JP2014521120A - 三次元円偏光眼鏡 - Google Patents
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Abstract
本発明は、概して、有機化学の分野、及び特に、3Dテレビ及び3D映画の画像を見るための円偏光眼鏡に関する。
Description
本発明は、概して、有機化学の分野、特に3Dテレビ及び3D映画の画像を見るための円偏光眼鏡に関する。
3D立体投影のための方法は、アナグリフ、直線偏光、円偏光及び他の技術を含む。アナグリフは最も古い技術であり、一般に一方の眼に赤、他方の眼にシアンの二色のカラーフィルターを介して光にフィルターをかけることにより、左/右の眼を分離する。プロジェクタにおいて、左眼画像は、通常、赤フィルターによりフィルターをかけられ、右眼画像はシアンフィルターによりフィルターをかけられる。3D眼鏡は、左眼用の赤フィルター及び右眼用のシアンフィルターから成る。この方法は、白黒のオリジナル画像について最も効き目があり、カラー画像にはあまり適さない。
3D直線偏光技術を用いて立体動画を提示するために、2つの重ねられた画像が、直交する直線偏光フィルターを通して同じスクリーンに投影されて、鉛直方向の直線偏光子を介して左眼用の画像にフィルターがかけられ、水平方向の直線偏光子を介して右眼用画像にフィルターがかけられる。見る者は、こちらもまた一対の直交する直線偏光フィルターを含む3D眼鏡をかける。3D眼鏡は、左眼用の鉛直方向の直線偏光子と右眼用の水平方向の偏光子から成る。各々の3D眼鏡のフィルターが平行な偏光のみを通し、直交する偏光をブロックするので、各々の眼が画像のうちの一方だけを見て、立体感が得られる。偏光を失わないために、「シルバースクリーン」を使用することが最も好適である。このスクリーンは、その独特の色のために「シルバースクリーン」と名付けられている。3D直線偏光技術によって、色歪みもほとんどなく、フルカラー画像を表示することができる。いくつか問題があり、そのうちの一つは、一方の眼から他方の眼への画像のクロストーク干渉を避けるために、見る者が自分の頭を鉛直に向け続けていなければならないことである。
3D円偏光技術は、見る者が頭を鉛直に向け続けることを要求されるという問題を除くために発明された。3D円偏光技術を用いて立体動画を提示するために、二つの重ねられた画像が直交する円偏光フィルターを介して同じスクリーンに投影され、時計回りの円偏光子を介して左眼用の画像にフィルターがかけられ、反時計回りの円偏光子を介して、右眼用の画像にフィルターがかけられる。見る者は、こちらもまた一対の直交する円偏光フィルターを含む3D眼鏡を装用する。3D眼鏡は、左眼用の時計回りの円偏光子と右眼用の反時計回りの円偏光子から成る。各々の3D眼鏡フィルターが同じ向きの偏光のみを通し、直交する偏光をブロックするので、各々の眼が一方の画像のみを見て、立体感が得られる。見る者が左/右の分離を維持したまま自分の頭を傾けることができることを除いては、効果は直線偏光眼鏡を使用する立体視のそれと同様である。この技術にもまた「シルバースクリーン」が必要とされる。
製造コストがより低くなれば、眼鏡が消費者にとってより魅力的になるであろうから、3D眼鏡の製造コストを下げることは製造業者にとって主な課題の一つである。本発明は、新規な有機材料を使用すること及び技術の簡略化によって、3D円偏光眼鏡の製造コストを更に低減させるという課題を解決する。
本発明は、一対の直交する円偏光フィルターを含む眼鏡を提供する。円偏光フィルターは、直線偏光子及び該直線偏光子の表面に位置する位相差層を含む。位相差層は、少なくとも一つの第1型の有機化合物、及び/または少なくとも一つの第2型の有機化合物を含む。第1型の有機化合物は一般構造式I、
を有し、式中Coreは、剛性コア高分子を形成し得る共役有機単位であり、nは剛性コア高分子中の共役有機単位の数であり、Gkは一組のイオン形成性(ionogenic)側基であり、kは、その組Gk中の側基の数である。イオン形成性側基及び数kは、溶媒で第1型の有機化合物の溶解性を提供し、ロッド状高分子へ剛性を与え、数nは、有機化合物またはその塩の溶液中で高分子の自己集合を促進する分子異方性を提供する。数kは、0、1、2、3、4、5、6、7または8に等しく、数nは、10ないし10000の範囲にある整数である。第2型の有機化合物は、一般構造式II、
を有し、式中Sysは少なくとも部分的に共役した実質的に平面の多環分子系であり、X、Y、Z、Q及びRは置換基であり、置換基Xはカルボン酸基-COOHであり、mは0、1、2、3または4であり、置換基Yはスルホン酸基−SO3Hであり、hは0、1、2、3または4であり、置換基Zはカルボキサミド−CONH2であり、pは0、1、2、3または4であり、置換基Qはスルホンアミド−SO2NH2であり、vは0、1、2、3または4である。第2型の有機化合物は、π−π相互作用を介して板状超分子を形成することができ、固体光学位相差層は、可視スペクトル範囲内の電磁放射線に実質的に透過性である。一方の円偏光フィルターの位相差層は、λ0/4に等しい面内位相差を有し、もう一方の円偏光フィルターの位相差層は、3λ0/4に等しい面内位相差を有し、ここでλ0は、可視波長範囲内の目的波長である。
を有し、式中Coreは、剛性コア高分子を形成し得る共役有機単位であり、nは剛性コア高分子中の共役有機単位の数であり、Gkは一組のイオン形成性(ionogenic)側基であり、kは、その組Gk中の側基の数である。イオン形成性側基及び数kは、溶媒で第1型の有機化合物の溶解性を提供し、ロッド状高分子へ剛性を与え、数nは、有機化合物またはその塩の溶液中で高分子の自己集合を促進する分子異方性を提供する。数kは、0、1、2、3、4、5、6、7または8に等しく、数nは、10ないし10000の範囲にある整数である。第2型の有機化合物は、一般構造式II、
を有し、式中Sysは少なくとも部分的に共役した実質的に平面の多環分子系であり、X、Y、Z、Q及びRは置換基であり、置換基Xはカルボン酸基-COOHであり、mは0、1、2、3または4であり、置換基Yはスルホン酸基−SO3Hであり、hは0、1、2、3または4であり、置換基Zはカルボキサミド−CONH2であり、pは0、1、2、3または4であり、置換基Qはスルホンアミド−SO2NH2であり、vは0、1、2、3または4である。第2型の有機化合物は、π−π相互作用を介して板状超分子を形成することができ、固体光学位相差層は、可視スペクトル範囲内の電磁放射線に実質的に透過性である。一方の円偏光フィルターの位相差層は、λ0/4に等しい面内位相差を有し、もう一方の円偏光フィルターの位相差層は、3λ0/4に等しい面内位相差を有し、ここでλ0は、可視波長範囲内の目的波長である。
本発明が概略的に記載され、具体的な好適実施形態を参照して更なる理解が得られるであろう。本明細書に提示される実施形態は説明のみを目的とし、添付の特許請求の範囲を限定することを意図するものではない。
本発明の詳細な説明及び特許請求の範囲で使用される種々の用語の定義が以下に挙げられる。
用語「可視スペクトル範囲」は、約400nmに等しい下方限界と、約700nmに等しい上方限界を有するスペクトル範囲を指す。
用語「位相差層」は、3つの主屈折率(nx、ny及びnz)によって特徴づけられる光学異方性層を指し、屈折率nx及びnyの2つの主方向は、位相差層の平面と一致するxy平面に属し、屈折率(nz)の1つの主方向は位相差層の法線と一致する。
