CN111148769A - 液晶组合物、相位差膜及其制造方法、转印用层叠体、光学构件及其制造方法和显示设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液晶组合物,其含有侧链型液晶聚合物、聚合性液晶化合物和光聚合引发剂,上述侧链型液晶聚合物具有下述通式(I)所示的结构单元和具有包含液晶性部分的侧链的液晶性结构单元。(通式(I)中的各符号如说明书中所记载。)(I)

Description

液晶组合物、相位差膜及其制造方法、转印用层叠体、光学构 件及其制造方法和显示设备
技术领域
本发明涉及液晶组合物、相位差膜及其制造方法、转印用层叠体、光学构件及其制造方法和显示设备。
背景技术
以往,关于液晶显示设备、发光显示设备等显示设备,提出有将各种光学构件配置于面板面的构成。另外,提出有在这种光学构件中设置由液晶材料形成的相位差的构成。
例如,在有机发光显示设备等发光显示设备中,为了高效率地利用发光层的光而设置有反射性优异的金属电极。另一方面,通过使用该金属电极,外界光反射增大,因此,在发光显示设备中具有用于抑制该外界光反射的圆偏振板等。
透过了偏振板的光在光学方面具有各向异性,在显示设备中,该各向异性成为基于视角的对比度降低等的原因。对此,已知有通过使用相位差膜、尤其是正C型的相位差膜(正C板)来改善视角的方法。
正C板例如可通过使板内的棒状液晶分子相对于该板面垂直取向而得到。
例如,专利文献1中公开有一种相位差板,其具有由含有规定的垂直取向性侧链型液晶聚合物和光聚合性液晶化合物而成的垂直取向液晶性组合物所形成的垂直取向液晶膜。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2003-149441号公报
发明内容
发明要解决的课题
另外,随着具备相位差膜的显示设备等的多用途化,对相位差膜要求提高耐热性等耐久性。然而,以往的正C板存在如下问题:耐热性不足,容易产生由热所引起的相位差变动。
本发明的实施方式的目的在于,提供一种可形成垂直取向性优异且耐热性提高的相位差层的液晶组合物,具有垂直取向性优异且耐热性提高的相位差层的相位差膜,供于垂直取向性优异且耐热性提高的相位差层的转印的转印用层叠体,具有上述相位差膜的光学构件及其制造方法,以及显示设备。
用于解决课题的技术手段
本发明的一个实施方式提供一种液晶组合物,其含有侧链型液晶聚合物、聚合性液晶化合物和光聚合引发剂,
上述侧链型液晶聚合物具有下述通式(I)所示的结构单元和具有包含液晶性部分的侧链的液晶性结构单元。
[化学式1]
通式(I)
Figure BDA0002425328280000021
(通式(I)中,R1表示氢原子或甲基,X表示亲水性部分,Y表示疏水性部分。
表示亲水性部分的X为:
-(C2H4O)n-(n为2以上且17以下),
取代有羟基的碳原子数1以上且5以下的饱和脂肪族烃基与选自-O-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-NR2-C(=O)-和-C(=O)-NR2-中的至少1种连接基团的组合,或者
-(C2H4O)n′-(n′为1以上且17以下)与任选取代有羟基的碳原子数1以上且5以下的饱和脂肪族烃基与上述连接基团的组合,
R2表示氢原子或甲基。
表示疏水性部分的Y为:
碳原子数4以上且22以下的脂肪族烃基、
碳原子数6以上且12以下的芳香族烃基、
碳原子数1以上且22以下的脂肪族烃基与碳原子数6以上且12以下的芳香族烃基的组合、或者
选自碳原子数4以上且22以下的脂肪族烃基和碳原子数6以上且12以下的芳香族烃基中的至少1种与-(C3H6O)m-(m为1以上且5以下)的组合。)
本发明的一个实施方式提供一种液晶组合物,其含有侧链型液晶聚合物、聚合性液晶化合物和光聚合引发剂,
上述侧链型液晶聚合物具有下述通式(I′)所示的结构单元和具有包含液晶性部分的侧链的液晶性结构单元。
[化学式2]
通式(I′)
Figure BDA0002425328280000031
(通式(I′)中,R1表示氢原子或甲基,X′表示亲水性部分,Y′表示疏水性部分。表示亲水性部分的X′是利用Davis法测定的原子团固有的基团数为0.5以上且5.7以下的二价基团,表示疏水性部分的Y′是利用Davis法测定的原子团固有的基团数为-10.5以上且-3.0以下的一价基团。)
本发明的一个实施方式提供一种上述液晶组合物,其中,上述侧链型液晶聚合物相对于上述侧链型液晶聚合物与上述聚合性液晶化合物的总质量的质量比为1质量%以上且25质量%以下。
本发明的一个实施方式提供一种相位差膜,其为具有相位差层的相位差膜,
上述相位差层包含液晶组合物的固化物,该液晶组合物含有侧链型液晶聚合物和聚合性液晶化合物,上述侧链型液晶聚合物具有上述通式(I)所示的结构单元或上述通式(I′)所示的结构单元和具有包含液晶性部分的侧链的液晶性结构单元。
本发明的一个实施方式提供一种上述相位差膜,其中,上述侧链型液晶聚合物相对于上述侧链型液晶聚合物与上述聚合性液晶化合物的总质量的质量比为1质量%以上且25质量%以下。
本发明的一个实施方式提供一种上述相位差膜,其中,上述相位差层在测定波长550nm下的厚度方向的相位差Rth(550)小于-80nm。
本发明的一个实施方式提供一种相位差膜的制造方法,其通过具有如下工序而形成相位差层:
将上述本发明的一个实施方式的液晶组合物成膜的工序;
使上述聚合性液晶化合物与上述成膜的上述液晶组合物中的上述侧链型液晶聚合物所具有的上述液晶性结构单元发生取向的工序;以及
在上述进行取向的工序后,使上述聚合性液晶化合物进行聚合的工序。
本发明的一个实施方式提供一种转印用层叠体,其具备相位差层和可剥离地支承上述相位差层的支承体,
上述相位差层包含液晶组合物的固化物,所述液晶组合物含有侧链型液晶聚合物和聚合性液晶化合物,上述侧链型液晶聚合物具有上述通式(I)所示的结构单元或上述通式(I′)所示的结构单元和具有包含液晶性部分的侧链的液晶性结构单元,
该转印用层叠体供于上述相位差层的转印。
本发明的一个实施方式提供一种上述转印用层叠体,其中,上述侧链型液晶聚合物相对于上述侧链型液晶聚合物与上述聚合性液晶化合物的总质量的质量比为1质量%以上且25质量%以下。
本发明的一个实施方式提供一种上述转印用层叠体,其中,上述相位差层在测定波长550nm下的厚度方向的相位差Rth(550)小于-80nm。
本发明的一个实施方式提供一种光学构件,其在上述本发明的一个实施方式的相位差膜上具备偏振板。
本发明的一个实施方式提供一种光学构件的制造方法,其具有如下工序:
准备上述本发明的一个实施方式的转印用层叠体的工序;
转印工序,其使至少包含偏振板的被转印体与上述转印用层叠体的上述相位差层对置,将上述转印用层叠体转印至上述被转印体上;以及
剥离工序,其自转印至上述被转印体上的上述转印用层叠体剥离上述支承体。
本发明的一个实施方式提供一种显示设备,其具备上述本发明的一个实施方式的相位差膜或者在该相位差膜上具备偏振板的光学构件。
发明的效果
根据本发明的实施方式,可提供能够形成垂直取向性优异且耐热性提高的相位差层的液晶组合物,具有垂直取向性优异且耐热性提高的相位差层的相位差膜,供于垂直取向性优异且耐热性提高的相位差层的转印的转印用层叠体,具有上述相位差膜的光学构件及其制造方法,以及显示设备。
附图说明
图1是表示相位差膜的一个实施方式的截面示意图。
图2是表示相位差膜的一个实施方式的截面示意图。
图3是表示相位差膜的一个实施方式的截面示意图。
图4是表示转印用层叠体的一个实施方式的截面示意图。
图5是表示转印用层叠体的一个实施方式的截面示意图。
图6是表示转印用层叠体的一个实施方式的截面示意图。
图7是表示光学构件的一个实施方式的截面示意图。
图8是表示显示设备的一个实施方式的截面示意图。
具体实施方式
以下,一边参照附图等一边对本发明的实施方式、实施例等进行说明。其中,本发明能够利用多个不同的方式来实施,并不受以下例示的实施方式或实施例等的记载内容的限定性解释。另外,为了使说明更明确,附图与实际的状态相比,有时对各部分的宽度、厚度、形状等进行示意性表示,但始终只是一个例子,并非限定本发明的解释。另外,在本说明书和各附图中,有时对于与已出现的附图如上所述的要素相同的要素标注相同的符号,适当省略详细的说明。另外,为了便于说明,有时使用上方或下方这样的语句进行说明,但上下方向也可以反转。
在本说明书中,在某构件或某区域等的某构成设为位于另一构件或另一区域等的另一构成的“上(或下)”的情况下,只要没有特别限定,则其不仅包含位于另一构成的正上方(或正下方)的情况,还包含位于另一构成的上方(或下方)的情况,即,也包含在另一构成的上方(或下方),且其间包含其他构成要素的情况。
在本说明书中,所谓取向限制力,是指使相位差层中的液晶性成分沿规定方向排列的相互作用。
在本说明书中,所谓(甲基)丙烯酸表示丙烯酸和甲基丙烯酸二者,所谓(甲基)丙烯酰基表示丙烯酰基和甲基丙烯酰基这两者。
另外,在本说明书中,“板”、“片”、“膜”的用语仅基于称呼的不同,并非相互加以区分,所谓“膜面(板面、片面)”,是指在整体且大局地观察成为对象的膜状(板状、片状)的构件的情况下,与成为对象的膜状构件(板状构件、片状构件)的平面方向一致的面。
A.液晶组合物
本发明的第1方式的液晶组合物是如下液晶组合物,其含有侧链型液晶聚合物、聚合性液晶化合物和光聚合引发剂,
上述侧链型液晶聚合物具有下述通式(I)所示的结构单元和具有包含液晶性部分的侧链的液晶性结构单元。
[化学式3]
通式(I)
Figure BDA0002425328280000071
(通式(I)中,R1表示氢原子或甲基,X表示亲水性部分,Y表示疏水性部分。
表示亲水性部分的X为:
-(C2H4O)n-(n为2以上且17以下),
取代有羟基的碳原子数1以上且5以下的饱和脂肪族烃基与选自-O-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-NR2-C(=O)-和-C(=O)-NR2-中的至少1种连接基团的组合,或者
-(C2H4O)n′-(n′为1以上且17以下)与任选取代有羟基的碳原子数1以上且5以下的饱和脂肪族烃基与上述连接基团的组合,
R2表示氢原子或甲基。
表示疏水性部分的Y为:
碳原子数4以上且22以下的脂肪族烃基、
碳原子数6以上且12以下的芳香族烃基、
碳原子数1以上且22以下的脂肪族烃基与碳原子数6以上且12以下的芳香族烃基的组合、或者
选自碳原子数4以上且22以下的脂肪族烃基和碳原子数6以上且12以下的芳香族烃基中的至少1种与-(C3H6O)m-(m为1以上且5以下)的组合。)
本发明的第2方式的液晶组合物是如下液晶组合物,其含有侧链型液晶聚合物、聚合性液晶化合物和光聚合引发剂,
上述侧链型液晶聚合物具有下述通式(I′)所示的结构单元和具有包含液晶性部分的侧链的液晶性结构单元。
[化学式4]
通式(I′)
Figure BDA0002425328280000081
(通式(I′)中,R1表示氢原子或甲基,X′表示亲水性部分,Y′表示疏水性部分;表示亲水性部分的X′是利用Davis法测定的原子团固有的基团数为0.5以上且5.7以下的二价基团,表示疏水性部分的Y′是利用Davis法测定的原子团固有的基团数为-10.5以上且-3.0以下的一价基团。)
本发明的液晶组合物通过包含上述侧链型液晶聚合物,能够形成垂直取向性优异且耐热性提高的相位差层。关于该液晶组合物发挥这种效果的作用,也存在未查明的部分,但推测如下。
正C型的相位差膜(正C板)可通过如下方法而获得:使液晶组合物的涂膜形成在基材或取向膜上并适当进行加热,使液晶组合物中的液晶性成分相对于基材或取向膜垂直地取向。
本发明的液晶组合物包含侧链型液晶聚合物和聚合性液晶化合物作为液晶性成分,上述侧链型液晶聚合物除了具有包含液晶性部分的侧链的液晶性结构单元以外,还具有上述通式(I)所示的结构单元或上述通式(I′)所示的结构单元。上述通式(工)所示的结构单元或上述通式(I′)所示的结构单元在侧链中自主链起借助-C(=O)-O-基依次具有亲水性部分和疏水性部分。另一方面,在形成相位差层时所使用的基材或取向膜通常在其表面具有极性基团。因此,上述通式(I)所示的结构单元或上述通式(I′)所示的结构单元所具有的亲水性部分与基材或取向膜的亲和性较高,疏水性部分与基材或取向膜的亲和性较低。因此,在将本发明的液晶组合物涂布于基材或取向膜上而形成涂膜的情况下,存在接近主链的上述亲水性部分接近基材或取向膜,且上述疏水性部分远离基材或取向膜的倾向,因此据推测,在涂膜中的上述侧链型液晶聚合物中,亲水性部分附着于基材或取向膜或偏集存在于其附近,伴随于此,主链也容易附着于基材或取向膜或偏集存在于其附近,疏水性部分未附着于基材或取向膜,且容易相对于基材或取向膜垂直地取向。由此,据认为,在对液晶组合物的涂膜适当进行加热而使液晶性结构单元的侧链相对于基材或取向膜垂直地取向时,如上所述垂直地取向的上述疏水性部分诱导液晶性结构单元的侧链的垂直取向从而提高垂直取向性,进而,容易维持垂直取向。另外,使用本发明的液晶组合物所形成的相位差层如此容易维持液晶性成分的垂直取向,因此加热后液晶性成分也容易维持垂直取向,不易产生由加热所引起的相位差的变动,耐热性优异。
另外,在以往的液晶组合物中,为了具有充分的取向性,必须大量含有液晶聚合物作为液晶性成分。另一方面,若增加液晶聚合物的含有比率,则聚合性液晶化合物的含有比率相对减少,因此相位差层的交联密度减小,相位差层的耐热性等耐久性较差,例如容易产生由加热所引起的相位差变动。相对于此,本发明的液晶组合物由于可用作液晶聚合物的上述侧链型液晶聚合物的垂直取向性优异,因此即便液晶聚合物的含量为少量,也可形成垂直取向性及耐热性优异的相位差层。在本发明的液晶组合物中,由于可将液晶聚合物的含量设为少量,因此可增加聚合性液晶化合物的含有比率,由此可进一步提高相位差层的耐热性等。另外,使用本发明的液晶组合物所形成的相位差层即便在聚合性液晶化合物的含有比率较小的情况时,也通过含有上述侧链型液晶聚合物,垂直取向性优异,具有充分的耐热性等耐久性,不易产生由加热所引起的相位差变动。
本发明中的液晶组合物至少含有侧链型液晶聚合物、聚合性液晶化合物和光聚合引发剂,且可在不损及效果的范围内进一步含有其他成分。以下,依次对构成液晶组合物的各成分进行说明。需要说明的是,关于侧链型液晶聚合物,分为第1方式和第2方式进行说明,但侧链型液晶聚合物以外的各成分在第1方式和第2方式中是共通的。
