JP3947614B2 - Liquid crystalline polyester composition - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規な液晶性ポリエステル組成物および該組成物からなる複屈折率が高く、広いコレステリック選択反射波長スペクトルの帯域幅を有し、オプトエレクトロニクスの分野への応用に好適な新規な光学フィルムに関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶は、その種類によって特有の分子配向の秩序を有することが知られている。そのために液晶は、該分子配向を利用し、または制御することによって様々な分野に応用され、工業的に大きな分野を形成している。
低分子液晶については周知のごとく時計、電卓あるいはテレビなどの表示素子としてネマチックタイプのものが広く使用されている。またディスプレイの分野においては、確固たる地位を築いている。以上の如く低分子液晶においては、その電気光学効果に基づく応用が用途の大半を占めている。
一方、高分子液晶はその力学的特性もさることながら、ネマチック、スメクチックおよびコレステリックのそれぞれの液晶のタイプに応じて、低分子液晶と同様な電気光学効果あるいは熱光学効果を示すことがよく知られている。高分子液晶は、電場・熱などの外力に対する応答が低分子液晶に比べて遅いため、低分子液晶と同じ用途に用いることはできない。しかしながら高分子液晶は、それぞれの液晶のタイプに特有の配向構造を固定化することができるという大きな特徴を有する。液晶の種類に応じて、該液晶に特有の配向構造が固定化された高分子液晶は、表示材料、記録材料として利用されている。また高分子液晶は、光学材料に有利なフィルム化・薄膜化が容易であり、フィルム化・薄膜化された高分子液晶は様々な分野に応用可能である。
【0003】
各種液晶のうち、コレステリック液晶には、その螺旋ピッチに応じた波長領域の円偏光を選択的に反射する性質がある。コレステリック液晶性を示す高分子液晶をフィルム化・薄膜化すると分子は、通常フィルム面に平行に配向し、コレステリック層もフィルム面に平行となる。このフィルム面にある角度で光が入射すると、コレステリックピッチに応じて、ある特定波長の円偏光のみが選択的に反射される。すなわちコレステリック液晶性の高分子液晶を固定化して得られるフィルム・薄膜は、本質的に選択反射フィルターとなる。選択反射の中心波長(λs)はコレステリック液晶の螺旋ピッチ(P:360°ねじれた時の膜厚)と平均屈折率(N)によって規定されるが、その選択反射帯域幅(Δλ)はコレステリック液晶の複屈折率(Δn)に依存する。
【0004】
【数1】

Figure 0003947614
【0005】
液晶の複屈折率Δnの値は、通常0.1〜0.3程度であり、590nmにおける選択反射帯域Δλは、通常30〜100nm(N=1.7と仮定)となる。これを大きく上回る値を得るためには、特異な分子構造によってΔnを高める必要がある。Δnは、分子の分極率と配向秩序パラメーターに依存することから、光学的に異方性を生じさせる分極率の高い分子や、電子密度の高い共役系分子であるベンゼン環、多環芳香族、エチレン−アセチレン連鎖基、末端シアノ基などの化合物によって向上することが知られている。このような低分子液晶としては、M.Hirdらによって報告されている(M.Hird et.al,Liquid Crystals,1993,15,123)。しかしながら高分子液晶においては、このようなΔnが高く、広い選択反射帯域幅を有するものについては知られていない状況にあった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、新たな液晶性ポリエステル組成物を見出し、さらに該組成物が溶融時に液晶相を示し、かつ液晶転移温度以下に冷却することにより該液晶相を固定化可能な特徴を有することも見出すことにより上記課題を解決するに至った。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、主鎖型液晶性ポリエステルにおいて、主鎖方向に共役系の延びた分極率の高い特定のモノマー単位、およびカテコール単位を有する液晶性ポリエステルおよび光学活性な液晶性ポリエステルとの組成物を開発し、該組成物を用いることにより、高い複屈折率と広い選択反射帯域幅を示す新たな光学フィルムを発明するに至った。
【0008】
すなわち本発明の第1は、下記I成分の液晶性ポリエステル 50〜99.5重量%、および下記II成分の光学活性な液晶性ポリエステル 0.5〜50重量%より成ることを特徴とする液晶性ポリエステル組成物である。
〔I成分〕
下記構造単位(A)、(B)および(C)を必須構造単位として有し、任意構造単位として構造単位(D)、(E)および(F)から選ばれる少なくとも1種の構造単位を有し、かつフェノール/テトラクロロエタン(重量比60/40)混合溶媒中、濃度0.5g/dl、温度30℃で測定した対数粘度が0.05〜0.5であることを特徴とする液晶性ポリエステル。
【0009】
【化9】
Figure 0003947614
【0010】
【化10】
Figure 0003947614
【0011】
【化11】
Figure 0003947614
【0012】
【化12】
Figure 0003947614
【0013】
【化13】
Figure 0003947614
【0014】
【化14】
Figure 0003947614
【0015】
〔II成分〕
下記構造単位(G)および(H)より構成され、フェノール/テトラクロロエタン(重量比60/40)混合溶媒中、濃度0.5g/dl、温度30℃で測定した対数粘度が0.05〜0.5である光学活性な液晶性ポリエステル。
【0016】
【化15】
Figure 0003947614
【0017】
【化16】
Figure 0003947614
【0018】
本発明の第2は、溶融時に液晶相を呈し、かつ液晶転移温度以下に冷却することにより該液晶相におけるコレステリック配向を固定化することが可能であることを特徴とする請求項1記載の液晶性ポリエステル組成物である。
本発明の第3は、上記第1または2記載の液晶性ポリエステル組成物から形成されることを特徴とする光学フィルムである。
【0019】
ここで本発明の第2でいう液晶転移温度以下に冷却することにより液晶相の固定化が可能であるという意味は液晶状態にある当該コレステリック液晶性ポリエステル組成物を任意の冷却速度にて冷却した際、結晶相への相転移が実質的に発生せず、かつ液晶転移温度(ガラス転移温度)以下においては液晶状態における分子配向状態がそのまま保持されうるということである。また実質的に結晶相への相転移が発生しないとは、少なくとも光学的測定手法では結晶相の存在が認められないということを意味する。
【0020】
【発明の実施の形態】
本発明の液晶性ポリエステル組成物を構成する各成分について説明する。
I成分:液晶性ポリエステルは、構造単位(A)、(B)、(C)を必須構造単位とし、任意に構造単位(D)、(E)、(F)から選ばれる少なくとも1種の構造単位を有する液晶性ポリエステルである。
構造単位(A)は、高い複屈折率を発現するための必須成分であり、4’−ヒドロキシ−4−スチルベンカルボン酸を基本骨格とする、アルキル置換体、アルコキシ置換体、ハロゲン置換体、α−アルキル置換体、α、α’−ジアルキル置換体、または該カルボン酸の機能性誘導体から誘導される少なくとも1種の構造単位である。ここで該カルボン酸の各種置換体とは、4’−ヒドロキシ−3’−メトキシ−4−スチルベンカルボン酸、4’−ヒドロキシ−3’,5’−ジメトキシ−4−スチルベンカルボン酸、4’−ヒドロキシ−3’−エトキシ−4−スチルベンカルボン酸、4’−ヒドロキシ−3’,5’−ジエトキシ−4−スチルベンカルボン酸、4’−ヒドロキシ−3’−メトキシ−5’−エトキシ−4−スチルベンカルボン酸、4’−ヒドロキシ−3−メトキシ−4−スチルベンカルボン酸、4’−ヒドロキシ−3−エトキシ−4−スチルベンカルボン酸、4’−ヒドロキシ−3’−メチル−4−スチルベンカルボン酸、4’−ヒドロキシ−3’−エチル−4−スチルベンカルボン酸、4’−ヒドロキシ−3’,5’−ジメチル−4−スチルベンカルボン酸、4’−ヒドロキシ−3’,5’−ジエチル−4−スチルベンカルボン酸、4’−ヒドロキシ−2’−フルオロ−4−スチルベンカルボン酸、4’−ヒドロキシ−2’−クロロ−4−スチルベンカルボン酸、4’−ヒドロキシ−3’−クロロ−4−スチルベンカルボン酸、4’−ヒドロキシ−2’−ブロモ−4−スチルベンカルボン酸、4’−ヒドロキシ−3’,5’−ジフルオロ−4−スチルベンカルボン酸、4’−ヒドロキシ−3’,5’−ジクロロ−4−スチルベンカルボン酸、4’−ヒドロキシ−3’,5’−ジブロモ−4−スチルベンカルボン酸、α−メチル−4’−ヒドロキシ−4−スチルベンカルボン酸、α−メチル−4’−ヒドロキシ−3’−メトキシ−4−スチルベンカルボン酸、α−エチル−4’−ヒドロキシ−4−スチルベンカルボン酸、α−エチル−4’−ヒドロキシ−3’−メトキシ−4−スチルベンカルボン酸、α、α’−ジメチル−4’−ヒドロキシ−4−スチルベンカルボン酸、α、α’−ジエチル−4’−ヒドロキシ−4−スチルベンカルボン酸、などである。
【0021】
構造単位(A)と同種の機能を示す該単位以外のヒドロキシカルボン酸単位として、具体的には構造単位(E)として4−(4’−ヒドロキシフェニル)安息香酸、6−ヒドロキシ−2−ナフタレンカルボン酸、4−ヒドロキシ安息香酸またはそれぞれの機能性誘導体(例えばアセトキシ化合物、メチルエステル等のアルキルエステル)から誘導される単位を必要に応じて含むことができる。構造単位(A)は、液晶性ポリエステル中、通常20〜80モル%、好ましくは25〜75モル%、さらに好ましくは30〜70モル%の割合で存在する。また構造単位(E)を含む場合、構造単位(A)、(E)の組成比(モル比)は、(A)/(E)として通常1/19〜79/1、好ましくは10/20〜69/1の範囲で決定されるが、当該ポリエステル中に構造単位(A)を少なくとも20モル%以上含むことが本発明では望ましい。
【0022】
構造単位(B)は、液晶性を発現するためのメソーゲンとしての役割を果たす成分であり、具体的には4,4’−スチルベンジカルボン酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、4,4’−ジカルボキシジフェニルエーテル、テレフタル酸、ブロモテレフタル酸またはこれらジカルボン酸の機能性誘導体(例えばジメチルエステル等のジアルキルエステルやジクロリドのような酸クロリド)から誘導される少なくとも1種の構造単位である。構造単位(B)と同種の機能を示す該単位以外の単官能カルボン酸単位として、具体的には構造単位(F)として4’−アルコキシ−4−スチルベンカルボン酸、3’,4’−ジアルコキシ−4−スチルベンカルボン酸、4−(4’−アルコキシフェニル)安息香酸、4−(3’,4’−ジアルコキシフェニル)安息香酸、6−アルコキシ−2−ナフタレンカルボン酸、4−アルコキシ安息香酸、3,4−シアルコキシ安息香酸またはそれぞれの機能性誘導体(例えばメチルエステル等のアルキルエステルやクロリドのような酸クロリド)から誘導される単位を必要に応じて含むことができる。ここで該単官能カルボン酸に置換したアルコキシ基とは、C1 〜C20の直鎖型または側鎖型単位であり、具体的にはメトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、n−ブトキシ、n−ペンチルオキシ、n−ヘキシルオキシ、n−ヘプチルオキシ、n−オクチルオキシ、n−ノニルオキシ、n−デシルオキシ、n−オクタデシルオキシ、2−エチルヘキシルオキシ、i−プロポキシなどである。構造単位(B)は液晶性ポリエステル中に、通常10〜40モル%、好ましくは15〜35モル%、さらに好ましくは20〜35モル%の割合で存在する。また構造単位(F)を含む場合、構造単位(B)、(F)の組成比(モル比)は、(B)/2(F)として通常1/9〜39/1、好ましくは5/10〜34/1の範囲で決定されるが、当該ポリエステル中に構造単位(B)を少なくとも10モル%以上含むことが本発明では望ましい。
【0023】
次いで構造単位(C)は、冷却下で液晶相を固定化するための役割を果たす成分であり、具体的にはカテコールまたはカテコールの機能性誘導体(例えばジアセトキシ化合物などの誘導体)から誘導される少なくとも1種の構造単位である。また構造単位(C)と同種の機能を示す該単位以外のジオール単位として、具体的には構造単位(D)として4,4’−ジヒドロキシスチルベン、4,4’−ビフェノール、2,6−ジヒドロキシナフタレン、ヒドロキノン、メチルヒドロキノンまたはそれぞれの機能性誘導体(例えばジアセトキシ化合物などの誘導体)から誘導される単位を必要に応じて含むことができる。構造単位(C)は、液晶性ポリエステル中、通常10〜40モル%、好ましくは15〜35モル%、さらに好ましくは20〜35モル%の割合で存在する。また構造単位(D)を含む場合、構造単位(C)、(D)の組成比(モル比)は、(C)/(D)として通常1/9〜39/1、好ましくは5/10〜34/1の範囲で決定されるが、当該ポリエステル中に構造単位(C)を少なくとも10モル%以上含むことが本発明では望ましい。
なお構造単位(B)、(C)また必要に応じ構造単位(D)を含んだ場合における組成比(モル比)は、(B)/(C)または(B)+2(F)/(C)+(D)として概略1であり、通常45/55〜55/45、好ましくは48/52〜52/48の範囲である。
