TW201942338A - 液晶固化薄膜及其製造方法、第一固化層、偏光板以及有機電致發光顯示裝置 - Google Patents

液晶固化薄膜及其製造方法、第一固化層、偏光板以及有機電致發光顯示裝置 Download PDF

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藤原菜津美
中島俊平
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Abstract

一種液晶固化薄膜,其具備液晶固化層,所述液晶固化層由含有「具有逆波長色散性之雙折射的液晶性化合物」之液晶組成物的固化物所形成,而包含定向狀態亦可固定之前述液晶性化合物的分子,其中前述液晶性化合物在量測波長590 nm之雙折射為0.065以下,前述液晶固化層所包含之前述液晶性化合物之至少一部分的分子相對於前述液晶固化層之層平面傾斜,前述液晶固化層包含第一固化層與直接接於前述第一固化層之第二固化層,前述第二固化層所包含之前述液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角,較前述第一固化層所包含之前述液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角還大。

Description

液晶固化薄膜及其製造方法、第一固化層、偏光板以及有機電致發光顯示裝置
本發明係關於液晶固化薄膜及其製造方法、第一固化層、偏光板以及有機電致發光顯示裝置。
作為光學薄膜之一,已知有液晶固化薄膜。液晶固化薄膜一般具備:由「使包含液晶性化合物之液晶組成物定向,維持其定向狀態就此使之固化」的固化物所形成的液晶固化層。作為此種液晶固化薄膜,已提案有專利文獻1所記載者。
『專利文獻』
《專利文獻1》:日本專利第5363022號公報
於具備液晶固化薄膜的液晶固化層通常包含有液晶性化合物。此液晶性化合物的分子有時會相對於液晶固化層之層平面傾斜。在將具備包含分子如此傾斜之液晶性化合物之液晶固化層的液晶固化薄膜設置於影像顯示裝置的情況下,為了調整視角特性等光學特性,以適度調整液晶性化合物之分子的傾斜角為符合期望。
舉例而言,在有機電致發光顯示裝置(以下適時稱作「有機EL顯示裝置」。),有時會於其顯示面設置有圓偏光板及橢圓偏光板等偏光板,作為用以抑制外部光線之反射的反射抑制薄膜。此偏光板通常將直線偏光件與相位差薄膜組合而包含。就在自傾斜方向觀看顯示面的情況下抑制反射而獲得優異的視角特性之觀點而言,相位差薄膜以在其厚度方向調整雙折射為佳。於是,為了實現在厚度方向具有適切雙折射的相位差薄膜,本發明人等嘗試開發具備液晶性化合物之分子的傾斜角經適度調整之液晶固化層的液晶固化薄膜。
並且,為了在寬廣波長範圍中使期望的光學功能發揮,期望前述相位差薄膜具有逆波長色散性的面內延遲。因此,在使用液晶固化層作為相位差薄膜的情況下,期望使用具有逆波長色散性之雙折射的液晶性化合物(以下適時稱作「逆色散液晶性化合物」。)。
然而,在以往的技術中,增大液晶固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角實屬困難。
本發明係鑑於前述問題而首創者,其目的在於提供:具備可增大逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角之液晶固化層的液晶固化薄膜及其製造方法;可製造可增大逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角之液晶固化層的第一固化層;具備可增大逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角之液晶固化層的偏光板;及包含前述偏光板的有機EL顯示裝置。
本發明人為能解決前述問題而潛心研究。其結果,本發明人發現:在使用具有指定雙折射的逆色散液晶性化合物,形成包含「滿足指定要件之第一固化層」與「直接接於此第一固化層之第二固化層」的液晶固化層之情況下,可在液晶固化層整體增大逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角,進而完成本發明。亦即,本發明包含下述內容。
[1]一種液晶固化薄膜,其具備液晶固化層,所述液晶固化層由含有「具有逆波長色散性之雙折射的液晶性化合物」之液晶組成物的固化物所形成,而包含定向狀態亦可固定之前述液晶性化合物的分子,其中
前述液晶性化合物在量測波長590 nm之雙折射為0.065以下,
前述液晶固化層所包含之前述液晶性化合物之至少一部分的分子相對於前述液晶固化層之層平面傾斜,前述液晶固化層包含第一固化層與直接接於前述第一固化層之第二固化層, 前述第二固化層所包含之前述液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角,較前述第一固化層所包含之前述液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角還大。
[2]如[1]所記載之液晶固化薄膜,其中前述液晶性化合物係由下述式(I)或式(II)所示。
『化1』

『化2』(在前述式(I)及式(II)中,Ga 表示亦可具有取代基之碳數1~30之2價的有機基。Ya 表示化學上的單鍵、-O-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-S-、-S-C(=O)-、-NR12 -C(=O)-、-C(=O)-NR12 -、-O-C(=O)-NR12 -、-NR12 -C(=O)-O-、-S-、-N=N-或-C≡C-。R12 表示氫原子或碳數1~6的烷基。Fx1 及Fx2 分別獨立表示具有芳烴環及芳雜環之至少一者的有機基。 Q表示氫原子或亦可具有取代基之碳數1~6的烷基。
RI 、RII 、RIII 及RIV 分別獨立表示氫原子;鹵素原子;碳數1~6的烷基;氰基;硝基;至少1個氫原子經鹵素原子取代之碳數1~6的烷基;碳數1~6的烷氧基;-OCF3 ;-C(=O)-O-Ra ;或-O-C(=O)-Ra 。Ra 表示亦可具有取代基之碳數1~20的烷基、亦可具有取代基之碳數2~20的烯基、亦可具有取代基之碳數3~12的環烷基或亦可具有取代基之碳數6~18的芳烴環基。C-RI 、C-RII 、C-RIII 及C-RIV 之中至少1個亦可為氮原子所取代。
R0 分別獨立表示鹵素原子;碳數1~6的烷基;氰基;硝基;至少1個氫原子經鹵素原子取代之碳數1~6的烷基;碳數1~6的烷氧基;-OCF3 ;-C(=O)-O-Ra ;或-O-C(=O)-Ra
p表示0~3的整數。
p1表示0~4的整數。
p2表示0或1。
Y1 、Y2 、Y3 、Y4 、Y5 、Y6 、Y7 及Y8 分別獨立表示化學上的單鍵、-O-、-O-CH2 -、-CH2 -O-、-O-CH2 -CH2 -、-CH2 -CH2 -O-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-S-、-S-C(=O)-、-NR13 -C(=O)-、-C(=O)-NR13 -、-CF2 -O-、-O-CF2 -、-CH2 -CH2 -、-CF2 -CF2 -、-O-CH2 -CH2 -O-、-CH=CH-C(=O)-O-、-O-C(=O)-CH=CH-、-CH2 -C(=O)-O-、-O-C(=O)-CH2 -、-CH2 -O-C(=O)-、-C(=O)-O-CH2 -、-CH2 -CH2 -C(=O)-O-、-O-C(=O)-CH2 -CH2 -、-CH2 -CH2 -O-C(=O)-、-C(=O)-O-CH2 -CH2 -、-CH=CH-、-N=CH-、-CH=N-、-N=C(CH3 )-、-C(CH3 )=N-、-N=N-或-C≡C-。R13 表示氫原子或碳數1~6的烷基。
A1 、A2 、B1 及B2 分別獨立表示亦可具有取代基的脂環基或亦可具有取代基的芳基。
G1 及G2 分別獨立表示選自由亦可具有取代基之碳數1~30之2價的脂族烴基;以及亦可具有取代基之碳數3~30之2價的脂族烴基所包含之至少一個-CH2 -經-O-、-S-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-O-、-NR14 -C(=O)-、-C(=O)-NR14 -、-NR14 -或-C(=O)-取代之基(惟排除2個以上-O-或-S-分別鄰接而中介的情況。)而成之群組之任一有機基。R14 表示氫原子或碳數1~6的烷基。
P1 及P2 分別獨立表示亦可由鹵素原子或甲基取代之碳數2~10的烯基。
m及n分別獨立表示0或1。)
[3]一種第一固化層,其係由含有「具有逆波長色散性之雙折射的液晶性化合物」之液晶組成物的固化物所形成,而包含定向狀態亦可固定之液晶性化合物之分子的第一固化層,其中
前述液晶性化合物在量測波長590 nm之雙折射為0.065以下,
前述第一固化層所包含之前述液晶性化合物之至少一部分的分子相對於前述第一固化層之層平面傾斜, 前述第一固化層在量測波長590 nm之面內延遲為20 nm以上且未達80 nm。
[4]如[1]或[2]所記載之液晶固化薄膜,其中前述第一固化層可發揮作為定向膜的功能,所述定向膜會增大前述第二固化層所包含之前述液晶性化合物之分子的傾斜角。
[5]如[1]、[2]及[4]之任一項所記載之液晶固化薄膜,其中前述液晶固化層所包含之前述液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角為40°以上且85°以下。
[6]如[1]、[2]、[4]及[5]之任一項所記載之液晶固化薄膜,其中前述液晶固化層的厚度為10 μm以下。
[7]如[1]、[2]、[4]~[6]之任一項所記載之液晶固化薄膜,其中前述液晶固化層可發揮作為1/4波長板的功能。
[8]一種液晶固化薄膜的製造方法,其係如[1]、[2]及[4]~[7]之任一項所記載之液晶固化薄膜的製造方法,包含:
形成包含前述液晶性化合物之第一液晶組成物之層體的工序;
使前述第一液晶組成物之層體所包含之前述液晶性化合物定向的工序;
使前述第一液晶組成物之層體固化以形成第一固化層的工序;
於前述第一固化層上直接形成包含液晶性化合物之第二液晶組成物之層體的工序,所述液晶性化合物與前述第一液晶組成物所包含之前述液晶性化合物相同或相異;
使前述第二液晶組成物之層體所包含之前述液晶性化合物定向的工序;與
使前述第二液晶組成物之層體固化以形成第二固化層的工序。
[9]一種偏光板,其包含液晶固化層與直線偏光件,所述液晶固化層由含有「具有逆波長色散性之雙折射的液晶性化合物」之液晶組成物的固化物所形成,而包含定向狀態亦可固定之前述液晶性化合物的分子,其中
前述液晶性化合物在量測波長590 nm之雙折射為0.065以下,
前述液晶固化層所包含之前述液晶性化合物之至少一部分的分子相對於前述液晶固化層之層平面傾斜,
前述液晶固化層包含第一固化層與直接接於前述第一固化層之第二固化層,
前述第二固化層所包含之前述液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角,較前述第一固化層所包含之前述液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角還大。
[10]一種有機電致發光顯示裝置,其包含如[9]所記載之偏光板。
根據本發明,可提供:具備可增大逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角之液晶固化層的液晶固化薄膜及其製造方法;可製造可增大逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角之液晶固化層的第一固化層;具備可增大逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角之液晶固化層的偏光板;及包含前述偏光板的有機EL顯示裝置。
以下揭示示例物及實施型態以詳細說明本發明。惟本發明並非受限於以下所示之示例物及實施型態者,在不脫離本發明之申請專利範圍及其均等範圍的範圍中得任意變更而實施。
在以下說明中,所謂某層體之「面內方向」,除非另有註記,否則表示平行於層平面的方向。
在以下說明中,所謂某層體之「厚度方向」,除非另有註記,否則表示垂直於層平面的方向。據此,除非另有註記,否則所謂某層體之面內方向與厚度方向係垂直。
在以下說明中,所謂某面之「正面方向」,除非另有註記,否則表示此面的法線方向,具體係指前述面之極角0°的方向。
在以下說明中,所謂某面之「傾斜方向」,除非另有註記,否則表示既不平行亦不垂直於此面的方向,具體係指前述面之極角為5°以上且85°以下之範圍的方向。
在以下說明中,所謂雙折射之逆波長色散性,除非另有註記,否則係指在波長450 nm之雙折射Δn(450)及在波長550 nm之雙折射Δn(550)滿足下述式(N1)。可顯現此種逆波長色散性之雙折射的液晶性化合物,通常量測波長愈長可顯現愈大的雙折射。
Δn(450)<Δn(550) (N1)
在以下說明中,所謂雙折射之順波長色散性,除非另有註記,否則係指在波長450 nm之雙折射Δn(450)及在波長550 nm之雙折射Δn(550)滿足下述式(N2)。可顯現此種順波長色散性之雙折射的液晶性化合物,通常量測波長愈長可顯現愈小的雙折射。
Δn(450)>Δn(550) (N2)
在以下說明中,除非另有註記,否則所謂「(甲基)丙烯酸」,係包含「丙烯酸」、「甲基丙烯酸」及此等之組合的術語,所謂「(甲基)丙烯醯基」,係包含「丙烯醯基」、「甲基丙烯醯基」及此等之組合的術語。
在以下說明中,所謂某層體之面內延遲Re,除非另有註記,否則係由Re=(nx-ny)×d所表示之值。於此,nx表示係為與層體的厚度方向垂直之方向(面內方向)且賦予最大折射率之方向的折射率。ny表示係為層體之前述面內方向且與nx的方向正交之方向的折射率。d表示層體的厚度。延遲的量測波長除非另有註記,否則為590 nm。面內延遲Re可使用相位差計(Axometrics公司製之「AxoScan」)來量測。
在以下說明中,所謂固有雙折射值為正的樹脂,意謂延伸方向的折射率較正交於其之方向的折射率還大的樹脂。並且,所謂固有雙折射值為負的樹脂,意謂延伸方向的折射率較正交於其之方向的折射率還小的樹脂。固有雙折射值得自介電常數分布計算。
在以下說明中,所謂某層體之慢軸,除非另有註記,否則係指面內方向之慢軸。
在以下說明中,所謂構件之方向為「平行」及「垂直」,除非另有註記,否則在不損害本發明之效果的範圍內,亦可包含在例如±4°,以±3°為佳,以±1°為較佳之範圍內的誤差。
在以下說明中,除非另有註記,否則所謂某層體所包含之液晶性化合物之分子的「傾斜角」,表示此液晶性化合物的分子相對於該層體之層平面所夾之角度,有時亦稱為「傾角」。此傾斜角相當於在液晶性化合物的分子之折射率橢球上最大折射率之方向與層平面所夾之角度之中最大的角度。並且,在以下說明中,除非另有註記,否則所謂「傾斜角」,表示液晶性化合物的分子相對於包含有該液晶性化合物的層體之層平面的傾斜角。
在以下說明中,所謂某層體所包含之液晶性化合物之分子的「實質最大傾斜角」,係指在假設於此層體之其中一面之分子的傾斜角為0°且分子的傾斜角在厚度方向上以一定比率變化的情形中,液晶性化合物之分子的傾斜角之最大值。具體而言,可想見在包含液晶性化合物之層體的厚度方向上,液晶性化合物之分子的傾斜角愈接近層體之一側愈小且愈遠離前述一側愈大的情形。實質最大傾斜角表示假設在此種厚度方向上之傾斜角變化的比率(亦即,所謂愈接近一側愈減少且愈遠離一側愈增加之變化的比率)為一定而計算之傾斜角的最大值。