<侧链型液晶聚合物>
本发明的第1方式的液晶组合物是侧链型液晶聚合物具有上述通式(I)所示的结构单元和具有包含液晶性部分的侧链的液晶性结构单元,可显示出垂直取向性的组合物。
(1)通式(I)所示的结构单元
在上述通式(I)中,表示亲水性部分的X为:
(x1)-(C2H4O)n-(n为2以上且17以下),
(x2)取代有羟基的碳原子数1以上且5以下的饱和脂肪族烃基与选自-O-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-NR2-C(=O)-及-C(=O)-NR2-中的至少1种连接基团的组合,或者
(x3)-(C2H4O)n′-(n′为1以上且17以下)与任选取代有羟基的碳原子数1以上且5以下的饱和脂肪族烃基与上述连接基团的组合,
R2表示氢原子或甲基。
作为上述通式(I)中的亲水性部分X,其中,就垂直取向性及耐热性的方面而言,优选为上述(x1)或上述(x3)。
另外,就进一步提高垂直取向性及耐热性的方面而言,亲水性部分X中的上述连接基团优选为选自-O-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-中的至少1种。
另外,关于亲水性部分X中的合计碳原子数,就进一步提高垂直取向性及耐热性的方面而言,优选为3以上且34以下,更优选为4以上且16以下。
亲水性部分X中的上述(x1)-(C2H4O)n-中的n为2以上且17以下的整数,优选为3以上且17以下,更优选为4以上且16以下。
在亲水性部分X中的上述(x2)取代有羟基的碳原子数1以上且5以下的饱和脂肪族烃基与选自-O-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-NR2-C(=O)-及-C(=O)-NR2-中的至少1种连接基团的组合中,上述连接基团可含有于该饱和脂肪族烃基的末端,也可含有于链中,优选为含有于末端。
另外,在上述(x2)中,所含的上述连接基团的个数优选为3个以下,更优选为2个以下,进一步优选为1个。
在上述(x2)中,上述取代有羟基的饱和脂肪族烃基所具有的羟基的个数优选为1个或2个,更优选为1个。
在上述(x2)中,上述取代有羟基的饱和脂肪族烃基可为直链状、支链状、环状中的任一者,优选为直链状。作为该饱和脂肪族烃基,其中优选为碳原子数2以上且5以下。
作为亲水性部分X中的上述(x2)的优选具体例,例如可列举下述通式(X-1)所示的二价基团。
[化学式5]
通式(X-1)
Figure BDA0002425328280000111
(通式(X-1)中,a及b分别独立地表示1以上且3以下的整数,a+b为2以上且4以下,L1表示-O-、-O-C(=O)-或-C(=O)-O-)
亲水性部分X中的上述(x3)-(C2H4O)n′-与任选取代有羟基的碳原子数1以上且5以下的饱和脂肪族烃基与上述连接基团的组合中,n′为1以上且17以下的整数,优选为2以上且8以下,更优选为2以上且4以下。
在上述(x3)中,上述任选取代有羟基的饱和脂肪族烃基可为直链状、支链状、环状中的任一者,优选为直链状。作为该饱和脂肪族烃基,其中优选为碳原子数2以上且5以下。
在上述(x3)中,在上述饱和脂肪族烃基中取代有羟基的情况时,所取代的羟基个数优选为1个或2个,更优选为1个。
在上述(x3)中,作为任选取代有羟基的碳原子数1以上且5以下的饱和脂肪族烃基与上述连接基团的组合,优选在该饱和脂肪族烃基的末端包含上述连接基团。上述连接基团可含有2个以上,进而可在饱和脂肪族烃基之间包含上述连接基团。
作为上述(x3)中的-(C2H4O)n′-与包含上述连接基团的上述任选取代有羟基的饱和脂肪族烃基的组合,只要是具有1个以上-(C2H4O)n′-与1个以上包含上述连接基团的上述任选取代有羟基的饱和脂肪族烃基者即可,其中,优选为1个-(C2H4O)n′-与1个包含上述连接基团的上述任选取代有羟基的饱和脂肪族烃基的组合。
作为亲水性部分X中的上述(x3)的优选具体例,例如可列举下述通式(X-2)所示的二价基团。
[化学式6]
通式(X-2)
Figure BDA0002425328280000121
(通式(X-2)中,n″表示1以上且4以下的整数,L1′表示-O-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-NR2-C(=O)-或-C(=O)-NR2-,R2表示氢原子或甲基。c、d及e分别独立地表示0以上且5以下的整数,在0时,表示单键。c+d+e为1以上且5以下)
另外,上述亲水性部分X中,就垂直取向性及耐热性的方面而言,碳原子数与氧原子数及氮原子数的合计数之比{(碳原子数)/(氧原子数及氮原子数的合计数)}优选为1.3以上且2.6以下,更优选为1.8以上且2.4以下。
在上述通式(I)中,表示疏水性部分的Y为:
(y1)碳原子数4以上且22以下的脂肪族烃基、
(y2)碳原子数6以上且12以下的芳香族烃基、
(y3)碳原子数1以上且22以下的脂肪族烃基与碳原子数6以上且12以下的芳香族烃基的组合、或者
(y4)选自碳原子数4以上且22以下的脂肪族烃基及碳原子数6以上且12以下的芳香族烃基中的至少1种与-(C3H6O)m-(m为1以上且5以下)的组合。
需要说明的是,上述通式(I)中的-(C3H6O)m-表示-(CH2CH2CH2O)m1-、-(C(CH3)HCH2O)m2-、-(CH2C(CH3)HO)m3-或它们的组合。m1、m2、m3分别表示重复单元数。作为上述通式(I)中的-(C3H6O)m-,其中,优选包含-(CH2CH2CH2O)ml-
作为上述通式(I)中的疏水性部分Y,其中,就垂直取向性及耐热性的方面而言,优选为上述(y1)、上述(y2)或上述(y3),更优选为上述(y1)或上述(y3)。另外,作为上述通式(I)中的Y,由于液晶性成分进行取向的温度区域扩大,因此就温度管理变得容易,制程范围扩大的观点而言,优选包含芳香族烃基。
疏水性部分Y中的上述(y1)的脂肪族烃基可为饱和脂肪族烃基及不饱和脂肪族烃基中的任一者,另外,可为直链状、支链状、环状中的任一者。作为上述(y1)的脂肪族烃基,其中,优选为饱和脂肪族烃基,进一步优选为包含直链状饱和脂肪族烃基,更优选为包含碳原子数9以上的直链状饱和脂肪族烃基。另外,关于上述(y1)的脂肪族烃基的碳原子数,就垂直取向性的方面而言,优选为15以下。
作为疏水性部分Y中的上述(y2),例如可列举:苯基、联苯基、萘基等。
作为疏水性部分Y中的上述(y3),例如可列举:在上述(y2)的芳香族烃基中上述脂肪族烃基被取代者、具有2个以上的上述(y2)的芳香族烃基且该芳香族烃基之间被上述脂肪族烃基连结者和它们的组合等,上述脂肪族烃基优选为在整个疏水部Y中碳原子数为1以上且22以下。其中,优选为在苯基的对位上述脂肪族烃基被取代者。
需要说明的是,作为上述(y3)中的脂肪族烃基,同样地优选使用作为上述(y1)中的脂肪族烃基而优选的烃基。
疏水性部分Y中的上述(y4)是将1个以上选自碳原子数4以上且22以下的脂肪族烃基及碳原子数6以上且12以下的芳香族烃基中的至少1种基团与1个以上-(C3H6O)m-(m为1以上且5以下的整数)组合而成的一价基团,其中,优选为在与上述亲水性部分X相反侧的末端具有选自碳原子数4以上且22以下的脂肪族烃基及碳原子数6以上且12以下的芳香族烃基中的至少1种。
另外,上述(y4)优选总碳原子数为9以上40以下,更优选为12以上且40以下。
作为上述(y4)中的脂肪族烃基,同样地优选使用作为上述(y1)中的脂肪族烃基而优选的烃基。
作为上述(y4)中的芳香族烃基,例如可列举与疏水性部分Y的上述(y2)相同者。
作为疏水性部分Y中的上述(y4)的优选具体例,例如可列举下述通式(Y-1)所示的一价基团。
[化学式7]
通式(Y-1)
-(CH2CH2CH2O)m1-(CH2)f-CH3
(通式(Y-1)中,ml表示1以上且5以下的整数,f表示3以上且21以下的整数)
需要说明的是,在本发明的实施方式中,作为上述侧链型液晶聚合物所含有的上述通式(I)所示的结构单元,可单独使用1种或组合2种以上而使用。
(2)液晶性结构单元
在本发明的第1方式中,液晶性结构单元具有包含液晶性部分、即显示出液晶性的部分的侧链。液晶性结构单元优选为在侧链包含显示出液晶性的液晶原基的结构单元。液晶性结构单元优选为自聚合性基借助间隔基团而键结在液晶原基上的显示出液晶性的化合物衍生的结构单元。在本发明中,所谓液晶原基,是指如显示出液晶性的刚直性较高的部位,例如可列举具有2个以上的环结构、优选为3个以上的环结构,且环结构彼此通过单键而连接或该环结构借助1个原子至3个原子而连接的部分结构。通过使侧链具有这种显示出液晶性的部位,该显示出液晶性的结构单元容易进行垂直取向。
作为上述环结构,可为苯、萘、蒽等芳香环,也可为环戊基、环己基等环状脂肪族烃。
另外,在该环结构借助连接部而连结的情况时,作为该连接部的结构,可列举:-O-、-S-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-O-、-NR-C(=O)-、-C(=O)-NR-、-O-C(=O)-NR-、-NR-C(=O)-O-、-NR-C(=O)-NR-、-O-NR-或-NR-O-(R为氢原子或烃基)等。
其中,作为液晶原基,优选为以上述环结构的连接成为棒状的方式,即若为苯,则在对位连接,若为萘,则在2,6位连接的棒状液晶原基。
另外,在液晶性结构单元是在侧链包含显示出液晶性的液晶原基的结构单元的情况时,就垂直取向性的方面而言,该结构单元的侧链的末端优选为极性基团或烷基。作为这种极性基团的具体例,可列举:-F、-Cl、-CN、-OCF3、-OCF2H、-NCO、-NCS、-NO2、-NHC(=O)-R′、-C(=O)-OR′、-OH、-SH、-CHO、-SO3H、-NR′2或-OR″(R′为氢原子或烃基,R″为烷基)等。
在本发明的实施方式中,液晶性结构单元可单独使用1种、或组合2种以上而使用。
液晶性结构单元优选为由衍生上述通式(I)所示的结构单元的单体与具有可进行聚合的含烯属双键的基团的单体衍生的结构单元。作为这种具有含烯属双键的基的单体,例如可列举:(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯、(甲基)丙烯酰胺、顺丁烯二酰亚胺、乙烯醚或乙烯酯等衍生物。关于液晶性结构单元,其中,就垂直取向性的方面而言,优选为由(甲基)丙烯酸酯衍生物所衍生的结构单元。
在本发明的实施方式中,关于液晶性结构单元,就垂直取向性的方面而言,其中,优选为包含下述通式(II)所示的结构单元。
[化学式8]
通式(II)
Figure BDA0002425328280000151
(通式(II)中,R11表示氢原子或甲基,R12表示-(CH2)o-、或-(C2H4O)o′-所示的基团。L2表示单键或-O-、-O-C(=O)-或-C(=O)-O-所示的连接基团,Ar2表示可具有取代基的碳原子数6以上且10以下的亚芳基,存在的多个L2及Ar2分别可相同也可不同。R13表示-F、-Cl、-CN、-OCF3、-OCF2H、-NCO、-NCS、-NO2、-NHC(=O)-R14、-C(=O)-OR14、-OH、-SH、-CHO、-SO3H、-NR14 2、-R15或-OR15,R14表示氢原子或碳原子数1以上且6以下的烷基,R15表示碳原子数1以上且6以下的烷基。g为2以上且4以下的整数,o及o′分别独立地为2以上且10以下的整数)
R12的o及o′分别独立地为2以上且10以下的整数。就垂直取向性的方面而言,其中,o及o′优选为2以上且8以下,进一步优选为2以上且6以下。
作为Ar2中的可具有取代基的碳原子数6以上且10以下的亚芳基,可列举亚苯基、亚萘基等,其中更优选为亚苯基。作为该亚芳基可具有的R13以外的取代基,可列举:碳原子数1以上且5以下的烷基、氟原子、氯原子、溴原子等卤素原子等。
R13中的R14为氢原子或碳原子数1以上且6以下的烷基,其中,优选为氢原子或碳原子数1以上且3以下的烷基。另外,R13中的R15为碳原子数1以上且6以下的烷基,其中,优选为碳原子数1以上且5以下的烷基。
作为通式(H)所示的液晶性结构单元的适宜具体例,例如可列举下述化学式(II-1)、(II-2)及(II-3)所表示者等,但并不限定于它们。
[化学式9]
化学式(II-1)
Figure BDA0002425328280000171
(01为2以上且6以下的整数)
(II-2)
Figure BDA0002425328280000172
(02为2以上且6以下的整数)
化学式(II-3)
Figure BDA0002425328280000173
(03为2以上且6以下的整数)
在本发明的实施方式中,侧链型液晶聚合物可为具有包含上述通式(I)所示的结构单元的嵌段部和包含上述液晶性结构单元的嵌段部的嵌段共聚物,也可为上述通式(I)所示的结构单元与上述液晶性结构单元不规则地排列的无规共聚物。在本实施方式中,就提高聚合性液晶化合物的垂直取向性或相位差值的面内均一性且不易使相位差层破裂的方面而言,优选为无规共聚物。
关于侧链型液晶聚合物中的上述通式(I)所示的结构单元的比率,并无特别限定,就垂直取向性与耐热性的方面而言,在全部结构单元100摩尔%中,优选为20摩尔%以上且80摩尔%以下。其中,就提高耐热性的方面而言,优选为25摩尔%以上,更优选为30摩尔%以上,进一步优选为35摩尔%以上。另一方面,就充分含有上述液晶性结构单元的方面及容易进行聚合时的精制的方面而言,关于上述通式(I)所示的结构单元的比率,其中,优选为60摩尔%以下,更优选为50摩尔%以下,进一步优选为45摩尔%以下。
另外,在上述侧链型液晶聚合物中,关于全部结构单元100摩尔%中的上述液晶性结构单元的比率,就垂直取向性和耐热性的方面而言,优选为80摩尔%以下,更优选为75摩尔%以下,进一步优选为70摩尔%以下,更进一步优选为65摩尔%以下,另一方面,优选为20摩尔%以上,更优选为40摩尔%以上,进一步优选为50摩尔%以上,更进一步优选为55摩尔%以上。
需要说明的是,共聚物中的各结构单元的含有比率可根据利用1H-NMR(NuclearMagnetic Resonance,核磁共振)测定所得的积分值而算出。
(3)其他结构单元