用語「光学異方性二軸位相差層」は、屈折率nx、ny及びnzが可視スペクトル範囲で次の条件:nx≠nz≠nyに従う光学層を指す。
用語「BA型の光学異方性位相差層」は、屈折率nx、ny及びnzが可視スペクトル範囲で次の条件:nx<nz<nyに従う光学層を指す。
用語「AC型の光学異方性位相差層」は、屈折率nx、ny及びnzが可視スペクトル範囲で次の条件:nz<ny<nxに従う光学層を指す。
用語「ポジティブA型の光学異方性位相差層」は、主屈折率nx、ny及びnzが可視スペクトル範囲で次の条件:nz=ny<nxに従う一軸光学層を指す。
用語「ネガティブA型の光学異方性位相差層」は、主屈折率nx、ny及びnzが可視スペクトル範囲で次の条件:nz=ny>nxに従う一軸光学層を指す。
用語「NZファクター」は、二軸性度の定量的尺度を指し、以下のように計算される。
上記定義は、全ての型の異方性層について、鉛直z軸の周りの(実験室系の)座標系の回転に対して不変である。
上記定義は、全ての型の異方性層について、鉛直z軸の周りの(実験室系の)座標系の回転に対して不変である。
本発明は、本明細書で上に開示した眼鏡を提供する。開示の眼鏡の一つの実施形態では、前記光学位相差層の型及び二軸性度は、組成物における第1型及び第2型の有機化合物のモル比によって制御される。開示の眼鏡のもう一つの実施形態では、前記光学位相差層の位相差の型は、BA板、ポジティブA板、AC板及びネガティブA板を含むリストから選択される。開示の眼鏡のまたもう一つの実施形態では、中心波長λ0は500nmに等しい。開示の眼鏡のさらに別の実施形態では、中心波長λ0は550nmに等しい。開示の眼鏡の一つの実施形態では、剛性コアロッド状高分子は、ポリマー性の剛性主鎖を有し、共役有機単位は同じである。開示の眼鏡の別の実施形態では、剛性コアロッド状高分子は、共重合性の剛性主鎖を有し、少なくとも一つの共役有機単位が他と異なっている。開示の眼鏡のさらに別の実施形態では、少なくとも一つの共役有機単位(Core)が、一般構造式III、
を有し、式中Core1及びCore2は共役有機成分であり、スペーサーS1及びS2は、酸素原子が互いに直接結合しないように、-CO-NH-、-NH-CO-、-O-NH-、直鎖状及び分岐状の(C1-C4)アルキレン、直鎖状及び分岐状の(C1-C4)アルケニレン、-O-CH2-、-CH2-O-、-CH=CH-、-CH=CH-COO-、-OOC-CH=CH-、-CO-CH2-、-OCO-O-、-OCO-、-C≡C-、-CO-S-、-S-、-S-CO-、-O-、-NH-、-N(CH3)-を含むリストから選択される。開示のめがねのさらに別の実施形態では、少なくとも一つの剛性コア高分子が一般構造式IV、
を有する共重合体であり、式中、Core1、Core2、Core3及びCore4は共役有機成分であり、スペーサーS1、S2、S3及びS4は、酸素原子が互いに直接結合しないように、-CO-NH-、-NH-CO-、-O-NH-、直鎖状及び分岐状の(C1-C4)アルキレン、直鎖状及び分岐状の(C1-C4)アルケニレン、(C2-C20)ポリエチレングリコール、-O-CH2-、-CH2-O-、-CH=CH-、-CH=CH-COO-、-OOC-CH=CH-、-CO-CH2-、-OCO-O-、-OCO-、-C≡C-、-CO-S-、-S-、-S-CO-、-O-、-NH-、-N(CH3)-を含むリストから選択され、nは10ないし10000の範囲にある整数であり、tは1ないしn−1の範囲にある整数であり、jは0または1であり、Core3及びCore4からの少なくとも一つの共役有機成分がCore1及びCore2と異なる。開示の眼鏡の一つの実施形態では、イオン形成性基Gを含む、構造式IIIの共役有機成分Core1及びCore2と構造式IVの共役有機成分Core1、Core2、Core3及びCore4とは、表1に示す一般式1ないし2を有する構造から選択される。
を有し、式中Core1及びCore2は共役有機成分であり、スペーサーS1及びS2は、酸素原子が互いに直接結合しないように、-CO-NH-、-NH-CO-、-O-NH-、直鎖状及び分岐状の(C1-C4)アルキレン、直鎖状及び分岐状の(C1-C4)アルケニレン、-O-CH2-、-CH2-O-、-CH=CH-、-CH=CH-COO-、-OOC-CH=CH-、-CO-CH2-、-OCO-O-、-OCO-、-C≡C-、-CO-S-、-S-、-S-CO-、-O-、-NH-、-N(CH3)-を含むリストから選択される。開示のめがねのさらに別の実施形態では、少なくとも一つの剛性コア高分子が一般構造式IV、
を有する共重合体であり、式中、Core1、Core2、Core3及びCore4は共役有機成分であり、スペーサーS1、S2、S3及びS4は、酸素原子が互いに直接結合しないように、-CO-NH-、-NH-CO-、-O-NH-、直鎖状及び分岐状の(C1-C4)アルキレン、直鎖状及び分岐状の(C1-C4)アルケニレン、(C2-C20)ポリエチレングリコール、-O-CH2-、-CH2-O-、-CH=CH-、-CH=CH-COO-、-OOC-CH=CH-、-CO-CH2-、-OCO-O-、-OCO-、-C≡C-、-CO-S-、-S-、-S-CO-、-O-、-NH-、-N(CH3)-を含むリストから選択され、nは10ないし10000の範囲にある整数であり、tは1ないしn−1の範囲にある整数であり、jは0または1であり、Core3及びCore4からの少なくとも一つの共役有機成分がCore1及びCore2と異なる。開示の眼鏡の一つの実施形態では、イオン形成性基Gを含む、構造式IIIの共役有機成分Core1及びCore2と構造式IVの共役有機成分Core1、Core2、Core3及びCore4とは、表1に示す一般式1ないし2を有する構造から選択される。
表中、イオン形成性側基Gは、-COOH、-SO3H及び-H2PO3を含むリストから選択され、kは0、1または2に等しく、pは1、2または3に等しい。開示の眼鏡のもう一つの実施形態は、第1型の有機化合物は、表2に示す構造3ないし13から選択され、表中、イオン形成性側基Gはスルホン酸基−SO3Hであり、kは0、1または2に等しい。
開示の眼鏡のさらに別の実施形態では、第1型の有機化合物はさらに、直鎖状及び分岐状の(C1−C20)アルキル、(C2−C20)アルケニル及び(C2−C20)アルキニルを含むリストから独立して選択される追加の側基を含む。開示の眼鏡のさらに別の実施形態では、-C(O)-、-C(O)O-、-C(O)-NH-、-(SO2)NH-、-O-、-CH2O-、-NH-、>N-、及びそれらのいずれかの組み合わせを含むリストから選択される架橋基Aを介して、追加の側基のうちの少なくとも一つがCoreと結合している。開示の眼鏡の一つの実施形態では、第1型の有機化合物の塩は、アンモニウム塩及びアルカリ金属塩を含むリストから選択される。開示の眼鏡の別の実施形態では、第2型の有機化合物は、表3に示される一般式14ないし28の構造から選択される、少なくとも部分的に共役した実質的に平面の多環式分子系Sysを有する。
開示の眼鏡の一つの実施形態では、第2型の有機化合物は、表4に示す構造29ないし37から選択され、表中、分子系Sysは、構造14及び構造22〜28から選択され、置換基はスルホン酸基-SO3Hであり、m、p、v及びwは0に等しい。
