JP2007286463A - 光学フィルム及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】チルト角が任意に制御することができ、重合や配合を同時に制御することがなくとも簡便に製造することのできる光学フィルム及びその製造方法を提供する。
【解決手段】屈折率異方性を与える構造及びプロトン受容性基を有する化合物の少なくとも２種類と、屈折率異方性を与える構造及びプロトン供与性基を有する化合物の少なくとも１種類とを分子間水素結合によって会合してなるフィルムであって、該フィルムが複屈折性を有する光学フィルム、並びに、
屈折率異方性を与える構造及びプロトン受容性基を有する化合物の少なくとも２種類と、屈折率異方性を与える構造及びプロトン供与性基を有する化合物の少なくとも１種類とを混合し、得られた混合物を配向膜上にて成膜する光学フィルムの製造方法。
【選択図】なし

Description

本発明は、液晶化合物の水素結合によって形成される光学フィルムに関する。

CRTと比較して省スペースや低消費電力である液晶表示装置（LCD）や有機エレクトロルミネッセンス（有機EL）などのフラットパネル表示装置（FPD）は、コンピュータ、テレビ、携帯電話や、カーナビゲーションあるいは携帯情報端末の画面として、広く普及している。そして、FPDには、反射防止、視野角拡大などのためにさまざまな光学補償フィルムが用いられている。例えば、屈折率の異なる光学薄膜層を多層化して光の干渉効果で表面の反射率を低減させるアンチリフレクション（AR）フィルムなどの反射防止フィルム、特定の振動方向の光だけ透過させ他の光を遮断する偏光フィルム、STN方式やTN方式などのLCDの干渉色を光学的に色補償する位相差フィルム、偏光フィルムと位相差フィルムを一体化した楕円偏光フィルム、LCDの視野角を拡大する視野角拡大フィルムなどが挙げられる。
ディスコティック液晶相を示す部位と、分子内に水素結合を与える部位と、重合性基とを有するディスコティック液晶化合物を溶解させた溶液を配向膜上で成膜して無配向層を形成したのち、１２０℃に加熱された金属ロールと３０秒間熱処理して、重合及び配向させた光学フィルムが報告されている（特許文献１）。
かかる光学フィルムは、重合と配向を同時に制御しなければならず、製造が必ずしも容易ではない。また、特許文献１には配向膜が液晶化合物の傾く向きを規定する旨の記載があり（［００７８］）、光学フィルムの光学特性であるチルト角（特許文献１においては光軸傾斜角β）については、液晶化合物の種類によって１５度、２０度及び３０度が得られることが記載されているが（［０１１５］、［０１１６］、［０１１７］）、チルト角を制御する具体的な方法については開示されていない。

特開２００１−１３９９５０号公報

本発明の目的は、チルト角を任意に制御することができ、重合や配合を同時に制御することがなくとも簡便に製造することのできる光学フィルム及びその製造方法を提供することである。

本発明者らが鋭意検討した結果、従来のフィルムが炭素−炭素結合で形成された高分子ではなく、分子間水素結合で化合物同士を会合してなる光学フィルムが、光学フィルムに含まれる化合物の混合量を変更するだけでチルト角を任意に制御することができ、しかも、化合物を含む混合物を成膜するだけでかかる光学フィルムを得ることができることを見出し、本発明は完成した。
すなわち、本発明は、屈折率異方性を与える構造及びプロトン受容性基を有する化合物の少なくとも２種類と、屈折率異方性を与える構造及びプロトン供与性基を有する化合物の少なくとも１種類とを分子間水素結合によって会合してなるフィルムであって、該フィルムが複屈折性を有する光学フィルム、並びに、屈折率異方性を与える構造及びプロトン受容性基を有する化合物の少なくとも２種類と、屈折率異方性を与える構造及びプロトン供与性基を有する化合物の少なくとも１種類とを混合し、得られた混合物を配向膜上にて成膜する光学フィルムの製造方法である。

本発明の光学フィルムは、用いる化合物の混合割合を変えるだけでチルト角を任意に制御することができ、配向膜上に成膜するという簡便な方法で光学フィルムを製造することができ、しかも得られた光学フィルムは光学異方性及びチルト角などの光学特性に優れる。

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明に用いられる、屈折率異方性を与える構造及びプロトン受容性基を有する化合物は、通常、屈折率異方性を与える構造にプロトン受容性基が１〜６個結合する化合物である。
「屈折率異方性を与える構造及びプロトン受容性基を有する化合物」に含まれる屈折率異方性を与える構造は、１種類でも複数でもよく、該化合物の屈折率異方性を与える構造を複数含む場合には、互いに同じでも異なっていてもよい。また、上記「屈折率異方性を与える構造」は、後述する「屈折率異方性を与える構造及びプロトン供与性基を有する化合物」の「屈折率異方性を与える構造」と同じでも異なっていてもよい。

