CN115335738A - 聚合性液晶组合物、光学各向异性层、光学膜、偏振片及图像显示装置 - Google Patents

聚合性液晶组合物、光学各向异性层、光学膜、偏振片及图像显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明的课题在于提供一种能够抑制析出物的产生的聚合性液晶组合物、光学各向异性层、光学膜、偏振片及图像显示装置。本发明的聚合性液晶组合物含有:正波长色散性液晶化合物A,具有π电子数为10以上的芳香环;及正波长色散性液晶化合物B,具有π电子数为6以上且小于10的芳香环。

Description

聚合性液晶组合物、光学各向异性层、光学膜、偏振片及图像 显示装置
技术领域
本发明涉及一种聚合性液晶组合物、光学各向异性层、光学膜、偏振片及图像显示装置。
背景技术
为了消除图像着色或扩大视角,在各种图像显示装置中使用光学补偿片或相位差膜等光学膜。
作为光学膜使用了拉伸双折射薄膜,但是近年来提出有代替拉伸双折射薄膜使用具有由液晶化合物构成的光学各向异性层的光学膜。
作为这种光学各向异性层,例如在专利文献1中记载有一种光学各向异性层,其中,包含1种以上显示近晶相的聚合性棒状液晶化合物的聚合性组合物在显示近晶相的状态下被固定化([权利要求1])。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-200861号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
本发明人等对专利文献1中所记载的聚合性组合物进行研究的结果,可知有时在涂布时产生析出物,对形成长尺寸的光学各向异性层的适性(长适性)存在改善的余地。
因此,本发明的课题在于提供一种能够抑制析出物的产生的聚合性液晶组合物、光学各向异性层、光学膜、偏振片及图像显示装置。
用于解决技术课题的手段
本发明人等为了实现上述课题而进行深入研究的结果,发现了通过使用含有具有π电子数为10以上的芳香环的正波长色散性液晶化合物及具有π电子数为6以上且小于10的芳香环的正波长色散性液晶化合物的聚合性液晶组合物,能够抑制析出物的产生,从而完成了本发明。
即,发现了通过以下结构能够实现上述课题。
[1]一种聚合性液晶组合物,其含有:
正波长色散性液晶化合物A,具有π电子数为10以上的芳香环;及
正波长色散性液晶化合物B,具有π电子数为6以上且小于10的芳香环。
[2]根据[1]所述的聚合性液晶组合物,其中,
正波长色散性液晶化合物A为具有分别构成正波长色散性液晶化合物A的一个末端及另一个末端的聚合性基团P11及P12以及选自包括可以具有取代基的芳香环及可以具有取代基的脂环的组中并且存在于连接聚合性基团P11及P12的键上的3个以上的环B11的化合物,
正波长色散性液晶化合物B为具有分别构成正波长色散性液晶化合物B的一个末端及另一个末端的聚合性基团P21及P22以及选自包括可以具有取代基的芳香环及可以具有取代基的脂环的组中并且存在于连接聚合性基团P21及P22的键上的3个以上的环B21的化合物。
其中,化合物的一个末端及另一个末端分别是指以最短距离连接在化合物的键上的原子时计算最大原子数时成为计算的起点及终点的原子。
[3]根据[2]所述的聚合性液晶组合物,其中,
在正波长色散性液晶化合物A中从聚合性基团P11或P12依次排列的环B11的排列为与在正波长色散性液晶化合物B中从聚合性基团P21或P22依次排列的环B21的排列相同。
其中,关于环的排列,若所对比的对象均为芳香环,则即使在环结构或取代基不同的情况下,也视为构成为相同的排列,若所对比的对象均为脂环,则即使在环结构或取代基不同的情况下,也视为构成为相同的排列。
并且,环的排列不包括2个环之间的连接部分的结构。
[4]根据[1]至[3]中任一项所述的聚合性液晶组合物,其中,
正波长色散性液晶化合物A为由后述的式(I)表示的化合物,
正波长色散性液晶化合物B为由后述的式(II)表示的化合物。
[5]根据[4]所述的聚合性液晶组合物,其中,
后述的式(I)中,m11为2,存在于2个Cy11之间的X12为单键,并且m12为2,存在于2个Cy12之间的X15为单键,
后述的式(II)中,m21为2,存在于2个Cy21之间的X22为单键,并且m22为2,存在于2个Cy22之间的X25为单键。
[6]根据[4]或[5]所述的聚合性液晶组合物,其中,
后述的式(I)中的除了Ar13以外的结构及后述的式(II)中的除了Ar23以外的结构为相同的结构。
[7]根据[4]至[6]中任一项所述的聚合性液晶组合物,其中,
后述的式(I)中,n11、m11、k11、m12及n12的合计为5~10的整数,
后述的式(II)中,n21、m21、k21、m22及n22的合计为5~10的整数。
[8]根据[4]至[7]中任一项所述的聚合性液晶组合物,其中,
后述的式(I)中的Ar13及后述的式(II)中的Ar23均为可以具有取代基的芳香族烃环。
[9]根据[4]至[8]中任一项所述的聚合性液晶组合物,其中,
后述的式(I)中的Ar13为由后述的式(III)表示的芳香环。
[10]根据[1]至[9]中任一项所述的聚合性液晶组合物,其还含有具有选自包括由后述的式(Ar-1)~(Ar-7)表示的基团的组中的任一个芳香环的逆波长色散性液晶化合物。
[11]一种光学各向异性层,其将[1]至[10]中任一项所述的聚合性液晶组合物的取向状态进行固定化而成。
[12]根据[11]所述的光学各向异性层,其中,
在X射线衍射测定中表示源自周期结构的衍射峰。
[13]根据[11]或[12]所述的光学各向异性层,其中,
聚合性液晶组合物中所包含的正波长色散性液晶化合物A及正波长色散性液晶化合物B相对于光学各向异性层的主表面以水平取向的状态下进行固定化。
[14]根据[11]至[13]中任一项所述的光学各向异性层,其为正A板。
[15]一种光学膜,其具有[11]至[14]中任一项所述的光学各向异性层。
[16]根据[16]所述的光学膜,其中,
光学各向异性层形成于光取向膜的表面。
[17]一种偏振片,其具有[15]或[16]所述的光学膜及起偏器。
[18]一种图像显示装置,其具有[15]或[16]所述的光学膜或[17]所述的偏振片。
[19]根据[18]所述的图像显示装置,其为液晶显示装置。
[20]根据[18]所述的图像显示装置,其为有机EL显示装置。
发明效果
根据本发明,能够提供一种能够抑制析出物的产生的聚合性液晶组合物、光学各向异性层、光学膜、偏振片及图像显示装置。
附图说明
图1是表示光学膜的一例的示意性剖视图。
具体实施方式
以下,对本发明进行详细说明。
以下所记载的构成要件的说明有时是基于本发明的代表性实施方式来进行的,但本发明并不限于这种实施方式。
另外,在本说明书中,使用“~”来表示的数值范围是指将“~”的前后所记载的数值作为下限值及上限值而包含的范围。
并且,在本说明书中,各成分可以使用单独1种与各成分对应的物质,也可以同时使用2种以上。其中,在关于各成分同时使用2种以上的物质的情况下,关于该成分的含量除非另有说明,则是指同时使用的物质的合计的含量。
并且,在本说明书中,除非指定键合位置的情况,则所表示的2价的基团(例如-CO-O-)的键合方向并无特别限制,例如在后述的式(I)中的X11为-CO-O-的情况下,若将在Sp11侧所键合的位置设为*1,将在Ar11侧所键合的位置设为*2,则X11可以为*1-CO-O-*2,也可以为*1-O-CO-*2。
[聚合性液晶组合物]
本发明的聚合性液晶组合物含有:正波长色散性液晶化合物A,具有π电子数为10以上的芳香环;及正波长色散性液晶化合物B,具有π电子数为6以上且小于10的芳香环。
在本发明中,如上所述,通过使用含有具有π电子数为10以上的芳香环的正波长色散性液晶化合物A及具有π电子数为6以上且小于10的芳香环的正波长色散性液晶化合物B的聚合性液晶组合物,能够抑制析出物的产生。
虽然其详细内容尚不明确,但是本发明人等推测如下。
首先,本发明人等推测到,掺合具有π电子数为10以上的芳香环的正波长色散性液晶化合物A,由此液晶化合物彼此的相互作用通过π-π相互作用(堆叠相互作用)变强。
并且,本发明人等推测到,还与正波长色散性液晶化合物A一同掺合具有π电子数为6以上且小于10的芳香环的正波长色散性液晶化合物B,由此能够抑制相互作用变强的正波长色散性液晶化合物A单独的凝聚。
因此,认为在本发明中,掺合正波长色散性液晶化合物A及正波长色散性液晶化合物B,由此抑制凝聚的同时能够提高液晶化合物彼此的相互作用,因此能够抑制析出物的产生。
以下,对本发明的聚合性液晶组合物的各成分进行详细说明。
〔正波长色散性液晶化合物A〕
本发明的聚合性液晶组合物所含有的正波长色散性液晶化合物A为具有π电子数为10以上的芳香环的正波长色散性液晶化合物。
在此,在本说明书中,“正波长色散性”的液晶化合物是指,在测定使用该化合物制作的相位差膜的特定波长(可见光范围)中的面内延迟(Re)值时,随着测定波长变大,Re值变小。
在本发明中,从提高取向性的观点考虑,正波长色散性液晶化合物A优选为具有分别构成正波长色散性液晶化合物A的一个末端及另一个末端的聚合性基团P11及P12及选自包括可以具有取代基的芳香环及可以具有取代基的脂环的组中并且存在于连接聚合性基团P11和P12的键上的3个以上的环B11的化合物。
其中,化合物的一个末端及另一个末端分别是指以最短距离连接在化合物的键上的原子时计算最大原子数时成为计算的起点及终点的原子。
并且,环B11“存在于连接聚合性基团P11和P12的键上”是指,构成为了直接连接聚合性基团P11和P12而所需的部分的一部分。另外,正波长色散性液晶化合物A可以具有除了为了直接连接聚合性基团P11和P12而所需的部分以外的部分(以下,也简称为“侧链”。),但是构成侧链的一部分的环结构不包含于环B11中。
并且,正波长色散性液晶化合物A所具有的2个聚合性基团P11及P12可以相同也可以不同,正波长色散性液晶化合物A所具有的3个以上的环B11可以相同也可以不同。
作为聚合性基团P11及P12,并无特别限制,优选可与自由基聚合或阳离子聚合的聚合性基团。
作为自由基聚合性基团,能够使用公知的自由基聚合性基团,作为优选,可举出丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基。已知在该情况下,通常丙烯酰氧基的聚合速度快,从提高生产率的观点考虑,优选丙烯酰氧基,但是甲基丙烯酰氧基也能够同样地用作聚合性基团。
作为阳离子聚合性基团,能够使用公知的阳离子聚合性基团,具体而言,可举出脂环式醚基、环状缩醛基、环状内酯基、环状硫醚基、螺环原酸酯基及乙烯氧基等。其中,优选脂环式醚基或乙烯氧基,更优选环氧基、氧杂环丁基或乙烯氧基。
作为尤其优选的聚合性基团的例,可举出由下述式(P-1)~(P-20)中的任一个表示的聚合性基团。
[化学式1]
Figure BDA0003865570900000061
正波长色散性液晶化合物A可以具有3个以上聚合性基团。聚合性液晶化合物具有3个以上聚合性基团的情况下,作为除了上述的聚合性基团P11及P12以外的聚合性基团,并无特别限制,也包括其优选的方式,可举出与能够和上述的自由基聚合或阳离子聚合的聚合性基团相同的基团。
聚合性液晶化合物所具有的聚合性基团的个数优选为2~4,更优选仅具有聚合性基团P11及P12中的2个。
作为环B11的一方式的可以具有取代基的芳香环,例如可举出可以具有取代基的环元数5~20的芳香环。
作为环元数5~20的芳香环,例如可举出苯环、萘环、蒽环及菲环等芳香族烃环;以及呋喃环、吡咯环、噻吩环、吡啶环、噻唑环、苯并噻唑环、喹啉环、异喹啉环、喹喔啉环及喹唑啉环等芳香族杂环。