本発明の一つの実施形態では、開示の眼鏡はさらに、アルカリ金属の水酸化物及び塩を含むリストから選択される無機化合物を含む。開示の眼鏡のまた別の実施形態では、直線偏光子は複屈折性材料の基板上に作製され、複屈折性材料は、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリエチレンナフタラート(PEN)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリカーボネート(PC)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリイミド(PI)及びポリエステルを含むリストから選択される。
本発明をより速やかに理解できるように、本発明を説明することを意図し、その範囲を限定することを意図しない以下の実施例を参照する。
実施例
実施例1
この実施例では、ポリ(2,2’-ジスルホ-4,4’-ベンジジンテレフタルアミド)セシウム塩(表2の構造3)の合成を記載する。
実施例1
この実施例では、ポリ(2,2’-ジスルホ-4,4’-ベンジジンテレフタルアミド)セシウム塩(表2の構造3)の合成を記載する。
4,4'-ジアミノビフェニル-2,2'-ジスルホン酸1.377g(0.004mol)を、水酸化セシウム1.2g(0.008mol)及び水40mlと混合し、溶解するまで分散撹拌機で撹拌した。重炭酸ナトリウム0.672g(0.008mol)を溶液に添加して撹拌した。得られた溶液を高速(2500rpm)で撹拌しながら、乾燥トルエン(15mL)中、二塩化テレフタロイル0.812g(0.004mol)の溶液を、5分間以内で徐々に添加した。更に5分間撹拌し続けて、粘性白色エマルジョンが形成された。その後、エマルジョンを水40mlで希釈し、撹拌速度を100rpmに減速した。反応マスを均質化した後、アセトン250mlを添加してポリマーを沈殿させた。繊維性沈殿物をろ過して乾燥させた。
バリアンGPCソフトウエアシーラス3.2(Varian GPC software Cirrus 3.2)及びトーソーバイオサイエンスTSKゲルG5000PWXLカラム(TOSOH Bioscience TSKgel G5000 PWXL column)並びに移動相としての0.2Mリン酸緩衝液(pH=7)を用い、ダイオードアレー検出器(λ=230nm)を備えたヒューレットパッカード1050クロマトグラフ(Hewlett Packard 1050 chromatograph)により、試料のゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)分析が実施された。ポリ(パラ−スチレンスルホン酸)ナトリウム塩がGPC標準として用いられた。数平均分子量Mn、重量平均分子量Mw及び多分散度Pが、それぞれ3.9×105、1.7×106、および4.4であることが見いだされた。
実施例2
この実施例では、ポリ(2,2'-ジスルホ-4,4'-ベンジジンスルホテレフタルアミド)(表2の構造4)の合成を記載する。
この実施例では、ポリ(2,2'-ジスルホ-4,4'-ベンジジンスルホテレフタルアミド)(表2の構造4)の合成を記載する。
2−スルホテレフタル酸10g(40mmol)、トリフェニルホスフィン27.5g(88.7mmol)、塩化リチウム20g及びピリジン50mlを500ml三つ口フラスコ中のN−メチルピロリドン200mlに溶解した。混合物を40℃で15分間撹拌し、その後、4,4'−ジアミノビフェニル−2,2'−ジスルホン酸13.77g(40mmol)を添加した。反応混合物を115℃で3時間撹拌した。メタノール1Lをその粘性溶液に添加して、形成された黄色沈殿物をろ過し、メタノール(500ml)及びジエチルエーテル(500ml)で順次洗浄した。黄色がかった固体を80℃で一晩、真空乾燥させた。GPCによる試料の分子量分析が、実施例1に記載されたように実施された。
実施例3
この実施例では、ポリ(パラ−フェニレンスルホテレフタルアミド)(表2の構造5)の合成を記載する。
この実施例では、ポリ(パラ−フェニレンスルホテレフタルアミド)(表2の構造5)の合成を記載する。
2−スルホテレフタル酸10g(40mmol)、トリフェニルホスフィン27.5g(88.7mmol)、塩化リチウム20g及びピリジン50mlを500ml三つ口フラスコ中のN−メチルピロリドン200mlに溶解した。混合物を40℃で15分間撹拌し、その後、1,4−フェニレンジアミン4.35g(40mmol)を添加した。反応混合物を115℃で3時間撹拌した。メタノール1Lをその粘性溶液に添加して、形成された黄色沈殿物をろ過し、メタノール(500ml)及びジエチルエーテル(500ml)で順次洗浄した。黄色がかった固体を80℃で一晩、真空乾燥させた。GPCによる試料の分子量分析が、実施例1に記載されたように実施された。
実施例4
この実施例では、ポリ(2-スルホ-1,4-フェニレンスルホテレフタルアミド)(表2の構造6)の合成を記載する。
この実施例では、ポリ(2-スルホ-1,4-フェニレンスルホテレフタルアミド)(表2の構造6)の合成を記載する。
2−スルホテレフタル酸10g(40mmol)、トリフェニルホスフィン27.5g(88.7mmol)、塩化リチウム20g及びピリジン50mlを500ml三つ口フラスコ中のN−メチルピロリドン200mlに溶解した。混合物を40℃で15分間撹拌し、その後、2−スルホ−1,4−フェニレンジアミン7.52g(40mmol)を添加した。反応混合物を115℃で3時間撹拌した。メタノール1Lをその粘性溶液に添加して、形成された黄色沈殿物をろ過し、メタノール(500ml)及びジエチルエーテル(500ml)で順次洗浄した。黄色がかった固体を80℃で一晩、真空乾燥させた。GPCによる試料の分子量分析が、実施例1に記載されたように実施された。
実施例5
この実施例では、ポリ(2,2’-ジスルホ-4,4’-ベンジジンナフタレン-2,6-ジカルボキサミド)セシウム塩(表2の構造7)の合成を記載する。
この実施例では、ポリ(2,2’-ジスルホ-4,4’-ベンジジンナフタレン-2,6-ジカルボキサミド)セシウム塩(表2の構造7)の合成を記載する。
4,4'-ジアミノビフェニル-2,2'-ジスルホン酸0.344g(0.001mol)を、水酸化セシウム0.3g(0.002mol)および水10mlと混合し、溶解するまで分散撹拌機で撹拌した。重炭酸ナトリウム0.168g(0.002mol)を溶液に添加して撹拌した。得られた溶液を高速(2500rpm)で撹拌しながら、乾燥トルエン(4mL)中の二塩化テレフタロイル0.203g(0.001mol)の溶液を、5分間以内で徐々に添加した。更に5分間撹拌し続けて、粘性白色エマルジョンが形成された。その後、エマルジョンを水10mlで希釈し、撹拌速度を100rpmに減速した。反応マスを均質化した後、アセトン60mlを添加してポリマーを沈殿させた。繊維性沈殿物を、ろ過して乾燥させた。GPCによる試料の分子量分析が、実施例1に記載されたように実施された。
実施例6
この実施例では、ポリ(ジスルホビフェニレン-1,2-エチレン-2,2’-ジスルホビフェニレン)(表2の構造8)の合成を記載する。