本発明において、屈折率異方性を与える構造とは、メソゲン基とも呼ばれ、具体的には、棒状構造、円盤状構造等が例示される。ここで、棒状構造とは、通常、ベンゼン環、ヘテロ六員環及びトランス置換シクロヘキサン環からなる群から選ばれる少なくとも１種の主要部を棒状構造内に少なくとも２つ有し、棒状構造内の主要部は直接結合又は下記連結基で結合されている構造である。

棒状構造を例示すれば、アゾメチン類に由来する構造、アゾキシ類に由来する構造、シアノビフェニル類に由来する構造、シアノフェニルエステル類に由来する構造、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類に由来する構造、シアノフェニルシクロヘキサン類に由来する構造、フェニルジオキサン類に由来する構造、トラン類に由来する構造等のメソゲン基に由来する構造等が挙げられる。

円盤状構造とは、棒状構造とは異なる構造であって、会合後には該円盤状構造の積層体を与える構造であり、具体的には、下記式で表される構造などが例示される。

該円盤状構造は、構成する炭素原子の一部が窒素原子、酸素原子などに置換されて、屈折率異方性を与える構造がプロトン受容性基及び／又はプロトン供与性基を含む構造であってもよい。

屈折率異方性を与える構造及びプロトン受容性基を有する化合物としては、式（１）及び（２）で表される化合物などが挙げられる。具体的には、式（２）のｐ＝０、ｎ＝０である４，４’−ジピリジル（棒状構造及びプロトン受容性基を有する化合物）、ｐ＝０、（Ｒ’）ｎが-CH2CH2-である１、２−ビス（４−ピリジル）エタン（円盤状構造及びプロトン受容性基を有する化合物）、（Ｒ’）ｎが-CH＝CH-である１、２−ジ（４−ピリジル）エチレン（棒状構造及びプロトン受容性基を有する化合物）、下記式（３）で表される化合物（棒状構造又は円盤状構造とプロトン受容性基とを有する化合物）などが挙げられる。尚、式（３）で表される化合物は、棒状構造又は円盤状構造とプロトン受容性基とを分子内に１個有する化合物の代表例である。

ここで、プロトン受容性基は、３級アミノ基（≡N）、カルボニル基、又は、窒素原子を含む５員若しくは６員複素環である。尚、窒素原子を含む５〜６員複素環には、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２のアルケニル基又は炭素数１〜１２のアルキニル基を有していてもよい。また、窒素原子を含む５〜６員複素環は他の窒素原子を含む５〜６員複素環と縮合していてもよい。
窒素原子を含む５〜６員複素環は、５員若しくは６員の芳香族炭化水素環又は５員若しくは６員の芳香族複素環と縮合していてもよく、具体的には、イミダゾール環、キノリン環、イソキノリン環などが例示される。

窒素原子を含む５〜６員複素環としては、１〜２個の窒素原子を含む芳香族複素環であることが好ましい。具体的には、ピリジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、ピラジン環、ピロール環、ピラゾール環、アザシクロペンタン環、アザビシクロヘキサン環、ジアザシクロペンタン環、ジアザシクロヘキサン環、及び下記式などが挙げられる。

（式中、Ｒは、炭素数１〜１２程度のアルキル基、フェニル基を表す。）

プロトン受容性基は、屈折率異方性を与える構造と結合していることが好ましい。プロトン受容性基は、さらに、他のプロトン受容性基、水素原子、メチル基などの炭素数１〜１２程度のアルキル基、フェニル基、後述するプロトン供与性基などと結合していてもよい。
また、プロトン受容性基は屈折率異方性を与える構造と連結基を介して結合していてもよい。
ここで、連結基としては、例えば、アルキレン基、フェニレン基などの、炭素数１〜２４程度の２価の炭化水素基が挙げられる。該炭化水素基の炭素原子は酸素原子、硫黄原子などのヘテロ原子で置換されていてもよい。