本発明の液晶性ポリエステルの具体例としては、次のものを例示することができる:
【0024】
【化17】
Figure 0003947614
【0025】
【化18】
Figure 0003947614
【0026】
【化19】
Figure 0003947614
【0027】
【化20】
Figure 0003947614
【0028】
【化21】
Figure 0003947614
【0029】
【化22】
Figure 0003947614
【0030】
【化23】
Figure 0003947614
【0031】
【化24】
Figure 0003947614
【0032】
【化25】
Figure 0003947614
【0033】
【化26】
Figure 0003947614
【0034】
【化27】
Figure 0003947614
【0035】
【化28】
Figure 0003947614
【0036】
【化29】
Figure 0003947614
【0037】
【化30】
Figure 0003947614
【0038】
【化31】
Figure 0003947614
【0039】
【化32】
Figure 0003947614
【0040】
【化33】
Figure 0003947614
【0041】
【化34】
Figure 0003947614
【0042】
【化35】
Figure 0003947614
【0043】
本発明の液晶性ポリエステルは、上記の構造単位に対応するモノマー成分を縮合共重合して得ることができる。重合方法は特に制限されるものではなく、当該分野で公知の重合法、例えば溶融重合法または溶液重合法を適用することにより合成することができる。
溶融重合法によりI成分:液晶性ポリエステルを合成する場合、例えば所定量の4’−アセトキシ−3’−メトキシ−4−スチルベンカルボン酸(構造単位(A)形成モノマー)、4,4’−スチルベンジカルボン酸(構造単位(B)形成モノマー)、カテコールジアセテート(構造単位(C)形成モノマー)を高温、減圧下または高真空下で重合させることによって、容易に目的のポリエステルを得ることができる。ここで構造単位(A)、(B)、(C)および任意に(D)、(E)、(F)から選ばれる少なくとも1種の構造単位を構成するモノマー成分の仕込み比(モル比)としては、A/(B+C)、A/(B+C+D)、A/(B+C+D+2F)、(A+E)/(B+C)、(A+E)/(B+C+D)、または(A+E)/(B+C+D+2F)の値として通常20/80〜80/20、好ましくは25/75〜75/25、さらに好ましくは30/70〜70/30の範囲である。またA/Eの値としては、1/19〜79/1、好ましくは10/20〜69/1の範囲である。またB/2Fの値としては1/9〜39/1、好ましくは5/10〜34/1の範囲である。またB/Cまたは(B+2F)/(C+D)の値としては概略1であり、通常45/55〜55/45、好ましくは48/52〜52/48の範囲である。さらにC/Dの値としては、1/9〜39/1、好ましくは5/10〜34/1の範囲である。
【0044】
重合条件は特に限定されないが、通常、温度150〜350℃、好ましくは200〜300℃、反応時間は30分以上、好ましくは1時間〜40時間程度である。また常圧下において重合反応を行うことが望ましい。なお重合反応を促進させるために、1−メチルイミダゾール、4−ジメチルアミノピリジン等のアミン、アルカリ金属塩、Fe、Mn、Ti、Co、Sb、Snなどの金属塩を単独もしくは組み合わせて使用してもよい。
またI成分:液晶性ポリエステルの分子量は、重合時間をコントロールすること等により通常の縮合反応同様容易に調整しうる。
ここで本発明の液晶性ポリエステルの分子量は、フェノール/テトラクロロエタン混合溶媒(60/40重量比)中、30℃で測定した対数粘度〔ηinh〕で、通常0.05〜0.5、好ましくは0.07〜0.4、より好ましくは0.1〜0.3である。ηinhの値が0.05より低い場合には、強度が弱くなる恐れがあり、実用上問題となることがある。また0.5より高い場合、液晶状態における流動性が低下することがあり、均一な配向を得ることが困難となる恐れ
がある。
【0045】
さらに溶液重合法によりI成分:液晶性ポリエステルを製造する場合は、例えば所定量の4’−ヒドロキシ−3’−メトキシ−4−スチルベンカルボン酸(構造単位(A)形成モノマー)、4,4’−スチルベンジカルボン酸(構造単位(B)形成モノマー)、カテコール(構造単位(C)形成モノマー)を溶媒に溶解し加熱する。またはピリジン等に溶解し塩化アリールスルホニル/ジメチルホルムアミドもしくはクロロリン酸ジフェニル/ジメチルホルムアミドの存在下に加熱することにより、容易に目的のポリエステルを得ることができる。
【0046】
また溶液重合法により当該液晶性ポリエステルを合成する際における、構造単位(A)、(B)、(C)および任意に(D)、(E)、(F)から選ばれる少なくとも1種の構造単位を構成するモノマー成分の仕込み比(モル比)は、上記溶融重合法と同様であり、具体的にはA/(B+C)、A/(B+C+D)、A/(B+C+D+2F)、(A+E)/(B+C)、(A+E)/(B+C+D)、または(A+E)/(B+C+D+2F)の値として通常20/80〜80/20、好ましくは25/75〜75/25、さらに好ましくは30/70〜70/30の範囲である。またA/Eの値としては、1/19〜79/1、好ましくは10/20〜69/1の範囲である。またB/2Fの値としては1/9〜39/1、好ましくは5/10〜34/1の範囲である。またB/Cまたは(B+2F)/(C+D)の値としては概略1であり、通常45/55〜55/45、好ましくは48/52〜52/48の範囲である。さらにC/Dの値としては、1/9〜39/1、好ましくは5/10〜34/1の範囲である。
【0047】
溶液重合する際に用いる溶媒は特に限定されないが、例えばo−ジクロロベンゼン、ジクロロエタン、テトラクロロエタンなどのハロゲン系溶媒、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ジメチルホルムアミド(DMF)、N−メチルピロリドン(NMP)などの極性溶媒、テトラヒドロフラン(THF)、ジオキサンなどのエーテル系溶媒などが挙げられる。また酸受容体としては、特に限定されないが、例えばピリジン、トリエチルアミン、トリプロピルアミンなどが挙げられる。溶液重合の際の反応条件は特に限定されないが、通常温度50〜200℃、好ましくは60〜150℃、反応時間は通常1時間以上、好ましくは2時間〜10時間程度である。
【0048】
次いでII成分:光学活性な液晶性ポリエステルについて説明する。該ポリエステルは、構造単位(G)および(H)とから構成される光学活性な液晶性ポリエステルである。
構造単位(G)は、液晶性を発現するためのメソーゲンとしての役割を果たす必須成分であり、具体的には4,4’−スチルベンジカルボン酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、テレフタル酸またはそれぞれの機能性誘導体(例えばジメチルエステル等のジアルキルエステルやジクロリドのような酸クロリド)から誘導される単位である。構造単位(G)は光学活性な液晶性ポリエステル中、通常30〜60モル%、好ましくは30〜50モル%、さらに好ましくは35〜50モル%の割合で含まれる。なお構造単位(G)は、2種以上の異なるものを当該ポリエステル中に含んでもよい。具体的には構造単位(G)形成モノマーとして、例えば4,4’−スチルベンジカルボン酸と4,4’−ビフェニルジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、またはテレフタル酸とを後述する当該ポリエステルの合成の際に供することにより、構造単位(G)を2種以上含む光学活性な液晶性ポリエステルを得ることができる。
【0049】
また構造単位(H)は、コレステリック液晶相を発現するための必須成分であり、具体的には光学活性な2−メチル−1,4−ブタンジオール、2,4−ペンタンジオール、1,2−プロパンジオール、2−クロロ−1,4−ブタンジオール、2−フルオロ−1,4−ブタンジオール、2−ブロモ−1,4−ブタンジオール、2−エチル−1,4−ブタンジオール、2−プロピル−1,4−ブタンジオールまたはそれぞれの機能性誘導体(例えばジアセトキシ化合物などの誘導体)から形成される単位である。上記ジオール類はR体、S体のいずれでも良く、またR体およびS体の混合物であってもよい。ここでR体およびS体の混合物である場合、両者の差が少なくとも1%以上、好ましくは10%以上、さらに好ましくは20%以上であることが必要である。R体、S体の差が1%未満の場合には、コレステリック液晶相を呈しない恐れがあり望ましくない。また構造単位(H)は、光学活性な液晶性ポリエステル中に通常40〜70モル%、好ましくは50〜70モル%、さらに好ましくは50〜65モル%の割合で含む。したがって当該液晶性ポリエステルは、構造単位(H)を構造単位(G)より過剰に含むために該ポリエステルの分子鎖構造としては、両末端に水酸基が残った分子鎖構造を通常形成している。
上記の如き光学活性な液晶性ポリエステルとしては具体的には、次のものを例示することができる。
【0050】
【化36】
Figure 0003947614
【0051】
【化37】
Figure 0003947614
【0052】
【化38】
Figure 0003947614
【0053】
【化39】
Figure 0003947614
【0054】
【化40】
Figure 0003947614
【0055】
【化41】
Figure 0003947614
【0056】
【化42】
Figure 0003947614
【0057】
本発明に用いられるII成分:光学活性な液晶性ポリエステルは、上記の構造単位に対応するモノマー成分を共重合して得ることができる。重合方法は特に制限されるものではなく、公知の溶融重合法または溶液重合法を適用することにより製造することができる。
溶融重合法により光学活性な液晶性ポリエステルを合成する場合、例えば所定量の4,4’−スチルベンジカルボン酸ジメチル(構造単位(G)形成モノマー)、光学活性な2−メチル−1,4−ブタンジオール(構造単位(H)形成モノマー)を高温、減圧下または高真空下で重合させることによって、容易に目的のポリエステルを得ることができる。ここで構造単位(G)、(H)の仕込み比(モル比)としては、G/Hの値として通常30/70〜60/40、好ましくは30/70〜50/50、さらに好ましくは35/65〜50/50の範囲である。
重合条件は特に限定されないが、通常、温度150〜350℃、好ましくは200〜300℃、反応時間は30分以上、好ましくは1時間〜40時間程度である。また常圧下において重合反応を行うことが望ましい。なお重合反応を促進させるために、1−メチルイミダゾール、4−ジメチルアミノピリジン等のアミン、アルカリ金属塩、Fe,Mn,Cd,Mg,Ba,Ti,Zn,Pb,Co,Sb,Snなどの金属塩を単独もしくは組み合わせて使用してもよい。また分解抑制剤としてリン化合物などを添加してもよい。
また光学活性な液晶性ポリエステルの分子量は、重合時間をコントロールすることなどにより通常の縮合反応同様容易に調整しうる。
【0058】
ここで当該液晶性ポリエステルの分子量は、フェノール/テトラクロロエタン混合溶媒(60/40重量比)中、30℃で測定したηinhの値で、通常0.05〜0.5、好ましくは0.07〜0.4、より好ましくは0.1〜0.3である。ηinhの値が0.05より低い場合、前述したI成分:液晶性ポリエステルとの組成物の強度が低くなる恐れがあり、実用上問題である。またηinhの値が0.5より高い場合には、I成分:液晶性ポリエステルとの組成物とした際、該組成物の液晶状態での流動性が低くなる可能性があり、均一な配向を得ることが困難となる恐れがある。
さらに溶液重合法により光学活性な液晶性ポリエステルを製造する場合は、例えば所定量の4,4’−スチルベンジカルボン酸ジハライド(構造単位(G)形成モノマー)、光学活性な2−メチル−1,4−ブタンジオール(構造単位(H)形成モノマー)を溶媒に溶解し、ピリジンなどの酸受容体の存在下に加熱することにより、容易に目的のポリエステルを得ることができる。
ここで4,4’−スチルベンジカルボン酸ジハライドとしては、4,4’−スチルベンジカルボン酸ジクロリド、4,4’−スチルベンジカルボン酸ジブロミドなどが挙げられる。
【0059】
また溶液重合法により当該液晶性ポリエステルを合成する際における、構造単位(G)および(H)を構成するモノマー成分の仕込み比(モル比)は、上記溶融重合法と同様であり、具体的にはG/Hの値として通常30/70〜60/40、好ましくは30/70〜50/50、さらに好ましくは35/65〜50/50の範囲である。
溶融重合する際に用いる溶媒は特に限定されないが、例えばo−ジクロロベンゼン、ジクロロエタン、テトラクロロエタンなどのハロゲン系溶媒、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ジメチルホルムアミド(DMF)、N−メチルピロリドン(NMP)などの極性溶媒、テトラヒドロフラン(THF)、ジオキサンなどのエーテル系溶媒などが挙げられる。また酸受容体としては、特に限定されないが、例えばピリジン、トリエチルアミン、トリプロピルアミンなどが挙げられる。溶液重合の際の反応条件は特に限定されないが、通常温度50〜200℃、好ましくは60〜150℃、反応時間は通常1時間以上、好ましくは2時間〜10時間程度である。