作为环B11的一方式的芳香环可以具有的取代基,例如可举出烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰酰氧基、烷氨基、二烷基氨基、烷基酰胺基、烯基、炔基、卤原子、氰基、硝基、烷基硫醇基及N-烷基氨基甲酸酯基等。
其中,优选烷基、烷氧基、烷氧基羰基、烷基羰酰氧基或卤原子。
作为烷基,优选碳原子数1~18的直链状、分支链状或环状的烷基,更优选碳原子数1~8的烷基(例如,甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基及环己基等),进一步优选碳原子数1~4的烷基,尤其优选甲基或乙基。
作为烷氧基,优选碳原子数1~18的烷氧基,更优选碳原子数1~8的烷氧基(例如,甲氧基、乙氧基、正丁氧基及甲氧基乙氧基等),进一步优选碳原子数1~4的烷氧基,尤其优选甲氧基或乙氧基。
作为烷氧基羰基,可举出上述中例示的氧基羰基(-O-CO-基)与烷基键合的基团,优选甲氧基羰基、乙氧基羰基、正丙氧基羰基或异丙氧基羰基,更优选甲氧基羰基。
作为烷基羰酰氧基,可举出上述中例示的羰氧基(-CO-O-基)与烷基键合的基团,优选甲基羰氧基、乙基羰氧基、正丙基羰氧基或异丙基羰氧基,更优选甲基羰氧基。
作为卤原子,例如可举出氟原子、氯原子、溴原子及碘原子等,优选氟原子或氯原子。
作为环B11的一方式的可以具有取代基的脂环,可举出可以具有取代基的碳原子数5~20的2价的脂环式烃基及构成碳原子数5~20的脂环式烃基的-CH2-的1个以上被-O-、-S-或-NH-取代而成的杂环。
作为碳原子数5~20的2价的脂环式烃基,优选5元环或6元环。并且,脂环式烃基可以为饱和也可以为不饱和,但是优选饱和脂环式烃基。作为2价的脂环式烃基,例如能够参考日本特开2012-21068号公报的[0078]段的记载,该内容被编入本申请说明书中。
作为环B11的一方式的脂环,优选碳原子数5~20的环烷烃环。作为碳原子数5~20的环烷烃环,例如可举出环己烷环、环戊烷环、环辛烷环、环十二烷环及环二十二烷环。其中,优选环己烷环,更优选1,4-亚环己基,进一步优选反式-1,4-亚环己基。
作为环B11的一方式的脂环可以具有的取代基,也包括其优选的方式,可举出与作为上述环B11的一方式的芳香环可以具有的取代基相同的基团。
作为环B11的一方式的脂环优选不具有取代基。
正波长色散性液晶化合物A作为环B11优选具有至少1个可以具有取代基的π电子数为10以上的芳香环,更优选具有至少1个由后述的式(III)表示的基团。
并且,正波长色散性液晶化合物A作为环B11优选具有至少1个环己烷环,更优选具有至少1个1,4-亚环己基,进一步优选至少1个反式-1,4-亚环己基。
即,正波长色散性液晶化合物A作为环B11优选具有由至少1个π电子数为10以上的芳香环(更优选由后述的式(III)表示的基团)及至少1个环己烷环(更优选2~4个1,4-亚环己基)构成的组合。
正波长色散性液晶化合物A中,存在于连接聚合性基团P11和P12的键上的环B11的个数并无特别限制,但是从液晶化合物的取向稳定性的观点考虑,优选3~7,更优选4~6,进一步优选5。
在本发明中,从更加提高形成的光学各向异性层的光学补偿性的理由考虑,优选正波长色散性液晶化合物A为由下述式(I)表示的化合物。
P11-Sp11-(X11-Ar11)n11-(X12-Cy11)m11-(X13-Ar13)k11-X14-(Cy12-X15)m12-(Ar12-X16)n12-Sp12-P12……(I)
上述式(I)中,
P11及P12分别独立地表示聚合性基团。
Sp11及Sp12分别独立地表示单键、碳原子数1~14的直链状或分支链状的亚烷基或构成碳原子数1~14的直链状或分支链状的亚烷基的-CH2-的1个以上被-O-、-S-、-NH-、-N(Q)-或-CO-取代的2价的连接基团,Q表示取代基。
n11、m11、m12及n12分别独立地表示0~2的整数。其中,m11及n11中的至少一个表示1或2,m12及n12中的至少一个表示1或2。
k11表示1或2。
X11、X12、X13、X14、X15及X16分别独立地表示单键或-CO-、-O-、-S-、-C(=S)-、-CR1R2-、-CR3=CR4-、-NR5-或者由它们中的2个以上的组合构成的2价的连接基团,R1~R5分别独立地表示氢原子、氟原子或碳原子数1~12的烷基。其中,在n11为2的情况下,多个X11可以分别相同也可以不同,在m11为2的情况下,多个X12可以分别相同也可以不同,在k11为2的情况下,多个X13可以分别相同也可以不同,在m12为2的情况下,多个X15可以分别相同也可以不同,在n12为2的情况下,多个X16可以分别相同也可以不同。
Ar11及Ar12分别独立地表示可以具有取代基的芳香环。其中,在n11为2的情况下,多个Ar11可以分别相同也可以不同,在n12为2的情况下,多个Ar12可以分别相同也可以不同。
Cy11及Cy12分别独立地表示可以具有取代基的脂环。其中,在m11为2的情况下,多个Cy11可以分别相同也可以不同,在m12为2的情况下,多个Cy12可以分别相同也可以不同。
Ar13表示可以具有取代基的π电子数为10以上的芳香环。其中,在k11为2的情况下,多个Ar13可以分别相同也可以不同。
上述式(I)中,作为P11及P12所表示的聚合性基团,可举出与能够和上述的自由基聚合或阳离子聚合的聚合性基团相同的基团,其中,优选由上述的式(P-1)~(P-20)中的任一个表示的聚合性基团,更优选丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基。
上述式(I)中,作为Sp11及Sp12的一方式所示的碳原子数1~14的直链状或分支链状的亚烷基,例如可举出亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、甲基亚己基及亚庚基等。另外,Sp11及Sp12如上所述可以为构成这些亚烷基的-CH2-的1个以上被-O-、-S-、-NH-、-N(Q)-或-CO-取代的2价的连接基团。
作为由Q表示的取代基,也包括其优选的方式,可举出与作为上述环B11的一方式的芳香环可以具有的取代基相同的基团。
作为Sp11及Sp12,优选碳原子数1~14(更优选碳原子数2~10)的直链状或分支链状的亚烷基或构成碳原子数2~14(更优选碳原子数4~12)的直链状或分支链状的亚烷基的-CH2-的1个以上被-O-或-CO-取代的2价的连接基团。
上述式(I)中,n11及m11的合计以及m12及n12的合计优选1~3的整数,更优选2。
其中,从提高正波长色散性液晶化合物A的取向性的观点考虑,n11、m11、m12及n12均优选为1,并且从耐久性提高的观点考虑,优选n11及n12均为0并且m11及m12均为2。
上述式(I)中,k11优选为1。
在本发明中,从更加抑制析出物的产生的理由考虑,上述式(I)中的n11、m11、k11、m12及n12的合计优选为5~10的整数,更优选为5~7的整数,进一步优选为5。
上述式(I)中,作为由X11、X12、X13、X14、X15及X16表示的2价的连接基团,例如可举出-CO-、-O-、-CO-O-、-C(=S)O-、-CR1R2-、-CR1R2-CR1R2-、-O-CR1R2-、-CR1R2-O-CR1R2-、-CO-O-CR1R2-、-O-CO-CR1R2-、-CR1R2-O-CO-CR1R2-、-CR1R2-CO-O-CR1R2-、-NR5-CR1R2-及-CO-NR5-。R1、R2及R5分别独立地表示氢原子、氟原子或碳原子数1~12的烷基。
作为X11、X12、X13、X14、X15及X16,优选单键、-CO-、-O-或-COO-。
在本发明中,从提高形成的光学各向异性层的稳定性的理由考虑,优选上述式(I)中的m11为2,存在于2个Cy11之间的X12为单键,并且上述式(I)中的m12为2,存在于2个Cy12之间的X15为单键。
上述式(I)中,作为由Ar11及Ar12表示的可以具有取代基的芳香环,可举出与作为上述环B11的一方式的可以具有取代基的芳香环相同的芳香环。
其中,优选可以具有取代基的π电子数为6或10的芳香环,更优选可以具有取代基的π电子数为6的芳香环,进一步优选可以具有取代基的苯环(例如1,4-亚苯基)。
并且,上述式(I)中,作为由Ar11及Ar12表示的芳香环可以具有的取代基,也包括其优选的方式,可举出与作为上述环B11的一方式的芳香环可以具有的取代基相同的取代基。
上述式(I)中,作为由Ar13表示的可以具有取代基的π电子数为10以上的芳香环,可举出与作为上述环B11的一方式的可以具有取代基的芳香环中π电子数为10以上的芳香环。
其中,作为Ar13,从提高正波长色散性液晶化合物A的取向性的观点考虑,优选可以具有取代基的π电子数为10~18的芳香环,更优选可以具有取代基的π电子数为10~14的芳香环。
并且,上述式(I)中,作为由Ar13表示的π电子数为10以上的芳香环可以具有的取代基,也包括其优选的方式,可举出与作为上述环B11的一方式的芳香环可以具有的取代基相同的取代基。
在本发明中,从更加抑制析出物的产生的理由考虑,上述式(I)中的Ar13优选为可以具有取代基的芳香族烃环。
作为芳香族烃环,具体而言,例如可举出萘环、蒽环及菲环等。
并且,作为芳香族烃环可以具有的取代基,也包括其优选的方式,可举出与作为上述环B11的一方式的芳香环可以具有的取代基相同的取代基。
在本发明中,从提高取向性的观点考虑,上述式(I)中的Ar13优选为由下述式(III)表示的芳香环。
[化学式2]
Figure BDA0003865570900000121
上述式(III)中,
*表示与X13或X14的键合位置。
Q2、Q3、Q5、Q6、Q7及Q8分别独立地表示氢原子或取代基。
上述式(III)中,优选Q2、Q3、Q5、Q6、Q7及Q8中全部为氢原子或者Q2、Q3、Q5、Q6、Q7及Q8中的1或2个表示取代基。其中,更优选Q2、Q3、Q5、Q6、Q7及Q8中的1或2个表示取代基且除此以外表示氢原子,进一步优选1个表示取代基且除此以外表示氢原子。
上述式(III)中,作为表示Q2、Q3、Q5、Q6、Q7及Q8中的取代基的基团,优选Q5、Q6、Q7及Q8中的任一个,更优选Q5及Q8中的至少一个表示取代基或者Q6及Q7中的至少一个表示取代基。
上述式(III)中,作为由Q2、Q3、Q5、Q6、Q7及Q8表示的取代基,也包括其优选的方式,可举出与作为上述环B11的一方式的芳香环可以具有的取代基相同的基团。
其中,优选碳原子数1~4的烷基、碳原子数1~4的烷氧基、碳原子数1~4的烷基上键合有氧羰基的基团、碳原子数1~4的烷基上键合有羰氧基的基团、氟原子或氯原子,更优选碳原子数1~4的烷基、甲氧基、乙氧基、甲氧基羰基、甲基羰氧基。
并且,作为上述式(I)中的Ar13的优选具体例,也可举出由下述式(IV-1)~(IV-3)表示的基团。
[化学式3]
Figure BDA0003865570900000131
上述式(IV-1)~式(IV-3)中,Y2表示-C(Ry)=或-N=,Ry表示氢原子、氟原子、氯原子、三氟甲基、三氟甲氧基、碳原子数1~12的烷基或苯基。
上述式(IV-1)~式(IV-3)中,T1、T2及T3分别独立地表示氢原子、氟原子、氯原子、三氟甲基、三氟甲氧基、碳原子数1~12的烷基、碳原子数1~12的烷氧基、碳原子数1~12的烷氧基羰基、碳原子数1~12的烷基羰基、π电子的数为6~18的芳香环或烷基、烷氧基、烷氧基羰基或烷基羰基中的至少1个-CH2-被-O-、-CO-或-S-取代的1价的有机基团。并且,T1与T2可以彼此键合而形成环。