本発明においては、屈折率異方性を与える構造及びプロトン受容性基を有する化合物を２種類以上用いるが、２種類以上の前記化合物の１種類は、プロトン受容性基を分子内に１個有する化合物であり、プロトン受容性基を分子内に１個有する化合物とは異なる化合物の１種類はプロトン受容性基を分子内に複数有する化合物である。
これらの化合物の混合量を変更するだけで、チルト角を制御することができる。通常、プロトン受容性基を分子内に１個有する化合物の混合量が増加するほど位相差値が小さくなり、チルト角が上昇する傾向があることから、プロトン受容性基を分子内に１個有する化合物の混合量を変化させて、得られる光学フィルムの位相差値及びチルト角を制御することができるのである。
さらに詳しく説明すると、本発明に用いられる分極して屈折率異方性を与える構造及びプロトン供与性基を有する化合物の合計１００重量部に対して、プロトン受容性基を分子内に１個有する化合物は、０．１〜５０重量部、好ましくは５〜４０重量部である。プロトン受容性基を分子内に１個有する化合物が０．１重量部以上であるとチルト角を上昇させる傾向があることから好ましく、５０重量部以下であると液晶性が向上する傾向にあることから好ましい。
また、プロトン受容性基を分子内に１個有する化合物が前記式（１）で表される化合物である場合、Ｒ”で表されるアルキル基の炭素数が多くなると位相差値が大きくなる傾向があることから、化合物（１）の種類によって位相差値の増減を制御することができる。

本発明に用いられる、屈折率異方性を与える構造及びプロトン供与性基を有する化合物は、屈折率異方性を与える構造に、プロトン供与性基が、通常、１〜６個、好ましくは２〜６個結合している化合物である。
ここで、プロトン供与性基とは、例えば、水酸基、チオール基、１級アミノ基（-NH_２）、２級アミノ基（-NH-）などの水素結合し得るプロトンを有する基である。
プロトン供与性基としては、水酸基及び２級アミノ基（=NH）が分子間水素結合を強く形成させることから好ましい。

分子内に屈折率異方性を与える構造及びプロトン供与性基を有する化合物に含まれる屈折率異方性を与える構造としては、前記プロトン受容性基を有する分子に含まれる、屈折率異方性を与える構造と同じ構造が挙げられる。

屈折率異方性を与える構造及びプロトン供与性基を有する化合物としては、例えば、下記式で表される化合物が挙げられる。

（ｎは０〜６程度、好ましくは１〜４程度を表す。）

本発明に用いられる化合物には、プロトン受容性の基及びプロトン供与性の基を含む基が含まれていてもよい。かかる基としては、例えば、カルボキシル基（-COOH）、アミド基（-CO-NH-）、イソシアネート基（-N=C=O）、尿素構造（-N(H)-C(=O)-N(H)-）、以下に示す構造を有する化合物などが挙げられる。
カルボキシル基（-COOH）は、プロトン供与性の水酸基（-OH）とプロトン受容性のカルボニル基（＝C=O）を有する。アミド基（-CO-NH-）、イソシアネート基（-N=C=O）、尿素構造（-N(H)-C(=O)-N(H)-）は、プロトン供与性の１級アミノ基（-NH-）とプロトン受容性のカルボニル基（＝C=O）を有することになる。
プロトン受容性の基及びプロトン供与性の基を含む基の具体例としては、例えば、以下の示す基などが挙げられる。

本発明に用いられる化合物は、分子内に、例えば、ビニル基、（メタ）アクリルロイル基、エポキシ基、イソシアネート基などの重合性基を有していると重合して構造が変化し、分子間水素結合による会合を阻害される場合があることから、分子内に重合性基を有していないことが好ましい。

本発明のフィルムは、屈折率異方性を与える構造及びプロトン受容性基を有する化合物の少なくとも２種類と、屈折率異方性を与える構造及びプロトン供与性基を有する化合物の少なくとも１種類とが分子間水素結合によって会合してなる光学フィルム、前記化合物が分子間で互いに会合することによって形成される。ここで、分子間水素結合とは、分子内水素結合とは異なり、会合に関与する水素結合が仮に切れると２つ以上の分子に分かれる水素結合を意味する。分子間水素結合は１つ形成されていてもよいし、複数形成されていてもよい。また、分子レベルでは、ある化合物と、別の化合物との間で、更に、１つ又は複数の分子間水素結合が形成され、当該ある化合物と、更に別の化合物との間で、更に、１つ又は複数の分子間水素結合が形成されてもよい。分子間の水素結合を本件の実施例を例にして示すと、下式のような分子間水素結合が形成される。

なお、分子内水素結合としては、具体的には、例えば下式のように、プロトン供与性基の水素原子が、プロトン受容性基と６員環構造を形成する場合などが挙げられる。

本発明の一実施態様では、フィルムは、分子間水素結合によってフィルムを形成するために、フィルムを構成する化合物に含まれるプロトン受容性基の合計数（ＨＡ）と、フィルムを構成する化合物に含まれるプロトン供与性基の合計数（ＨＤ）との比（ＨＡ／ＨＤ）は、通常、１〜１０程度、好ましくは、３〜７程度である。