[1.液晶固化薄膜的概要]
圖1係繪示本發明之一實施型態相關之液晶固化薄膜10的剖面示意圖。如圖1所示,本發明之一實施型態相關之液晶固化薄膜10係包含由包含逆色散液晶性化合物之液晶組成物的固化物所形成之液晶固化層100的薄膜。
由於係由液晶組成物的固化物所形成,故液晶固化層100包含逆色散液晶性化合物的分子。液晶固化層100所包含之逆色散液晶性化合物的分子,定向狀態亦可固定。於術語「定向狀態經固定之逆色散液晶性化合物」,包含有逆色散液晶性化合物的聚合物。通常逆色散液晶性化合物的液晶性會因聚合而喪失,但在本申請中,經如此聚合之逆色散液晶性化合物亦包含於術語「液晶固化層所包含之逆色散液晶性化合物」。
液晶固化層100所包含之逆色散液晶性化合物之至少一部分的分子相對於該液晶固化層100之層平面傾斜。所謂某液晶性化合物的分子相對於層平面「傾斜」,表示此分子相對於層平面之傾斜角位於5°以上且85°以下的範圍。如此傾斜之液晶性化合物的分子通常會變成相對於層平面既不平行亦不垂直的狀態。
並且,液晶固化層100包含第一固化層110與直接接於前述第一固化層110之第二固化層120。所謂某2層體「直接」相接,係指此等相接之2層體之間無其他層體。而且,第二固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角,變得較第一固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角還大。
實質最大傾斜角係表示某層體所包含之逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角之大小的指標。通常,實質最大傾斜角愈大的層體,在此層體所包含之逆色散液晶性化合物之分子之整體所看到的傾斜角有愈大的傾向。本實施型態中,第一固化層110可發揮作為定向膜的功能,所述定向膜會增大第二固化層120所包含之逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角。第一固化層110如此發揮作為定向膜的功能,表現在第二固化層120所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角較第一固化層110所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角還大一事上。而且,藉由此種第一固化層110的作用,可增大第二固化層120所包含之逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角,故可增大包含第一固化層110及第二固化層120之液晶固化層100在整體上之逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角。
再者,於本實施型態中,使用具有指定範圍之雙折射Δn的逆色散液晶性化合物,作為用以形成如前所述之液晶固化層100的逆色散液晶性化合物。藉由使用具有此種雙折射Δn之逆色散液晶性化合物,可在液晶固化層100之整體增大液晶固化層100所包含之逆色散液晶性化合物之分子相對於層平面的傾斜角。
[2.逆色散液晶性化合物]
逆色散液晶性化合物係具有液晶性的化合物,通常係在使該逆色散液晶性化合物定向的情況下可呈液晶相的化合物。
並且,逆色散液晶性化合物如前所述,係具有逆波長色散性之雙折射的液晶性化合物。所謂具有逆波長色散性之雙折射的液晶性化合物,係指在形成該液晶性化合物之層體於此層體中使液晶性化合物定向時,顯現逆波長色散性之雙折射的液晶性化合物。通常在使液晶性化合物均勻定向的情況下,藉由驗看液晶性化合物之層體是否表現逆波長色散性之雙折射,可確認此液晶性化合物是否具有逆波長色散性之雙折射。所謂使液晶性化合物均勻定向,係指形成包含該液晶性化合物之層體,使在此層體中之液晶性化合物的分子之在折射率橢球上最大折射率的方向,沿平行於前述層體之層平面的某一方向定向。
逆色散液晶性化合物在量測波長590 nm之雙折射Δn通常為0.065以下,以0.064以下為佳,以0.063以下為較佳,且以0.035以上為佳,以0.040以上為較佳,以0.045以上為尤佳。藉由採用此種範圍之雙折射Δn,可在液晶固化層之整體增大相對於液晶固化層之層平面的逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角。
逆色散液晶性化合物之雙折射可藉由下述方法來量測。製作包含逆色散液晶性化合物的層體,使此層體所包含之液晶性化合物均勻定向。之後,量測此層體的面內延遲。然後,由「(層體的面內延遲)÷(層體的厚度)」可求得逆色散液晶性化合物之雙折射Δn。此時,為了使面內延遲及厚度的量測變得容易,亦可使已均勻定向之液晶性化合物的層體固化。
具體的雙折射Δn之量測方法,可藉由在實施例中說明的程序來進行。
逆色散液晶性化合物以具有聚合性為佳。據此,逆色散液晶性化合物以其分子包含丙烯醯基、甲基丙烯醯基及環氧基等聚合性基為佳。具有聚合性之逆色散液晶性化合物,可在呈現液晶相的狀態下聚合,維持在液晶相中之分子的定向狀態就此成為聚合物。據此,能在液晶固化層中將逆色散液晶性化合物的定向狀態固定,提高液晶性化合物的聚合度以提高液晶固化層的機械強度。
逆色散液晶性化合物亦可於其分子結構中含有乙烯性不飽和鍵及芳環。在使用如此含有乙烯性不飽和鍵及芳環的逆色散液晶性化合物之情況下,能在第一固化層中將利用紅外線全反射吸收光譜量測之聚合反應的進行程度定量化。
逆色散液晶性化合物的分子量以300以上為佳,以500以上為較佳,以800以上為尤佳,且以2000以下為佳,以1700以下為較佳,以1500以下為尤佳。藉由使用具有此種範圍之分子量的逆色散液晶性化合物,尤可優化液晶組成物的塗布性。
逆色散液晶性化合物可單獨使用1種,亦可以任意比率組合2種以上使用。
作為逆色散液晶性化合物,以由下述式(I)或式(II)所示之化合物為佳。
『化3』

(I)
『化4』

(II)
(在前述式(I)及式(II)中,
Ga 表示亦可具有取代基之碳數1~30之2價的有機基。
Ya 表示化學上的單鍵、-O-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-S-、-S-C(=O)-、-NR12 -C(=O)-、-C(=O)-NR12 -、-O-C(=O)-NR12 -、-NR12 -C(=O)-O-、-S-、-N=N-或-C≡C-。R12 表示氫原子或碳數1~6的烷基。
Fx1 及Fx2 分別獨立表示具有芳烴環及芳雜環之至少一者的有機基。
Q表示氫原子或亦可具有取代基之碳數1~6的烷基。
RI 、RII 、RIII 及RIV 分別獨立表示氫原子;鹵素原子;碳數1~6的烷基;氰基;硝基;至少1個氫原子經鹵素原子取代之碳數1~6的烷基;碳數1~6的烷氧基;-OCF3 ;-C(=O)-O-Ra ;或-O-C(=O)-Ra 。Ra 表示亦可具有取代基之碳數1~20的烷基、亦可具有取代基之碳數2~20的烯基、亦可具有取代基之碳數3~12的環烷基或亦可具有取代基之碳數6~18的芳烴環基。C-RI 、C-RII 、C-RIII 及C-RIV 中之至少1個亦可為氮原子所取代。
R0 分別獨立表示鹵素原子;碳數1~6的烷基;氰基;硝基;至少1個氫原子經鹵素原子取代之碳數1~6的烷基;碳數1~6的烷氧基;-OCF3 ;-C(=O)-O-Ra ;或-O-C(=O)-Ra
p表示0~3的整數。
p1表示0~4的整數。
p2表示0或1。
Y1 、Y2 、Y3 、Y4 、Y5 、Y6 、Y7 及Y8 分別獨立表示化學上的單鍵、-O-、-O-CH2 -、-CH2 -O-、-O-CH2 -CH2 -、-CH2 -CH2 -O-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-S-、-S-C(=O)-、-NR13 -C(=O)-、-C(=O)-NR13 -、-CF2 -O-、-O-CF2 -、-CH2 -CH2 -、-CF2 -CF2 -、-O-CH2 -CH2 -O-、-CH=CH-C(=O)-O-、-O-C(=O)-CH=CH-、-CH2 -C(=O)-O-、-O-C(=O)-CH2 -、-CH2 -O-C(=O)-、-C(=O)-O-CH2 -、-CH2 -CH2 -C(=O)-O-、-O-C(=O)-CH2 -CH2 -、-CH2 -CH2 -O-C(=O)-、-C(=O)-O-CH2 -CH2 -、-CH=CH-、-N=CH-、-CH=N-、-N=C(CH3 )-、-C(CH3 )=N-、-N=N-或-C≡C-。R13 表示氫原子或碳數1~6的烷基。
A1 、A2 、B1 及B2 分別獨立表示亦可具有取代基之脂環基或亦可具有取代基之芳基。
G1 及G2 分別獨立表示選自由亦可具有取代基之碳數1~30之2價的脂族烴基;以及亦可具有取代基之碳數3~30之2價的脂族烴基所包含之至少一個-CH2 -經-O-、-S-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-O-、-NR14 -C(=O)-、-C(=O)-NR14 -、-NR14 -或-C(=O)-取代之基(惟排除2個以上-O-或-S-分別鄰接而中介的情況。);而成之群組之任一有機基。R14 表示氫原子或碳數1~6的烷基。
P1 及P2 分別獨立表示亦可由鹵素原子或甲基取代之碳數2~10的烯基。
m及n分別獨立表示0或1。)
以下詳細說明式(I)及式(II)。在以下之式(I)及式(II)的說明中,具有取代基之基之碳數,除非另有註記,否則不含前述取代基之碳數。據此,舉例而言,所謂「亦可具有取代基之碳數1~6的烷基」之記載,表示不含取代基之碳數的烷基本身之碳數為1~6。
(關於Ga
在前述式(I)及式(II)中,Ga 表示亦可具有取代基之碳數1~30之2價的有機基。以Ga 表示亦可具有取代基之碳數3~30之2價的有機基為佳。
作為Ga 之前述有機基亦可具有之取代基,可列舉例如:甲基、乙基、丙基等碳數1~5的烷基;甲氧基、乙氧基、丙氧基等碳數1~5的烷氧基;氰基;氟原子、氯原子等鹵素原子。取代基的數量可為1個,亦可為2個以上。並且,2個以上的取代基可彼此相同,亦可相異。再者,包含取代基之Ga 整體之碳數以1~50為佳。
作為Ga 之良佳的第一例,可列舉:亦可具有取代基之碳數1~30之2價的脂族烴基。
作為Ga 之良佳的第二例,可列舉:亦可具有取代基之碳數3~30之2價的脂族烴基所包含之至少一個-CH2 -經-O-、-S-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-O-、-NR11 -C(=O)-、-C(=O)-NR11 -、-NR11 -或-C(=O)-取代之基。R11 表示氫原子或碳數1~6的烷基。將此等「碳數3~30之2價的脂族烴基所包含之至少一個-CH2 -經-O-、-S-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-O-、-NR11 -C(=O)-、-C(=O)-NR11 -、-NR11 -或-C(=O)-取代之基」適時稱作「取代脂族基(Ga -1)」。在此取代脂族基(Ga -1)中,-O-及-S-以不將脂族烴基中之連續的-CH2 -取代為佳。亦即,取代脂族基(Ga -1)以不含-O-O-及-S-S-的結構為佳。據此,以自取代脂族基(Ga -1)排除2個以上-O-或-S-分別鄰接而中介的情況為佳。並且,在取代脂族基(Ga -1)中,-C(=O)-以不將脂族烴基中之連續的-CH2 -取代為佳。亦即,取代脂族基(Ga -1)以不含-C(=O)-C(=O)-的結構為佳。
在Ga 之良佳的第一例及第二例中,前述「2價的脂族烴基」以2價的鏈狀脂族烴基為佳,以伸烷基為較佳。
在Ga 之良佳的第一例及第二例中,作為2價的脂族烴基亦可具有之取代基,可列舉例如:甲基、乙基、丙基等碳數1~5的烷基;甲氧基、乙氧基、異丙氧基等碳數1~5的烷氧基;氰基;氟原子、氯原子等鹵素原子。取代基的數量可為1個,亦可為2個以上。並且,2個以上的取代基可彼此相同,亦可相異。
在Ga 之碳數為3個以上的情況下,Ga 之兩末端以-CH2 -為佳。據此,鍵結至Ga 之兩末端之碳原子的氫原子以未經取代基取代為佳。
(關於Ya
在前述式(I)及式(II)中,Ya 表示化學上的單鍵、-O-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-S-、-S-C(=O)-、-NR12 -C(=O)-、-C(=O)-NR12 -、-O-C(=O)-NR12 -、-NR12 -C(=O)-O-、-S-、-N=N-或-C≡C-。R12 表示氫原子或碳數1~6的烷基。
(關於Fx1 及Fx2
在前述式(I)及式(II)中,Fx1 及Fx2 分別獨立表示具有芳烴環及芳雜環之至少一者的有機基。Fx1 及Fx2 之有機基之碳數以2~30為佳,以7以上為較佳,以8以上為更佳,以10以上為尤佳。
作為Fx1 及Fx2 之良佳的第一例,可列舉:具有芳烴環及芳雜環之至少一者且亦可具有取代基之碳數2~20的環狀基。在環狀基具有2個以上之芳烴環的情況下,此等芳烴環可相同,亦可相異。並且,在環狀基具有2個以上之芳雜環的情況下,此等芳雜環可相同,亦可相異。
作為芳烴環,可列舉例如:苯環、萘環、蒽環、菲環、芘環、茀環等碳數6~30的芳烴環。
作為芳雜環,可列舉例如:1H-異吲哚-1,3(2H)-二酮環、1-苯并呋喃環、2-苯并呋喃環、吖啶環、異喹啉環、咪唑環、吲哚環、㗁二唑環、㗁唑環、㗁唑并吡環、㗁唑并吡啶環、㗁唑并嗒環、㗁唑并嘧啶環、喹唑啉環、喹㗁啉環、喹啉環、㖕啉環、噻二唑環、噻唑環、噻唑并吡環、噻唑并吡啶環、噻唑并嗒環、噻唑并嘧啶環、噻吩環、三環、三唑環、㖠啶環、吡環、吡唑環、哌喃酮環、哌喃環、吡啶環、嗒環、嘧啶環、吡咯環、啡啶環、呔環、呋喃環、苯[b]噻吩環、苯[c]噻吩環、苯并異㗁唑環、苯并異噻唑環、苯并咪唑環、苯并㗁二唑環、苯并㗁唑環、苯并噻二唑環、苯并噻唑環、二苯并噻吩環、苯并三環、苯并三唑環、苯并吡唑環、苯并哌喃酮環、 星環等碳數2~30的芳雜環。
作為環狀基亦可具有之取代基,可列舉例如:氟原子、氯原子等鹵素原子;氰基;甲基、乙基、丙基等碳數1~6的烷基;乙烯基、烯丙基等碳數2~6的烯基;三氟甲基、五氟乙基等至少1個氫原子經鹵素原子取代之碳數1~6的烷基;二甲基胺基等碳數2~12的N,N-二烷基胺基;甲氧基、乙氧基、異丙氧基等碳數1~6的烷氧基;硝基;-OCF3 ;-C(=O)-Ra ;-C(=O)-O-Ra ;-O-C(=O)-Ra ;等。此等取代基通常鍵結至構成芳烴環或芳雜環的碳原子。Ra 表示亦可具有取代基之碳數1~20的烷基、亦可具有取代基之碳數2~20的烯基、亦可具有取代基之碳數3~12的環烷基或亦可具有取代基之碳數6~18的芳烴環基。包含取代基之Ra 整體之碳原子數以1~50為佳。
環狀基所具有之取代基的數量可為1個,亦可為2個以上。並且,2個以上的取代基可彼此相同,亦可相異。
作為環狀基之例,第一可列舉:具有至少一個碳數6~18的芳烴環且亦可具有取代基之碳數6~20的環烴基。作為其具體例,可列舉:苯基(碳數6)、萘基(碳數10)、蒽基(碳數14)、菲基(碳數14)、芘基(碳數16)、茀基(碳數13)等碳數6~18的芳烴環基;二氫茚基(碳數9);1,2,3,4-四氫萘基(碳數10);1,4-二氫萘基(碳數10)。其中,以由下述式(2-1)~(2-21)所示之基為佳。並且,由下述式(2-1)~(2-21)所示之基亦可具有取代基。作為此取代基,可列舉例如與上述作為環狀基亦可具有之取代基之例相同之例。