上述式(IV-1)~式(IV-3)中,T4独立地表示氢原子、氟原子、氯原子、三氟甲基、三氟甲氧基、碳原子数1~12的烷基或苯基。*表示与X13或X14的键合位置。
上述式(I)中,作为由Cy11及Cy12表示的可以具有取代基的脂环,也包括其优选的方式,可举出与作为上述环B11的一方式的可以具有取代基的脂环相同的脂环。
其中,优选可以具有取代基的碳原子数5~20的环烷烃环,更优选可以具有取代基的环己烷环,进一步优选1,4-亚环己基,尤其优选反式-1,4-亚环己基。
并且,上述式(I)中,作为由Cy11及Cy12表示的脂环可以具有的取代基,也包括其优选的方式,可举出与作为上述环B11的一方式的芳香环可以具有的取代基相同的取代基。
并且,作为由上述式(I)表示的化合物,可举出由下述式表示的化合物(1-1)~化合物(1-19)。另外,化合物(1-14)的结构中,与丙烯酰氧基相邻的基团表示亚丙基(甲基经亚乙基取代的基团),化合物(1-14)表示甲基的位置不同的位置异构体的混合物。
[化学式4]
Figure BDA0003865570900000141
[化学式5]
Figure BDA0003865570900000151
[化学式6]
Figure BDA0003865570900000152
[化学式7]
Figure BDA0003865570900000161
[化学式8]
Figure BDA0003865570900000162
[化学式9]
Figure BDA0003865570900000171
〔正波长色散性液晶化合物B〕
本发明的聚合性液晶组合物所含有的正波长色散性液晶化合物B为具有π电子数为6以上且小于10的芳香环的正波长色散性液晶化合物。
在本发明中,从提高取向性的观点考虑,正波长色散性液晶化合物B优选为具有分别构成正波长色散性液晶化合物B的一个末端及另一个末端的聚合性基团P21及P22及选自包括可以具有取代基的芳香环及可以具有取代基的脂环的组中并且存在于连接聚合性基团P21和P22的键上的3个以上的环B21的化合物。
其中,环B21“存在于连接聚合性基团P21和P22的键上”是指,构成为了直接连接聚合性基团P21和P22而所需的部分的一部分。另外,正波长色散性液晶化合物B可以具有除了为了直接连接聚合性基团P21和P22而所需的部分以外的部分(以下,也简称为“侧链”。),但是构成侧链的一部分的环结构不包含于环B21中。
并且,正波长色散性液晶化合物B所具有的2个聚合性基团P21及P22可以相同也可以不同,正波长色散性液晶化合物B所具有的3个以上的环B21可以相同也可以不同。
关于聚合性基团P21及P22,可举出分别与在正波长色散性液晶化合物A中说明的聚合性基团P11及P12相同的基团,优选方式也相同。
正波长色散性液晶化合物B可以具有3个以上聚合性基团。聚合性液晶化合物具有3个以上聚合性基团的情况下,作为除了上述的聚合性基团P21及P22以外的聚合性基团,并无特别限制,也包括其优选的方式,可举出与能够和上述的自由基聚合或阳离子聚合的聚合性基团相同的基团。
聚合性液晶化合物所具有的聚合性基团的个数优选为2~4,更优选仅具有聚合性基团P21及P22中的2个。
并且,关于环B21,可举出与在正波长色散性液晶化合物A中说明的环B11相同的环。
其中,正波长色散性液晶化合物B优选作为环B21具有至少1个可以具有取代基的π电子数为6以上且小于10的芳香环,更优选具有苯环(例如1,4-亚苯基)。
并且,正波长色散性液晶化合物B作为环B21优选具有至少1个环己烷环,更优选具有至少1个1,4-亚环己基,进一步优选至少1个反式-1,4-亚环己基。
即,正波长色散性液晶化合物B优选作为环B21具有由至少1个π电子数为6以上且小于10的芳香环(更优选1,4-亚苯基)与至少1个环己烷环(更优选2~4个1,4-亚环己基)构成的组合。
在本发明中,从更加提高形成的光学各向异性层的光学补偿性的理由考虑,优选正波长色散性液晶化合物B为由下述式(II)表示的化合物。
P21-Sp21-(X21-Ar21)n21-(X22-Cy21)m21-(X23-Ar23)k21-X24-(Cy22-X25)m22-(Ar22-X26)n22-Sp22-P22……(II)
其中,在上述式(II)中,
P21及P22分别独立地表示聚合性基团。
Sp21及Sp22分别独立地表示单键、碳原子数1~14的直链状或分支链状的亚烷基或构成碳原子数1~14的直链状或分支链状的亚烷基的-CH2-的1个以上被-O-、-S-、-NH-、-N(Q)-或-CO-取代的2价的连接基团,Q表示取代基。
n21、m21、m22及n22分别独立地表示0~2的整数。其中,m21及n21中的至少一个表示1或2,m22及n22中的至少一个表示1或2。
k21表示1或2。
X21、X22、X23、X24、X25及X26分别独立地表示单键或-CO-、-O-、-S-、-C(=S)-、-CR1R2-、-CR3=CR4-、-NR5-或者由它们中的2个以上的组合构成的2价的连接基团,R1~R5分别独立地表示氢原子、氟原子或碳原子数1~12的烷基。其中,在n21为2的情况下,多个X21可以分别相同也可以不同,在m21为2的情况下,多个X22可以分别相同也可以不同,在k21为2的情况下,多个X23可以分别相同也可以不同,在m22为2的情况下,多个X25可以分别相同也可以不同,在n22为2的情况下,多个X26可以分别相同也可以不同。
Ar21及Ar22分别独立地表示可以具有取代基的芳香环。其中,在n21为2的情况下,多个Ar21可以分别相同也可以不同,在n22为2的情况下,多个Ar22可以分别相同也可以不同。
Cy21及Cy22分别独立地表示可以具有取代基的脂环。其中,在m21为2的情况下,多个Cy21可以分别相同也可以不同,在m22为2的情况下,多个Cy22可以分别相同也可以不同。
Ar23表示可以具有取代基的π电子数为6以上且小于10的芳香环。其中,在k21为2的情况下,多个Ar23可以分别相同也可以不同。
上述式(II)中,作为P21及P22,可举出分别与在上述式(I)中的P11及P12中说明相同的基团,优选方式也相同。
并且,作为Sp21及Sp22,可举出分别与在上述式(I)中的Sp11及Sp12中说明相同的基团,优选方式也相同。
并且,作为n21、m21、m22及n22,可举出分别与在上述式(I)中的n11、m11、m12及n12中说明相同的整数,优选方式也相同。
并且,作为k21,可举出与在上述式(I)中的k11中说明相同的整数,优选方式也相同。
并且,作为X21、X22、X23、X24、X25及X26,可举出分别与在上述式(I)中的X11、X12、X13、X14、X15及X16中说明相同的基团,优选方式也相同。
并且,作为Ar21及Ar22,可举出分别与在上述式(I)中的Ar11及Ar12中说明相同的基团,优选方式也相同。
并且,作为Cy21及Cy22,可举出分别与在上述式(I)中的Cy11及Cy12中说明相同的基团,优选方式也相同。
另一方面,上述式(II)中,作为由Ar23表示的可以具有取代基的π电子数为6以上且小于10的芳香环,可举出与作为上述环B11的一方式的可以具有取代基的芳香环中π电子数为6以上且小于10的芳香环。
其中,优选苯环(例如1,4-亚苯基)。
并且,上述式(II)中,作为由Ar23表示的π电子数为6以上且小于10的芳香环可以具有的取代基,也包括其优选的方式,可举出与作为上述环B11的一方式的芳香环可以具有的取代基相同的取代基。
在本发明中,从提高形成的光学各向异性层的稳定性的理由考虑,优选在上述式(II)中,m21为2,存在于2个Cy21之间的X22为单键,并且m22为2,存在于2个Cy22之间的X25为单键。
在本发明中,从更加抑制析出物的产生的理由考虑,上述式(II)中的n21、m21、k21、m22及n22的合计优选为5~10的整数,更优选为5~7的整数,进一步优选为5。
在本发明中,从更加抑制析出物的产生的理由考虑,上述式(II)中的Ar23优选为可以具有取代基的芳香族烃环。
作为芳香族烃环,具体而言,例如可举出苯环等。
并且,作为芳香族烃环可以具有的取代基,也包括其优选的方式,可举出与作为上述环B11的一方式的芳香环可以具有的取代基相同的取代基。
并且,作为由上述式(II)表示的化合物,可举出由下述式表示的化合物(2-1)~化合物(2-5)。
并且,作为由上述式(II)表示的化合物的另一例,可举出国际公开第2019/160014号的[0059]~[0061]段中所记载的聚合性化合物及国际公开第2019/160016号的[0055]段中所记载的聚合性化合物等。
[化学式10]
Figure BDA0003865570900000211
在本发明中,从更加抑制析出物的产生的理由考虑,优选上述的正波长色散性液晶化合物A中从聚合性基团P11或P12依次排列的环B11的排列与上述的正波长色散性液晶化合物B中从聚合性基团P21或P22依次排列的环B21的排列相同。
其中,关于正波长色散性液晶化合物A及正波长色散性液晶化合物B中的环的排列,若所对比的对象均为芳香环,则即使在环结构或取代基不同的情况下,也视为构成为相同的排列,若所对比的对象均为脂环,则即使在环结构或取代基不同的情况下,也视为构成为相同的排列。并且,环的排列不包括2个环之间的连接部分的结构。例如,即使为如亚苯基及亚萘基的不同骨架,只要所对比的环均为芳香环彼此,则视为构成为相同的排列,即使为如亚环己基及亚环戊基的不同骨架,只要所对比的环均为脂环彼此,则视为构成为相同的排列。
在本发明中,从更加抑制析出物的产生的理由考虑,优选上述的正波长色散性液晶化合物A中的除了上述式(I)中的Ar13以外的结构与上述的正波长色散性液晶化合物B中的除了上述式(II)中的Ar23以外的结构为相同结构。
本发明的聚合性液晶组合物中,上述的正波长色散性液晶化合物A及正波长色散性液晶化合物B的掺合比例并无特别限定,正波长色散性液晶化合物A的质量与正波长色散性液晶化合物B的质量之比(A/B)优选为10/90~90/10,更优选为30/70~70/30。
〔逆波长色散性液晶化合物〕
本发明的聚合性液晶组合物中,从更加提高形成的光学各向异性层的光学补偿性的理由考虑,优选含有具有选自包括由下述式(Ar-1)~(Ar-7)表示的基团的组中的任一个芳香环的逆波长色散性液晶化合物。
在此,在本说明书中,“逆波长色散性”的液晶化合物是指,在测定使用该化合物制作的相位差膜的特定波长(可见光范围)中的面内延迟(Re)值时,随着测定波长变大,Re值相等或变高。
[化学式11]
Figure BDA0003865570900000231
上述式(Ar-1)~(Ar-7)中,*表示键合位置,即与除了逆波长色散性液晶化合物中所包含的上述芳香环以外的部分的键合位置。
并且,上述式(Ar-1)中,Q1表示N或CH,Q2表示-S-、-O-或-N(R6)-,R6表示氢原子或碳原子数1~6的烷基,Y1表示可以具有取代基的碳原子数6~12的芳香族烃基、可以具有取代基的碳原子数3~12的芳香族杂环基或可以具有取代基的碳原子数6~20的脂环式烃基,构成脂环式烃基的-CH2-的1个以上可以被-O-、-S-或-NH-取代。
其中,作为R6所示的碳原子数1~6的烷基,例如可举出甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基及正己基等。
并且,作为Y1所示的碳原子数6~12的芳香族烃基,例如可举出苯基、2,6-二乙基苯基及萘基等芳基。
作为Y1所示的碳原子数3~12的芳香族杂环基,例如可举出噻吩基、噻唑基、呋喃基及吡啶基等杂芳基。
作为Y1所示的碳原子数6~20的脂环式烃基,例如可举出亚环己基、环亚戊基、亚降冰片基及亚金刚烷基等。