ペトリ皿内の36gの微粉末状ビベンジルを、蒸発皿を備えたデシケーター内の磁器ラック上に、該ラックが臭素80gを包含する条件下で配置する。デシケーターを閉じるが、臭化水素を逃すために非常に小さい開口部が設けられる。ビベンジルを臭素蒸気と一晩接触させたままにする。次に臭素を含む皿をデシケーターから取り出し、過剰の臭素蒸気をウォーターポンプで排除する。次に橙色固体を450mlのイソプロピルアルコールから再結晶させる。4,4’-ジブロモビベンジルの収量は20gである。
アルゴン下で100mlの乾燥テトラヒドロフラン中3gの4,4’-ジブロモビベンジルの撹拌溶液に、ヘキサン中ブチルリチウムの2.5M溶液5.4mlを−78℃で滴加する。この温度で混合物を6時間撹拌して白色懸濁液を生成する。トリイソプロピルボラート6mlを加え、混合物を一晩撹拌して温度を室温に上げる。水30mlを加え、混合物を室温で4時間撹拌する。ロータリエバポレータ(rotavapor)(35℃、40ミリバール)で有機溶媒を除去し、その後、水110mlを加え、混合物を濃HClで酸性化する。生成物をジエチルエーテル(7×30ml)中に抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、溶媒をロータリエバポレータで除去する。残渣をアセトン11mlに溶かし、水13mlと濃塩酸7mlの混合物中に再沈殿させる。ビベンジル4,4’-ジボロン酸のジプロピレングリコールエステルの収量は2.4gである。
4,4’-ジアミノ-2,2’-ビフェニルジスルホン酸100g、水酸化ナトリウム23.2g及び水3500mlを混合し、0〜5℃に冷却する。水300ml中の亜硝酸ナトリウム41g溶液を加え、溶液を5分間撹拌し、その後6M塩酸100mlを加える。結果として生成される暗黄色溶液に、水300ml中の臭化カリウム71.4gの予冷溶液を2mlずつ加える。全ての臭化カリウムを添加した後、溶液を室温に温める。次に反応混合物を加熱し90℃で16時間保持する。水300ml中水酸化ナトリウム70gの溶液を加え、その溶液を蒸発させて総体積400mlとし、メタノール2500mlで希釈して無機塩を沈殿させ、ろ過する。メタノールをエバポレートして20〜30mlとし、イソプロパノール3000mlを加える。沈殿物をフィルターでメタノールを用いて洗浄し、メタノールから再結晶させる。4,4’−ジブロモ−2,2’−ビフェニルジスルホン酸の収量は10.7gである。
窒素下で重合を行なう。4,4’-ジヒドロキシ-2,2’-ビフェニルジスルホン酸2.7g及びビベンジル4,4’-ジボロン酸のジプロピレングリコールエステル2.0gを、炭酸水素ナトリウム2.8g、テトラヒドロフラン28.5ml及び水17mlの混合物に溶かす。テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)を加える(ビベンジル4,4’-ジボロン酸のジプロピレングリコールエステルに比べて5×10−3モル当量)。結果として生じる懸濁液を20時間撹拌する。次にブロモベンゼン0.04gを加える。2時間後、それをエタノール150mlに注ぐことによってポリマーを沈殿させる。生成物を水で洗浄し、乾燥させ、トルエンに溶かす。ろ過溶液を濃縮し、5倍過剰のエタノールでポリマーを沈殿させ、乾燥させる。ポリマーの収量は2.7gである。
95%硫酸8.8gを110℃に加熱し、ポリマー2.7gを加える。温度を140℃に上昇させて4時間維持する。100℃に冷却後、水8mlを滴加し、混合物を冷ます。結果として生じる懸濁液をろ過し、濃塩酸で洗浄して乾燥させる。スルホン化ポリマーの収量は約2gである。
実施例7
この実施例は、ポリ(2,2’-ジスルホビフェニル-ジオキシテレフタロイル)(表2の構造9)の合成を記述する。
500mlのビーカーで、4,4'-ジヒドロキシビフェニル-2,2'-ジスルホン酸1.348g(0.004モル)を炭酸ナトリウム2.61g(0.008モル)及び水40mlと混合し、固体が完全に溶解するまで分散撹拌機で撹拌した。この溶液にジクロロメタン(50ml)を加えた。高速(7000rpm)で撹拌して、無水ジクロロメタン(15ml)中の塩化テレフタロイル0.812g(0.004モル)溶液を加えた。撹拌を30分間続け、濃厚反応マスにアセトン400mlを加えた。撹拌器で固体ポリマーを粉砕し、ろ過で分離した。生成物を80%エタノールで3回洗浄し、50℃で乾燥させた。
実施例8
この実施例は、ポリ(2,2’-ジスルホビフェニル-2-スルホジオキシテレフタロイル)(表2の構造10)の合成を記述する。
500mlのビーカーで、4,4'-ジヒドロキシビフェニル-2,2'-ジスルホン酸1.384g(0.004モル)を炭酸ナトリウム3.26g(0.010モル)及び水40mlと混合し、固体が完全に溶解するまで分散撹拌機で撹拌した。この溶液にジクロロメタン(60ml)を加えた。高速(7000rpm)で撹拌したら、2-スルホテレフタロイルクロリド1.132g(0.004モル)を15分以内で加えた。撹拌を3時間続け、濃厚反応マスにアセトン400mlを加えた。沈殿したポリマーをろ過で分離し、50℃で乾燥させた。
実施例9
この実施例は、ポリ(スルホフェニレン-1,2-エチレン-2,2’-ジスルホビフェニレン)(表2の構造11)の合成を記述する。
ペトリ皿内の微粉末状ビベンジル36gを、蒸発皿を備えたデシケーター内の磁器ラック上に、ラックが80gの臭素を含む状態で置く。臭化水素を逃すための非常に小さい開口を設けてデシケーターを閉じる。ビベンジルを臭素蒸気と一晩接触させたままにする。次に臭素を含む皿をデシケーターから取り出し、過剰の臭素蒸気をウォーターポンプで排出する。次に橙色固体をイソプロピルアルコール450mlから再結晶させる。4,4’-ジブロモビベンジルの収量は20gである。
乾燥テトラヒドロフラン90ml中の1,4-ジブロモベンゼン23.6g溶液を調製する。この溶液10mlを、乾燥テトラヒドロフラン60ml中のマグネシウムチップ5.0g及びヨウ素(数個の結晶)に撹拌しながら添加し、反応が開始するまで混合物を加熱する。残りのジブロモベンゼン溶液を徐々に添加して沸騰状態を維持する。そして反応混合物を8時間煮沸してアルゴン下で室温にて一晩放置する。アルゴン圧を利用してホースを介して混合物を滴下漏斗に移し、乾燥テトラヒドロフラン40ml中のトリメチルボラート24ml溶液に3時間、−78〜−70℃で(固体二酸化炭素/アセトン浴)激しく撹拌しながら加える。混合物を2時間撹拌し、その後アルゴン下で一晩撹拌しながら室温まで加熱する。混合物をエーテル20mlで希釈し、砕氷(200g)と濃H2SO4(6ml)の撹拌混合物に注ぐ。有機層と水層の分離を容易にするため、エーテル20ml及び水125mlを加えて、混合物をろ過する。水層をエーテル(4×40ml)で抽出し、混ぜ合わせた有機抽出物を水50mlで洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させ、蒸発乾固させる。淡褐色固体をクロロホルム800mlに溶かして澄ます。
クロロホルム溶液をほとんど蒸発乾固させ、残留固体をベンゼンから再結晶させる。わずかに黄色がかった白色沈殿物をろ別して乾燥させる。ベンザイン1,4−ジボロン酸のジプロピレングリコールエステルの収量は0.74gである。