【0060】
本発明の液晶性ポリエステル組成物は、以上説明したI成分:液晶性ポリエステルを50〜99.5重量%、好ましくは60〜90重量%、さらに好ましくは70〜80重量%およびII成分:光学活性な液晶性ポリエステルを0.5〜50重量%、好ましくは10〜40重量%、さらに好ましくは20〜30重量%とから成る。I成分の液晶性ポリエステルが50%未満であると、ガラス転移温度の低下を招く恐れがあり、耐熱性の上で望ましくない。また99.5%より多く含む場合、螺旋ピッチが広くなりすぎる恐れがあり実用的な選択反射を示さない可能性がある。なお本発明の液晶性ポリエステル組成物の組成を決定するうえで、各ポリエステルの組成によっても変わり得るが、I成分の液晶性ポリエステルが約85%以上の場合には、選択反射は赤外領域に移動する。また約65%以下の場合には、紫外領域に移動する。これらのことを勘案し、当該組成物の組成を決定する。
またI成分の液晶性ポリエステルとII成分の光学活性な液晶性ポリエステルとの混合方法は特に制限されるものではない。例えば両者を融点以上に加熱し混合、または適当な溶媒に溶解したのち混合する方法を採用することができる。本発明では、200〜270℃の高温で混合する加熱混合を好ましい混合方法として推奨する。
【0061】
以上のようにして得られる液晶性ポリエステル組成物は、液晶状態にある当該組成物を任意の冷却速度にて冷却した際、結晶相への相転移が実質的に発生しない。また本発明の液晶性ポリエステル組成物は、液晶状態においてはモノドメインなコレステリック配向性を示し、かつその配向状態を容易に固定化できる。コレステリック配向の安定した固定化を行うためには、液晶の相系列で見た場合、コレステリック相より低温部に結晶相を持たないことが重要である。コレステリック相より低温部に結晶相が存在する場合、固定化のために冷却するときに必然的に結晶相を通過することになり、結果的に一度得られたコレステリック配向が破壊されてしまう。本発明の液晶性ポリエステル組成物は、基本的に液晶状態においてモノドメインなコレステリック配向を形成し、液晶転移温度以下ではガラス状態を呈する。したがって当該組成物は、液晶転移温度(ガラス転移温度)以下においては、液晶状態における分子配向状態、具体的にはコレステリック配向状態をそのまま保持しうる特徴を有する。該特徴を利用することにより新たな光学フィルムを製造することができる。
【0062】
当該光学フィルムは、以下に説明する配向基板および各工程を踏むことが本発明においては好ましい。
配向基板としては、具体的にはポリイミド、ポリイミドアミド、ポリアミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポリケトンサルファイド、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキサイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリアリレート、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール、フェノール樹脂などのプラスチックフィルム基板、表面にラビング処理が施された上記プラスチックフィルム基板および表面をスリット状にエッチング加工したアルカリガラス、ホウ珪酸ガラス、フリントガラスなどのガラス基板などの面内の異方性を有しているものが好ましく用いられる。
本発明の光学フィルムは、上記の如き配向基板上に均一に液晶性ポリエステル組成物を塗布し、次いで均一配向過程、配向状態の固定化過程を経て得られる。該ポリエステル組成物の配向基板への塗布は、通常、該組成物を各種溶媒に溶解した溶液状態または該組成物を溶融した溶融状態で行うことができる。製造プロセス上、液晶性ポリエステル組成物を溶媒に溶解した溶液を用いて塗布する、溶液塗布が望ましい。
【0063】
溶液塗布について説明する。
本発明の液晶性ポリエステル組成物を溶媒に溶かし、所定濃度の溶液を調製する。フィルムの膜厚(液晶性ポリエステル組成物より形成される層の膜厚)は、該組成物を基板に塗布する段階で決まるため、精密に濃度、塗布膜の膜厚などの制御をする必要がある。
上記溶媒としては、本発明の液晶性ポリエステル組成物の組成比などによって異なるため一概には言えないが、通常はクロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタン、テトラクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、クロロベンゼン、オルソジクロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素類、フェノール、パラクロロフェノールなどのフェノール類、ベンゼン、トルエン、キシレン、メトキシベンゼン、1,2−ジメトキベンゼンなどの芳香族炭化水素類、アセトン、酢酸エチル、tert−ブチルアルコール、グリセリン、エチレングリコール、トリエチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチルセルソルブ、ブチルセルソルブ、2−ピロリドン、N−メチルピロリドン、ピリジン、トリエチルアミン、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、ブチロニトリル、二硫化炭素など、およびこれらの混合溶媒、例えばハロゲン化炭化水素類とフェノール類との混合溶媒などが用いられる。
【0064】
溶液の濃度は、用いる液晶性ポリエステル組成物の溶解性や最終的に目的とする光学フィルムの膜厚に依存するため一概には言えないが、通常3〜50重量%の範囲で使用され、好ましくは7〜30重量%の範囲である。上記の濃度に調節することにより、通常0.1μm以上20μm以下、好ましくは0.2μm以上10μm以下、さらに好ましくは0.3μ以上5μm以下の膜厚を有する光学フィルムを得ることができる。
上記の溶媒を用いて所望の濃度に調整した液晶性ポリエステル組成物の溶液を、次に上述にて説明した配向基板上に塗布する。塗布の方法としては、スピンコート法、ロールコート法、ダイコート法、プリント法、浸漬引き上げ法、カーテンコート法などを採用できる。
塗布後、溶媒を除去し、配向基板上に膜厚の均一な該組成物の層を形成させる。溶媒除去条件は、特に限定されず、溶媒がおおむね除去でき、該組成物の層が流動したり、流れ落ちたりさえしなければ良い。通常、室温での乾燥、乾燥炉での乾燥、温風や熱風の吹き付けなどを利用して溶媒を除去する。
【0065】
乾燥した後、通常50℃から300℃、好ましくは100℃から260℃の範囲において熱処理を行い、コレステリック配向を形成させる。また熱処理時間は、液晶性ポリエステル組成物の組成比などによって異なるため一概にはいえないが、通常10秒から120分、好ましくは30秒から60分の範囲である。10秒より短い場合はコレステリック配向が不十分となる恐れがある。また120分より長い場合は、生産性が低下する恐れがあり望ましくない。
このようにして、まず液晶状態で配向基板上全面にわたって均一なコレステリック配向を得ることができる。
なお、本発明においては上記の熱処理工程において、液晶性ポリエステル組成物をコレステリック配向させるために磁場や電場を利用しても特に構わない。
【0066】
熱処理によって形成したコレステリック配向を、次に該ポリエステル組成物の液晶転移点以下の温度に冷却することにより、該配向の均一性を全く損なわずに固定化することができる。
上記冷却温度は、液晶転移点以下の温度であれば特に制限はない。たとえば液晶転移点より10℃低い温度において冷却することにより、均一なコレステリック配向を固定化することができる。冷却の手段は、特に制限はなく、熱処理工程における加熱雰囲気中から液晶転移点以下の雰囲気中、例えば室温中に出すだけで固定化される。また、生産の効率を高めるために、空冷、水冷などの強制冷却、徐冷を行ってもよい。
以上の工程によって、本発明の光学フィルムを得ることができる。
【0067】
該光学フィルムの使用形態としては、
▲1▼ 上述の配向基板を該フィルムから剥離して、光学フィルム単体で用いる、
▲2▼ 配向基板上に形成したそのままの状態で用いる、
▲3▼ 配向基板とは異なる別の基板に光学フィルムを積層して用いる、
ということが挙げられる。
【0068】
フィルム単体として用いる場合には、配向基板を光学フィルムとの界面で、ロールなどを用いて機械的に剥離する方法、構造材料すべてに対する貧溶媒に浸漬した後機械的に剥離する方法、貧溶媒中で超音波をあてて剥離する方法、配向基板と該フィルムとの熱膨張係数の差を利用して温度変化を与えて剥離する方法、配向基板そのもの、または配向基板上の配向膜を溶解除去する方法などによって、フィルム単体を得る。剥離性は、用いる液晶性ポリエステル組成物の組成比などと配向基板との密着性によって異なるため、その系に最も適した方法を採用すべきである。なお光学フィルム単体で光学素子として用いる場合、膜厚によっては自己支持性のないことがあるが、その際には光学性質上好ましい基板、例えばポリメタクリレート、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリアリレート、ポリイミド、アモルファスポリオレフィン、トリアセチルセルロースなどのプラスチック基板上に接着剤または粘着剤を介して固定して用いるほうが、光学フィルムの強度、信頼性などのために望ましい。
【0069】
次に、配向基板上に形成した状態で光学フィルムを用いる場合について説明する。配向基板が透明で光学的に等方であるか、あるいは光学素子として用いる際に該配向基板が該素子にとって必要な部材である場合には、そのまま目的とする光学素子として使用することができる。
さらに配向基板上で液晶性ポリエステル組成物を配向固定化して得られた本発明の光学フィルムは、該基板から剥離して、光学用途により適した別の基板上に積層して使用することもできる。すなわち、該フィルムと配向基板とは異なる別の基板とから少なくとも構成される積層体を例えば光学素子としてTN−LCDなどに組み込むことができる。具体的には次のような方法を採ることができる。
目的とする光学素子に適した基板(以下、第2の基板という)と配向基板上の光学フィルムとを、例えば接着剤または粘着剤を用いて貼りつける。次いで、配向基板を本発明の光学フィルムとの界面で剥離し、該フィルムを光学素子に適した第2の基板側に転写して光学素子を得ることができる。
【0070】
転写に用いられる第2の基板としては、適度な平面性を有するものであれば特に限定されないが、ガラス基板や透明で光学的等方性を有するプラスチックフィルムが好ましく用いられる。かかるプラスチックフィルムの例としては、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、アモルファスポリオレフィン、トリアセチルセルロースあるいはエポキシ樹脂などをあげることができる。なかでもポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルフォン、トリアセチルセルロースなどが好ましく用いられる。また光学的に異方性であっても、光学素子にとって必要な部材である場合には、光学的異方性フィルムも用いることができる。このような例としては、ポリカーボネートやポリスチレンなどのプラスチックフィルムを延伸して得られる位相差フィルム、偏光フィルムなどがある。
【0071】
転写に用いられる第2の基板と、本発明の光学フィルムとを貼り付ける接着剤または粘着剤としては、光学グレードのものが好ましく、アクリル系、エポキシ系、エチレン−酢酸ビニル共重合体系、ゴム系、ウレタン系、およびこれらの混合系などを使用することができる。また接着剤としては、熱硬化型、光硬化型、電子線硬化型などのいずれの接着剤でも光学的等方性を有していれば問題なく使用することができる。
本発明の光学フィルムの光学素子に適した第2の基板への転写は、第2の基板を光学フィルムに接着した後、配向基板を該フィルムとの界面で剥離することにより行うことができる。剥離方法は、上述でも説明したが、ロールなどを用いて機械的に剥離する方法、貧溶媒中で超音波をあてて剥離する方法、配向基板と該フィルムとの熱膨張係数の差を利用して温度変化を与えて剥離する方法、配向基板そのもの、または配向基板上の配向膜を溶解除去する方法などを例示することができる。剥離性は、用いる液晶性ポリエステル組成物の組成比などと配向基板との密着性によって異なるため、その系に最も適した方法を採用すべきである。
また本発明の光学フィルムは、表面保護、強度増加、環境信頼性向上などの目的のために透明プラスチックフィルムなどの保護層を設けることもできる。
【0072】
このようにして得られる本発明の光学フィルムは、I成分となる液晶性ポリエステルを構成する各構造単位の種類、組成比によっては、波長590nmにおける複屈折率が通常0.3以上を示す。また組成比によっては波長590nmにおけるコレステリック選択反射スペクトルの帯域幅が100nm以上という物性値を有する。上記複屈折率、コレステリック選択反射スペクトルの帯域幅は当該公知の手法によって測定することができる。
以上、本発明の液晶性ポリエステル組成物は、液晶状態において均一モノドメインなコレステリック配向性を示すと共に、該コレステリック配向の固定化が可能である。また均一なフィルム形成能を有していることから光学材料として好適である。