作为Y1可以具有的取代基,也包括其优选的方式,可举出与作为上述环B1的一方式的芳香环或脂环可以具有的取代基相同的基团。
并且,上述式(Ar-1)~(Ar-7)中,Z1、Z2及Z3分别独立地表示氢原子、碳原子数1~20的1价的脂肪族烃基、碳原子数3~20的1价的脂环式烃基、碳原子数6~20的1价的芳香族烃基、碳原子数3~20的1价的芳香族杂环基、卤原子、氰基、硝基、-OR7、-NR8R9、-SR10、-COOR11或-COR12,R7~R12分别独立地表示氢原子或碳原子数1~6的烷基,Z1及Z2可以彼此键合而形成芳香环。
其中,作为碳原子数1~20的1价的脂肪族烃基,优选碳原子数1~15的烷基,更优选碳原子数1~8的烷基,进一步优选甲基、乙基、异丙基、叔戊基(1,1-二甲基丙基)、叔丁基或1,1-二甲基-3,3-二甲基-丁基,尤其优选甲基、乙基或叔丁基。
作为碳原子数3~20的1价的脂环式烃基,例如可举出环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环癸基、甲基环己基及乙基环己基等单环式饱和烃基;环丁烯基、环戊烯基、环己烯基、环庚烯基、环辛烯基、环癸烯基、环戊二烯基、环己二烯基、环辛二烯基及环癸二烯等单环式不饱和烃基;双环[2.2.1]庚基、双环[2.2.2]辛基、三环[5.2.1.02,6]癸基、三环[3.3.1.13,7]癸基、四环[6.2.1.13,6.02,7]十二烷基及金刚烷基等多环式饱和烃基;等。
作为碳原子数6~20的1价的芳香族烃基,例如可举出苯基、2,6-二乙基苯基、萘基及联苯基等,优选碳原子数6~12的芳基(尤其是苯基)。
作为碳原子数3~20的1价的芳香族杂环基,例如可举出4-吡啶基、2-呋喃基、2-噻吩基、2-嘧啶基及2-苯并噻唑基等。
作为卤原子,例如可举出氟原子、氯原子、溴原子及碘原子等,其中,优选氟原子、氯原子或溴原子。
另一方面,作为R7~R12所示的碳原子数1~6的烷基,例如可举出甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基及正己基等。
并且,Z1及Z2如上所述可以彼此键合而形成芳香环。作为上述式(Ar-1)中的Z1及Z2彼此键合而形成芳香环时的结构,例如可举出由下述式(Ar-1a)表示的基团。另外,下述式(Ar-1a)中,*表示键合位置,Q1、Q2及Y1也包括其优选的方式,可举出与在上述式(Ar-1)中说明的相同的基团。
[化学式12]
Figure BDA0003865570900000251
并且,上述式(Ar-2)中,A1及A2分别独立地表示选自包括-O-、-N(R13)-、-S-及-CO-的组中的基团,R13表示氢原子或取代基。
作为R13所示的取代基,也包括其优选的方式,可举出与作为上述环B11的一方式的芳香环或脂环可以具有的取代基相同的基团。
并且,上述式(Ar-2)中,X表示可以键合有氢原子或取代基的第14~16族的非金属原子。
并且,作为X所示的第14~16族的非金属原子,例如可举出氧原子、硫原子、与氢原子或取代基键合的氮原子〔=N-RN1,RN1表示氢原子或取代基。〕、与氢原子或取代基键合的碳原子〔=C-(RC1)2,RC1表示氢原子或取代基。〕。
作为取代基,例如可举出烷基、烷氧基、烷基取代烷氧基、环状烷基、芳基(例如苯基、萘基等)、氰基、氨基、硝基、烷基羰基、磺基及羟基等。
并且,上述式(Ar-3)中,X31及X32分别独立地表示单键或-CO-、-O-、-S-、-C(=S)-、-CR1R2-、-CR3=CR4-、-NR5-或者由它们中的2个以上的组合构成的2价的连接基团,R1~R5分别独立地表示氢原子、氟原子或碳原子数1~12的烷基。
其中,作为X31及X32的一方式所示的2价的连接基团,例如可举出-CO-、-O-、-CO-O-、-C(=S)O-、-CR1R2-、-CR1R2-CR1R2-、-O-CR1R2-、-CR1R2-O-CR1R2-、-CO-O-CR1R2-、-O-CO-CR1R2-、-CR1R2-O-CO-CR1R2-、-CR1R2-CO-O-CR1R2-、-NR5-CR1R2-及-CO-NR5-。R1、R2及R5分别独立地表示氢原子、氟原子或碳原子数1~12的烷基。
这些中,优选-CO-、-O-及-CO-O-中的任一个。
并且,上述式(Ar-3)中,Sp31及Sp32分别独立地表示单键、碳原子数1~14的直链状或支链状的亚烷基或构成碳原子数1~14的直链状或支链状的亚烷基的-CH2-的1个以上被-O-、-S-、-NH-、-N(Q)-或-CO-取代的2价的连接基团,Q表示取代基。
其中,作为Sp31及Sp32的一方式所示的碳原子数1~14的直链状或支链状的亚烷基,例如可举出亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、甲基亚己基及亚庚基等。另外,Sp31及Sp32如上所述可以为构成这些亚烷基的-CH2-的1个以上被-O-、-S-、-NH-、-N(Q)-或-CO-取代的2价的连接基团。
作为由Q表示的取代基,也包括其优选的方式,可举出与作为上述环B11的一方式的芳香环或脂环可以具有的取代基相同的基团。
并且,上述式(Ar-3)中,L1及L2分别独立地表示1价的有机基团,L1及L2中的至少1个表示聚合性基团。
其中,作为L1及L2所示的1价的有机基团,例如可举出烷基、芳基及杂芳基。烷基可以是直链状、支链状或环状,但是优选直链状。烷基的碳原子数优选为1~10。并且,芳基可以是单环,也可以是多环,但是优选单环。芳基的碳原子数优选6~25,更优选6~10。并且,杂芳基可以是单环,也可以是多环。构成杂芳基的杂原子的数量优选1~3。构成杂芳基的杂原子优选氮原子、硫原子或氧原子。杂芳基的碳原子数优选6~18,更优选6~12。
并且,烷基、芳基及杂芳基可以未经取代,也可以具有取代基。作为取代基,也包括其优选的方式,可举出与作为上述环B11的一方式的芳香环或脂环可以具有的取代基相同的基团。
并且,L1及L2中的至少一个所示的聚合性基团,可举出与上述的能够自由基聚合或阳离子聚合的聚合性基团相同的基团,其中,可优选举出上述的由式(P-1)~(P-20)中的任一个表示的聚合性基团。
并且,上述式(Ar-4)~(Ar-7)中,Ax表示具有选自包括芳香族烃环及芳香族杂环的组中的至少一个芳香环的碳原子数2~30的有机基团。
并且,上述式(Ar-4)~(Ar-7)中,Ay表示氢原子、可以具有取代基的碳原子数1~12的烷基或具有选自包括芳香族烃环及芳香族杂环的组中的至少一个芳香环的碳原子数2~30的有机基团。
其中,Ax及Ay中的芳香环可以具有取代基,也可以键合Ax和Ay而形成环。
并且,Q3表示氢原子或可以具有取代基的碳原子数1~6的烷基。
作为Ax及Ay,可举出国际公开第2014/010325号的[0039]~[0095]段中所记载的Ax及Ay。
并且,作为Q3所示的碳原子数1~6的烷基,具体而言,例如可举出甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基及正己基等,作为取代基,也包括其优选的方式,可举出与作为上述环B11的一方式的芳香环或脂环可以具有的取代基相同的基团。
从更加提高光学补偿性的理由考虑,逆波长色散性液晶化合物优选为由下述式(V)表示的化合物。
P51-Sp51-(X51-Ar51)n51-(X52-Cy51)m51-(X53-Ar53)k51-X54-(Cy52-X55)m52-(Ar52-X56)n52-Sp52-P52……(V)
在此,上述式(V)中,
P51及P52分别独立地表示聚合性基团。
Sp51及Sp52分别独立地表示单键、碳原子数1~14的直链状或分支链状的亚烷基或构成碳原子数1~14的直链状或分支链状的亚烷基的-CH2-的1个以上被-O-、-S-、-NH-、-N(Q)-或-CO-取代的2价的连接基团,Q表示取代基。
n51、m51、m52及n52分别独立地表示0~2的整数。其中,m51及n51中的至少一个表示1或2,m52及n52中的至少一个表示1或2。
k51表示1或2。
X51、X52、X53、X54、X55及X56分别独立地表示单键或-CO-、-O-、-S-、-C(=S)-、-CR1R2-、-CR3=CR4-、-NR5-或者由它们中的2个以上的组合构成的2价的连接基团,R1~R5分别独立地表示氢原子、氟原子或碳原子数1~12的烷基。其中,在n51为2的情况下,多个X51可以分别相同也可以不同,在m51为2的情况下,多个X52可以分别相同也可以不同,在k51为2的情况下,多个X53可以分别相同也可以不同,在m52为2的情况下,多个X55可以分别相同也可以不同,在n52为2的情况下,多个X56可以分别相同也可以不同。
Ar51及Ar52分别独立地表示可以具有取代基的芳香环。其中,在n51为2的情况下,多个Ar51可以分别相同也可以不同,在n52为2的情况下,多个Ar52可以分别相同也可以不同。
Cy51及Cy52分别独立地表示可以具有取代基的脂环。其中,在m51为2的情况下,多个Cy51可以分别相同也可以不同,在m52为2的情况下,多个Cy52可以分别相同也可以不同。
Ar53表示选自包括由上述的式(Ar-1)~(Ar-7)表示的基团的组中的任一芳香环。
上述式(V)中,作为P51及P52,可举出分别与在上述式(I)中的P11及P12中说明相同的基团,优选方式也相同。
并且,作为Sp51及Sp52,可举出分别与在上述式(I)中的Sp11及Sp12中说明相同的基团,优选方式也相同。
并且,作为n51、m51、m52及n52,可举出分别与在上述式(I)中的n11、m11、m12及n12中说明相同的整数,优选方式也相同。
并且,作为k51,可举出与在上述式(I)中的k11中说明相同的整数,优选方式也相同。
并且,作为X51、X52、X53、X54、X55及X56,可举出分别与在上述式(I)中的X11、X12、X13、X14、X15及X16中说明相同的基团,优选方式也相同。
并且,作为Ar51及Ar52,可举出分别与在上述式(I)中的Ar11及Ar12中说明相同的基团,优选方式也相同。
并且,作为Cy51及Cy52,可举出分别与在上述式(I)中的Cy11及Cy12中说明相同的基团,优选方式也相同。
作为由上述式(V)表示的化合物,例如可举出日本特开2010-084032号公报中所记载的由通式(1)表示的化合物(尤其,[0067]~[0073]段中所记载的化合物)、日本特开2016-053709号公报中所记载的由通式(II)表示的化合物(尤其,[0036]~[0043]段中所记载的化合物)及日本特开2016-081035公报中所记载的由通式(1)表示的化合物(尤其,[0043]~[0055]段中所记载的化合物)等。
并且,作为由上述式(V)表示的化合物,可优选举出由下述式(1)~(22)表示的化合物,具体而言,作为下述式(1)~(22)中的K(侧链结构),可举出具有下述表1~表3中所示的侧链结构的化合物。
另外,下述表1~表3中,K的侧链结构中所示的“*”表示与芳香环的键合位置。
并且,由下述表2中的2-2及下述表3中的3-2表示的侧链结构中,分别与丙烯酰氧基及甲基丙烯酰基相邻的基团表示亚丙基(甲基经亚乙基取代的基团),且表示甲基的位置不同的位置异构体的混合物。
[化学式13]
Figure BDA0003865570900000291
Figure BDA0003865570900000301
[表1]
Figure BDA0003865570900000311
[表2]
Figure BDA0003865570900000321
[表3]
Figure BDA0003865570900000331
