JP7078623B2 - フラットな光学的分散を有する重合性lc媒体およびポリマーフィルム - Google Patents

フラットな光学的分散を有する重合性lc媒体およびポリマーフィルム Download PDF

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Description

発明の属する技術分野
本発明は、フラットな光学的分散を有する重合性LC媒体、かかる材料から得られたフラットな光学的分散を有するポリマーフィルム、ならびに光学的、電気光学的、電子的、半導体または発光要素またはデバイスにおける重合性LC媒体およびポリマーフィルムの使用に関する。
背景および従来技術
重合性液晶材料は、異方性ポリマーフィルムの製造に関して従来技術において公知である。これらのフィルムは、通常、重合性液晶混合物の薄層を基板上に塗布し、混合物を均一な配向に整列させ、最後に重合性液晶材料を重合することによって液晶分子の配向を固定することによって製造される。これにより、重合フィルム中の液晶分子の配向は、平面であり得る、すなわち、液晶分子は、層に対して実質的に平行に、ホメオトロピック(層に対して直交または垂直)にまたは傾斜して配向されている。対応する光学フィルムは、例えば、欧州特許第0940707号明細書(EP 0 940 707 B1)、欧州特許第0888565号明細書(EP 0 888 565 B1)および英国特許第2329393号明細書(GB 2 329 393 B1)に記載されている。
専門家によって一般的に知られているように、重合性液晶材料をベースにした光学フィルムは、通常、波長依存性の位相差を示す。これに関して、3つの主な種類の光学的挙動が知られている:
i)例えば、欧州特許第0940707号明細書(EP 0 940 707 B1)に記載されているような「通常の」または「正の」光学的分散
ii)例えば、国際公開第2016/020035号(WO 2016/020035 A1)に記載されているような「逆の」または「負の」の光学的分散、および
iii)例えば、国際公開第2009/058396号(WO 2009/058396 A1)に記載されているような「フラットな」光学的分散。
例えば、配合物中に異常屈折率(ne)よりも高い常光屈折率(no)を有する少なくとも1つの成分を添加することによって、フラットな分散重合性液晶材料を製造することができる。したがって、分子の長軸に対して直交する位置には、高度に共役した置換基が必要である。後者の材料は、光学フィルムを硬化させる際にUV線量の一部を吸収するため、硬化度が低下し、さらに硬化フィルムの熱耐久性も低下する。後者に加えて、分子ブロックは、酸素の存在下にて高温下で容易に酸化し得る。硬化フィルムの熱耐久性を低下させ、通常、黄変しやすい高共役反応性メソゲンを含む高複屈折性配合物にも同じことが当てはまる。
例えば、国際公開第2008/119427号(WO 2008/119427 A1)には、負の光学的分散要素として、下記に示される構造を有する化合物またはその誘導体:
Figure 0007078623000001
を含む重合性LC媒体から得ることが可能な、負の光学的分散を有する複屈折ポリマーフィルムが記載されている。
国際公開第2008/119427号(WO 2008/119427 A1)に開示されている重合性LC材料中の負の分散要素の割合は、例えば、固形分の全量(すなわち、溶媒を含まない)の50~60%である。
しかしながら、従来技術による負の分散化合物の嵩高い性質は、通常、アニーリング温度に対して狭いプロセスウィンドウを有する配合物を整列または付与することが困難であり、大量生産には不都合である。
さらに、従来技術のフラットな分散フィルムは、利用されるLC材料の低い複屈折のために好ましくない厚さ(30~100μm)である。光学位相差フィルムの位相差は、その複屈折およびフィルム厚の積によって与えられ、より薄いフィルムは、概してフラットパネルディスプレイ用途において好ましいので、同じ位相差を達成しながらフィルム厚を薄くすることができるようにフィルムの複屈折を増加させることが望ましい。加えて、従来技術のフラットな分散フィルムは、それらの好ましくない厚さのために、好ましくないプロセス工程を必要とすることが多く、大量生産プロセスには適していない。
別の態様では、フラットな分散フィルム用の重合性液晶(LC)材料は、室温で安定しているが、温度が上昇すると劣化し得る。例えば、一定時間加熱すると、分散または位相差などの光学特性が低下し、そのため、光学フィルムの性能が経時的に低下し、このことは、特に、低い重合度およびポリマー中の残留フリーラジカルの高含有量および/またはポリマーの収縮、および/または熱酸化劣化を引き起こし得る。しかしながら、光学フィルムがセル内用途に使用される場合、劣化の抑制が特に重要である。特に、光学フィルムは、LCセルのポリイミド層のアニーリングに対して耐久性を有する必要がある。
上記の問題を解決するために、より高度の重合が、使用する光開始剤の選択およびその固形分の増加による影響を受けることもあり得る。特に、光開始剤の固形分を増やすことで、通常、重合速度を上げることができ、その結果、硬化度が高くなる。しかしながら、光開始剤の固形分を増やすと、通常、重合速度が非常に速くなるため、液晶分子の均一な配向は失われる。
多反応性材料は、架橋密度を上げることで重合フィルムのポリマー収縮を減らすために使用され得る。ポリマー収縮は、光学フィルムの厚さの減少であり、R=dΔnに従って透過光の位相差を減少させ、ここで、Rは位相差、dは複屈折フィルムの厚さ、Δnは複屈折である。しかしながら、光学位相差フィルムの望ましい特性、例えば、液晶分子の均一な配向、フィルムの構造、フィルムの接着性、温度安定性および光学的性能は、特に単反応性および二反応性メソゲン化合物の比率および選択に関して、重合性液晶材料の組成に大きく依存する。
熱酸化劣化とは、高温での酸化による触媒作用を受けるポリマーネットワークの破壊である。よく知られているように、酸化防止添加剤、または短時間の酸化防止剤は、高温にさらされた際にポリマーの熱酸化劣化を低減するために使用され得る。しかしながら、ここでも酸化防止剤の量を増やすと、通常、液晶分子の均一な配向は失われる。
まとめると、従来技術のすべての例には、光開始剤、酸化防止剤などの特定の添加剤を加えることによって、またはポリマーネットワークの架橋密度を高めることによって熱耐久性を改善するための様々な方法が記載されている。しかしながら、後者の方法を使用する場合、接着不良、ゲル化の影響または硬化フィルムの位置ずれなどの問題が生じる。
したがって、従来技術の材料の欠点を示さないか、または示す場合でも、より少ない程度しか示さない、新規で、好ましくは改良された、重合性液晶材料または得られるポリマーフィルムが依然として求められている。
それらを含む重合性LC媒体は、フィルムの製造に使用されており、良好な熱的性質、特に適度な融点、LCホストおよび有機溶媒への良好な溶解性、ならびに妥当な外挿された透明点を示し、さらに優れた光学特性を示すべきである。
有利には、前記重合性LC材料は、好ましくは、異なる均一に整列したポリマーフィルムの製造に適用可能であるべきであり、そして特に同時に、
- 基材への良好な接着を示し、
- 可視光に対して非常に透明であり、
- 経時的に黄色の着色(黄変)が減少し、
- 膜厚を薄くするために高い複屈折を示し、
- 良好な高温安定性または耐久性を示し、さらに、
- 均一に配向されたポリマーフィルムは、相溶性のある、一般的に知られている大量生産用の方法により製造されるべきである。
本発明の別の目的は、以下の詳細な説明から当業者には直ちに明らかである。
驚くべきことに、本発明の発明者らは、請求項1記載の重合性LC材料を使用することによって、上記要件の1つ以上、好ましくはすべてを満たすことができることを見出した。
発明の概要
本発明は、20重量%までの1種以上の式A
Figure 0007078623000002
[式中、
Pは、互いに独立して、重合性基であり、好ましくは以下のPについて示される意味の1つを有し、より好ましくは、アクリル、メタクリル、オキセタン、3-エチルオキセタン、エポキシ、ビニルオキシまたはスチレン基であり、
Spは、スペーサー基または単結合であり、好ましくは以下のSpについて示される意味の1つを有し、
は、同一または異なって複数存在する場合、F、Cl、CN、SCN、SF、または直鎖状または分枝鎖状の、任意にモノフッ素化またはポリフッ素化されたアルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、または1~12個の炭素原子を有するアルキルカルボニルオキシもしくはアルキルカルボニルオキシ(ここで、アルキルおよびアルコキシとは異なる基は、少なくとも2個の炭素原子を含み、分枝鎖基は、少なくとも3個の炭素原子を含む)であるか、または任意にハロゲン化されたアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、1~5個の炭素原子を有するアルキルカルボニルオキシまたはアルコキシカルボニルオキシであり、
rは、0、1、2、3または4である]
で示される化合物と、
20重量%までの1種以上の式I
Figure 0007078623000003
[式中、
およびUは、互いに独立して、それらの鏡像を含む
Figure 0007078623000004
から選択され、ここで、環UおよびUは、それぞれ軸方向結合を介して基-(B)-に結合し、これらの環中の1個または2個の非隣接CH基は、Oおよび/またはSにより任意に置き換えられ、かつ環UおよびUは、1個以上の基Lにより任意に置換され、
およびQは、互いに独立してCHまたはSiHであり、
は、CまたはSiであり、
Bは、それぞれ互いに独立して、-C≡C-、-CY=CY-または任意に置換された芳香族もしくはヘテロ芳香族基であり、
1,2は、互いに独立して、H、F、Cl、CNまたはRであり、
qは、1~10の整数、好ましくは1、2、3、4、5、6または7であり、
~Aは、それぞれ互いに独立して、1個以上の基Rにより任意に置換される、非芳香族、芳香族またはヘテロ芳香族炭素環式または複素環式基から選択され、ここで、-(A-Z-U-(Z-A-および-(A-Z-U-(Z-A-は、それぞれ、非芳香族基よりも多くの芳香族基を含まず、好ましくは、1個を上回る芳香族基を含まず、
~Zは、互いに独立して、それぞれ、-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR-、-NR-CO-、-NR-CO-NR-、-OCH-、-CHO-、-SCH-、-CHS-、-CFO-、-OCF-、-CFS-、-SCF-、-CHCH-、-(CH-、-(CH-、-CFCH-、-CHCF-、-CFCF-、-CH=CH-、-CY=CY-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、CR00または単結合であり、
およびR00は、互いに独立して、Hまたは1~12個の炭素原子を有するアルキルであり、
mおよびnは、互いに独立して0、1、2、3または4であり、
oおよびpは、互いに独立して0、1、2、3または4であり、
~Rは、互いに独立して、H、ハロゲン、-CN、-NC、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)NR00、-C(=O)X、-C(=O)R、-NH、-NR00、-SH、-SR、-SOH、-SO、-OH、-NO、-CF、-SF、P-Sp-、任意に置換されたシリル、または任意に置換され、かつ任意に1個以上のヘテロ原子を含む1~40個の炭素原子を有するカルビルもしくはヒドロカルビルから選択される同一または異なる基であるか、あるいはPもしくはP-Sp-を表すか、またはPもしくはP-Sp-により置換され、ここで、化合物は、PもしくはP-Sp-を表すか、またはPもしくはP-Sp-によって置換されている少なくとも1個の基R1~5を含み、
Pは、重合性基であり、
Spは、スペーサー基または単結合である]
で示される化合物とを含む。
本発明はさらに、光学的、電子的および電気光学要素およびデバイス、好ましくは光学フィルム、位相差板またはフラットな光学的分散を有する補償板における上記および下記の重合性LC媒体またはポリマーフィルムの使用に関する。
本発明はさらに、上記および下記の重合性LC媒体を、好ましくはそのLC相で配向された状態で薄いフィルムの形で重合することによって得ることが可能なまたは得られた複屈折ポリマーフィルムに関する。
本発明は、特にAプレートまたはCプレート、好ましくは正のAプレート(+Aプレート)または正のCプレート(+Cプレート)である上記および下記のポリマーフィルムに関する。
本発明はさらに、上記および下記の重合性LC媒体またはポリマーフィルムを含む光学的、電子的または電気光学要素またはデバイスに関する。
前記装置としては、電気光学ディスプレイ、LCD、非線形光学(NLO)デバイス、光情報記憶デバイス、電子デバイス、エレクトロルミネセントディスプレイ、有機光起電(OPV)デバイス、照明デバイス、センサーデバイス、電子写真記録デバイス、有機メモリデバイスが挙げられるが、これらに限定されない。
前記要素としては、光学フィルム、位相差板、補償板、偏光子、ビームスプリッタ、反射フィルム、配向層、カラーフィルタ、ホログラフィック要素、ホットスタンプ箔、カラー画像、装飾またはセキュリティマーキング、LC顔料、接着剤、有機半導体、有機電界効果トランジスタ(OFET)、集積回路(IC)、薄膜トランジスタ(TFT)、無線周波数識別(RFID)タグ、有機発光ダイオード(OLED)、有機発光トランジスタ(OLET)、有機太陽電池(O-SC)、有機レーザーダイオード(O-レーザー)、有機集積回路(O-IC)、電極材料、光伝導体、光検出器、コンデンサ、電荷注入層、ショットキーダイオード、平坦化層、帯電防止フィルム、導電性基材、導電パターン、感光体、電子写真用途、電子写真記録、バイオセンサー、バイオチップが挙げられるが、これらに限定されない。
用語および定義
本明細書中で使用される場合、「ポリマー」という用語は、1つ以上の異なる種類の繰り返し単位(分子の最小構成単位)の骨格を包含し、よく知られている「オリゴマー」、「コポリマー」、「ホモポリマー」等の用語を含む分子を意味すると理解されることになる。さらに、ポリマーという用語は、ポリマー自体に加えて、開始剤、触媒、およびかかるポリマーの合成に付随する他の要素からの残留物を含むことが理解されることになり、ここで、かかる残留物は、共有結合的にそれに組み込まれていないと理解されている。さらに、かかる残留物および他の要素は、通常、重合後の精製プロセスで除去されるが、典型的にはポリマーと混合または混入され、それらは概して容器間または溶媒もしくは分散媒間で移動した際にポリマーと共に残る。
本発明で使用される「(メタ)アクリルポリマー」という用語は、アクリルモノマーから得られるポリマー、メタクリルモノマーから得られるポリマー、およびかかるモノマーの混合物から得られる対応するコポリマーを含む。
「重合」という用語は、複数の重合性基またはかかる重合性基を含むポリマー前駆体(重合性化合物)を一緒に結合することによってポリマーを形成するための化学プロセスを意味する。
「フィルム」および「層」という用語は、機械的安定性を備えた硬質または可撓性の自己支持型または自立型のフィルム、ならびに支持基材上または2つの基材間のコーティングまたは層を含む。
「液晶またはメソゲン化合物」という用語は、1つ以上のカラミティック(ロッドもしくはボード/ラス形状)またはディスコティック(円盤状)メソゲン基を含む化合物を意味する。「メソゲン基」という用語は、液晶(LC)相の挙動を誘導する能力を有する基を意味する。メソゲン基を含む化合物は、必ずしもそれ自体がLC相を示す必要はない。他の化合物との混合物でのみ、あるいはメソゲン化合物または材料、あるいはそれらの混合物が重合した際に、LC相挙動を示すことも可能である。簡単にするために、以下では「液晶」という用語は、メソゲン材料とLC材料との両方に使用される。定義の概要については、C. Tschierske、G. PelzlおよびS. Diele、Angew. Chem. 2004年, 116, 6340~6368頁を参照されたい。
カラミティックメソゲン基は、通常、直接または連結基を介して互いに結合した1つ以上の芳香族または非芳香族環式基からなるメソゲン性コアを含み、任意にメソゲン性コアの末端に結合した末端基を含み、かつ任意にメソゲン性コアの長鎖に結合した1つ以上の側基を含み、ここで、これらの末端基および側基は、通常、例えば、カルビル基またはヒドロカルビル基、極性基、例えば、ハロゲン基、ニトロ基、ヒドロキシ基等、または重合性基から選択される。
「反応性メソゲン」(RM)という用語は、重合性メソゲンまたは液晶化合物を意味する。
1つの重合性基を有する重合性化合物は、「単反応性」化合物と呼ばれ、2つの重合性基を有する化合物は、「二反応性」化合物と呼ばれ、そして3つ以上の重合性基を有する化合物は、「多反応性」化合物と呼ばれる。重合性基を有していない化合物は、「非反応性」化合物とも呼ばれる。
「重合性LC材料」という用語は、上記および下記のように、90重量%を上回る、好ましくは95重量%を上回る、より好ましくは98重量%を上回る重合性化合物を含む材料を意味する。
「非メソゲン化合物または材料」という用語は、上記で定義したようなメソゲン基を含まない化合物または材料を意味する。
可視光は、約400nm~約740nmの範囲の波長を有する電磁波である。紫外(UV)線は、約200nm~約450nmの範囲の波長を有する電磁波である。
放射照度(E)または放射線出力は、表面に入射する単位面積(dA)あたりの電磁波の出力(dθ)として定義される:
=dθ/dA。
放射露光量または放射線量(H)は、時間(t)あたりの放射照度または放射線出力(E)として定義される:
=E・t。
すべての温度、例えば、液晶の融点T(C,N)またはT(C,S)、スメクチック(S)相からネマチック(N)相への遷移T(S,N)およびその透明点T(N,I)は、摂氏度で表記されている。すべての温度差は、摂氏度の差で表記されている。
「透明点」という用語は、最高温度範囲の中間相と等方相との間の転移が起こる温度を意味する。
「ダイレクタ」という用語は、従来技術で公知であり、液晶またはRM分子の長分子軸(カラミティック化合物の場合)または短分子軸(ディスコティック化合物の場合)の有利な配向方向を意味する。このような異方性分子を一軸配列にした場合、ダイレクタは、異方性の軸である。
すべての物理的性質は、”Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals”、1997年11月, Merck KGaA, 独国に従って測定されており、特に記載のない限り、20℃の温度について示されている。光学異方性(Δn)は、波長589.3nmで測定される。
疑念がある場合には、C. Tschierske、G. PelzlおよびS. Diele, Angew. Chem. 2004年, 116, 6340~6368頁に示された定義に従うものとする。
所与の一般式において特に明記しない限り、次の用語は、次の意味を有する:
「カルビル基」は、少なくとも1個の炭素原子を有する一価または多価の有機基を表し、該基は、さらなる原子を全く含有しない(例えば、-C≡C-)か、または1個以上のさらなる原子、例えば、N、O、S、P、Si、Se、As、TeまたはGeを任意に含有する(例えば、カルボニル等)。「ヒドロカルビル基」は、1個以上のH原子および任意に1個以上のヘテロ原子、例えば、N、O、S、P、Si、Se、As、TeまたはGeをさらに含有する、カルビル基を意味する。
カルビル基またはヒドロカルビル基は、飽和または不飽和の基であり得る。不飽和基は、例えば、アリール基、アルケニル基、またはアルキニル基である。3個よりも多い炭素原子を有するカルビル基またはヒドロカルビル基は、直鎖状、分枝鎖状および/または環状であってよく、かつスピロ結合または縮合環を含んでもよい。