『化5』
作為環狀基之例,第二可列舉:具有選自由碳數6~18的芳烴環及碳數2~18的芳雜環而成之群組之至少一個芳環且亦可具有取代基之碳數2~20的雜環基。所謂「芳環」,表示遵循休克耳(Hückel)規則之廣義的具有芳香性的環狀結構。據此,「芳環」意謂具有(4n+2)個π電子的環狀共軛結構;以及硫、氧、氮等雜原子的孤電子對參與π電子系而表現芳香性的環狀結構(噻吩環、呋喃環、苯并噻唑環等)。作為其具體例,可列舉:酞醯亞胺基、1-苯并呋喃基、2-苯并呋喃基、吖啶基、異喹啉基、咪唑基、吲哚啉基、呋呫基、㗁唑基、㗁唑并吡基、㗁唑并吡啶基、㗁唑并嗒基、㗁唑并嘧啶基、喹唑啉基、喹㗁啉基、喹啉基、㖕啉基、噻二唑基、噻唑基、噻唑并吡基、噻唑并吡啶基、噻唑并嗒基、噻唑并嘧啶基、噻吩基、三基、三唑基、㖠啶基、吡基、吡唑基、哌喃酮基、哌喃基、吡啶基、嗒基、嘧啶基、吡咯基、啡啶基、呔基、呋喃基、苯[c]噻吩基、苯并異㗁唑基、苯并異噻唑基、苯并咪唑基、苯并㗁唑基、苯并噻二唑基、苯并噻唑基、苯并噻吩基、苯并三基、苯并三唑基、苯并吡唑基、苯并哌喃酮基等碳數2~18的芳雜環基;基;2,3-二氫吲哚基;9,10-二氫吖啶基;1,2,3,4-四氫喹啉基;二氫哌喃基;四氫哌喃基;二氫呋喃基;四氫呋喃基。其中,以由下述式(3-1)~(3-51)所示之基為佳。由下述式(3-1)~(3-51)所示之基亦可具有取代基。作為此取代基,可列舉例如與上述作為環狀基亦可具有之取代基之例相同之例。
『化6』
前述式中,E表示NR15 、氧原子或硫原子。並且,前述式中,X、Y及Z分別獨立表示NR15 、氧原子、硫原子、-SO-或-SO2 -(惟排除氧原子、硫原子、-SO-、-SO2 -分別鄰接的情況。)。R15 表示氫原子;或甲基、乙基、丙基等碳數1~6的烷基。
於前述示例之環狀基皆亦可具有取代基。取代基的數量可為1個,亦可為2個以上。並且,2個以上的取代基可彼此相同,亦可相異。作為此等取代基,可列舉例如與上述作為環狀基亦可具有之取代基之例相同之例。
作為Fx1 及Fx2 之良佳的第二例,可列舉:1個以上之氫原子由上述環狀基所取代且亦可具有前述環狀基以外的取代基之碳數1~18的烷基。亦即,作為Fx1 及Fx2 之良佳的第二例,可列舉:至少1個氫原子由「具有芳烴環及芳雜環之至少一者且亦可具有取代基之碳數2~20的環狀基」所取代且亦可具有前述環狀基以外的取代基之碳數1~18的烷基。將作為Fx1 及Fx2 之良佳的第二例之前述經取代的烷基,適時稱作「取代烷基(Fx-1)」。
在取代烷基(Fx-1)中,作為碳數1~18的烷基,可列舉例如:甲基、乙基、丙基、異丙基等。
在取代烷基(Fx-1)中,取代至烷基之環狀基所包含之芳烴環及芳雜環,可直接鍵結至烷基的碳原子,亦可中介連結基而鍵結至烷基的碳原子。作為連結基,可列舉例如:-S-、-O-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-S-、-S-C(=O)-、-NR11 -C(=O)-、-C(=O)-NR11 等。
據此,於取代烷基(Fx-1)所具有之環狀基包含有:如茀基、苯并噻唑基般具有芳烴環及芳雜環之至少一者之基;亦可經取代之芳烴環基;亦可經取代之芳雜環基;由具有連結基之亦可經取代之芳烴環而成之基;由具有連結基之亦可經取代之芳雜環而成之基。
作為具有芳烴環及芳雜環之至少一者之基,可列舉例如:作為Fx1 及Fx2 之良佳的第一例說明的環狀基。
作為芳烴環基,可列舉例如:苯基、萘基、蒽基、菲基、芘基、茀基等碳數6~30的芳烴環基。於此示例之芳烴環基亦可具有取代基。作為取代基,可列舉例如與上述作為環狀基亦可具有之取代基之例相同之例。
作為芳雜環基,可列舉例如:酞醯亞胺基、1-苯并呋喃基、2-苯并呋喃基、吖啶基、異喹啉基、咪唑基、吲哚啉基、呋呫基、㗁唑基、㗁唑并吡基、㗁唑并吡啶基、㗁唑并嗒基、㗁唑并嘧啶基、喹唑啉基、喹㗁啉基、喹啉基、㖕啉基、噻二唑基、噻唑基、噻唑并吡基、噻唑并吡啶基、噻唑并嗒基、噻唑并嘧啶基、噻吩基、三基、三唑基、㖠啶基、吡基、吡唑基、哌喃酮基、哌喃基、吡啶基、嗒基、嘧啶基、吡咯基、啡啶基、呔基、呋喃基、苯[c]噻吩基、苯并異㗁唑基、苯并異噻唑基、苯并咪唑基、苯并㗁二唑基、苯并㗁唑基、苯并噻二唑基、苯并噻唑基、苯并噻吩基、苯并三基、苯并三唑基、苯并吡唑基、苯并哌喃酮基等碳數2~20的芳雜環基。於此示例之芳雜環基亦可具有取代基。作為取代基,可列舉例如與上述作為環狀基亦可具有之取代基之例相同之例。
作為由具有連結基之芳烴環而成之基及由具有連結基之芳雜環而成之基,可列舉例如:苯硫基、萘硫基、蒽硫基、菲硫基、芘硫基、茀硫基、苯氧基、萘氧基、蒽氧基、菲氧基、芘氧基、茀氧基、苯并異㗁唑硫基、苯并異噻唑硫基、苯并㗁二唑硫基、苯并㗁唑硫基、苯并噻二唑硫基、苯并噻唑硫基、苯并噻吩硫基、苯并異㗁唑氧基、苯并異噻唑氧基、苯并㗁二唑氧基、苯并㗁唑氧基、苯并噻二唑氧基、苯并噻唑氧基、苯并噻吩氧基等。於此示例之由具有連結基之芳烴環而成之基及由具有連結基之芳雜環而成之基亦可具有取代基。作為取代基,可列舉例如與上述作為環狀基亦可具有之取代基之例相同之例。
作為取代烷基(Fx-1)之佳例,可列舉:由下述式(4-1)~(4-11)所示之基。惟本發明並不受限於以下所示之例。下述式中,「-」表示自環的任意位置伸出之與Ya 的原子鍵。由下述式(4-1)~(4-11)所示之基亦可具有取代基。作為此取代基,可列舉例如與上述作為環狀基亦可具有之取代基之例相同之例。
『化7』

Fx1 中之環結構所包含之π電子的總數以8以上為佳,以10以上為較佳,且以20以下為佳,以18以下為較佳。尤其,Fx1 中之芳烴環及芳雜環所包含之π電子的總數以落於前述範圍為尤佳。
並且,Fx2 中之環結構所包含之π電子的總數以4以上為佳,以6以上為較佳,且以20以下為佳,以18以下為較佳。尤其,Fx2 中之芳烴環及芳雜環所包含之π電子的總數以落於前述範圍為尤佳。
Fx1 以下述式(i-1)~(i-9)之任一者為佳。並且,Fx2 以下述(i-1)~(i-13)之任一者為佳。由下述式(i-1)~(i-13)所示之基亦可具有取代基。
『化8』

再者,Fx1 以下述式(ii-1)~(ii-20)之任一者為尤佳。並且,Fx2 以下述(ii-1)~(ii-26)之任一者為尤佳。由下述式(ii-1)~(ii-26)所示之基亦可具有取代基。
『化9』

『化10』

(關於Q)
在前述式(I)及式(II)中,Q表示氫原子或亦可具有取代基之碳數1~6的烷基。作為碳數1~6的烷基,可列舉例如:甲基、乙基、丙基及異丙基等。並且,作為取代基,可列舉:苯基及萘基等碳數6~18的芳烴基。取代基的數量可為1個,亦可為2個以上。並且,2個以上的取代基可彼此相同,亦可相異。包含取代基之Q之碳數以50以下為佳。
(關於RI ~RIV
在前述式(I)及式(II)中,RI 、RII 、RIII 及RIV 分別獨立表示氫原子;氟原子、氯原子等鹵素原子;甲基、乙基、丙基等碳數1~6的烷基;氰基;硝基;三氟甲基、五氟乙基等至少1個氫原子經鹵素原子取代之碳數1~6的烷基;甲氧基、乙氧基、異丙氧基等碳數1~6的烷氧基;-OCF3 ;-C(=O)-O-Ra ;或-O-C(=O)-Ra 。RI ~RIV 可全部相同,亦可相異。
在前述式(I)及式(II)中,構成環之C-RI 、C-RII 、C-RIII 及C-RIV 中之至少1個亦可為氮原子所取代。將如此C-RI ~C-RIV 中之至少1個為氮原子所取代之基的具體例揭示於下述。惟C-RI ~C-RIV 中之至少1個為氮原子所取代之基,並非受限於此等者。
『化11』
(關於R0
在前述式(I)及式(II)中,R0 分別獨立表示鹵素原子;甲基、乙基、丙基等碳數1~6的烷基;氰基;硝基;三氟甲基、五氟乙基等至少1個氫原子經鹵素原子取代之碳數1~6的烷基;甲氧基、乙氧基、丙氧基等碳數1~6的烷氧基;-OCF3 ;-C(=O)-O-Ra ;或-O-C(=O)-Ra 。在有多個R0 的情況下,此等R0 可相同,亦可相異。
(關於p、p1及p2)
在前述式(I)及式(II)中,p表示0~3的整數。
在前述式(I)及式(II)中,p1表示0~4的整數。
在前述式(I)及式(II)中,p2表示0或1。
p、p1及p2以皆為0為佳。
(關於Y1 ~Y8
在前述式(I)及式(II)中,Y1 、Y2 、Y3 、Y4 、Y5 、Y6 、Y7 及Y8 分別獨立表示化學上的單鍵、-O-、-O-CH2 -、-CH2 -O-、-O-CH2 -CH2 -、-CH2 -CH2 -O-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-S-、-S-C(=O)-、-NR13 -C(=O)-、-C(=O)-NR13 -、-CF2 -O-、-O-CF2 -、-CH2 -CH2 -、-CF2 -CF2 -、-O-CH2 -CH2 -O-、-CH=CH-C(=O)-O-、-O-C(=O)-CH=CH-、-CH2 -C(=O)-O-、-O-C(=O)-CH2 -、-CH2 -O-C(=O)-、-C(=O)-O-CH2 -、-CH2 -CH2 -C(=O)-O-、-O-C(=O)-CH2 -CH2 -、-CH2 -CH2 -O-C(=O)-、-C(=O)-O-CH2 -CH2 -、-CH=CH-、-N=CH-、-CH=N-、-N=C(CH3 )-、-C(CH3 )=N-、-N=N-或-C≡C-。於此,R13 表示氫原子或碳數1~6的烷基。
(關於A1 、A2 、B1 及B2
在前述式(I)及式(II)中,A1 、A2 、B1 及B2 分別獨立表示亦可具有取代基之脂環基或亦可具有取代基之芳基。
A1 、A2 、B1 及B2 分別獨立以亦可具有取代基之碳數5~20的脂環基及亦可具有取代基之碳數2~20的芳基為佳。
作為脂環基,可列舉例如:環戊烷-1,3-二基、環己烷-1,4-二基、環庚烷-1,4-二基、環辛烷-1,5-二基等碳原子數5~20的環烷二基;十氫萘-1,5-二基、十氫萘-2,6-二基等碳原子數5~20的雙環烷二基;等。脂環基可為反式體,亦可為順式體,還可為順式體與反式體的混合物,但以反式體為較佳。
作為芳基,可列舉例如:1,2-伸苯基、1,3-伸苯基、1,4-伸苯基、1,4-伸萘基、1,5-伸萘基、2,6-伸萘基、4,4’-伸聯苯基等碳原子數6~20的芳烴環基;呋喃-2,5-二基、噻吩-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、吡-2,5-二基等碳原子數2~20的芳雜環基;等。
作為脂環基及芳基亦可具有之取代基,可列舉例如:鹵素原子;碳數1~6的烷基;碳數1~5的烷氧基;硝基;氰基;等。取代基的數量可為1個,亦可為2個以上。並且,2個以上的取代基可彼此相同,亦可相異。包含取代基之A1 、A2 、B1 及B2 各自之碳數,分別獨立以2~50為佳。
(關於G1 及G2
在前述式(I)及式(II)中,G1 及G2 分別獨立表示選自由:
亦可具有取代基之碳數1~30之2價的脂族烴基;以及
亦可具有取代基之碳數3~30之2價的脂族烴基所包含之至少一個-CH2 -經-O-、-S-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-O-、-NR14 -C(=O)-、-C(=O)-NR14 -、-NR14 -或-C(=O)-取代之基(惟排除2個以上-O-或-S-分別鄰接而中介的情況。);
而成之群組之任一有機基。R14 表示氫原子或碳數1~6的烷基。
將前述「碳數3~30之2價的脂族烴基所包含之至少一個-CH2 -經-O-、-S-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-O-、-NR14 -C(=O)-、-C(=O)-NR14 -、-NR14 -或-C(=O)-取代之基」適時稱作「取代脂族基(G-2)」。惟在此取代脂族基(G-2)中,-O-及-S-不將脂族烴基中之連續的-CH2 -取代。亦即,取代脂族基(G-2)不含-O-O-及-S-S-的結構。據此,自取代脂族基(G-2)排除2個以上-O-或-S-分別鄰接而中介的情況。並且,在取代脂族基(G-2)中,-C(=O)-以不將脂族烴基中之連續的-CH2 -取代為佳。亦即,取代脂族基(G-2)以不含-C(=O)-C(=O)-的結構為佳。
在G1 之碳數為3個以上的情況下,G1 之兩末端以-CH2 -為佳。並且,在G2 之碳數為3個以上的情況下,G2 之兩末端以-CH2 -為佳。據此,在G1 及G2 分別獨立具有3個以上之碳數的情況下,鍵結至該G1 及G2 之兩末端之碳原子的氫原子以未經取代基取代為佳。
G1 及G2 分別獨立以選自由碳數1~18之2價的脂族烴基;以及碳數3~18之2價的脂族烴基所包含之至少一個-CH2 -經-O-、-S-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-O-、-NR14 -C(=O)-、-C(=O)-NR14 -、-NR14 -或-C(=O)-取代之基;而成之群組之任一有機基為佳。
G1 及G2 分別獨立以選自由碳數1~18之2價的脂族烴基;以及碳數3~18之2價的脂族烴基所包含之至少一個-CH2 -經-O-、-S-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-或-C(=O)-取代之基;而成之群組之任一有機基為較佳。
G1 及G2 分別獨立以碳數1~18的伸烷基為尤佳。
如前所述,2價的脂族烴基及取代脂族基(G-2)亦可具有取代基。據此,2價的脂族烴基及取代脂族基(G-2)所包含之氫原子,亦可由取代基所取代。作為此取代基,可列舉例如:甲基、乙基、丙基等碳數1~5的烷基;甲氧基、乙氧基、丙氧基等碳數1~5的烷氧基;氰基;氟原子、氯原子等鹵素原子。取代基的數量可為1個,亦可為2個以上。並且,2個以上的取代基可彼此相同,亦可相異。包含取代基之G1 及G2 各自之碳數,分別獨立以1~50為佳。
(關於P1 及P2
在前述式(I)及式(II)中,P1 及P2 分別獨立表示亦可由鹵素原子或甲基取代之碳數2~10的烯基。作為碳數2~10的烯基,可列舉例如:乙烯基、丙烯基、異丙烯基、丁烯基、異丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基、壬烯基、癸烯基等。
(關於m及n)
在前述式(I)及式(II)中,m及n分別獨立表示0或1。m及n分別獨立以1為佳。
在m及n二者皆為1的情況下,前述式(I)中之B1 及B2 分別獨立以亦可具有取代基之脂環基為佳,以亦可具有取代基之碳數5~20的脂環基為較佳。
由前述式(I)或式(II)所示之化合物,可組合已知的合成反應來合成。亦即,可參照各類文獻(例如:國際專利公開第2012/141245號、國際專利公開第2012/147904號、國際專利公開第2014/010325號、國際專利公開第2013/046781號、國際專利公開第2014/061709號、國際專利公開第2014/126113號、國際專利公開第2015/064698號、國際專利公開第2015/140302號、國際專利公開第2015/129654號、國際專利公開第2015/141784號、國際專利公開第2016/159193號、國際專利公開第2012/169424號、國際專利公開第2012/176679號、國際專利公開第2015/122385號等)所記載之方法來合成。
[3.液晶組成物]
