JP7368168B2 - 化合物、組成物、膜、積層体および表示装置 - Google Patents
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Description
[1] 下記式(1)で表される化合物。
R4-R3-Ar1-(-R1-Ar2-)n-N=N-Ar3-R2 (1)
[式(1)中、Ar1は、置換基を有していてもよい2価の含硫黄芳香族複素環基を表し、Ar2およびAr3は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい1,4-フェニレン基を表す。
nは、1または2の整数を表す。
R1は、単結合、または-OC(=O)-、-C(=O)O-、-C≡C-、-CH=CH-、-CH=N-および-N=CH-からなる群から選択される少なくとも1つの基を表し、Ar1と結合するR1は単結合を表す。
R2は、重合性基を有していてもよいアルキルアミノ基、または重合性基を有していてもよいアルコキシ基を表す。
R3は、炭素数4から20のアルカンジイル基、炭素数2から20のアルカンジイルオキシ基、炭素数2から20のアルカンジイルオキシカルボニル基および炭素数2から20のアルカンジイルカルボニルオキシ基からなる群より選択される少なくとも1つの基を表す。
R4は、重合性基または水素原子を表す。
nが2の場合、2個あるR1は同一でも相異なってもよく、2個あるAr2は同一でも相異なってもよい。]
[2] 前記式(1)中、nが1の整数である[1]に記載の化合物。
[3] 前記重合性基が、ラジカル重合性基である[1]または[2]に記載の化合物。
[4] [1]から[3]のいずれかに記載の化合物を含む組成物。
[5] [1]から[3]のいずれかに記載の化合物を形成材料とする膜。
[6] [5]に記載の膜を含む積層体。
[7] [5]に記載の膜を備える表示装置。
本実施形態にかかる化合物は、色素として利用可能な化合物であり、下記式(1)で表される構造を有する。
R4-R3-Ar1-(-R1-Ar2-)n-N=N-Ar3-R2 (1)
式(1)で表される化合物の製造方法について説明する。式(1)で表される化合物のうち、n=1である化合物(1a)は例えば、式(1X)で表される化合物[以下、化合物(1X)ともいう]と、式(1Y)で表される化合物[以下、化合物(1Y)ともいう]とから、下記反応式で示される工程により製造することができる。
式(1)で表される化合物を含む組成物について説明する。本実施形態にかかる組成物は、式(1)で表される化合物を、例えば色素化合物として含み、液媒体等のその他の成分を必要に応じて含んで構成される。組成物における、式(1)で表される化合物の含有量は、組成物の固形分100質量部に対して、50質量部以下であることが好ましく、0.1質量部以上10質量部以下の範囲がより好ましく、0.1質量部以上5質量部以下の範囲がさらに好ましい。上記範囲内であれば、式(1)で表される化合物の分散が十分にできる。これにより、式(1)で表される化合物を形成材料とする膜であって、欠陥発生が十分に抑制された膜を効率的に得ることができる。なお本明細書において、固形分とは、組成物から溶剤等の揮発性成分を除いた成分の合計量をいう。
(その他の色素化合物)
組成物は、式(1)で表される化合物以外のその他の色素化合物、例えば二色性色素の少なくとも1種を更に含んでいてもよい。その他の色素化合物としては、例えば、モノアゾ色素、ビスアゾ色素、トリスアゾ色素、テトラキスアゾ色素、スチルベンアゾ色素などのアゾ色素を挙げることができ、これらからなる群から選択される少なくとも1種が好ましい。組成物は、その他の色素化合物を1種単独で含んでいてもよく、2種以上を組み合わせて含んでいてもよい。例えば塗布型偏光板材料として用いる場合では組成物が含むその他の色素化合物は、式(1)で表される化合物とは異なる波長範囲に極大吸収波長を有することが好ましい。塗布型偏光板材料として用いる場合では組成物は、式(1)で表される化合物を含めて、3種類以上の二色性色素を組み合わせて含むことが好ましく、3種類以上のアゾ色素を組み合わせて含むことがより好ましい。組成物が極大吸収波長の異なる3種以上の色素化合物を組み合わせて含むことで、例えば、組成物から形成される膜によって可視光全域で吸収を得ることができる。
組成物は、式(1)で表される化合物に加えて、重合性液晶化合物の少なくとも1種を更に含んでいてもよい。重合性液晶化合物とは、分子内に重合性基を有し、配向することによって液晶相を示すことができる化合物である。重合性液晶化合物は、好ましくは単独で配向することによって液晶相を示すことができる化合物である。組成物は、1種単独の重合性液晶化合物を含んでいてよく、2種類以上の重合性液晶化合物を含んでいてもよい。