好ましいカルビル基およびヒドロカルビル基は、1~40個、好ましくは1~25個、特に好ましくは1~18個の炭素原子を有する任意に置換されたアルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシおよびアルコキシカルボニルオキシであるか、6~40個、好ましくは6~25個の炭素原子を有する任意に置換されたアリールまたはアリールオキシであるか、または6~40個、好ましくは6~25個の炭素原子を有する任意に置換されたアルキルアリール、アリールアルキル、アルキルアリールオキシ、アリールアルキルオキシ、アリールカルボニル、アリールオキシカルボニル、アリールカルボニルオキシおよびアリールオキシカルボニルオキシである。さらに好ましいカルビル基およびヒドロカルビル基は、C~C40アルキル、C~C40アルケニル、C~C40アルキニル、C~C40アリル、C~C40アルキルジエニル、C~C40ポリエニル、C~C40アリール、C~C40アルキルアリール、C~C40アリールアルキル、C~C40アルキルアリールオキシ、C~C40アリールアルキルオキシ、C~C40ヘテロアリール、C~C40シクロアルキル、C~C40シクロアルケニル等である。特に、C~C22アルキル、C~C22アルケニル、C~C22アルキニル、C~C22アリル、C~C22アルキルジエニル、C~C12アリール、C~C20アリールアルキル、およびC~C20ヘテロアリールが好ましい。
さらに好ましいカルビル基およびヒドロカルビル基は、1~40個、好ましくは1~25個の炭素原子、より好ましくは1~12個の炭素原子を有する直鎖状、分枝鎖状または環状のアルキル基であり、該基は、非置換であるか、F、Cl、Br、IもしくはCNで一置換または多置換され、かつ1つ以上の非隣接CH基は、Oおよび/またはS原子が互いに直接結合しないように、それぞれ、互いに独立して、-C(R)=C(R)-、-C≡C-、-N(R)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-によって置き換えられていてよい。
上記では、Rは、好ましくは、H、ハロゲン、1~25個の炭素原子を有する直鎖状、分枝鎖状または環状のアルキル鎖を表し、ここで、さらに、1個以上の非隣接炭素原子は、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-によって置き換えられていてよく、かつ1個以上のH原子は、フッ素、6~40個の炭素原子を有する任意に置換されたアリール基もしくはアリールオキシ基、または2~40個の炭素原子を有する任意に置換されたヘテロアリール基もしくはヘテロアリールオキシ基によって置き換えられていてよい。
好ましいアルキル基は、例えば、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、s-ブチル、t-ブチル、2-メチルブチル、n-ペンチル、s-ペンチル、n-ヘキシル、2-エチルヘキシル、n-ヘプチル、n-オクチル、n-ノニル、n-デシル、n-ウンデシル、n-ドデシル、ドデカニル、トリフルオロメチル、ペルフルオロ-n-ブチル、2,2,2-トリフルオロエチル、ペルフルオロオクチル、ペルフルオロヘキシル等である。
好ましいアルケニル基は、例えば、エテニル、プロペニル、ブテニル、ペンテニル、シクロペンテニル、ヘキセニル、シクロヘキセニル、ヘプテニル、シクロヘプテニル、オクテニル、シクロオクテニル等である。
好ましいアルキニル基は、例えば、エチニル、プロピニル、ブチニル、ペンチニル、ヘキシニル、オクチニル等である。
好ましいアルコキシ基は、例えば、メトキシ、エトキシ、2-メトキシエトキシ、n-プロポキシ、i-プロポキシ、n-ブトキシ、i-ブトキシ、s-ブトキシ、t-ブトキシ、2-メチルブトキシ、n-ペントキシ、n-ヘキソキシ、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-ウンデシルオキシ、n-ドデシルオキシ等である。
好ましいアミノ基は、例えば、ジメチルアミノ、メチルアミノ、メチルフェニルアミノ、フェニルアミノ等である。
アリール基およびヘテロアリール基は、単環式または多環式であってよく、すなわち、それらは1個の環(例えば、フェニルなど)または2個以上の環を有してよく、該環は、縮合(例えば、ナフチル)もしくは共有結合(例えば、ビフェニル)されてもよく、または縮合環と連結環との組み合わせを含んでもよい。ヘテロアリール基は、好ましくはO、N、S、およびSeから選択される1個以上のヘテロ原子を含む。
特に、6~25個の炭素原子を有する単環式、二環式または三環式アリール基および2~25個の炭素原子を有する単環式、二環式または三環式ヘテロアリール基が好ましく、該基は、任意に縮合環を含み、かつ任意に置換される。さらに、5員、6員、または7員のアリール基およびヘテロアリール基が好ましく、ここで、さらに、1つ以上のCH基は、O原子および/またはS原子が互いに直接結合しないように、N、S、またはOによって置き換えられていてよい。
好ましいアリール基は、例えば、フェニル、ビフェニル、テルフェニル、[1,1’:3’,1’’]テルフェニル-2’-イル、ナフチル、アントラセン、ビナフチル、フェナントレン、ピレン、ジヒドロピレン、クリセン、ペリレン、テトラセン、ペンタセン、ベンゾピレン、フルオレン、インデン、インデノフルオレン、スピロビフルオレン等である。
好ましいヘテロアリール基は、例えば、5員環、例えば、ピロール、ピラゾール、イミダゾール、1,2,3-トリアゾール、1,2,4-トリアゾール、テトラゾール、フラン、チオフェン、セレノフェン、オキサゾール、イソオキサゾール、1,2-チアゾール、1,3-チアゾール、1,2,3-オキサジアゾール、1,2,4-オキサジアゾール、1,2,5-オキサジアゾール、1,3,4-オキサジアゾール、1,2,3-チアジアゾール、1,2,4-チアジアゾール、1,2,5-チアジアゾール、1,3,4-チアジアゾール、6員環、例えば、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、1,3,5-トリアジン、1,2,4-トリアジン、1,2,3-トリアジン、1,2,4,5-テトラジン、1,2,3,4-テトラジン、1,2,3,5-テトラジン、または縮合基、例えば、インドール、イソインドール、インドリジン、インダゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾトリアゾール、プリン、ナフトイミダゾール、フェナントリミダゾール、ピリドイミダゾール、ピラジンイミダゾール、キノキサリンイミダゾール、ベンゾオキサゾール、ナフトオキサゾール、アントロキサゾール、フェナントロキサゾール、イソオキサゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾフラン、イソベンゾフラン、ジベンゾフラン、キノリン、イソキノリン、プテリジン、ベンゾ-5,6-キノリン、ベンゾ-6,7-キノリン、ベンゾ-7,8-キノリン、ベンゾイソキノリン、アクリジン、フェノチアジン、フェノキサジン、ベンゾピリダジン、ベンゾピリミジン、キノキサリン、フェナジン、ナフチリジン、アザカルバゾール、ベンゾカルボリン、フェナントリジン、フェナントロリン、チエノ[2,3b]チオフェン、チエノ[3,2b]チオフェン、ジチエノチオフェン、イソベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェン、ベンゾチアジアゾチオフェン、またはこれらの基の組み合わせである。ヘテロアリール基は、アルキル、アルコキシ、チオアルキル、フッ素、フルオロアルキル、またはさらにアリールもしくはヘテロアリール基で置換されていてもよい。
(非芳香族)脂環式および複素環式基は、飽和環、すなわち、単結合のみを含むもの、および部分的に不飽和の環、すなわち、多重結合を含み得るものの双方を包含する。複素環は、好ましくは、Si、O、N、SおよびSeから選択される、1個以上のヘテロ原子を含む。
(非芳香族)脂環式および複素環式基は、単環式であり得る、すなわち、1つの環のみを含む(例えば、シクロヘキサン)か、または多環式であり得る、すなわち、複数の環を含む(例えば、デカヒドロナフタレンまたはビシクロオクタン)。特に、飽和基が好ましい。さらに、3~25個の炭素原子を有する単環式、二環式または三環式基が好ましく、該基は、任意に縮合環を含み、かつ任意に置換されている。さらに、5員、6員、7員または8員の炭素環式基が好ましく、ここで、さらに、1個以上の炭素原子は、Siにより置き換えられてもよく、かつ/または1つ以上のCH基は、Nにより置き換えられてもよく、かつ/または1つ以上の非隣接CH基は、-O-および/または-S-により置き換えられてもよい。
好ましい脂環式および複素環式基は、例えば、5員環基、例えば、シクロペンタン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロチオフラン、ピロリジン、6員環基、例えば、シクロヘキサン、シリナン、シクロヘキセン、テトラヒドロピラン、テトラヒドロチオピラン、1,3-ジオキサン、1,3-ジチアン、ピペリジン、7員環基、例えば、シクロヘプタン、および縮合基、例えば、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、インダン、ビシクロ[1.1.1]-ペンタン-1,3-ジイル、ビシクロ[2.2.2]オクタン-1,4-ジイル、スピロ[3.3]ヘプタン-2,6-ジイル、オクタヒドロ-4,7-メタノインダン-2,5-ジイルである。
アリール、ヘテロアリール、(非芳香族)脂環式および複素環式基は、任意に1つ以上の置換基を有し、該基は、好ましくはシリル、スルホ、スルホニル、ホルミル、アミン、イミン、ニトリル、メルカプト、ニトロ、ハロゲン、C~C12アルキル、C~C12アリール、C~C12アルコキシ、ヒドロキシル、またはこれらの基の組み合わせを含む群から選択される。
好ましい置換基は、例えば、アルキルもしくはアルコキシなどの溶解促進基、フッ素、ニトロもしくはニトリルなどの電子吸引基、またはポリマーのガラス転移温度(Tg)を上昇させるための置換基、特にかさ高い基、例えば、t-ブチルまたは任意に置換されたアリール基である。
以下で「L」とも呼ばれる好ましい置換基は、例えば、F、Cl、Br、I、-OH、-CN、-NO、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(R、-C(=O)Y、-C(=O)R、-C(=O)OR、-N(Rであり、ここで、Rは上記の意味を有し、かつ上記のYは、ハロゲン、任意に置換されたシリル、4~40個、好ましくは4~20個の環原子を有する、任意に置換されたアリールまたはヘテロアリール、および1~25個の炭素原子を有する直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシまたはアルコキシカルボニルオキシを示し、ここで、1個以上のH原子は、任意にFまたはClにより置き換えられてもよい。
「置換シリルまたはアリール」は、好ましくは、ハロゲン、-CN、-R、-OR、-CO-R、-CO-O-R、-O-CO-Rまたは-O-CO-O-R(式中、Rは、H、1~12個の炭素原子を有する直鎖状、分枝鎖状または環状のアルキル鎖を表す)により置換されていることを意味する。
上下に示した式では、置換フェニレン環
Figure 0007078623000005
は、好ましくは
Figure 0007078623000006
であり、
ここで、Lは、それぞれ同一または異なって、上記および下記に示される意味の1つを有し、かつ好ましくは、F、Cl、CN、NO、CH、C、C(CH、CH(CH、CHCH(CH)C、OCH、OC、COCH、COC、COOCH、COOC、CF、OCF、OCHF、OCまたはP-Sp-、極めて好ましくはF、Cl、CN、CH、C、OCH、COCH、OCFまたはP-Sp-、最も好ましくは、F、Cl、CH、OCH、COCHまたはOCFである。
「ハロゲン」は、F、Cl、BrまたはI、好ましくはFまたはCl、より好ましくはFを表す。
「重合性基」(P)は、好ましくは、C=C二重結合またはC≡C三重結合を含む基、および開環を伴う重合に適した基、例えば、オキセタンまたはエポキシド基から選択される。
好ましくは、重合性基(P)は、CH=CW-COO-、CH=CW-CO-、
Figure 0007078623000007
、CH=CW-(O)k3-、CW=CH-CO-(O)k3-、CW=CH-CO-NH-、CH=CW-CO-NH-、CH-CH=CH-O-、(CH=CH)CH-OCO-、(CH=CH-CHCH-OCO-、(CH=CH)CH-O-、(CH=CH-CHN-、(CH=CH-CHN-CO-、CH=CW-CO-NH-、CH=CH-(COO)k1-Phe-(O)k2-、CH=CH-(CO)k1-Phe-(O)k2-、Phe-CH=CH-からなる群から選択され、
ここで、
は、H、F、Cl、CN、CF、1~5個の炭素原子を有するフェニルまたはアルキル、特にH、F、ClまたはCHを表し、
は、Hまたは1~5個の炭素原子を有するアルキル、特にH、メチル、エチルまたはn-プロピルを表し、
およびWは、それぞれ、互いに独立して、H、Clまたは1~5個の炭素原子を有するアルキルを表し、Pheは、1,4-フェニレンを表し、これは、上記で定義したように1つ以上の基Lにより任意に置換されているが、P-Spとは異なっており、好ましくは、好ましい置換基Lは、F、Cl、CN、NO、CH、C、OCH、OC、COCH、COC、COOCH、COOC、CF、OCF、OCHF、OC、さらにフェニルであり、
、kおよびkは、それぞれ、互いに独立して、0または1を表し、kは、好ましくは1を表し、かつkは、1~10の整数である。
特に好ましい重合性基Pは、CH=CH-COO-、CH=C(CH)-COO-、CH=CF-COO-、CH=CH-、CH=CH-O-、(CH=CH)CH-OCO-、(CH=CH)CH-O-、
Figure 0007078623000008
であり、ここで、Wは、Hまたは1~5個の炭素原子を有するアルキル、特にH、メチル、エチルまたはn-プロピルを表す。
さらに好ましい重合性基(P)は、ビニルオキシ、アクリレート、メタクリレート、フルオロアクリレート、クロロアクリレート、オキセタンおよびエポキシドであり、最も好ましくはアクリレートまたはメタクリレートであり、特にアクリレートである。
好ましくは、すべての多反応性重合性化合物およびその下位式は、1つ以上の基P-Sp-の代わりに、2つ以上の重合性基P(多反応性重合性基)を含む1つ以上の分枝鎖状の基を含む。
このタイプの適切な基、およびそれらを含む重合性化合物は、例えば、米国特許第7,060,200号明細書(US 7,060,200 B1)または米国特許出願公開第2006/0172090号明細書(US 2006/0172090 A1)に記載されている。
特に、以下の式:
-X-アルキル-CHP-CH-CH
-X-アルキル-C(CH)(CH)-CH
-X-アルキル-CHPCHP-CH
-X-アルキル-C(CH)(CH)-Caa2aa+1
-X-アルキル-CHP-CH
-X-アルキル-CHP
-X-アルキル-CP-Caa2aa+1
-X-アルキル-C(CH)(CH)-CHOCH-C(CH)(CH)CH
-X-アルキル-CH((CHaa)((CHbb) I
-X-アルキル-CHPCHP-Caa2aa+1
から選択される多反応性重合性基が好ましく、
ここで、
アルキルは、1~12個の炭素原子を有する単結合または直鎖状または分枝鎖状のアルキレンを表し、ここで、1つ以上の非隣接CH基は、Oおよび/またはS原子が互いに直接結合しないように、それぞれ、互いに独立して、-C(R)=C(R)-、-C≡C-、-N(R)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-によって置き換えられていてよく、ここで、さらに、1個以上のH原子は、F、ClまたはCNによって置き換えられていてよく、ここで、Rは、上記の意味のうちの1つを有し、
aaおよびbbは、それぞれ、互いに独立して、0、1、2、3、4、5または6を表し、
Xは、X’について示した意味のうちの1つを有し、かつ
~Pは、それぞれ、互いに独立して、Pについて上記で示した意味のうちの1つを有する。
好ましいスペーサー基Spは、基「P-Sp-」が式「P-Sp’-X’-」に一致するように、式Sp’-X’から選択され、ここで、
Sp’は、1~20個、好ましくは1~12個の炭素原子を有するアルキレンを表し、これはF、Cl、Br、IまたはCNにより任意に一置換または多置換されて、ここで、さらに、1つ以上の非隣接CH基は、Oおよび/またはS原子が互いに直接結合しないように、それぞれ、互いに独立して、-O-、-S-、-NH-、-NRxx-、-SiRxxyy-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-NRxx-CO-O-、-O-CO-NRoxx-、-NRxx-CO-NRyy-、-CH=CH-または-C≡C-により置き換えられていてよく、
X’は、-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NRxx-、-NRxx-CO-、-NRxx-CO-NRyy-、-OCH-、-CHO-、-SCH-、-CHS-、-CFO-、-OCF-、-CFS-、-SCF-、-CFCH-、-CHCF-、-CFCF-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CRxx-、-CYxx=CYxx-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-または単結合を表し、
xxおよびRyyは、それぞれ、互いに独立して、Hまたは1~12個の炭素原子を有するアルキルを表し、かつ
xxおよびYyyは、それぞれ、互いに独立して、H、F、ClまたはCNを表す。
X’は、好ましくは-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NRxx-、-NRxx-CO-、-NRxx-CO-NRyy-または単結合である。
典型的なスペーサー基Sp’は、例えば、-(CHp1-、-(CHCHO)q1-、-CHCH-、-CHCH-S-CHCH-、-CHCH-NH-CHCH-または-(SiRxxyy-O)p1-であり、ここで、p1は、1~12の整数であり、q1は、1~3の整数であり、かつRxxおよびRyyは、上記の意味を有する。
特に好ましい基-X’-Sp’-基は、-(CHp1-、-O-(CHp1-、-OCO-(CHp1-、-OCOO-(CHp1-であり、ここで、p1は、1~12の整数である。
特に好ましい基Sp’は、例えば、それぞれ、直鎖状メチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、ヘキシレン、ヘプチレン、オクチレン、ノニレン、デシレン、ウンデシレン、ドデシレン、オクタデシレン、エチレンオキシエチレン、メチレンオキシブチレン、エチレンチオエチレン、エチレン-N-メチルイミノエチレン、1-メチルアルキレン、エテニレン、プロペニレンおよびブテニレンである。
本発明の場合、
Figure 0007078623000009
は、トランス-1,4-シクロヘキシレンを表し、かつ
Figure 0007078623000010
は、1,4-フェニレンを表す。
本発明の場合、基-COO-、-C(=O)O-または-CO-は、式
Figure 0007078623000011
のエステル基を表し、かつ基-OCO-、-OC(=O)-、-OC-または-OOC-は、式
Figure 0007078623000012
のエステル基を表す。
分子レベルでは、液晶の複屈折は、分極率の異方性に依存(Δα=α││-α)に依存する。「分極率」とは、原子または分子内の電子分布の歪みの生じ易さを意味する。電子数が多く、拡散型電子雲が多いほど、分極率は向上する。分極率は、例えば、Jap. J. Appl. Phys. 42, (2003年) 3463頁に記載された方法を用いて計算され得る。