窒素下で重合を行なう。4,4’-ジブロモ-2,2’-ビベンジル2.7g及びベンザイン1,4-ジボロン酸のジプロピレングリコールエステル1.9gを炭酸水素ナトリウム2.8g、テトラヒドロフラン28.5ml及び水17mlの混合物に加える。テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)を加える(ベンザイン1,4−ジボロン酸のジプロピレングリコールエステルに比べて5×10−3モル当量)。結果として生じる懸濁液を20時間撹拌する。次にブロモベンゼン0.04gを加える。さらに2時間後に、それをエタノール150mlに注ぐことによってポリマーを沈殿させる。生成物を水で洗浄し、乾燥させ、トルエンに溶かす。ろ過溶液を濃縮し、ポリマーを5倍過剰のエタノール中で沈殿させて乾燥させる。ポリマーの収量は2.5gである。
95%硫酸8.8gを110℃に加熱し、ポリマー2.7gを加える。温度を140℃に上げて4時間保持する。室温に冷ました後、水8mlを滴加して混合物を冷ます。結果として生じる懸濁液をろ過し、濃塩酸で洗浄して乾燥させる。スルホン化ポリマーの収量は1.5gである。
実施例10
この実施例は、ポリ(2-スルホフェニレン-1,2-エチレン-2’-スルホフェニレン)(表2の構造12)の合成を記述する。
窒素下で重合を行なう。2,2'-[エタン-1,2-ジイルビス(4,1-フェニレン)]ビス-1,3,2-ジオキサボリナン10.2g、1,1'-エタン-1,2-ジイルビス(4-ブロモベンゼン)10.5g及びテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)1gを窒素下で混合する。炭酸カリウムの2.4M溶液50mlとテトラヒドロフラン300mlとの混合物を窒素バブリングにより脱気する。得られた溶液を最初の混合物に加える。その後、反応混合物を約40℃で72時間撹拌する。それをエタノール150mlに注ぐことによってポリマーを沈殿させる。生成物を水で洗浄して乾燥させる。ポリマーの収量は8.7gである。
ポリマー8.5gを95%硫酸45mlに入れる。反応マスを約140℃で4時間撹拌する。室温に冷ました後、水74mlを滴加して混合物を冷ます。結果として生じる懸濁液をろ過し、濃塩酸で洗浄して乾燥させる。スルホン化ポリマーの収量は8gである。
実施例11
この実施例は、ポリ(2,2’-ジスルホビフェニル-2-スルホ-1,4-ジオキシメチルフェニレン)(表2の構造13)の合成を記述する。
4,4’-ジアミノビフェニル-2,2’-ジスルホン酸190g及び水酸化ナトリウム41.5gを水1300mlに溶かす。1180gの氷をこの溶液に撹拌しながら入れる。次に、亜硝酸ナトリウム70.3g、硫酸230.0ml及び水1180mlを反応マスに加え、それを−2〜0℃で1時間撹拌する。次に混合物をろ過し、2400mlの氷水で洗浄する。フィルターケーキを水800mlに懸濁させて100℃に加熱する。次に約600mlの溶液が残るまで水を留出させる。水110ml中の166gの水酸化セシウム水和物を溶液に加える。次にそれをエタノール6000mlに加え、結果として生じる懸濁液を室温で撹拌し、ろ過し、フィルターケーキをエタノール600mlで洗浄し、真空オーブンで45℃にて乾燥させる。4,4’−ジヒドロキシビフェニル−2,2’−ジスルホン酸の収量は230gである。
96%硫酸30mlとp−キシレン21gとを混合し、100℃に加熱し、この温度で15分間維持する。反応マスを室温に冷まし、50gの氷水でクエンチする。結果として生じる懸濁液を−10℃に冷却し、ろ過し、得られたフィルターケーキを冷塩酸(濃酸15mlと水10ml)で洗浄する。沈殿物を絞り取って塩酸溶液(濃酸40mlと水25ml)から再結晶させる。白色物質を真空下90℃で乾燥させる。p-キシレンスルホン酸の収量は34gである。
四塩化炭素35ml、p-キシレンスルホン酸2.5g、N-ブロモスクシンイミド4.8g及び過酸化ベンゾイル0.16gの混合物を撹拌しながら沸騰するまで加熱して温度を60分維持する。次にさらに過酸化ベンゾイル0.16gを加え、混合物をさらに60分間沸騰させておく。冷却後、生成物を水45mlで抽出し、20%塩酸から再結晶させる。2,5-ビス(ブロモメチル)ベンゼンスルホン酸の収量は約1gである。
冷却器と窒素の出入口を備えた25mlのフラスコに、4,4’-ジヒドロキシビフェニル-2,2’-ジスルホン酸0.23g、o-ジクロロベンゼン1.2ml、2,5−ビス(ブロモメチル)ベンゼンスルホン酸0.22g、10N水酸化ナトリウム1.2ml及び硫酸水素テトラブチルアンモニウム0.081gを連続して加える。反応混合物を窒素下80℃で撹拌する。6時間の反応後、有機層を単離して水、次いで希塩酸、そして再び水で洗浄する。次に溶液をメタノールに加えて白色ポリマーを沈殿させる。次にポリマーをアセトン及びメタノールから再沈殿させる。
実施例12
この実施例は、2,2’-ジスルホ-4,4’-ベンジジンテレフタロイルクロリド及びポリエチレングリコール400の共重合体(Mが水素である、ポリエチレングリコール鎖を加えた表2の構造3)の合成を記載する。4,4’-ジアミノビフェニル-2,2’-ジスルホン酸(4.1g)を、1Lのビーカーで水(150ml)中の水酸化セシウム水和物(4.02g、2.0当量)と混合し、固体が完全に溶解するまで撹拌した。水10mlに溶解した重炭酸セシウム(3.9g、1.0当量)をこの溶液に添加し、室温にて1分間、電動ミキサで撹拌した。クロロホルム(40ml)及びポリエチレングリコール400(8.0g)を添加した。高速で攪拌してから、クロロホルム10ml中のテレフタロイルクロリド(2.42g、1.0当量)溶液を、ビーカーから一度に注いで加えた。反応物を30分間、周囲条件で撹拌することなく放置した。エタノール300mlを添加し、濃厚反応マスを攪拌機で粉砕し、ポリマーをろ過した。生成物を80%エタノール200ml中に懸濁させ、15分間撹拌し、ろ過した。エタノールによる洗浄をもう1回繰り返した。生成物も同様に、アセトン200mlで洗浄した。固体共重合体を、14時間、85℃で乾燥させた。
剛性コアポリマーにエチレンオキシド断片を導入することにより高分子弾性を修正することができ、今度はゲストホスト混合物中の相共存を改善することができる。
実施例12
この実施例は、4,4'-(5,5-ジオキシドジベンゾ[b,d]チエン-3,7-ジイル)ジベンゼンスルホン酸(表4の構造29)の合成を記載する。
この実施例は、4,4'-(5,5-ジオキシドジベンゾ[b,d]チエン-3,7-ジイル)ジベンゼンスルホン酸(表4の構造29)の合成を記載する。
1,1’:4’,1”:4”,1”’-クオターフェニル(10g)を0%〜20%発煙硫酸(100ml)中に入れた。反応マスを50℃に加熱し、5時間撹拌した。その後反応混合物を水(170ml)で希釈した。最終的な硫酸濃度は約55%となった。沈殿物をろ過し、氷酢酸(約200ml)ですすいだ。フィルターケーキをオーブンで110℃にて乾燥させた。
試料のHPLC分析を、アセトニトリル/0.4M酢酸アンモニウム(pH=3.5 酢酸)水溶液を使用し、レプロシルゴールドC8カラム(Reprosil Gold C8 column)及び直線勾配溶出により、ダイオードアレー検出器(λ=310nm)を取り付けたヒューレットパッカード1050クロマトグラフ(Hewlett Packard 1050 chromatograph)を用いて行った。
実施例13
この実施例は、4',4''-(5,5-ジオキシドジベンゾ[b,d]チエン-3,7-ジイル)ジビフェニル-4-スルホン酸(p-セキシフェニルジスルホスルホン)(表4の構造30)を記載する。