在本发明的聚合性液晶组合物含有上述的逆波长色散性液晶化合物的情况下,逆波长色散性液晶化合物的含量相对于正波长色散性液晶化合物A、正波长色散性液晶化合物B及逆波长色散性液晶化合物的合计质量,优选为20~90质量%,更优选为30~80质量%。
〔聚合引发剂〕
优选本发明的聚合性液晶组合物含有聚合引发剂。
作为聚合引发剂,优选能够通过紫外线照射而引发聚合反应的光聚合引发剂。
作为光聚合引发剂,例如可举出α-羰基化合物(记载于美国专利第2367661号、美国专利第2367670号的各说明书)、偶姻醚(记载于美国专利第2448828号说明书)、α-烃取代芳香族偶姻化合物(记载于美国专利第2722512号说明书)、多核醌化合物(记载于美国专利第3046127号、美国专利第2951758号的各说明书)、三芳基咪唑二聚体和对氨基苯基酮的组合(记载于美国专利第3549367号说明书)、吖啶及吩嗪化合物(记载于日本特开昭60-105667号公报、美国专利第4239850号说明书)及噁二唑化合物(记载于美国专利第4212970号说明书)、酰基膦氧化合物(记载于日本特公昭63-40799号公报、日本特公平5-29234号公报、日本特开平10-95788号公报、日本特开平10-29997号公报)等。
作为聚合引发剂,还优选肟型的聚合引发剂。作为其具体例,例如可举出国际公开第2017/170443号的[0049]~[0052]段中所记载的引发剂。
〔溶剂〕
从形成光学各向异性层时的操作性等的观点考虑,本发明的聚合性液晶组合物优选含有溶剂。
作为溶剂,例如可举出酮类(例如,丙酮、2-丁酮、甲基异丁基酮、环己酮及环戊酮等)、醚类(例如,二噁烷及四氢呋喃等)、脂肪族烃类(例如,己烷等)、脂环式烃类(例如,环己烷等)、芳香族烃类(例如,甲苯、二甲苯及三甲苯等)、卤代碳类(例如,二氯甲烷、二氯乙烷、二氯苯及氯甲苯等)、酯类(例如,乙酸甲酯、乙酸乙酯及乙酸丁酯等)、水、醇类(例如,乙醇、异丙醇、丁醇及环己醇等)、溶纤剂类(例如,甲基溶纤剂及乙基溶纤剂等)、溶纤剂乙酸酯类、亚砜类(例如,二甲基亚砜等)以及酰胺类(例如,二甲基甲酰胺及二甲基乙酰胺等)等。溶剂可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。
〔流平剂〕
从将光学各向异性层的表面保持为平滑并且容易进行取向控制的观点考虑,本发明的聚合性液晶组合物优选含有流平剂。
作为这种流平剂,从相对于添加量的流平效果高的理由考虑,优选氟系流平剂或硅系流平剂,从不易引起渗出(起霜、渗漏)的观点考虑,更优选氟系流平剂。
作为流平剂,例如可举出日本特开2007-069471号公报的[0079]~[0102]段中所记载的化合物、日本特开2013-047204号公报中所记载的由通式(I)表示的化合物(尤其,[0020]~[0032]段中所记载的化合物)、日本特开2012-211306号公报中所记载的由通式(I)表示的化合物(尤其,[0022]~[0029]段中所记载的化合物)、日本特开2002-129162号公报中所记载的由通式(I)表示的液晶取向促进剂(尤其,[0076]~[0078]及[0082]~[0084]段中所记载的化合物)以及日本特开2005-099248号公报中所记载的由通式(I)、(II)及(III)表示的化合物(尤其,[0092]~[0096]段中所记载的化合物)等。另外,流平剂可以兼备作为后述的取向控制剂的功能。
〔取向控制剂〕
本发明的聚合性液晶组合物根据需要可以包含有取向控制剂。
通过取向控制剂,除了均匀取向以外,形成垂直取向(Vertical取向)、倾斜取向、混合取向及胆甾醇取向等各种取向状态,并且,更均匀且更精密地控制并实现特定的取向状态。
作为促进均匀取向的取向控制剂,例如能够使用低分子的取向控制剂及高分子的取向控制剂。
作为低分子的取向控制剂,例如能够参考日本特开2002-20363号公报的[0009]~[0083]段、日本特开2006-106662号公报的[0111]~[0120]段、及日本特开2012-211306号公报的[0021]~[0029]段的记载,这些内容被编入本申请说明书中。
并且,作为高分子的取向控制剂,例如能够参考日本特开2004-198511号公报的[0021]~[0057]段、及日本特开2006-106662号公报的[0121]~[0167]段,这些内容被编入本申请说明书中。
并且,作为形成或促进垂直取向的取向控制剂,例如可举出硼酸化合物及鎓盐化合物。作为该取向控制剂,能够参考日本特开2008-225281号公报的[0023]~[0032]段、日本特开2012-208397号公报的[0052]~[0058]段、日本特开2008-026730号公报的[0024]~[0055]段及日本特开2016-193869号公报的[0043]~[0055]段中所记载的化合物,这些内容被编入本申请说明书中。
另一方面,关于胆甾醇取向,能够通过在本发明的聚合性液晶组合物中加入手性剂来实现,且能够根据该手性方向来控制胆甾醇取向的回转方向。
另外,可以根据手性剂的取向限制力来控制胆甾醇取向的间距。
本发明的聚合性液晶组合物含有取向控制剂时的含量相对于组合物中的总固体成分质量,优选0.01~10质量%,更优选0.05~5质量%。若含量在该范围内,则能够获得实现所期望的取向状态,并且可抑制析出、相分离及取向缺陷等,均匀且高透明性的固化物。
〔其他成分〕
本发明的聚合性液晶组合物可以含有除了上述的成分以外的其他成分。作为其他成分,例如可举出除了上述的正波长色散性液晶化合物A、正波长色散性液晶化合物B及逆波长色散性液晶化合物以外的其他液晶化合物(例如,具有1个聚合性基团的单官能化合物等)、表面活性剂、倾斜角控制剂、取向助剂、增塑剂及交联剂。
[光学各向异性层]
本发明的光学各向异性层为将上述的本发明的聚合性液晶组合物的取向状态进行固定化而成的光学各向异性层。
作为光学各向异性层的形成方法,例如可举出使用上述本发明的聚合性液晶组合物制成所期望的取向状态之后,通过聚合进行固定化的方法等。
其中,聚合条件并无特别限制,但是基于光照射的聚合中,优选使用紫外线。照射量优选为10mJ/cm2~50J/cm2,更优选为20mJ/cm2~5J/cm2,进一步优选为30mJ/cm2~3J/cm2,尤其优选为50~1000mJ/cm2。并且,为了促进聚合反应,可以在加热条件下实施。
另外,光学各向异性层能够形成于后述的光学膜中的任意支撑体或取向膜上或后述的偏振片中的起偏器上。
本发明的光学各向异性层优选在X射线衍射测定中显示源自周期结构的衍射峰。
其中,作为显示上述的衍射峰的方式,可优选举出在与取向轴垂直的方向上相邻的分子形成层,该层在与取向轴平行的方向上层叠的方式、即呈近晶相的方式。另外,从容易表达近晶相的观点考虑,聚合性液晶化合物优选为升温时及降温时这两个中显示近晶相的化合物。
并且,是否显示上述的衍射峰也能够通过偏振光显微镜对具有周期结构的液晶相观察特征纹理来确认。
作为本发明的光学各向异性层中的正波长色散性液晶化合物A及正波长色散性液晶化合物B(以下,在本段中,简称为“聚合性液晶化合物”。)的取向状态,可以为水平取向、垂直取向、倾斜取向及扭曲取向的任一状态,优选在相对于光学各向异性层的主表面呈水平取向的状态下被固定。
另外,本说明书中“水平取向”是指,光学各向异性层的主表面(或光学各向异性层形成于支撑体及取向膜等部材上的情况下,其部材的表面)与聚合性液晶化合物的长轴方向平行。另外,并不要求严格平行,在本说明书中,聚合性液晶化合物的长轴方向与光学各向异性层的主表面所成的角度小于10°的取向。
光学各向异性层中,聚合性液晶化合物的长轴方向与光学各向异性层的主表面所成的角度优选0~5°,更优选0~3°,进一步优选0~2°。
本发明的光学各向异性层优选满足下述式(VI)。
1.00<Re(450)/Re(550)……(VI)
其中,上述式(VI)中,Re(450)表示光学各向异性层的波长450nm下的面内延迟,Re(550)表示光学各向异性层的波长550nm下的面内延迟。另外,在本说明书中,在未指定延迟的测定波长的情况下,测定波长设为550nm。
并且,面内延迟(Re)及厚度方向的延迟(Rth)的值是指使用AxoScan OPMF-1(OptoScience,Inc.制造)并使用测定波长的光测定的值。
具体而言,通过用AxoScan OPMF-1输入平均折射率((Nx+Ny+Nz)/3)及膜厚(d(μm)),计算
·慢轴方向(°)
·Re(λ)=R0(λ)
·Rth(λ)=((nx+ny)/2-nz)×d。
另外,R0(λ)显示为利用AxoScan OPMF-1计算的数值,但是指Re(λ)。
并且,本发明的光学各向异性层优选为正A板或正C板,更优选为正A板。
其中,正A板(positive A plate)和正C板(positive C plate)定义为如下。
当将薄膜面内的慢轴方向(面内的折射率最大的方向)的折射率设为nx,将在面内与面内的慢轴正交的方向的折射率设为ny,将厚度方向的折射率设为nz时,正A板满足式(A1)的关系,正C板满足式(C1)的关系。另外,正A板的Rth表示正值,正C板的Rth表示负值。
式(A1)nx>ny≈nz
式(C1)nz>nx≈ny
另外,上述“≈”是指,不仅包含两者完全相同的情况,还包含两者实质上相同的情况。
关于该“实质上相同”,在正A板中,例如,即使在(ny-nz)×d(其中,d为薄膜的厚度)为-10~10nm、优选为-5~5nm的情况下也包含于“ny≈nz”中,即使在(nx-nz)×d为-10~10nm、优选为-5~5nm的情况下也包含于“nx≈nz”中。并且,在正C板中,例如,即使在(nx-ny)×d(其中,d为薄膜的厚度)为0~10nm、优选为0~5nm的情况下也包含于“nx≈ny”中。
在本发明的光学各向异性层为正A板的情况下,从作为λ/4板发挥作用的观点考虑,Re(550)优选为100~180nm,更优选为120~160nm,进一步优选为130~150nm,尤其优选为130~140nm。
其中,“λ/4板”是指具有λ/4功能的板,具体而言,是指具有将某一特定的波长的直线偏振光转换为圆偏振光(或将圆偏振光转换为直线偏振光)的功能的板。
[光学膜]
本发明的光学膜为具有本发明的光学各向异性层的光学膜。
参考图1对光学膜的结构进行说明。图1是表示光学膜的一例的示意性剖视图。
另外,图1为示意图,各层的厚度的关系及位置关系等不一定与实际一致,图1中所示的支撑体及取向膜均为任意的构成部件。
图1所示的光学膜10依次具有支撑体16、取向膜14、作为本发明的聚合性液晶组合物的固化物的光学各向异性层12。
并且,光学各向异性层12可以为不同的2层以上的光学各向异性层的层叠体。例如,在将后述的本发明的偏振片用作圆偏振片的情况或将本发明的光学膜用作IPS方式或FFS方式的液晶显示装置的光学补偿膜的情况下,优选为正A板与正C板的层叠体。
并且,可以从支撑体剥离光学各向异性层而将光学各向异性层单独用作光学膜。
以下,对光学膜中所使用的各种部件进行详细说明。
〔光学各向异性层〕
本发明的光学膜所具有的光学各向异性层为上述的本发明的光学各向异性层。
光学膜中,关于上述光学各向异性层的厚度并无特别限制,优选0.1~10μm,更优选0.5~5μm。
〔支撑体〕
如上所述,光学膜可以具有支撑体作为用于形成光学各向异性层的基材。
这种支撑体优选为透明。具体而言,透光率优选为80%以上。