さらに当該組成物より形成される光学フィルムは、従来の自己配向型高分子液晶からなるフィルムでは得ることが困難であった高複屈折率、広選択反射帯域幅を有し、新たな光学用途への展開が期待できる。さらに複屈折率、選択反射帯域幅は、該液晶性ポリエステル組成物の組成比、ポリエステルの種類を変えることにより、所望の値に調整することが可能である。
このように本発明の液晶性ポリエステル組成物および該組成物よりなる光学フィルムは、光学・光エレクトロニクス分野への用途が大いに期待できるものであり工業的価値が極めて高い。
また本発明の光学フィルムにおいて、ピッチが可視光領域にある際には非常に美しい色を呈し、装飾品、ファッション品としても有用であり、種々の分野への応用が期待される。
【0073】
【実施例】
以下に実施例を述べるが、本発明はこれらに制限されるものではない。なお、実施例で用いた各分析法は以下のとおりである。
1.対数粘度
ウベローデ型粘度計を用いフェノール/1,1,2,2−テトラクロロエタン=60/40(重量比)を溶媒としてポリマー濃度0.5g/dl、30℃において測定した。
2.ガラス転移温度
Dupont 990 Thermal Analizerを用い20℃/min.の昇温速度にて測定した。
3.光学組織観察
メトラー社製ホットステージFP80/82及びオリンパス光学社製BH−2偏光顕微鏡を用いて観察した。
4.組成の決定
得られたポリエステルを重水素化クロロホルムまたは重水素化トリフルオロ酢酸に溶解し、400MHzの 1H−NMR(日本電子製JNM−EX400)で測定し決定した。
5.複屈折率の測定
▲1▼ 液晶性ポリエステル(I成分)の複屈折率Δnの測定法
ポリマーの15wt%N−メチルピロリドン(NMP)溶液を調整し、配向処理(ラビング処理)を施した基板上にスピンコーターを用いて該溶液を塗布する。次いで該基板をホットプレート上にて乾燥後オーブンを用いて熱処理を施した後、放冷することにより均一ネマチック配向状態に固定化されたフィルムを得る。得られたフィルムについて回転ステージ付き偏光顕微鏡によりクロスニコル下、消光軸の確認を行いラビング処理方向に沿った消光軸の屈折率をne、垂直な消光軸の屈折率をnoとする。
【0074】
ne<1.8、no<1.8の場合
アッベの屈折計を用いNaD線(590nm)にてne、noを測定し複屈折率Δn(590nm)=ne(590nm)−no(590nm)として導いた。
ne≧1.8、no<1.8の場合
アッベの屈折計を用いNaD線(590nm)にてnoを測定した。次に干渉膜厚計によりフィルム消光軸に沿った偏光を用い、それぞれ直交する590nmにおけるne×d(590nm)、no×d(590nm)を測定した。ここでdはフィルム膜厚である。アッベの屈折計から得られたno(590nm)よりフィルム膜厚dを
d=no×d(590nm)/no(590nm)
として算出した。得られたフィルム膜厚dを用いて
ne=ne×d(590nm)/d
を算出し複屈折率Δn(590nm)=ne−noを求めた。
【0075】
▲2▼ 液晶性ポリエステル組成物の複屈折率Δnの測定法
当該組成物の15wt%NMP溶液を調整し、配向処理(ラビング処理)を施した基板上にスピンコーターを用いて該溶液を塗布する。次いで該基板をホットプレート上にて乾燥後オーブンを用いて熱処理を施した後、放冷することにより均一コレステリック配向状態に固定化されたフィルムを得る。得られたフィルムについて紫外可視近赤外分光スペクトルの測定を行ない、選択反射帯域幅Δλと、選択反射の中心波長λsを実測する。これらの実測値をもとに、以下の式からシミュレーションを行い、実測のΔλに最も近似するne値を算出した。
【数2】
Figure 0003947614
求めたne値からΔnを以下の式によって算出した。
Δn=ne−no
ここで、計算に用いたnoは測定に用いた液晶性ポリエステル組成物のほとんどを占める液晶性ポリエステル(I成分)の実測値である。ただし、noは〔式中II〕の屈折率を考慮していない仮定値であり若干の誤差を含む。より正確な複屈折率Δnを得るには、光学活性な液晶性ポリエステル(II成分)のラセミポリエステルを取得し、当該ポリエステルと液晶性ポリエステル(I成分)とを混合して組成物とした後、当該組成物の屈折率を測定する必要がある。
【0076】
合成例 1
攪拌装置、窒素導入管、液体トラップを備えた重合反応器に、4’−アセトキシ−3’−メトキシ−4−スチルベンカルボン酸18.74g(60mmol)、6−アセトキシ−2−ナフトエ酸3.45g(15mmol)、カテコールジアセテート6.12g(31.5mmol)、スチルベンジカルボン酸5.36g(20mmol)、及び4’−メトキシ−4−スチルベンカルボン酸5.09g(20mmol)を仕込み反応器内を窒素置換した。窒素雰囲気下、発生する酢酸を留去しながら240℃で2時間、260℃で2時間、280℃で12時間、さらに290℃で12時間反応を実施した。得られたポリエステルの対数粘度は0.208、ガラス転移温度は109.8℃であった。また偏光顕微鏡観察の結果、このポリエステルは配向性に優れガラス転移温度以上で均一なネマチック液晶相を示した。また当該ポリエステルは、固定化能にも優れており、ガラス転移温度以上で示した均一ネマチック液晶相をガラス転移温度以下に冷却しても結晶相への転移は認められず、当該ネマチック液晶相で形成している配向状態をほぼ均一に固定化可能であった。複屈折率測定の結果、本ポリエステルの液晶固定化状態における複屈折率(Δn)は0.464(ne:2.043、no:1.579)であった。
【0077】
合成例 2〜9
モノマー仕込み比を変えた以外は、合成例1と同様の手法を用いて反応を実施した。結果を表1に示す。また、これらのポリエステルは全て偏光顕微鏡観察の結果、ガラス転移温度以上で均一なネマチック液晶相を示し、かつガラス転移温度以下に冷却しても結晶相への転移は認められずネマチック液晶相で形成している配向状態を固定化可能であった。
【0078】
【表1】
Figure 0003947614
【0079】
合成例 10
攪拌装置、窒素導入管、液体トラップを備えた重合反応器に、(s)−2−メチル−1,4−ブタンジオール(enantiotropec exess,e,e=93%)6.15g(59.06mmol)、4,4’−スチルベンジカルボン酸ジメチル10.0g(33.75mmol)、テレフタル酸ジメチル1.64g(8.44mmol)、及びテトラブトキシチタン1滴を仕込み反応器内を窒素置換した。窒素雰囲気下、発生するメタノールを留去しながら210℃で2時間反応させた。得られたポリエステルの対数粘度は0.12、ガラス転移温度は97℃、アイソトロピック転移温度は178℃であった。
【0080】
実施例 1
攪拌装置、液体トラップを備えた重合反応器に、合成例1で得られたポリエステル7.00g、合成例10から得られたポリエステル3.00gを仕込み、反応器内を窒素置換し、窒素雰囲気下、250℃で1時間溶融ブレンドを行った。得られたポリエステルの偏光顕微鏡観察の結果、このポリマーはガラス転移温度以上でコレステリック液晶相を示し、かつガラス転移温度以下に冷却しても結晶相への転移は認められずコレステリック液晶状態を固定化可能であった。コレステリック選択反射帯域の測定の結果、本ポリエステルの液晶固定化状態における帯域幅は132nm(507nm)、Δnは:0.42、螺旋ピッチは0.30μmであった。
【0081】
実施例 2
合成例1で得られたポリエステル7.42g、合成例10から得られたポリエステル2.58gを反応器内に仕込み、窒素雰囲気下、250℃で1時間溶融ブレンドを行った。コレステリック選択反射帯域の測定の結果、本ポリエステルの液晶固定化状態における帯域幅は138nm(590nm)、Δnは:0.42、螺旋ピッチは0.35μmであった。
【0082】
実施例 3
合成例2で得られたポリエステル7.12g、合成例10から得られたポリエステル2.89gを反応器内に仕込み、窒素雰囲気下、250℃で1時間溶融ブレンドを行った。コレステリック選択反射帯域の測定の結果、本ポリエステルの液晶固定化状態における帯域幅は112nm(490nm)、Δnは:0.41、螺旋ピッチは0.29μmであった。
【0083】
実施例 4
合成例2で得られたポリエステル7.62g、合成例10から得られたポリエステル2.38gを反応器内に仕込み、窒素雰囲気下、250℃で1時間溶融ブレンドを行った。コレステリック選択反射帯域の測定の結果、本ポリエステルの液晶固定化状態における帯域幅は135nm(590nm)、Δnは:0.41、螺旋ピッチは0.35μmであった。
【0084】
実施例 5
合成例3で得られたポリエステル7.70g、合成例10から得られたポリエステル2.30gを反応器内に仕込み、窒素雰囲気下、250℃で1時間溶融ブレンドを行った。コレステリック選択反射帯域の測定の結果、本ポリエステルの液晶固定化状態における帯域幅は137nm(605nm)、Δnは:0.41、螺旋ピッチは0.36μmであった。
【0085】
実施例 6
合成例3で得られたポリエステル7.51g、合成例10から得られたポリエステル2.49gを反応器内に仕込み、窒素雰囲気下、250℃で1時間溶融ブレンドを行った。コレステリック選択反射帯域の測定の結果、本ポリエステルの液晶固定化状態における帯域幅は135nm(590nm)、Δnは:0.41、螺旋ピッチは0.35μmであった。
【0086】
実施例 7
合成例4で得られたポリエステル7.21g、合成例10から得られたポリエステル2.79gを反応器内に仕込み、窒素雰囲気下、250℃で1時間溶融ブレンドを行った。コレステリック選択反射帯域の測定の結果、本ポリエステルの液晶固定化状態における帯域幅は117nm(503nm)、Δnは:0.39、螺旋ピッチは0.30μmであった。
【0087】
実施例 8
合成例4で得られたポリエステル7.72g、合成例10から得られたポリエステル2.28gを反応器内に仕込み、窒素雰囲気下、250℃で1時間溶融ブレンドを行った。コレステリック選択反射帯域の測定の結果、本ポリエステルの液晶固定化状態における帯域幅は136nm(608nm)、Δnは:0.39、螺旋ピッチは0.36μmであった。
【0088】
実施例 9
合成例4で得られたポリエステル7.49g、合成例10から得られたポリエステル2.51gを反応器内に仕込み、窒素雰囲気下、250℃で1時間溶融ブレンドを行った。コレステリック選択反射帯域の測定の結果、本ポリエステルの液晶固定化状態における帯域幅は129nm(590nm)、Δnは:0.39、螺旋ピッチは0.35μmであった。
【0089】
実施例 10
合成例5で得られたポリエステル7.50g、合成例10から得られたポリエステル2.50gを反応器内に仕込み、窒素雰囲気下、250℃で1時間溶融ブレンドを行った。コレステリック選択反射帯域の測定の結果、本ポリエステルの液晶固定化状態における帯域幅は111nm(590nm)、Δnは:0.33、螺旋ピッチは0.34μmであった。
【0090】
実施例 11
合成例6で得られたポリエステル7.50g、合成例10から得られたポリエステル2.50gを反応器内に仕込み、窒素雰囲気下、250℃で1時間溶融ブレンドを行った。コレステリック選択反射帯域の測定の結果、本ポリエステルの液晶固定化状態における帯域幅は117nm(590nm)、Δnは:0.35、螺旋ピッチは0.33μmであった。
【0091】
実施例 12
合成例7で得られたポリエステル7.50g、合成例10から得られたポリエステル2.50gを反応器内に仕込み、窒素雰囲気下、250℃で1時間溶融ブレンドを行った。コレステリック選択反射帯域の測定の結果、本ポリエステルの液晶固定化状態における帯域幅は102nm(590nm)、Δnは:0.30、螺旋ピッチは0.34μmであった。
【0092】
実施例 13
合成例9で得られたポリエステル7.50g、合成例10から得られたポリエステル2.50gを反応器内に仕込み、窒素雰囲気下、250℃で1時間溶融ブレンドを行った。コレステリック選択反射帯域の測定の結果、本ポリエステルの液晶固定化状態における帯域幅は111nm(590nm)、Δnは:0.33、螺旋ピッチは0.34μmであった。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a novel liquid crystalline polyester composition and a novel optical film having a high birefringence, a wide cholesteric selective reflection wavelength spectrum, and suitable for application in the field of optoelectronics. About.
[0002]
[Prior art]
It is known that the liquid crystal has a specific order of molecular orientation depending on its type. For this purpose, liquid crystals are applied to various fields by utilizing or controlling the molecular orientation, and form a large industrial field.