液晶組成物係包含前述逆色散液晶性化合物的材料。於此,便宜上稱作「液晶組成物」的材料,不僅包含2種以上物質的混合物,亦包含由單一物質而成之材料。液晶組成物亦可包含前述逆色散液晶性化合物以外的任意成分。任意成分可單獨使用1種,亦可以任意比率組合2種以上使用。
作為任意成分,可列舉例如:聚合起始劑。其中,以光聚合起始劑為佳。聚合起始劑的種類,得因應液晶組成物所包含之聚合性化合物的種類來選擇。舉例而言,若聚合性化合物為自由基聚合性,則得使用自由基聚合起始劑。並且,若聚合性化合物為陰離子聚合性,則得使用陰離子聚合起始劑。再者,若聚合性化合物為陽離子聚合性,則得使用陽離子聚合起始劑。
其中,作為聚合起始劑,以自由基聚合起始劑為佳,以肟酯系聚合起始劑為較佳。所謂肟酯系聚合起始劑,係含有肟酯基的聚合起始劑。藉由使用肟酯系聚合起始劑,可有效提高液晶組成物之固化物的耐溶解性。
作為肟酯系聚合起始劑,可列舉例如:1,2-辛二酮-1-[4-(苯硫基)苯基]-2-(O-苯甲醯肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙醯肟)、日本專利公開第2001-233842號公報所記載之肟酯系聚合起始劑等。並且,若要以商品名舉出肟酯系聚合起始劑之例,可列舉:BASF公司製之IrgacureOXE01、IrgacureOXE02、IrgacureOXE04;ADEKA公司製之ADEKA ARKLS N-1919T、ADEKA ARKLS NCI730;等。
聚合起始劑可單獨使用1種,亦可以任意比率組合2種以上使用。
聚合起始劑的量,相對於逆色散液晶性化合物100重量份,以0.1重量份以上為佳,以0.5重量份以上為較佳,且以30重量份以下為佳,以10重量份以下為較佳。藉由聚合起始劑的量落於前述範圍,可使聚合有效率進行。
作為另一任意成分,可列舉例如:界面活性劑。於界面活性劑之中,就優化液晶組成物之塗布性的觀點以及穩定獲得期望之液晶固化層的觀點而言,以分子中包含氟原子的界面活性劑為佳。在以下說明中,將分子中包含氟原子的界面活性劑適時稱作「氟系界面活性劑」。
氟系界面活性劑以具有指定範圍之log P為佳。所謂「log P」,係指1-辛醇/水分配係數。氟系界面活性劑之log P之良佳的範圍,通常為3.5以上,且通常為7.5以下。藉由使用具有此種範圍之log P的氟系界面活性劑,可在液晶固化層之整體有效增大相對於液晶固化層之層平面的逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角。
氟系界面活性劑之log P可藉由下述量測方法來量測。
製備包含氟系界面活性劑1重量%的試樣溶液,藉由大致上準據JIS 7260-117:2006〈分配係數(1-辛醇/水)的量測──高效液相層析法〉的方法,進行HPLC/ELSD分析(高效液相層析法/蒸發光散射偵測分析),量測滯留時間(r. t.)。另一方面,對在JIS 7260-117:2006有所記載之log P之值為已知的標誌化合物,比照前述氟系界面活性劑進行HPLC/ELSD分析,量測滯留時間(r. t.)。依據標誌化合物的量測結果,做出揭示滯留時間與log P之關係的標準曲線。之後,將對氟系界面活性劑所量測的滯留時間,代入前述標準曲線,藉此求得氟系界面活性劑的log P。
界面活性劑以非離子系界面活性劑為佳。
界面活性劑可不具聚合性,亦可具有聚合性。具有聚合性的界面活性劑可藉由使液晶組成物之層體固化的工序來聚合,故通常在液晶固化層中為聚合物之分子的一部分所包含。
作為界面活性劑,可列舉例如:AGC Seimi Chemical Co., Ltd.製之Surflon系列(S420等)、NEOS公司製之FTERGENT系列(251、FTX-212M、FTX-215M、FTX-209等)、DIC公司製之MEGAFAC系列(F-444等)等氟系界面活性劑。並且,界面活性劑可單獨使用1種,亦可以任意比率組合2種以上使用。
界面活性劑的量,相對於逆色散液晶性化合物100重量份,以0.03重量份以上為佳,以0.05重量份以上為較佳,且以0.50重量份以下為佳,以0.40重量份以下為較佳,以0.30重量份以下為更佳。藉由界面活性劑的量位於前述範圍,可穩定獲得期望之液晶固化層。
作為又另一任意成分,可列舉例如:溶劑。作為溶劑,以可溶解逆色散液晶性化合物者為佳。作為此種溶劑,通常使用有機溶劑。作為有機溶劑之例,可列舉:環戊酮、環己酮、甲基乙基酮、丙酮、甲基異丁基酮等酮溶劑;乙酸丁酯、乙酸戊酯等乙酸酯溶劑;氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷等鹵化烴溶劑;1,4-二氧、環戊基甲基醚、四氫呋喃、四氫哌喃、1,3-二氧、1,2-二甲氧基乙烷等醚溶劑;及甲苯、二甲苯、1,3,5-三甲苯等芳烴系溶劑。並且,溶劑可單獨使用1種,亦可以任意比率組合2種以上使用。
溶劑的沸點,就操作性優異的觀點而言,以60℃~250℃為佳,以60℃~150℃為較佳。
溶劑的量,相對於逆色散液晶性化合物100重量份,以200重量份以上為佳,以250重量份以上為較佳,以300重量份以上為尤佳,且以650重量份以下為佳,以550重量份以下為較佳,以450重量份以下為尤佳。藉由將溶劑的量定於前述範圍的下限值以上可抑制異物產生,藉由定於前述範圍的上限值以下可減低乾燥負荷。
作為又另一任意成分,可列舉例如:可發揮增大逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角之作用的傾斜作用成分。在使用傾斜作用成分的情況下,可促進逆色散液晶性化合物之分子的傾斜,輕易獲得逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角為大的液晶固化層。惟藉由在製造液晶固化層的過程中調整操作或條件,亦能促進逆色散液晶性化合物之分子的傾斜,故不拘於非得使用傾斜作用成分不可。
作為傾斜作用成分,可舉出例如:具有磁場響應性的液晶性化合物。於此,所謂「具有磁場響應性的液晶性化合物」,係在液晶化溫度下經施加磁場的情形中,定向狀態可依此磁場變化的液晶性化合物。包含具有磁場響應性之液晶性化合物的液晶組成物,藉由在其定向處理時適度施加磁場,可發揮增大液晶固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角的作用。
液晶性化合物是否具有磁場響應性,難以由其分子結構判定,但可藉由下述方法判定。
將作為試樣的液晶性化合物在無定向狀態下加熱,使之成為液晶相。將此經加熱的液晶性化合物設置於偏光顯微鏡的載台,在正交尼寇稜鏡下進行觀察,觀察影像。之後,持續加熱,同時對前述液晶性化合物施加平行於載台之水平方向的磁場。此時磁場的磁通密度,設定成與在液晶固化薄膜之製造方法中於使逆色散液晶性化合物定向的工序對液晶組成物之層體施加之磁場的磁通密度相同。然後,在持續施加磁場的狀態下,觀察液晶性化合物。在施加磁場後所觀察之液晶性化合物的影像與施加磁場前之無定向狀態的影像相異的情況下,可判定具有磁場響應性。並且,在施加磁場後所觀察之液晶性化合物的影像與施加磁場前之無定向狀態的影像相同的情況下,可判定無磁場響應性。
具有磁場響應性的液晶性化合物可具有逆波長色散性之雙折射,亦可具有順波長色散性之雙折射。以下將具有順波長色散性之雙折射的液晶性化合物適時稱作「順色散液晶性化合物」。所謂具有順波長色散性之雙折射的液晶性化合物,係指在形成該液晶性化合物之層體且使此層體中之液晶性化合物定向的情況下,顯現順波長色散性之雙折射的液晶性化合物。通常在使液晶性化合物均勻定向的情況下,藉由驗看液晶性化合物之層體是否表現順波長色散性之雙折射,可確認此液晶性化合物是否具有順波長色散性之雙折射。
具有磁場響應性之液晶性化合物的分子量以1000以下為佳,以800以下為較佳,以600以下為尤佳。藉由具有磁場響應性之液晶性化合物的分子量如前所述之小,可穩定獲得期望之液晶固化層。分子量的下限並無特別限制,但以100以上為佳。
具有磁場響應性的液晶性化合物可單獨使用1種,亦可以任意比率組合2種以上使用。
作為具有磁場響應性的液晶性化合物,可列舉例如下述者。並且,關於具有磁場響應性的液晶性化合物,可參照日本專利公開第2018-163218號公報(或日本專利申請第2017-059327號之說明書)的記載。
『化12』
具有磁場響應性之液晶性化合物的量,相對於具有磁場響應性之液晶性化合物與逆色散液晶性化合物的合計100重量份,以0.1重量份以上為佳,以1重量份以上為較佳,以3重量份以上為尤佳,且以40重量份以下為佳,以30重量份以下為較佳,以20重量份以下為尤佳。藉由具有磁場響應性之液晶性化合物的量落於前述範圍,可在液晶固化層之整體有效增大相對於液晶固化層之層平面的逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角。
作為另一傾斜作用成分,可列舉例如:具有傾斜定向性的順色散液晶性化合物。藉由使用具有傾斜定向性的順色散液晶性化合物,可在液晶固化層之整體有效增大相對於液晶固化層之層平面的逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角。其中,在組合具有傾斜定向性的順色散液晶性化合物與具有上述良佳的範圍之log P的氟系界面活性劑而使用的情況下,能在液晶固化層之整體顯著增大逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角。
所謂「具有傾斜定向性的順色散液晶性化合物」,係指在「對樹脂薄膜之摩擦處理面,塗布單獨包含順色散液晶性化合物作為液晶性化合物的試驗用組成物,施加定向處理,獲得試驗層」的情況下,此試驗層所包含之順色散液晶性化合物的分子相對於層平面所夾之實質最大傾斜角可成為指定範圍的順色散液晶性化合物。具體而言,前述實質最大傾斜角的範圍通常為30°以上,以40°以上為佳,以45°以上為較佳,且通常為90°以下。試驗層除了使用具有傾斜定向性的順色散液晶性化合物代替逆色散液晶性化合物以外,可藉由與後述實施例1相同的方法來形成。
作為具有傾斜定向性的順色散液晶性化合物,尤以在量測波長590 nm之雙折射Δn為大者為佳。具有傾斜定向性的順色散液晶性化合物在量測波長590 nm之具體的雙折射Δn,以0.11以上為佳,以0.18以上為較佳,以0.21以上為尤佳,且以0.4以下為佳,以0.35以下為較佳,以0.3以下為尤佳。藉由使用具有此種範圍之雙折射Δn者作為具有傾斜定向性之順色散液晶性化合物,可輕易獲得期望之液晶固化層。
具有傾斜定向性之順色散液晶性化合物,以具有聚合性為佳。據此,具有傾斜定向性之順色散液晶性化合物,以其分子包含聚合性基為佳。
具有傾斜定向性之順色散液晶性化合物的分子量以200以上為佳,以300以上為較佳,且以1500以下為佳,以1100以下為較佳。藉由使用具有此種範圍之分子量者作為具有傾斜定向性之順色散液晶性化合物,尤可優化液晶組成物的塗布性。
具有傾斜定向性之順色散液晶性化合物可單獨使用1種,亦可以任意比率組合2種以上使用。
作為具有傾斜定向性的順色散液晶性化合物,可列舉例如下述化合物。並且,關於具有傾斜定向性之順色散液晶性化合物,可參照日本專利公開第2018-162379號公報(或日本專利申請第2017-060154號之說明書)的記載。
『化13』
具有傾斜定向性之順色散液晶性化合物的量,相對於逆色散液晶性化合物與具有傾斜定向性之順色散液晶性化合物的合計100重量份,以1重量份以上為佳,以5重量份以上為較佳,以10重量份以上為更佳,且以25重量份以下為佳,以20重量份以下為較佳。藉由以此種量使用具有傾斜定向性之順色散液晶性化合物,能在液晶固化層之整體顯著增大逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角。
作為又另一傾斜作用成分,可列舉例如:(甲基)丙烯酸酯化合物,所述(甲基)丙烯酸酯化合物,係該(甲基)丙烯酸酯化合物的分子量Mw與該(甲基)丙烯酸酯化合物之每1分子之π電子數Np的比Mw/Np位於指定範圍者。前述比Mw/Np的範圍,具體上通常為17以上,以23以上為佳,且通常為70以下,以50以下為佳。藉由使用此種(甲基)丙烯酸酯化合物,可在液晶固化層之整體有效增大相對於液晶固化層之層平面的逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角。其中,前述(甲基)丙烯酸酯化合物在與氟系界面活性劑組合而使用的情況下,能在液晶固化層之整體顯著增大逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角。
化合物之每1分子的π電子數,可依據此化合物所包含之不飽和鍵的種類及數量來求得。若要舉出不飽和鍵分別所包含之π電子數之例,脂族性或芳香性之碳-碳雙鍵(C=C)所包含之π電子數為2個,碳-碳參鍵(C≡C)所包含之π電子數為4個,碳-氮雙鍵(C=N)所包含之π電子數為2個,碳-氮參鍵(C≡N)所包含之π電子數為4個,氮-氮雙鍵(N=N)所包含之π電子數為2個。
(甲基)丙烯酸酯化合物的分子量Mw以900以下為佳,以850以下為較佳。藉由(甲基)丙烯酸酯化合物的分子量Mw如前所述之小,可穩定獲得期望之液晶固化層。分子量Mw的下限並無特別限制,但以100以上為佳,以300以上為較佳。
(甲基)丙烯酸酯化合物具有作為聚合性基的(甲基)丙烯醯基,故具有聚合性。如此具有聚合性的(甲基)丙烯酸酯化合物可藉由使液晶組成物之層體固化的工序來聚合,故通常在液晶固化層中為聚合物之分子的一部分所包含。
(甲基)丙烯酸酯化合物之每1分子之(甲基)丙烯醯基的數量以2個以上為佳。藉由每1分子具有2個以上(甲基)丙烯醯基,可在使液晶組成物固化的情況下提高聚合度,提高液晶固化層的機械強度。
(甲基)丙烯酸酯化合物可為不具有液晶性的非液晶性化合物,並且亦可為液晶性化合物。舉例而言,(甲基)丙烯酸酯化合物亦可為順色散液晶性化合物。
在(甲基)丙烯酸酯化合物為液晶性化合物的情形中,可在使該(甲基)丙烯酸酯化合物定向的情況下呈現液晶相。而且,作為液晶性化合物的(甲基)丙烯酸酯化合物,通常具有雙折射Δn。作為液晶性化合物的(甲基)丙烯酸酯化合物在量測波長590 nm之雙折射Δn,以0.11以上為佳,以0.14以上為較佳,且以0.4以下為佳,以0.3以下為較佳。藉由使用具有此種範圍之雙折射Δn的液晶性化合物作為(甲基)丙烯酸酯化合物,可輕易獲得期望之液晶固化層。
(甲基)丙烯酸酯化合物可單獨使用1種,亦可以任意比率組合2種以上使用。
作為前述(甲基)丙烯酸酯化合物,可列舉例如下述者。並且,關於前述(甲基)丙烯酸酯化合物,可參照國際專利公開第2018/173778號(或日本專利申請第2017-060122號之說明書)的記載。
『化14』







『化15』
前述(甲基)丙烯酸酯化合物的量,相對於逆色散液晶性化合物及(甲基)丙烯酸酯化合物的合計100重量份,以1重量份以上為佳,以5重量份以上為較佳,且以30重量份以下為佳,以20重量份以下為較佳。藉由將(甲基)丙烯酸酯化合物的量落於前述範圍,能在液晶固化層之整體顯著增大逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角。
並且,在使用氟系界面活性劑組合於前述(甲基)丙烯酸酯化合物的情況下,以氟系界面活性劑的量落於指定範圍為佳。具體而言,氟系界面活性劑的量,相對於逆色散液晶性化合物及(甲基)丙烯酸酯化合物的合計100重量份,以0.03重量份以上為佳,以0.05重量份以上為較佳,且以0.50重量份以下為佳,以0.40重量份以下為較佳,以0.30重量份以下為尤佳。在氟系界面活性劑的量位於前述範圍的情況下,能在液晶固化層之整體顯著增大逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角。