式中、X1、X2およびX3は、各々独立して、置換基を有していてもよい1,4-フェニレン基、または置換基を有していてもよいシクロヘキサン-1,4-ジイル基を表す。但し、X1、X2およびX3のうちの少なくとも1つは、置換基を有していてもよい1,4-フェニレン基である。また、シクロへキサン-1,4-ジイル基を構成する-CH2-の少なくとも1つは、-O-、-S-または-NR-に置換されていてもよい。ここで、Rは、炭素数1から6のアルキル基またはフェニル基を表す。
Y1およびY2は、各々独立して、単結合、-CH2CH2-、-CH2O-、-(C=O)O-、-O(C=O)O-、-N=N-、-CRa=CRb-、-C≡C-、または-CRa=N-を表す。RaおよびRbは、各々独立して、水素原子または炭素数1から4のアルキル基を表す。
U1は、水素原子または重合性基を表す。
U2は、重合性基を表す。
W1およびW2は、各々独立して、単結合、-O-、-S-、-(C=O)O-、または-O(C=O)O-を表す。
V1およびV2は、各々独立して、置換基を有していてもよい炭素数1から20のアルカンジイル基を表し、当該アルカンジイル基を構成する-CH2-は、-O-、-S-または-NH-に置換されていてもよい。)
組成物は、式(1)で表される化合物に加えて、高分子化合物を更に含んでいてもよい。組成物が高分子化合物を含むことで、式(1)で表される化合物が高分子化合物に分散した組成物を構成することができる。
溶剤は、化合物(1)、重合性液晶化合物および高分子化合物を完全に溶解し得る溶剤であることが好ましい。また、重合性液晶化合物の重合反応に不活性な溶剤であることが好ましい。
ロベンゼン等の塩素含有溶剤;が挙げられる。これら溶剤は、1種類のみを用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
重合開始剤は、重合性液晶化合物の重合反応を開始し得る化合物である。重合開始剤は、より低温条件下で重合反応を開始できる点で、光重合開始剤が好ましい。具体的には、光の作用により活性ラジカルまたは酸を発生できる光重合開始剤が挙げられ、中でも、光の作用によりラジカルを発生する光重合開始剤が好ましい。
組成物が光重合開始剤を含有する場合、組成物は、好ましくは光増感剤の少なくとも1種を含有してよい。組成物が光重合開始剤および光増感剤を含有することにより、重合性液晶化合物の重合反応がより促進される傾向がある。当該光増感剤としては、キサントンおよびチオキサントン等のキサントン化合物(例えば、2,4-ジエチルチオキサントン、2-イソプロピルチオキサントン);アントラセンおよびアルコキシ基含有アントラセン(例えば、ジブトキシアントラセン)等のアントラセン化合物;フェノチアジンおよびルブレン;などが挙げられる。光増感剤は、1種単独または2種以上を組み合わせて使用できる。
組成物は、重合禁止剤の少なくとも1種を含んでいてもよい。重合禁止剤としては、例えば、ハイドロキノン、アルコキシ基含有ハイドロキノン、アルコキシ基含有カテコール(例えばブチルカテコール)、ピロガロール、2,2,6,6-テトラメチル-1-ピペリジニルオキシラジカル等のラジカル捕捉剤;チオフェノール類;β-ナフチルアミン類およびβ-ナフトール類;などが挙げられる。
組成物は、レベリング剤の少なくとも1種を含んでいてもよい。レベリング剤は、組成物の流動性を調整し、該組成物を塗布することにより得られる塗膜をより平坦にする機能を有し、具体的には、界面活性剤が挙げられる。レベリング剤としては、ポリアクリレート化合物を主成分とするレベリング剤およびフッ素原子含有化合物を主成分とするレベリング剤からなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましい。レベリング剤は、1種単独または2種以上を組み合わせて使用できる。
本実施形態にかかる膜は、式(1)で表される化合物を形成材料として得られものであり、例えば偏光膜を構成してよい。すなわち、膜は、式(1)で表される化合物からなる膜であってよく、式(1)で表される化合物を含む組成物からなる膜、または式(1)で表される化合物を含む組成物の硬化物であってもよい。式(1)で表される化合物からなる膜は、式(1)で表される化合物を基材に付与し、成膜することで形成されてよい。また、式(1)で表される化合物を含む組成物からなる膜は、組成物を基材に付与し、成膜することで形成されてよい。また、式(1)で表される化合物を含む組成物が、重合性液晶化合物を含む場合、該重合性液晶化合物を重合させて得られる硬化物を含む膜は、組成物を基材に付与し、成膜した後に該重合性液晶化合物を重合し、硬化させることで形成されてよい。
本実施形態にかかる積層体は、式(1)で表される化合物を形成材料とする膜を含む。積層体は、基材と、基材上に配置される式(1)で表される化合物を形成材料とする膜とを備えていてよい。積層体は、例えば、偏光板を構成することができる。積層体は、基材上に、式(1)で表される化合物を含む組成物を付与し、付与された組成物を成膜することで製造することができる。