As is well known, a low molecular liquid crystal is widely used as a nematic type display element for a clock, a calculator or a television. In the display field, it has a strong position. As described above, in the low-molecular liquid crystal, applications based on the electro-optic effect occupy most of the uses.
On the other hand, polymer liquid crystals are well known to exhibit the same electro-optic effect or thermo-optic effect as low-molecular liquid crystals, depending on the type of nematic, smectic, and cholesteric liquid crystals, as well as their mechanical properties. ing. Polymer liquid crystals cannot be used in the same applications as low-molecular liquid crystals because they have a slower response to external forces such as electric field and heat than low-molecular liquid crystals. However, the polymer liquid crystal has a great feature that an alignment structure peculiar to each liquid crystal type can be fixed. Depending on the type of liquid crystal, a polymer liquid crystal in which an alignment structure peculiar to the liquid crystal is fixed is used as a display material or a recording material. Polymer liquid crystals can be easily formed into films and thin films that are advantageous for optical materials, and polymer liquid crystals that have been formed into films and thin films can be applied to various fields.
[0003]
Among various liquid crystals, cholesteric liquid crystals have a property of selectively reflecting circularly polarized light in a wavelength region corresponding to the helical pitch. When a polymer liquid crystal exhibiting cholesteric liquid crystal properties is formed into a film / thin film, the molecules are usually aligned parallel to the film surface, and the cholesteric layer is also parallel to the film surface. When light is incident on the film surface at an angle, only circularly polarized light having a specific wavelength is selectively reflected according to the cholesteric pitch. That is, a film / thin film obtained by fixing a cholesteric liquid crystalline polymer liquid crystal essentially becomes a selective reflection filter. The central wavelength (λs) of selective reflection is defined by the helical pitch (P: film thickness when twisted 360 °) and the average refractive index (N) of the cholesteric liquid crystal, and the selective reflection bandwidth (Δλ) is determined by the cholesteric liquid crystal. Depending on the birefringence (Δn).
[0004]
[Expression 1]
Figure 0003947614
[0005]
The value of the birefringence Δn of the liquid crystal is usually about 0.1 to 0.3, and the selective reflection band Δλ at 590 nm is usually 30 to 100 nm (assuming N = 1.7). In order to obtain a value greatly exceeding this, it is necessary to increase Δn by a unique molecular structure. Since Δn depends on the polarizability of the molecule and the orientation order parameter, molecules with high polarizability that cause optical anisotropy, benzene rings, polycyclic aromatics, which are conjugated molecules with high electron density, It is known to be improved by compounds such as an ethylene-acetylene chain group and a terminal cyano group. Examples of such low-molecular liquid crystals include M.I. (M. Hill et.al, Liquid Crystals, 1993, 15, 123). However, in the polymer liquid crystal, such a Δn is high and a wide selective reflection bandwidth is not known.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found a new liquid crystalline polyester composition, which further exhibits a liquid crystal phase when melted and is cooled to a temperature lower than the liquid crystal transition temperature. By finding out that the phase can be immobilized, the above-mentioned problems have been solved.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In the main chain type liquid crystalline polyester, the inventors of the present invention have a composition of a specific monomer unit having a conjugated system extending in the main chain direction and a high polarizability, a liquid crystalline polyester having a catechol unit, and an optically active liquid crystalline polyester. By developing the product and using the composition, the inventors have invented a new optical film exhibiting a high birefringence and a wide selective reflection bandwidth.
[0008]
That is, the first of the present invention is characterized by comprising 50 to 99.5% by weight of a liquid crystalline polyester of the following component I and 0.5 to 50% by weight of an optically active liquid crystalline polyester of the following component II. It is a polyester composition.
[I component]
The following structural units (A), (B) and (C) are included as essential structural units, and at least one structural unit selected from the structural units (D), (E) and (F) is included as an arbitrary structural unit. And a logarithmic viscosity measured in a mixed solvent of phenol / tetrachloroethane (weight ratio 60/40) at a concentration of 0.5 g / dl and a temperature of 30 ° C. is 0.05 to 0.5. polyester.
[0009]
[Chemical 9]
Figure 0003947614
[0010]
[Chemical Formula 10]
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[0011]
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[0012]
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[0013]
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[0014]
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[0015]
(II component)
It is composed of the following structural units (G) and (H) and has a logarithmic viscosity of 0.05 to 0 measured in a phenol / tetrachloroethane (weight ratio 60/40) mixed solvent at a concentration of 0.5 g / dl and a temperature of 30 ° C. 5 is an optically active liquid crystalline polyester.
[0016]
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[0017]
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[0018]
2. The liquid crystal according to claim 1, wherein the second aspect of the present invention is that the liquid crystal phase is exhibited when melted and the cholesteric alignment in the liquid crystal phase can be fixed by cooling to a temperature lower than the liquid crystal transition temperature. It is a water-soluble polyester composition.
A third aspect of the present invention is an optical film formed from the liquid crystalline polyester composition described in the first or second aspect.
[0019]
The meaning that the liquid crystal phase can be fixed by cooling below the liquid crystal transition temperature in the second aspect of the present invention means that the cholesteric liquid crystalline polyester composition in the liquid crystal state is cooled at an arbitrary cooling rate. At this time, the phase transition to the crystal phase does not substantially occur, and the molecular orientation state in the liquid crystal state can be maintained as it is below the liquid crystal transition temperature (glass transition temperature). The fact that the phase transition to the crystal phase does not substantially occur means that the presence of the crystal phase is not recognized at least by the optical measurement method.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Each component which comprises the liquid crystalline polyester composition of this invention is demonstrated.
Component I: The liquid crystalline polyester has structural units (A), (B), and (C) as essential structural units, and at least one structure arbitrarily selected from the structural units (D), (E), and (F) It is a liquid crystalline polyester having units.
The structural unit (A) is an essential component for developing a high birefringence and is an alkyl-substituted product, an alkoxy-substituted product, a halogen-substituted product, 4α-hydroxy-4-stilbene carboxylic acid as a basic skeleton, α -At least one structural unit derived from an alkyl substituent, an α, α'-dialkyl substituent, or a functional derivative of the carboxylic acid. Here, the various substituents of the carboxylic acid are 4'-hydroxy-3'-methoxy-4-stilbenecarboxylic acid, 4'-hydroxy-3 ', 5'-dimethoxy-4-stilbenecarboxylic acid, 4'- Hydroxy-3'-ethoxy-4-stilbenecarboxylic acid, 4'-hydroxy-3 ', 5'-diethoxy-4-stilbenecarboxylic acid, 4'-hydroxy-3'-methoxy-5'-ethoxy-4-stilbene Carboxylic acid, 4′-hydroxy-3-methoxy-4-stilbenecarboxylic acid, 4′-hydroxy-3-ethoxy-4-stilbenecarboxylic acid, 4′-hydroxy-3′-methyl-4-stilbenecarboxylic acid, 4 '-Hydroxy-3'-ethyl-4-stilbenecarboxylic acid, 4'-hydroxy-3', 5'-dimethyl-4-stilbenecarboxylic acid, 4'-hydroxy-3 ', 5'-die Tyl-4-stilbenecarboxylic acid, 4′-hydroxy-2′-fluoro-4-stilbenecarboxylic acid, 4′-hydroxy-2′-chloro-4-stilbenecarboxylic acid, 4′-hydroxy-3′-chloro- 4-stilbenecarboxylic acid, 4′-hydroxy-2′-bromo-4-stilbenecarboxylic acid, 4′-hydroxy-3 ′, 5′-difluoro-4-stilbenecarboxylic acid, 4′-hydroxy-3 ′, 5 '-Dichloro-4-stilbenecarboxylic acid, 4'-hydroxy-3', 5'-dibromo-4-stilbenecarboxylic acid, α-methyl-4'-hydroxy-4-stilbenecarboxylic acid, α-methyl-4 '-Hydroxy-3'-methoxy-4-stilbene carboxylic acid, α-ethyl-4'-hydroxy-4-stilbene carboxylic acid, α-ethyl-4'-hydroxy-3'-methoxy-4- Stilbene carboxylic acid, α, α′-dimethyl-4′-hydroxy-4-stilbene carboxylic acid, α, α′-diethyl-4′-hydroxy-4-stilbene carboxylic acid, and the like.
[0021]
As the hydroxycarboxylic acid unit other than the unit having the same function as the structural unit (A), specifically, 4- (4′-hydroxyphenyl) benzoic acid, 6-hydroxy-2-naphthalene as the structural unit (E) A unit derived from a carboxylic acid, 4-hydroxybenzoic acid or a functional derivative thereof (for example, an acetoxy compound, an alkyl ester such as a methyl ester) can be included as necessary. The structural unit (A) is usually present in a proportion of 20 to 80 mol%, preferably 25 to 75 mol%, more preferably 30 to 70 mol% in the liquid crystalline polyester. When the structural unit (E) is included, the composition ratio (molar ratio) of the structural units (A) and (E) is usually 1/19 to 79/1, preferably 10/20 as (A) / (E). Although it is determined in the range of ˜69 / 1, it is preferable in the present invention that the polyester contains at least 20 mol% of the structural unit (A).
[0022]
The structural unit (B) is a component that plays a role as a mesogen for exhibiting liquid crystallinity. Specifically, 4,4′-stilbene dicarboxylic acid, 4,4′-biphenyldicarboxylic acid, 2,6- At least one kind derived from naphthalenedicarboxylic acid, 4,4′-dicarboxydiphenyl ether, terephthalic acid, bromoterephthalic acid or a functional derivative of these dicarboxylic acids (for example, dialkyl esters such as dimethyl ester and acid chlorides such as dichloride) Is a structural unit. As the monofunctional carboxylic acid unit other than the unit having the same function as the structural unit (B), specifically, as the structural unit (F), 4′-alkoxy-4-stilbenecarboxylic acid, 3 ′, 4′-di Alkoxy-4-stilbenecarboxylic acid, 4- (4′-alkoxyphenyl) benzoic acid, 4- (3 ′, 4′-dialkoxyphenyl) benzoic acid, 6-alkoxy-2-naphthalenecarboxylic acid, 4-alkoxybenzoic acid A unit derived from an acid, 3,4-sialoxybenzoic acid or a functional derivative thereof (for example, an alkyl ester such as a methyl ester or an acid chloride such as a chloride) may be included as necessary. Here, the alkoxy group substituted with the monofunctional carboxylic acid is C 1 ~ C 20 A linear type or side chain type unit, specifically, methoxy, ethoxy, n-propoxy, n-butoxy, n-pentyloxy, n-hexyloxy, n-heptyloxy, n-octyloxy, n- Nonyloxy, n-decyloxy, n-octadecyloxy, 2-ethylhexyloxy, i-propoxy and the like. The structural unit (B) is usually present in the liquid crystalline polyester in a proportion of 10 to 40 mol%, preferably 15 to 35 mol%, more preferably 20 to 35 mol%. When the structural unit (F) is included, the composition ratio (molar ratio) of the structural units (B) and (F) is usually 1/9 to 39/1, preferably 5 / as (B) / 2 (F). Although it is determined in the range of 10 to 34/1, it is desirable in the present invention that the polyester contains at least 10 mol% of the structural unit (B).
[0023]
Next, the structural unit (C) is a component that plays a role in fixing the liquid crystal phase under cooling, and specifically, at least derived from catechol or a functional derivative of catechol (for example, a derivative such as a diacetoxy compound). One type of structural unit. Further, as a diol unit other than the unit having the same function as the structural unit (C), specifically, the structural unit (D) is 4,4′-dihydroxystilbene, 4,4′-biphenol, 2,6-dihydroxy. A unit derived from naphthalene, hydroquinone, methylhydroquinone or a functional derivative thereof (for example, a derivative such as a diacetoxy compound) can be included as necessary. The structural unit (C) is usually present in a proportion of 10 to 40 mol%, preferably 15 to 35 mol%, more preferably 20 to 35 mol% in the liquid crystalline polyester. When the structural unit (D) is included, the composition ratio (molar ratio) of the structural units (C) and (D) is usually 1/9 to 39/1, preferably 5/10 as (C) / (D). Although it is determined in the range of ˜34 / 1, it is preferable in the present invention that the polyester contains at least 10 mol% of the structural unit (C).
The composition ratio (molar ratio) when the structural units (B) and (C) and, if necessary, the structural unit (D) are included is (B) / (C) or (B) +2 (F) / (C ) + (D) is roughly 1, usually in the range of 45/55 to 55/45, preferably 48/52 to 52/48.
Specific examples of the liquid crystalline polyester of the present invention include the following:
[0024]
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[0025]
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[0040]
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[0042]
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[0043]
The liquid crystalline polyester of the present invention can be obtained by condensation copolymerization of monomer components corresponding to the above structural units. The polymerization method is not particularly limited, and it can be synthesized by applying a polymerization method known in the art, for example, a melt polymerization method or a solution polymerization method.