作为这种支撑体,例如可举出玻璃基板及聚合物薄膜。作为聚合物薄膜的材料,可举出纤维素系聚合物;聚甲基丙烯酸甲酯及含有内酯环的聚合物等具有丙烯酸酯聚合物的丙烯酸系聚合物;热塑性降冰片烯系聚合物;聚碳酸酯系聚合物;聚对苯二甲酸乙二酯及聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯系聚合物;聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂)等苯乙烯系聚合物;聚乙烯、聚丙烯及乙烯-丙烯共聚物等聚烯烃系聚合物;氯乙烯系聚合物;尼龙及芳香族聚酰胺等酰胺系聚合物;酰亚胺系聚合物;砜系聚合物;聚醚砜系聚合物;聚醚醚酮系聚合物;聚苯硫醚系聚合物;偏二氯乙烯系聚合物;乙烯醇系聚合物;乙烯醇缩丁醛系聚合物;芳酯系聚合物;聚甲醛系聚合物;环氧系聚合物以及混合这些聚合物而成的聚合物。
并且,也可以是后述的起偏器兼作这种支撑体的方式。
上述支撑体的厚度并无特别限制,但是优选5~60μm,更优选5~40μm。
〔取向膜〕
光学膜中,光学各向异性层优选形成于取向膜的表面。在光学膜具有上述的任意支撑体的情况下,取向膜可以夹在支撑体与光学各向异性层之间。并且,也可以是上述的支撑体兼作取向膜的方式。
取向膜为具有使组合物中所包含的聚合性液晶化合物水平取向的功能的膜,则可以为任何膜。
取向膜通常将聚合物作为主要成分。作为取向膜用聚合物材料,在多个文献中有记载,能够获得多个市售品。
作为取向膜用聚合物材料,优选聚乙烯醇、聚酰亚胺或它们中的任一个衍生物,更优选改性或未改性聚乙烯醇。
作为光学膜可以具有的取向膜,例如可举出国际公开第01/88574号的43页24行~49页8行中所记载的取向膜;日本专利第3907735号公报的[0071]~[0095]段中所记载的由改性聚乙烯醇构成的取向膜及日本特开2012-155308号公报中所记载的通过液晶取向剂形成的液晶取向膜等。
形成取向膜时物体不与取向膜表面接触而能够防止表面状态恶化,因此优选利用光取向膜作为取向膜。
作为光取向膜,并无特别限制,但是能够使用国际公开第2005/096041号的[0024]~[0043]段中所记载的通过聚酰胺化合物及聚酰亚胺化合物等聚合物形成的取向膜;日本特开2012-155308号公报中所记载的通过具有光取向性基团的液晶取向剂形成的液晶取向膜及Rolic Technologies公司制造的商品名称LPP-JP265CP等。
取向膜的厚度并无特别限制,但是从缓和支撑体可能存在的表面凹凸来形成膜厚均匀的光学各向异性层的观点考虑,优选0.01~10μm,更优选0.01~1μm,进一步优选0.01~0.5μm。
〔紫外线吸收剂〕
考虑外光(尤其,紫外线)的影响,光学膜优选包含紫外线(UV)吸收剂。
紫外线吸收剂可以包含于光学各向异性层中,也可以包含于构成光学膜的除了光学各向异性层以外的部件中。作为除光学各向异性层以外的部件,例如可优选举出支撑体。
作为紫外线吸收剂,能够使用能够显现紫外线吸收性的现有公知任一紫外线吸收剂。这种紫外线吸收剂中,从紫外线吸收性高且获得图像显示装置中所使用的紫外线吸收能力(紫外线截止能力)的观点考虑,优选苯并三唑系或羟基苯基三嗪系紫外线吸收剂。
并且,为了扩大紫外线的吸收宽度,还优选能够同时使用2种以上的极大吸收波长不同的紫外线吸收剂。
作为紫外线吸收剂,例如可举出日本特开2012-18395公报的[0258]~[0259]段中所记载的化合物及日本特开2007-72163号公报的[0055]~[0105]段中所记载的化合物等。
并且,作为市售品,能够使用Tinuvin400、Tinuvin405、Tinuvin460、Tinuvin477、Tinuvin479及Tinuvin1577(均由BASF公司制)等。
[偏振片]
本发明的偏振片具有上述的本发明的光学膜和起偏器。
在上述的光学各向异性层为λ/4板(正A板)的情况下,偏振片能够用作圆偏振片。
在将偏振片用作圆偏振片的情况下,将上述的光学各向异性层设为λ/4板(正A板),λ/4板的慢轴与后述的起偏器的吸收轴所成的角优选为30~60°,更优选为40~50°,进一步优选为42~48°,尤其优选为45°。
其中,λ/4板的“慢轴”是指在λ/4板的面内折射率成为最大的方向,起偏器的“吸收轴”是指吸光度最高的方向。
并且,偏振片还能够用作IPS方式或FFS方式的液晶显示装置的光学补偿膜。
在将偏振片用作IPS方式或FFS方式的液晶显示装置的光学补偿膜的情况下,将上述的光学各向异性层设为正A板与正C板的层叠体中的至少一个板,将正A板层的慢轴与后述的起偏器的吸收轴所成的角优选设为正交或平行,具体而言,正A板层的慢轴与后述的起偏器的吸收轴所成的角更优选为0~5°或85~95°。
在后述的液晶显示装置中使用本发明的偏振片的情况下,光学各向异性层的慢轴与后述的起偏器的吸收轴所成的角优选为平行或正交。
另外,在本说明书中“平行”是指不要求严格平行且其中一个与另一个所成的角度小于10°。并且,在本说明书中,“正交”是指不要求严格正交且其中一个与另一个所成的角度超过80°且小于100°。
〔起偏器〕
关于偏振片所具有的起偏器,只要为具有将光转换为特定的直线偏振光的功能的部件,则并无特别限制,能够利用现有公知的吸收型起偏器及反射型起偏器。
作为吸收型起偏器,可使用碘系起偏器、利用了二色性染料的染料系起偏器及多烯系起偏器等。在碘系起偏器及染料系起偏器中,具有涂布型起偏器和拉伸型起偏器,均能够应用,但是优选使碘或二色性染料吸附于聚乙烯醇上并进行拉伸而制作的起偏器。
并且,作为通过在基材上形成有聚乙烯醇层的层叠薄膜的状态下实施拉伸及染色而获得起偏器的方法,能够举出日本专利第5048120号公报、日本专利第5143918号公报、日本专利第4691205号公报、日本专利第4751481号公报及日本专利第4751486号公报,还能够优选利用与这些起偏器相关的公知的技术。
作为涂布型起偏器,可举出WO2018/124198、WO2018/186503、WO2019/132020、WO2019/132018、WO2019/189345、日本特开2019-197168号公报、日本特开2019-194685号公报及日本特开2019-139222号公报,还能够优选利用与这些起偏器相关的公知的技术。
作为反射型起偏器,可使用层叠双折射的不同的薄膜而得的起偏器、线栅型起偏器及组合具有选择性反射区域的胆甾醇液晶和1/4波片而得的起偏器等。
这些中,从密合性更加优异的观点考虑,优选包含聚乙烯醇系树脂(包含-CH2-CHOH-来作为重复单元的聚合物。尤其,选自包含聚乙烯醇及乙烯-乙烯醇共聚物的组中的至少一个)的起偏器。
并且,从能够赋予耐裂缝性的观点考虑,起偏器可以沿着相对置的端边形成有消偏振部。作为消偏振部,可举出日本特开2014-240970号公报。
并且,起偏器可以具有沿纵向及/或宽度方向以规定的间隔配置的非偏振部。非偏振部为局部脱色的脱色部。非偏振部的配置图案能够根据目的适当地设定。例如,在为了将起偏器安装于规定尺寸的图像显示装置而裁切(切断、冲切等)成规定尺寸时,非偏振部配置于与图像显示装置的相机部对应的位置。作为非偏振部的配置图案,可举出日本特开2016-27392号公报。
起偏器的厚度并无特别限制,但是优选3~60μm,更优选3~30μm,进一步优选3~10μm。
〔粘结剂层〕
偏振片中,可以在光学膜中的光学各向异性层与起偏器之间配置有粘结剂层。
作为形成为了层叠固化物和起偏器而使用的粘结剂层的材料,例如可举出由通过动态粘弹性测定装置测定的储能模量G’与损耗弹性模量G”之比(tanδ=G”/G’)为0.001~1.5的物质形成的部件,包含所谓的粘结剂及容易蠕变的物质等。作为粘结剂,例如可举出聚乙烯醇系粘结剂,但是并不限于此。
〔粘合剂层〕
偏振片中,可以在光学膜中的光学各向异性层与起偏器之间配置有粘合剂层。
作为为了固化物与起偏器的层叠而使用的粘合剂层,优选为通过活性能量射线的照射或加热进行固化的固化性粘接剂组合物。
作为固化性粘接剂组合物,可举出含有阳离子聚合性化合物的固化性粘接剂组合物及含有自由基聚合性化合物的固化性粘接剂组合物等。
粘合剂层的厚度优选为0.01~20μm,更优选为0.01~10μm,进一步优选为0.05~5μm。若粘合剂层的厚度在该范围内,则层叠的保护层或光学各向异性层与起偏器之间不会产生浮起或剥离,可获得实用上没有问题的粘合力。并且,从能够抑制气泡的产生的观点考虑,优选粘合剂层的厚度为0.4μm以上。
并且,从耐久性的观点考虑,可以将粘合剂层的整体吸水率调节为10质量%以下,优选2质量%以下。整体吸水率以JIS K 7209中所记载的吸水率实验方法为基准进行测定。
作为粘合剂层,例如能够参考日本特开2016-35579号公报的[0062]~[0080]段,这些内容被编入本申请说明书中。
〔易粘接层〕
偏振片中,可以在光学膜中的光学各向异性层与起偏器之间配置有易粘接层。从光学各向异性层与起偏器的密合性优异并且进一步抑制在起偏器中产生裂缝的观点考虑,易粘接层的85℃条件下的储能模量优选为1.0×106Pa~1.0×107Pa。作为易粘接层的构成材料,可举出聚烯烃系成分及聚乙烯醇系成分。易粘接层的厚度优选500nm~1μm。
作为易粘接层,例如能够参考日本特开2018-36345号公报的[0048]~[0053]段,这些内容被编入本申请说明书中。
[图像显示装置]
本发明的图像显示装置为具有本发明的光学膜或本发明的偏振片的图像显示装置。
图像显示装置中所使用的显示元件,并无特别限制,例如可举出液晶单元、有机电致发光(以下,简称为“EL(Electro Luminescence)”。)显示面板及等离子显示面板等。这些中,优选液晶单元及有机EL显示面板,更优选液晶单元。
即,作为图像显示装置,优选作为显示元件使用了液晶单元的液晶显示装置或作为显示元件使用了有机EL显示面板的有机EL显示装置,更优选液晶显示装置。
〔液晶显示装置〕
作为图像显示装置的一例的液晶显示装置为具有上述的偏振片和液晶单元的液晶显示装置。
另外,在设置于液晶单元的两侧的偏振片中,优选使用上述的偏振片来作为前侧的偏振片,更优选使用上述的偏振片来作为前侧及后侧的偏振片。
以下,对构成液晶显示装置的液晶单元进行详细叙述。
<液晶单元>
液晶显示装置中所利用的液晶单元优选为VA(Vertical Alignment,垂直取向)模式、OCB(Optically Compensated Bend,光学补偿弯曲)模式、IPS(In-Plane-Switching,面内切换)模式、FFS(Fringe-Field-Switching,边缘场切换)模式或TN(Twisted Nematic,扭曲向列型)模式,并不限于这些。
TN模式的液晶单元中,在未施加电压时棒状液晶性分子实质上水平取向,进而扭曲取向为60~120°。TN模式的液晶单元最常用作色彩TFT液晶显示装置,并在多个文献中有记载。
VA模式的液晶单元中,在未施加电压时棒状液晶性分子实质上垂直取向。在VA模式的液晶单元中,除了包含(1)在未施加电压时使棒状液晶性分子实质上垂直取向,在施加电压时使其实质上水平取向的狭义的VA模式的液晶单元(日本特开平2-176625号公报中所记载)以外,还包含(2)为了扩大视角,对VA模式进行了多域化的(MVA模式的)液晶单元(SID97,Digest of tech.Papers(论文集)28(1997)845中所记载)、(3)在未施加电压时使棒状液晶性分子实质上垂直取向,在施加电压时使其扭曲多域取向的模式(n-ASM模式)的液晶单元(日本液晶讨论会的论文集58~59(1998)中所记载)及(4)SURVIVAL模式的液晶单元(LCD International 98中发表)。并且,VA模式的液晶单元可以为PVA(PatternedVertical Alignment,图像垂直取向)型、光取向型(Optical Alignment)及PSA(Polymer-Sustained Alignment,聚合物稳定取向)中的任一个。关于这些模式的详细内容,在日本特开2006-215326号公报及日本特表2008-538819号公报中有详细的记载。