在本发明的实施方式中,上述侧链型液晶聚合物在不损及本实施方式的效果的范围内,除了可具有上述通式(I)所示的结构单元及上述液晶性结构单元以外,也可具有不符合上述通式(I)所示的结构单元及上述液晶性结构单元中任一者的结构单元。通过在上述侧链型液晶聚合物中包含其他结构单元,例如可提高溶剂溶解性、耐热性、反应性等。
这些其他结构单元可为1种,也可为2种以上。关于该其他结构单元的含有比率,在上述侧链型液晶聚合物的全部结构单元100摩尔%中,优选为0摩尔%以上且30摩尔%以下的范围内,更优选为0摩尔%以上且20摩尔%以下的范围内。若该其他结构单元的含有比率超过上述上限值,则存在液晶性结构单元及上述通式(I)所示的结构单元的含有比率相对减少,难以获得本案的上述效果的情况。
在本发明的实施方式中,侧链型液晶聚合物的质均分子量Mw并无特别限定,优选为500以上且60000以下的范围内,更优选为3000以上且50000以下的范围内,进一步优选为5000以上且40000以下的范围内。通过为上述范围内,液晶组合物的稳定性优异,且形成相位差层时的操作性优异。
需要说明的是,上述质均分子量Mw是通过GPC(凝胶渗透层析法)测定的值。测定是使用Tosoh公司制造的HLC-8120GPC,将溶出溶剂设为四氢呋喃,将校正曲线用聚苯乙烯标准物设为Mw1110000、397000、98900、13700、5430、1010及Mw707000、189000、37200、9490、2500(Tosoh公司制造),将测定管柱设为TSK-GEL ALPHA-M×2根(Tosoh公司制造)而进行者。
上述侧链型液晶聚合物可单独使用1种,也可组合2种以上而使用。在本实施方式中,就相位差层的垂直取向性及耐热性的方面而言,关于上述侧链型液晶聚合物的含有比率,相对于液晶组合物的固体成分100质量份,优选为1质量份以上,更优选为3质量份以上,进一步优选为5质量份以上,另一方面,就可充分地含有聚合性液晶化合物而提高耐热性等耐久性的方面而言,优选为30质量份以下,更优选为25质量份以下。
需要说明的是,在本发明中,所谓固体成分是指除溶剂以外的所有成分,例如,即便下述聚合性液晶化合物为液状,也设为包含于固体成分中者。
另外,在本实施方式中,就提高垂直取向性及耐热性的方面而言,上述侧链型液晶聚合物相对于上述侧链型液晶聚合物与下述聚合性液晶化合物的总质量的质量比优选为1质量%以上,更优选为3质量%以上,进一步优选为5质量%以上,另一方面,就可充分地含有聚合性液晶化合物而提高耐热性等耐久性的方面而言,优选为30质量%以下,更优选为25质量%以下,进一步优选为20质量%以下。
(4)侧链型液晶聚合物的制造
在本实施方式中,上述侧链型液晶聚合物的制造方法并无特别限定,例如只要以所需的比率混合衍生上述通式(I)所示的结构单元的单体与衍生上述液晶性结构单元的单体,并通过公知的聚合方法以成为所需的平均分子量的方式进行聚合即可。
另外,在制成嵌段共聚物的情况时,例如可在分别通过公知的聚合方法使衍生上述通式(I)所示的结构单元的单体与衍生上述液晶性结构单元的单体进行聚合后,连结所获得的各聚合物,另外,可列举通过公知的聚合方法使衍生上述通式(I)所示的结构单元的单体或衍生上述液晶性结构单元的单体中的一者进行聚合后,添加另一单体进而进行聚合的方法等。
作为上述聚合方法,可采用具有乙烯基的化合物的聚合中通常所使用的方法,例如可使用阴离子聚合或活性自由基聚合等。在本实施方式中,其中,优选为使用如“J.Am.Chem.Soc.”105,5706(1983)中所公开的基团转移聚合(GTP)般活性地进行聚合的方法。根据该方法,由于容易使分子量、分子量分布等成为所需的范围,因此可使所获得的侧链型液晶聚合物的特性变得均匀。
在本发明中,侧链型液晶聚合物的结构可组合核磁共振分光法(NMR)与热解型气相层析质谱法(Py-GC-MS)及基质辅助激光脱附离子化飞行时间型质谱法(MALDI-TOFMS)中的至少一种而进行分析。
本发明的第2方式的液晶组合物是侧链型液晶聚合物具有上述通式(I′)所示的结构单元与上述液晶性结构单元,可显示出垂直取向性者。需要说明的是,上述通式(I′)所示的结构单元是于侧链不含液晶性部分的结构单元。此处,所谓液晶性部分是如上所述,典型地是指液晶原基。
在上述通式(I′)中,表示亲水性部分的X′是利用Davis法测定的原子团固有的基团数为0.5以上且5.7以下的二价基团,表示疏水性部分的Y′是利用Davis法测定的原子团固有的基团数为-10.5以上且-3.0以下的一价基团。上述亲水性部分X′的上述基团数优选为0.6以上且5.3以下,更优选为0.65以上且3.0以下,上述疏水性部分Y′的上述基团数优选为-9.0以上且-3.4以下,更优选为-8.0以上且-4.0以下。
此处,利用Davis法测定的原子团固有的基团数是记载于藤本武彦着、“表面活性剂入门”、三洋化成工业公司、2007年、第2份第6章(关于表面活性剂的化学结构与物理性质的关联)、或者J.T.Davies and E.K.Rideal,″Interfacial Phenomena″,Academic Press,New York,1963,P.371-383中。具体而言,-(CH2CH2O)-的基团数为0.33,-(CH2CH2CH2O)-的基团数为-0.125,-(CH(CH3)CH2O)-的基团数为-0.15,-(CH2CH(CH3)O)-的基团数为-0.15,-OH的基团数为1.9,-O-的基团数为1.3,-CH2-的基团数为-0.475,CH3-的基团数为-0.475,=CH-的基团数为-0.475,-O-C(=O)-的基团数为2.4。
作为利用Davis法测定的原子团固有的基团数为0.5以上且5.7以下的二价基团,例如可列举与上述通式(I)中的亲水性部分X相同者,作为利用Davis法测定的原子团固有的基团数为-10.5以上且-3.0以下的一价基团,例如可列举与上述通式(I)中的疏水性部分Y相同者。
在本发明的第2方式的液晶组合物中,上述侧链型液晶聚合物的液晶性结构单元、其他结构单元和质均分子量Mw可设为与上述第1方式相同。
本发明的第2方式中所使用的侧链型液晶聚合物的液晶性结构单元的含有比率、上述通式(I′)所示的结构单元的含有比率和其他结构单元的含有比率分别可设为与上述第1方式中所使用的侧链型液晶聚合物的液晶性结构单元的含有比率、上述通式(I)所示的结构单元的含有比率和其他结构单元的含有比率相同。
另外,本发明的第2方式中的液晶组合物的固体成分中的侧链型液晶聚合物的含有比率可设为与上述第1方式相同。
另外,第2方式中所使用的侧链型液晶聚合物可通过与上述第1方式相同的方法而制造。
<聚合性液晶化合物>
在本发明的实施方式中,聚合性液晶化合物可自先前公知的化合物中适当选择而使用。在本实施方式中,在与上述侧链型液晶聚合物的组合中,就垂直取向性或相位差层的耐久性的观点而言,优选为在液晶原基的至少一个末端具有聚合性基团的聚合性液晶化合物,更优选为于液晶原基的两末端具有聚合性基团的聚合性液晶化合物。
聚合性液晶化合物所具有的液晶原基可设为与上述侧链型液晶聚合物中的液晶性结构单元所具有的液晶原基相同者。
作为聚合性液晶化合物所具有的聚合性基团,例如可列举:环氧乙烷环、氧杂环丁环等含环状醚的基团、含烯属双键的基团等,其中,就显示出光固化性,操作性优异的方面而言,优选为含烯属双键的基团。作为含烯属双键的基团,可列举:乙烯基、烯丙基、(甲基)丙烯酰基等,其中,优选为(甲基)丙烯酰基。
在本实施方式中,关于聚合性液晶化合物,就垂直取向性的方面而言,其中,优选为选自下述通式(III)所示的化合物和下述通式(IV)所示的化合物中的1种以上的化合物。
[化学式10]
通式(III)
Figure BDA0002425328280000221
(通式(III)中,R21表示氢原子或甲基,R22表示-(CH2)p-、或-(C2H4O)p′-所示的基团。L3表示单键或者-O-、-O-C(=O)-或-C(=O)-O-所示的连接基团,Ar3表示可具有取代基的碳原子数6以上且10以下的亚芳基,存在多个L3及Ar3分别可相同也可不同。R23表示-F、-Cl、-CN、-OCF3、-OCF2H、-NCO、-NCS、-NO2、-NHC(=O)-R24、-C(=O)-OR24、-OH、-SH、-CHO、-SO3H、-NR14 2、-R25或-OR25,R14表示氢原子或碳原子数1以上且6以下的烷基,R25表示碳原子数1以上且6以下的烷基。h为2以上且4以下的整数,p及p′分别独立地为2以上且10以下的整数)
[化学式11]
通式(IV)
Figure BDA0002425328280000231
(通式(IV)中,R31及R32分别独立地表示氢原子或甲基,R33表示-(CH2)q-或-(C2H4O)q′-所示的基团,R34表示-(CH2)r-或-(OC2H4)r′-所示的基团。L4表示单键或者-O-、-O-C(=O)-、或-C(=O)-O-所示的连接基团,Ar4表示可具有取代基的碳原子数6以上且10以下的亚芳基,存在多个L4及Ar4分别可相同也可不同。i为2以上且4以下的整数,q、q′、r及r′分别独立地为2以上且10以下的整数)
关于上述通式(III)中的p、p′、上述通式(IV)中的q、q′、r及r′,就垂直取向性的方面而言,优选为2以上且8以下,更优选为2以上且6以下,进一步优选为2以上且5以下。
L3及L4可设为与上述通式(II)中的L2相同者。
另外,Ar3及Ar4可设为与上述通式(II)中的Ar2相同者。
作为聚合性液晶化合物中所含的液晶原基结构,可优选地使用下述化学式(V-1)~(V-4)所示的部分结构,其中,可优选地使用选自包含3个以上环结构的下述化学式(V-1)、(V-2)及(V-4)中的至少1种所示的部分结构。下述化学式(V-1)~(V-4)所示的部分结构中的亚苯基或亚萘基中的氢原子可经碳原子数1以上且3以下的烷基或卤素原子取代。
[化学式12]
Figure BDA0002425328280000241
作为上述通式(III)所示的化合物和上述通式(IV)所示的化合物的适宜具体例,可列举下述化学式(1)~(17)中所示者,但并不限定于它们。
[化学式13]
Figure BDA0002425328280000251
j为2以上且5以下的整数。
在本实施方式中,聚合性液晶化合物可单独使用1种,或者组合2种以上而使用。
在本实施方式中,关于聚合性液晶化合物的含有比率,就提高相位差层的耐热性等耐久性的方面而言,相对于液晶组合物的固体成分100质量份,优选为20质量份以上,更优选为30质量份以上,进一步优选为40质量份以上。在本发明的液晶组合物中,由于可将上述侧链型液晶聚合物的含量设为少量,因此可将上述聚合性液晶化合物的含有比率设为70质量份以上,在更优选的实施方式中,可设为75质量份以上。另一方面,关于上述聚合性液晶化合物的含有比率,就充分地含有上述侧链型液晶聚合物,提高垂直取向性及耐热性的方面而言,优选为99质量份以下,更优选为97质量份以下,进一步优选为95质量份以下。
<光聚合引发剂>
在本实施方式中,光聚合引发剂可自先前公知者中适当选择而使用。作为这种光聚合引发剂的具体例,例如可适宜地列举包含噻吨酮等的芳香族酮类、α-氨基烷基苯酮类、α-羟基酮类、酰基氧化膦类、肟酯类、芳香族鎓盐类、有机过氧化物、硫代化合物、六芳基联咪唑化合物、酮肟酯化合物、硼酸盐化合物、吖啶鎓化合物、茂金属化合物、活性酯化合物、具有碳卤素键的化合物和烷基胺化合物等,其中,优选为选自酰基氧化膦系聚合引发剂、α-氨基烷基苯酮系聚合引发剂、α-羟基酮系聚合引发剂和肟酯系聚合引发剂中的至少1种。
作为酰基氧化膦系聚合引发剂,例如可列举:双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦(例如商品名:Irgacure 819、BASF公司制造)、双(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基-戊基苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(商品名:Lucirin TPO:BASF公司制造等)等。
另外,作为α-氨基烷基苯酮系聚合引发剂,例如可列举:2-甲基-1-(4-甲基噻吩基)-2-吗啉基丙烷-1-酮(例如Irgacure 907、BASF公司制造)、2-苄基-2-(二甲基氨基)-1-(4-吗啉基苯基)-1-丁酮(例如Irgacure 369、BASF公司制造)、2-(二甲基氨基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮(Irgacure 379EG、BASF公司制造)等。
另外,作为α-羟基酮系聚合引发剂,例如可列举:2-羟基-1-{4-[4-(2-羟基-2-甲基-丙酰基)-苄基]-苯基}-2-甲基-丙烷-1-酮(例如商品名:Irgacure 127、BASF公司制造等)、2-羟基-4′-羟基乙氧基-2-甲基苯丙酮(例如商品名:Irgacure 2959、BASF公司制造等)、1-羟基-环己基-苯基-酮(例如商品名:Irgacure 184、BASF公司制造等)、低聚{2-羟基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙酮}(例如商品名:ESACURE ONE、Lamberti公司制造等)等。
作为肟酯系聚合引发剂,可列举:1,2-辛二酮,1-[4-(苯硫基)-,2-(O-苯甲酰肟)](商品名:Irgacure OXE-01、BASF制造)、乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-,1-(O-乙酰肟)(商品名:Irgacure OXE-02、BASF制造)、甲酮,乙酮,1-[9-乙基-6-(1,3-二氧杂环戊烷,4-(2-甲氧基苯氧基)-9H-咔唑-3-基]-,1-(O-乙酰肟)(商品名ADEKAOPT-N-1919、ADEKA公司制造)等。
在本实施方式中,光聚合引发剂可单独使用1种或者组合2种以上而使用。
在本实施方式中,关于光聚合引发剂的含有比率,就促进上述聚合性液晶化合物的固化的方面而言,相对于液晶组合物的固体成分100质量份,优选为0.1质量份以上且10质量份以下,更优选为1质量份以上且8质量份以下。
<其他成分>
本实施方式的液晶组合物可在不损及效果的范围内进一步含有其他成分。具体而言,作为其他成分,可含有流平剂、聚合抑制剂、抗氧化剂、光稳定剂、或者就涂敷性的观点而言的溶剂等。它们只要适当选择先前公知的材料并使用即可。