工程B:加熱して溶剤を除去しつつ、形成された塗布膜に含まれる液晶性の高分子化合物および重合性液晶化合物の少なくとも一方と化合物(1)とを配向させる工程と、
工程C:配向した重合性液晶化合物に活性エネルギー線を照射することにより重合性液晶化合物を重合する工程と、を含む製造方法により、積層体が製造される。
基材は、ガラス基材、樹脂基材等のいずれであってもよく、好ましくは樹脂基材である。樹脂からなるフィルム基材を用いることで、薄い積層体を得ることができる。
前記組成物が溶剤を含む場合には、通常、形成された塗布膜から溶剤を除去する。溶剤の除去方法としては、自然乾燥法、通風乾燥法、加熱乾燥および減圧乾燥法等が挙げられる。
形成された塗布膜に重合性液晶化合物が含まれる場合は、配向した重合性液晶化合物に活性エネルギー線を照射することにより、重合性液晶化合物を重合する。
表示装置とは、表示素子を有する装置であり、発光源として発光素子または発光装置を含む装置である。本実施形態にかかる膜、好ましくは偏光膜を備える表示装置としては、例えば、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置、無機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置、電子放出表示装置(例えば、電場放出表示装置(FED)、表面電界放出表示装置(SED))、電子ペーパー(電子インク、電気泳動素子等を用いた表示装置)、プラズマ表示装置、投射型表示装置(例えば、グレーティングライトバルブ(GLV)表示装置、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)を有する表示装置)、および圧電セラミックディスプレイ等が挙げられる。液晶表示装置は、透過型液晶表示装置、半透過型液晶表示装置、反射型液晶表示装置、直視型液晶表示装置、および投写型液晶表示装置等のいずれも包含する。これらの表示装置は、二次元画像を表示する表示装置であってもよいし、三次元画像を表示する立体表示装置であってもよい。
化合物(2-9)を合成するために、まず化合物(2-9-a)を合成した。続いて化合物(2-9-a)と化合物(2-1-c)とを鈴木カップリングさせて化合物(2-9―b)を得た。続いてエステル交換反応により化合物(2-9)を得た。なお、化合物(2-1-c)は化合物(2-1-b)を経て合成した。
臭化銅(II)(6.48g、29.0mmol)のアセトニトリル(200mL)溶液に亜硝酸イソブチル(4.40mL、37mmol)、および2-アミノベンゾチアゾール-6-カルボン酸エチル(5.56g、25.0mmol)を順に加えた。65℃にて1.5時間攪拌後、反応溶液を室温まで冷却後、0.4M塩酸(200mL)に注ぎ、反応を停止した。クロロホルム/水で分液後、有機層を水、次いで飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥、エバポレーターで濃縮することにより化合物2-9-aを得た(6.56g、収率92%)。
4-ブロモアニリン(13.2g、77.6mmol)、35%塩酸(22.0mL,249mmol)、および水(200mL)を混合して0℃から5℃に冷却した。そこへ亜硝酸ナトリウム(13.0g、189mmol)の水(26mL)溶液を滴下した。その後、0℃から5℃を保ちながら30分間撹拌し、さらにアミド硫酸(11.0g,113mmol)を添加してジアゾ液を調製した。一方、N,N-ジメチルアニリン(14.0mL、111mmol)、酢酸ナトリウム(24.8g,302mmol)、メタノール(200mL)、および水(100mL)を混合して0℃から5℃に冷却し、先ほど調製したジアゾ液全量を滴下した。滴下終了後常温まで昇温し、析出した固体を濾別して化合物(2-1-b)を得た(21.0g、収率90%)。
化合物(2-1-b)(18.3g、60.0mmol)のTHF(450mL)溶液を-78℃に冷却し、そこへ1.57Mのn-ブチルリチウムヘキサン溶液(38.0mL、59.7mmol)を滴下した。その後、-78℃を保ちながら30分間攪拌し、さらにiPrOBpin(2-イソプロポキシ-4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロランの略。11.0mL,64.8mmol)を滴下した。滴下終了後常温まで昇温し、30分間攪拌した。塩化アンモニウム(60g)の水(400mL)溶液を加えて反応を停止し、有機層を分液し、飽和食塩水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥、エバポレーターで濃縮した。得られた固体をクロロホルム/ヘキサンからの再沈殿により精製し、化合物(2-1-c)を得た(16.7g、収率79%)。