When the component I: liquid crystalline polyester is synthesized by the melt polymerization method, for example, a predetermined amount of 4′-acetoxy-3′-methoxy-4-stilbenecarboxylic acid (structural unit (A) forming monomer), 4,4′-stilbene The target polyester can be easily obtained by polymerizing dicarboxylic acid (structural unit (B) forming monomer) and catechol diacetate (structural unit (C) forming monomer) at high temperature, reduced pressure or high vacuum. Here, the charging ratio (molar ratio) of monomer components constituting at least one structural unit selected from the structural units (A), (B), (C) and optionally (D), (E), (F) As A / (B + C), A / (B + C + D), A / (B + C + D + 2F), (A + E) / (B + C), (A + E) / (B + C + D), or (A + E) / (B + C + D + 2F) / 80 to 80/20, preferably 25/75 to 75/25, more preferably 30/70 to 70/30. The A / E value ranges from 1/19 to 79/1, preferably from 10/20 to 69/1. Further, the value of B / 2F is in the range of 1/9 to 39/1, preferably 5/10 to 34/1. Further, the value of B / C or (B + 2F) / (C + D) is approximately 1, usually in the range of 45/55 to 55/45, preferably 48/52 to 52/48. Further, the value of C / D is in the range of 1/9 to 39/1, preferably 5/10 to 34/1.
[0044]
The polymerization conditions are not particularly limited, but are usually 150 to 350 ° C., preferably 200 to 300 ° C., and the reaction time is 30 minutes or longer, preferably about 1 to 40 hours. It is desirable to carry out the polymerization reaction under normal pressure. In order to accelerate the polymerization reaction, amines such as 1-methylimidazole and 4-dimethylaminopyridine, alkali metal salts, metal salts such as Fe, Mn, Ti, Co, Sb and Sn are used alone or in combination. Also good.
The molecular weight of the component I: liquid crystalline polyester can be easily adjusted in the same manner as a normal condensation reaction by controlling the polymerization time.
Here, the molecular weight of the liquid crystalline polyester of the present invention is a logarithmic viscosity [ηinh] measured at 30 ° C. in a phenol / tetrachloroethane mixed solvent (60/40 weight ratio), usually 0.05 to 0.5, preferably It is 0.07-0.4, More preferably, it is 0.1-0.3. If the value of ηinh is lower than 0.05, the strength may be weakened, which may cause a practical problem. On the other hand, if it is higher than 0.5, the fluidity in the liquid crystal state may decrease, and it may be difficult to obtain uniform alignment.
There is.
[0045]
Furthermore, when producing component I: liquid crystalline polyester by a solution polymerization method, for example, a predetermined amount of 4′-hydroxy-3′-methoxy-4-stilbenecarboxylic acid (structural unit (A) forming monomer), 4,4 ′ -Stilbene dicarboxylic acid (structural unit (B) forming monomer) and catechol (structural unit (C) forming monomer) are dissolved in a solvent and heated. Alternatively, the desired polyester can be easily obtained by dissolving in pyridine and heating in the presence of arylsulfonyl chloride / dimethylformamide or diphenylchlorophosphate / dimethylformamide.
[0046]
Further, when synthesizing the liquid crystalline polyester by the solution polymerization method, at least one structure selected from the structural units (A), (B), (C) and optionally (D), (E), (F). The charging ratio (molar ratio) of the monomer component constituting the unit is the same as that in the melt polymerization method, and specifically, A / (B + C), A / (B + C + D), A / (B + C + D + 2F), (A + E) / The value of (B + C), (A + E) / (B + C + D), or (A + E) / (B + C + D + 2F) is usually 20/80 to 80/20, preferably 25/75 to 75/25, more preferably 30/70 to 70. The range is / 30. The A / E value ranges from 1/19 to 79/1, preferably from 10/20 to 69/1. Further, the value of B / 2F is in the range of 1/9 to 39/1, preferably 5/10 to 34/1. Further, the value of B / C or (B + 2F) / (C + D) is approximately 1, usually in the range of 45/55 to 55/45, preferably 48/52 to 52/48. Further, the value of C / D is in the range of 1/9 to 39/1, preferably 5/10 to 34/1.
[0047]
The solvent used in the solution polymerization is not particularly limited. For example, halogen solvents such as o-dichlorobenzene, dichloroethane, tetrachloroethane, dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DMF), N-methylpyrrolidone (NMP), etc. Examples include polar solvents, ether solvents such as tetrahydrofuran (THF) and dioxane. The acid acceptor is not particularly limited, and examples thereof include pyridine, triethylamine, tripropylamine and the like. The reaction conditions for the solution polymerization are not particularly limited, but are usually 50 to 200 ° C., preferably 60 to 150 ° C., and the reaction time is usually 1 hour or more, preferably about 2 to 10 hours.
[0048]
Next, the II component: optically active liquid crystalline polyester will be described. The polyester is an optically active liquid crystalline polyester composed of the structural units (G) and (H).
The structural unit (G) is an essential component that plays a role as a mesogen for exhibiting liquid crystallinity. Specifically, 4,4′-stilbene dicarboxylic acid, 4,4′-biphenyldicarboxylic acid, 2,6 -Units derived from naphthalenedicarboxylic acid, terephthalic acid or their respective functional derivatives (for example, dialkyl esters such as dimethyl ester and acid chlorides such as dichloride). The structural unit (G) is usually contained in the optically active liquid crystalline polyester in a proportion of 30 to 60 mol%, preferably 30 to 50 mol%, more preferably 35 to 50 mol%. The structural unit (G) may contain two or more different units in the polyester. Specifically, as the structural unit (G) -forming monomer, for example, 4,4′-stilbene dicarboxylic acid and 4,4′-biphenyldicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, or terephthalic acid are used. By using it in the synthesis, an optically active liquid crystalline polyester containing two or more structural units (G) can be obtained.
[0049]
The structural unit (H) is an essential component for developing a cholesteric liquid crystal phase. Specifically, the optically active 2-methyl-1,4-butanediol, 2,4-pentanediol, 1,2- Propanediol, 2-chloro-1,4-butanediol, 2-fluoro-1,4-butanediol, 2-bromo-1,4-butanediol, 2-ethyl-1,4-butanediol, 2-propyl A unit formed from -1,4-butanediol or a functional derivative thereof (for example, a derivative such as a diacetoxy compound). The diols may be either R-form or S-form, or a mixture of R-form and S-form. Here, in the case of a mixture of R-form and S-form, the difference between the two needs to be at least 1%, preferably 10%, more preferably 20%. If the difference between the R-form and the S-form is less than 1%, it is not desirable because a cholesteric liquid crystal phase may not be exhibited. The structural unit (H) is usually contained in the optically active liquid crystalline polyester in a proportion of 40 to 70 mol%, preferably 50 to 70 mol%, more preferably 50 to 65 mol%. Therefore, since the liquid crystalline polyester contains the structural unit (H) in excess of the structural unit (G), the molecular chain structure of the polyester usually forms a molecular chain structure in which hydroxyl groups remain at both ends.
Specific examples of the optically active liquid crystalline polyester as described above include the following.
[0050]
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[0051]
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[0054]
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[0055]
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[0056]
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[0057]
Component II used in the present invention: The optically active liquid crystalline polyester can be obtained by copolymerizing monomer components corresponding to the above structural units. The polymerization method is not particularly limited, and can be produced by applying a known melt polymerization method or solution polymerization method.
When an optically active liquid crystalline polyester is synthesized by a melt polymerization method, for example, a predetermined amount of dimethyl 4,4′-stilbene dicarboxylate (structural unit (G) -forming monomer), optically active 2-methyl-1,4-butane The target polyester can be easily obtained by polymerizing the diol (structural unit (H) -forming monomer) at high temperature, reduced pressure, or high vacuum. Here, the charging ratio (molar ratio) of the structural units (G) and (H) is usually 30/70 to 60/40, preferably 30/70 to 50/50, more preferably 35 as the value of G / H. It is in the range of / 65 to 50/50.
The polymerization conditions are not particularly limited, but are usually 150 to 350 ° C., preferably 200 to 300 ° C., and the reaction time is 30 minutes or longer, preferably about 1 to 40 hours. It is desirable to carry out the polymerization reaction under normal pressure. In order to accelerate the polymerization reaction, amines such as 1-methylimidazole and 4-dimethylaminopyridine, alkali metal salts, Fe, Mn, Cd, Mg, Ba, Ti, Zn, Pb, Co, Sb, Sn, etc. Metal salts may be used alone or in combination. Moreover, you may add a phosphorus compound etc. as a decomposition inhibitor.
Further, the molecular weight of the optically active liquid crystalline polyester can be easily adjusted in the same manner as in the usual condensation reaction by controlling the polymerization time.
[0058]
Here, the molecular weight of the liquid crystalline polyester is a value of ηinh measured at 30 ° C. in a phenol / tetrachloroethane mixed solvent (60/40 weight ratio), and is usually 0.05 to 0.5, preferably 0.07 to 0.4, more preferably 0.1 to 0.3. When the value of ηinh is lower than 0.05, the strength of the composition with the aforementioned component I: liquid crystalline polyester may be lowered, which is a practical problem. Further, when the value of ηinh is higher than 0.5, when the composition is composed of I component: liquid crystalline polyester, the fluidity of the composition in the liquid crystal state may be lowered, and uniform orientation is obtained. It can be difficult to obtain.
Further, when an optically active liquid crystalline polyester is produced by a solution polymerization method, for example, a predetermined amount of 4,4′-stilbene dicarboxylic acid dihalide (structural unit (G) forming monomer), optically active 2-methyl-1,4 -The target polyester can be easily obtained by dissolving butanediol (structural unit (H) -forming monomer) in a solvent and heating in the presence of an acid acceptor such as pyridine.
Examples of the 4,4′-stilbene dicarboxylic acid dihalide include 4,4′-stilbene dicarboxylic acid dichloride and 4,4′-stilbene dicarboxylic acid dibromide.
[0059]
The charge ratio (molar ratio) of the monomer components constituting the structural units (G) and (H) when the liquid crystalline polyester is synthesized by the solution polymerization method is the same as that in the melt polymerization method. Is usually in the range of 30/70 to 60/40, preferably 30/70 to 50/50, more preferably 35/65 to 50/50 as the value of G / H.
The solvent used in the melt polymerization is not particularly limited. For example, halogen solvents such as o-dichlorobenzene, dichloroethane, and tetrachloroethane, dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DMF), N-methylpyrrolidone (NMP), and the like. Examples include polar solvents, ether solvents such as tetrahydrofuran (THF) and dioxane. The acid acceptor is not particularly limited, and examples thereof include pyridine, triethylamine, tripropylamine and the like. The reaction conditions for the solution polymerization are not particularly limited, but are usually 50 to 200 ° C., preferably 60 to 150 ° C., and the reaction time is usually 1 hour or more, preferably about 2 to 10 hours.
[0060]
The liquid crystalline polyester composition of the present invention comprises component I described above: 50 to 99.5% by weight, preferably 60 to 90% by weight, more preferably 70 to 80% by weight of liquid crystalline polyester, and component II: optical activity. The liquid crystalline polyester is 0.5 to 50% by weight, preferably 10 to 40% by weight, and more preferably 20 to 30% by weight. If the component I liquid crystalline polyester is less than 50%, the glass transition temperature may be lowered, which is not desirable in terms of heat resistance. On the other hand, if the content is more than 99.5%, the spiral pitch may become too wide, and there is a possibility that practical selective reflection is not exhibited. In determining the composition of the liquid crystalline polyester composition of the present invention, it may vary depending on the composition of each polyester, but when the component I liquid crystalline polyester is about 85% or more, the selective reflection is in the infrared region. Moving. If it is about 65% or less, it moves to the ultraviolet region. Considering these matters, the composition of the composition is determined.
The method for mixing the liquid crystalline polyester of component I and the optically active liquid crystalline polyester of component II is not particularly limited. For example, it is possible to employ a method in which both are heated to the melting point or higher and mixed, or dissolved in an appropriate solvent and then mixed. In the present invention, heating and mixing at a high temperature of 200 to 270 ° C. is recommended as a preferable mixing method.
[0061]
In the liquid crystalline polyester composition obtained as described above, when the composition in the liquid crystal state is cooled at an arbitrary cooling rate, the phase transition to the crystal phase does not substantially occur. Further, the liquid crystalline polyester composition of the present invention exhibits monodomain cholesteric alignment in the liquid crystal state and can easily fix the alignment state. In order to stably fix the cholesteric alignment, it is important that the crystal phase does not have a lower temperature than the cholesteric phase when viewed in a liquid crystal phase series. When a crystal phase is present at a lower temperature than the cholesteric phase, the crystal phase inevitably passes when cooling for fixation, and as a result, the cholesteric orientation once obtained is destroyed. The liquid crystalline polyester composition of the present invention basically forms a monodomain cholesteric alignment in a liquid crystal state and exhibits a glass state at a liquid crystal transition temperature or lower. Therefore, the composition has a characteristic that the molecular alignment state in the liquid crystal state, specifically, the cholesteric alignment state can be maintained as it is below the liquid crystal transition temperature (glass transition temperature). A new optical film can be produced by utilizing this feature.