液晶または複屈折材料の層の所与の波長R(λ)(nm)における「光学位相差」は、以下の式
R(λ)=Δn(λ)・d
に従ってその波長における複屈折Δn(λ)と層厚d(nm)との積として定義される。
光学位相差Rは、複屈折材料を通過する間にS偏光およびP偏光が移動する光路長の差をナノメートルで表したものである。「軸上」位相差は、試料表面に対する法線入射での位相差を意味する。
「負の(光学的)分散」という用語は、複屈折性または液晶性の材料または層において、波長(λ)が長くなるにつれて複屈折の大きさ(Δn)が大きくなる逆複屈折分散が示されることを指す。すなわち、|Δn(450)|<|Δn(550)|、またはΔn(450)/Δn(550)<1、ここで、Δn(450)およびΔn(550)は、それぞれ、波長450nmおよび550nmで測定された材料の複屈折である。対照的に、「正の(光学的)分散」は、|Δn(450)|>|Δn(550)|またはΔn(450)/Δn(550)>1の材料または層を意味する。例えば、A. Uchiyama, T. Yatabe ”Control of Wavelength Dispersion of Birefringence for Oriented Copolycarbonate Films Containing Positive and Negative Birefringent Units”. J. Appl. Phys. 第42巻、6941~6945頁(2003年)も参照されたい。「フラットな(光学的)分散」は、│Δn(450)│>│Δn(550)│またはΔn(450)/Δn(550)≒1を有する材料または層を意味する。
所与の波長での光学位相差は、上記のように複屈折と層の厚さの積[R(λ)=Δn(λ)・d]として定義されるので、光学的分散は、比Δn(450)/Δn(550)による「複屈折分散」として、または比R(450)/R(550)による「位相差分散」として表すことができ、ここで、R(450)およびR(550)は、それぞれ、450nmおよび550nmの波長で測定される材料の位相差である。層厚dは、波長によって変化しないので、R(450)/R(550)は、Δn(450)/Δn(550)に等しい。したがって、負または逆分散の材料または層は、R(450)/R(550)<1または|R(450)|<|R(550)|を有し、かつ正または通常の分散の材料または層は、R(450)/R(550)>1または|R(450)|>|R(550)|を有し、かつフラットな分散を有する材料または層は、R(450)/R(550)≒1または|R(450)|≒|R(550)|を有する。
本発明では、特に明記しない限り、「光学的分散」は、位相差分散、すなわち、比R(450)/R(550)を意味する。
「高い分散」という用語は、分散の絶対値が1から大きく外れることを意味するのに対して、「低い分散」という用語は、分散の絶対値が1から小さく外れることを意味する。したがって、「高い負の分散」は、分散値が1よりかなり小さいことを意味し、「低い負の分散」は、分散値が1よりわずかに小さいことを意味する。
材料の位相差(R(λ))は、分光エリプソメータ、例えば、J. A. Woollam Co.によって製造されたM2000分光エリプソメータを使用して測定され得る。この機器は、複屈折試料のナノメートル単位の光学位相差、例えば、典型的には、石英の370nm~2000nmの波長範囲にわたる光学位相差を測定することができる。このデータから、材料の分散(R(450)/R(550)またはΔn(450)/Δn(550))を計算することが可能である。
これらの測定を実行するための方法は、2006年10月にN. SinghによりNational Physics Laboratory(ロンドン、英国)で発表されており、”Spectroscopic EllipsoMetry, Part 1 -Theory and Fundamentals, Part 2 - Practical Examples and Part 3 - measurements”と題した。この測定に従って、手順は、Retardation Measurement (RetMeas) Manual (2002年)およびJ. A. Woollam Co. Inc (Lincoln, NE, USA)によって刊行されたGuide to WVASE (2002年) (Woollam Variable Angle Spectroscopic Ellipsometer)に記載されている。特に明記しない限り、この方法は、本発明に記載されている材料、フィルムおよびデバイスの位相差を決定するために使用される。
「Aプレート」という用語は、その異常軸が層の平面に対して平行に配向した一軸複屈折材料の層を利用する光学位相差板を指す。
「Cプレート」という用語は、その異常軸が層の平面に対して垂直に配向した一軸複屈折材料の層を利用する光学位相差板を指す。均一な配向の光学的一軸複屈折液晶材料を含むA/Cプレートでは、フィルムの光軸は、異常軸の方向によって与えられる。正の複屈折の光学的一軸複屈折材料を含むA(またはC)プレートは、「正のA(またはC)プレート」または「+A(または+C)プレート」とも呼ばれる。ディスコティック異方性材料などの負の複屈折を有する光学的一軸複屈折材料のフィルムを含むA(またはC)プレートは、ディスコティック材料の配向に応じて「負のA(またはC)プレート」または「-A(またはC)プレート」とも呼ばれる。スペクトルのUV部分に反射帯を有するコレステリックカラミティック材料で作られたフィルムも負のCプレートの光学系を有する。
複屈折Δnは、次のように定義される:
Δn=n-n
ここで、nは、異常屈折率であり、nは、常光屈折率であり、かつ有効平均屈折率nav.は、次式で示される:
av.=((2n +n )/3)1/2
平均屈折率nav.および常光屈折率nは、アッベ屈折計を用いて測定され得る。Δnは、上記の式から計算され得る。
文脈上明らかに別段の指示がない限り、本明細書で使用されるように、本明細書での用語の複数形は、単数形を含むと解釈されるべきであり、その逆も同様である。
本明細書の説明および特許請求の範囲の全体を通して、「含む」および「含有する」という用語およびその変形、例えば「含む(comprising)」および「含む(comprises)」は、「~を含むが、これらに限定されない」ことを意味し、他の要素を、除外することは意図されていない(除外しない)。一方、「含む(comprise)」という用語は、「~からなる」という用語も包含するが、これに限定されるものではない。
本明細書の説明および特許請求の範囲の全体を通して、「得ることが可能な」および「得られる」という用語およびその変形は、「~を含むが、これらに限定されない」ことを意味し、他の要素を除外することは意図されていない(除外しない)。一方、「得ることが可能な」という用語は、「得られる」という用語も包含するが、これに限定されるものではない。
すべての濃度は、重量パーセントで示され、それぞれの混合物全体に関するものであり、すべての温度は、摂氏温度で示され、すべての温度差は、示差温度で示される。
発明の詳細な説明
好ましくは、重合性LC媒体は、1種、2種またはそれ以上の式Aの化合物、より好ましくは1種の式Aの化合物を含む。
好ましくは、重合性LC媒体全体における式Aの化合物の量は、結晶化の問題を回避するために20重量以下、好ましくは18~12重量%、より好ましくは15~10重量%である。
好ましくは、重合性LC媒体は、1種、2種またはそれ以上の式Iの化合物、より好ましくは1種の式Iの化合物を含む。
好ましくは、重合性LC媒体全体における式Iの化合物の量は、20重量以下、好ましくは18~12重量%、さらに好ましくは15~10重量%である。
好ましい実施形態では、式Aの化合物は、以下の下位式
Figure 0007078623000013
から選択され、ここで、パラメータPは、式Aにおいて上記で示される意味の1つを有し、x、y、zは、互いに独立して0、または1~12の同一もしくは異なる整数である。
さらに、式Aの化合物が以下の下位式
Figure 0007078623000014
Figure 0007078623000015
から選択される重合性LC媒体が好ましい。
さらに好ましい実施形態では、式Aの化合物は、式A2またはA6の化合物の群、特に式A2の化合物から選択される。
別の好ましい実施形態では、式I中の架橋基Bを形成する下位群は、好ましくは、120°以上、好ましくは180°の範囲の結合角を有する基から選択される。非常に好ましいのは、-C≡C-基またはパラ位でそれらの隣接する基に結合している二価の芳香族基、例えば、1,4-フェニレン、ナフタレン-2,6-ジイル、インダン-2,6-ジイルまたはチエノ[3,2-b]チオフェン-2,5-ジイルである。
さらに可能な下位群には、-CH=CH-、-CY=CY-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-および-CH=CR-が含まれ、ここで、Y、Y、Rは、上記で示した意味を有する。
好ましくは、架橋基、または式I中の-(B)-は、-C≡C-、任意に置換された1,4-フェニレンおよび任意に置換された9H-フルオレン-2,7-ジイルからなる群から選択される1つ以上の基を含む。下位群、または式I中のBは、好ましくは、-C≡C-、任意に置換された1,4-フェニレンおよび任意に置換された9H-フルオレン-2,7-ジイルからなる群から選択され、ここで、フルオレン基において9位のH原子は、任意にカルビル基またはヒドロカルビル基により置き換えられる。
非常に好ましくは、架橋基、または式I中の-(B)-は、-C≡C-、-C≡C-C≡C-、-C≡C-C≡C-C≡C-、-C≡C-C≡C-C≡C-C≡C-、
Figure 0007078623000016
から選択され、ここで、rは、0、1、2、3または4であり、かつLは、下記の意味を有する。
本発明のゲスト化合物において、式I中のUおよびUのように、架橋基が結合しているメソゲン基の非芳香族環は、好ましくは、
Figure 0007078623000017
から選択され、ここで、Rは式Iで定義される通りである。
好ましくは、式I中の芳香族基A~Aは、(例えばフェニルまたはフェニレンのように)単核(すなわち1つの芳香環しか有していない)であり得るか、または(例えばナフチルまたはナフチレンのように)多核(すなわち2つ以上の縮合環を有する)であり得る。
縮合環を含んでいてもよく、任意に置換されていてもよい最大25個の炭素原子を有する単環式、二環式または三環式芳香族またはヘテロ芳香族基が特に好ましい。mおよびpが1であり、かつnおよびoが1または2である、式Iの化合物が非常に好ましい。mおよびpが1または2であり、かつnおよびoが0である、式Iの化合物がさらに好ましい。m、n、oおよびpが2である、化合物がさらに好ましい。
式Iの化合物において、メソゲン基中の芳香族および非芳香族環式基を連結する連結基、またはZ~Zは、好ましくは-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR-、-NR-CO-、-NR-CO-NR-、-OCH-、-CHO-、-SCH-、-CHS-、-CFO-、-OCF-、-CFS-、-SCF-、-CHCH-、-(CH-、-(CH-、-CFCH-、-CHCF-、-CFCF-、-CH=CH-、-CY=CY-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、CR00または単結合から選択され、非常に好ましくは-COO-、-OCO-および単結合から選択される。
およびR00は、好ましくは、H、1~12個の炭素原子を有する直鎖状または分枝鎖状のアルキルから選択される。
-CY=CY-は、好ましくは-CH=CH-、-CF=CF-または-CH=C(CN)-である。
~Rは、アキラル基またはキラル基であり得る。特に好ましいキラル基は、例えば、2-ブチル(=1-メチルプロピル)、2-メチルブチル、2-メチルペンチル、3-メチルペンチル、2-エチルヘキシル、2-プロピルペンチル、特に2-メチルブチル、2-メチルブトキシ、2-メチルペントキシ、3-メチルペントキシ、2-エチルヘキソキシ、1-メチルヘキソキシ、2-オクチルオキシ、2-オキサ-3-メチルブチル、3-オキサ-4-メチルペンチル、4-メチルヘキシル、2-ヘキシル、2-オクチル、2-ノニル、2-デシル、2-ドデシル、6-メトキシオクトキシ、6-メチルオクタノイルオキシ、5-メチルヘプチルオキシカルボニル、2-メチルブチリルオキシ、3-メチルバレロイルオキシ、4-メチルヘキサノイルオキシ、2-クロロプロピオニルオキシ、2-クロロ-3-メチルブチリルオキシ、2-クロロ-4-メチルバレリルオキシ、2-クロロ-3-メチルバレリルオキシ、2-メチル-3-オキサペンチル、2-メチル-3-オキサヘキシル、1-メトキシプロピル-2-オキシ、1-エトキシプロピル-2-オキシ、1-プロポキシプロピル-2-オキシ、1-ブトキシプロピル-2-オキシ、2-フルオロオクチルオキシ、2-フルオロデシルオキシ、1,1,1-トリフルオロ-2-オクチルオキシ、1,1,1-トリフルオロ-2-オクチル、2-フルオロメチルオクチルオキシである。2-ヘキシル、2-オクチル、2-オクチルオキシ、1,1,1-トリフルオロ-2-ヘキシル、1,1,1-トリフルオロ-2-オクチルおよび1,1,1-トリフルオロ-2-オクチルオキシが非常に好ましい。
好ましいアキラル分枝鎖基は、イソプロピル、イソブチル(=メチルプロピル)、イソペンチル(=3-メチルブチル)、イソプロポキシ、2-メチル-プロポキシおよび3-メチルブトキシである。
別の好ましい実施形態では、式Iの化合物は、2つ以上の重合性基PまたはP-Sp-(多官能重合性基)で置換されている、R~Rのような1つ以上の末端基、またはRのような置換基を含む。
式Iの非常に好ましい化合物は、以下の下位式のもの:
Figure 0007078623000018
Figure 0007078623000019
Figure 0007078623000020
Figure 0007078623000021
Figure 0007078623000022
であり、
ここで、R1~5、A1~4、Z1~4、B、m、n、o、pおよびqは、上記で示される意味の1つを有する。
特に好ましいのは、以下の下位式の化合物:
Figure 0007078623000023
Figure 0007078623000024
Figure 0007078623000025
Figure 0007078623000026
Figure 0007078623000027
Figure 0007078623000028
Figure 0007078623000029
Figure 0007078623000030
Figure 0007078623000031
Figure 0007078623000032
Figure 0007078623000033
であり、
ここで、Zは、上記で示されるZの意味の1つを有し、Rは、P-Sp-とは異なる上記で示されるRの意味の1つを有し、かつP、Sp、Lおよびrは、上記で定義された通りであり、かつメソゲン基中のベンゼン環は、上記で定義されるように1個以上の基Lにより任意に置換される。
式Iの化合物が、式I25またはI26の化合物の群から選択され、特にZが、-COO-を表し、rが、それぞれ0であり、かつP、Spが上記で定義された通りである、重合性液晶媒体がさらに好ましい。
これらの好ましい化合物におけるP-Sp-は、好ましくはP-Sp’-X’であり、X’は、好ましくは-O-、-COO-または-OCOO-である。
式Iの化合物およびそれらの合成に適した方法は、国際公開第2008/119427号(WO 2008/119427 A1)に開示されている。
加えて、さらなる重合性化合物が、本発明に従って重合性LC材料に添加され得る。これらの化合物は、好ましくはメソゲン性または液晶性である。より好ましくは、LC材料は、反応性メソゲン(RM)から選択される、最も好ましくは単反応性および二反応性RMから選択される1種以上の追加の化合物を含む。
追加のRMは、それ自体知られており、かつ例えばHouben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Thieme-Verlag, Stuttgartのような有機化学の標準的な研究に記載されている方法によって調製され得る。好適なRMは、例えば国際公開第93/22397号(WO 93/22397)、欧州特許第0261712号明細書(EP 0 261 712)、独国特許第19504224号明細書(DE 195 04 224)、国際公開第95/22586号(WO 95/22586)、国際公開第97/00600号(WO 97/00600)、米国特許第5,518,652号明細書(US 5,518,652)、米国特許第5,750,051号明細書(US 5,750,051)、米国特許第5,770,107号明細書(US 5,770,107)および米国特許第6,514,578号明細書(US 6,514,578)に開示されている。特に適切でかつ好ましいRMの例は、以下のリスト
Figure 0007078623000034
Figure 0007078623000035
Figure 0007078623000036
Figure 0007078623000037
Figure 0007078623000038
Figure 0007078623000039
に示されており、
ここで、
は、互いに独立して複数存在する場合、上記のPについて示された意味の1つを有する重合性基であり、かつ好ましくはアクリル、メタクリル、オキセタン、3-エチルオキセタン、エポキシ、ビニルオキシまたはスチレン基であり、
Spは、上記のSp’について示された意味の1つを有するスペーサー基であり、
は、上記のX’について示された意味の1つを有し、
Sp-Xは、好ましくは-(CHp1-、-(CHp1-O-、-(CHp1-CO-O-および-(CHp1-O-CO-O-から選択され、ここで、p1は、1~12の整数であり、これらの基が存在する場合、O原子を介して隣接する環に結合されており、
およびBは、互いに独立して複数存在する場合、1個、2個、3個または4個の基Lで任意に置換される1,4-フェニレン、またはトランス-1,4-シクロヘキシレンであり、
は、互いに独立して複数存在する場合、-COO-、-OCO-、-CHCH-、-C≡C-、-CH=CH-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-または単結合であり、
は、アルキル、アルコキシ、チオアルキル、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシまたは1~20個の炭素原子、好ましくは1~15個の炭素原子を有するアルコキシカルボニルオキシであるか、またはYまたはP-Sp-X-を表し、
は、F、Cl、CN、NO、OCH、OCN、SCN、SF、1~4個の炭素原子を有する任意にフッ素化されたアルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシまたはアルコキシカルボニルオキシ、または1~4個の炭素原子を有するモノフッ素化、オリゴフッ素化またはポリフッ素化されたアルキルまたはアルコキシであり、
00は、-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR01-、-NR01-CO-、-NR01-CO-NR01-、-OCH-、-CHO-、-SCH-、-CHS-、-CFO-、-OCF-、-CFS-、-SCF-、-CFCH-、-CHCF-、-CFCF-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR01-、-CF=CF-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-または単結合であり、