化合物(2-9-a)(1.43g、5.01mmol)、および化合物(2-1-c)(1.76g、5.00mmol)のTHF(50mL)溶液に、Pd2(dba)3(116mg、0.126mmol)、およびP(t-Bu)3・HBF4(72.0mg、0.248mmol)を加え撹拌した。さらに3Mリン酸カリウム水溶液(5.0mL、15mmol)を加え、60℃で3時間加熱撹拌した。さらにPd2(dba)3(116mg、0.126mmol)、およびP(t-Bu)3・HBF4(71.9mg、0.248mmol)を加え、60℃で2.5時間加熱撹拌した。反応溶液にメタノールを加え、析出した固体をろ取し、化合物(2-9-b)を得た(1.72g、収率80%)。
化合物(2-9-b)(0.646g、1.50mmol)、TiO(acac)2(ビス(2,4-ペンタンジオナト)チタン(IV)オキシドの略。0.197g、0.752mmol)、およびn-ヘキサノール(0.464g、4.54mmol)のp-キシレン(15mL)溶液を4時間加熱還流した。反応溶液にメタノールを加え、析出した固体をろ取し、クロロホルムを展開溶媒としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、さらにクロロホルム/メタノールからの再沈殿により精製し、化合物(2-9)を得た(0.461g、収率63%)。
UV可視光スペクトル:λmax=460nm(アセトニトリル中)
2-ブロモ-5-n-ブチルチエノチアゾールと前述の化合物(2-1-c)を鈴木カップリングさせて化合物(2-29)を得た。
2-ブロモ-5-n-ブチルチエノチアゾール(0.344g、1.25mmol)、および化合物(2-1-c)(0.351g、1.00mmol)のTHF(10mL)溶液に、Pd2(dba)3(36.7mg、0.0401mmol)、およびP(t-Bu)3・HBF4(22.8mg、0.0786mmol)を加え撹拌した。さらに3Mリン酸カリウム水溶液(1.0mL、3.0mmol)を加え、60℃で5時間加熱撹拌した。さらにPd2(dba)3(36.8mg、0.0402mmol)、およびP(t-Bu)3・HBF4(23.1mg、0.0796mmol)を加え、60℃で2時間加熱撹拌した。反応溶液にメタノールを加え、析出した固体をろ取し、クロロホルムを展開溶媒としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、さらにクロロホルム/メタノールからの再沈殿により精製し、化合物(2-29)を得た(0.159g、収率38%)。
UV可視光スペクトル:λmax=451nm(アセトニトリル中)
化合物(2-28)を合成するために、まず化合物(2-28-a)および化合物(2-28-b)を経て化合物(2-28-c)を合成した。2-ブロモ-5-n-ブチルチエノチアゾールと化合物(2-28-c)を鈴木カップリングさせて化合物2-28を得た。
4-ブロモアニリン(12.9g、75.0mmol)、35%塩酸(22.0mL,249mmol)、および水(200mL)を混合して0℃から5℃に冷却し、そこへ亜硝酸ナトリウム(5.18g、75.1mmol)の水(10mL)溶液を滴下してジアゾ液を調製した。一方、フェノール(7.80g、82.9mmol)、酢酸ナトリウム(24.6g,300mmol)、メタノール(200mL)、および水(100mL)を混合して0℃から5℃に冷却し、先ほど調製したジアゾ液全量を滴下した。滴下終了後常温まで昇温し、析出した固体を濾別して化合物(2-28-a)を得た(17.7g、収率85%)。
化合物(2-28-a)(2.77g、10.0mmol)、炭酸カリウム(3.46g、25.0mmol)、アセトニトリル(40mL)、およびヨードメタン(0.60mL、9.6mmol)を混合し、50℃で20時間加熱攪拌した。室温まで冷却後、水(200mL)に注いで反応を停止した。THF/水で分液後、有機層を水、次いで飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥、エバポレーターで濃縮することにより化合物(2-28-b)を得た(16.7g、収率79%)。
化合物(2-28-b)(2.33g、8.00mmol)、B2pin2(正式名称はビス(ピナコラト)ジボロン。2.24g、8.80mmol)、および酢酸カリウム(2.36g、24.0mmol)の1,4-ジオキサン(40mL)溶液に、PdCl2dppf(327mg、0.400mmol)を加え、80℃で2時間加熱撹拌した。反応溶液をトルエン/水で分液し、有機層を水、次いで飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥、エバポレーターで濃縮した。得られた固体をクロロホルム/ヘキサンからの再沈殿により精製し、化合物(2-28-c)を得た(1.86g、収率69%)。