[0062]
In the present invention, the optical film is preferably subjected to the alignment substrate and each step described below.
Specifically, as the alignment substrate, polyimide, polyimide amide, polyamide, polyether imide, polyether ketone, polyketone sulfide, polyether sulfone, polysulfone, polyphenylene sulfide, polyphenylene oxide, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polycarbonate, poly Plastic film substrate such as arylate, acrylic resin, polyvinyl alcohol, phenol resin, etc., the above plastic film substrate whose surface has been rubbed, and glass substrate such as alkali glass, borosilicate glass, flint glass, etc. whose surface has been etched into slits Those having in-plane anisotropy are preferably used.
The optical film of the present invention can be obtained by applying the liquid crystalline polyester composition uniformly on the alignment substrate as described above, followed by a uniform alignment process and an alignment state fixing process. Application of the polyester composition to the alignment substrate can usually be performed in a solution state in which the composition is dissolved in various solvents or in a molten state in which the composition is melted. In the manufacturing process, solution coating, in which a liquid crystal polyester composition is dissolved in a solvent, is desirable.
[0063]
The solution application will be described.
The liquid crystalline polyester composition of the present invention is dissolved in a solvent to prepare a solution having a predetermined concentration. Since the film thickness (thickness of the layer formed from the liquid crystalline polyester composition) is determined at the stage of applying the composition to the substrate, it is necessary to precisely control the concentration, the thickness of the coating film, and the like. is there.
As the above-mentioned solvent, since it varies depending on the composition ratio of the liquid crystalline polyester composition of the present invention, it cannot be generally stated, but usually chloroform, dichloromethane, carbon tetrachloride, dichloroethane, tetrachloroethane, trichloroethylene, tetrachloroethylene, chlorobenzene, orthodichlorobenzene Halogenated hydrocarbons such as phenol, phenols such as phenol and parachlorophenol, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, methoxybenzene and 1,2-dimethoxybenzene, acetone, ethyl acetate, tert-butyl Alcohol, glycerin, ethylene glycol, triethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, 2-pyro Don, N-methylpyrrolidone, pyridine, triethylamine, tetrahydrofuran, dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, acetonitrile, butyronitrile, carbon disulfide and the like, and mixed solvents thereof, for example, mixed solvents of halogenated hydrocarbons and phenols Etc. are used.
[0064]
The concentration of the solution depends on the solubility of the liquid crystalline polyester composition to be used and the film thickness of the final optical film, but cannot be generally stated, but is usually used in the range of 3 to 50% by weight, preferably Is in the range of 7-30% by weight. By adjusting to the above concentration, an optical film having a film thickness of usually 0.1 μm to 20 μm, preferably 0.2 μm to 10 μm, more preferably 0.3 μm to 5 μm can be obtained.
Next, the solution of the liquid crystalline polyester composition adjusted to a desired concentration using the above solvent is applied onto the alignment substrate described above. As a coating method, a spin coating method, a roll coating method, a die coating method, a printing method, a dipping method, a curtain coating method, or the like can be adopted.
After coating, the solvent is removed, and a layer of the composition having a uniform thickness is formed on the alignment substrate. Solvent removal conditions are not particularly limited, as long as the solvent can be largely removed and the layer of the composition does not flow or even flows off. Usually, the solvent is removed by drying at room temperature, drying in a drying furnace, blowing warm air or hot air, and the like.
[0065]
After drying, heat treatment is usually performed in the range of 50 ° C. to 300 ° C., preferably 100 ° C. to 260 ° C., to form a cholesteric orientation. The heat treatment time varies depending on the composition ratio of the liquid crystalline polyester composition and cannot be generally specified, but is usually in the range of 10 seconds to 120 minutes, preferably 30 seconds to 60 minutes. If it is shorter than 10 seconds, the cholesteric orientation may be insufficient. Moreover, when longer than 120 minutes, productivity may fall and it is not desirable.
In this way, uniform cholesteric alignment can be obtained over the entire surface of the alignment substrate in the liquid crystal state.
In the present invention, in the above heat treatment step, a magnetic field or an electric field may be particularly used for cholesteric alignment of the liquid crystalline polyester composition.
[0066]
By cooling the cholesteric alignment formed by the heat treatment to a temperature not higher than the liquid crystal transition point of the polyester composition, the uniformity of the alignment can be fixed without any loss.
The cooling temperature is not particularly limited as long as it is a temperature below the liquid crystal transition point. For example, uniform cholesteric alignment can be fixed by cooling at a temperature 10 ° C. lower than the liquid crystal transition point. The cooling means is not particularly limited, and is fixed simply by taking it out from the heating atmosphere in the heat treatment step to an atmosphere below the liquid crystal transition point, for example, at room temperature. In order to increase production efficiency, forced cooling such as air cooling and water cooling, and slow cooling may be performed.
Through the above steps, the optical film of the present invention can be obtained.
[0067]
As a usage form of the optical film,
(1) The above-mentioned alignment substrate is peeled from the film and used as an optical film alone.
(2) Used as it is formed on the alignment substrate,
(3) Use an optical film laminated on another substrate different from the alignment substrate.
It can be mentioned.
[0068]
When used as a single film, a method of mechanically peeling the alignment substrate with a roll at the interface with the optical film, a method of mechanically peeling after dipping in a poor solvent for all structural materials, in a poor solvent The method of peeling by applying ultrasonic waves, the method of peeling by applying a temperature change utilizing the difference in thermal expansion coefficient between the alignment substrate and the film, the alignment substrate itself, or the alignment film on the alignment substrate is dissolved and removed A single film is obtained by a method or the like. Since the peelability varies depending on the composition ratio of the liquid crystalline polyester composition to be used and the adhesion to the alignment substrate, a method most suitable for the system should be adopted. When the optical film is used alone as an optical element, it may not be self-supporting depending on the film thickness. In that case, a substrate preferable in terms of optical properties, such as polymethacrylate, polycarbonate, polyvinyl alcohol, polyether sulfone, polysulfone. It is more desirable to use it by fixing it on a plastic substrate such as polyarylate, polyimide, amorphous polyolefin, and triacetyl cellulose via an adhesive or pressure-sensitive adhesive because of the strength and reliability of the optical film.
[0069]
Next, the case where an optical film is used in the state formed on the alignment substrate is demonstrated. When the alignment substrate is transparent and optically isotropic, or when the alignment substrate is a necessary member for the element when used as an optical element, it can be used as it is as a target optical element.
Furthermore, the optical film of the present invention obtained by aligning and fixing a liquid crystalline polyester composition on an alignment substrate can be used by being peeled from the substrate and laminated on another substrate suitable for optical applications. . That is, a laminated body composed of at least the film and another substrate different from the alignment substrate can be incorporated into, for example, a TN-LCD as an optical element. Specifically, the following method can be employed.
A substrate suitable for the target optical element (hereinafter referred to as a second substrate) and an optical film on the alignment substrate are attached using, for example, an adhesive or a pressure-sensitive adhesive. Next, the alignment substrate is peeled off at the interface with the optical film of the present invention, and the film can be transferred to the second substrate side suitable for the optical element to obtain an optical element.
[0070]
The second substrate used for transfer is not particularly limited as long as it has an appropriate flatness, but a glass substrate or a transparent plastic film having optical isotropy is preferably used. Examples of such plastic films include polymethyl methacrylate, polystyrene, polycarbonate, polyether sulfone, polyphenylene sulfide, polyarylate, amorphous polyolefin, triacetyl cellulose, epoxy resin, and the like. Of these, polymethyl methacrylate, polycarbonate, polyarylate, polyether sulfone, triacetyl cellulose and the like are preferably used. Moreover, even if it is optically anisotropic, an optically anisotropic film can also be used when it is a member required for an optical element. Examples thereof include a retardation film and a polarizing film obtained by stretching a plastic film such as polycarbonate or polystyrene.
[0071]
As an adhesive or pressure-sensitive adhesive for adhering the second substrate used for transfer and the optical film of the present invention, those of optical grade are preferable, and acrylic, epoxy, ethylene-vinyl acetate copolymer system, rubber system are used. , Urethane systems, and mixed systems thereof can be used. As the adhesive, any adhesive such as a thermosetting type, a photocurable type, and an electron beam curable type can be used without any problem as long as it has optical isotropy.
Transfer of the optical film of the present invention to a second substrate suitable for an optical element can be performed by bonding the second substrate to the optical film and then peeling the alignment substrate at the interface with the film. As described above, the peeling method is a method of mechanically peeling using a roll or the like, a method of peeling by applying ultrasonic waves in a poor solvent, and a difference in thermal expansion coefficient between the alignment substrate and the film. Examples thereof include a method of peeling by applying a temperature change, a method of dissolving and removing the alignment substrate itself, or an alignment film on the alignment substrate. Since the peelability varies depending on the composition ratio of the liquid crystalline polyester composition to be used and the adhesion to the alignment substrate, a method most suitable for the system should be adopted.
The optical film of the present invention can also be provided with a protective layer such as a transparent plastic film for the purpose of surface protection, strength increase, and environmental reliability improvement.
[0072]
The thus obtained optical film of the present invention usually has a birefringence of 0.3 or more at a wavelength of 590 nm depending on the type and composition ratio of each structural unit constituting the liquid crystalline polyester as the I component. Depending on the composition ratio, the bandwidth of the cholesteric selective reflection spectrum at a wavelength of 590 nm has a physical property value of 100 nm or more. The bandwidth of the birefringence and the cholesteric selective reflection spectrum can be measured by the known method.
As described above, the liquid crystalline polyester composition of the present invention exhibits uniform monodomain cholesteric alignment in a liquid crystal state and can fix the cholesteric alignment. Moreover, since it has uniform film forming ability, it is suitable as an optical material.
Furthermore, the optical film formed from the composition has a high birefringence and a wide selective reflection bandwidth, which have been difficult to obtain with a film made of a conventional self-aligned polymer liquid crystal. Can be expected. Furthermore, the birefringence and the selective reflection bandwidth can be adjusted to desired values by changing the composition ratio of the liquid crystalline polyester composition and the type of polyester.
As described above, the liquid crystalline polyester composition of the present invention and the optical film comprising the composition are expected to be used in the fields of optical and optoelectronics, and have extremely high industrial value.
Further, the optical film of the present invention exhibits a very beautiful color when the pitch is in the visible light region, and is useful as a decorative product or fashion product, and is expected to be applied in various fields.
[0073]
【Example】
Examples will be described below, but the present invention is not limited thereto. In addition, each analysis method used in the Example is as follows.
1. Logarithmic viscosity
Using an Ubbelohde viscometer, phenol / 1,1,2,2-tetrachloroethane = 60/40 (weight ratio) as a solvent was measured at a polymer concentration of 0.5 g / dl and 30 ° C.
2. Glass-transition temperature
Using a Dupont 990 Thermal Analyzer, 20 ° C./min. It measured at the temperature increase rate of.
3. Optical structure observation
Observation was performed using a hot stage FP80 / 82 manufactured by Mettler and a BH-2 polarizing microscope manufactured by Olympus Optical.
4). Determination of composition
The obtained polyester was dissolved in deuterated chloroform or deuterated trifluoroacetic acid, and 400 MHz 1 It was determined by measuring with H-NMR (JNM-EX400 manufactured by JEOL Ltd.).
5). Birefringence measurement
(1) Measuring method of birefringence Δn of liquid crystalline polyester (component I)
A 15 wt% N-methylpyrrolidone (NMP) solution of the polymer is prepared, and the solution is applied onto a substrate subjected to orientation treatment (rubbing treatment) using a spin coater. Next, the substrate is dried on a hot plate, subjected to a heat treatment using an oven, and then allowed to cool to obtain a film fixed in a uniform nematic alignment state. For the obtained film, the extinction axis is confirmed under a crossed Nicol with a polarizing microscope with a rotating stage, the refractive index of the extinction axis along the rubbing treatment direction is ne, and the refractive index of the vertical extinction axis is no.
[0074]
When ne <1.8, no <1.8
Using an Abbe refractometer, ne and no were measured with NaD line (590 nm), and the birefringence Δn (590 nm) = ne (590 nm) −no (590 nm) was derived.