本発明のフィルムの製造方法は、例えば、屈折率異方性を与える構造及びプロトン受容性基を有する少なくとも２種類の化合物と、屈折率異方性を与える構造及びプロトン供与性基を有する少なくとも１種類の化合物とを溶媒とともに混合し、得られた混合物を配向膜上にて成膜する方法などが挙げられる。成膜の際、溶媒が留去されて化合物同士が分子間水素結合による会合が生じ、配向膜上でフィルムが成膜されることから、得られるフィルムは配向して複屈折性を有するようになる。
具体的なフィルムの製造方法としては、例えば、配向膜上に前記の混合物を含む溶液を流延したのち、溶媒を除去して成膜する方法、前記の化合物を含む溶液から溶媒を（ほとんど）除去して会合体を形成したのち、配向膜に溶融、押出しなどによりフィルム状に成形する方法などが挙げられる。また、本発明のフィルムとしては異なる種類の会合体を多層化したものであってもよい。
中でも、配向膜上に前記の混合物を含む溶液を流延したのち、溶媒を除去して成膜する方法は極めて簡便にかつ低温で成膜できることから好ましい。

ここで、配向膜としては、可溶性ポリイミドやポリアミック酸を１００℃〜２００℃で加熱しイミド化したポリイミド、アルキル鎖変性ポリビニルアルコール、ゼラチン等を成膜し、ナイロン等の布を用いてラビング処理したものや、感光性ポリイミドに偏光UV処理を施したもの等が挙げられる。
また、配向膜として、市販の配向膜をそのまま使用してもよい。
市販の配向膜としては、感光性ポリイミドに偏光UV処理を施したものとして、例えば、サンエバー（登録商標、日産化学社製）、オプトマー（登録商標、ＪＳＲ製）などが挙げられ、原料が変性ポリビニルアルコールである、ポバール（登録商標、クラレ製）などが挙げられる。

前記混合物を溶解する溶媒としては、例えば、メタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類：エチレングルコールジメチルエーテル、プロピレングルコールジメチルエーテル、テトラハイドロフランなどのエーテル類；γ―ブチロラクトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコールジアセテート、プロピレングリコールジアセテートなどのエステル類；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類；トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類；Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ピリジン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等が挙げられる。
該溶媒は、単独でも二種類以上を混合して用いてもよい。

溶媒の使用量としては、前記混合物を溶解する程度に用いればよく、具体的には、前記混合物を１〜５０重量％程度となるように調製する。
また、溶解された溶液の粘度は、分子間水素結合を形成せしめ、平滑な面を与えるのに十分な粘度であることが好ましく、通常、約１０ｍＰａ・ｓ以下、好ましくは０．１ｍＰａ・ｓ〜５ｍＰａ・ｓ程度である。

溶媒の除去方法としては、例えば、自然乾燥、通風乾燥、減圧乾燥などが挙げられる。

成膜は、溶媒を除去して得られた会合体を成膜する方法等が挙げられ、成膜方法としては、例えば、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ＣＡＰコーティング法、ダイコーティング法などが挙げられる。
また、ディップコーター、バーコーター、スピンコーターなどのコーターを用いて溶液を塗工したのち、溶媒を除去して成膜してもよい。

かくして得られたフィルムは、複屈折性を有している。複屈折性としては、例えば、チルト角、リタデーション値（位相差値）などが挙げられる。
複屈折性について図９に基づいて説明する。本発明のフィルム２１の光学特性を示す屈折率楕円体２２において、３次元の主屈折率ｎａ、ｎｂ、ｎｃが定義される。Ｚ軸と主屈折率ｎｃとのなす角２３がチルト角と定義され、Ｚ方向から観察したときにフィルム上にできる垂直楕円面２４の長軸ｎｙと短軸ｎｘが定義され、ｎｙとｎｘの差と膜厚ｄの積（ｎｙ−ｎｘ）・ｄがリタデーション値と定義される。
リタデーション値の測定法としては、例えば、エリプソメータ測定などの方法が挙げられる。チルト角の測定法としては、例えば、リタデーション値の測定において、光の入射角依存性を測定し、理想屈折率楕円体のリタデーション値の入射角依存による変化の計算値を用いてカーブフィッティングから算出する方法などが挙げられる。
リタデーション値としては、通常、５〜７００ｎｍ程度であり、好ましくは、５０〜４００ｎｍ程度である。

本発明のフィルムは、通常、液晶性を有しており、具体的には、サーモトロピック液晶である。

分子内に、屈折率異方性を与える構造と、プロトン受容性基及び／又はプロトン供与性基とを有する化合物が分子間で互いに会合して得られる会合体を配向膜上にて溶融すると、通常、該会合体はアイソトロピック状態になり、続いて冷却すると、ネマティック相を示す場合がある。このように、アイソトロピック状態からネマティック相に冷却して得られるフィルムは逆波長分散特性を与える。