2-ブロモ-5-n-ブチルチエノチアゾール(0.309g、1.12mmol)、および化合物(2-28-c)(0.338g、1.00mmol)の1,4-ジオキサン(10mL)溶液に、Pd2(dba)3(23.3mg、0.0254mmol)、およびP(t-Bu)3・HBF4(15.5mg、0.0534mmol)を加え撹拌した。さらに3Mリン酸カリウム水溶液(1.0mL、3.0mmol)を加え、100℃で4時間加熱撹拌した。反応溶液にメタノールを加え、析出した固体をろ取し、クロロホルムを展開溶媒としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、さらにクロロホルム/メタノールからの再沈殿により精製し、化合物(2-28)を得た(0.166g、収率41%)。
UV可視光スペクトル:λmax=391nm(アセトニトリル中)
化合物(2-6)を合成するために、まず5-ブロモチオフェン-2-カルボン酸エチルと前述の化合物(2-1-c)を鈴木カップリングさせて化合物(2-6―a)を得た。続いてエステル交換反応により化合物(2-6)を得た。
5-ブロモチオフェン-2-カルボン酸エチル(1.30g、5.51mmol)、および化合物(2-1-c)(1.76g、5.00mmol)のTHF(50mL)溶液に、Pd2(dba)3(115mg、0.125mmol)、およびP(t-Bu)3・HBF4(72.6mg、0.250mmol)を加え撹拌した。さらに3Mリン酸カリウム水溶液(5.0mL、15mmol)を加え、2時間加熱撹拌した。反応溶液にメタノールを加え、析出した固体をろ取し、化合物(2-6-a)を得た(1.50g、収率79%)。
化合物(2-6-a)(0.379g、1.04mmol)、TiO(acac)2(ビス(2,4-ペンタンジオナト)チタン(IV)オキシドの略。0.131g、0.501mmol)、およびn-ヘキサノール(0.517g、5.06mmol)のp-キシレン(15mL)溶液を4時間加熱還流した。反応溶液にメタノールを加え、析出した固体をろ取し、クロロホルムを展開溶媒としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、さらにクロロホルム/メタノールからの再沈殿により精製し、化合物(2-6)を得た(0.238g、収率55%)。
UV可視光スペクトル:λmax=443nm(アセトニトリル中)
化合物(2-8)を合成するために、まず化合物(2-8-a)を合成した。続いて化合物(2-8-a)と前述の化合物(2-1-c)を鈴木カップリングさせて化合物(2-8)を得た。
EDC・HCl(1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩の略。1.01g、5.25mmol)、およびDMAP(N,N-ジメチルアミノピリジンの略。61.6mg、0.504mmol)のクロロホルム(50mL)溶液にn-ヘキサノール(0.565g、5.53mmol)、および2-ブロモチアゾール-5-カルボン酸(1.04g、5.01mmol)を順に加えた。室温にて3.5時間攪拌後、反応溶液をクロロホルム/水で分液し、有機層を水、次いで飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥、エバポレーターで濃縮することにより化合物(2-8-a)を得た(1.37g、収率93%)。
化合物(2-8-a)(0.647g、2.21mmol)、および化合物(2-1-c)(0.703g、2.00mmol)の1,4-ジオキサン(20mL)溶液に、Pd2(dba)3(68.8mg、0.0751mmol)、およびP(t-Bu)3・HBF4(43.7mg、0.151mmol)を加え撹拌した。さらに3Mリン酸カリウム水溶液(2.0mL、6.0mmol)を加え、7時間加熱還流した。反応溶液にメタノールを加え、析出した固体をろ取し、クロロホルムを展開溶媒としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、さらにクロロホルム/メタノールからの再沈殿により精製し、化合物(2-8)を得た(0.115g、収率13%)。
UV可視光スペクトル:λmax=459nm(アセトニトリル中)
2-ブロモ-5-n-ヘキシルチオフェンと前述の化合物(2-1-c)を鈴木カップリングさせて化合物(2-31)を得た。
2-ブロモ-5-n-ヘキシルチオフェン(1.36g、5.50mmol)、および化合物2-1-c(1.76g、5.00mmol)のTHF(50mL)溶液に、Pd2(dba)3(115mg、0.125mmol)、およびP(t-Bu)3・HBF4(72.6mg、0.250mmol)を加え撹拌した。さらに3Mリン酸カリウム水溶液(5.0mL、15mmol)を加え、3時間加熱還流した。反応溶液にメタノールを加え、析出した固体をろ取し、クロロホルムを展開溶媒としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、さらにクロロホルム/メタノールからの再沈殿により精製し、化合物(2-31)を得た(1.73g、収率88%)。