作为流平剂,优选为使用氟系或聚硅氧系的流平剂。作为流平剂的具体例,例如可列举:日本专利特开2010-122325号公报中所记载的DIC公司制造的MEGAFAC系列、Momentive Performance Materials Japan公司制造的TSF系列及NEOS公司制造的FTERGENT系列等。在本实施方式中,在使用流平剂的情况时,其含有比率相对于液晶组合物的固体成分100质量份,优选为设为0.001质量份以上且5质量份以下。
本实施方式的液晶组合物就涂敷性的方面而言,视需要可含有溶剂。作为溶剂,只要自可使液晶组合物中所含的各成分溶解或分散的先前公知的溶剂的中适当加以选择即可。具体而言,例如可列举:己烷、环己烷等烃系溶剂;甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮系溶剂;四氢呋喃、丙二醇单乙醚(PGME)等醚系溶剂;氯仿、二氯甲烷等卤代烃系溶剂;乙酸乙酯、丙二醇单甲醚乙酸酯等酯系溶剂;N,N-二甲基甲酰胺等酰胺系溶剂;及二甲基亚砜等亚砜系溶剂;甲醇、乙醇和丙醇等醇系溶剂等。在本实施方式中,溶剂可单独使用1种,或者组合2种以上而制成混合溶剂而使用。
本实施方式的液晶组合物由于侧链型液晶聚合物容易进行垂直取向,伴随于此,聚合性液晶化合物容易进行垂直取向,因此适合正C型的相位差层的制造。
B.相位差膜
本发明的第1方式的相位差膜是如下相位差膜,其是具有相位差层者,且
上述相位差层包含液晶组合物的固化物,该液晶组合物含有侧链型液晶聚合物与聚合性液晶化合物,且上述侧链型液晶聚合物具有上述通式(I)所示的结构单元和具有包含液晶性部分的侧链的液晶性结构单元。
另外,本发明的第2方式的相位差膜是如下相位差膜,其是具有相位差层者,且
上述相位差层包含液晶组合物的固化物,该液晶组合物含有侧链型液晶聚合物与聚合性液晶化合物,且上述侧链型液晶聚合物具有上述通式(I′)所示的结构单元和具有包含液晶性部分的侧链的液晶性结构单元。
上述本发明的相位差膜由于相位差层为包含上述液晶组合物的固化物者,因此相位差层的垂直取向性优异,耐热性提高。需要说明的是,含有上述本发明的液晶组合物的固化物的相位差层典型地包含上述本发明的液晶组合物的固化物,且只要不损及本发明的效果,则可含有其他构成。
参照附图对相位差膜的层构成进行说明。图1~图3分别表示本发明的相位差膜的一个实施方式。图1的例中所示的相位差膜10中,在基材2上依次层叠有取向膜3和相位差层1。图2的例中所示的相位差膜10′为仅包含相位差层1的相位差膜。另外,图3的例中所示的相位差膜10″在基材2′上直接形成相位差层1。可对图3的例中所示的相位差膜10″附加于基材2′的相位差层1侧表面表现出取向限制力的机理。
需要说明的是,关于含有具有上述通式(I)所示的结构单元或上述通式(I′)所示的结构单元与上述液晶性结构单元的侧链型液晶聚合物、与聚合性液晶化合物的液晶组合物,如上所述,上述侧链型液晶聚合物容易进行垂直取向,伴随于此,上述聚合性液晶化合物容易进行垂直取向,因此即便不使用取向膜也可显示出垂直取向性。
1.相位差层
本发明的实施方式的相位差层1包含液晶组合物的固化物,该液晶组合物含有侧链型液晶聚合物和聚合性液晶化合物,该侧链型液晶聚合物具有上述通式(I)所示的结构单元或上述通式(I′)所示的结构单元和具有包含液晶性部分的侧链的液晶性结构单元。
此处,具有上述通式(I)所示的结构单元或上述通式(I′)所示的结构单元、与上述液晶性结构单元的侧链型液晶聚合物、与聚合性液晶化合物分别可与在上述本发明的实施方式的液晶组合物中所说明者相同,因此省略此处的说明。
相位差层优选为上述侧链型液晶聚合物所具有的液晶性结构单元与聚合性液晶化合物于垂直取向的状态下进行固化者。在本发明的实施方式的液晶组合物的固化物中,包含上述聚合性液晶化合物的聚合性基的至少一部分进行聚合而成的结构。由于包含这种上述聚合性液晶化合物的聚合性基的至少一部分进行聚合而成的结构,因此本实施方式的相位差层是提高了耐久性的相位差层。
需要说明的是,相位差层中所含的液晶性结构单元可自核磁共振法(NMR)、红外分光法(IR)、气相层析质谱法(GC-MS)、X射线光电子光谱法(XPS)、飞行时间型二次离子质谱法(TOF-SIMS)等可获得分子结构信息的公知的分析方法中,使用1种以上的方法而进行确认。
另外,聚合性液晶化合物进行垂直取向可通过利用自动双折射测定装置(例如王子计测机器公司制造、商品名:KOBRA-WR)测定相位差而加以确认。
相位差可利用自动双折射测定装置(例如王子计测机器公司制造、商品名:KOBRA-WR)而进行测定。可使测定光相对于相位差层表面垂直或自斜向入射,并根据其光学相位差与测定光的入射角度的图确认增加相位差层的相位差的各向异性。
本发明的实施方式的相位差层就垂直取向性的方面而言,测定波长550nm下的厚度方向的相位差Rth(550)优选小于-80nm,更优选小于-100nm,进一步优选小于-110nm。
需要说明的是,相位差层的相位差可将相位差层转印于附有粘合层的玻璃板而进行测定。关于相位差层的厚度方向的相位差Rth,在将相位差层的面内方向的慢轴方向(相位差层面内方向的折射率成为最大的方向)的折射率设为nx,将相位差层面内的快轴方向(相位差层面内方向的折射率成为最小的方向)的折射率设为ny,及将相位差层的厚度方向的折射率设为nz,将相位差层的厚度设为d时,可表示为Rth[nm]={(nx+ny)/2-nz}×d。
另外,本发明的实施方式的相位差层可将在100℃下加热60分钟后的相位差变动率设为14%以下,在更优选的方式中,可设为10%以下。需要说明的是,上述相位差变动率可通过下述式算出。
加热后的相位差变动率(%)={(加热前Rth-加热后Rth)/加热前Rth}×100
在上述式中,Rth表示测定波长550nm下的厚度方向的相位差Rth(550)。
另外,相位差层包含上述本发明的实施方式的液晶组合物中所含的侧链型液晶聚合物和上述聚合性液晶化合物的聚合性基团的至少一部分进行聚合而成的结构可通过自相位差层采集材料并进行分析而加以确认。作为分析方法,可应用NMR、IR、GC-MS、XPS、TOF-SIMS及它们的组合的方法。
该相位差层可包含光聚合引发剂、流平剂、聚合抑制剂、抗氧化剂、光稳定剂等其他成分。关于光聚合引发剂等为了使上述聚合性液晶化合物所具有的聚合性基反应,而在进行光照射时有可能全部分解的成分,也存在不含于相位差层中的情况。
相位差层的厚度只要根据用途适当设定即可。其中,就容易将厚度方向的相位差调整为所需的值的方面而言,优选为0.1μm以上且5μm以下,更优选为0.5μm以上且3μm以下,也可设为0.7μm以上且1.5μm以下。
2.取向膜
本发明的相位差膜可具有取向膜。在本说明书中,所谓取向膜,是指用于使相位差层中所含的液晶性成分沿着规定方向排列的层。
作为在本发明的实施方式中所使用的取向膜,就上述本发明的实施方式的液晶组合物容易进行垂直取向的方面而言,优选为使用垂直取向膜。
垂直取向膜是具有通过以涂膜的形式设置,而使相位差层中所含的液晶性成分的液晶原基的长轴进行垂直取向的功能的取向膜。
垂直取向膜是具备垂直方向的取向限制力的取向膜,可应用供于C板的制作的各种垂直取向膜、应用于VA(Vertical Alignment,垂直取向)液晶显示设备等的各种垂直取向膜,例如可应用聚酰亚胺取向膜、利用LB(Langmuir-Blodgett,缪尔-布洛杰特)膜的取向膜等。具体而言,作为取向膜的构成材料,例如可应用卵磷脂、硅烷系表面活性剂、钛酸酯系表面活性剂、吡啶鎓盐系高分子表面活性剂、正十八烷基三乙氧基硅烷等硅烷偶合系垂直取向膜用组合物、在侧链具有长链烷基或脂环式结构的可溶性聚酰亚胺、或者在侧链具有长链烷基或脂环式结构的聚酰胺酸等聚酰亚胺系垂直取向膜用组合物。
需要说明的是,作为垂直取向膜用组合物,可应用JSR公司制造的聚酰亚胺系垂直取向膜用组合物“JALS-2021”或“JALS-204”、日产化学工业公司制造的“RN-1517”、“SE-1211”、“EXPOA-018”等市售品。另外,也可为日本专利特开2015-191143号公报中所记载的垂直取向膜。
取向膜的形成方法并无特别限定,例如可通过在下述基材上涂布取向膜用组合物,并赋予取向限制力而制成取向膜。向取向膜赋予取向限制力的机理可设为先前公知者。
关于取向膜的厚度,只要可使相位差层中的液晶性成分沿着一定方向排列即可,且只要进行适当设定即可。取向膜的厚度通常为1nm以上且10μm以下的范围内,优选为60nm以上且5μm以下的范围内。
3.基材
本发明的相位差膜可具有基材作为支承体。在本实施方式中,基材可列举:玻璃基材、金属箔、树脂基材等。其中,基材优选为具有透明性,可自先前公知的透明基材中适当加以选择。作为透明基材,除玻璃基材以外,可列举使用三乙酰纤维素等乙酰纤维素系树脂;聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚乳酸等聚酯系树脂;聚丙烯、聚乙烯、聚甲基戊烯等烯烃系树脂;丙烯酸系树脂;聚氨基甲酸酯系树脂;聚醚砜或聚碳酸酯、聚砜、聚醚、聚醚酮、丙烯腈、甲基丙烯腈、环烯烃聚合物、环烯烃共聚物等树脂而形成的透明树脂基材。
上述透明基材在可见光范围中的透射率优选为80%以上,更优选为90%以上。此处,透明基材的透射率可通过JIS K7361-1(塑料-透明材料的全光线透射率的试验方法)而进行测定。
另外,在以卷对卷方式形成相位差层的情况时,透明基材优选为可卷取为卷状的具有可挠性的柔性材料。
作为这种柔性材料,可例示:纤维素衍生物、降冰片烯系聚合物、环烯烃系聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚酰亚胺、聚芳酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚砜、聚醚砜、非晶聚烯烃、改性丙烯酸系聚合物、聚苯乙烯、环氧树脂、聚碳酸酯、聚酯类等。其中,在本实施方式中,优选为使用纤维素衍生物或聚对苯二甲酸乙二酯。其原因在于,由于纤维素衍生物的光学各向同性特别优异,因此可制成光学特性优异者。另外,就透明性较高,机械特性优异的方面而言,优选为聚对苯二甲酸乙二酯。
在本实施方式中所使用的基材的厚度根据相位差膜的用途等,只要于可赋予所需的自持性的范围内,则并无特别限定,通常为10μm以上且200μm以下左右的范围内。其中,基材的厚度优选为25μm以上且125μm以下的范围内,其中,优选为30μm以上且100μm以下的范围内。其原因在于,若厚度厚于上述范围,则例如在形成长条状的相位差膜后,进行裁切加工而制成单片的相位差膜时,存在加工屑增加或裁切刀的磨损加快的情况。
在本实施方式中所使用的基材的构成并不限定于包含单一层的构成,也可具有层叠有多层的构成。在具有层叠有多层的构成的情况时,可层叠同一组成的层,另外,也可层叠具有不同的组成的多层。
例如,在基材上未设置垂直取向膜的情况时,优选为在基材的表面具有表面调整层,其是在表面具有选自醚键、羟基、氨基、氰基、羧基、羰基、包含氟原子的基团、包含硫原子的基团、包含内酯骨架的基团、包含缩醛结构的基团中的至少1种极性基团。由此,可提高上述侧链型液晶聚合物所具有的亲水性基与基材表面的亲和性,进一步提高相位差层的垂直取向性。
关于上述表面调整层,就成形性及机械强度优异,流平性与转印性良好的方面而言,优选为含有具有上述极性基团的游离辐射固化性树脂组合物的固化物,更优选为包含具有上述极性基团的游离辐射固化性树脂组合物的固化物。此处,所谓成形性优异是指可精度良好地成形所需的形状。
关于上述游离辐射固化性树脂组合物,其中,优选为包含具有2个以上(甲基)丙烯酰基的多官能(甲基)丙烯酸酯、与具有醚键且仅具有1个(甲基)丙烯酰基的单官能(甲基)丙烯酸酯。
作为上述多官能(甲基)丙烯酸酯,其中,优选为具有3个以上(甲基)丙烯酰基的多官能(甲基)丙烯酸酯,优选为选自季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯及二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯中的至少1种多官能(甲基)丙烯酸酯。
作为具有醚键且仅具有1个(甲基)丙烯酰基的单官能(甲基)丙烯酸酯,其中,优选为选自(甲基)丙烯酸2-苯氧基乙酯及(甲基)丙烯酸四氢糠酯中的至少任一者。
另外,关于上述游离辐射固化性树脂组合物,就提高相位差层的垂直取向性的方面而言,优选为包含具有乙烯醚基的乙烯醚化合物。
上述游离辐射固化性树脂组合物进一步视需要可含有聚合引发剂、流平剂、脱模剂、粘度调节剂、密接性提升剂等各种添加剂。
关于上述表面调整层的厚度,就容易成为均匀的厚度,上述极性基团容易均匀地存在的方面而言,优选为0.1μm以上,更优选为0.5μm以上。上述表面调整层的厚度的上限是以作为基材整体的厚度不会变得过厚的方式适当加以调整,并无特别限定,例如可设为10μm以下,也可为5μm以下。
另外,在基材具有层叠有多层的构成的情况时、或者在基材上设置有含有紫外线固化性树脂的垂直取向膜情况时,该基材可具有用于提高各层间的粘接性的底涂层。该底涂层优选为在邻接的两层具有粘接性,在可见光学上透明,使紫外线通过者,例如可适当选择氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物系、氨基甲酸酯系者等而使用。
另外,在基材上未设置垂直取向膜的情况时,基材在表面可具有增粘涂层。利用该增粘涂层,可提高基材的强度,而可确保良好的垂直取向性。作为增粘涂层材料,可使用金属烷氧化物、尤其是金属硅烷氧化物溶胶。金属烷氧化物通常是以醇系的溶液的形式而使用。由于增粘涂层需要较均匀且具有柔软性的膜,因此增粘涂层的厚度优选为0.04μm以上且2μm以下左右,更优选为0.05μm以上且0.2μm以下左右。
在上述基材具有增粘涂层的情况时,通过在透明基材与增粘涂层之间进一步层叠粘合剂层,或者在增粘涂层中含有强化与透明基材的密接性的材料,可提高透明基材与增粘涂层的密接性。上述粘合剂层的形成中所使用的粘合剂材料可并无特别限制地使用可提高透明基材与增粘涂层的密接性者。作为粘合剂材料,例如可例示:硅烷偶合剂、钛偶合剂、锆偶合剂等。
4.相位差膜的制造方法
本发明的实施方式的相位差膜的制造方法只要为可获得上述本发明的相位差膜的方法,则并无特别限定,例如可列举如下相位差膜的制造方法,其通过具有如下工序而形成相位差层:
将上述本发明的实施方式的液晶组合物成膜的工序;
使上述聚合性液晶化合物与上述成膜的上述液晶组合物中的上述侧链型液晶聚合物所具有的上述液晶性结构单元取向的工序;及
在上述进行取向的工序后,使上述聚合性液晶化合物聚合的工序。
作为该制造方法中所使用的液晶组合物,可使用与上述“A.液晶组合物”相同者,因此省略此处的说明。
(1)液晶组合物的成膜工序
作为将上述液晶组合物成膜的方法,例如可列举于支承体上,均匀地涂布上述液晶组合物的方法。
作为上述支承体,例如可列举:上述基材、在上述基材上层叠有上述取向膜的层叠体、具有自持性的上述取向膜等。作为此处的支承体上,可为上述基材上,也可为上述取向膜上。
涂布方法只要为能够以所需的厚度精度良好地成膜的方法即可,且只要适当加以选择即可。例如可列举:凹版涂布法、反向涂布法、刮涂法、浸渍涂布法、喷涂法、气刀涂布法、旋转涂布法、辊涂法、印刷法、浸渍提拉法、淋幕式涂布法、模嘴涂布法、浇铸法、棒式涂布法、挤压涂布法、E型涂布方法等。
(2)使液晶性成分取向的工序
继而,对成膜的液晶组合物进行加热处理,调整为聚合性液晶化合物可与该液晶组合物中的侧链型液晶聚合物所具有的液晶性结构单元实现垂直取向的温度。通过该加热处理,可使侧链型液晶聚合物所具有的液晶性结构单元、与聚合性液晶化合物垂直取向并进行干燥,而可在维持了上述取向状态的状态下固定化。
可实现垂直取向的温度是视液晶组合物中的各物质而有所不同,因此必须适当进行调整。例如,优选为在40℃以上且200℃以下的范围内进行,进一步优选为在40℃以上且120℃以下的范围内进行,进一步优选为在40℃以上且100℃以下的范围内进行。
作为加热机理,可适当选择公知的加热、干燥机理而使用。
另外,加热时间只要适当加以选择即可,例如在10秒以上且2小时以内、优选为20秒以上且30分钟以内的范围内选择。
(3)使聚合性液晶化合物聚合的工序
对通过上述进行取向的工序而在维持了液晶性成分的取向状态的状态下经固定化的涂膜例如进行光照射,由此可使该涂膜中的聚合性液晶化合物进行聚合,而可获得包含上述液晶组合物的固化物的相位差层。
作为光照射,可适宜地使用紫外线照射。紫外线照射可使用自超高压汞灯、高压汞灯、低压汞灯、碳弧、氙弧、金属卤化物灯等的光线发出的紫外线。能量线源的照射量只要适当加以选择即可,作为紫外线波长365nm下的累计曝光量,例如优选为10mJ/cm2以上且10000mJ/cm2以下的范围内。
5.用途
本发明的相位差膜可适宜地用作正C型的具有相位差层的相位差膜。本发明的相位差膜例如可适宜地用作视角补偿膜,可适宜地用于如下所述的各种显示设备用的光学构件。具体而言,例如可适宜地用作具备圆偏振板的有机发光显示设备等发光显示设备的视角补偿膜。
C.转印用层叠体
本发明的第1方式的转印用层叠体是如下转印用层叠体,其具备相位差层与可剥离地支承上述相位差层的支承体,且
上述相位差层包含液晶组合物的固化物,该液晶组合物含有侧链型液晶聚合物与聚合性液晶化合物,且上述侧链型液晶聚合物具有上述通式(I)所示的结构单元和具有包含液晶性部分的侧链的液晶性结构单元,并且该转印用层叠体是供于上述相位差层的转印。
本发明的第2方式的转印用层叠体是如下转印用层叠体,其具备相位差层与可剥离地支承上述相位差层的支承体,且
上述相位差层包含液晶组合物的固化物,该液晶组合物含有侧链型液晶聚合物与聚合性液晶化合物,且上述侧链型液晶聚合物具有上述通式(I′)所示的结构单元和具有包含液晶性部分的侧链的液晶性结构单元,
该转印用层叠体供于上述相位差层的转印。
上述本发明的转印用层叠体是供于相位差层的转印者,相位差层由于包含上述液晶组合物的固化物,因此垂直取向性优异,且可将提高了耐热性的相位差层转印于其他任意光学构件等被转印体上。
根据本实施方式的转印用层叠体,例如可将图2的例中所示的仅包含相位差层1的相位差膜10′、或者如图5的例中所示的不含基材且包含层叠有取向膜23与相位差层21的层叠体的相位差膜等不含基材的薄膜的相位差膜转印于被转印体上。即,在使用本实施方式的转印用层叠体转印的相位差层上,可进而层叠取向膜等不同于相位差层及基材的薄膜的层。
以下,对这种转印用层叠体的构成进行说明,上述本发明的实施方式的液晶组合物和相位差层如上所述,因此省略此处的说明。
参照附图对转印用层叠体的层构成进行说明。图4~6分别表示本发明的转印用层叠体的一个实施方式。
图4的例中所示的转印用层叠体20具备相位差层11与作为可剥离地支承上述相位差层的支承体15的在第二基材12上层叠有取向膜13的层叠体。在图4的例中所示的转印用层叠体20中,通过第二基材12与取向膜13的界面的剥离强度大于取向膜13与相位差层11的界面的剥离强度,而在取向膜13与相位差层11的界面17容易进行剥离。因此,可自转印在被转印体上的转印用层叠体20上,将在第二基材12上层叠有取向膜13的层叠体作为可剥离的支承体15而进行剥离,且可仅将相位差层11作为包含相位差层的转印层16而进行转印。
图5的例中所示的转印用层叠体30具备相位差层21与作为可剥离地支承上述相位差层的支承体25的第二基材22,且在相位差层21与第二基材22之间进一步具备取向膜23。在图5的例中所示的转印用层叠体30中,通过第二基材22与取向膜23的界面的剥离强度小于取向膜23与相位差层21的界面的剥离强度,而在第二基材22与取向膜23的界面27容易进行剥离。因此,可自转印于被转印体上的转印用层叠体30上,将第二基材22作为可剥离的支承体25而进行剥离,且可将相位差层21与取向膜23的层叠体作为包含相位差层的转印层26而进行转印。
第二基材与取向膜的界面的剥离强度大于或小于取向膜与相位差层的界面的剥离强度可通过剥离相位差层,在哪一界面剥离而进行确认。在哪一界面剥离例如可通过IR等进行分析。
另外,图6的例中所示的转印用层叠体40具备相位差层31与作为可剥离地支承上述相位差层的支承体35的第二基材32。可自转印于被转印体上的上述转印用层叠体40上,将第二基材32作为可剥离的支承体35而进行剥离,且可仅将相位差层31作为包含相位差层的转印层36而进行转印。
作为本发明的转印用层叠体所具有的可剥离的支承体,例如可列举:上述“B.相位差膜”中所阐述的上述基材、在上述基材上层叠有上述取向膜的层叠体、具有自持性的上述取向膜等。
在转印相位差层时,包含该相位差层的转印层与上述可剥离的支承体的界面剥离。所剥离的界面为剥离强度最小的界面。作为调整剥离强度的方法,例如可列举下述方法。
为了获得图4的例中所示的转印用层叠体20,在使第二基材12与取向膜13的界面的剥离强度大于取向膜13与相位差层11的界面的剥离强度时,例如可使用将取向膜形成用组合物中所含的溶剂设为可溶解第二基材者的方法。作为该第二基材,优选为使用树脂基材,另外,也可对基材表面进行用于提高粘接性的表面处理。在这种情况时,可提高树脂基材与取向膜的密接性。
另外,为了使基材与取向膜的界面的剥离强度大于取向膜与相位差层的界面的剥离强度,而减小取向膜与相位差层的界面的剥离强度,为此也优选为使取向膜的耐溶剂性相对较高。在取向膜的耐溶剂性相对较高的情况时,在取向膜上涂布液晶组合物而形成相位差层时,取向膜不易溶解于液晶组合物中的溶剂中,因此可降低取向膜与相位差层的密接性。
另一方面,为了获得图5的例中所示的转印用层叠体30,为了使第二基材22与取向膜23的界面的剥离强度小于取向膜23与相位差层21的界面的剥离强度,例如可在基材的表面实施脱模处理,或也可形成脱模层。由此,可提高基材的剥离性,而可使基材与取向层的界面的剥离强度小于取向层与相位差层的界面的剥离强度。
作为脱模处理,例如可列举:氟处理、聚硅氧处理等表面处理。
作为脱模层的材料,例如可列举:氟系脱模剂、聚硅氧系脱模剂、蜡系脱模剂等。作为脱模层的形成方法,例如可列举通过浸渍涂布、喷涂、辊涂等涂布法而涂布脱模剂的方法。
另外,为了获得图6的例中所示的转印用层叠体40,也可视需要于基材的表面实施脱模处理,或也可形成脱模层。
转印用层叠体中所使用的支承体可具有可挠性,也可不具有可挠性,就容易剥离支承体的方面而言,优选为具有可挠性。
关于转印用层叠体中所使用的支承体的厚度,就兼顾充分的自持强度、与仅可适应本实施方式的转印用层叠体的制造及转印工序的可挠性而言,通常优选为20μm以上且200μm以下的范围内。
可利用本发明的转印用层叠体提供的相位差层可适宜地用于与上述相位差膜相同的用途,可将正C型的相位差层转印于各种显示设备用的光学构件,可适宜地用于提供薄膜的光学构件。另外,可利用本发明的转印用层叠体提供的相位差层可适宜地用作具备圆偏振板的有机发光显示设备等发光显示设备的视角补偿膜。
D.光学构件
本发明的光学构件是在上述本发明的相位差膜上具备偏振板的光学构件。
参照附图对本实施方式的光学构件进行说明。图7是表示光学构件的一个实施方式的截面示意图。
于图7的光学构件60的例中,在上述本发明的相位差膜10上配置有偏振板50。在相位差膜10与偏振板50之间视需要可具有粘合层(粘接层)(未图示)。
在本实施方式中,偏振板是仅使于规定方向振动的光通过的板状者,先可自前公知的偏振板的中适当选择而使用。例如可使用利用碘或染料进行染色,并进行压延而成的聚乙烯醇膜、聚乙烯醇缩甲醛膜、聚乙烯醇缩乙醛膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物系皂化膜等。
另外,在本实施方式中,作为粘合层(粘接层)用的粘合剂或粘接剂,只要自先前公知者中适当加以选择即可,可适宜地使用压敏粘接剂(粘合剂)、二液固化型粘接剂、紫外线固化型粘接剂、热固化型粘接剂、热熔融型粘接剂等任一种粘接形态者。
在本实施方式的光学构件中,除偏振板以外,也可进一步具有公知的光学构件所具备的其他层。作为该其他层,例如除了不同于上述本实施方式的相位差层的其他相位差层以外,可列举:抗反射层、扩散层、防眩层、防静电层、保护膜等,但并不限定于它们。
本实施方式的光学构件例如可用作抑制外界光反射的光学构件。层叠有上述本发明的相位差膜与圆偏振板的本发明的光学构件例如可适宜地用作用于抑制发光显示设备用的外界光反射的光学构件,另外,还可适宜地用作各种显示设备用的广视角偏振板。
E.光学构件的制造方法
本发明的光学构件的制造方法并无特别限定,可适当选择在上述本发明的相位差膜上层叠偏振板的方法而使用。例如可列举在上述本发明的相位差膜上,借助粘合层或粘接层而层叠偏振板的制造方法等。
另外,作为本发明的一个实施方式的光学构件的制造方法,可列举具有如下工序的光学构件的制造方法:
转印用层叠体准备工序,其准备上述本发明的一个实施方式的转印用层叠体;
转印工序,其使至少包含偏振板的被转印体与上述转印用层叠体的上述相位差层对置,并将上述转印用层叠体转印于上述被转印体上;及
剥离工序,其自转印至上述被转印体上的上述转印用层叠体剥离上述支承体。
根据使用上述转印用层叠体的本发明的一个实施方式的光学构件的制造方法,可获得具备偏振板、与上述本发明的一个实施方式的相位差膜中的未层叠基材的上述相位差层的光学构件。
本发明的一个实施方式的光学构件的制造方法中所使用的转印用层叠体可设为与上述“C.转印用层叠体”中所说明者相同者,因此省略此处的说明。
另外,本发明的一个实施方式的光学构件的制造方法中所使用的被转印体典型地可列举具有粘接层与偏振板的被转印体,但并不限定于它们,也可进一步具有与上述本发明的一个实施方式中的光学构件可具有的其他层相同的层。
F.显示设备
本发明的显示设备是具备上述本发明的相位差膜、或上述本发明的光学构件的显示设备。
作为显示设备,例如可列举:有机发光显示设备等发光显示设备、液晶显示设备等,但并不限定于它们。
其中,由于具备上述本实施方式的相位差膜或上述本实施方式的光学构件,因此尤其是在依次具有透明电极层、发光层和电极层的有机发光显示设备等发光显示设备中具有抑制外界光反射,并且提高视角的效果。
参照附图对作为一个实施方式的发光显示设备的例进行说明。图8是表示有机发光显示设备的一个实施方式的截面示意图。
在图8的有机发光显示设备100的例中,在上述相位差膜10的出光面侧配置偏振板50,且在相反侧的面依次具有透明电极层71、发光层72和电极层73。
作为发光层72,例如可列举自透明电极层71侧起依次层叠空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子注入层的构成等。在本实施方式中,透明电极层、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子注入层、电极层和其他构成可适当使用公知者。以上述方式制作的发光显示设备例如可应用于被动驱动方式的有机EL(Electroluminescence,电致发光)显示器,也可应用于主动驱动方式的有机EL显示器。
需要说明的是,本实施方式的显示设备并不限定于上述构成,可设为适当选择的公知构成。
实施例
(合成例1:液晶单体1的合成)
首先,依据下述流程1,合成4-[2-(丙烯酰氧基)乙氧基]苯甲酸。
向4-羟基苯甲酸乙酯(28g、170mmol)、碳酸钾(26g、187mmol)的DMF(DimethylFormamide,二甲基甲酰胺)(1L)悬浮液中添加2-溴乙醇(20g、162mmol),在80℃下搅拌8小时。反应结束后,利用水稀释反应液,利用乙酸乙酯进行萃取,并将溶剂蒸馏去除。向所获得的粗产物中,添加氢氧化钾(11g、187mmol)的水溶液,在100℃下使其反应4小时而进行水解。反应结束后,添加盐酸水溶液,继而添加乙酸乙酯进行萃取,将溶剂蒸馏去除。通过硅胶层析法将残渣精制,将溶剂蒸馏去除,由此以产率89%(26g、145mmol)获得对(2-羟基乙氧基)苯甲酸。
其次,将对(2-羟基乙氧基)苯甲酸(16g、90mmol)、丙烯酰氯(7.4g、82mmol)、二甲基苯胺(DMA)(9.9g、82mmol)的四氢呋喃(THF)(400mL)悬浮液搅拌12小时。反应结束后,添加水、乙酸乙酯,并进行分液。将溶剂蒸馏去除,通过硅胶层析法将残渣精制,将溶剂蒸馏去除,由此以产率90%(17.4g、73.8mmol)获得4-[2-(丙烯酰氧基)乙氧基]苯甲酸。
[化学式14]
流程1
Figure BDA0002425328280000441
其次,依据下述流程2,获得下述化学式(1)所示的液晶单体1。