01は、Hまたは1~12個の炭素原子を有するアルキルであり、
は、4個以上、好ましくは4~12個の炭素原子を有するキラルアルキル基またはアルコキシ基、例えば、2-メチルブチル、2-メチルオクチル、2-メチルブトキシまたは2-メチルオクトキシであり、
CHは、コレステリル、エストラジオール、またはテルペノイド基から選択されるキラル基、例えば、メンチルまたはシトロネリルであり、
Lは、同一または異なって複数存在する場合、F、Cl、CN、SCN、SF、または直鎖状または分枝鎖状の、任意にモノフッ素化またはポリフッ素化されたアルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、または1~12個の炭素原子を有するアルキルカルボニルオキシもしくはアルコキシカルボニルオキシ(ここで、アルキルおよびアルコキシとは異なる基は、少なくとも2個の炭素原子を含み、分枝鎖基は、少なくとも3個の炭素原子を含む)であるか、または任意にハロゲン化されたアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、1~5個の炭素原子を有するアルキルカルボニルオキシまたはアルコキシカルボニルオキシであり、
rは、0、1、2、3または4であり、
uは、0または1であり、
vおよびvは、互いに独立して0、1または2であり、
ベンゼン環およびナフタレン環は、さらに、1個以上の同一または異なる基Lで置換され得る。
重合性LCホスト要素は、アキラル化合物のみを含み、キラル化合物を含まないことが特に好ましい。
さらに好ましくは、重合性LCホスト要素は、式MR3、MR4、MR7、MR8、MR9、MR10、MR18、MR27、MR28、DR1、DR5、DR6、DR7、DR8、およびDR9からなる群から選択される1種以上の化合物を含む。
さらに好ましくは、重合性LCホスト要素は、以下の式から選択される1種以上の化合物:
Figure 0007078623000040
Figure 0007078623000041
Figure 0007078623000042
を含み、
ここで、PおよびRは、上記で定義された通りであり、Rは、好ましくは1~6個の炭素原子を有するアルキル、アルコキシまたはアルキルカルボニルオキシであり、Lは、HまたはCHであり、
xおよびyは、互いに独立して0または1~12の同一または異なる整数であり、
zは、互いに独立して0または1であり、隣接するxまたはyが0の場合zは0である。
さらに好ましくは、重合性LCホスト要素は、以下の式から選択される1種以上の化合物:
Figure 0007078623000043
Figure 0007078623000044
Figure 0007078623000045
Figure 0007078623000046
Figure 0007078623000047
Figure 0007078623000048
を含み、
ここで、Lは、HまたはCHである。
前述のRMおよびその合成は、従来技術から知られている。例えば、化合物DR1a1およびDR1a2は、D. J. Broer; G. Challa; G. N. Mol, Macromol. Chem, 1991年, 192, 59に記載されており、化合物MR10a1およびMR10a2は、米国特許第6,183,822号明細書(US 6,183,822)に記載されており、化合物MR7a1およびMR7a2は、米国特許第5,720,900号明細書(US 5,720,900)に記載されている。
さらに好ましい実施形態では、重合性LC材料は、さらなる重合開始剤、酸化防止剤、界面活性剤、安定剤、触媒、増感剤、抑制剤、連鎖移動剤、共反応モノマー、反応性希釈剤、界面活性化合物、潤滑剤、湿潤剤、分散剤、疎水化剤、接着剤、流動性向上剤、脱気剤または消泡剤、脱泡剤、希釈剤、反応性希釈剤、助剤、着色剤、色素、顔料およびナノ粒子からなる群から選択される1種以上の添加剤を任意に含む。
別の好ましい実施形態では、重合性LC材料は、重合性非メソゲン化合物(反応性希釈剤)から選択される1種以上の添加剤を任意に含む。重合性LC材料中のこれらの添加剤の量は、好ましくは0~30%、非常に好ましくは0~25%である。
使用される反応性希釈剤は、実際の意味で反応性希釈剤と呼ばれる物質であるだけでなく、1つ以上の相補的な反応性単位または重合性基P、例えばヒドロキシル基、チオール基、またはアミノ基を含む既に上記された補助化合物でもあり、これらを介して液晶性化合物の重合単位との反応が起こり得る。
通常、光重合が可能な物質としては、例えば、少なくとも1つのオレフィン性二重結合を含む単官能、二官能、および多官能化合物が挙げられる。その例は、カルボン酸、例えば、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸およびステアリン酸のビニルエステル、ならびにジカルボン酸、例えば、コハク酸、アジピン酸、アリルおよびビニルエーテルのビニルエステル、ならびに単官能アルコール、例えば、ラウリル、ミリスチル、パルミチルおよびステアリルアルコールのメタクリル酸およびアクリル酸エステル、ならびに二官能アルコール、例えば、エチレングリコールおよび1,4-ブタンジオールのジアリルおよびジビニルエーテルである。
また、例えば、多官能アルコールのメタクリル酸およびアクリル酸エステル、特にヒドロキシル基の他にさらなる官能基を含まないか、または最大でエーテル基を含むものも適している。かかるアルコールの例は、二官能アルコール、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコールおよびそれらのより高度に縮合された代表物、例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール等、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、アルコキシル化フェノール化合物、例えば、エトキシル化およびプロポキシル化ビスフェノール、シクロヘキサンジメタノール、三官能および多官能アルコール、例えば、グリセロール、トリメチロールプロパン、ブタントリオール、トリメチロールエタン、ペンタエリトリトール、ジトリメチロールプロパン、ジペンタエリトリトール、ソルビトール、マンニトール、および対応するアルコキシル化、特にエトキシル化およびプロポキシル化アルコールである。
他の適切な反応性希釈剤は、ポリエステルオールの(メタ)アクリル酸エステルであるポリエステル(メタ)アクリレートである。
適切なポリエステルオールの例は、ポリオール、好ましくはジオールを使用して、ポリカルボン酸、好ましくはジカルボン酸をエステル化することによって調製され得るものである。かかるヒドロキシル含有ポリエステルのための出発材料は、当業者に公知である。使用され得るジカルボン酸は、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、o-フタル酸およびそれらの異性体およびそれらの水素化生成物、ならびに前記酸のエステル化可能およびエステル交換可能な誘導体、例えば、無水物およびジアルキルエステルである。適切なポリオールは、上述のアルコール、好ましくはエチレングリコール、1,2-および1,3-プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、ならびにエチレングリコールおよびプロピレングリコールタイプのポリグリコールである。
適切な反応性希釈剤は、さらに、1,4-ジビニルベンゼン、トリアリルシアヌレート、ジヒドロジシクロペンタジエニルアクリレートの名前でも知られている以下の式
Figure 0007078623000049
のトリシクロデセニルアルコールのアクリル酸エステル、ならびにアクリル酸、メタクリル酸およびシアノアクリル酸のアリルエステルである。
例として挙げられている反応性希釈剤のうち、光重合性基を有するものが、特に、そして上記の好ましい組成物の観点から使用される。
この群には、例えば、二価および多価アルコール、例えばエチレングリコール、プロピレングリコールおよびそれらのより高度に縮合した代表物、例えばジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール等、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、グリセロール、トリメチロールプロパン、ブタントリオール、トリメチロールエタン、ペンタエリトリトール、ジトリメチロールプロパン、ジペンタエリトリトール、ソルビトール、マンニトールおよび対応するアルコキシル化、特にエトキシル化およびプロポキシル化アルコールが含まれる。
この群には、さらに、例えば、アルコキシル化フェノール化合物、例えばエトキシル化およびプロポキシル化ビスフェノールも含まれる。
これらの反応性希釈剤は、さらに、例えば、エポキシドまたはウレタン(メタ)アクリレートであり得る。
エポキシド(メタ)アクリレートは、例えば、当業者に知られている、エポキシ化オレフィンまたはポリまたはジグリシジルエーテル、例えばビスフェノールAジグリシジルエーテルと、(メタ)アクリル酸との反応によって得られるものである。
ウレタン(メタ)アクリレートは、特に、同様に当業者に知られている、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートとポリまたはジイソシアネートとの反応の生成物である。
かかるエポキシドおよびウレタン(メタ)アクリレートは、「混合形態」として上記で挙げられた化合物の中に含まれる。
反応性希釈剤が使用される場合、一方では、満足な所望の効果、例えば本発明による組成物の所望の色が得られ、他方では、液晶組成物の相挙動が過度に損なわれないように、それらの量および特性は、それぞれの条件に適合されなければならない。低架橋(高架橋)液晶組成物は、例えば、1分子あたりの反応単位数が比較的少ない(多い)、対応する反応性希釈剤を使用して調製され得る。
希釈剤の群には、例えば、以下のものが含まれる:
C1~C4-アルコール、例えばメタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、sec-ブタノール、特にC5~C12-アルコール、n-ペンタノール、n-ヘキサノール、n-ヘプタノール、n-オクタノール、n-ノナノール、n-デカノール、n-ウンデカノールおよびn-ドデカノール、ならびにその異性体、グリコール、例えば1,2-エチレングリコール、1,2-および1,3-プロピレングリコール、1,2-、2,3-および1,4-ブチレングリコール、ジ-およびトリエチレングリコール、およびジ-およびトリプロピレングリコール、エーテル、例えばメチルtert-ブチルエーテル、1,2-エチレングリコールモノ-およびジメチルエーテル、1,2-エチレングリコールモノ-および-ジエチルエーテル、3-メトキシプロパノール、3-イソプロポキシプロパノール、テトラヒドロフランおよびジオキサン、ケトン、例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンおよびジアセトンアルコール(4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノン)、C1~C5-アルキルエステル、例えば酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチルおよび酢酸アミル、脂肪族および芳香族炭化水素、例えばペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、石油エーテル、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、テトラリン、デカリン、ジメチルナフタレン、ホワイトスピリット、Shellsol(登録商標)およびSolvesso(登録商標)鉱油、例えばガソリン、ケロシン、軽油および加熱油、さらには天然油、例えばオリーブ油、大豆油、菜種油、亜麻仁油およびひまわり油。
当然ながら、これらの希釈剤の混合物を本発明による組成物において使用することも可能である。
少なくとも部分的な混和性がある限り、これらの希釈剤は、水と混合することもできる。本明細書での適切な希釈剤の例は、C1~C4-アルコール、例えばメタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノールおよびsec-ブタノール、グリコール、例えば1,2-エチレングリコール、1,2-および1,3-プロピレングリコール、1,2-、2,3-および1,4-ブチレングリコール、ジ-およびトリエチレングリコール、およびジ-およびトリプロピレングリコール、エーテル、例えばテトラヒドロフランおよびジオキサン、ケトン、例えばアセトン、メチルエチルケトンおよびジアセトンアルコール(4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノン)、およびC1~C4-アルキルエステル、例えばメチル、エチル、プロピルおよびブチルアセテートである。
希釈剤は、重合性LC材料の全重量を基準として、約0~10.0重量%、好ましくは約0~5.0重量%の割合で任意に使用される。
消泡剤および脱泡剤(c1))、潤滑剤および流動助剤(c2))、熱硬化または放射線硬化助剤(c3))、基材湿潤助剤(c4))、湿潤分散助剤(c5))、疎水化剤(c6))、接着促進剤(c7))および耐スクラッチ性を促進するための助剤(c8))は、それらの作用において互いに厳密に区別することはできない。
例えば、潤滑剤および流動助剤は、消泡剤および/または脱泡剤として、および/または耐スクラッチ性を向上させるための助剤として作用することが多い。放射線硬化助剤は、潤滑剤および流動助剤および/または脱泡剤としてかつ/または基材湿潤助剤としても作用し得る。場合により、これらの助剤の幾つかは、接着促進剤の機能も果たし得る(c8))。
上記に対応して、特定の添加剤は、したがって下記の多数のc1)~c8)の群に分類され得る。
群c1)の消泡剤には、シリコン不含およびシリコン含有ポリマーが含まれる。シリコン含有ポリマーは、例えば、未変性または変性ポリジアルキルシロキサンまたは分枝鎖状のコポリマー、ポリジアルキルシロキサンおよびポリエーテル単位を含むコームまたはブロックコポリマーであり、後者は、エチレンオキシドまたはプロピレンオキシドから得られる。
群c1)の脱気剤としては、例えば、有機ポリマー、例えば、ポリエーテルおよびポリアクリレート、ジアルキルポリシロキサン、特にジメチルポリシロキサン、有機修飾ポリシロキサン、例えばアリールアルキル修飾ポリシロキサン、およびフルオロシリコーンが挙げられる。
消泡剤の作用は、本質的に、泡の形成を防ぐことか、またはすでに形成された泡を破壊することに基づく。消泡剤は、本質的に、細かく分割されたガスまたは気泡の凝集を促進して、脱泡されるべき媒体、例えば本発明による組成物においてより大きな気泡を生じさせ、したがって(空気の)ガスの逃散を促進することによって作用する。消泡剤は、脱泡剤としても頻繁に使用することができ、その逆もまた同様であり、これらの添加剤は、群c1)にまとめて含まれる。
かかる助剤は、例えば、TEGO(登録商標)Foamex 800、TEGO(登録商標)Foamex 805、TEGO(登録商標)Foamex 810、TEGO(登録商標)Foamex 815、TEGO(登録商標)Foamex 825、TEGO(登録商標)Foamex 835、TEGO(登録商標)Foamex 840、TEGO(登録商標) Foamex 842、TEGO(登録商標)Foamex 1435、TEGO(登録商標)Foamex 1488、TEGO(登録商標)Foamex 1495、TEGO(登録商標)Foamex 3062、TEGO(登録商標)Foamex 7447、TEGO(登録商標)Foamex 8020、Tego(登録商標)Foamex N、TEGO(登録商標)Foamex K 3、TEGO(登録商標)Antifoam 2-18 、TEGO(登録商標)Antifoam 2-18、TEGO(登録商標)Antifoam 2-57、TEGO(登録商標)Antifoam 2-80、TEGO(登録商標)Antifoam 2-82、TEGO(登録商標)Antifoam 2-89、TEGO(登録商標)Antifoam 2-92、TEGO(登録商標)Antifoam 14、TEGO(登録商標) Antifoam 28、TEGO(登録商標)Antifoam 81、TEGO(登録商標)Antifoam D 90、TEGO(登録商標)Antifoam 93、TEGO(登録商標)Antifoam 200、TEGO(登録商標)Antifoam 201、TEGO(登録商標)Antifoam 202、TEGO(登録商標)Antifoam 793、TEGO(登録商標)Antifoam 1488、TEGO(登録商標)Antifoam 3062、TEGOPREN(登録商標)5803、TEGOPREN(登録商標)5852、TEGOPREN(登録商標)5863、TEGOPREN(登録商標)7008、TEGO(登録商標)Antifoam 1-60、TEGO(登録商標)Antifoam 1-62、TEGO(登録商標)Antifoam 1-85、TEGO(登録商標)Antifoam 2-67、TEGO(登録商標)Antifoam WM 20、TEGO(登録商標)Antifoam 50、TEGO(登録商標)Antifoam 105、TEGO(登録商標)Antifoam 730、TEGO(登録商標)Antifoam MR 1015、TEGO(登録商標)Antifoam MR 1016、TEGO(登録商標)Antifoam 1435、TEGO(登録商標)Antifoam N、TEGO(登録商標)Antifoam KS 6、TEGO(登録商標)Antifoam KS 10、TEGO(登録商標)Antifoam KS 53、TEGO(登録商標)Antifoam KS 95、TEGO(登録商標)Antifoam KS 100、TEGO(登録商標)Antifoam KE 600、TEGO(登録商標)Antifoam KS 911、TEGO(登録商標)Antifoam MR 1000、TEGO(登録商標)Antifoam KS 1100、Tego(登録商標)Airex 900、Tego(登録商標)Airex 910、Tego(登録商標)Airex 931、Tego(登録商標)Airex 935、Tego(登録商標)Airex 936、Tego(登録商標)Airex 960、Tego(登録商標)Airex 970、Tego(登録商標)Airex 980およびTego(登録商標)Airex 985としてTegoから市販されており、かつBYK(登録商標)-011、BYK(登録商標)-019、BYK(登録商標)-020、BYK(登録商標)-021、BYK(登録商標)-022、BYK(登録商標)-023、BYK(登録商標)-024、BYK(登録商標)-025、BYK(登録商標)-027、BYK(登録商標)-031、BYK(登録商標)-032、BYK(登録商標)-033、BYK(登録商標)-034、BYK(登録商標)-035、BYK(登録商標)-036、BYK(登録商標)-037、BYK(登録商標)-045、BYK(登録商標)-051、BYK(登録商標)-052、BYK(登録商標)-053、BYK(登録商標)-055、BYK(登録商標)-057、BYK(登録商標)-065、BYK(登録商標)-066、BYK(登録商標)-070、BYK(登録商標)-080、BYK(登録商標)-088、BYK(登録商標)-141およびBYK(登録商標)-A 530としてBYKから市販されている。
群c1)の助剤は、重合性LC材料の全重量を基準として、約0~3.0重量%、好ましくは約0~2.0重量%の割合で任意に使用される。