作為液晶組成物得包含之其他任意成分,可列舉例如:金屬;金屬錯合物;氧化鈦等金屬氧化物;染料、顏料等著色劑;螢光材料、磷光材料等發光材料;均染劑;觸變劑;膠化劑;多醣類;紫外線吸收劑;紅外線吸收劑;抗氧化劑;離子交換樹脂;等。此等成分的量,相對於逆色散液晶性化合物的合計100重量份,各自得定為0.1重量份~20重量份。
[4.液晶固化層的特性]
液晶固化層係將上述液晶組成物固化之固化物的層體。前述液晶組成物的固化,通常可藉由該液晶組成物所包含之聚合性化合物的聚合來達成。據此,液晶固化層通常包含液晶組成物所包含之成分之一部分或全部的聚合物。舉例而言,在逆色散液晶性化合物具有聚合性的情況下,於液晶組成物之固化時此逆色散液晶性化合物會聚合,故液晶固化層得為包含「維持聚合前之定向狀態就此聚合之逆色散液晶性化合物之聚合物」的層體。如前所述,此經聚合之逆色散液晶性化合物亦為術語「液晶固化層所包含之逆色散液晶性化合物」所包含。
在液晶組成物的固化物中,固化前的流動性會喪失,故逆色散液晶性化合物的定向狀態通常會以固化前的定向狀態就此固定。而且,此液晶固化層所包含之逆色散液晶性化合物之至少一部分的分子相對於該液晶固化層之層平面傾斜。
在液晶固化層中逆色散液晶性化合物的分子之中,可一部分相對於液晶固化層之層平面傾斜,亦可全部相對於液晶固化層之層平面傾斜。據此,在將「包含已相對於液晶固化層之層平面傾斜的逆色散液晶性化合物之分子的層體」稱為「傾斜定向層」的情形中,可液晶固化層包含傾斜定向層作為其一部分,亦可液晶固化層之整體成為傾斜定向層。並且,在液晶固化層中,傾斜定向層以外之層體部分所包含之逆色散液晶性化合物之分子,通常會成為相對於液晶固化層之層平面平行(傾斜角為0°),或變成相對於液晶固化層之層平面垂直(傾斜角為90°)。
液晶固化層所包含之逆色散液晶性化合物之至少一部分的分子相對於該液晶固化層之層平面傾斜一事,可藉由以具有充分解析度之偏光顯微鏡觀察液晶固化層的截面來確認。此觀察為了易於看見逆色散液晶性化合物之分子的傾斜,亦可視需求於觀察樣本與偏光顯微鏡的物鏡之間插入波長板來實施。
或者,液晶固化層所包含之逆色散液晶性化合物之至少一部分的分子相對於該液晶固化層之層平面傾斜一事,可如下所述操作而確認。在相對於液晶固化層之面內的快軸垂直的量測方向上,量測於入射角θ之液晶固化層之延遲R(θ)。然後,求得將在入射角θ之液晶固化層之延遲R(θ)除以在入射角0°之液晶固化層之延遲R(0°)的延遲比R(θ)/R(0°)。在描繪將如此求得之延遲比R(θ)/R(0°)定為縱軸且將入射角θ定為橫軸之圖表的情況下,若所獲得之圖表相對於θ=0°不對稱,則可確認到液晶固化層所包含之逆色散液晶性化合物之至少一部分的分子相對於該液晶固化層之層平面傾斜。
以下舉例以更具體說明之。圖2係繪製某例相關之液晶固化層之延遲比R(θ)/R(0°)相對於入射角θ的圖表。若液晶固化層所包含之逆色散液晶性化合物之全部分子的傾斜角為0°或90°,則延遲比R(θ)/R(0°)會如圖2中以虛線所示之例,相對於θ=0°之直線(圖2中為通過θ=0°的縱軸)呈線對稱。相對於此,若液晶固化層所包含之逆色散液晶性化合物之至少一部分的分子相對於液晶固化層之層平面傾斜,則延遲比R(θ)/R(0°)會如圖2中以實線所示之例,通常相對於θ=0°之直線呈不對稱。據此,在延遲比R(θ)/R(0°)相對於θ=0°不對稱的情況下,可判定液晶固化層所包含之逆色散液晶性化合物之至少一部分的分子相對於該液晶固化層之層平面傾斜。
本實施型態相關之液晶固化薄膜可增大在該液晶固化層之整體逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角。此傾斜角之大小可由實質最大傾斜角來表示。在液晶固化層中,實質最大傾斜角表示在假設於第一固化層側之面之分子的傾斜角為0°且分子的傾斜角在厚度方向上以一定比率變化的情形中,逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角之最大值。液晶固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的具體實質最大傾斜角並不特別受限,但以40°以上為佳,以46°以上為較佳,以56°以上為尤佳,且以85°以下為佳,以83°以下為較佳,以80°以下為尤佳。
液晶固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角如前所述為大一事,表示該液晶固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角在整體上為大。據此,實質最大傾斜角為大的液晶固化層由於可適度進行在厚度方向上之雙折射的調整,故在將該液晶固化層與直線偏光件組合作為反射抑制薄膜而裝設至有機EL顯示裝置的情況下,可在表示面的傾斜方向上有效抑制反射。因此,能實現可達成高視角特性的偏光板。
液晶固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角,可藉由後述實施例所記載之量測方法來量測。
在液晶固化層的面內方向上,逆色散液晶性化合物之分子的定向方向通常為均勻。據此,液晶固化層通常具有自厚度方向觀看液晶固化層的「平行於逆色散液晶性化合物之分子之定向方向」的面內慢軸。而且,逆色散液晶性化合物在面內方向上如此定向於一定的定向方向,故液晶固化層通常具有指定大小的面內延遲。
液晶固化層之具體的面內延遲之範圍,得因應液晶固化層的用途任意設定。尤其,為了與直線偏光件組合,獲得作為有機EL顯示裝置用之反射抑制薄膜的偏光板,液晶固化層以具有可發揮作為1/4波長板之功能的面內延遲為符合期望。於此,所謂可發揮作為1/4波長板之功能的面內延遲,係在量測波長590 nm,通常為80 nm以上,以100 nm以上為佳,以120 nm以上為尤佳,且通常未達190 nm,以170 nm以下為佳,以160 nm以下為尤佳。
由於包含逆色散液晶性化合物,故液晶固化層的面內延遲通常表現逆波長色散性。據此,液晶固化層在波長450 nm及波長550 nm的面內延遲Re(450)及Re(550),通常滿足下述式(N3),以滿足下述式(N4)為佳。此種液晶固化層在1/4波長板等的光學用途中,可在寬廣波長帶中均勻顯現功能。據此,藉由使用此種液晶固化層,可實現在寬廣的波長範圍可抑制外界光線之反射的反射抑制薄膜。
Re(450)/Re(550)<1.00  (N3)
Re(450)/Re(550)<0.90  (N4)
液晶固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子可在該液晶固化層之整體達成大的傾斜角,故可適度調整液晶固化層之厚度方向之雙折射。因此,液晶固化層在設置於作為反射抑制薄膜之偏光板的情況下,可獲得可在顯示面之傾斜方向上有效抑制反射之優異的視角特性。
就實現優異的視角特性之觀點而言,液晶固化層的平均延遲比R(±50°)/R(0°)以0.90以上為佳,以0.93以上為較佳,以0.95以上為尤佳,並且以1.15以下為佳,以1.10以下為較佳,以1.05以下為尤佳。於此,所謂R(±50°),表示在相對於液晶固化層之面內之快軸垂直的量測方向上所量測到之「入射角θ在-50°及+50°的液晶固化層之延遲R(-50°)及R(+50°)」的平均值。並且,R(0°)表示在入射角0°之液晶固化層之延遲,據此表示面內延遲。
一般而言,以入射角「+ϕ」入射於影像顯示裝置之顯示面的外部光線,係以出射角「-ϕ」反射。據此,在設置於顯示面之反射抑制薄膜包含液晶固化層的情況下,外部光線在顯示面之傾斜方向上,以包含在入射角「+ϕ」之去程與在出射角「-ϕ」之回程的路徑通過液晶固化層。就有效抑制通過此路徑之光線之反射的觀點而言,液晶固化層之延遲比R(±50°)/R(0°)以接近1.00為佳。藉由液晶固化層之延遲比R(±50°)/R(0°)位於接近1.00之前述範圍,可透過包含此液晶固化層之偏光板有效抑制在傾斜方向上之外部光線的反射。具體而言,外部光線在入射時及反射時通過液晶固化層2次的期間,適度變換其偏光狀態,變得能實現由偏光板之直線偏光件所致之有效的遮斷。據此,此種液晶固化層在與直線偏光件組合而獲得偏光板的情況下,可在寬廣入射角範圍中發揮由此偏光板所致之反射抑制能力,故可獲得尤為優異的視角特性。
液晶固化層以透明性優異為佳。具體而言,液晶固化層之全光線穿透率以75%以上為佳,以80%以上為較佳,以84%以上為尤佳。並且,液晶固化層之霧度以5%以下為佳,以3%以下為較佳,以1%以下為尤佳。全光線穿透率可使用紫外線/可見光分光計,在波長400 nm~700 nm的範圍來量測。並且,霧度可使用霧度計來量測。
[5.液晶固化層的層體構造]
液晶固化層具有包含第一固化層及第二固化層的多層結構。在以下說明中,將作為「液晶固化層所包含之部分」的第一固化層及第二固化層等層體適時稱為「單元固化層」。此種多層結構通常係起因於液晶固化層的製造方法而產生。
液晶固化層所包含之單元固化層可藉由下述方法來區別。以環氧樹脂包埋液晶固化層,獲得試片。使用切片機,將此試片沿平行於液晶固化層之厚度方向切片,獲得觀察樣本。此時,切片係以液晶固化層之面內慢軸與截面呈平行的方式進行。之後,使用偏光顯微鏡觀察由切片呈現之截面。此觀察係以在觀察樣本與偏光顯微鏡的物鏡之間插入波長板,可觀看到呈現相應於觀察樣本之延遲之顏色的像之方式進行。此時,可將顏色相異之部分確認作為單元固化層彼此的邊界,區別各單元固化層。
液晶固化層由於該液晶固化層所包含之逆色散液晶性化合物之至少一部分的分子相對於液晶固化層之層平面傾斜,故一部分的單元固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子亦可不相對於液晶固化層之層平面傾斜。據此,舉例而言,一部分的單元固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子液可相對於液晶固化層之層平面平行或垂直。然而,通常任一單元固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子皆相對於液晶固化層之層平面傾斜。據此,通常第一固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子相對於液晶固化層之層平面傾斜,且第二固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子相對於液晶固化層之層平面傾斜。
並且,在液晶固化層中,通常有下述傾向:愈為接近第一固化層的單元固化層,該單元固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角愈小,愈為遠離第一固化層的單元固化層,該單元固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角愈大。因此,通常第二固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角,變得較第一固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角還大。在此種液晶固化層中,通常逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角為小的單元固化層係先形成的單元固化層,逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角為大的單元固化層係其次形成的單元固化層。
各單元固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角之範圍,得因應液晶固化薄膜的用途適度設定。就獲得優異的視角特性之觀點而言,若要揭示合適之範圍的具體例,可列舉下述範圍。
第一固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角,以15°以上為佳,以20°以上為較佳,以30°以上為尤佳。上限並無特別限制,但以60°以下為佳。
第一固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角,可在液晶固化層的形成過程中量測。
第二固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角,以45°以上為佳,以50°以上為較佳,以57°以上為尤佳,且以85°以下為佳。
第二固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角,可使用包含第一固化層及第二固化層之液晶固化層的整體所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角、第一固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角、第一固化層的厚度與第二固化層的厚度來計算。
第一固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角與第二固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角之差,以5°以上為佳,以8°以上為較佳,以10°以上為尤佳,且以70°以下為佳,以65°以下為較佳,以55°以下為尤佳。
液晶固化層亦可更包含任意單元固化層組合於第一固化層及第二固化層。
圖3係繪示本發明之另一實施型態相關之液晶固化薄膜20的剖面示意圖。例如圖3所示,液晶固化薄膜20所具備之液晶固化層200亦可在該液晶固化層200之厚度方向上依序包含:第一固化層110、直接接於此第一固化層110之第二固化層120、直接接於此第二固化層120之第三固化層230。
在此種液晶固化層200中,第三固化層230所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角,通常較第二固化層120所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角還大。再者,以第三固化層230所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角,較「比此第三固化層230還早形成之層體部分(亦即,由第一固化層110及第二固化層120而成之層體部分)240」所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角還大為佳。
就獲得優異的視角特性之觀點而言,若要揭示合適之範圍的具體例,第三固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角,以50°以上為佳,以55°以上為較佳,以60°以上為尤佳,且以85°以下為佳。