逆波長分散特性を有するフィルムは、フィルムの厚み（以下、膜厚という場合がある）を変化させてリタデーション値を任意に設定することができる。すなわち、フィルムの屈折率異方性をΔｎ、膜厚をｄとして表すとリタデーション値Ｒｅは、
Ｒｅ＝ｄ・Δｎ
であることから、膜厚ｄを調整することによりＲｅを調整することができる。

本発明のフィルムは、光学補償フィルムの他、反射防止フィルム、位相差フィルム、視野角拡大フィルムとして使用することができる。
さらにその他の光学特性を有するフィルムを貼合して、フラットパネル表示装置（ＦＤＰ）の部材として用いることもできる。具体的には、偏光フィルムに本発明の光学補償フィルムを貼合した楕円偏光フィルム、該楕円偏光フィルムにさらに広帯域λ／４板を貼合した広帯域円偏光板などが挙げられる。

本発明の複屈折性を有するフィルムは、液晶表示装置（LCD）、有機ELなどのフラットパネル表示装置の部材として好適に使用することができる。具体的には、液晶表示装置は、電極、及び配向膜が形成された二枚の透明基板と、この透明基板に挟まれた液晶とを有する。一対の電極に電圧を印加することにより、液晶分子を駆動させて、光シャッター効果を有する。この透明基板には、偏光フィルム又は偏光板を貼合されていることが好ましい。本発明の一実施態様では液晶表示装置における偏光フィルム又は偏光板に本発明の光学フィルムが用いられる。

表示装置、例えば、有機ＥＬ装置は、透明基板と透明基板上に被覆する第１電極と、第２電極と、第１電極及び第２電極との間に配置される少なくとも１層の発光層と、第１電極と反対側で透明基板上に被覆する偏光板、好ましくは、広帯域円偏光板とを含む。本発明の一実施態様では、有機ＥＬにおける偏光板、好ましくは広帯域円偏光板に本発明の光学フィルムが用いられる。第２電極は、通常、金、銀、アルミニウム、白金等やそれらを含む合金である。発光層は導電性有機化合物を含む。

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。本発明はこれらの例により何ら限定されるものではない。

［トリ安息香酸誘導体の製造例１］
２−（２−クロロエトキシ）エタノール（１、0.18 mol）、４−ヒドロキシ安息香酸エチル（２、0.12 mol）及び炭酸カリウム（0.24 mol）をN,N-ジメチルホルムアミド（DMF）中にて１２０℃で１０時間攪拌して、４−（２−（２−ヒドロキシエトキシ）−エトキシ）安息香酸エチル３を得、続いて、常法によりトシル化して、化合物４を収率５６％で得た。
続いて、化合物４（36.7 mmol）、２，５−ヒドロキシ安息香酸（18.4 mmol）及び炭酸セシウム（55.1 mmol）を２５℃のDMF中にて２日間攪拌させて化合物５を得、最後にアルカリ加水分解して、プロトン供与性基のＯＨ基と円盤状構造であるベンゼン環とを含む化合物であるトリ安息香酸誘導体６（化合物４からの収率６１％）を得た。融点は２０３℃だった。トリ安息香酸誘導体６は、プロトン供与性基のOHを分子内に３個含み、屈折率異方性を有する構造としてベンゼン環を有する化合物である。

トリ安息香酸誘導体６の^１H NMR(DMSO-d₆,27℃,ppm)δ7.86(d,4ArH,H-5),7.16(s,1ArH,H-1),7.05(m,2ArH,H-2,H-3),7.01(d,4ArH,H-4),4.19−4.06(m,8H,-CH₂CH₂OAr),3.85−3.77(m,8H,- CH₂CH₂OAr)
トリ安息香酸誘導体６の¹³C NMR(DMSO-d₆,27℃,ppm)δ167.2(-COOH),162.1,131.4,123.1,114.3(ArC,-C₆H₄COOH),152.3,147.7,123.6,123.3,114.4,112.8(ArC,ベンゼン環の4位と5位),69.0(-OCH₂CH₂OCH₂CH₂O-),68.5,68.3,67.5(-OCH₂CH₂OAr)

［トリ安息香酸誘導体の製造例２］
２，５−ヒドロキシ安息香酸を代えて３，４−ヒドロキシ安息香酸を用いる以外にはトリ安息香酸誘導体の製造例１と同様に実施して、トリ安息香酸誘導体７を化合物４からの収率６１％で得た。融点は２０３℃だった。