群c2)では、潤滑剤および流動助剤には、通常、ケイ素不含ポリマーだけでなく、ケイ素含有ポリマー、例えばポリアクリレートまたは改質剤、低分子量ポリジアルキルシロキサンも含まれる。修飾は、多種多様な有機基によって置き換えられたアルキル基のいくつかにある。これらの有機基は、例えば、ポリエーテル、ポリエステル、またはさらに長鎖(フッ素化)アルキル基であり、前者が最も頻繁に使用されている。
対応する変性ポリシロキサン中のポリエーテル基は、通常、エチレンオキシドおよび/またはプロピレンオキシド単位から構成されている。一般に、変性ポリシロキサン中のこれらのアルキレンオキシド単位の割合が高いほど、得られる生成物はより親水性になる。
かかる助剤は、例えば、TEGO(登録商標)Glide 100、TEGO(登録商標)Glide ZG 400、TEGO(登録商標)Glide 406、TEGO(登録商標)Glide 410、TEGO(登録商標)Glide 411、TEGO(登録商標)Glide 415、TEGO(登録商標)Glide 420、TEGO(登録商標)Glide 435、TEGO(登録商標)Glide 440、TEGO(登録商標)Glide 450、TEGO(登録商標)Glide A 115、TEGO(登録商標)Glide B 1484(消泡剤および脱泡剤としても使用され得る)、TEGO(登録商標)Flow ATF、TEGO(登録商標)Flow 300、TEGO(登録商標)Flow 460、TEGO(登録商標)Flow 425およびTEGO(登録商標)Flow ZFS 460としてTegoから市販されている。耐スクラッチ性を向上させるためにも使用され得る、適切な放射線硬化性潤滑剤および流動助剤は、TEGO(登録商標)Rad 2100、TEGO(登録商標)Rad 2200、TEGO(登録商標)Rad 2500、TEGO(登録商標)Rad 2600およびTEGO(登録商標)Rad 2700の製品であり、同様にTEGOから得ることが可能である。
かかる助剤は、また、例えば、BYK(登録商標)-300、BYK(登録商標)-306、BYK(登録商標)-307、BYK(登録商標)-310、BYK(登録商標)-320、BYK(登録商標)-333、BYK(登録商標)-341、BYk(登録商標)354、BYk(登録商標)361、BYk(登録商標)361 N、BYK(登録商標)388としてBYKからも入手可能である。
かかる助剤は、また、例えば、FC4430(登録商標)として3Mからも入手可能である。
かかる助剤は、また、例えば、FluorN(登録商標)561またはFluorN(登録商標)562としてCytonixからも入手可能である。
かかる助剤は、また、例えば、Tivida(登録商標)FL 2300およびTivida(登録商標)FL 2500としてMerck KGaAからも入手可能である。
群c2)の助剤は、重合性LC材料の全重量を基準として、約0~3.0重量%、好ましくは約0~2.0重量%の割合で任意に使用される。
群c3)では、放射線硬化助剤には、特に、例えばアクリレート基の構成要素である末端二重結合を有するポリシロキサンが含まれる。かかる助剤は、化学線、または例えば電子線によって架橋され得る。これらの助剤は、概して多くの特性を一緒に併せ持つ。未架橋状態では、それらは、消泡剤、脱泡剤、潤滑剤および流動助剤および/または基材湿潤助剤として作用し得るが、架橋状態では、それらは、特に、本発明による組成物を用いて製造され得る、例えばコーティングまたはフィルムの耐スクラッチ性を向上させる。例えば、正確には、これらのコーティングまたはフィルムの光沢特性の向上は、本質的には、これらの助剤の、消泡剤、脱泡剤および/または潤滑剤、および流動助剤(未架橋状態)としての作用の結果と考えられている。
適切な放射線硬化助剤の例は、TEGOから入手可能な製品TEGO(登録商標)Rad 2100、TEGO(登録商標)Rad 2200、TEGO(登録商標)Rad 2500、TEGO(登録商標)Rad 2600およびTEGO(登録商標)Rad 2700ならびにBYKから入手可能な製品BYK(登録商標)-371である。
群c3)の熱硬化助剤は、例えば、結合剤のイソシアネート基と反応することが可能な、例えば、第一級OH基を含む。
使用され得る熱硬化助剤の例は、BYKから入手可能な製品BYK(登録商標)-370、BYK(登録商標)-373およびBYK(登録商標)-375である。
群c3)の助剤は、重合性LC材料の全重量を基準として、約0~5.0重量%、好ましくは約0~3.0重量%の割合で任意に使用される。
群c4)の基材湿潤助剤は、特に、例えば印刷インキまたはコーティング組成物、例えば本発明による組成物によって印刷またはコーティングされるべき基材の湿潤性を高めるのに役立つ。大抵、このような印刷インキまたはコーティング組成物の潤滑挙動および流動挙動が改善されることに付随して、完成した(例えば架橋された)プリントまたはコーティングの外観にも影響が及ぶ。
多種多様なかかる助剤は、例えば、Tegoから、TEGO(登録商標)Wet KL 245、TEGO(登録商標)Wet 250、TEGO(登録商標)Wet 260およびTEGO(登録商標)Wet ZFS 453として市販されており、かつBYKから、BYK(登録商標)-306、BYK(登録商標)-307、BYK(登録商標)-310、BYK(登録商標)-333、BYK(登録商標)-344、BYK(登録商標)-345、BYK(登録商標)-346、およびBYK(登録商標)-348として市販されている。
群c4)の助剤は、液晶組成物の全重量を基準として、約0~3.0重量%、好ましくは約0~1.5重量%の割合で任意に使用される。
群c5)の湿潤および分散助剤は、例えば、Tegoから、TEGO(登録商標)Dispers 610、TEGO(登録商標)Dispers 610 S、TEGO(登録商標)Dispers 630、TEGO(登録商標)Dispers 700、TEGO(登録商標)Dispers 705、TEGO(登録商標)Dispers 710、TEGO(登録商標)Dispers 720 W、TEGO(登録商標)Dispers 725 W、TEGO(登録商標)Dispers 730 W、TEGO(登録商標)Dispers 735 WおよびTEGO(登録商標)Dispers 740 Wとして市販されており、かつBYKから、Disperbyk(登録商標)、Disperbyk(登録商標)-107、Disperbyk(登録商標)-108、Disperbyk(登録商標)-110、Disperbyk(登録商標)-111、Disperbyk(登録商標)-115、Disperbyk(登録商標)-130、Disperbyk(登録商標)-160、Disperbyk(登録商標)-161、Disperbyk(登録商標)-162、Disperbyk(登録商標)-163、Disperbyk(登録商標)-164、Disperbyk(登録商標)-165、Disperbyk(登録商標)-166、Disperbyk(登録商標)-167、Disperbyk(登録商標)-170、Disperbyk(登録商標)-174、Disperbyk(登録商標)-180、Disperbyk(登録商標)-181、Disperbyk(登録商標)-182、Disperbyk(登録商標)-183、Disperbyk(登録商標)-184、Disperbyk(登録商標)-185、Disperbyk(登録商標)-190、Anti-Terra(登録商標)-U、Anti-Terra(登録商標)-U80、Anti-Terra(登録商標)-P、Anti-Terra(登録商標)-203、Anti-Terra(登録商標)-204、Anti-Terra(登録商標)-206、BYK(登録商標)-151、BYK(登録商標)-154、BYK(登録商標)-155、BYK(登録商標)-P104S、BYK(登録商標)-P105、Lactimon(登録商標)、Lactimon(登録商標)-WS、およびBykumen(登録商標)として市販されている。
群c5)で使用される助剤の量は、助剤の平均分子量に基づく。したがって、いずれの場合も、予備実験が望ましいが、これは当業者によって単純に行われ得る。
群c6)の疎水化剤は、例えば、本発明による組成物を使用して製造されたプリントまたはコーティングに撥水性を付与するために使用され得る。これにより、吸水による膨潤、ひいては例えば、かかるプリントまたはコーティングの光学特性の変化が防止されるか、または少なくとも大幅に抑制される。また、組成物が、例えば、オフセット印刷の印刷インキとして使用される場合、それによって吸水性が防止され得るか、または少なくとも大幅に低減され得る。
かかる疎水化剤は、例えば、Tegoから、Tego(登録商標)Phobe WF、Tego(登録商標)Phobe 1000、Tego(登録商標)Phobe 1000S、Tego(登録商標)Phobe 1010、Tego(登録商標)Phobe 1030、Tego(登録商標)Phobe 1010、Tego(登録商標)Phobe 1010、Tego(登録商標)Phobe 1030、Tego(登録商標)Phobe 1040、Tego(登録商標)Phobe 1050、Tego(登録商標)Phobe 1200、Tego(登録商標)Phobe 1300、Tego(登録商標)Phobe 1310、およびTego(登録商標)Phobe 1400として市販されている。
群c6)の助剤は、重合性LC材料の全重量を基準として、約0~5.0重量%、好ましくは約0~3.0重量%の割合で任意に使用される。
群c7)からのさらなる接着促進剤は、接触している2つの界面の接着を改善するのに役立つ。このことから、接着促進剤の有効な唯一の部分は、どちらか一方の界面にまたはその双方の界面に位置するものであることがすぐに分かる。例えば、液状またはペースト状の印刷インキ、コーティング組成物または塗料を固体基材に適用することが望ましい場合、このことは概して、接着促進剤が、後者に直接添加されなければならないか、または基材が、接着促進剤(プライミングとしても公知である)で前処理されなければならないこと、すなわち、この基材に、改変された化学的および/または物理的表面特性が付与されることを意味する。
基材が予めプライマーで下塗りされている場合、このことは、接触している界面が、一方ではプライマーのものであり、他方では印刷インキまたはコーティング組成物または塗料のものであることを意味する。この場合、基材とプライマーとの間の接着性だけでなく、基材と印刷インキまたはコーティング組成物または塗料との間の接着性も、基材上の多層構造全体の接着に寄与する。
より広い意味で記載され得る接着促進剤は、群c4)で既に挙げられた基材湿潤助剤でもあるが、これらは概して同じ接着促進能力を有していない。
基材、ならびに例えば、それらの印刷またはコーティングを目的とした印刷インキ、コーティング組成物および塗料の物理的および化学的性質が多種多様であることを鑑みると、接着促進剤システムの多様性は、驚くにあたらない。
シランをベースとする接着促進剤は、例えば、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N-アミノエチル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-アミノエチル-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-メチル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-ウレイドプロピルトリエトキシシラン、3-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-クロロプロピルトリメトキシシランおよびビニルトリメトキシシランである。これらおよび他のシランは、例えばDYNASILAN(登録商標)の商品名でHuelsから市販されている。
かかる添加剤の製造元からの対応する技術情報が一般的に使用されるべきであるか、または当業者は対応する予備実験を通して簡単な方法でこの情報を得ることができる。
しかしながら、これらの添加剤が、群c7)からの助剤として本発明による重合性LC材料に添加される場合、それらの割合は、任意に、重合性LC材料の全重量を基準として、約0~5.0重量%に相当する。添加剤の量および種類は、それぞれの場合において基材の性質および印刷/コーティング組成物の性質によって決まるため、これらの濃度データは、単なる指針にすぎない。対応する技術情報は、通常、この場合、かかる添加剤の製造元から入手可能であるか、または当業者によって簡単な方法で対応する予備実験を通して求められ得る。
群c8)の耐スクラッチ性を改善するための助剤としては、例えば、Tegoから入手可能な上記の製品TEGO(登録商標)Rad 2100、TEGO(登録商標)Rad 2200、TEGO(登録商標)Rad 2500、TEGO(登録商標)Rad 2600およびTEGO(登録商標)Rad 2700が挙げられる。
これらの助剤については、群c3)について与えられた量データも同様に適している、すなわち、これらの添加剤は、任意に、液晶組成物の全重量を基準として、約0~5.0重量%、好ましくは約0~3.0重量%の割合で使用される。
光、熱および/または酸化安定剤について言及され得る例は、以下の通りである:
アルキル化モノフェノール、例えば、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール、2-tert-ブチル-4,6-ジメチルフェノール、2,6-ジ-tert-ブチル-4-エチルフェノール、2,6-ジ-tert-ブチル-4-n-ブチルフェノール、2,6-ジ-tert-ブチル-4-イソブチルフェノール、2,6-ジシクロペンチル-4-メチルフェノール、2-(α-メチルシクロヘキシル)-4,6-ジメチルフェノール、2,6-ジオクタデシル-4-メチルフェノール、2,4,6-トリシクロヘキシルフェノール、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メトキシメチルフェノール、直鎖状または分枝鎖状の側鎖を有するノニルフェノール、例えば、2,6-ジノニル-4-メチルフェノール、2,4-ジメチル-6-(1’-メチルウンデカ-1’-イル)フェノール、2,4-ジメチル-6-(1’-メチルヘプタデカ-1’-イル)フェノール、2,4-ジメチル-6-(1’-メチルトリデカ-1’-イル)フェノールおよびこれらの化合物の混合物、アルキルチオメチルフェノール、例えば、2,4-ジオクチルチオメチル-6-tert-ブチルフェノール、2,4-ジオクチルチオメチル-6-メチルフェノール、2,4-ジオクチルチオメチル-6-エチルフェノールおよび2,6-ジドデシルチオメチル-4-ノニルフェノール、
ヒドロキノンおよびアルキル化ヒドロキノン、例えば、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メトキシフェノール、2,5-ジ-tert-ブチルヒドロキノン、2,5-ジ-tert-アミルヒドロクライノン、2,6-ジフェニル-4-オクタデシルオキシフェノール、2,6-ジ-tert-ブチルヒドロキノン、2,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシアニソール、3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシアニソール、3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニルステアレートおよびビス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)アジペート、
トコフェロール、例えば、α-トコフェロール、β-トコフェロール、γ-トコフェロール、δ-トコフェロールおよびこれらの化合物の混合物、ならびにトコフェロール誘導体、例えば、トコフェリルアセタート、スクシナート、ニコチナートおよびポリオキシエチレンスクシナート(「トコフェルソラート」)、
ヒドロキシル化ジフェニルチオエーテル、例えば、2,2’-チオビス(6-tert-ブチル-4-メチルフェノール)、2,2’-チオビス(4-オクチルフェノール)、4,4’-チオビス(6-tert-ブチル-3-メチルフェノール)、4,4’-チオビス(6-tert-ブチル-2-メチルフェノール)、4,4’-チオビス(3,6-ジsec-アミルフェノール)および4,4’-ビス(2,6-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)ジスルフィド、
アルキリデンビスフェノール、例えば、2,2’-メチレンビス(6-tert-ブチル-4-メチルフェノール)、2,2’-メチレンビス(6-tert-ブチル-4-エチルフェノール)、2,2’-メチレンビス[4-メチル-6-(α-メチルシクロヘキシル)フェノール]、2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-シクロヘキシルフェノール)、2,2’-メチレンビス(6-ノニル-4-メチルフェノール)、2,2’-メチレンビス(4,6-ジ-tert-ブチルフェノール)、2,2-エチリデンビス(4,6-ジ-tert-ブチルフェノール)、2,2’-エチリデンビス(6-tert-ブチル-4-イソブチルフェノール)、2,2’-メチレンビス[6-(α-メチルベンジル)-4-ノニルフェノール]、2,2’-メチレンビス[6-(α,α-ジメチルベンジル)-4-ノニルフェノール]、4,4’-メチレンビス(2,6-ジ-tert-ブチルフェノール)、4,4’-メチレンビス(6-tert-ブチル-2-メチルフェノール)、1,1-ビス(5-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-2-メチルフェニル)ブタン、2,6-ビス(3-tert-ブチル-5-メチル-2-ヒドロキシベンジル)-4-メチルフェノール、1,1,3-トリス(5-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-2-メチルフェニル)ブタン、1,1-ビス(5-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-2-メチルフェニル)-3-n-ドデシル-メルカプトブタン、エチレングリコールビス[3,3-ビス(3’-tert-ブチル-4’-ヒドロキシフェニル)ブチラート]、ビス(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)ジシクロペンタジエン、ビス[2-(3’-tert-ブチル-2’-ヒドロキシ-5’-メチルベンジル)-6-tert-ブチル-4-メチルフェニル]テレフタラート、1,1-ビス(3,5-ジメチル-2-ヒドロキシフェニル)ブタン、2,2-ビス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(5-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-2-メチルフェニル)-4-n-ドデシル-メルカプトブタンおよび1,1,5,5-テトラキス(5-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-2-メチルフェニル)ペンタン、
O-、N-およびS-ベンジル化合物、例えば、3,5,3’,5’-テトラ-tert-ブチル-4,4’-ジヒドロキシジベンジルエーテル、オクタデシル4-ヒドロキシ-3,5-ジメチルベンジルメルカプトアセタート、トリデシル4-ヒドロキシ-3,5-ジ-tert-ブチルベンジルメルカプトアセタート、トリス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)アミン、ビス(4-tert-ブチル-3-ヒドロキシ-2,6-ジメチルベンジル)ジチオテレフタラート、ビス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)スルフィドおよびイソオクチル-3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジルメルカプトアセタート、