When ne ≧ 1.8 and no <1.8
The no was measured with an Nabe line (590 nm) using an Abbe refractometer. Next, ne × d (590 nm) and no × d (590 nm) at 590 nm perpendicular to each other were measured using polarized light along the film extinction axis by an interference film thickness meter. Here, d is the film thickness. The film thickness d is determined from the no (590 nm) obtained from the Abbe refractometer.
d = no × d (590 nm) / no (590 nm)
Calculated as Using the film thickness d obtained
ne = ne × d (590 nm) / d
And birefringence Δn (590 nm) = ne-no was calculated.
[0075]
(2) Measuring method of birefringence Δn of liquid crystalline polyester composition
A 15 wt% NMP solution of the composition is prepared, and the solution is applied onto a substrate subjected to orientation treatment (rubbing treatment) using a spin coater. Next, the substrate is dried on a hot plate, subjected to a heat treatment using an oven, and then allowed to cool to obtain a film fixed in a uniform cholesteric alignment state. The obtained film is measured for ultraviolet-visible-near-infrared spectrum, and the selective reflection bandwidth Δλ and the central wavelength λs of selective reflection are measured. Based on these actually measured values, a simulation was performed from the following equation to calculate a ne value that most closely approximated the actually measured Δλ.
[Expression 2]
Figure 0003947614
Δn was calculated from the obtained ne value according to the following equation.
Δn = ne-no
Here, no used in the calculation is an actual measurement value of the liquid crystalline polyester (I component) occupying most of the liquid crystalline polyester composition used in the measurement. However, no is an assumed value that does not consider the refractive index of [Formula II], and includes some errors. In order to obtain a more accurate birefringence Δn, after obtaining a racemic polyester of optically active liquid crystalline polyester (II component), mixing the polyester and liquid crystalline polyester (I component) to obtain a composition, It is necessary to measure the refractive index of the composition.
[0076]
Synthesis example 1
In a polymerization reactor equipped with a stirrer, a nitrogen introduction tube, and a liquid trap, 18.74 g (60 mmol) of 4′-acetoxy-3′-methoxy-4-stilbenecarboxylic acid, 3.45 g of 6-acetoxy-2-naphthoic acid (15 mmol), 6.12 g (31.5 mmol) of catechol diacetate, 5.36 g (20 mmol) of stilbene dicarboxylic acid, and 5.09 g (20 mmol) of 4′-methoxy-4-stilbenecarboxylic acid were charged in the reactor. Replaced. The reaction was carried out at 240 ° C. for 2 hours, 260 ° C. for 2 hours, 280 ° C. for 12 hours and further at 290 ° C. for 12 hours while distilling off the generated acetic acid under a nitrogen atmosphere. The obtained polyester had a logarithmic viscosity of 0.208 and a glass transition temperature of 109.8 ° C. As a result of observation with a polarizing microscope, this polyester was excellent in orientation and showed a uniform nematic liquid crystal phase above the glass transition temperature. The polyester also has excellent immobilization ability, and even when the homogeneous nematic liquid crystal phase shown above the glass transition temperature is cooled below the glass transition temperature, no transition to the crystal phase is observed. The formed alignment state could be fixed almost uniformly. As a result of measuring the birefringence, the birefringence (Δn) of the polyester in a liquid crystal fixed state was 0.464 (ne: 2.043, no: 1.579).
[0077]
Synthesis Examples 2-9
The reaction was carried out using the same method as in Synthesis Example 1 except that the monomer charge ratio was changed. The results are shown in Table 1. Moreover, all of these polyesters show a nematic liquid crystal phase that is uniform above the glass transition temperature as a result of observation under a polarizing microscope, and no transition to the crystalline phase is observed even when cooled below the glass transition temperature. The orientation state can be fixed.
[0078]
[Table 1]
Figure 0003947614
[0079]
Synthesis example 10
In a polymerization reactor equipped with a stirrer, a nitrogen introduction tube, and a liquid trap, 6.15 g (59.06 mmol) of (s) -2-methyl-1,4-butanediol (enantiotropic specs, e, e = 93%) Then, 10.0 g (33.75 mmol) of dimethyl 4,4′-stilbene dicarboxylate, 1.64 g (8.44 mmol) of dimethyl terephthalate and 1 drop of tetrabutoxytitanium were charged, and the inside of the reactor was purged with nitrogen. The reaction was performed at 210 ° C. for 2 hours while distilling off the generated methanol under a nitrogen atmosphere. The obtained polyester had a logarithmic viscosity of 0.12, a glass transition temperature of 97 ° C., and an isotropic transition temperature of 178 ° C.
[0080]
Example 1
A polymerization reactor equipped with a stirrer and a liquid trap was charged with 7.00 g of the polyester obtained in Synthesis Example 1 and 3.00 g of the polyester obtained in Synthesis Example 10, and the inside of the reactor was purged with nitrogen. And melt blending at 250 ° C. for 1 hour. As a result of observing the obtained polyester with a polarizing microscope, this polymer showed a cholesteric liquid crystal phase above the glass transition temperature, and even when cooled below the glass transition temperature, no transition to the crystalline phase was observed and the cholesteric liquid crystal state was fixed. It was possible. As a result of measuring the cholesteric selective reflection band, the bandwidth of the polyester in a liquid crystal fixed state was 132 nm (507 nm), Δn was 0.42, and the helical pitch was 0.30 μm.
[0081]
Example 2
7.42 g of the polyester obtained in Synthesis Example 1 and 2.58 g of the polyester obtained in Synthesis Example 10 were charged into the reactor, and melt blended at 250 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere. As a result of measurement of the cholesteric selective reflection band, the bandwidth of the polyester in a liquid crystal fixed state was 138 nm (590 nm), Δn was: 0.42, and the helical pitch was 0.35 μm.
[0082]
Example 3
7.12 g of the polyester obtained in Synthesis Example 2 and 2.89 g of the polyester obtained in Synthesis Example 10 were charged into the reactor, and melt blended at 250 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere. As a result of measuring the cholesteric selective reflection band, the bandwidth of the polyester in a liquid crystal fixed state was 112 nm (490 nm), Δn was: 0.41, and the helical pitch was 0.29 μm.
[0083]
Example 4
7.62 g of the polyester obtained in Synthesis Example 2 and 2.38 g of the polyester obtained in Synthesis Example 10 were charged into the reactor, and melt blended at 250 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere. As a result of measurement of the cholesteric selective reflection band, the bandwidth of the polyester in a liquid crystal fixed state was 135 nm (590 nm), Δn was: 0.41, and the helical pitch was 0.35 μm.
[0084]
Example 5
7.70 g of the polyester obtained in Synthesis Example 3 and 2.30 g of the polyester obtained in Synthesis Example 10 were charged into the reactor, and melt blended at 250 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere. As a result of measurement of the cholesteric selective reflection band, the bandwidth of the polyester in a liquid crystal fixed state was 137 nm (605 nm), Δn was: 0.41, and the helical pitch was 0.36 μm.
[0085]
Example 6
7.51 g of the polyester obtained in Synthesis Example 3 and 2.49 g of the polyester obtained in Synthesis Example 10 were charged into the reactor, and melt blended at 250 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere. As a result of measurement of the cholesteric selective reflection band, the bandwidth of the polyester in a liquid crystal fixed state was 135 nm (590 nm), Δn was: 0.41, and the helical pitch was 0.35 μm.
[0086]
Example 7
7.21 g of the polyester obtained in Synthesis Example 4 and 2.79 g of the polyester obtained in Synthesis Example 10 were charged into the reactor, and melt blended at 250 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere. As a result of measuring the cholesteric selective reflection band, the bandwidth of this polyester in the liquid crystal fixed state was 117 nm (503 nm), Δn was: 0.39, and the helical pitch was 0.30 μm.
[0087]
Example 8
7.72 g of the polyester obtained in Synthesis Example 4 and 2.28 g of the polyester obtained in Synthesis Example 10 were charged into the reactor, and melt blended at 250 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere. As a result of measurement of the cholesteric selective reflection band, the bandwidth of the polyester in a liquid crystal fixed state was 136 nm (608 nm), Δn was 0.39, and the helical pitch was 0.36 μm.
[0088]
Example 9
7.49 g of the polyester obtained in Synthesis Example 4 and 2.51 g of the polyester obtained in Synthesis Example 10 were charged into the reactor, and melt blended at 250 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere. As a result of measuring the cholesteric selective reflection band, the bandwidth of the polyester in a liquid crystal fixed state was 129 nm (590 nm), Δn was: 0.39, and the helical pitch was 0.35 μm.
[0089]
Example 10
7.50 g of the polyester obtained in Synthesis Example 5 and 2.50 g of the polyester obtained in Synthesis Example 10 were charged into a reactor, and melt blended at 250 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere. As a result of measuring the cholesteric selective reflection band, the bandwidth of the polyester in a liquid crystal fixed state was 111 nm (590 nm), Δn was 0.33, and the helical pitch was 0.34 μm.
[0090]
Example 11
7.50 g of the polyester obtained in Synthesis Example 6 and 2.50 g of the polyester obtained in Synthesis Example 10 were charged into the reactor, and melt blended at 250 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere. As a result of measuring the cholesteric selective reflection band, the bandwidth of the polyester in a liquid crystal fixed state was 117 nm (590 nm), Δn was 0.35, and the helical pitch was 0.33 μm.
[0091]
Example 12
7.50 g of the polyester obtained in Synthesis Example 7 and 2.50 g of the polyester obtained in Synthesis Example 10 were charged into the reactor, and melt blended at 250 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere. As a result of measuring the cholesteric selective reflection band, the bandwidth of the polyester in a liquid crystal fixed state was 102 nm (590 nm), Δn was: 0.30, and the helical pitch was 0.34 μm.
[0092]
Example 13
7.50 g of the polyester obtained in Synthesis Example 9 and 2.50 g of the polyester obtained in Synthesis Example 10 were charged into a reactor, and melt blended at 250 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere. As a result of measuring the cholesteric selective reflection band, the bandwidth of the polyester in a liquid crystal fixed state was 111 nm (590 nm), Δn was 0.33, and the helical pitch was 0.34 μm.

Claims (3)

下記I成分の液晶性ポリエステル 50〜99.5重量%、および下記II成分の光学活性な液晶性ポリエステル 0.5〜50重量%より成ることを特徴とする液晶性ポリエステル組成物。
〔I成分〕
下記構造単位(A)、(B)および(C)を必須構造単位として有し、任意構造単位として構造単位(D)、(E)および(F)から選ばれる少なくとも1種の構造単位を有し、かつフェノール/テトラクロロエタン(重量比60/40)混合溶媒中、濃度0.5g/dl、温度30℃で測定した対数粘度〔ηinh〕が0.05〜0.5であることを特徴とする液晶性ポリエステル。
Figure 0003947614
Figure 0003947614
Figure 0003947614
Figure 0003947614
Figure 0003947614
Figure 0003947614
〔II成分〕
下記構造単位(G)および(H)より構成され、フェノール/テトラクロロエタン(重量比60/40)混合溶媒中、濃度0.5g/dl、温度30℃で測定した対数粘度が0.05〜0.5である光学活性な液晶性ポリエステル。
Figure 0003947614
Figure 0003947614
A liquid crystalline polyester composition comprising 50 to 99.5% by weight of a liquid crystal polyester of the following component I and 0.5 to 50% by weight of an optically active liquid crystalline polyester of the following component II.
[I component]
The following structural units (A), (B) and (C) are included as essential structural units, and at least one structural unit selected from the structural units (D), (E) and (F) is included as an arbitrary structural unit. And a logarithmic viscosity [ηinh] measured at a concentration of 0.5 g / dl and a temperature of 30 ° C. in a mixed solvent of phenol / tetrachloroethane (weight ratio 60/40) is 0.05 to 0.5. Liquid crystalline polyester.
Figure 0003947614
Figure 0003947614
Figure 0003947614
Figure 0003947614
Figure 0003947614
Figure 0003947614
(II component)
It is composed of the following structural units (G) and (H) and has a logarithmic viscosity of 0.05 to 0 measured in a phenol / tetrachloroethane (weight ratio 60/40) mixed solvent at a concentration of 0.5 g / dl and a temperature of 30 ° C. 5 is an optically active liquid crystalline polyester.
Figure 0003947614
Figure 0003947614
溶融時に液晶相を呈し、かつ液晶転移温度以下に冷却することにより該液晶相におけるコレステリック配向を固定化することが可能であることを特徴とする請求項1記載の液晶性ポリエステル組成物。The liquid crystalline polyester composition according to claim 1, wherein the liquid crystalline polyester composition exhibits a liquid crystal phase when melted and can be fixed to a cholesteric orientation in the liquid crystal phase by cooling to a temperature lower than the liquid crystal transition temperature. 請求項1または2記載の液晶性ポリエステル組成物から形成されることを特徴とする光学フィルム。An optical film formed from the liquid crystalline polyester composition according to claim 1.
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