向上述中所获得的4-[2-(丙烯酰氧基)乙氧基]苯甲酸(17g、70mmol)、4′-氰基-4-羟基联苯(14g、70mmol)、N,N-二甲氨基吡啶(DMAP)(252mg、2.10mmol)的二氯甲烷(90mL)悬浮液中,滴加N,N-二环己基碳二酰亚胺(DCC)(16g、76mmol)的二氯甲烷(10mL)溶液。滴加结束后,搅拌12小时,在将沉淀物过滤后,将溶剂蒸馏去除。向所获得的粗产物中添加甲醇(200mL),进行搅拌1小时而进行悬浮精制。将沉淀物过滤,使所获得的结晶干燥,由此以产率93%(28g、67mmol)获得4′-氰基-4-{4-[6-(丙烯酰氧基)乙氧基]苯甲酸酯}(下述化学式(1))。
[化学式15]
流程2
Figure BDA0002425328280000442
(合成例2:液晶单体2的合成)
在上述合成例1中,使用6-氯-1-正己醇代替2-溴乙醇,除此以外,以与合成例1相同的方式获得下述化学式(2)所示的液晶单体2。
[化学式16]
Figure BDA0002425328280000443
(合成例3:液晶单体3的合成)
首先,依据下述流程3,获得下述化学式(a)所示的4-羟基苯甲酸4-丙氧基羰基苯酯。
向4-乙酰氧基苯甲酸(15g、84mmol)、4-羟基苯甲酸丙酯(14g、80mmol)、N,N-二甲氨基吡啶(DMAP)(0.59g、4.9mmol)的二氯甲烷(100mL)悬浮液中,滴加N,N-二环己基碳二酰亚胺(DCC)(17g、84mmol)的二氯甲烷(10mL)溶液。滴加结束后,搅拌12小时,在将沉淀物过滤后,将溶剂蒸馏去除。向所获得的油状物中添加甲醇(100mL),溶解后,在冷却下滴加碳酸钾(13g、93mmol)的水(50mL)溶液。在将反应混合物搅拌1小时后,利用35%盐酸(9.4mL)进行中和,将所析出的结晶过滤,使粗产物干燥,由此以2阶段以产率73%(17g、58mmol)获得4-羟基苯甲酸4-丙氧基羰基苯酯。
[化学式17]
流程3
Figure BDA0002425328280000451
其次,依据下述流程4而获得下述化学式(3)所示的液晶单体3。
向上述所获得的4-羟基苯甲酸4-丙氧基羰基苯酯(15g、50mmol)、4-[6-(丙烯酰氧基)己氧基]苯甲酸(14g、48mmol)、N,N-二甲氨基吡啶(DMAP)(0.17g、1.3mmol)的二氯甲烷(60mL)悬浮液中滴加N,N-二环己基碳二酰亚胺(DCC)(11g、52mmol)的二氯甲烷(10mL)溶液。滴加结束后,搅拌12小时,在将沉淀物过滤后,将溶剂蒸馏去除。向所获得的粗产物中添加甲醇,进行再结晶,使所获得的结晶干燥,由此以产率88%(24g、44mmol)获得4-[6-(丙烯酰氧基)己氧基]苯甲酸4-[(4-丙氧基羰基苯氧基羰基)]苯酯(下述化学式(3))。
[化学式18]
流程4
Figure BDA0002425328280000461
(合成例4:液晶单体4的合成)
首先,依据下述流程5,合成4-羟基-4″-丙基联三苯。
将4-溴苯酚(10g、58mmol)、4′-丙基-4-联苯基硼酸(15g、64mmol)、碳酸钾(12g、87mmol)、四(三苯基膦)钯(670mg、0.58mmol)添加至反应容器中,对容器内进行氮气置换。添加丙酮(100ml)、水(20ml)进行8小时回流,反应结束后,将反应液添加至1当量盐酸中并搅拌10分钟。其后,进一步添加乙酸乙酯,并进行分液。将溶剂蒸馏去除,通过硅胶层析法将残渣精制,将溶剂蒸馏去除,由此以产率89%(15g、51mmol)获得4-羟基-4″-丙基联三苯。
[化学式19]
流程5
Figure BDA0002425328280000462
其次,在上述流程1中,使用在上述所获得的4-羟基-4″-丙基联三苯代替4-羟基苯甲酸乙酯,除此以外,以与上述流程1相同的方式获得下述化学式(4)所示的液晶单体4。
[化学式20]
Figure BDA0002425328280000471
(合成例5:液晶单体5的合成)
在上述合成例1中,使用4-羟基苯甲腈代替4′-氰基-4-羟基联苯,除此以外,以与合成例1相同的方式获得下述化学式(5)所示的液晶单体5。
[化学式21]
Figure BDA0002425328280000472
(合成例6:单体A的合成)
在上述流程1中,使用11-溴-3,6,9-三氧杂十一烷-1-醇代替2-溴乙醇,使用1-壬醇代替4-羟基苯甲酸乙酯,除此以外,以与上述流程1相同的方式获得下述化学式(A)所示的单体A。
需要说明的是,在下述化学式(A)所示的单体A中,-(CH2CH2O)4-的利用Davis法测定的基团数为1.32,-(CH2)8-CH3的利用Davis法测定的基团数为-4.275。
[化学式22]
化学式(A)
Figure BDA0002425328280000473
(合成例7:单体B的合成)
在上述合成例6中,使用23-溴-3,6,9,12,15,18,21-七氧杂二十三烷-1-醇代替11-溴-3,6,9-三氧杂十一烷-1-醇,除此以外,以与上述合成例6相同的方式获得下述化学式(B)所示的单体B。
在下述化学式(B)所示的单体B中,-(CH2CH2O)8-的利用Davis法测定的基团数为2.64,-(CH2)8-CH3的利用Davis法测定的基团数为-4.275。
[化学式23]
化学式(B)
Figure BDA0002425328280000481
(合成例8:单体C的合成)
在上述合成例6中,使用1-二十二醇代替1-壬醇,除此以外,以与上述合成例6相同的方式获得下述化学式(C)所示的单体C。
在下述化学式(C)所示的单体C中,-(CH2CH2O)4-的利用Davis法测定的基团数为1.32,-(CH2)21-CH3的利用Davis法测定的基团数为-10.45。
[化学式24]
化学式(C)
Figure BDA0002425328280000482
使用日立化成公司制造的FA-314A作为下述化学式(D)所示的单体D。单体D至少包含下述化学式(D)中的n=4的化合物,n的平均为4。
在下述化学式(D)所示的单体D中,-(CH2CH2O)4-的利用Davis法测定的基团数为1.32,-C6H4-(CH2)8-CH3的利用Davis法测定的基团数为-7.125。需要说明的是,-C6H4-表示对亚苯基。
[化学式25]
化学式(D)
Figure BDA0002425328280000483
(合成例9:单体E的合成)
将1-壬醇(10g、69mmol)、N,N-二甲基苄基胺(0.88mg、6.5μmol)的环己酮(20ml)溶液在氮气气氛下升温至110℃。其后,滴加丙烯酸缩水甘油酯(8.1g、63mmol),滴加结束后将反应液搅拌1小时。反应结束后,将反应液添加至1当量盐酸中,其后进一步添加乙酸乙酯,并进行分液。在利用饱和盐水洗净有机层后,利用硫酸镁进行干燥,其后将有机层的溶剂蒸馏去除。通过硅胶层析法将残渣精制,将溶剂蒸馏去除,由此以产率51%(8.7g、32mmol)获得下述化学式(E)所示的单体E。
在下述化学式(E)所示的单体E中,-CH2CH(OH)CH2-O-的利用Davis法测定的基团数为1.775,-(CH2)8-CH3的利用Davis法测定的基团数为-4.275。
[化学式26]
化学式(E)
Figure BDA0002425328280000491
使用日立化成公司制造的FA-318AS作为下述化学式(F)所示的单体F。单体F至少包含下述化学式(F)中的n=8的化合物,n的平均为8。
在下述化学式(F)所示的单体F中,-(CH2CH2O)8-的利用Davis法测定的基团数为2.64,-C6H4-(CH2)8-CH3的利用Davis法测定的基团数为-7.125。
[化学式27]
化学式(F)
Figure BDA0002425328280000492
使用第一工业制药公司制造的New Frontier N-177E作为下述化学式(G)所示的单体G。需要说明的是,单体G是包含下述化学式(G)中的n=16的化合物与n=17的化合物的混合物。
在下述化学式(G)所示的单体G中,-(CH2CH2O)16-的利用Davis法测定的基团数为5.28,-(CH2CH2O)17-的利用Davis法测定的基团数为5.61,-C6H4-(CH2)8-CH3的利用Davis法测定的基团数为-7.125。
[化学式28]
化学式(G)
Figure BDA0002425328280000501
n=16及17
(合成例10:单体H的合成)
向丙烯酸2-(2-羟基乙氧基)乙酯(12g、73mmol)、癸酸(15g、73mmol)和N,N-二甲氨基吡啶(DMAP)(0.27g、2.2mmol)的二氯甲烷(400mL)悬浮液中,滴加N,N-二环己基碳二酰亚胺(DCC)(16g、79mmol)的二氯甲烷(90mL)溶液。滴加结束后,搅拌12小时,在将沉淀物过滤后,将溶剂蒸馏去除。向所获得的粗产物中添加甲醇(200mL),进行搅拌1小时而进行悬浮精制。将沉淀物过滤,使所获得的结晶干燥,由此以产率63%(14g、46mmol)获得下述化学式(H)所示的单体H。
在下述化学式(H)所示的单体H中,-CH2CH2O-(CH2)2-O-CO-的利用Davis法测定的基团数为1.78,-(CH2)8-CH3的利用Davis法测定的基团数为-4.275。
[化学式29]
化学式(H)
Figure BDA0002425328280000502
(合成例11:单体I的合成)
首先,依据下述流程6,合成4,8,12,16,20-五氧杂二十七醇。
具体而言,向4,8,12,16-四氧杂十九烷-1,19-二醇(15g、49mmol)中于0℃下滴加溴化氢(33%乙酸溶液,17g),滴加结束后在40℃下搅拌2小时。反应结束后,添加乙酸乙酯,利用碳酸氢钠水溶液及水进行洗净。利用硫酸钠进行干燥,其后将有机层的溶剂蒸馏去除,由此以产率46%(8.3g、22mmol)获得19-溴-4,8,12,16-四氧杂十九烷-1-醇。
其后,在上述流程1的第1工序中,使用19-溴-4,8,12,16-四氧杂十九烷-1-醇代替2-溴乙醇,使用1-庚醇代替4-羟基苯甲酸乙酯,除此以外,以与上述流程1的第1工序相同的方式获得4,8,12,16,20-五氧杂二十七醇。
[化学式30]
流程6
Figure BDA0002425328280000511
其后,在上述流程1中,使用11-溴-3,6,9-三氧杂十一烷-1-醇代替2-溴乙醇,使用4,8,12,16,20-五氧杂二十七醇代替4-羟基苯甲酸乙酯,除此以外,以与上述流程1相同的方式获得下述化学式(I)所示的单体I。
在下述化学式(I)所示的单体I中,-(CH2CH2O)4-的利用Davis法测定的基团数为1.32,-(CH2CH2CH2O)5-(CH2)6-CH3的利用Davis法测定的基团数为-3.95。
[化学式31]
化学式(I)
Figure BDA0002425328280000512
(合成例12:单体J的合成)
在上述合成例11中,使用1,3-丙二醇代替4,8,12,16-四氧杂十九烷-1,19-二醇,除此以外,以与上述合成例11相同的方式获得下述化学式(J)所示的单体J。
在下述化学式(J)所示的单体J中,-(CH2CH2O)4-的利用Davis法测定的基团数为1.32,-CH2CH2CH2O-(CH2)6-CH3的利用Davis法测定的基团数为-3.45。
[化学式32]
化学式(J)
Figure BDA0002425328280000521
(合成例13:单体K的合成)
在上述合成例6中,使用4-苯基苯酚代替1-壬醇,除此以外,以与上述合成例6相同的方式获得下述化学式(K)所示的单体K。
在下述化学式(K)所示的单体K中,-(CH2CH2O)4-的利用Davis法测定的基团数为1.32,-C6H4-C6H5的利用Davis法测定的基团数为-5.7。需要说明的是,-C6H4-C6H5表示4-联苯基。
[化学式33]
化学式(K)
Figure BDA0002425328280000522
(合成例14:单体L的合成)
在上述合成例9中,使用丙烯酸4,5-环氧戊酯代替丙烯酸缩水甘油酯,除此以外,以与上述合成例9相同的方式获得下述化学式(L)所示的单体L。
在下述化学式(L)所示的单体L中,-(CH2)3-CH(OH)CH2O-的利用Davis法测定的基团数为0.825,-(CH2)8-CH3的利用Davis法测定的基团数为-4.275。
[化学式34]
化学式(L)
Figure BDA0002425328280000523
使用共荣社化学公司制造的Light Acrylate EHGD-AT作为下述化学式(M)所示的单体M。
在下述化学式(M)所示的单体M中,-(CH2CH2O)2-的利用Davis法测定的基团数为0.66,-CH2CH(C2H5)-C4H9的利用Davis法测定的基团数为-3.8。
[化学式35]
化学式(M)
Figure BDA0002425328280000531
(合成例15:单体N的合成)
在上述合成例10中,使用丙烯酸2-(2-氨基乙氧基)乙酯代替丙烯酸2-(2-羟基乙氧基)乙酯,除此以外,以与上述合成例10相同的方式获得下述化学式(N)所示的单体N。
[化学式36]
化学式(N)
Figure BDA0002425328280000532
使用东京化成公司制造的丙烯酸硬脂酯作为于下述化学式(O)所示的单体O。
在下述化学式(O)所示的单体O中,-(CH2)17-CH3的利用Davis法测定的基团数为-8.55。
[化学式37]
化学式(O)
Figure BDA0002425328280000533
(合成例16:单体P的合成)
在上述合成例6中,使用2-溴乙醇代替11-溴-3,6,9-三氧杂十一烷-1-醇,除此以外,以与上述合成例6相同的方式获得下述化学式(P)所示的单体P。
在下述化学式(P)所示的单体P中,-CH2CH2O-的利用Davis法测定的基团数为0.33,-(CH2)8-CH3的利用Davis法测定的基团数为-4.275。
[化学式38]
化学式(P)
Figure BDA0002425328280000541
需要说明的是,以下有时将单体A~P称为非液晶单体。
(制造例1:侧链型液晶聚合物A-1的合成)
向上述液晶单体1(29g、65mmol)与上述单体A(13g、35mmol)的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)(200mL)悬浮液中滴加偶氮双异丁腈(AIBN)(82mg、0.5mmol),滴加结束后,在80℃下搅拌6小时。反应结束后冷却至室温后,滴加至搅拌有甲醇的另一容器中并进行搅拌,其后通过过滤、干燥而以产率73%(36g)获得侧链型液晶聚合物A-1。