この実施例は、4',4''-(5,5-ジオキシドジベンゾ[b,d]チエン-3,7-ジイル)ジビフェニル-4-スルホン酸(p-セキシフェニルジスルホスルホン)(表4の構造30)を記載する。
ジベンゾ[b,d]チオフェン100gを、氷酢酸1000ml及び30%過酸化水素175mlと1時間、100℃で攪拌する。次いで、反応マスを室温に冷却し、沈殿した物質をろ過により単離し、フィルターケーキを水5Lですすぎ、圧搾した。得られたジベンゾ[b,d]チオフェン−5,5−ジオキシドを、80℃で乾燥させる。収量は108gである。
ジベンゾ[b,d]チオフェン-5,5-ジオキシド108gを、臭素690ml及び鉄粉7.1gと20〜25℃で混合する。混合物を56〜58℃に加熱し、その温度で60分間保持する。水460mlを加え、臭素をエバポレートする。水4.5L及びメタ重亜硫酸ナトリウム300gを反応マスの残渣に加え、結果として生成される物を80℃に加熱し、その温度で60分間保持する。懸濁液をろ過し、フィルターケーキを3Lの水ですすぎ、次いで50%酢酸3Lですすぎ、搾り取る。得られた物質を90℃で乾燥させる。原料の(raw)3,7-ジブロモジベンゾ[b,d]チオフェン-5,5-ジオキシドの収量は176gである。
原料物質を、1,4-ジオキサン1800mlに100℃で溶解させる。水300mlを加え、混合物を室温に冷ます。沈殿した物をろ過によって単離し、水3Lですすぐ。得られた物質を90℃で乾燥させる。3,7-ジブロモジベンゾ[b,d]チオフェン-5,5-ジオキシド146gが得られる。3,7-ジブロモジベンゾ[b,d]チオフェン-5,5-ジオキシド146gを、N-メチルピロリドン(NMP)4Lに溶解させる。水800ml中の炭酸ナトリウム134gの溶液を加える。10%Pd/C触媒8.8g及び4-ビフェニルボロン酸240gをAr雰囲気下で追加する。反応フラスコを100℃に加熱し、温度を4時間保持する。水500mlを高温の反応混合物に加え、室温まで冷ました後にろ過する。フィルターケーキをNMP2.5Lに加え、攪拌しながら100℃に加熱する。混合物をろ過し、フィルターケーキを高温のNMP800mlで洗浄する。熱ろ過物に水1100mlを加える。沈殿した物質を単離し、水20Lで洗浄する。得られた物質を、90℃で乾燥させる。3,7-ジビフェニル-4-イルジベンゾ[b,d]チオフェン-5,5-ジオキシドの収量は147gである。
乾燥粉砕3,7-ジビフェニル-4-イルジベンゾ[b,d]チオフェン-5,5-ジオキシド147gを95%硫酸1900mlと混合し、20〜25℃で10時間攪拌する。水700.0mlを反応物に徐々に加え、沈殿した固体をろ過により単離し、フィルターケーキを氷酢酸1Lですすぎ、搾り取る。フィルターケーキを酢酸4Lで洗浄し、次いでトルエン3Lで洗浄し、圧搾する。得られた物質を、20mm Hg、130℃で乾燥させる。乾燥4',4''-(5,5-ジオキシドジベンゾ[b,d]チエン-3,7-ジイル)ジビフェニル-4-スルホン酸(p-セキシフェニルジスルホスルホン)の収量は180gである。
実施例14
この実施例は、ポリ(2,2'-ジスルホ-4,4'-ベンジジンテレフタルアミド)(表2の構造3)セシウム塩のリオトロピック液晶溶液からの+A型の光学位相差層の調製を記載する。
この実施例は、ポリ(2,2'-ジスルホ-4,4'-ベンジジンテレフタルアミド)(表2の構造3)セシウム塩のリオトロピック液晶溶液からの+A型の光学位相差層の調製を記載する。
ポリ(2,2'-ジスルホ-4,4'-ベンジジンテレフタルアミド)は実施例1に記載された方法により合成された。リオトロピック液晶溶液は、以下の手順によって調製された:1%水溶液を調製し、機械的混合物からろ過し、エバポレーションにより約5.6重量%に濃縮した。
フィッシャーブランド顕微鏡スライドガラスを10%水酸化ナトリウム溶液で30分間処理し、次いで脱イオン水ですすぎ、コンプレッサを用いて空気流中で乾燥させた。溶液をガラス板表面に、メイヤーロッド(Mayer rod)#4を線速度約100mm/sで移動させることにより、23℃の室温で及び相対湿度50%において塗布した。溶液を塗布した液体層を、同じ湿度及び温度で乾燥させた。
位相差層の光学特性を決定するために、光透過及び反射スペクトルを、ケアリー500スキャン(Cary 500 Scan)分光光度計により約400〜700nmの波長範囲で測定した。固体位相差層の光透過は、塗布方向に対し平行及び垂直に直線偏光した、位相差フィルム面に垂直な方向に伝播する光線を用いて測定された(それぞれ、TparとTper)。光学反射は、位相差フィルム面の法線に対して12度の角度で伝播する、塗布方向に対して平行及び垂直に偏光したS偏光を用いて測定された(それぞれ、RparとRper)。位相差フィルム試料の位相遅れは、アクソメトリクス(Axometrics)ミュラー行列偏光計を用いて、入射角0、30、45及び60度で測定された。得られたデータを、位相差層の主屈折率(nx、ny及びnz)を計算するために使用した。得られた位相差層は、ポジティブA板と特徴付けられた(波長λ=550nmで、nx=1.83、ny=1.55、nz=1.55)。
実施例15
この実施例は、(4,4'-(5,5-ジオキシドジベンゾ[b,d]チエン-3,7-ジイル)ジベンゼンスルホン酸(表4の構造29)の溶液からの−A型の固体光学位相差層の調製を記載する。
この実施例は、(4,4'-(5,5-ジオキシドジベンゾ[b,d]チエン-3,7-ジイル)ジベンゼンスルホン酸(表4の構造29)の溶液からの−A型の固体光学位相差層の調製を記載する。
4,4'-(5,5-ジオキシドジベンゾ[b,d]チエン-3,7-ジイル)ジベンゼンスルホン酸(1g)を実施例12に記載したように得て、蒸留水8.5g及び20%水酸化リチウム水溶液0.5gと混合し、次いで約1時間、リオトロピック液晶溶液が形成されるまで、室温(23℃)で撹拌した。
実施例14に記載したように塗膜が作製され光学的に特徴づけられた。得られた固体光学位相差層は、以下の条件:nx<nz=nyに従う主屈折率によって特徴付けられた。波長λ=550nmでのNZファクターは約0である。
実施例16
本実施例は、ポリ(2,2'-ジスルホ-4,4'-ベンジジンスルホテレフタルアミド)(表2の構造4)セシウム塩(以下でP2として参照される)、及び実施例12に記載された化合物C1の二成分組成物を含む溶液からのAC型の位相差層の調製を記載する。前記有機化合物の組成物は、ジョイントリオトロピック液晶系を形成し得る。P2の剛性コアロッド状高分子は、板状超分子C1のπ-πスタック(カラム)と一緒に配向し得る。
本実施例は、ポリ(2,2'-ジスルホ-4,4'-ベンジジンスルホテレフタルアミド)(表2の構造4)セシウム塩(以下でP2として参照される)、及び実施例12に記載された化合物C1の二成分組成物を含む溶液からのAC型の位相差層の調製を記載する。前記有機化合物の組成物は、ジョイントリオトロピック液晶系を形成し得る。P2の剛性コアロッド状高分子は、板状超分子C1のπ-πスタック(カラム)と一緒に配向し得る。