トリ安息香酸誘導体７の^１H NMR(DMSO-d₆,27℃,ppm)δ7.85(d,4ArH,H-4,J=8.4Hz),7.53(d.1ArH,H-1,J=8.5Hz),7.47(s,1Ar,H-3),7.06(d,1ArH,H-2,J=8.5Hz),6.97(D,4ArH,H-5,J=8.4Hz),4.14(m,8H,-CH₂CH₂OAr),3.82(m,8H,-CH₂CH₂OCH₂CH₂-)
トリ安息香酸誘導体７の^１3C NMR(DMSO-d₆,27℃,ppm)δ167.2(-COOH),162.1,131.4,123.1,114.3(ArC,-C₆H₄COOH),152.3,147.7,123.6,123.3,114.4,112.8(ArC,ベンゼン環の4位と5位),69.0(-OCH₂CH₂OCH₂CH₂O-),68.5,68.3,67.5(-OCH₂CH₂OAr)

[屈折率異方性を与える構造及びプロトン受容性基を分子内に１個有する化合物８の製造例１]
４−デカノイルオキシ安息香酸４．７ｇ（１６．５ｍｍｏｌ）が格納された容器を窒素置換した後、クロロホルムに溶解させ、続いて二塩化オキサリル１．９ｍｌ（２２．５ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド０．１２ｍｌ（１．５ｍｍｏｌ）を加えて、室温で２時間攪拌した。溶媒および過剰に加えた二塩化オキサリルを減圧下留去した後、再度クロロホルムに溶解させた。この溶液を、４−ヒロドキシピリジン１．５ｇ（１５．０ｍｍｏｌ）、クロロホルム１５．０ｍｌが格納された容器に攪拌させながら加え、次に、ジイソプロピルエチルアミン６．４ｍｌ（３７．５ｍｍｏｌ）を３分かけて滴下し、さらに室温で２時間攪拌させた。この反応溶液を水洗し、溶媒を留去した後、得られた粗生成物をシリカゲルカラムで分離精製し白色結晶である化合物８ ４．３ｇ（１１．５ｍｍｏｌ）を得た。収率は４−ヒロドキシピリジン基準で７７％であった。

化合物８の^１H NMR(CDCl₃, ppm)δ 0.96 (3H, t), 1.29 (14H, m), 1.71 (2H, m), 3.94 (2H, t), 6.98 (2H, m), 7.27 (2H, m), 8.02 (2H, m), 8.66 (2H, m)

[屈折率異方性を与える構造及びプロトン受容性基を分子内に１個有する化合物９の製造例２]
４−デカノイルオキシ安息香酸に代えて、４−ノニルオキシ安息香酸を用いる以外は、[屈折率異方性を与える構造及びプロトン受容性基を分子内に１個有する化合物８の製造例１]と同様にして、化合物９を得た。収率は４−ヒロドキシピリジン基準で９９％であった。

化合物９の^１H NMR(CDCl₃, ppm)δ 0.96 (3H, t), 1.29 (12H, m), 1.71 (2H, m), 3.94 (2H, t), 6.98 (2H, m), 7.27 (2H, m), 8.02 (2H, m), 8.66 (2H, m)

[屈折率異方性を与える構造及びプロトン受容性基を分子内に１個有する化合物１０の製造例３]
４−デカノイルオキシ安息香酸に代えて、４−ヘキシルオキシ安息香酸を用いる以外は、[分極して屈折率異方性を与える構造及びプロトン受容性基を分子内に１個有する化合物７の製造例１]と同様にして、化合物１０を得た。収率は４−ヒロドキシピリジン基準で６４％であった。

化合物１０の^１H NMR(CDCl₃, ppm)δ 0.96 (3H, t), 1.29 (10H, m), 1.71 (2H, m), 3.94 (2H, t), 6.98 (2H, m), 7.27 (2H, m), 8.02 (2H, m), 8.66 (2H, m)

［フィルムの製造例１］
ガラス基板にポリビニルアルコールを塗布したのち、乾燥、アニールして、厚さ１００ｎｍの膜を得た。続いて、ラビング処理を施すことにより配向膜を作製した。次に、化合物７と１，２−ビス（４−ピリジル）エチレン（アルドリッチ社製、融点１５２℃）とをモル比２：３で混合させ、化合物８を１，２−ビス（４−ピリジル）エチレンとのモル比が、１：５、１：３または１：１．５となるように混合させたN，N−ジメチルアセトアミド溶液（２３ｗｔ％）をそれぞれ調整した。この溶液を、配向膜上にスピンコート法により塗布し、６０℃で５分間乾燥することにより光学フィルムを製造した。
得られたフィルムは、偏光板（スミカランSR1862A、登録商標、住友化学製）でクロスニコルの状態に挟み、該フィルムを回転させると消光軸があるので、複屈折性を有していることを確認した。
得られた光学フィルムの波長585.6ｎｍの正面方向における位相差値（Re）とチルト角（β）について、測定機（ＣＯＢＲＡ−ＷＲ，王子計測機器社製）を用いて測定した。その結果、表１に示す結果が得られた。