UV可視光スペクトル:λmax=432nm(アセトニトリル中)
化合物(2-101)を合成するために、まず化合物(2-101-a)を合成した。続いて化合物(2-101-a)と化合物(2-101-d)とを鈴木カップリングさせて化合物(2-101-b)を得た。続いてエステル交換反応により化合物(2-101)を得た。なお、化合物(2-101-d)は化合物(2-101-c)を経由して合成した。
臭化銅(II)(6.48g、29.0mmol)のアセトニトリル(200mL)溶液に亜硝酸イソブチル(4.40mL、37mmol)、および2-アミノベンゾチアゾール-6-カルボン酸エチル(5.56g、25.0mmol)を順に加えた。65℃にて1.5時間攪拌後、反応溶液を室温まで冷却後、0.4M塩酸(200mL)に注ぎ、反応を停止した。クロロホルム/水で分液後、有機層を水、次いで飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥、エバポレーターで濃縮することにより化合物(2-101-a)を得た(6.56g、収率92%)。
4-ブロモ-2-フルオロアニリン(14.3g、75.0mmol)、35%塩酸(22.0mL,249mmol)、および水(200mL)を混合して0℃から5℃に冷却し、そこへ亜硝酸ナトリウム(7.76g、112mmol)の水(26mL)溶液を滴下した。その後、0℃から5℃を保ちながら30分間撹拌し、さらにアミド硫酸(4.36g,45.0mmol)を添加してジアゾ液を調製した。一方、ジメチルアニリン(13.6g、113mmol)、酢酸ナトリウム(24.6g,300mmol)、メタノール(200mL)、および水(100mL)を混合して0℃から5℃に冷却し、先ほど調製したジアゾ液全量を滴下した。滴下終了後常温まで昇温し、析出した固体を濾別して化合物(2-101-c)を得た(15.8g、収率66%)。
化合物(2-101-c)(3.23g、10.0mmol)、B2pin2(ビス(ピナコラト)ジボロン。2.79g、11.0mmol)、および酢酸カリウム(2.99g、30.4mmol)の1,4-ジオキサン(60mL)溶液に、PdCl2dppf(249mg、0.305mmol)を加え、80℃で7時間加熱撹拌した。反応溶液をトルエン/水で分液し、有機層を水、次いで飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥、エバポレーターで濃縮した。得られた固体をクロロホルム/ヘキサンからの再沈殿により精製し、化合物(2-101-d)を得た(2.53g、収率69%)。
化合物(2-101-a)(0.631g、2.21mmol)、および化合物(2-5-b)(0.739g、2.00mmol)のTHF(20mL)溶液に、Pd2(dba)3(0.0464g、0.0507mmol)、およびP(t-Bu)3・HBF4(0.0290g、0.100mmol)を加え撹拌した。さらに3Mリン酸カリウム水溶液(2.0mL、6.0mmol)を加え、60℃で12時間加熱撹拌した。反応溶液にメタノールを加え、析出した固体をろ取し、化合物(2-101-b)を得た(0.782g、収率87%)。
化合物(2-101-b)(0.450g、1.00mmol)、TiO(acac)2(ビス(2,4-ペンタンジオナト)チタン(IV)オキシドの略。0.132g、0.504mmol)、およびn-ヘキサノール(0.512g、5.01mmol)のp-キシレン(15mL)溶液を4時間加熱還流した。反応溶液にメタノールを加え、析出した固体をろ取し、クロロホルムを展開溶媒としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、化合物(2-101)を得た(0.366g、収率72%)。
UV可視光スペクトル:λmax=482nm(アセトニトリル中)
2-ブロモ-5-n-ブチルチエノチアゾールと前述の化合物(2-101-d)を鈴木カップリングさせて化合物(2-76)を得た。
2-ブロモ-5-n-ブチルチエノチアゾール(0.304g、1.10mmol)、および化合物(2-101-d)(0.369g、1.00mmol)のTHF(10mL)溶液に、Pd2(dba)3(0.0367mg、0.0400mmol)、およびP(t-Bu)3・HBF4(0.0232mg、0.0800mmol)を加え撹拌した。さらに3Mリン酸カリウム水溶液(2.0mL、6.0mmol)を加え、16時間加熱撹拌した。反応溶液にメタノールを加え、析出した固体をろ取し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(クロロホルム/トルエン=10/90)にて精製し、化合物(2-76)を得た(0.127g、収率29%)。
UV可視光スペクトル:λmax=475nm(アセトニトリル中)