对所获得的侧链型液晶聚合物A-1,通过1H-NMR进行结构分析。
1H-NMR的结果示于以下。
<侧链型液晶聚合物A-1>
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6,TMS):0.60~1.81(m,Alkyl-H),3.50~4.44(m,-OCH2-),6.75~7.77(m,Aromatic-H),8.13(bs,CN-C=CH-)
另外,根据1H-NMR的结果所求出的液晶单体1与单体A的共聚比(摩尔比)为67∶33,通过上述GPC所测得的质均分子量Mw为22000。
(制造例2~5:侧链型液晶聚合物A-1~A-5的合成)
在上述制造例1的侧链型液晶聚合物A-1的合成中,将上述液晶单体1与上述单体A的添加量如表1般进行变更,除此以外,设为与上述制造例1相同,而获得侧链型液晶聚合物A-2~A-5。
[表1]
表1
Figure BDA0002425328280000551
将所获得的侧链型液晶聚合物A-2~A-5的1H-NMR的结果示于以下。
根据侧链型液晶聚合物A-2~A-5的1H-NMR的结果所求出的液晶单体1与单体A的共聚比(摩尔比)和通过上述GPC所测得的质均分子量Mw示于下述表3。
<侧链型液晶聚合物A-2>
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6,TMS):0.55~1.83(m,Alkyl-H),3.53~4.44(m,-OCH2-),6.78~7.70(m,Aromatic-H),8.13(bs,CN-C=CH-)
<侧链型液晶聚合物A-3>
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6,TMS):0.57~1.83(m,Alkyl-H),3.51~4.47(m,-OCH2-),6.76~7.74(m,Aromatic-H),8.14(bs,CN-C=CH-)
<侧链型液晶聚合物A-4>
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6,TMS):0.58~1.84(m,Alkyl-H),3.49~4.45(m,-OCH2-),6.74~7.77(m,Aromatic-H),8.13(bs,CN-C=CH-)
<侧链型液晶聚合物A-5>
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6,TMS):0.63~1.80(m,Alkyl-H),3.50~4.45(m,-OCH2-),6.78~7.76(m,Aromatic-H),8.13(bs,CN-C=CH-)
(制造例6~7:侧链型液晶聚合物A-6~A-7的合成)
在上述制造例1的侧链型液晶聚合物A-1的合成中,将N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)的量如表2般进行变更,除此以外,设为与上述制造例1相同,而获得侧链型液晶聚合物A-6~A-7。
[表2]
表2
液晶聚合物 A-1 A-6 A-7
DMAc(mL) 200 800 100
将所获得的侧链型液晶聚合物A-6~A-7的1H-NMR的结果示于以下。
根据侧链型液晶聚合物A-6~A-7的1H-NMR的结果所求出的液晶单体1与单体A的共聚比(摩尔比)和通过上述GPC所测得的质均分子量Mw示于下述表3。
<侧链型液晶聚合物A-6>
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6,TMS):0.64~1.80(m,Alkyl-H),3.50~4.42(m,-OCH2-),6.75~7.72(m,Aromatic-H),8.13(bs,CN-C=CH-)
<侧链型液晶聚合物A-7>
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6,TMS):0.59~1.81(m,Alkyl-H),3.51~4.44(m,-OCH2-),6.75~7.77(m,Aromatic-H),8.13(bs,CN-C=CH-)
[表3]
表3
Figure BDA0002425328280000561
(制造例8~11:侧链型液晶聚合物A-8~A-11的合成)
在上述制造例1的侧链型液晶聚合物A-1的合成中,将液晶单体如表4般进行变更,以分别成为相同的摩尔量(65mmol)的方式调整液晶单体的添加量,除此以外,设为与上述制造例1相同,获得侧链型液晶聚合物A-8~A-11。
将所获得的侧链型液晶聚合物A-8~A-11的1H-NMR的结果示于以下。
另外,将根据侧链型液晶聚合物A-8~A-11的1H-NMR的结果所求出的液晶单体与非液晶单体的共聚比(摩尔比)和通过上述GPC所测得的质均分子量Mw示于表4。
<侧链型液晶聚合物A-8>
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6,TMS):0.60~1.80(m,Alkyl-H),3.44~4.46(m,-OCH2-),6.75~7.77(m,Aromatic-H),8.13(bs,CN-C=CH-)
<侧链型液晶聚合物A-9>
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6,TMS):0.61~1.82(m,Alkyl-H),3.63~4.32(m,-OCH2-),6.98~7.72(m,Aromatic-H)
<侧链型液晶聚合物A-10>
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6,TMS):0.61~1.81(m,Alkyl-H),2.56(bs benzyl-H),3.58~4.41(m,-OCH2-),6.52~7.45(m,Aromatic-H)
<侧链型液晶聚合物A-11>
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6,TMS):0.60~1.81(m,Alkyl-H),3.50~4.44(m,-OCH2-),6.80~7.75(m,Aromatic-H),8.13(bs,CN-C=CH-)
[表4]
表4
Figure BDA0002425328280000571
(制造例12~24、比较制造例1~2:侧链型液晶聚合物A-12~A-24、比较侧链型液晶聚合物A-X1~A-X2的合成)
在上述制造例1的侧链型液晶聚合物A-1的合成中,将非液晶单体如表5般进行变更,将非液晶单体的添加量分别设为相同的摩尔量(3mmol),除此以外,设为与上述制造例1相同,而获得侧链型液晶聚合物A-12~A-24及比较侧链型液晶聚合物A-X1~A-X2。
将所获得的侧链型液晶聚合物A-12~A-24及比较侧链型液晶聚合物A-X1~A-X2的1H-NMR的结果示于以下。
另外,将根据侧链型液晶聚合物A-12~A-24及比较侧链型液晶聚合物A-X1~A-X2的1H-NMR的结果求出的液晶单体与非液晶单体的共聚比(摩尔比)和通过上述GPC所测得的质均分子量Mw示于表5。
<侧链型液晶聚合物A-12>
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6,TMS):0.60~1.82(m,Alkyl-H),3.44~4.60(m,-OCH2-),6.75~7.77(m,Aromatic-H),8.12(bs,CN-C=CH-)
<侧链型液晶聚合物A-13>
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6,TMS):0.47~1.80(m,Alkyl-H),3.54~4.30(m,-OCH2-),6.72~7.71(m,Aromatic-H),8.13(bs,CN-C=CH-)
<侧链型液晶聚合物A-14>
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6,TMS):0.55~1.66(m,Alkyl-H),2.49(bs benzyl-H),3.77~4.17(m,-OCH2-),6.80~7.73(m,Aromatic-H),8.11(bs,CN-C=CH-)
<侧链型液晶聚合物A-15>
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6,TMS):0.54~1.95(m,Alkyl-H),3.12(bs,OH),3.31~4.38(m,-O-CH2-,HO-CH),6.81~7.99(m,Aromatic-H),8.13(bs,CN-C=CH-)
<侧链型液晶聚合物A-16>
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6,TMS):0.57~1.74(m,Alkyl-H),2.44(bs benzyl-H),3.63~4.20(m,-OCH2-),6.80~7.73(m,Aromatic-H),8.11(bs,CN-C=CH-)
<侧链型液晶聚合物A-17>
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6,TMS):0.53~1.74(m,Alkyl-H),2.29(bs benzyl-H),3.13~4.59(m,-OCH2-),6.72~7.75(m,Aromatic-H),8.12(bs,CN-C=CH-)
<侧链型液晶聚合物A-18>
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6,TMS):0.55~1.82(m,Alkyl-H),3.40~4.49(m,-OCH2-),6.71~7.68(m,Aromatic-H),8.12(bs,CN-C=CH-)
<侧链型液晶聚合物A-19>
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6,TMS):0.60~1.79(m,Alkyl-H),2.02(bs,-O-CH2-CH2-CH2-O-),3.21~4.50(m,-OCH2-),6.77~7.65(m,Aromatic-H),8.13(bs,CN-C=CH-)
<侧链型液晶聚合物A-20>
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6,TMS):0.56~1.76(m,Alkyl-H),1.98(bs,-O-CH2-CH2-CH2-O-),3.21~4.50(m,-OCH2-),6.80~7.73(m,Aromatic-H),8.12(bs,CN-C=CH-)
<侧链型液晶聚合物A-21>
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6,TMS):3.75~4.61(m,-OCH2-),6.73~7.80(m,Aromatic-H),8.11(bs,CN-C=CH-)
<侧链型液晶聚合物A-22>
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6,TMS):0.58~1.82(m,Alkyl-H),3.10(bs,OH),3.30~4.32(m,-O-CH2-,HO-CH),6.89~7.66(m,Aromatic-H),8.11(bs,CN-C=CH-)
<侧链型液晶聚合物A-23>
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6,TMS):0.57~1.88(m,Alkyl-H),3.56~4.55(m,-OCH2-),6.74~7.80(m,Aromatic-H),8.12(bs,CN-C=CH-)
<侧链型液晶聚合物A-24>
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6,TMS):0.54~1.82(m,Alkyl-H),3.18~4.37(m,-O-CH2-,-NHCH2-),6.71~7.68(m,Aromatic-H,NH),8.11(bs,CN-C=CH-)
<比较侧链型液晶聚合物A-X1>
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6,TMS):0.55~1.89(m,Alkyl-H),3.65~4.23(m,-OCH2-),6.79~7.73(m,Aromatic-H),8.17(bs,CN-C=CH-)
<比较侧链型液晶聚合物A-X2>
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6,TMS):0.55~1.89(m,Alkyl-H),3.61~4.32(m,-OCH2-),6.70~7.76(m,Aromatic-H),8.11(bs,CN-C=CH-)
[表5]
表5
Figure BDA0002425328280000611
准备下述化学式B-1所示的化合物作为聚合性液晶化合物。
[化学式39]
化学式B-1
Figure BDA0002425328280000612
(实施例1)
(1)液晶组合物的制备
使侧链型液晶聚合物(A-1)15质量份、聚合性液晶化合物(B-1)85质量份、光聚合引发剂(Ciba Specialty Chemicals公司制造、Irgacure 907)4质量份溶解于环己酮400质量份中,而制备实施例1的液晶组合物1。
(2)相位差膜或转印用层叠体的制作
在厚度38μm的PET(Polyethylene Terephthalate,聚对苯二甲酸乙二酯)基材的单面,以固化后的膜厚成为3μm的方式,涂覆以1∶1∶4∶5的质量比混合丙烯酸2-苯氧基乙酯、丙烯酸四氢糠酯、二季戊四醇三丙烯酸酯和双(2-乙烯氧基乙基)醚,进一步以4质量%的比率添加作为聚合引发剂的Lucirin TPO(BASF公司制造)而得的混合物,并照射20mJ/cm2的紫外线而使的固化。