芳香族ヒドロキシベンジル化合物、例えば、1,3,5-トリス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)-2,4,6-トリメチルベンゼン、1,4-ビス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)-2,3,5,6-テトラメチル-ベンゼンおよび2,4,6-トリス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)フェノール、
トリアジン化合物、例えば、2,4-ビス(オクチルメルカプト)-6-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシアニリノ)-1,3,5-トリアジン、2-オクチルメルカプト-4,6-ビス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシアニリノ)-1,3,5-トリアジン、2-オクチルメルカプト-4,6-ビス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェノキシ)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェノキシ)-1,2,3-トリアジン、1,3,5-トリス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、1,3,5-トリス(4-tert-ブチル-3-ヒドロキシ-2,6-ジメチルベンジル)イソシアヌレート、2,4,6-トリス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニルエチル)-1,3,5-トリアジン、1,3,5-トリス-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニルプロピオニル)ヘキサヒドロ-1,3,5-トリアジン、1,3,5-トリス(3,5-ジシクロヘキシル-4-ヒドロキシベンジル)イソシアヌレートおよび1,3,5-トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、
ベンジルホスホナ-ト、例えば、ジメチル2,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジルホスホナート、ジエチル3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジルホスホナート、ジオクタデシル3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジルホスホナートおよびジオクタデシル5-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-3-メチルベンジルホスホナート、
アシルアミノフェノール、例えば、4-ヒドロキシラウロイルアニリド、4-ヒドロキシステアロイルアニリドおよびオクチルN-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)カルバマート、
プロピオン酸および酢酸エステル、例えば、一価または多価アルコールの、例えば、メタノール、エタノール、n-オクタノール、i-オクタノール、オクタデカノール、1,6-ヘキサンジオール、1,9-ノナンジオール、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、チオジエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ペンタエリトリトール、トリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、N,N’-ビス(ヒドロキシエチル)オキサルアミド、3-チアウンデカノール、3-チアペンタデカノール、トリメチルヘキサンジオール、トリメチロールプロパンおよび4-ヒドロキシメチル-1-ホスファ-2,6,7-トリオキサビシクロ[2.2.2]-オクタンのプロピオン酸および酢酸エステル、
アミン誘導体に基づいたプロピオンアミド、例えば、N,N’-ビス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニルプロピオニル)ヘキサメチレンジアミン、N,N’-ビス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニルプロピオニル)トリメチレンジアミンおよびN,N’-ビス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニルプロピオニル)ヒドラジン、
アスコルビン酸(ビタミンC)およびアスコルビン酸誘導体、例えば、アスコルビルパルミタート、ラウレートおよびステアレート、ならびにアスコルビルスルファートおよびホスファート、
アミン化合物に基づいた酸化防止剤、例えば、N,N’-ジイソプロピル-p-フェニレンジアミン、N,N’-ジ-sec-ブチル-p-フェニレンジアミン、N,N’-ビス(1,4-ジメチルペンチル)-p-フェニレンジアミン、N,N’-ビス(1-エチル-3-メチルペンチル)-p-フェニレンジアミン、N,N’-ビス(1-メチルヘプチル)-p-フェニレンジアミン、N,N’-ジシクロヘキシル-p-フェニレンジアミン、N,N’-ジフェニル-p-フェニレンジアミン、N,N’-ビス(2-ナフチル)-p-フェニレンジアミン、N-イソプロピル-N’-フェニル-p-フェニレンジアミン、N-(1,3-ジメチルブチル)-N’-フェニル-p-フェニレンジアミン、N-(1-メチルヘプチル)-N’-フェニル-p-フェニレンジアミン、N-シクロヘキシル-N’-フェニル-p-フェニレンジアミン、4-(p-トルエンスルファモイル)ジフェニルアミン、N,N’-ジメチル-N,N’-ジ-sec-ブチル-p-フェニレンジアミン、ジフェニルアミン、N-アリルジフェニルアミン、4-イソプロポキシジフェニルアミン、N-フェニル-1-ナフチルアミン、N-(4-tert-オクチルフェニル)-1-ナフチルアミン、N-フェニル-2-ナフチルアミン、オクチル置換ジフェニルアミン、例えば、p,p’-ジ-tert-オクチルジフェニルアミン、4-n-ブチルアミノフェノール、4-ブチリルアミノフェノール、4-ノナノイルアミノフェノール、4-ドデカノイルアミノフェノール、4-オクタデカノイルアミノフェノール、ビス[4-メトキシフェニル)アミン、2,6-ジ-tert-ブチル-4-ジメチルアミノメチルフェノール、2,4-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、N,N,N’,N’-テトラメチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、1,2-ビス[(2-メチルフェニル)アミノ]エタン、1,2-ビス(フェニルアミノ)プロパン、(o-トリル)ビグアニド、ビス[4-(1’,3’-ジメチルブチル)フェニル]アミン、tert-オクチル置換N-フェニル-1-ナフチルアミン、モノアルキル化およびジアルキル化tert-ブチル/tert-オクチルジフェニルアミンの混合物、モノアルキル化およびジアルキル化ノニルジフェニルアミンの混合物、モノアルキル化およびジアルキル化ドデシルジフェニルアミンの混合物、モノアルキル化およびジアルキル化イソプロピル/イソヘキシルジフェニルアミンの混合物、モノアルキル化およびジアルキル化tert-ブチルジフェニルアミンの混合物、2,3-ジヒドロ-3,3-ジメチル-4H-1,4-ベンゾチアジン、フェノチアジン、モノアルキル化およびジアルキル化tert-ブチル/tert-オクチルフェノチアジンの混合物、モノアルキル化およびジアルキル化tert-オクチルフェノチアジンの混合物、N-アリルフェノチアジン、N,N,N’,N’-テトラフェニル-1,4-ジアミノブタ-2-エン、N,N-ビス(2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)ヘキサメチレンジアミン、ビス(2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)セバカート、2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-オンおよび2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-オール、
ホスフィン、ホスフィットおよびホスホニット、例えば、トリフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィット、ジフェニルアルキルホスフィット、フェニルジアルキルホスフィット、トリス(ノニルフェニル)ホスフィット、トリラウリルホスフィット、トリオクタデシルホスフィット、ジステアリルペンタエリトリトールジホスフィット、トリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスフィット、ジイソデシルペンタエリトリトールジホスフィット、ビス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ペンタエリトリトールジホスフィット、ビス(2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニル)ペンタエリトリトールジホスフィット、ジイソデシルオキシペンタエリトリトールジホスフィット、ビス(2,4-ジ-tert-ブチル-6-メチルフェニル)ペンタエリトリトールジホスフィット、ビス(2,4,6-トリス(tert-ブチルフェニル))ペンタエリトリトールジホスフィット、トリステアリルソルビトールトリホスフィット、テトラキス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)4,4’-ビフェニレンジホスホニット、6-イソオクチルオキシ-2,4,8,10-テトラ-tert-ブチル-12H-ジベンゾ[d,g]-1,3,2-ジオキサホスホシン、6-フルオロ-2,4,8,10-テトラ-tert-ブチル-12-メチル-ジベンゾ[d,g]-1,3,2-ジオキサホスホシン、ビス(2,4-ジ-tert-ブチル-6-メチルフェニル)メチルホスフィットおよびビス(2,4-ジ-tert-ブチル-6-メチルフェニル)エチルホスフィット、
2-(2’-ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、例えば、2-(2’-ヒドロキシ-5’-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(3’,5’-ジ-tert-ブチル-2’-ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(5’-tert-ブチル-2’-ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-5’-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)フェニル)ベンゾトリアゾール、2-(3’,5’-ジ-tert-ブチル-2’-ヒドロキシフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(3’-tert-ブチル-2’-ヒドロキシ-5’-メチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(3’-sec-ブチル-5’-tert-ブチル-2’-ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-4’-オクチルオキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(3’,5’-ジtert-アミル-2’-ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(3,5’-ビス-(α,α-ジメチルベンジル)-2’-ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(3’-tert-ブチル-2’-ヒドロキシ-5’-(2-オクチルオキシカルボニルエチル)フェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(3’-tert-ブチル-5’-[2-(2-エチルヘキシルオキシ)カルボニルエチル]-2’-ヒドロキシフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(3’-tert-ブチル-2’-ヒドロキシ-5’-(2-メトキシカルボニルエチル)フェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(3’-tert-ブチル-2’-ヒドロキシ-5’-(2-メトキシカルボニルエチル)フェニル)ベンゾトリアゾール、2-(3’-tert-ブチル-2’-ヒドロキシ-5’-(2-オクチルオキシカルボニルエチル)フェニル)ベンゾトリアゾール、2-(3’-tert-ブチル-5’-[2-(2-エチルヘキシルオキシ)カルボニルエチル]-2’-ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(3’-ドデシル-2’-ヒドロキシ-5’-メチルフェニル)ベンゾトリアゾールおよび2-(3’-tert-ブチル-2’-ヒドロキシ-5’-(2-イソオクチルオキシカルボニルエチル)フェニルベンゾトリアゾール、2,2’-メチレンビス[4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)-6-ベンゾトリアゾール-2-イルフェノール]の混合物;2-[3’-tert-ブチル-5’-(2-メトキシカルボニルエチル)-2’-ヒドロキシフェニル]-2H-ベンゾトリアゾールとポリエチレングリコール300との完全エステル化の生成物;
硫黄含有過酸化物捕捉剤および硫黄含有酸化防止剤、例えば、3,3’-チオジプロピオン酸のエステル、例えば、ラウリル、ステアリル、ミリスチルおよびトリデシルエステル、メルカプトベンゾイミダゾール、ならびに2-メルカプトベンゾイミダゾール、ジブチル亜鉛ジチオカルバメート、ジオクタデシルジスルフィドおよびペンタエリトリトールテトラキス(β-ドデシルメルカプト)プロピオナートの亜鉛塩、
2-ヒドロキシベンゾフェノン、例えば、4-ヒドロキシ、4-メトキシ、4-オクチルオキシ、4-デシクロキシ、4-ドデシルオキシ、4-ベンジルオキシ、4,2’,4’-トリヒドロキシおよび2’-ヒドロキシ-4,4’-ジメトキシ誘導体、
非置換および置換の安息香酸のエステル、例えば、4-tert-ブチルフェニルサリチラート、フェニルサリチラート、オクチルフェニルサリチラート、ジベンゾイルレソルシノール、ビス(4-tert-ブチルベンゾイル)レソルシノール、ベンゾイルレソルシノール、2,4-ジ-tert-ブチルフェニル-3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンゾアート、ヘキサデシル-3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンゾアート、オクタデシル-3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンゾアートおよび2-メチル-4,6-ジ-tert-ブチルフェニル-3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンゾアート、
アクリレート、例えば、エチルα-シアノ-β,β-ジフェニルアクリラート、イソオクチルα-シアノ-β,β-ジフェニルアクリラート、メチルα-メトキシカルボニルシンナマート、メチルα-シアノ-β-メチル-p-メトキシシンナマート、ブチル-α-シアノ-β-メチル-p-メトキシシンナマートおよびメチル-α-メトキシカルボニル-p-メトキシシンナマート、立体障害アミン、例えば、ビス(2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)セバカート、ビス(2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)スクシナート、ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジン-4-イル)セバカート、ビス(1-オクチルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)セバカート、ビス(1,2,2,6、6-ペンタメチルピペリジン-4-イル)-n-ブチル-3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジルマロナート、1-(2-ヒドロキシエチル)-2,2,6,6-テトラメチル-4-ヒドロキシピペリジンとコハク酸との縮合生成物、N,N’-ビス(2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)ヘキサメチレンジアミンと4-tert-オクチルアミノ-2,6-ジクロロ-1,3,5-トリアジンとの縮合生成物、トリス(2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)ニトリロトリアセタート、テトラキス(2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)1,2,3,4-ブタンテトラカルボキシラート、1,1’-(1,2-エチレン)ビス(3,3,5,5-テトラメチルピペラジノン)、4-ベンゾイル-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-ステアリルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジン-4-イル)2-n-ブチル-2-(2-ヒドロキシ-3,5-ジ-tert-ブチルベンジル)マロナート、3-n-オクチル-7,7,9,9-テトラメチル-1,3,8-トリアザスピロ[4.5]デカン-2,4-ジオン、ビス(1-オクチルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)セバカート、ビス(1-オクチルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)スクシナート、N,N’-ビス(2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)ヘキサメチレンジアミンと4-モルホリノ-2,6-ジクロロ-1,3,5-トリアジンとの縮合生成物、2-クロロ-4,6-ビス(4-n-ブチルアミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)-1,3,5-トリアジンと1,2-ビス(3-アミノプロピルアミノ)エタンとの縮合生成物、2-クロロ-4,6-ジ(4-n-ブチルアミノ-1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジン-4-イル)-1,3,5-トリアジンと1,2-ビス(3-アミノプロピルアミノ)エタンとの縮合生成物、8-アセチル-3-ドデシル-7,7,9,9-テトラメチル-1,3,8-トリアザスピロ[4.5]-デカン-2,4-ジオン、3-ドデシル-1-(2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)ピロリジン-2,5-ジオン、3-ドデシル-1-(1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジン-4-イル)ピロリジン-2,5-ジオン、4-ヘキサデシルオキシ-および4-ステアリルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジンの混合物、N,N’-ビス(2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)ヘキサメチレンジアミンおよび4-シクロヘキシルアミノ-2,6-ジクロロ-1,3,5-トリアジンの縮合生成物、1,2-ビス(3-アミノプロピルアミノ)エタンおよび2,4,6-トリクロロ-1,3,5-トリアジンの縮合生成物、4-ブチルアミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、N-(2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)-n-ドデシルスクシンイミド、N-(1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジン-4-イル)-n-ドデシルスクシンイミド、2-ウンデシル-7,7,9,9-テトラメチル-1-オキサ-3,8-ジアザ-4-オキソスピロ[4.5]-デカン、7,7,9,9-テトラメチル-2-シクロウンデシル-1-オキサ-3,8-ジアザ-4-オキソスピロ-[4.5]デカンとエピクロロヒドリンとの縮合生成物、4-アミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジンとテトラメチロールアセチレンジウレアおよびポリ(メトキシプロピル-3-オキシ)-[4(2,2,6,6-テトラメチル)ピペリジニル]-シロキサンとの縮合生成物、