化合物(2-77-a)を経て化合物(2-77-b)を合成した後、2-ブロモ-5-n-ブチルチエノチアゾールと化合物(2-77-b)とを鈴木カップリングさせて化合物(2-77)を得た。
4-ブロモ-3-フルオロアニリン(1.90g、10.0mmol)、35%塩酸(3.0mL,34mmol)、および水(25mL)を混合して0℃から5℃に冷却し、そこへ亜硝酸ナトリウム(0.69mg、10.0mmol)の水(2.5mL)溶液を滴下してジアゾ液を調製した。一方、ジメチルアニリン(1.33g、11.0mmol)、酢酸ナトリウム(3.28g、40.0mmol)、メタノール(25.0mL)、および水(12.5mL)を混合して0℃から5℃に冷却し、先ほど調製したジアゾ液全量を滴下した。滴下終了後常温まで昇温し、析出した固体を濾別して化合物(2-77-a)を得た(2.59g、収率80%)。
化合物2-77-a)(2.26g、7.00mmol)、B2pin2(正式名称はビス(ピナコラト)ジボロン。1.96g、7.70mmol)、および酢酸カリウム(2.06g、21.0mmol)の1,4-ジオキサン(35mL)溶液に、PdCl2dppf(0.286g、0.351mmol)を加え、80℃で15時間加熱撹拌した。反応溶液をトルエン/水で分液し、有機層を水、次いで飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥、エバポレーターで濃縮した。得られた固体をクロロホルム/ヘキサンからの再沈殿により精製し、化合物(2-77-b)を得た(1.74g、収率67%)。
2-ブロモ-5-n-ブチルチエノチアゾール(0.307g、1.11mmol)、および化合物(2-77-b)(0.370g、1.00mmol)の1,4-ジオキサン(10mL)溶液に、Pd2(dba)3(0.023g、0.0251mmol)、およびP(t-Bu)3・HBF4(0.015g、0.0517mmol)を加え撹拌した。さらに3Mリン酸カリウム水溶液(1.0mL、3.0mmol)を加え、4時間加熱撹拌した。反応溶液にメタノールを加え、析出した固体をろ取し、クロロホルムを展開溶媒としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、さらにクロロホルム/メタノールからの再沈殿により精製し、化合物(2-77)を得た(0.317g、収率72%)。
UV可視光スペクトル:λmax=471nm(アセトニトリル中)
化合物(2-1)を合成するために、まず化合物(2-1-a)を合成した。続いて化合物(2-1-a)と前述の化合物(2-1-c)を鈴木カップリングさせて化合物(2-1)を得た。
EDC・HCl(1.36g、7.10mmol)、およびDMAP(0.083g、0.68mmol)のジクロロメタン(60mL)溶液にn-ヘキサノール(0.90mL、7.2mmol)、および4-ブロモ安息香酸(1.36g、6.76mmol)を順に加えた。室温にて6時間攪拌後、反応溶液を水、次いで飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥、エバポレーターで濃縮することにより化合物(2-1-a)を得た(1.70g、収率88%)。
化合物(2-1-a)(285mg、1.00mmol)、化合物(2-1-c)(457mg、1.30mmol)、および酢酸カリウム(650mg、6.63mmol)のジエチレングリコールジメチルエーテル(13mL)、および水(2mL)の混合溶液に、PdCl2dppf(41.0mg、0.0502mmol)を加え、140℃で4時間加熱撹拌した。反応溶液にTHFを加え、シリカゲルショートカラムを通した後、エバポレーターで濃縮した。得られた固体をメタノール/水で洗浄後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(クロロホルム/トルエン=20/80)にて精製し、化合物(2-1)を得た(238mg、収率55%)。
(組成物の調製)
ポリ(メタクリル酸メチル)(PMMA、Aldrich製、Mw=約120000)10質量%トルエン水溶液を1g、実施例1で得られた化合物(2-101)4mg、光ラジカル開始剤(イルガキュア369)6mgを混合し、80℃で30分間加熱して組成物E1を調製した。
透明基材としてガラス基板を用いた。ガラス基板上にスピンコーター(MS-A100、回転数1000rpm、20秒間)を用いて、組成物E1をスピンコートして薄膜を形成して、評価用の積層体を得た。