P2/C1=65/35モル%組成物が以下のように調製された:P2のセシウム塩5.32g(0.0065モル)を、脱イオン水(導電率約5μSm/cm)475gに溶解させ、懸濁液をマグネットスターラーで混合した。溶解後、溶液を孔径45μmの親水性ナイロンフィルターでろ過した。別に、1.86g(0.0035モル)のC1を脱イオン水60gに溶解させ、懸濁液をマグネットスターラーで混合した。攪拌しながら、透明溶液が形成されるまで、20重量%水酸化セシウム4.4ml(0.007モル)を一滴ずつ懸濁液に約15分間、徐々に添加した。P2及びC1の透明溶液を一緒に混合し、透明溶液547gを形成した。この組成物を、過剰の水を除去するためにロータリエバポレータで濃縮し、リオトロピック液晶(LLC)溶液を表す二成分組成物127gを形成した。組成物(P2+C1)CTOTの総濃度は約6重量%であった。
実施例14に記載したように、塗膜が作製され、光学的に特徴付けられた。得られたデータを位相差層の主屈折率(nx、ny及びnz)を計算するために使用した。位相差層のNZファクターの値は約2.0である。
実施例17
本実施例は、ポリ(2,2’-ジスルホ-4,4’-ベンジジンナフタレン-2,6−ジカルボキサミド)(表2の構造7)(以下でP3として参照される)、及び実施例12に記載されたC1の二成分組成物を含む溶液からのAC型の位相差層の調製を記載する。前記有機化合物の組成物は、ジョイントリオトロピック液晶系を形成し得る。P3の剛性コア高分子は、板状超分子C1のπ-πスタック(カラム)と一緒に配向し得る。
本実施例は、ポリ(2,2’-ジスルホ-4,4’-ベンジジンナフタレン-2,6−ジカルボキサミド)(表2の構造7)(以下でP3として参照される)、及び実施例12に記載されたC1の二成分組成物を含む溶液からのAC型の位相差層の調製を記載する。前記有機化合物の組成物は、ジョイントリオトロピック液晶系を形成し得る。P3の剛性コア高分子は、板状超分子C1のπ-πスタック(カラム)と一緒に配向し得る。
P3/C1=65/35モル%組成物が以下のように調製された:P3のセシウム塩5.12g(0.0065モル)を、脱イオン水(導電率約5μSm/cm)475gに溶解させ、懸濁液をマグネットスターラーで混合した。溶解後、溶液を孔径45μmの親水性ナイロンフィルターでろ過した。別に、1.86g(0.0035モル)のC1を脱イオン水60gに溶解させ、懸濁液をマグネットスターラーで混合した。攪拌しながら、透明溶液が形成されるまで、20重量%の水酸化セシウム4.4ml(0.007モル)を一滴ずつ懸濁液に約15分間、徐々に添加した。P3及びC1の透明溶液を一緒に混合し、透明溶液547gを形成した。この組成物を、過剰の水を除去するためにロータリエバポレータで濃縮し、リオトロピック液晶(LLC)溶液を表す二成分組成物127gを形成した。組成物(P3+C1)CTOTの総濃度は約6重量%であった。
実施例14に記載されたように、塗膜が作製され光学的に特徴付けられた。塗膜のNZファクターの値は約2.4である。
実施例18
本実施例は、4,4'-(5,5-ジオキシドジベンゾ[b,d]チエン-3,7-ジイル)ジベンゼンスルホン酸(表4の構造29)の溶液からのBA型の固体光学位相差層の調製を記載する。
本実施例は、4,4'-(5,5-ジオキシドジベンゾ[b,d]チエン-3,7-ジイル)ジベンゼンスルホン酸(表4の構造29)の溶液からのBA型の固体光学位相差層の調製を記載する。
4,4'-(5,5-ジオキシドジベンゾ[b,d]チエン-3,7-ジイル)ジベンゼンスルホン酸(1g)を実施例12に記載したように得て、蒸留水5.8g及び20%水酸化セシウム水溶液3.2gと混合し、次いで約1時間、リオトロピック液晶溶液が形成されるまで、室温(23℃)で撹拌した。
実施例14に記載したように塗膜が作製され光学的に特徴づけられた。得られた位相差層は、以下の条件:nx<nz<nyに従う主屈折率によって特徴付けられた。波長λ=550nmでのNZファクターは約0.4である。
実施例19
本実施例は、実施例16に記載された有機化合物P2及び実施例12に記載されたC1の二成分組成物を含む溶液からのBA型の固体光学位相差層の調製を記載する。
本実施例は、実施例16に記載された有機化合物P2及び実施例12に記載されたC1の二成分組成物を含む溶液からのBA型の固体光学位相差層の調製を記載する。
P2/C1=35/65モル%組成物が以下のように調製された:P2のセシウム塩2.86g(0.0035モル)を、脱イオン水(導電率約5μSm/cm)70gに溶解させ、懸濁液をマグネットスターラーで混合した。溶解後、溶液を孔径45μmの親水性ナイロンフィルターでろ過した。別に、3.44g(0.0065モル)のC1を脱イオン水103gに溶解させ、懸濁液をマグネットスターラーで混合した。攪拌する間、透明溶液が形成されるまで、20重量%の水酸化セシウム7.75mlを一滴ずつ懸濁液に約15分間、徐々に添加した。P2及びC1の透明溶液を一緒に混合し、透明溶液400gを形成した。この組成物を、過剰の水を除去するためにロータリエバポレータで濃縮し、リオトロピック液晶(LLC)溶液を表す二成分組成物70gを形成した。組成物(P2+C1)CTOTの総濃度は約11%であった。
実施例14に記載されたように塗膜が作製され光学的に特徴付けられたが、ガードナーステンレス鋼線材(Gardner wired stainless steel rod)#8の代わりにガードナーステンレス鋼線材(Gardner wired stainless steel rod)#4が使用された。得られた固体光学位相差層は、以下の条件:nx<nz<nyに従う主屈折率によって特徴付けられた。波長λ=550nmでのNZファクターは約0.7である。
次に、本発明の種々の要素に数字表示が与えられ、当業者が本発明を作製し使用できるように本発明が論じられる図を参照する。具体的に図示または記載されない要素は、当業者に周知の種々の形態を取り得ることが理解されるべきである。
図1は、本発明による眼鏡を概略的に図示する。眼鏡は、左眼用(1)及び右眼用(2)の一対の直交する円偏光フィルターを含む。左眼フィルターは、見る者(8)に対向する直線偏光子(3)及び該直線偏光子(3)の表面に位置する、スクリーン(7)の3D画像に対向する位相差層(4)を含む。右眼フィルターは、見る者(8)に対向する直線偏光子(5)及び該直線偏光子(5)の表面に位置する、スクリーン(7)の3D画像に対向する位相差層(6)を含む。位相差層は、実施例18または19により調製されたBA型の固体光学位相差層である。左の円偏光フィルターは、λ0/4に等しい面内位相差を有し、右の円偏光フィルターの位相差層は3λ0/4に等しい面内位相差を有し、ここでλ0は、500nmに等しい可視波長範囲にある目的波長である。
本発明は特定の好適な実施形態を参照して詳細に記載されたが、本発明が属する技術分野において通常の技能を有する者は、以下の特許請求の範囲の思想及び範囲を逸脱することなく、種々の修正及び強化がなされ得ることを理解するであろう。
Claims (18)
- 一対の直交する円偏光フィルターを含む眼鏡であって、
前記円偏光フィルターが、
直線偏光子と、
該直線偏光子の表面に位置する位相差層と、を含み、
前記位相差層が、
少なくとも一つの第1型の有機化合物、及び/または
少なくとも一つの第2型の有機化合物を含み、
前記第1型の有機化合物が一般構造式Iを有し、
式中、Coreは剛性コア高分子を形成し得る共役有機単位であり、
nは前記剛性コア高分子中の共役有機単位の数であり、
Gkは一組のイオン形成性側基であり、