それぞれの光学特性の結果と、モル比率１，２−ビス（４−ピリジル）エチレン／化合物８との相関をグラフにすると、化合物８の混合量が増加するほど位相差値が小さくなり（図１）、一方チルト角が上昇することが判った（図２）。

［フィルムの製造例２］
化合物８の代わりに化合物９を用いる点と、化合物９と１，２−ビス（４−ピリジル）エチレンとのモル比が表２に記載のモル比以外は［フィルムの製造例１］と同様にして光学フィルムを製造した。得られた光学フィルムの波長585.6ｎｍの正面方向における位相差値（Re）とチルト角（β）についても［フィルムの製造例１］と同様に測定して、結果を表２に併せて示した。

それぞれの光学特性の結果と、モル比率１，２−ビス（４−ピリジル）エチレン／化合物９との相関をグラフにすると、化合物９の混合量が増加するほど位相差値が小さくなり（図３）、一方チルト角が上昇することが判った（図４）。

［フィルムの製造例３］
化合物８の代わりに化合物１０を用いる点と、化合物１０と１，２−ビス（４−ピリジル）エチレンとのモル比が表２に記載のモル比以外は［フィルムの製造例１］と同様にして光学フィルムを製造した。得られた光学フィルムの波長585.6ｎｍの正面方向における位相差値（Re）とチルト角（β）についても［フィルムの製造例１］と同様に測定して、結果を表３に併せて示した。

それぞれの光学特性の結果と、モル比率１，２−ビス（４−ピリジル）エチレン／化合物１０との相関をグラフにすると、化合物１０の混合量が増加するほど位相差値が小さくなり（図５）、一方チルト角が上昇することが判った（図６）。

フィルムの製造例１〜３の結果を１，２−ビス（４−ピリジル）エチレンと、屈折率異方性を与える構造及びプロトン受容性基を分子内に１個有する化合物（化合物８，９または１０）の比率を、それぞれ変化させたときに得られる光学フィルムの位相差値との相関関係をプロットすると、側鎖（Ｒ”）の炭素数が多くなると、位相差値は大きくなる傾向があり（図７）、チルト角は小さくなる傾向がある（図８）。

＜液晶表示装置の製造例＞
ＳＡＭＳＵＮＧ社製１７型液晶テレビ（ＬＴ１７Ｎ２３ＷＢ）の上下偏光板の面積の半分を剥がし、得られたＡ−プレートとＣ−プレートの各々の楕円偏光板を図１０に示すように貼合する。
液晶表示装置は、互いに実質的に平行な第１面と第２面とを有する液晶パネル３と第１面に粘着剤で固定されたＡ−プレート２と、第１面と反対側でＡ−プレート２に粘着剤で固定された偏光フィルム１と、第２面に粘着剤で固定されたＣ−プレート４と、第２面と反対側でＣ−プレート４に粘着剤で固定された偏光フィルム５とを備えている。偏光フィルム１及び偏光フィルム５として、製造例１又は２で得られたフィルムが用いられる。
視野角特性を上記液晶テレビの製品と本実施例と比較し、同様の広視野角特性の結果が得られる。

＜有機エレクトロルミネッセンス（有機EL）の製造例＞
図１１に示す、有機エレクトロルミネッセンス発光素子は、次の手順で作製する。まず、ガラス基板１４の表面に陽極となる電極１５としてインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）層を形成する。次いで、ＩＴＯ層の表面にホール輸送層１６を形成する。具体的には、ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸ナトリウム混合物を用いてスピンコーティング法により室温で成膜する。更に、ホール輸送層１６の表面に、発光層１７を形成する。具体的には、ポリビニルカルバゾールにAlq3を混合させたＴＨＦ溶液を用い、スピンコーティング法により室温で成膜を行なう。そして、Ａｌ／Ｌｉ（９：１）合金を発光層１７の表面に蒸着し、陰極として電極１８を形成する。ガラス基板１４の表面、陽極１５の側面、ホール輸送層１６の側面、発光層１７の側面、陰極１８の表面及び側面を覆うように、ポリイミドを用いて封止１９する。
一方、ガラス基板１１の表面に、粘着剤により１／４波長板１３を設け、１／４波長板１３の表面に粘着剤により１／２波長板１２を設け、１／２波長板１２の表面に粘着剤により偏光フィルム１１を設ける。なお、波長板とは、光が透過する際に、Ｓ偏光とＰ偏光との間に位相差が生じさせる複屈折素子をいう。１／４波長板１３として、製造例１又は２で得られたフィルムを用い、良好な黒表示と緑色の発光を確認することができる。