关于IPS模式的液晶单元,棒状液晶分子相对于基板而实质上平行取向,且通过施加与基板面平行的电场而使液晶分子平面响应。关于IPS模式,在未施加电场的状态下显示黑色,且上下一对偏振片的吸收轴相互正交。在日本特开平10-54982号公报、日本特开平11-202323号公报、日本特开平9-292522号公报、日本特开平11-133408号公报、日本特开平11-305217号公报及日本特开平10-307291号公报等中公开有使用光学补偿片来降低斜方向上显示黑色时的漏光并改善视角的方法。
〔有机EL显示装置〕
关于作为图像显示装置的一例的有机EL显示装置,例如可举出从视觉辨认侧依次具有起偏器、由上述的光学各向异性层构成的λ/4板(正A板)及有机EL显示面板的方式。
并且,有机EL显示面板为使用在电极之间(阴极及阳极之间)夹持有机发光层(有机电致发光层)而成的有机EL元件构成的显示面板。有机EL显示面板的结构并无特别限制,可采用公知的结构。
实施例
以下,根据实施例对本发明进一步进行详细说明。关于以下的实施例中所示的材料、使用量、比例、处理内容、处理步骤等,只要不脱离本发明的主旨,则能够进行适当变更。因此,本发明的范围不应由以下所示的实施例限定性地进行解释。
[实施例1]
〔保护膜1的制作〕
<芯层纤维素酰化物浓液1的制备>
将下述组合物投入到混合罐中进行搅拌,溶解各成分,制备了芯层纤维素酰化物浓液1。
Figure BDA0003865570900000461
聚酯(数均分子量800)
[化学式14]
Figure BDA0003865570900000471
耐久性改善剂
[化学式15]
Figure BDA0003865570900000472
<外层纤维素酰化物浓液1的制备>
将10质量份的下述消光剂分散液1加入到90质量份的上述芯层纤维素酰化物浓液1中,制备了外层纤维素酰化物浓液1。
Figure BDA0003865570900000473
<保护膜1的制作>
使用平均孔径34μm的滤纸及平均孔径10μm的烧结金属过滤器对上述芯层纤维素酰化物浓液1及上述外层纤维素酰化物浓液1进行了过滤。之后,使用环带流延机,将上述芯层纤维素酰化物浓液1及其两侧的外层纤维素酰化物浓液1这3层同时从流延口流延到20℃的滚筒上。
接着,在滚筒上的薄膜的溶剂含有率为大致20质量%的状态下,从滚筒上剥离了薄膜。用拉幅机夹具固定所获得的薄膜的宽度方向的两端,在薄膜的溶剂含有率为3~15质量%的状态下,将薄膜沿宽度方向延伸成1.1倍的同时进行了干燥。
之后,通过在热处理装置的辊之间输送所获得的薄膜,进一步干燥,制作膜厚40μm的纤维素酰化物薄膜1,作为保护膜1。测定保护膜1的相位差的结果为Re=1nm、Rth=-5nm。
〔光学各向异性层1的制作〕
<光取向膜用组合物1的制备>
将8.4质量份的下述共聚物C1和0.3质量份的下述热产酸剂D1添加到含有80质量份及20质量份的乙酸丁酯及甲基乙基酮的混合液中,制备了光取向膜用组合物1。
·共聚物C1(重均分子量:40,000,下述式中的数值表示各重复单元的含量(质量%)。)
[化学式16]
Figure BDA0003865570900000481
·热产酸剂D1
[化学式17]
Figure BDA0003865570900000482
<聚合性液晶组合物1的制备>
制备了下述组成的光学各向异性层形成用聚合性液晶组合物1。
Figure BDA0003865570900000483
Figure BDA0003865570900000491
·液晶化合物R1(正波长色散性液晶化合物A)
[化学式18]
Figure BDA0003865570900000492
·液晶化合物R2(正波长色散性液晶化合物B)
[化学式19]
Figure BDA0003865570900000493
·单官能化合物A1
[化学式20]
Figure BDA0003865570900000494
·聚合引发剂S1
[化学式21]
Figure BDA0003865570900000495
·流平剂P1(下述式中:32.5及67.5表示相对于流平剂P1中的总重复单元的各重复单元的含量(质量%)。)
[化学式22]
Figure BDA0003865570900000501
<光学各向异性层1的制作>
用棒式涂布机将预先制备的光取向膜用组合物1连续地涂布于所制作的纤维素酰化物膜1的单侧的面。涂布之后,在120℃的加热区域干燥1分钟去除溶剂,形成了厚度0.3μm的光异构化组合物层。接着,一边卷绕于镜面处理支承辊,一边进行偏振光紫外线照射(10mJ/cm2、使用超高压汞灯),由此形成了光取向膜。
接着,用模涂布机将预先制备的聚合性液晶组合物1涂布于形成为长条状的光取向膜上,形成了组合物层。此时,进行了模具周边的气流的调整,以使涂布液珠稳定。并且,涂布室的温度设为23℃。将所形成的组合物层在加热区域加热至显示向列相的温度之后,使其冷却,在显示近晶相的温度下使取向稳定化。之后,保持温度的状态下,在氮气环境气体下(氧浓度100ppm)进行紫外线照射(500mJ/cm2、使用超高压汞灯),由此将取向固定化,制作了厚度2.6μm的光学各向异性层1。
从保护膜1剥离所获得的光学各向异性层1,测定光学各向异性层1的相位差的结果,确认到面内延迟Re1(550)为130nm,Re1(450)/Re1(550)为0.86,光学各向异性层1为正A板。
[实施例2~9]
代替聚合性液晶组合物1中所包含的液晶化合物R1及R2,使用了下述表4的液晶化合物,除此以外,通过与实施例1相同的方法,制作了实施例2~9的光学各向异性层2~9。
[实施例10]
代替聚合性液晶组合物1中所包含的液晶化合物R1及R2,使用下述表4的液晶化合物,在120℃条件下将涂布的组合物层加热1分钟之后,冷却至60℃使取向稳定化,除此以外,通过与实施例1相同的方法,制作了实施例10的光学各向异性层10。
[实施例11]
代替聚合性液晶组合物1,使用了下述聚合性液晶组合物2,除此以外,通过与实施例1相同的方法,制作了实施例11的光学各向异性层11。
<聚合性液晶组合物2的制备>
制备了下述组成的光学各向异性层形成用聚合性液晶组合物2。
Figure BDA0003865570900000511
·液晶化合物R4
[化学式23]
Figure BDA0003865570900000512
·液晶化合物R5
[化学式24]
Figure BDA0003865570900000521
·液晶化合物R16
[化学式25]
Figure BDA0003865570900000522
·聚合性化合物M1
[化学式26]
Figure BDA0003865570900000523
·流平剂P2(下述式中:a、b、c为a=34.5、b=61.0、c=4.5,表示相对于流平剂P2中的总重复单元的各重复单元的含量(质量%)。)
[化学式27]
Figure BDA0003865570900000524
[实施例12]
代替聚合性液晶组合物2中所包含的流平剂P2,使用了下述流平剂P3,除此以外,通过与实施例11相同的方法,制作了实施例12的光学各向异性层12。
·流平剂P3(下述式中:a、b、c为a=44.8、b=50.3、c=4.9,表示相对于流平剂P3中的总重复单元的各重复单元的含量(质量%)。)
[化学式28]
Figure BDA0003865570900000525
[比较例1~4]
代替聚合性液晶组合物1中所包含的液晶化合物R1及R2,使用了下述表4的液晶化合物,除此以外,通过与实施例1相同的方法,制作了比较例1~4的光学各向异性层C1~C4。
另外,关于在实施例1~12及比较例1~4中制作的光学各向异性层1~12、C1~C4,测定相位差的结果确认到,面内延迟Re1(550)为110~150nm,均为正A板。
〔评价〕
<X射线衍射测定>
针对实施例1~12及比较例1~4中制作的各光学各向异性层,在下述装置及条件下进行X射线衍射测定,确认是否观察到源自近晶相的秩序性(周期结构)的衍射光,通过以下评价标准进行了评价。将结果示于下述表4~表6中。
另外,在实施例1中制作的光学各向异性层1中,观察到在2θ=1.8°显示周期结构的峰,能够确认到源自近晶相的秩序性的衍射光。
(装置及条件)
X射线衍射装置ATXG(型号名称、薄膜结构评价用、Rigaku Corporation制)、Cu射线源(50kV·300mA)、0.45太阳狭缝
(评价标准)
A:观察到源自近晶相的周期结构的衍射峰
B:未观察到源自近晶相的周期结构的衍射峰
<析出物(长适性)>
实施例1~12及比较例1~4中,制作光学各向异性层时,观察连续地涂布聚合性液晶组合物时的涂布部,通过以下评价标准进行了评价。将结果示于下述表4~表6中。另外,条纹缺陷为因析出物引起的缺陷。
(评价标准)
A:即使涂布1500m,也无法识别条纹缺陷。
B:涂布1500m时,能够稍微视觉辨认条纹缺陷,但是实用上没有问题。
C:涂布1500m时,能够视觉辨认条纹缺陷,但是实用上没有问题。
D:涂布1500m时,能够视觉辨认强的条纹缺陷,实用上存在问题。
[表4]
Figure BDA0003865570900000541
[表5]
Figure BDA0003865570900000551
[表6]
Figure BDA0003865570900000552
以下示出上述表4~表6中的液晶化合物的结构。
液晶化合物R1
[化学式29]
Figure BDA0003865570900000553
液晶化合物R2
[化学式30]
Figure BDA0003865570900000554
液晶化合物R3
[化学式31]
Figure BDA0003865570900000555
液晶化合物R4
[化学式32]
Figure BDA0003865570900000561
液晶化合物R5
[化学式33]
Figure BDA0003865570900000562
液晶化合物R6
[化学式34]
Figure BDA0003865570900000563
液晶化合物R7
[化学式35]
Figure BDA0003865570900000564
液晶化合物R8
[化学式36]
Figure BDA0003865570900000565
液晶化合物R9
[化学式37]
Figure BDA0003865570900000571
液晶化合物R10
[化学式38]
Figure BDA0003865570900000572
液晶化合物R11
[化学式39]
Figure BDA0003865570900000573
液晶化合物R12
[化学式40]
Figure BDA0003865570900000574
液晶化合物R13
[化学式41]
Figure BDA0003865570900000575
液晶化合物R14
[化学式42]
Figure BDA0003865570900000576
液晶化合物R15
[化学式43]
Figure BDA0003865570900000581
液晶化合物R16
[化学式44]
Figure BDA0003865570900000582
由上述表4所示的结果,在未掺合具有π电子数为6以上且小于10的芳香环的正波长色散性液晶化合物B的情况下,在单独或并用2种具有π电子数为10以上的芳香环的正波长色散性液晶化合物A的情况下也能够确认到因析出物而引起的条纹缺陷(比较例1及2)。
并且,在未掺合正波长色散性液晶化合物A的情况下,在单独或并用2种正波长色散性液晶化合物B的情况下也能够确认到因析出物而引起的条纹缺陷(比较例1及2)。