继而,向所形成的固化膜上,以固化后的膜厚成为1μm的方式涂布上述液晶组合物1,并进行成膜。其后,在85℃下干燥120秒后照射紫外线(UV)而形成相位差层,从而获得实施例1的相位差膜或转印用层叠体。
(实施例2~27、比较例1~6)
(1)液晶组合物2~27、比较液晶组合物X1~X6的制备
在实施例1的(1)中,将侧链型液晶聚合物的种类及添加量(质量份)和聚合性液晶化合物的添加量(质量份)如表6般进行变更,除此以外,以与实施例1相同的方式获得实施例2~27的液晶组合物2~27和比较例1~6的比较液晶组合物X1~X6。
(2)相位差膜或转印用层叠体的制作
在实施例1的(2)中,分别使用液晶组合物2~27及比较液晶组合物X1~X6代替液晶组合物1,除此以外,以与实施例1的(2)相同的方式获得相位差膜或转印用层叠体。
[评价]
<评价垂直取向性>
将各实施例及各比较例中所获得的相位差膜或转印用层叠体的相位差层转印于附有粘合层的玻璃板而制作测定样品,使用王子计测机器公司制造的KOBRA-WR,在室温(23℃)下测定测定波长550nm下的厚度方向的相位差Rth(550),并通过下述评价基准评价垂直取向性。将评价结果示于表6。
(评价基准)
A:Rth小于-110nm
B:Rth为-110nm以上且小于-80nm
C:Rth为-80nm以上
D:未进行取向,无法测定Rth
若上述评价垂直取向性为A或B,则垂直取向性优异,若为A则更优异。
<评价耐热性>
将上述评价垂直取向性中所使用的测定样品于100℃下加热60分钟,分别于室温(23℃)下测定加热前后在测定波长550nm下的厚度方向的相位差Rth(550)。使用测定值,通过下述式算出加热后的相位差变动率,并通过下述评价基准评价耐热性。将评价结果示于表6。
加热后的相位差变动率(%)={(加热前Rth-加热后Rth)/加热前Rth}×100
(评价基准)
A:加热后的相位差变动率为10%以下
B:加热后的相位差变动率超过10%且为14%以下
C:加热后的相位差变动率超过14%
需要说明的是,比较例1、4、6由于相位差层未进行取向,无法测定Rth,因此无法求出相位差变动率。
<液晶取向温度区域的测定>
对实施例1中所获得的液晶组合物1与实施例16中所获得的液晶组合物16,通过下述方法测定液晶性成分进行垂直取向的温度区域。
向厚度38μm的PET基材的单面,以固化后的膜厚成为3μm的方式,涂覆以1∶1∶4∶5的质量比混合丙烯酸2-苯氧基乙酯、丙烯酸四氢糠酯、二季戊四醇三丙烯酸酯和双(2-乙烯氧基乙基)醚,进一步以4质量%的比率添加作为聚合引发剂的Lucirin TPO(BASF公司制造)而得的混合物,并照射20mJ/cm2的紫外线而使的固化。继而,向所形成的固化膜上,以固化后的膜厚成为1μm的方式涂布液晶组合物1或液晶组合物16,并进行成膜。关于涂布有液晶组合物1者,分别准备于65℃、70℃、120℃、125℃的各温度下干燥120秒而得者,对干燥后的涂膜照射紫外线(UV)而分别形成相位差层。关于涂布有液晶组合物16者,分别准备于50℃、55℃、120℃、125℃的各温度下干燥120秒而得者,对干燥后的涂膜照射紫外线(UV)而分别形成相位差层。
将所获得的各相位差膜或转印用层叠体的相位差层转印于附有粘合层的玻璃板而制作测定样品,并对测定波长550nm下的厚度方向的相位差Rth(550)进行测定。
关于实施例1中所获得的液晶组合物1,在将形成相位差层时的干燥温度设为65℃或125℃的情况时,所形成的相位差层的厚度方向的相位差Rth(550)为-80nm以上,在将干燥温度设为70℃或120℃的情况时,厚度方向的相位差Rth(550)小于-80nm。因此,明确实施例1中所获得的液晶组合物1中,液晶性成分进行垂直取向的温度区域超过65℃且小于125℃,在至少70℃以上且120℃以下的温度区域中液晶性成分进行垂直取向。
关于实施例16中所获得的液晶组合物16,在将形成相位差层时的干燥温度设为50℃或125℃的情况时,所形成的相位差层的厚度方向的相位差Rth(550)为-80nm以上,在将干燥温度设为55℃或120℃的情况时,厚度方向的相位差Rth(550)小于-80nm。因此,明确实施例16中所获得的液晶组合物16的液晶性成分进行垂直取向的温度区域超过50℃且小于125℃,在至少55℃以上且120℃以下的温度区域中液晶性成分进行垂直取向。
可认为,关于实施例16中所获得的液晶组合物16,通过上述通式(I)所示的结构单元中的疏水性部分Y或上述通式(I′)所示的结构单元中的疏水性部分Y′包含芳香族烃基,进行垂直取向的温度区域扩大。
[表6]
表6
Figure BDA0002425328280000651
[结果汇总]
根据表6的结果,在使用具有上述通式(I)所示的结构单元或上述通式(I′)所示的结构单元和具有包含液晶性部分的侧链的液晶性结构单元的共聚物作为侧链型液晶聚合物的实施例1~27中,相位差层的垂直取向性优异,由加热所引起的相位差变动率较小,耐热性优异。另外,通过实施例1、4~26与比较例1、4的对比,显示使用本发明的液晶组合物所形成的相位差层即便上述侧链型液晶聚合物的含量为少量,也提高垂直取向性。另外,通过实施例27与比较例2、5的对比,显示使用本发明的液晶组合物所形成的相位差层即便减少聚合性液晶化合物的含量,也不易产生由加热所引起的相位差变动,耐热性优异。另外,在比较例3中,显示在使用不具有上述通式(I)所示的结构单元或上述通式(I′)所示的结构单元的侧链型液晶聚合物的情况时,若为了进行垂直取向而以所需的添加量含有侧链型液晶聚合物,则耐热性变得不充分。在比较例6中,由于未使用侧链型液晶聚合物,因此垂直取向性较差。
附图标记说明
1 相位差层
2、2′ 基材
3 取向膜
10、10′、10″ 相位差膜
11、21、31 相位差层
12、22、32 第二基材
13、23、33 取向膜
15、25、35 可剥离的支承体
16、26、36 包含相位差层的转印层
17 取向膜与相位差层的界面
27 第二基材与取向膜的界面
20、30、40 转印用层叠体
50 偏振板
60 光学构件
71 透明电极层
72 发光层
73 电极层
100 发光显示设备

Claims (15)

1.一种液晶组合物,其含有侧链型液晶聚合物、聚合性液晶化合物和光聚合引发剂,
所述侧链型液晶聚合物具有下述通式(I)所示的结构单元和具有包含液晶性部分的侧链的液晶性结构单元,
通式(I)
Figure FDA0002425328270000011
通式(I)中,R1表示氢原子或甲基,X表示亲水性部分,Y表示疏水性部分;
表示亲水性部分的X为:
-(C2H4O)n-,其中n为2以上且17以下,
取代有羟基的碳原子数1以上且5以下的饱和脂肪族烃基与选自-O-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-NR2-C(=O)-和-C(=O)-NR2-中的至少1种连接基团的组合,或者
-(C2H4O)n′-与任选取代有羟基的碳原子数1以上且5以下的饱和脂肪族烃基与所述连接基团的组合,其中n′为1以上且17以下;
R2表示氢原子或甲基;
表示疏水性部分的Y为:
碳原子数4以上且22以下的脂肪族烃基、
碳原子数6以上且12以下的芳香族烃基、
碳原子数1以上且22以下的脂肪族烃基与碳原子数6以上且12以下的芳香族烃基的组合、或者
选自碳原子数4以上且22以下的脂肪族烃基和碳原子数6以上且12以下的芳香族烃基中的至少1种与-(C3H6O)m-的组合,其中m为1以上且5以下。
2.一种液晶组合物,其含有侧链型液晶聚合物、聚合性液晶化合物和光聚合引发剂,
所述侧链型液晶聚合物具有下述通式(I′)所示的结构单元和具有包含液晶性部分的侧链的液晶性结构单元,
通式(I′)
Figure FDA0002425328270000021
通式(I′)中,R1表示氢原子或甲基,X′表示亲水性部分,Y′表示疏水性部分;表示亲水性部分的X′是利用Davis法测定的原子团固有的基团数为0.5以上且5.7以下的二价基团,表示疏水性部分的Y′是利用Davis法测定的原子团固有的基团数为-10.5以上且-3.0以下的一价基团。
3.根据权利要求1或2所述的液晶组合物,其中,所述侧链型液晶聚合物相对于所述侧链型液晶聚合物与所述聚合性液晶化合物的总质量的质量比为1质量%以上且25质量%以下。
4.一种相位差膜,其为具有相位差层的相位差膜,
所述相位差层包含液晶组合物的固化物,所述液晶组合物含有侧链型液晶聚合物和聚合性液晶化合物,所述侧链型液晶聚合物具有下述通式(I)所示的结构单元和具有包含液晶性部分的侧链的液晶性结构单元,
通式(I)
Figure FDA0002425328270000022
通式(I)中,R1表示氢原子或甲基,X表示亲水性部分,Y表示疏水性部分;
表示亲水性部分的X为:
-(C2H4O)n-,其中n为2以上且17以下,
取代有羟基的碳原子数1以上且5以下的饱和脂肪族烃基与选自-O-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-NR2-C(=O)-和-C(=O)-NR2-中的至少1种连接基团的组合,或者
-(C2H4O)n′-与任选取代有羟基的碳原子数1以上且5以下的饱和脂肪族烃基与所述连接基团的组合,其中n′为1以上且17以下;
R2表示氢原子或甲基;
表示疏水性部分的Y为:
碳原子数4以上且22以下的脂肪族烃基、
碳原子数6以上且12以下的芳香族烃基、
碳原子数1以上且22以下的脂肪族烃基与碳原子数6以上且12以下的芳香族烃基的组合、或者
选自碳原子数4以上且22以下的脂肪族烃基和碳原子数6以上且12以下的芳香族烃基中的至少1种与-(C3H6O)m-的组合,其中m为1以上且5以下。
5.一种相位差膜,其为具有相位差层的相位差膜,
所述相位差层包含液晶组合物的固化物,所述液晶组合物含有侧链型液晶聚合物和聚合性液晶化合物,所述侧链型液晶聚合物具有下述通式(I′)所示的结构单元和具有包含液晶性部分的侧链的液晶性结构单元,
通式(I′)
Figure FDA0002425328270000031
通式(I′)中,R1表示氢原子或甲基,X′表示亲水性部分,Y′表示疏水性部分;表示亲水性部分的X′是利用Davis法测定的原子团固有的基团数为0.5以上且5.7以下的二价基团,表示疏水性部分的Y′是利用Davis法测定的原子团固有的基团数为-10.5以上且-3.0以下的一价基团。
6.根据权利要求4或5所述的相位差膜,其中,所述侧链型液晶聚合物相对于所述侧链型液晶聚合物与所述聚合性液晶化合物的总质量的质量比为1质量%以上且25质量%以下。
7.根据权利要求4或5所述的相位差膜,其中,所述相位差层在测定波长550nm下的厚度方向的相位差Rth(550)小于-80nm。
8.一种相位差膜的制造方法,其通过具有如下工序而形成相位差层:
将权利要求1至3中任一项所述的液晶组合物成膜的工序;
使所述聚合性液晶化合物与所述成膜的所述液晶组合物中的所述侧链型液晶聚合物所具有的所述液晶性结构单元发生取向的工序;以及
在所述取向的工序后,使所述聚合性液晶化合物进行聚合的工序。
9.一种转印用层叠体,其具备相位差层和可剥离地支承所述相位差层的支承体,
所述相位差层包含液晶组合物的固化物,所述液晶组合物含有侧链型液晶聚合物和聚合性液晶化合物,所述侧链型液晶聚合物具有下述通式(I)所示的结构单元和具有包含液晶性部分的侧链的液晶性结构单元,
所述转印用层叠体供于所述相位差层的转印,
通式(I)
Figure FDA0002425328270000051
通式(I)中,R1表示氢原子或甲基,X表示亲水性部分,Y表示疏水性部分;
表示亲水性部分的X为:
-(C2H4O)n-,其中n为2以上且17以下,
取代有羟基的碳原子数1以上且5以下的饱和脂肪族烃基与选自-O-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-NR2-C(=O)-和-C(=O)-NR2-中的至少1种连接基团的组合,或者
-(C2H4O)n′-与任选取代有羟基的碳原子数1以上且5以下的饱和脂肪族烃基与所述连接基团的组合,其中n′为1以上且17以下;
R2表示氢原子或甲基;
表示疏水性部分的Y为:
碳原子数4以上且22以下的脂肪族烃基、
碳原子数6以上且12以下的芳香族烃基、
碳原子数1以上且22以下的脂肪族烃基与碳原子数6以上且12以下的芳香族烃基的组合、或者
选自碳原子数4以上且22以下的脂肪族烃基和碳原子数6以上且12以下的芳香族烃基中的至少1种与-(C3H6O)m-的组合,其中m为1以上且5以下。
10.一种转印用层叠体,其具备相位差层和可剥离地支承所述相位差层的支承体,
所述相位差层包含液晶组合物的固化物,所述液晶组合物含有侧链型液晶聚合物和聚合性液晶化合物,所述侧链型液晶聚合物具有下述通式(I′)所示的结构单元和具有包含液晶性部分的侧链的液晶性结构单元,
所述转印用层叠体供于所述相位差层的转印,
通式(I′)
Figure FDA0002425328270000061
通式(I′)中,R1表示氢原子或甲基,X′表示亲水性部分,Y′表示疏水性部分;表示亲水性部分的X′是利用Davis法测定的原子团固有的基团数为0.5以上且5.7以下的二价基团,表示疏水性部分的Y′是利用Davis法测定的原子团固有的基团数为-10.5以上且-3.0以下的一价基团。
11.根据权利要求9或10所述的转印用层叠体,其中,所述侧链型液晶聚合物相对于所述侧链型液晶聚合物与所述聚合性液晶化合物的总质量的质量比为1质量%以上且25质量%以下。
12.根据权利要求9或10所述的转印用层叠体,其中,所述相位差层在测定波长550nm下的厚度方向的相位差Rth(550)小于-80nm。
13.一种光学构件,其在权利要求4至7中任一项所述的相位差膜上具备偏振板。
14.一种光学构件的制造方法,其具有如下工序:
准备权利要求9至12中任一项所述的转印用层叠体的工序;
转印工序,其使至少包含偏振板的被转印体与所述转印用层叠体的所述相位差层对置,将所述转印用层叠体转印至所述被转印体上;以及
剥离工序,其自转印至所述被转印体上的所述转印用层叠体剥离所述支承体。
15.一种显示设备,其具备权利要求4至7中任一项所述的相位差膜或者在该相位差膜上具备偏振板的光学构件。
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