本発明は、アンチリフレクション（ＡＲ）フィルムなどの反射防止フィルム、偏光フィルム、位相差フィルム、楕円偏光フィルム、視野角拡大フィルムなど、光学フィルムの光学特性を簡便な方法で制御することができ、配向膜について所望の光学特性になるように配向処理すれば、光学フィルムとして、重合性化合物の配向を制御でき、所望する光学特性を簡便な方法で調整することができる。また、本発明の光学フィルムは液晶表示装置（ＬＣＤ）や有機エレクトロルミネッセンスなどのフラットパネル表示装置に用いることができる。

フィルムの製造例１で作成した光学フィルムの位相差値を示すグラフである。縦軸は位相差値を表し、横軸は１，２−ビス（４−ピリジル）エチレンと化合物８とのモル比を表す。 フィルムの製造例１で作成した光学フィルムのチルト角を示すグラフである。縦軸はチルト角を表し、横軸は１，２−ビス（４−ピリジル）エチレンと化合物８とのモル比を表す。 フィルムの製造例２で作成した光学フィルムの位相差値を示すグラフである。 フィルムの製造例２で作成した光学フィルムのチルト角を示すグラフである。 フィルムの製造例３で作成した光学フィルムの位相差値を示すグラフである。 フィルムの製造例３で作成した光学フィルムのチルト角を示すグラフである。 １，２−ビス（４−ピリジル）エチレンと化合物（８、９および１０）とのモル比をそれぞれ変化させたときに得られる光学フィルムの位相差値との相関関係を示すグラフである。 １，２−ビス（４−ピリジル）エチレンと化合物（８、９および１０）とのモル比をそれぞれ変化させたときに得られる光学フィルムのチルト角との相関関係を示すグラフである。 本発明の一実施態様のフィルムにおける屈折率楕円体の模式図である。 本発明の一実施態様の液晶表示装置の断面の模式図である。 本発明の一実施態様の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の断面の模式図である。

Claims (12)

1. 屈折率異方性を与える構造及びプロトン受容性基を有する化合物の少なくとも２種類と、屈折率異方性を与える構造及びプロトン供与性基を有する化合物の少なくとも１種類とを分子間水素結合によって会合してなるフィルムであって、該フィルムが複屈折性を有する光学フィルム。
2. 屈折率異方性を与える構造及びプロトン受容性基を有する化合物の１種類はプロトン受容性基を分子内に１個有する化合物であり、別の１種類の化合物はプロトン受容性基を分子内に複数有する化合物である請求項１に記載の光学フィルム。
3. 光学フィルムを構成する化合物に含まれるプロトン受容性基の合計数（ＨＡ）と、光学フィルムを構成する化合物に含まれるプロトン供与性基の合計数（ＨＤ）との比（ＨＡ／ＨＤ）が、３〜７である請求項１又は２に記載の光学フィルム。
4. 逆波長分散特性を有する請求項１〜３のいずれかに記載の光学フィルム。
5. 液晶相を有する請求項１〜４のいずれかに記載の光学フィルム。
6. 前記プロトン受容性基が、３級アミノ基（≡N）、カルボニル基、及び、１〜２個の窒素原子を含む５員又は６員複素環（該複素環は、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２のアルケニル基、炭素数１〜１２のアルキニル基、５員環、又は６員環で置換されていてもよく、他の環と縮合されていてもよい。）からなる群から選ばれる少なくとも１種の基である請求項１〜５のいずれかに記載の光学フィルム。
7. プロトン供与性基が、水酸基、チオール基、１級アミノ基（-NH_２）、及び、２級アミノ基（-NH-）からなる群から選ばれる少なくとも１種の基であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光学フィルム。
8. 屈折率異方性を与える構造が、棒状構造又は円盤状構造である請求項１〜７のいずれかに記載の光学フィルム。
9. 光学補償フィルムである請求項１〜８のいずれかに記載の光学フィルム。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載のフィルムを含むことを特徴とするフラットパネル表示装置。
11. 屈折率異方性を与える構造及びプロトン受容性基を有する化合物の少なくとも２種類と、屈折率異方性を与える構造及びプロトン供与性基を有する化合物の少なくとも１種類とを混合し、得られた混合物を配向膜上にて成膜する光学フィルムの製造方法。
12. 前記の混合物を含む溶液を流延したのち、溶媒を除去して成膜することを特徴とする請求項１１に記載の光学フィルムの製造方法。
    
    

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