相比之下,由上述表4~表6所示的结果可知,在掺合正波长色散性液晶化合物A及正波长色散性液晶化合物B的情况下,能够抑制析出物的产生,长适性优异(实施例1~12)。
尤其,由实施例1与实施例6的对比可知,关于正波长色散性液晶化合物A,在上述式(I)中的Ar13为可以具有取代基的芳香族烃环的情况下,能够更加抑制析出物的产生。
并且,由实施例1与实施例7的对比可知,若正波长色散性液晶化合物A中从聚合性基团P11或P12依次排列的环B11的排列与正波长色散性液晶化合物B中从聚合性基团P21或P22依次排列的环B21的排列相同,则能够更加抑制析出物的产生。
并且,由实施例1与实施例9的对比可知,关于正波长色散性液晶化合物A,上述式(I)中,n11、m11、k11、m12及n12的合计为5~10的整数,关于正波长色散性液晶化合物B,上述式(I)中,n21、m21、k21、m22及n22的合计为5~10的整数,则能够更加抑制析出物的产生。
并且,由实施例3与实施例10的对比可知,作为向列型液晶系的实施例10中,基于正波长色散性液晶化合物A及正波长色散性液晶化合物B的并用的改善效果较低。
符号说明
10-光学膜,12-光学各向异性层,14-取向膜,16-支撑体。

Claims (20)

1.一种聚合性液晶组合物,其含有:
正波长色散性液晶化合物A,具有π电子数为10以上的芳香环;及
正波长色散性液晶化合物B,具有π电子数为6以上且小于10的芳香环。
2.根据权利要求1所述的聚合性液晶组合物,其中,
所述正波长色散性液晶化合物A为具有分别构成所述正波长色散性液晶化合物A的一个末端及另一个末端的聚合性基团P11及P12、以及选自由可以具有取代基的芳香环及可以具有取代基的脂环组成的组中并且存在于连接所述聚合性基团P11及P12的键上的3个以上的环B11的化合物,
所述正波长色散性液晶化合物B为具有分别构成所述正波长色散性液晶化合物B的一个末端及另一个末端的聚合性基团P21及P22、以及选自由可以具有取代基的芳香环及可以具有取代基的脂环组成的组中并且存在于连接所述聚合性基团P21及P22的键上的3个以上的环B21的化合物,
其中,化合物的一个末端及另一个末端分别是指以最短距离连接化合物的键上的原子时计算最大原子数时成为计算的起点及终点的原子。
3.根据权利要求2所述的聚合性液晶组合物,其中,
在所述正波长色散性液晶化合物A中从所述聚合性基团P11或P12依次排列的所述环B11的排列为与在所述正波长色散性液晶化合物B中从所述聚合性基团P21或P22依次排列的所述环B21的排列相同,
其中,关于环的排列,若所对比的对象均为芳香环,则即使在环结构或取代基不同的情况下,也视为构成为相同的排列,若所对比的对象均为脂环,则即使在环结构或取代基不同的情况下,也视为构成为相同的排列,
并且,环的排列不包括2个环之间的连接部分的结构。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的聚合性液晶组合物,其中,
所述正波长色散性液晶化合物A为由下述式(I)表示的化合物,
所述正波长色散性液晶化合物B为由下述式(II)表示的化合物,
P11-Sp11-(X11-Ar11)n11-(X12-Cy11)m11-(X13-Ar13)k11-X14-(Cy12-X15)m12-(Ar12-X16)n12-Sp12-P12 (I)
P21-Sp21-(X21-Ar21)n21-(X22-Cy21)m21-(X23-Ar23)k21-X24-(Cy22-X25)m22-(Ar22-X26)n22-Sp22-P22 (II)
其中,在所述式(I)及(II)中,
P11、P12、P21及P22分别独立地表示聚合性基团,
Sp11、Sp12、Sp21及Sp22分别独立地表示单键、碳原子数1~14的直链状或分支链状的亚烷基或构成碳原子数1~14的直链状或分支链状的亚烷基的-CH2-的1个以上被-O-、-S-、-NH-、-N(Q)-或-CO-取代而得的2价的连接基团,Q表示取代基,
n11、m11、m12、n12、n21、m21、m22及n22分别独立地表示0~2的整数,其中,m11及n11的至少一个表示1或2,m12及n12的至少一个表示1或2,m21及n21的至少一个表示1或2,m22及n22的至少一个表示1或2,
k11及k21分别独立地表示1或2,
X11、X12、X13、X14、X15、X16、X21、X22、X23、X24、X25及X26分别独立地表示单键、或-CO-、-O-、-S-、-C(=S)-、-CR1R2-、-CR3=CR4-、-NR5-、或者由它们中的2个以上的组合构成的2价的连接基团,R1~R5分别独立地表示氢原子、氟原子或碳原子数1~12的烷基,其中,n11为2的情况下,多个X11可以分别相同也可以不同,m11为2的情况下,多个X12可以分别相同也可以不同,k11为2的情况下,多个X13可以分别相同也可以不同,m12为2的情况下,多个X15可以分别相同也可以不同,n12为2的情况下,多个X16可以分别相同也可以不同,n21为2的情况下,多个X21可以分别相同也可以不同,m21为2的情况下,多个X22可以分别相同也可以不同,k21为2的情况下,多个X23可以分别相同也可以不同,m22为2的情况下,多个X25可以分别相同也可以不同,n22为2的情况下,多个X26可以分别相同也可以不同,
Ar11、Ar12、Ar21及Ar22分别独立地表示可以具有取代基的芳香环,其中,n11为2的情况下,多个Ar11可以分别相同也可以不同,n12为2的情况下,多个Ar12可以分别相同也可以不同,n21为2的情况下,多个Ar21可以分别相同也可以不同,n22为2的情况下,多个Ar22可以分别相同也可以不同,
Cy11、Cy12、Cy21及Cy22分别独立地表示可以具有取代基的脂环,其中,m11为2的情况下,多个Cy11可以分别相同也可以不同,m12为2的情况下,多个Cy12可以分别相同也可以不同,m21为2的情况下,多个Cy21可以分别相同也可以不同,m22为2的情况下,多个Cy22可以分别相同也可以不同,
Ar13表示可以具有取代基的π电子数为10以上的芳香环,其中,在k11为2的情况下,多个Ar13可以分别相同也可以不同,
Ar23表示可以具有取代基的π电子数为6以上且小于10的芳香环,其中,在k21为2的情况下,多个Ar23可以分别相同也可以不同。
5.根据权利要求4所述的聚合性液晶组合物,其中,
所述式(I)中,m11为2,存在于2个Cy11之间的X12为单键,并且m12为2,存在于2个Cy12之间的X15为单键,
所述式(II)中,m21为2,存在于2个Cy21之间的X22为单键,并且m22为2,存在于2个Cy22之间的X25为单键。
6.根据权利要求4或5所述的聚合性液晶组合物,其中,
所述式(I)中的除了Ar13以外的结构与所述式(II)中的除了Ar23以外的结构为相同的结构。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的聚合性液晶组合物,其中,
所述式(I)中,n11、m11、k11、m12及n12的合计为5~10的整数,
所述式(II)中,n21、m21、k21、m22及n22的合计为5~10的整数。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的聚合性液晶组合物,其中,
所述式(I)中的Ar13及所述式(II)中的Ar23均为可以具有取代基的芳香族烃环。
9.根据权利要求4至8中任一项所述的聚合性液晶组合物,其中,
所述式(I)中的Ar13为由下述式(III)表示的芳香环,
Figure FDA0003865570890000041
所述式(III)中,
*表示与X13或X14的键合位置,
Q2、Q3、Q5、Q6、Q7及Q8分别独立地表示氢原子或取代基。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的聚合性液晶组合物,其中,所述聚合性液晶组合物还含有具有选自由下述式(Ar-1)~(Ar-7)所表示的基团组成的组中的任一个芳香环的逆波长色散性液晶化合物,
Figure FDA0003865570890000051
其中,所述式(Ar-1)~(Ar-7)中,
*表示键合位置,
Q1表示N或CH,
Q2表示-S-、-O-或-N(R6)-,R6表示氢原子或碳原子数1~6的烷基,
Y1表示可以具有取代基的碳原子数6~12的芳香族烃基、可以具有取代基的碳原子数3~12的芳香族杂环基或可以具有取代基的碳原子数6~20的脂环式烃基,构成所述脂环式烃基的-CH2-的1个以上可以被-O-、-S-或-NH-取代,
Z1、Z2及Z3分别独立地表示氢原子、碳原子数1~20的1价的脂肪族烃基、碳原子数3~20的1价的脂环式烃基、碳原子数6~20的1价的芳香族烃基、碳原子数6~20的1价的芳香族杂环基、卤原子、氰基、硝基、-OR7、-NR8R9、-SR10、-COOR11或-COR12,R7~R12分别独立地表示氢原子或碳原子数1~6的烷基,Z1及Z2可以彼此键合而形成芳香环,
A1及A2分别独立地表示选自由-O-、-N(R13)-、-S-及-CO-组成的组中的基团,R13表示氢原子或取代基,
X表示可以键合有氢原子或取代基的第14~16族的非金属原子,
X31及X32分别独立地表示单键、或-CO-、-O-、-S-、-C(=S)-、-CR1R2-、-CR3=CR4-、-NR5-、或者由它们中的2个以上的组合构成的2价的连接基团,R1~R5分别独立地表示氢原子、氟原子或碳原子数1~12的烷基,
Sp31及Sp32分别独立地表示单键、碳原子数1~14的直链状或分支链状的亚烷基或构成碳原子数1~14的直链状或分支链状的亚烷基的-CH2-的1个以上被-O-、-S-、-NH-、-N(Q)-或-CO-取代而得的2价的连接基团,Q表示取代基,
L1及L2分别独立地表示1价的有机基团,L1及L2中的至少1个表示聚合性基团,
Ax表示具有选自由芳香族烃环及芳香族杂环组成的组中的至少1个芳香环的碳原子数2~30的有机基团,
Ay表示氢原子、可以具有取代基的碳原子数1~12的烷基或具有选自由芳香族烃环及芳香族杂环组成的组中的至少一个芳香环的碳原子数2~30的有机基团,
Ax及Ay中的芳香环可以具有取代基,Ax和Ay也可以键合而形成环,
Q3表示氢原子或可以具有取代基的碳原子数1~20的烷基。
11.一种光学各向异性层,其是将权利要求1至10中任一项所述的聚合性液晶组合物的取向状态进行固定化而成的层。
12.根据权利要求11所述的光学各向异性层,其中,
在X射线衍射测定中示出源自周期结构的衍射峰。
13.根据权利要求11或12所述的光学各向异性层,其中,
所述聚合性液晶组合物中所包含的正波长色散性液晶化合物A及正波长色散性液晶化合物B相对于所述光学各向异性层的主表面以水平取向的状态进行固定化。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的光学各向异性层,其中,所述光学各向异性层为正A板。
15.一种光学膜,其具有权利要求11至14中任一项所述的光学各向异性层。
16.根据权利要求15所述的光学膜,其中,
所述光学各向异性层形成于光取向膜的表面。
17.一种偏振片,其具有权利要求15或16所述的光学膜及起偏器。
18.一种图像显示装置,其具有权利要求15或16所述的光学膜或权利要求17所述的偏振片。
19.根据权利要求18所述的图像显示装置,其中,所述图像显示装置为液晶显示装置。
20.根据权利要求18所述的图像显示装置,其中,所述图像显示装置为有机EL显示装置。
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