オキサルアミド、例えば、4,4’-ジオクチルオキシオキサニリド、2,2’-ジエトキシオキサニリド、2,2’-ジオクチルオキシ-5,5’-ジ-tert-ブトキサニリド、2,2’-ジドデシルオキシ-5,5’-ジ-tert-ブトキサニリド、2-エトキシ-2’-エチルオキサニリド、N,N’-ビス(3-ジメチルアミノプロピル)オキサルアミド、2-エトキシ-5-tert-ブチル-2’-エトキサニリドおよび2-エトキシ-2’-エチル-5,4’-ジ-tert-ブトキサニリドとのその混合物、およびオルト-、パラ-メトキシ-二置換オキサニリドの混合物、およびオルト-およびパラ-エトキシ-二置換オキサニリドの混合物、および
2-(2-ヒドロキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、例えば、2,4,6-トリス-(2-ヒドロキシ-4-オクチルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2-(2-ヒドロキシ-4-オクチルオキシフェニル)-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン、2-(2,4-ジヒドロキシフェニル)-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス(2-ヒドロキシ-4-プロピルオキシフェニル)-6-(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン、2-(2-ヒドロキシ-4-オクチルオキシフェニル)-4,6-ビス(4-メチルフェニル)-1,3,5-トリアジン、2-(2-ヒドロキシ-4-ドデシルオキシフェニル)-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン、2-(2-ヒドロキシ-4-トリデシルオキシフェニル)-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン、2-[2-ヒドロキシ-4-(2-ヒドロキシ-3-ブチルオキシプロポキシ)フェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチル)-1,3,5-トリアジン、2-[2-ヒドロキシ-4-(2-ヒドロキシ-3-オクチルオキシプロポキシ)フェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチル)-1,3,5-トリアジン、2-[4-(ドデシルオキシ/トリデシルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ)-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン、2-[2-ヒドロキシ-4-(2-ヒドロキシ-3-ドデシルオキシプロポキシ)フェニル]-4,6-ビス-(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン、2-(2-ヒドロキシ-4-ヘキシルオキシフェニル)-4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン、2-(2-ヒドロキシ-4-メトキシフェニル)-4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス[2-ヒドロキシ-4-(3-ブトキシ-2-ヒドロキシプロポキシ)フェニル]-1,3,5-トリアジンおよび2-(2-ヒドロキシフェニル)-4-(4-メトキシフェニル)-6-フェニル-1,3,5-トリアジン。
別の好ましい実施形態では、重合性LC材料は、1種以上の特定の酸化防止添加剤、好ましくは、Irganox(登録商標)シリーズ、例えば、スイスのCibaから市販されているIrganox(登録商標)1076およびIrganox(登録商標)1010から選択されるものを含む。
別の好ましい実施形態では、重合性LC材料は、1種以上、より好ましくは2種以上の光開始材を含む。典型的には、使用され得るラジカル光開始剤は、例えば、市販のIrgacure(登録商標)またはDarocure(登録商標)(Ciba AG)シリーズ、特に、Irgacure 127、Irgacure 184、Irgacure 369、Irgacure 651、Irgacure 817、Irgacure 907、Irgacure 1300、Irgacure、Irgacure 2022、Irgacure 2100、Irgacure 2959、Darocure TPOから選択される。さらなる適切な光開始剤は、好ましくは、市販のオキシムエステル光開始剤、例えば、Oxe02(Ciba)、またはN-1919T(Adeka)から選択される。
重合性LC材料中のこれらの光開始剤全体の濃度は、好ましくは0.1~10%、非常に好ましくは0.5~8%、さらに好ましくは2~6%である。
好ましくは、重合性LC材料は、式aおよび式Iの1種以上の化合物の他に
a)1種以上の二反応性または多反応性の重合性メソゲン化合物、
b)1種以上の光開始剤、
c)任意で、1種以上の単反応性の重合性メソゲン化合物、
d)任意で、1種以上の酸化防止添加剤、
e)任意で、1種以上の接着促進剤、
f)任意で、1種以上の界面活性剤、
g)任意で、1種以上の安定剤、
h)任意で、1種以上の単反応性、二反応性または多反応性の重合性非メソゲン化合物、
i)任意で、光重合を開始するために使用される波長で吸収極大を示す1種以上の色素、
j)任意で、1種以上の連鎖移動剤、
k)任意で、1種以上の安定剤、
l)任意で、1種以上の潤滑剤および流動助剤、および
m)任意で、1種以上の希釈剤
を含む。
より好ましくは、重合性LC材料は、
a)20重量%までの1種以上の、式Aの化合物、好ましくは式A2またはA6の化合物から選択される化合物、より好ましくは式A2の化合物、
b)20重量%までの1種以上の、式Iの化合物、好ましくは式I-25またはI-26の化合物から選択される化合物、
c)1種以上、好ましくは2種以上の、好ましくは10~95重量%の量の、非常に好ましくは25~85重量%の量の、好ましくは式MRM-1および/またはMRM-7の化合物から選択される単反応性重合性メソゲン化合物、
d)1種以上の、好ましくは0.1~10重量%の量の、光開始剤、
e)任意で、1種以上の、好ましくは2種以上の、好ましくは、存在するとしても10~90重量%の量の、非常に好ましくは15~75重量%の量の、好ましくは式DRMa-1の化合物から選択される、二反応性メソゲン化合物、
f)任意で、1種以上の、好ましくは非置換および置換安息香酸のエステル、特にIrganox(登録商標)1076から選択され、存在する場合、好ましくは0.01~2重量%の量の、非常に好ましくは0.05~1重量%の量の、1種以上の酸化防止添加剤、
g)任意で、好ましくはBYK(登録商標)310、BYK(登録商標)388、FC4430および/またはFluor N 562から選択され、かつ存在する場合、好ましくは0.1~5重量%の量の、非常に好ましくは0.2~3重量%の量の、1種以上の潤滑剤および流動助剤、
h)任意で、1種以上の、好ましくは、存在するとしても0.1~5重量%の量の、非常に好ましくは0.2~3重量%の量の、好ましくはn-ドデカノールから選択される、希釈剤、
を含む。
本発明はさらに、20重量%までの式Aの1種以上の化合物と、20重量%までの式Iの1種以上の化合物とを混合する工程を含む、上記および下記の重合性LC材料の製造方法に関する。
本発明はさらに、
- 上記および下記の重合性LC材料の層を基材上に供給すること、
- 重合性LC材料を光重合により重合すること、および
- 任意で、重合したLC材料を基材から除去することおよび/またはこれを別の基材上に供給すること
によりポリマーフィルムを製造する方法に関する。
好ましい実施形態では、重合性LC材料の層は、最初に重合性LC材料を、好ましくは有機溶媒から選択される1種以上の溶媒に溶解することによって基材上に供給される。溶媒は、好ましくは、ケトン、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン、メチルイソブチルケトンまたはシクロヘキサノン;アセテート、例えば、メチル、エチルまたはブチルアセテートまたはメチルアセトアセテート;アルコール、例えば、メタノール、エタノールまたはイソプロピルアルコール;芳香族系溶媒、例えば、トルエンまたはキシレン;脂環式炭化水素、例えば、シクロペンタンまたはシクロヘキサン;ハロゲン化炭化水素、例えば、ジクロロメタンまたはトリクロロメタン;グリコールまたはそれらのエステル、例えば、PGMEA(プロピルグリコールモノメチルエーテルアセテート)、γ-ブチロラクトンから選択される。上記溶媒の二元、三元またはそれ以上の混合物を使用することも可能である。
重合性LC材料が1種以上の溶媒に溶解される場合、溶媒中のRMを含む全固形分の総濃度は、好ましくは10~60%である。
次に、この溶液は、例えばスピンコーティング、印刷、または他の公知の技術によって基材上にコーティングまたは印刷され、溶媒は、重合前に蒸発される。ほとんどの場合、溶媒の蒸発を促進するために混合物を加熱するのが適している。
重合性LC材料は、スピンコーティング、バーコーティングまたはブレードコーティングなどの従来のコーティング技術によって基材上に適用され得る。これはまた、当業者に知られている通常の印刷技術、例えばスクリーン印刷、オフセット印刷、リールリール印刷、凸版印刷、グラビア印刷、輪転グラビア印刷、フレキソ印刷、凹版印刷、パッド印刷、ヒートシール印刷、インクジェット印刷、またはスタンプもしくは印刷版による印刷によって基材に適用することもできる。
適切な基材の材料および基材は、専門家に公知であり、例えば、ガラスまたはプラスチックなどの光学フィルム産業で使用されている従来の基材として文献に記載されている。重合に特に適切でかつ好ましい基材は、ポリエステル、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)もしくはポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリカーボネート(PC)、トリアセチルセルロース(TAC)、またはシクロオレフィンポリマー(COP)、またはよく知られているカラーフィルタ材料、特にトリアセチルセルロース(TAC)、シクロオレフィンポリマー(COP)、またはよく知られているカラーフィルタ材料である。
重合性LC材料は、好ましくは層全体にわたって均一な配向を示す。好ましくは、重合性LC材料は、均一な平面またはホメオトロピック配向を示す。
ホメオトロピック配向を促進するために使用される適切な方法は、プラスチック基材にコロナ放電処理を施し、基板表面にアルコールまたはケトン官能基を生成することである。これらの極性基は、RMまたは界面活性剤に存在する極性基と相互作用してホメオトロピック配向を促進し得る。
本発明によるポリマーフィルムの製造のために、重合性LC材料中の重合性化合物は、(1つの化合物が2つ以上の重合性基を含む場合)インサイチュ光重合によって重合または架橋される。
光重合は、1段階で行われ得る。第一段階で反応しなかった化合物を、第二段階で光重合または架橋(「最終硬化」)することも可能である。
LC材料の光重合は、好ましくは化学線に曝露することによって達成される。化学線とは、紫外線、赤外線または可視光線などの光を照射すること、X線またはガンマ線を照射すること、またはイオンまたは電子などの高エネルギー粒子を照射することを意味する。好ましくは、重合は、光照射、特にUV光による照射で行われる。化学線源として、例えば1つのUVランプまたはUVランプのセットが使用され得る。高いランプ電力を使用する場合、硬化時間が短縮され得る。別の可能性のある光放射源は、レーザー、例えば、UVレーザー、IRレーザー、または可視レーザーである。
硬化時間は、とりわけ、重合性LC材料の反応性、コーティングされた層の厚さ、重合開始剤の種類およびUVランプの出力に依存する。
典型的には、硬化時間は、好ましくは5分以下、非常に好ましくは3分以下、最も好ましくは1分以下である。大量生産の場合、30秒以下の短い硬化時間が望ましい。
適切な紫外線放射力は、好ましくは、5~200mWcm-2の範囲、より好ましくは、50~175mWcm-2の範囲、最も好ましくは、100~150mWcm-2の範囲である。
照射された紫外線放射および時間に応じて、適切な紫外線量は、好ましくは25~7200mJcm-2の範囲、より好ましくは500~7200mJcm-2の範囲、最も好ましくは3000~7200mJcm-2の範囲である。
光重合は、好ましくは不活性ガス雰囲気下、好ましくは加熱窒素雰囲気下で行われるが、空気中での重合も可能である。
光重合は、好ましくは1~70℃、より好ましくは5~50℃、さらにより好ましくは15~30℃の温度で行われる。
本発明による重合LCフィルムは、プラスチック基材、特にTAC、COP、およびカラーフィルタに対して良好な接着性を有する。したがって、これは、後続のLC層のための接着剤またはベースコートとして使用することができ、そうでなければ基材にうまく接着しないであろう。
本発明による重合LCフィルムの好ましい厚さは、フィルムまたは最終製品から望まれる光学特性によって決定される。
例えば、重合LCフィルムが主に光学層として、例えば、接着剤層、配向層または保護層として作用しない場合、その厚さは、好ましくは1μm以下、特に0.5μm以下、非常に好ましくは0.2μm以下である。
例えば、本発明の均一ホメオトロピックまたは平面配向ポリマーフィルムは、例えばLCDにおいて、大きな視野角でのコントラストおよび明るさを改善し、かつ色度を低下させるための位相差または補償フィルムとして使用され得る。それらは、LCDにおいて切り替え可能な液晶セルの外側で、あるいは基材間で、通常、切り替え可能な液晶セルを形成し、かつ切り替え可能な液晶媒体を含む、ガラス基材間で使用され得る(セル内用途)。
ポリマーフィルムの光学用途のためには、これは、好ましくは0.5~10μm、非常に好ましくは0.5~5μm、特に0.5~3μmの厚さを有する。
ポリマーフィルムの光学位相差(δ(λ))は、入射ビームの波長(λ)の関数として、次の式(7):
δ(λ)=(2πΔn・d)λ (7)
によって示され、
ここで、(Δn)はフィルムの複屈折率、(d)はフィルムの厚さ、λは入射ビームの波長である。
スネリウスの法則によれば、入射ビームの方向の関数としての複屈折は、次のように
Δn=sinθ/sinΨ (8)
によって定義され、
ここで、sinθは、フィルム内の光軸の入射角または傾斜角であり、sinΨは対応する反射角である。
これらの法則に基づくと、複屈折およびそれに応じた光学位相差は、フィルムの厚さおよびフィルム内の光軸の傾斜角に依存する(Berekの補償板(Berek’s compensator)を参照のこと)。したがって、熟練した専門家は、ポリマーフィルム中の液晶分子の配向を調整することによって、異なる光学位相差または異なる複屈折が引き起こされ得ることを認識している。
本発明の好ましい光学フィルムは、R450/R550≦1.07およびR650/R650≧0.95を示す。R450、R550およびR650は、450nm、550nmおよび650nmにおける軸上の位相差を意味する。
本発明の好ましい光学フィルムは、0.07より高い、より好ましくは0.08~0.150の範囲の複屈折を示す。
本発明によるポリマーフィルムの厚さの関数としての光学位相差は、200nm未満、好ましくは180nm未満、さらにより好ましくは150nm未満である。
特にセル内用途に関しては、本発明によるポリマーフィルムは高温安定性を示す。したがって、ポリマーフィルムは、300℃まで、好ましくは250℃まで、より好ましくは230℃までの温度安定性を示す。
要約すると、本発明による重合LCフィルムおよび重合性LC材料は、光学素子、例えば、液晶または効果顔料を製造するための、液晶ディスプレイまたは投影システムの、偏光板、補償板、配向層、円偏光板またはカラーフィルター、装飾用画像、特に空間的に変化する反射色を有する反射フィルムにおけるそれらの用途、例えば、装飾用、情報保管用またはセキュリティ用のマルチカラー画像として、例えば、身分証明書またはクレジットカード、紙幣などの偽造不可能な文書として有用である。
本発明による重合LCフィルムは、透過型または反射型のディスプレイに使用され得る。それらは、従来のOLEDディスプレイまたはLCD、特にDAP(配向相の変形)またはVA(垂直配向)モードのLCD、例えば、ECB(電気制御複屈折)、CSH(カラースーパーホメオトロピック)、VANまたはVAC(垂直配向ネマチックまたはコレステリック)ディスプレイ、MVA(マルチドメイン垂直配向)またはPVA(パターン化垂直配向)ディスプレイにおいて、曲げモードまたはハイブリッド型ディスプレイのディスプレイ、例えば、OCB(光学補償ベンドセルまたは光学補償複屈折)、R-OCB(反射OCB)、HAN(ハイブリッド配向ネマチック)またはpi-セル(π-セル)ディスプレイにおいて、さらにTN(ねじれネマチック)、HTN(高度ねじれネマチック)またはSTN(超ねじれネマチック)モードのディスプレイにおいて、AMD-TN(アクティブマトリックス駆動TN)ディスプレイ、またはIPS(インプレーンスイッチング)モードのディスプレイ(「スーパーTFT」ディスプレイとも呼ばれる)において使用され得る。特に、VA、MVA、PVA、OCB、およびpi-セルディスプレイが好ましい。
本発明による重合性LC材料およびポリマーフィルムは、欧州特許第0829744号明細書(EP 0 829 744)、欧州特許第0887666号明細書(EP 0 887 666 A2)、欧州特許第0887692号明細書(EP 0 887 692)、米国特許第6,046,849号明細書(US 6,046,849)、米国特許第6,437,915号明細書(US 6,437,915)および”Proceedings o the SID 20th International Display Research Conference, 2000”, 280頁に記載された3Dディスプレイに特に有用である。本発明によるポリマーフィルムを含むこの種の3Dディスプレイは、本発明の別の対象である。