上記で得られた評価用の積層体について、分光光度計(Varian社製、CARY UV-vis-NIR Spectrophotometer 5E)を用いて、常温(25℃)下で、UV-visスペクトルを測定し、極大吸収波長(λmax1)および極大吸収波長(λmax1)における吸光度(abs1)を得た。その後、評価用の積層体に露光機(大日本科研製、MA-1300A型)にて3000mJ/cm2のUV光を25℃にて照射した後、再度UV-visスペクトルを測定し、UV照射後の極大吸収波長(λmax2)および極大吸収波長(λmax2)における吸光度(abs2)を得た。UV照射後の吸光度(abs2)を、UV照射前の吸光度(abs1)で除して吸光度維持率(%)を算出した。結果を表1に示す。積層体の吸光度の維持率が80%を超える場合、偏光板として良好とする。
下記の成分を混合し、80℃で1時間攪拌することで、組成物E11を得た。
・重合性液晶化合物(A-6) 75質量部
・重合性液晶化合物(A-7) 25質量部
・化合物(2-9) 4.0質量部
・重合開始剤: 2-ジメチルアミノ-2-ベンジル-1-(4-モルホリノフェニル)ブタン-1-オン(イルガキュア369;BASFジャパン社製)
6質量部
・レベリング剤:ポリアクリレート化合物(BYK-361N;BYK-Chemie社製)
1.2質量部
・溶剤:o-キシレン 250質量部
化合物(2-9)の代わりに、化合物(2-29)を用いたこと以外は実施例11と同様にして、組成物E12を得た。
化合物(2-9)の代わりに、化合物(2-28)を用いたこと以外は実施例11と同様にして、組成物E13を得た。
化合物(2-9)の代わりに、化合物(2-6)を用いたこと以外は実施例11と同様にして、組成物E14を得た。
化合物(2-9)の代わりに、化合物(2-8)を用いたこと以外は実施例11と同様にして、組成物E15を得た。
化合物(2-9)の代わりに、化合物(2-31)を用いたこと以外は実施例11と同様にして、組成物E16を得た。
化合物(2-9)の代わりに、化合物(2-101)を用いたこと以外は実施例11と同様にして、組成物E17を得た。
化合物(2-9)の代わりに、化合物(2-76)を用いたこと以外は実施例11と同様にして、組成物E18を得た。
化合物(2-9)の代わりに、化合物(2-77)を用いたこと以外は実施例11と同様にして、組成物E19を得た。
化合物(2-9)の代わりに、化合物(2-1)を用いたこと以外は実施例11と同様にして、組成物C11を得た。
1.配向膜の形成
透明基材としてガラス基板を用いた。ガラス基板上に、ポリビニルアルコール(ポリビニルアルコール1000完全ケン化型、和光純薬工業株式会社製)の2質量%水溶液(配向層形成用組成物)をスピンコート法により塗布し、乾燥後、厚さ100nmの膜を形成した。続いて、得られた膜の表面にラビング処理を施すことにより配向膜を形成し、ガラス基板上に配向膜が形成された積層体1を得た。
上記で得られた積層体1の配向膜上に、上記で得られた組成物をスピンコート法により塗布し、120℃のホットプレート上で3分間加熱乾燥した後、速やかに70℃(降温時にスメクチック液晶相を示す温度)以下に冷却して、配向膜上に第1乾燥被膜が形成された積層体2を得た。
積層体1の配向膜上に偏光膜が形成された状態の積層体2について、以下のようにして二色比の測定を行った。積層体2の偏光膜の極大吸収波長(λmax)における透過軸方向の吸光度(A1)及び吸収軸方向の吸光度(A2)を、分光光度計(島津製作所株式会社製 UV-3150)に、積層体1を備えるフォルダーをセットした装置を用いて、ダブルビーム法で測定した。該フォルダーには、リファレンス側に光量を50%カットするメッシュを設置した。測定された透過軸方向の吸光度(A1)及び吸収軸方向の吸光度(A2)の値から、比(A2/A1)を算出し、UV露光前の二色比(DR1)とした。
Claims (5)
- 下記式(1)で表される化合物。
R4-R3-Ar1-(-R1-Ar2-)n-N=N-Ar3-R2 (1)
[式(1)中、Ar1は、置換基を有していてもよい2価の含硫黄芳香族複素環基を表し、Ar2およびAr3は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい1,4-フェニレン基を表し、Ar 1 、Ar 2 およびAr 3 が置換基を有する場合、当該置換基は、フッ素原子、炭素数1から10のアルキル基または炭素数1から10のアルコキシ基である。
nは、1を表す。
R1は、単結合を表す。
R2は、ラジカル重合性基を有していてもよいアルキルアミノ基、またはラジカル重合性基を有していてもよいアルコキシ基を表す。
R3は、炭素数4から20のアルカンジイル基、炭素数2から20のアルカンジイルオキシ基、炭素数2から20のアルカンジイルオキシカルボニル基および炭素数2から20のアルカンジイルカルボニルオキシ基からなる群より選択される少なくとも1つの基を表す。
R4は、ラジカル重合性基または水素原子を表す。] - 請求項1に記載の化合物を含む組成物。
- 請求項1に記載の化合物を形成材料とする膜。
- 請求項3に記載の膜を含む積層体。
- 請求項3に記載の膜を備える表示装置。
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