第三固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角,可使用包含第一固化層、第二固化層及第三固化層之液晶固化層的整體所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角、第一固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角、第二固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角、第一固化層的厚度、第二固化層的厚度與第三固化層的厚度來計算。此時,第一固化層110所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角及第二固化層120所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角,可在液晶固化層的形成過程中量測。
[6.液晶固化層的厚度]
液晶固化層的厚度以0.5 μm以上為佳,以1.0 μm以上為較佳,且以10 μm以下為佳,以7 μm以下為較佳。藉由液晶固化層的厚度位於前述範圍,可將面內延遲等特性輕易調整至期望之範圍。並且,此種厚度的液晶固化層由於較以往有機EL顯示裝置的反射抑制薄膜所使用之相位差薄膜還薄,可對有機EL顯示裝置的薄型化有所貢獻。
[7.任意層體]
液晶固化薄膜可為僅包含液晶固化層的薄膜,亦可為包含任意層體組合於液晶固化層的薄膜。作為任意層體,可列舉:用於液晶固化層之製造的基材;相位差薄膜;用以與其他部件接合的接合劑層;優化薄膜之滑順性的基墊層;耐衝擊性聚甲基丙烯酸樹脂層等硬塗層;抗反射層;防汙層;等。
[8.液晶固化薄膜之製造方法的概要]
液晶固化薄膜之製造方法只要可獲得液晶固化薄膜,即為任意。在一實施型態中,液晶固化薄膜包含:
(S1)準備第一固化層的工序,與
(S2)於第一固化層上直接形成第二固化層的工序。
所謂於某層體上形成另一層體的態樣係為「直接」,係指此2層之間無其他層體。
第一固化層等單元固化層,可發揮作為定向膜的功能,所述定向膜會增大於該單元固化層上直接形成之另一單元固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角。因此,通常相較於先形成之單元結構層(例如第一固化層)所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角,其次形成之另一單元結構層(例如第二固化層)所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角為大。據此,藉由重複單元固化層的形成,可獲得具有在整體上逆色散液晶性化合物為大之傾斜角的液晶固化層。在如此獲得之液晶固化層中,有愈後形成之單元固化層,可獲得愈大之實質最大傾斜角的傾向。以下針對此種包含工序(S1)及工序(S2)的製造方法詳細說明。
[9.第一固化層的準備]
在工序(S1)中,準備第一固化層。此第一固化層如上所述,係由液晶組成物的固化物所形成之層體,所述液晶組成物包含具有指定範圍之雙折射Δn的逆色散液晶性化合物。在以下說明中,將用以形成第一固化層的液晶組成物適時稱作「第一液晶組成物」。由於係由第一液晶組成物的固化物所形成,故第一固化層包含定向狀態亦可固定的逆色散液晶性化合物之分子。
第一固化層所包含之逆色散液晶性化合物之至少一部分的分子,以相對於該第一固化層之層平面傾斜為佳。包含如此傾斜之逆色散液晶性化合物之分子的第一固化層之表面,在於該表面形成第二液晶組成物之層體的情況下,具有「使該第二液晶組成物之層體所包含之逆色散液晶性化合物之分子相對於層平面傾斜」的作用。在以下說明中,將具有此種作用的第一固化層之表面適時稱作「特定面」。若以上述圖1所示之液晶固化薄膜10之例來說明,則第一固化層110的第二固化層120側之表面110U相當於特定面。並且,所謂第二液晶組成物,表示用以形成第二固化層的液晶組成物。
在第一固化層中逆色散液晶性化合物的分子之中,可一部分相對於第一固化層之層平面傾斜,亦可全部相對於第一固化層之層平面傾斜。通常,在第一固化層中,逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角在厚度方向上,愈接近特定面愈大,愈遠離前述特定面愈小。據此,在第一固化層之特定面的鄰近部分,逆色散液晶性化合物之分子可能相對於層平面垂直。並且,在第一固化層之與特定面為相反側之面的鄰近部分,逆色散液晶性化合物之分子可能相對於層平面平行。然而,即使在逆色散液晶性化合物之分子如此於液晶第一層之表面鄰近部分相對於層平面平行或垂直的情況下,通常在排除掉第一固化層之表面鄰近部分的部分,逆色散液晶性化合物之分子仍會相對於層平面傾斜。
第一固化層所包含之逆色散液晶性化合物之至少一部分的分子傾斜一事,可藉由與液晶固化層相同的方法來確認。
在第一固化層所包含之逆色散液晶性化合物之至少一部分的分子傾斜的情況下,第一固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子通常具有5°以上且85°以下的實質最大傾斜角。在第一固化層中,此實質最大傾斜角表示在假設於第一固化層之與特定面為相反側之面的分子的傾斜角為0°且分子的傾斜角在厚度方向上以一定比率變化的情形中,逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角之最大值。
通常,第一固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角愈大,愈可增大第二固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角,其結果,可增大液晶固化層之整體所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角。據此,第一固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角,為了可獲得具有期望之實質最大傾斜角的液晶固化層,以位於大的範圍為佳。第一固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角之具體範圍係如同上述。
在第一固化層之面內方向上,逆色散液晶性化合物之分子之定向方向通常為均勻。據此,第一固化層通常具有自厚度方向觀看第一固化層的「平行於逆色散液晶性化合物之分子之定向方向」的面內慢軸。而且,逆色散液晶性化合物在面內方向上如此定向於一定的定向方向,故第一固化層具有指定大小的面內延遲。
在工序(S1)中所準備之第一固化層的具體之面內延遲的範圍,得因應液晶固化層之用途任意設定。尤其,就增大第一固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角,藉此增大液晶固化層之整體所包含之逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角之觀點而言,第一固化層在量測波長590 nm的面內延遲以20 nm以上為佳,以25 nm以上為較佳,以30 nm以上為尤佳,且通常未達80 nm,以75 nm以下為佳,以70 nm以下為尤佳。
由於第一固化層包含逆色散液晶性化合物,故第一固化層的面內延遲通常表現逆波長色散性。據此,第一固化層在波長450 nm及波長550 nm的面內延遲Re(450)及Re(550),通常滿足前述式(N3),以滿足前述式(N4)為佳。
在工序(S1)中所準備之第一固化層之特定面,以具有指定範圍之表面自由能為佳。特定面之具體的表面自由能通常為40 mJ/m2 以上,以40.5 mJ/m2 以上為佳。藉由特定面具有如此大的表面自由能,可有效增大第二固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角。並且,通常在於該特定面上形成第二液晶組成物之層體的情況下,可抑制排斥的發生。特定面的表面自由能之上限並無特別限制,但通常為45 mJ/m2 以下。
第一固化層之特定面的表面自由能,可由在特定面中之純水(H2 O)的接觸角及二碘甲烷(CH2 I2 )的接觸角,根據Owens-Wendt的理論求得。
在Owens-Wendt的理論中,假設將表面自由能分為分散成分d與氫鍵成分h。據此,液體的表面自由能γL ,如下述式(X1)所示,表示為其分散成分γL d 與氫鍵成分γL h 之和。並且,固體的表面自由能γS ,如下述式(X2)所示,表示為其分散成分γS d 與氫鍵成分γS h 之和。然後,在於固體附著液體時的附著功WLS 係如下述式(X3)所示。前述附著功WLS ,根據Young-Dupre之式,使用相對於固體之液體的接觸角θ,如下述式(X4)所示。據此,下述式(X5)成立。因此,可藉由將係為「已知表面自由能γL 的分散成分γL d 及氫鍵成分γL h 之液體」的純水及二碘甲烷的接觸角θ,套用於式(X5)來解聯立方程式,求出相當於固體的表面自由能γS 之特定面的表面自由能。
關於前述Owens-Wendt的理論,得參照「D. K. Owens, R. C. Wendt, J. Appl. Polym. Sci., 13, 1741, (1969)」。
『數1』
作為第一固化層之特定面之表面自由能的調整方法,可舉出例如:適度調整包含於第一液晶組成物之逆色散液晶性化合物的種類及量、亦可包含於第一液晶組成物之界面活性劑的種類及量,以及第一液晶組成物的厚度的方法。
並且,在第一液晶組成物所包含之逆色散液晶性化合物於其分子結構含有乙烯性不飽和鍵及芳環的情況下,在工序(S1)中所準備之第一固化層之特定面以滿足式(X6)為佳。
0.450>X(S)/X(A)  (X6)
(在前述式(X6)中,
X(S)表示第一固化層之特定面的峰值比X,
X(A)表示未聚合之逆色散液晶性化合物的峰值比X,
峰值比X表示由X=I(1)/I(2)所示之比,
I(1)表示利用紅外線全反射吸收光譜量測之源自乙烯性不飽和鍵之面內彎曲振動的尖峰強度,
I(2)表示利用紅外線全反射吸收光譜量測之源自芳環之不飽和鍵之伸縮振動的尖峰強度。)
在以下說明中,將「紅外線全反射吸收光譜」適時稱作「IR光譜」。
更詳細而言,X(S)/X(A)通常未達0.450,以0.370以下為佳,以0.320以下為較佳。藉由X(S)/X(A)如前所述之小,可提升第一固化層之特定面的耐溶解性。X(S)/X(A)之下限理想上為0,但通常為0.100以上。
茲說明式(X6)的意義。第一固化層所包含之第一液晶組成物的固化物,通常係藉由其第一液晶組成物所包含之逆色散液晶性化合物聚合而定向狀態固定來固化者。並且,一般難以使聚合性之液晶性化合物的聚合反應完全進行,故前述固化物得包含未聚合之逆色散液晶性化合物作為殘留單體。在第一液晶組成物的固化時,逆色散液晶性化合物的乙烯性不飽和鍵會因聚合反應而消失,但芳環的不飽和鍵由於不會反應故不會消失。據此,未聚合之逆色散液晶性化合物的尖峰強度I(1)與尖峰強度I(2)之比X(A),表示固化前的第一液晶組成物所包含之逆色散液晶性化合物的乙烯性不飽和鍵之比例。並且,第一固化層之特定面的尖峰強度I(1)與尖峰強度I(2)之比X(S),表示位於第一液晶組成物固化而獲得之第一固化層之特定面的逆色散液晶性化合物之乙烯性不飽和鍵的殘留比例。據此,根據此等之比X(S)/X(A),可將在第一固化層之特定面中之聚合反應的進行程度定量表示。
因此,式(X6)表示在第一固化層之特定面上聚合反應已進行大半。藉此,第一固化層之特定面的耐溶解性提升。據此,即使於特定面塗布第二液晶組成物,亦會變得不易因此第二液晶組成物所包含之成分而第一固化層之特定面溶解。
第一固化層之特定面的峰值比X(S)可自特定面的IR光譜來量測。具體而言,可藉由下述方法量測。
使用傅立葉轉換紅外線分光光度計(日本分光公司製「FTIR4100」)量測第一固化層之特定面的IR光譜。此量測係使用附屬於前述傅立葉轉換紅外線分光光度計的治具(日本分光公司製「ATR-PRO450-S」),在入射角45°下進行。自量測到之IR光譜,求得源自乙烯性不飽和鍵之面內彎曲振動之1408 cm 1 的尖峰強度I(1)及源自芳環之不飽和鍵之伸縮振動之1505 cm 1 的尖峰強度I(2)。然後,自所獲得之尖峰強度I(1)及尖峰強度I(2),可計算特定面的峰值比X(S)。
並且,未聚合之逆色散液晶性化合物的峰值比X(A)可自此逆色散液晶性化合物的IR光譜來量測。具體而言,可藉由下述方法量測。
使用傅立葉轉換紅外線分光光度計(日本分光公司製「FTIR4100」)量測未聚合之逆色散液晶性化合物的IR光譜。此量測係使用附屬於前述傅立葉轉換紅外線分光光度計的治具(日本分光公司製「ATR-PRO450-S」),在入射角45°下進行。自量測到之IR光譜,求得源自乙烯性不飽和鍵之面內彎曲振動之1408 cm 1 的尖峰強度I(1)及源自芳環之不飽和鍵之伸縮振動之1505 cm 1 的尖峰強度I(2)。然後,自所獲得之尖峰強度I(1)及尖峰強度I(2),可計算未聚合之逆色散液晶性化合物的峰值比X(A)。
作為前述比X(S)/X(A)的調整方法,可舉出例如:適度選擇亦可在第一液晶組成物之固化時照射之紫外線等活性能量線的照射量、逆色散液晶性化合物的種類、光聚合起始劑的種類、光聚合起始劑的量、紫外線等活性能量線照射時的溫度等條件的方法。
再者,在第一液晶組成物包含逆色散液晶性化合物及氟系界面活性劑的情況下,以藉由X射線光電子光譜法所量測之第一固化層之特定面的表面氟原子量MF [莫耳%]與第一固化層的厚度T[μm]之比MF /T位於指定範圍為佳。前述比MF /T之具體範圍通常為0.1以上,且通常為100.0以下。在比MF /T落於前述範圍的情況下,特定面可有效增大第二固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角。
在第一固化層之特定面中之表面氟原子量MF,可藉由X射線光電子光譜法,量測為存在於第一固化層之特定面之排除氫(H)的所有原子中所包含之氟(F)原子的莫耳含有率。X射線光電子光譜法可使用下述X射線光電子光譜分析系統來實施。
系統:Kratos Analytical公司製「AXIS ULTRA」
激發X射線:Al Kα線
Filament Emission(燈絲發射):10 mA
AnodeHT:15 kV
中和槍:Electron Neutralizer(電子中和器)
中和條件Filament Current(燈絲電流):1.55 A
Charge Balance(電荷平衡):3.3 V
Filament Bias(燈絲偏壓):1.5 V
分析區域:約700 μm×300 μm
光電子偵測角度:0°(試樣面與偵測器所夾之角度:90°)
作為前述比MF /T的調整方法,可舉出例如:調整第一固化層之特定面之表面氟原子量MF 及厚度T的方法。並且,作為第一固化層之特定面之表面氟原子量MF 的調整方法,可舉出例如:適度調整氟系界面活性劑的種類、逆色散液晶性化合物與氟系界面活性劑的組合以及在第一液晶組成物中之氟系界面活性劑的濃度的方法。
第一固化層的厚度通常為2.5 μm以下,以未達2.0 μm為佳,以1.8 μm以下為較佳,以1.6 μm以下為更佳,其中以1.5 μm以下為佳,以1.0 μm以下為尤佳。在某指定厚度範圍中,第一固化層愈薄,愈可增大第一固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角。據此,在某指定厚度範圍中,第一固化層愈薄,愈可有效增大於第一固化層上直接形成之第二固化層的實質最大傾斜角。因此,可在液晶固化層之整體有效增大實質最大傾斜角,故可大幅改善視角特性。其中,在第一固化層的厚度未達2.0 μm的情況下,此效果顯著。第一固化層的厚度之下限並無特別限制,但以0.1 μm以上為佳,以0.2 μm以上為較佳,以0.3 μm以上為尤佳。
第一固化層可藉由例如包含:
(S1-1)形成第一液晶組成物之層體的工序;
(S1-2)使第一液晶組成物之層體所包含之逆色散液晶性化合物定向的工序;與
(S1-3)使第一液晶組成物之層體固化以形成第一固化層的工序;
的製造方法來製造。
工序(S1-1)中,通常在適切的支撐面形成第一液晶組成物的層體。作為支撐面,得使用可支撐第一液晶組成物之層體的任意面。作為此支撐面,就優化第一固化層之表面狀態的觀點而言,以使用無凹部及凸部的平坦面為佳。並且,就提高第一固化層之生產性的觀點而言,作為前述支撐面,以使用長條之基材的表面為佳。於此所謂「長條」,係指相對於幅寬具有5倍以上之長度的形狀,以具有10倍或其以上之長度為佳,具體係指具有可收捲成輥狀以儲存或搬運的程度之長度的薄膜之形狀。
作為基材,通常使用樹脂薄膜或玻璃板。尤其在以高溫進行定向處理的情況下,以選擇可承受此溫度的基材為佳。作為樹脂,通常使用熱塑性樹脂。其中,就定向限制力之高、機械強度之高及成本之低的觀點而言,作為樹脂,以具有正的固有雙折射值之樹脂為佳。再者,就透明性、低吸濕性、尺寸穩定性及輕量性優異而言,以使用降烯系樹脂等包含含有脂環結構聚合物的樹脂為佳。若要以商品名舉出基材所包含之樹脂的合適例,可舉出日本瑞翁公司製之「Zeonor」作為降烯系樹脂。
為了促進第一液晶組成物之層體中之逆色散液晶性化合物的定向,以對作為支撐面之基材的表面施加用以賦予定向限制力的處理為佳。所謂定向限制力,係指可使第一液晶組成物所包含之逆色散液晶性化合物等液晶性化合物定向之「面的性質」。作為用以對支撐面賦予定向限制力的處理,可列舉例如:光定向處理、摩擦處理、離子束定向處理、延伸處理等。
在形成第一液晶組成物之層體的工序(S1-1)中,第一液晶組成物通常以流體狀準備。因此,通常於支撐面塗布第一液晶組成物,以形成第一液晶組成物之層體。作為塗布第一液晶組成物的方法,可列舉例如:簾塗法、擠製塗法、輥塗法、旋塗法、浸塗法、棒塗法、噴塗法、斜板式塗法、印刷塗法、凹版塗法、模具塗法、間隙塗法及浸漬法。
於形成第一液晶組成物之層體的工序(S1-1)之後,進行使第一液晶組成物之層體所包含之逆色散液晶性化合物定向的工序(S1-2)。於此工序通常藉由對第一液晶組成物之層體施加定向處理,使逆色散液晶性化合物沿相應於支撐面之定向限制力的方向定向。
定向處理通常係藉由將第一液晶組成物之層體的溫度調整為指定的定向溫度來進行。定向溫度得定為第一液晶組成物之液晶化溫度以上的溫度。此時,定向溫度以未達基材所包含之樹脂之玻璃轉移溫度的溫度為佳。藉此,可抑制由定向處理所致之基材之應變的發生。
通常在面內方向上,逆色散液晶性化合物沿相應於支撐面之定向限制力的方向定向。並且,在厚度方向上,逆色散液晶性化合物通常係以至少一部分相對於層平面大幅傾斜的方式定向。藉此,可有效增大相對於逆色散液晶性化合物之層平面的傾斜角。
再者,工序(S1-2)以可獲得逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角為大的第一固化層的方式調整操作或條件來進行為佳。
舉例而言,工序(S1-2)以第一液晶組成物之層體的溫度條件滿足指定要件的方式來進行為佳。具體而言,以工序(S1-2)中之第一液晶組成物之層體的溫度條件定成與試驗組成物之殘留成分黏度通常呈800 cP以下的溫度條件相同的方式來進行為佳。前述所謂試驗組成物,係具有已自第一液晶組成物排除聚合起始劑之組成的組成物。並且,所謂試驗組成物的殘留成分黏度,係與工序(S1-2)之第一液晶組成物之層體相同的溫度條件下之試驗組成物之殘留成分的黏度。並且,所謂試驗組成物之殘留成分,係在試驗組成物所包含之成分之中,在與工序(S1-2)之第一液晶組成物之層體相同的溫度條件下未氣化而殘留的成分。藉由以滿足此種要件的方式來進行工序(S1-2),可有效增大第一固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角。
進一步詳細說明之。在以滿足前述要件的方式進行使逆色散液晶性化合物定向的工序(S1-2)之情況下,該工序(S1-2)係將第一液晶組成物之層體調整成與試驗組成物之殘留成分黏度落於指定範圍之溫度條件相同的溫度條件而進行。前述殘留成分黏度之具體的範圍,通常為800 cP(厘泊)以下,以600 cP以下為佳,以400 cP以下為較佳,以200 cP以下為更佳。藉由在與如此試驗組成物之殘留成分黏度變低的溫度條件相同的溫度條件下使第一液晶組成物之層體中的液晶性化合物定向,可增大第一固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角。前述殘留成分黏度的下限,就獲得期望之厚度之液晶固化層的觀點而言,以5 cP以上為佳,以10 cP以上為較佳。
在與工序(S1-2)之第一液晶組成物之層體相同的溫度條件下的試驗組成物之殘留成分黏度,可藉由下述方法來量測。
準備已自第一液晶組成物排除聚合起始劑的試驗組成物。將此試驗組成物以旋轉蒸發器減壓濃縮以去除溶劑,獲得殘留成分。預先對此殘留成分,在使量測溫度變化的同時量測黏度,以獲得量測溫度與在此量測溫度下之黏度的資訊。以下將此資訊適當稱作「溫度—黏度資訊」。由此「溫度—黏度資訊」,將在工序(S1-2)之第一液晶組成物之層體之溫度下的黏度理解為殘留成分黏度。
作為在與工序(S1-2)之第一液晶組成物之層體相同的溫度條件下將試驗組成物之殘留成分黏度落於上述範圍的方法,可列舉例如下述(A)及(B)的方法。
(A)適度調整在使逆色散液晶性化合物定向的工序(S1-2)中之液晶組成物之層體的溫度。在此方法中,通常會如此調整:藉由使第一液晶組成物之層體的溫度足夠高溫,來降低在與此溫度相同之溫度條件下之試驗組成物的殘留成分黏度,使之變成上述範圍。
(B)適度調整第一液晶組成物的組成。在此方法中,通常會如此調整:藉由將適切之種類及量的添加劑組合至逆色散液晶性化合物,作為第一液晶組成物所包含之成分,來降低包含該添加劑之試驗組成物的殘留成分黏度,使之變成上述範圍。
關於工序(S1-2)中之第一液晶組成物之層體的溫度條件的調整,可參照國際專利公開第2018/173773號(或日本專利申請第2017-060159號之說明書)的記載。
並且,舉例而言,在使用包含具有磁場響應性的液晶性化合物之第一液晶組成物的情況下,以在對第一液晶組成物之層體施加磁場的狀態下進行工序(S1-2)為佳。藉此,可有效增大第一固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角。
施加於第一液晶組成物之層體之磁場的方向,通常係不垂直於第一液晶組成物之層體之厚度方向的方向,以平行於第一液晶組成物之層體之厚度方向的方向為佳。在施加此種方向之磁場的情況下,可有效增大第一固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角。
施加於第一液晶組成物之層體之磁場的磁通密度,以0.2特斯拉以上為佳,以0.5特斯拉以上為較佳,以0.8特斯拉以上為尤佳。在施加此種大小之磁場的情況下,可有效增大第一固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角。磁場之磁通密度的上限並無限制,得定為例如20.0特斯拉以下。關於磁場之施加,可參照日本專利公開第2018-163218號公報(或日本專利申請第2017-059327號之說明書)的記載。
使逆色散液晶性化合物定向的工序(S1-2),通常在烘箱內進行。此時,烘箱的設定溫度與置於此烘箱內之第一液晶組成物之層體的溫度可能有相異的情況。在此情況下,以預先在多個烘箱設定溫度下量測並記錄置於此設定溫度之烘箱內的第一液晶組成物之層體的溫度為佳。以下將此經記錄之烘箱之設定溫度與已置於此設定溫度之烘箱內的第一液晶組成物之層體之溫度的資訊,適當稱作「設定溫度—層體溫度資訊」。若使用此「設定溫度—層體溫度資訊」,則可自烘箱設定溫度輕易得知置於烘箱內之第一液晶組成物之層體的溫度。
在使逆色散液晶性化合物定向的工序(S1-2)中,將第一液晶組成物之層體的溫度維持於前述溫度的時間,可在可獲得期望之第一固化層的範圍任意設定,得為例如30秒鐘~5分鐘。
在使逆色散液晶性化合物定向的工序(S1-2)之後,進行使第一液晶組成物之層體固化以獲得第一固化層的工序(S1-3)。此工序(S1-3)之第一液晶組成物的固化,通常可藉由該第一液晶組成物所包含之聚合性化合物的聚合來達成。舉例而言,在逆色散液晶性化合物具有聚合性的情況下,藉由將此逆色散液晶性化合物的一部分或全部聚合,使第一液晶組成物之層體固化。聚合通常維持液晶性化合物之分子的定向就此進行。據此,藉由前述聚合,固定聚合前之第一液晶組成物所包含之逆色散液晶性化合物的定向狀態。
作為聚合方法,得選擇適合第一液晶組成物所包含之成分之性質的方法。作為聚合方法,可列舉例如:照射活性能量線的方法及熱聚合法。其中,由於不需加熱而可使聚合反應在室溫下進行,故以照射活性能量線的方法為佳。於此,於所照射之活性能量線,得包含可見光、紫外線及紅外線等光線以及電子束等任意能量線。
其中,就操作簡便而言,以照射紫外線等光線的方法為佳。紫外線照射時之溫度,就不對基材產生負面影響之範圍的觀點而言,以定為基材之玻璃轉移溫度以下為佳,以150℃以下為佳,以100℃以下為較佳,以80℃以下為尤佳。紫外線照射時之溫度的下限以15℃以上為佳,以20℃以上為較佳。紫外線的照射強度以0.1 mW/cm2 以上為佳,以0.5 mW/cm2 以上為較佳,且以10000 mW/cm2 以下為佳,以5000 mW/cm2 以下為較佳。紫外線的照射量以0.1 mJ/cm2 以上為佳,以0.5 mJ/cm2 以上為較佳,且以10000 mJ/cm2 以下為佳,以5000 mJ/cm2 以下為較佳。
藉由上述製造方法可製造第一固化層。在此製造方法中,通常可獲得形成於基材之支撐面上的第一固化層。在此情況下,與支撐面相反之側的第一固化層之表面得為特定面。
[10.第二固化層的形成]
在準備好第一固化層之後,進行於此第一固化層上直接形成第二固化層的工序(S2)。第二固化層可藉由例如包含:
(S2-1)於第一固化層上直接形成第二液晶組成物之層體的工序;
(S2-2)使第二液晶組成物之層體所包含之逆色散液晶性化合物定向的工序;與
(S2-3)使第二液晶組成物之層體固化以形成第二固化層的工序;
的製造方法來製造。
在工序(S2-1)中,於特定面等第一固化層之表面,直接形成第二液晶組成物之層體。第二液晶組成物係用以形成第二固化層的液晶組成物,如上所述,包含具有指定範圍之雙折射Δn的逆色散液晶性化合物。第二液晶組成物所包含之逆色散液晶性化合物,可與第一液晶組成物所包含之逆色散液晶性化合物相同,亦可相異。再者,第二液晶組成物可與第一液晶組成物相異,亦可相同。
在於第一固化層之表面形成第二液晶組成物之層體之前,對前述表面,亦可施加摩擦處理等用以賦予定向限制力的處理。然而,第一固化層之表面即使不施加特別的處理,仍具有適度使形成於該表面上之第二液晶組成物之層體所包含之逆色散液晶性化合物定向的定向限制力。據此,在減少工序數目以有效率進行液晶固化薄膜之製造的觀點上,工序(S2-1)以包含不對第一固化層之表面施加摩擦處理,而直接形成第二液晶組成物之層體一事為佳。
在形成第二液晶組成物之層體的工序(S2-1)中,第二液晶組成物通常係以流體狀來準備。因此,通常於第一固化層上塗布第二液晶組成物,形成第二液晶組成物之層體。作為塗布第二液晶組成物的方法,可列舉例如與說明作為塗布第一液晶組成物之方法的方法同樣之例。
在形成第二液晶組成物之層體的工序(S2-1)之後,進行使第二液晶組成物之層體所包含之逆色散液晶性化合物定向的工序(S2-2)。藉此,在第二液晶組成物之層體中,逆色散液晶性化合物等液晶性化合物定向。
在工序(S1)中所準備之第一固化層,具有使於該第一固化層之表面形成之第二固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子定向的定向限制力。此定向限制力在面內方向上,以使第二固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子,沿與第一固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的定向方向相同之方向定向的方式為之。據此,通常在面內方向上,第二液晶組成物之層體所包含之逆色散液晶性化合物,會利用第一固化層的定向限制力,沿與第一固化層所包含之逆色散液晶性化合物的定向方向相同之方向定向。
並且,前述定向限制力會在厚度方向上,使第二固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子,以該分子的傾斜角變大的方式定向。據此,在厚度方向上,第二液晶組成物之層體所包含之逆色散液晶性化合物,以至少一部分相對於層平面傾斜的方式定向。此時,第二液晶組成物之層體所包含之逆色散液晶性化合物之分子,藉由第一固化層的作用相對於層平面大幅傾斜。因此,第二液晶組成物之層體所包含之逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角變大。通常,相較於第一固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角,第二液晶組成物之層體所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角會變大。
在使第二液晶組成物之層體所包含之逆色散液晶性化合物定向的工序(S2-2)中之具體的操作,可與在使第一液晶組成物之層體所包含之逆色散液晶性化合物定向的工序(S1-2)相同。藉此,在第二液晶組成物及第二固化層中,亦可獲得與第一液晶組成物及第一固化層中所獲得之優點相同的優點。尤其,在工序(S2-2)中,與工序(S1-2)相同,以在工序(S2-2)中之第二液晶組成物之層體的溫度條件,成為與對應於該第二液晶組成物之試驗組成物之殘留成分黏度通常呈800 cP以下的溫度條件相同之方式來進行為佳。再者,在(S2-2)中,與工序(S1-2)相同,亦可施加磁場。
在使逆色散液晶性化合物定向的工序(S2-2)之後,進行使第二液晶組成物之層體固化以形成第二固化層的工序(S2-3)。在使第二液晶組成物之層體固化的工序(S2-3)中之具體的操作,可與使第一液晶組成物之層體固化的工序(S1-3)相同。藉此,在第二液晶組成物及第二固化層中,亦可獲得與在第一液晶組成物及第一固化層中可獲得之優點相同的優點。
在工序(S2-3)中之第二液晶組成物的固化,與第一液晶組成物的固化相同,通常可藉由該第二液晶組成物所包含之聚合性化合物的聚合來達成。據此,藉由前述聚合,可獲得包含逆色散液晶性化合物的第二固化層,所述逆色散液晶性化合物在聚合前之第二液晶組成物中之定向狀態固定。
所獲得之第二固化層所包含之逆色散液晶性化合物之至少一部分的分子,通常相對於該第二固化層之層平面傾斜。而且,此第二固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子,藉由第一固化層的作用相對於該第二固化層之層平面大幅傾斜。據此,可增大第二固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角。第二固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角,表示在假設於第一固化層側之面之分子的傾斜角為0°且分子的傾斜角在厚度方向上以一定比率變化的情形中,逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角之最大值。