kは、その組Gkの中の側基の数であり、
前記イオン形成性側基及び前記数kは、溶媒中の前記第1型の有機化合物の溶解性を与え、及びロッド状高分子へ剛性を付与し、
数nは、有機化合物またはその塩の溶液中で高分子の自己集合を促進する分子異方性を与え、
前記数kは、0、1、2、3、4、5、6、7または8であり、前記数nは、10ないし100000の範囲にある整数であり、
前記第2型の有機化合物が、一般構造式IIを有し、
式中、Sysは少なくとも部分的に共役した実質的に平面の多環式有機分子系であり、
X、Y、Z及びQは置換基であり、
置換基Xはカルボン酸基‐COOHであり、mは0、1、2、3または4であり、
置換基Yはスルホン酸基‐SO3Hであり、hは0、1、2、3または4であり、
置換基Zはカルボキサミド‐CONH2であり、pは0、1、2、3または4であり、
置換基Qはスルホンアミド‐SO2NH2であり、vは0、1、2、3または4であり、
前記第2型の有機化合物が、π‐π相互作用を介して板状超分子を形成することができ、及び前記固体光学位相差層が可視スペクトル範囲内の電磁放射線に対して実質的に透明であり、
一方の円偏光フィルターの前記位相差層がλ0/4に等しい面内位相差を有し、もう一方の円偏光フィルターの位相差層が3λ0/4に等しい面内位相差を有し、λ0が可視波長範囲にある目的波長であることを特徴とする眼鏡。 - 前記光学位相差層の型及び二軸性度が、組成物内の前記第1型及び前記第2型の有機化合物のモル比によって制御されることを特徴とする請求項1に記載された眼鏡。
- 前記光学位相差層の位相差の型が、BA板、ポジティブA板、AC板及びネガティブA板を含むリストから選択されることを特徴とする請求項1または2に記載された眼鏡。
- 中心波長λ0が500nmであることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載された眼鏡。
- 中心波長λ0が550nmであることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載された眼鏡。
- 前記剛性コアロッド状高分子が、ポリマー性の剛性主鎖を有し、前記共役有機単位が同一であることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一項に記載された眼鏡。
- 前記剛性コア高分子が、共重合性の剛性主鎖を有し、少なくとも一つの共役有機単位が他と異なることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一項に記載された眼鏡。
- 少なくとも一つの共役有機単位(Core)が一般構造式IIIを有し、
式中、Core1及びCore2は共役有機成分であり、
スペーサーS1及びS2は、酸素原子が互いに直接結合しないように、-CO-NH-、-NH-CO-、-O-NH-、直鎖状及び分岐状の(C1-C4)アルキレン、直鎖状及び分岐状の(C1-C4)アルケニレン、-O-CH2-、-CH2-O-、-CH=CH-、-CH=CH-COO-、-OOC-CH=CH-、-CO-CH2-、-OCO-O-、-OCO-、-C≡C-、-CO-S-、-S-、-S-CO-、-O-、-NH-、-N(CH3)-を含むリストから選択されることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか一項に記載された眼鏡。 - 少なくとも一つの剛性コア高分子が、一般構造式IVを有する共重合体であり、
式中、Core1、Core2、Core3及びCore4は共役有機成分であり、スペーサーS1、S2、S3及びS4は、酸素原子が互いに直接結合しないように、-CO-NH-、-NH-CO-、-O-NH-、直鎖状及び分岐状の(C1-C4)アルキレン、直鎖状及び分岐状の(C1-C4)アルケニレン、(C2-C20)ポリエチレングリコール、-O-CH2-、-CH2-O-、-CH=CH-、-CH=CH-COO-、-OOC-CH=CH-、-CO-CH2-、-OCO-O-、-OCO-、-C≡C-、-CO-S-、-S-、-S-CO-、-O-、-NH-、-N(CH3)-を含むリストから選択され、nは10ないし10000の範囲にある整数であり、tは1ないしn−1の範囲にある整数であり、jは0または1であり、Core3及びCore4からの少なくとも一つの共役有機成分がCore1及びCore2と異なることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか一項に記載された眼鏡。 - イオン形成性基Gを含む前記共役有機成分Core1、Core2、Core3及びCore4が、一般式1ないし2を有する構造から選択され、
前記イオン形成性側基Gが、-COOH、-SO3H及び-H2PO3を含むリストから選択され、kは0、1または2であり、pは1、2または3であることを特徴とする請求項8または9に記載された眼鏡。 - 前記第1型の有機化合物が構造3ないし13から選択され、前記イオン形成性側基Gが、スルホン酸基-SO3Hであり、kは0、1または2であることを特徴とする請求項1ないし10のいずれか一項に記載された眼鏡。
- 前記第1型の有機化合物がさらに、直鎖状及び分岐状の(C1-C20)アルキル、(C2-C20)アルケニル及び(C2-C20)アルキニルを含むリストから独立して選択される追加の側基を含むことを特徴とする請求項1ないし11のいずれか一項に記載された眼鏡。
- 前記追加の側基の少なくとも1つが、-C(O)-、-C(O)O-、-C(O)-NH-、-(SO2)NH-、-O-、-CH2O-、-NH-、>N-、及びそれらのいずれかの組み合わせを含むリストから選択される架橋基Aを介してCoreと結合していることを特徴とする請求項12に記載された眼鏡。
- 前記第1型の有機化合物の塩が、アンモニウム塩及びアルカリ金属塩を含むリストから選択されることを特徴とする請求項1ないし13のいずれか一項に記載された眼鏡。
- 前記第2型の有機化合物が、一般式14ないし28の構造から選択される、少なくとも部分的に共役した実質的に平面の多環式分子系Sysを有することを特徴とする請求項1ないし14のいずれか一項に記載された眼鏡。
- 前記第2型の有機化合物が構造29ないし37から選択され、前記分子系Sysが構造14及び22〜28から選択され、置換基がスルホン酸基−SO3Hであり、m、p、v及びwが0であることを特徴とする請求項15に記載された眼鏡。
- さらに、アルカリ金属の水酸化物及び塩を含むリストから選択される無機化合物を含む請求項1ないし16のいずれか一項に記載された眼鏡。
- 前記直線偏光子が、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリエチレンナフタラート(PEN)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリカーボネート(PC)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリイミド(PI)及びポリエステルを含むリストから選択される複屈折性材料の基板上に作製されることを特徴とする請求項1ないし17のいずれか一項に記載された眼鏡。
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