本発明は、好ましい実施形態を特に参照して、上記および下記に説明されている。本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく、様々な変更および修正が、本明細書において加えられ得ることが理解されるべきである。
上記および下記の化合物またはその混合物の多くは市販されている。これらの化合物はすべて公知であるか、または文献(例えばHouben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie [Methods of Organic Chemistry], Georg-Thieme-Verlag, シュトゥットガルトのような標準的な論文)に記載されているように、それ自体公知の方法により、公知でかつ前述の反応に適した反応条件下で正確であるように製造され得る。それ自体は公知であるが、ここでは言及されていない変形も本明細書で使用されてよい。
本発明の範囲内にありながら、本発明の前述の実施形態に対する変形を行うことができることが理解されるだろう。同じ、同等、または類似の目的を果たす代替の特徴は、特に明記しない限り、本明細書に開示されている各特徴を置き換え得る。したがって、特に明記しない限り、開示されている各特徴は、一般的なシリーズの同等または類似の特徴の一例にすぎない。
本明細書で開示されているすべての特徴は、かかる特徴および/または工程の少なくとも一部が相互に排他的である組み合わせを除いて、任意の組み合わせで組み合わされ得る。特に、本発明の好ましい特徴は、本発明のすべての態様に適用可能であり、かつ任意の組み合わせで使用され得る。同様に、必須ではない組み合わせで説明された特徴は、(組み合わせではなく)別々に使用され得る。
上記の特徴、特に好ましい実施形態の多くは、本発明の実施形態の一部としてではなく、それ自体で発明性があることが理解されるであろう。これらの特徴については、現在、特許請求されている発明に加えて、またはその代わりに、独立した保護が求められ得る。
本発明は、ここで以下の実施例を参照してさらに詳細に説明されるが、これらは例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。
以下の実施例は、本発明を限定することなく、例示するのに役立つ。
実施例
使用される化合物
次の混合物の調製には、以下の化合物および略語を使用する:
Figure 0007078623000050
LC242は、BASF AG(ルートヴィヒスハーフェン、独国)から市販されている重合性キラル材料である。Irganox1076(登録商標)は、市販されている安定剤(Ciba AG、バーゼル、スイス)である。FluorN 562およびFluorN 561は、市販されている界面活性剤(米国、Cytonix)である。
使用される光開始剤
2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニル-ホスフィンオキシド PI 1
2-メチル-4’-(メチルチオ)-2-モルホリノプロピオフェノン PI 2
ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルホスフィンオキシド PI 3
2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン-1
PI 4
Figure 0007078623000051
ポリマーフィルムの一般的な製造方法:
まず、トルエン/シクロヘキサン溶液(7:3)中の対応するLC媒体の33.3w/w%溶液を調製する。
この溶液を、ラビングしたポリイミドコーティングガラススライドに4400rpmで30秒間スピンコーティングし、ホメオトロピックに配向させる。
試料を、温度制御されたホットプレート上で68℃で60秒間アニールする。
試料を、窒素雰囲気下で20℃まで冷却した後、次いで20℃で60秒間UV硬化(365nmのフィルター、80mW/cm)する。
位相差R450、R550およびR650を、温度20℃、波長450nm、550nm、および650nmでそれぞれ測定する。
耐久性は、オーブン試験前後のR450、R550、R650およびR450)/R550の値の差によって定量化することができる。
実験1
1.1 比較例
以下の混合物CM-1を調製する。
Figure 0007078623000052
対応するポリマーフィルムを、上記の方法に従って製造し、得られたポリマーフィルムは、それぞれ、1.061のR450/R550の値および0.964のR650/R550の値を示す。
ポリマーフィルムの耐久性を試験するために、フィルムを、最大40分間230℃の温度にさらす。第1.1表は、耐久性試験の結果をまとめたものである(三重反復):
Figure 0007078623000053
1.2 実施例
以下の混合物M-1を調製する。
Figure 0007078623000054
対応するポリマーフィルムを、上記の方法に従って製造し、得られたポリマーフィルムは、それぞれ1.044のR450/R550の値および0.970のR650/R550の値を示す。
ポリマーフィルムの耐久性を試験するために、フィルムを最大40分間230℃の温度にさらす。
第1.2表は、耐久性試験の結果をまとめたものである(三重反復):
Figure 0007078623000055
1.3 まとめ
R450/R550の値とR650/R550のα値との比較から分かるように、本発明によるポリマーフィルムは、改善されたフラットな分散特性を示す。
さらに、耐久性試験の結果の比較から分かるように、本発明によるポリマーフィルムは、耐久性の顕著な改善を示す。
実験2
2.1 比較例
以下の混合物CM-2を調製する。
Figure 0007078623000056
対応するポリマーフィルムを、上記の方法に従って製造し、得られたポリマーフィルムは、それぞれ1.056のR450/R550の値および0.966のR650/R550の値を示す。
ポリマーフィルムの耐久性を試験するために、フィルムを最大40分間230℃の温度にさらす。
第2.1表は、耐久性試験の結果をまとめたものである(三重反復):
Figure 0007078623000057
2.2実施例
以下の混合物M-2を調製する。
Figure 0007078623000058
対応するポリマーフィルムを、上記の方法に従って製造し、得られたポリマーフィルムは、それぞれ1.045のR450/R550の値および0.971のR650/R550の値を示す。
ポリマーフィルムの耐久性を試験するために、フィルムを最大40分間230℃の温度にさらす。
第2.2表は、耐久性試験の結果をまとめたものである(三重反復):
Figure 0007078623000059
2.3 まとめ
R450/R550の値とR650/R550のα値との比較から分かるように、本発明によるポリマーフィルムは、改善されたフラットな分散特性を示す。
さらに、耐久性試験の結果の比較から分かるように、本発明によるポリマーフィルムは、耐久性の顕著な改善を示す。
実験3
以下の混合物M-3およびCM-3を調製する:
Figure 0007078623000060
混合物M-3およびCM-3を、2:1、1:1、1:2の比率でブレンドし、それぞれ、混合物M-4、M-5およびM-6を得る。対応するポリマーフィルムを、上記の方法に従って混合物CM-3および各混合物M-3~M-6から製造する。
ポリマーフィルムの耐久性を試験するために、各フィルムを、最大40分間230℃の温度にさらす。
第3.1表は、耐久性試験の結果をまとめたものである(三重反復):
Figure 0007078623000061
まとめ
耐久性試験の結果の比較から分かるように、本発明によるポリマーフィルム(M-3~M-6)は、すべて、CM-3と比較して耐久性の顕著な改善を示す。
実験4
以下の混合物CM-4を調製する。
Figure 0007078623000062
実験3の混合物M-3および混合物CM-4を、2:1、1:1、1:2の比率でブレンドし、それぞれ、混合物M-7、M-8およびM-9を得る。対応するポリマーフィルムを、上記の方法に従って混合物CM-4および各混合物M-3~M-9から製造する。
ポリマーフィルムの耐久性を試験するために、各フィルムを最大40分間230℃の温度にさらす。
第4.1表は、耐久性試験の結果をまとめたものである(三重反復):
Figure 0007078623000063
まとめ
耐久性試験の結果の比較から分かるように、本発明によるポリマーフィルム(M-3、およびM-7~M-9)は、すべて、CM-3と比較して耐久性の顕著な改善を示す。
実験5
以下の混合物M-10を調製する。
Figure 0007078623000064
99重量%の混合物M-10に、1重量%の光開始剤PI-1~PI-7をそれぞれ添加して、混合物M-11~M-17を得る。対応するポリマーフィルムを、上記の方法に従って各混合物M-11~M-17から製造する。
ポリマーフィルムの耐久性を試験するために、各フィルムを最大40分間230℃の温度にさらす。
第5.1表は、耐久性試験の結果をまとめたものである(三重反復):
Figure 0007078623000065

Claims (15)

  1. 10~20重量%の1種以上の式A
    Figure 0007078623000066
    [式中、
    Pは、互いに独立して、重合性基であり、
    Spは、スペーサー基または単結合であり、
    は、同一または異なって複数存在する場合、F、Cl、CN、SCN、SF、または直鎖状または分枝鎖状の、任意にモノフッ素化またはポリフッ素化されたアルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、または1~12個の炭素原子を有するアルキルカルボニルオキシもしくはアルコキシカルボニルオキシであるか、または任意にハロゲン化されたアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、1~5個の炭素原子を有するアルキルカルボニルオキシまたはアルコキシカルボニルオキシであり、
    rは、0、1、2、3または4である]
    で示される化合物と、
    10~20重量%の1種以上の式I
    Figure 0007078623000067
    [式中、
    およびUは、互いに独立して、それらの鏡像を含む
    Figure 0007078623000068
    から選択され、ここで、環UおよびUは、それぞれ軸方向結合を介して基-(B)-に結合し、これらの環中の1個または2個の非隣接CH基は、Oおよび/またはSにより任意に置き換えられ、かつ環UおよびUは、1個以上の基Lにより任意に置換され、
    およびQは、互いに独立してCHまたはSiHであり、
    は、CまたはSiであり、
    Bは、それぞれ互いに独立して、-C≡C-、-CY=CY-または任意に置換された芳香族もしくはヘテロ芳香族基であり、
    およびYは、互いに独立して、H、F、Cl、CNまたはRであり、
    qは、1~10の整数であり、
    ~Aは、それぞれ互いに独立して、1個以上の基Rにより任意に置換される、非芳香族、芳香族またはヘテロ芳香族炭素環式または複素環式基から選択され、ここで、-(A-Z-U-(Z-A-および-(A-Z-U-(Z-A-は、それぞれ、非芳香族基よりも多くの芳香族基を含まず、
    ~Zは、互いに独立して、それぞれ、-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR-、-NR-CO-、-NR-CO-NR-、-OCH-、-CHO-、-SCH-、-CHS-、-CFO-、-OCF-、-CFS-、-SCF-、-CHCH-、-(CH-、-(CH-、-CFCH-、-CHCF-、-CFCF-、-CH=CH-、-CY=CY-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、CR00または単結合であり、
    およびR00は、互いに独立して、Hまたは1~12個の炭素原子を有するアルキルであり、
    mおよびnは、互いに独立して0、1、2、3または4であり、
    oおよびpは、互いに独立して0、1、2、3または4であり、
    ~Rは、互いに独立して、H、ハロゲン、-CN、-NC、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)NR00、-C(=O)X、-C(=O)R、-NH、-NR00、-SH、-SR、-SOH、-SO、-OH、-NO、-CF、-SF、P-Sp-、任意に置換されたシリル、または任意に置換され、かつ任意に1個以上のヘテロ原子を含む1~40個の炭素原子を有するカルビルもしくはヒドロカルビルから選択される同一または異なる基であるか、あるいはPもしくはP-Sp-を表すか、またはPもしくはP-Sp-により置換され、ここで、化合物は、PもしくはP-Sp-を表すか、またはPもしくはP-Sp-によって置換されている少なくとも1個の基R1~5を含み、
    Pは、重合性基であり、
    Spは、スペーサー基または単結合である]
    で示される化合物とを含む、重合性LC媒体。
  2. 式Aの化合物が、以下の下位式
    Figure 0007078623000069
    から選択され、
    ここで、パラメータPは、請求項1において上記で示された意味の1つを有し、かつx、y、zは、互いに独立して0または1~12の同一もしくは異なる整数であることを特徴とする、請求項1記載の重合性LC媒体。
  3. 架橋基、または式I中の-(B)-は、-C≡C-、-C≡C-C≡C-、-C≡C-C≡C-C≡C-、-C≡C-C≡C-C≡C-C≡C-、
    Figure 0007078623000070
    から選択され、
    ここで、
    rは、0、1、2、3または4であり、かつ
    Lは、P-Sp-、F、Cl、Br、I、-CN、-NO、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)NR00、-C(=O)X、-C(=O)OR、-C(=O)R、-NR00、-OH、-SF、任意に置換されたシリル、1~12個の炭素原子を有するアリール、および1~12個の炭素原子を有する直鎖状または分枝鎖状のアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシまたはアルコキシカルボニルオキシから選択され、ここで、1個以上のH原子は、FまたはClにより任意に置き換えられ、ここで、RおよびR00は、請求項1において規定されており、かつXは、ハロゲンであることを特徴とする、請求項1または2記載の重合性LC媒体。
  4. 架橋基が結合しているメソゲン基の非芳香族環、または式I中のUおよびUが、
    Figure 0007078623000071
    から選択され、
    ここで、Rは、請求項1において上記で示された意味の1つを有することを特徴とする、請求項1から3までのいずれか1項記載の重合性LC媒体。
  5. 芳香族基および非芳香族基、または式I中のA1~4が、請求項3において規定されたように1個以上の基Lで任意に置換される、トランス-1,4-シクロヘキシレンおよび1,4-フェニレンから選択されることを特徴とする、請求項1から4までのいずれか1項記載の重合性LC媒体。
  6. メソゲン基中の芳香族および非芳香族環式基を連結する連結基、または式IにおけるZ1~4が、-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR-、-NR-CO-、-NR-CO-NR-、-OCH-、-CHO-、-SCH-、-CHS-、-CFO-、-OCF-、-CFS-、-SCF-、-CHCH-、-(CH-、-(CH-、-CFCH-、-CHCF-、-CFCF-、-CH=CH-、-CY=CY-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、CR00または単結合から選択され、ここで、R、R00、YおよびYは、請求項1において示された意味を有することを特徴とする、請求項1から5までのいずれか1項記載の重合性LC媒体。
  7. 式Iの重合性化合物が、以下の下位式:
    Figure 0007078623000072
    Figure 0007078623000073
    Figure 0007078623000074
    Figure 0007078623000075
    Figure 0007078623000076
    から選択され、
    ここで、R~R、A~A、Z~Z、B、m、n、o、pおよびqは、請求項1において示された意味を有することを特徴とする、請求項1から6までのいずれか1項記載の重合性LC媒体。
  8. 式Iの重合性化合物が、以下の下位式:
    Figure 0007078623000077
    Figure 0007078623000078
    Figure 0007078623000079
    Figure 0007078623000080
    Figure 0007078623000081
    Figure 0007078623000082
    Figure 0007078623000083
    Figure 0007078623000084
    Figure 0007078623000085
    から選択され、
    ここで、Zは、請求項1で示されたZの意味の1つを有し、Rは、P-Sp-とは異なる、請求項1で示されたRの意味の1つを有し、かつP、Sp、Lおよびrは、請求項1で規定された通りであり、メソゲン基中のベンゼン環は、請求項1で規定されたように1個以上の基Lにより任意に置換されることを特徴とする、請求項1から7までのいずれか1項記載の重合性LC媒体。
  9. 式Iの重合性化合物は、下位式I25またはI26から選択され、ここで、Zは、-COO-を表し、rは、それぞれ0であり、Rは、P-Sp-とは異なる、請求項1に示されたRの意味の1つを有し、かつP、Spは、請求項1に規定された通りであることを特徴とする、請求項1から8までのいずれか1項記載の重合性LC媒体。
  10. 請求項1から9までのいずれか1項に規定された1種以上の式Iの化合物、請求項1から9までのいずれか1項に規定された1種以上の式Aの化合物、および任意に重合性および/またはメソゲン性または液晶性である1種以上のさらなる化合物を含む、重合性LC媒体。
  11. 請求項1から10までのいずれか1項に規定された重合性LC媒体を、そのLC相で配向状態で薄膜の形で重合することによって得られるポリマーフィルム。
  12. 請求項11記載のポリマーフィルムまたは請求項1から10までのいずれか1項記載の重合性LC媒体の、光学的、電子的または電気光学的デバイス、またはそれらの要素における使用。
  13. Aプレート、Cプレート、負のCプレートまたはOプレートから選択される光学的一軸フィルム、ねじれ光学的位相差板、ねじれ1/4波長箔(QWF)、光学的二軸フィルム、色消し位相差板、色消しQWFまたは半波長箔(HWF)、コレステリック、スメクチック、ネマチックまたはブルー相を有するフィルム、ホメオトロピック、スプレイ、チルト、平面またはブルー相配向を有するフィルムである、請求項11に記載のポリマーフィルムであり、該ポリマーフィルムは、均一に配向しているか、または異なる配向のパターンを示すことを特徴とする、光学要素。
  14. LCDの視野角向上用の光学補償フィルム、輝度向上フィルム中の要素、または反射型もしくは半透過型LCD中の色消し要素であることを特徴とする、請求項13記載の光学要素。
  15. 請求項11記載のポリマーフィルムまたは請求項1から10までのいずれか1項記載の重合性LC媒体を含む、光学的、電子的または電気光学的デバイス、またはそれらの要素。
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