並且,在第二固化層之面內方向上之逆色散液晶性化合物之分子的定向方向,通常與在第一液晶固化層之面內方向上之逆色散液晶性化合物之分子的定向方向相同。因此,通常在面內方向上,所獲得之液晶固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子,整體沿與第一固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的定向方向相同的面內方向定向。據此,以上述製造方法獲得之液晶固化層的面內慢軸,通常與第一固化層的面內慢軸平行。
第二固化層的厚度,並無特別的限制,以0.3 μm以上為佳,以0.5 μm以上為較佳,並且,以10.0 μm以下為佳,以7.5 μm以下為較佳,以5.0 μm以下為更佳,以3.0 μm以下為尤佳。
如此,根據包含「於第一固化層上直接形成第二固化層」的製造方法,可獲得包含第一固化層及第二固化層的液晶固化層。在上述製造方法中,藉由第一固化層發揮作為定向膜的功能,可增大第二固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角,故可增大在液晶固化層之整體逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角。
並且,前述製造方法由於可藉由重複單元結構層的形成而獲得期望之液晶固化層,故就毋須形成單元結構層以外之層體而言,能使製造工序效率化。再者,若如此毋須形成單元結構層以外之層體,則有多少毋須準備之有別於液晶固化層之層體(定向膜等),即能削減多少製造成本。
在前述製造方法中,如上所述,相較於第一固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角,可更增大第二固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角,其結果,增大了液晶固化層之整體所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角。本發明人等推測:此種現象係因下述所說明之機制而產生。惟本發明之技術範圍並不因下述所說明之機制而受限。
若於第一固化層上形成第二液晶組成物之層體,則第二液晶組成物之層體所包含之逆色散液晶性化合物的定向會受第一固化層中之逆色散液晶性化合物的定向所影響。據此,若在第一固化層中逆色散液晶性化合物之分子相對於層平面傾斜,則如此傾斜之逆色散液晶性化合物之分子,會以增大第二液晶組成物之層體所包含之逆色散液晶性化合物之分子相對於層平面之傾斜的方式運作。因此,在第二固化層中,可增大逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角。
並且,第一固化層之表面由於相當於第一液晶組成物之層體的空氣界面,故容易集中特定的化學物種。並且,於此等化學物種之中,有相對於逆色散液晶性化合物親和性小者。若然,在於第一固化層上形成第二液晶組成物之層體的情況下,此第二液晶組成物所包含之逆色散液晶性化合物之分子,以不親和前述化學物種而盡可能遠離的方式為之。因此,第二液晶組成物之層體所包含之逆色散液晶性化合物之分子,以對第一固化層之表面排斥的方式動作而以大幅傾斜的方式為之,故在第二固化層中,可增大逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角。
而且,由於藉由此等作用可增大第二固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角,故增大了在液晶固化層之整體之液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角。
[11.任意工序]
上述例相關之液晶固化薄膜的製造方法,亦可更包含任意工序組合於上述工序。
舉例而言,在製造更包含任意單元固化層組合於第一固化層及第二固化層的液晶固化層之情況下,液晶固化薄膜的製造方法亦可包含「於第二固化層上形成任意單元固化層」的工序。
舉例而言,包含第一固化層、直接接於此第一固化層之第二固化層與直接接於此第二固化層之第三固化層的液晶固化層(參照圖3的液晶固化層200),可在藉由上述製造方法形成第一固化層及第二固化層之後,藉由包含:
於第二固化層上直接形成包含逆色散液晶性化合物之第三液晶組成物之層體的工序、
使第三液晶組成物之層體所包含之逆色散液晶性化合物定向的工序,與
使第三液晶組成物之層體固化以形成第三固化層的工序
的製造方法來製造。
所謂第三液晶組成物,表示用以形成第三固化層的液晶組成物。第三液晶組成物所包含之逆色散液晶性化合物,可與第一液晶組成物及第二液晶組成物所包含之逆色散液晶性化合物相同,亦可相異。再者,第三液晶組成物可與第一液晶組成物及第二液晶組成物相異,亦可相同。並且,第三固化層的厚度可與第一固化層及第二固化層相異,亦可相同。用以形成第三固化層的前述工序,可藉由與用以形成第二固化層的序相同的操作來實施,可獲得與用以形成第二固化層的工序相同的優點。
液晶固化薄膜的製造方法,亦可包含例如:於第二固化層上形成任意層體的工序。並且,液晶固化薄膜的製造方法,亦可包含例如:於第一固化層之與第二固化層相反之側形成任意層體的工序。
在獲得形成於基材之支撐面上的液晶固化層之情況下,亦可將包含此基材及液晶固化層的薄膜作為液晶固化薄膜使用。並且,液晶固化薄膜的製造方法亦可包含剝離基材的工序。在此情況下,可將液晶固化層其自身作為液晶固化薄膜使用。再者,在於第一固化層上形成第二液晶組成物之層體之前,亦可自第一固化層剝離基材。
再者,液晶固化薄膜的製造方法,亦可包含例如:將形成於基材上之液晶固化層轉印至任意薄膜層的工序。據此,液晶固化薄膜的製造方法,亦可包含例如:在將形成於基材上之液晶固化層與任意薄膜層貼合之後,視需求剝離基材,獲得包含液晶固化層及任意薄膜層之液晶固化薄膜的工序。此時,於貼合亦可使用適切的黏合劑或接合劑。
根據如前所述之製造方法,使用長條的基材,可獲得長條的液晶固化薄膜。此種長條的液晶固化薄膜能連續製造,且生產性優異。並且,由於可藉由輥對輥進行與其他薄膜的貼合,故在此點上生產性優異。通常長條的液晶固化薄膜會被收捲,在輥的狀態下儲存及搬運。
[12.偏光板]
本發明之一實施型態相關之偏光板包含上述液晶固化層與直線偏光件。此偏光板以可發揮作為圓偏光板或橢圓偏光板的功能為佳。此種偏光板藉由設置於有機EL顯示裝置,可在有機EL顯示裝置之顯示面的正面方向上抑制外部光線的反射。此時,由於液晶固化層包含逆色散液晶性化合物,故能在寬廣波長範圍中抑制外部光線的反射。並且,由逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角為大可知,上述液晶固化層在層體整體逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角為大,故不僅在其面內方向上,亦可在厚度方向上適度調整雙折射。據此,包含此液晶固化層的偏光板不僅在有機EL顯示裝置之顯示面的正面方向上,亦可在傾斜方向上抑制外部光線的反射。因此,藉由使用此偏光板,可實現視角寬廣的有機EL顯示裝置。
作為直線偏光件,可列舉例如:藉由在使聚乙烯醇薄膜吸附碘或二色性染料之後,於硼酸浴中單軸延伸而獲得的薄膜;藉由使聚乙烯醇薄膜吸附碘或二色性染料並延伸,再進一步將分子鏈中之聚乙烯醇單元的一部分改質為聚伸乙烯單元而獲得的薄膜。並且,作為直線偏光件之其他例,可列舉:柵格偏光件、多層偏光件等具有將偏光分離為反射光與穿透光之功能的偏光件。此等之中,作為直線偏光件,以含有聚乙烯醇的偏光件為佳。
若使自然光入射至直線偏光件,則僅有單一方向的偏光會穿透。此直線偏光件之偏光度並不特別受限,但以98%以上為佳,以99%以上為較佳。
並且,直線偏光件的厚度以5 μm~80 μm為佳。
在欲使偏光板發揮作為圓偏光板之功能的情況下,相對於直線偏光件之偏光吸收軸,液晶固化層之慢軸所夾之角度以45°或者接近其之角度為佳。前述角度,具體而言,以45°±5°(亦即,40°~50°)為佳,以45°±4°(亦即,41°~49°)為較佳,以45°±3°(亦即,42°~48°)為尤佳。
偏光板亦可更包含任意層體組合於直線偏光件及液晶固化層。作為任意層體,可列舉例如:用以貼合直線偏光件與液晶固化層的接合層;用以保護直線偏光件的偏光件保護薄膜層;等。
[13.有機EL顯示裝置]
本發明之一實施型態相關之有機EL顯示裝置包含上述偏光板。有機EL顯示裝置通常包含有機EL元件作為顯示元件,並於此有機EL元件的觀看側設置有偏光板。並且,偏光板自有機EL元件側依序包含液晶固化層及直線偏光件。而且,在此種構造中,前述偏光板可發揮作為反射抑制薄膜的功能。
以下舉出偏光板發揮作為圓偏光板之功能的情形為例,來說明抑制反射的機制。自裝置外部入射之光線,僅其一部分之直線偏光通過直線偏光件,繼而再通過液晶固化層,藉此變成圓偏光。圓偏光係透過顯示裝置內之將光線反射的構成元件(有機EL元件的反射電極等)反射,再次通過液晶固化層,藉此成為具有與入射之直線偏光的振動方向正交之振動方向的直線偏光,而變得不通過直線偏光件。於此,所謂直線偏光的振動方向,意謂直線偏光之電場的振動方向。藉此,達成抑制反射的功能。此種抑制反射的原理,可參照日本專利公開第H9-127885號公報。
有機EL元件通常依序具備透明電極層、發光層及電極層,得藉由自透明電極層及電極層施加電壓使發光層產生光。作為構成有機發光層的材料之例,可列舉:聚對伸苯乙烯系、聚茀系及聚乙烯咔唑系的材料。並且,發光層亦可具有多個發光色相異之層體的堆疊體,或者於某色素之層體摻雜相異色素的混合層。再者,有機EL元件亦可具備電洞注入層、電洞傳輸層、電子注入層、電子傳輸層、等電位面形成層、電荷產生層等功能層。
『實施例』
以下揭示實施例以具體說明本發明。惟本發明並非受限於以下所揭示之實施例者,在不脫離本發明之申請專利範圍及其均等範圍的範圍內得任意變更而實施。在以下說明中,表示量的「%」及「份」,除非另有註記,否則係重量基準。並且,以下所說明之操作,除非另有註記,否則在常溫常壓大氣中進行。
[逆色散液晶性化合物]
於下述實施例及比較例所使用之逆色散液晶性化合物(L-A)~(L-C)的分子結構,係如下所述。
『化16』
『化17』
『化18』
[合成例1:逆色散液晶性化合物(L-A)(由式(I)所示之化合物之又另一例)的合成]
『化19』
〈步驟1:中間產物A的合成〉
『化20』
…中間產物A
在具備溫度計之3頸反應器中,於氮氣氣流下,將反-1,4-環己烷二甲醯氯83.05 g(0.40 mol)加至環戊基甲基醚600 g,在冰浴下冷卻至5℃。於此溶液,加入4-(6-丙烯醯氧基己基-1-氧基)酚(DKSH公司製)100 g(0.38 mol)、2,6-二(三級丁基)-4-甲酚1.67 g及四氫呋喃(THF)230 g。此時,在強力攪拌下緩慢滴下三乙胺40.2 g(0.40 mol)。滴下結束後,在5℃進行反應1小時。反應結束後,在加入水250 g之後升溫至50℃攪拌4小時。之後,於經脫除水層而獲得之有機層,加入1 mol/L濃度的醋酸/醋酸鈉緩衝水溶液416 g,攪拌30分鐘後脫除水層。再來,以水250 g清洗有機層,收集獲得的有機層,以無水硫酸鈉使之乾燥,濾除硫酸鈉。以旋轉蒸發器自濾液蒸發去除溶劑之後,利用矽膠管柱層析法(THF:甲苯=1:9(體積比))純化所獲得之殘留物,藉此獲得75 g之呈白色固體的中間產物A。產率為47.4莫耳%。中間產物A的結構經1 H-NMR鑑定。以下揭示1 H-NMR光譜資料。
1 H-NMR(500 MHz, DMSO-d6 , TMS, δ ppm):12.12(s, 1H)、6.99(d, 2H, J=9.0 Hz)、6.92(d, 2H, J=9.0 Hz)、6.32(dd, 1H, J=1.5 Hz, 17.5 Hz)、6.17(dd, 1H, J=10.0 Hz, 17.5 Hz)、5.93(dd, 1H, J=1.5 Hz, 10.0 Hz)、4.11(t, 2H, J=6.5 Hz)、3.94(t, 2H, J=6.5 Hz)、2.48-2.56(m, 1H)、2.18-2.26(m, 1H)、2.04-2.10(m, 2H)、1.93-2.00(m, 2H)、1.59-1.75(m, 4H)、1.35-1.52(m, 8H)。
〈步驟2:中間產物B的合成〉
『化21』
…中間產物B
在具備溫度計之3頸反應器中,於氮氣氣流下,將在前述步驟1合成之中間產物A:10.00 g(23.90 mmol)、2,5-二羥基苯甲醛1.32 g(9.56 mmol)及4-(二甲基胺基)吡啶234 mg(1.92 mmol)加至氯仿80 mL。在室溫下緩慢滴下N,N’-二異丙基碳二亞胺3.2 g(25.36 mmol)。滴下結束後,在23℃攪拌3小時。反應結束後,利用直接矽膠管柱層析法(自僅氯仿至氯仿:THF=9:1(體積比)的梯度)純化反應液,藉此獲得6.80 g之呈白色固體的中間產物B。產率為75.7莫耳%。中間產物B的結構經1 H-NMR鑑定。以下揭示1 H-NMR光譜資料。
1 H-NMR(500 MHz, DMSO-d6 , TMS, δ ppm):10.02(s, 1H)、7.67(d, 1H, J=3.0 Hz)、7.55(dd, 1H, J=3.0 Hz, 8.5 Hz)、7.38(d, 1H, J=8.5 Hz)、6.99-7.04(m, 4H)、6.91-6.96(m, 4H)、6.32(dd, 2H, J=1.5 Hz, 17.5 Hz)、6.17(dd, 2H, J=10.0 Hz, 17.5 Hz)、5.93(dd, 2H, J=1.5 Hz, 10.0 Hz)、4.11(t, 4H, J=6.5 Hz)、3.95(t, 4H, J=6.5 Hz)、2.56-2.81(m, 4H)、2.10-2.26(m, 8H)、1.50-1.76(m, 16H)、1.33-1.49(m, 8H)。
〈步驟3:中間產物C的合成〉
『化22』
…中間產物C
在具備溫度計之3頸反應器中,於氮氣氣流下,將1-萘乙酸50 g(268.5 mmol)加至甲苯110 g。再來,加入6-氯-1-己醇34.8 g(255 mmol)、對甲苯磺酸一水合物4.09 g(21.5 mmol),製備溶液。使用迪安─斯塔克(Dean-Stark)裝置加熱所製備的溶液,進行共沸脫水(內溫約95℃)5小時同時將所生成的水排出反應系統外。反應結束後,於已冷卻至25℃的反應液加入6重量%的小蘇打水75 g,予以分液並清洗。分液後,進一步以水80 g清洗有機層。清洗後,過濾有機層。以旋轉蒸發器蒸餾有機層以去除溶劑,獲得包含中間產物C的淡茶色油狀物75 g。不對此淡茶色油狀物進行純化,而就此使用於下一反應(步驟4:中間產物D的合成)。中間產物C的結構經1 H-NMR鑑定。以下揭示1 H-NMR光譜資料。
1 H-NMR(500 MHz, CDCl3 , TMS, δ ppm):8.00(dd, 1H, J=1.0 Hz, 8.5 Hz)、7.86(dd, 1H, J=1.5 Hz, 8.5 Hz)、7.79(dd, 1H, J=1.5 Hz, 7.5 Hz)、7.54-7.47(m, 2H)、7.45-7.41(m, 2H)、4.09-4.06(m, 4H)、3.43(t, 2H, J=7.0 Hz)、1.67-1.61(m, 2H)、1.58-1.53(m, 2H)、1.35-1.29(m, 2H)、1.22-1.15(m, 2H)。
〈步驟4:中間產物D的合成〉
『化23』
…中間產物D
在具備溫度計之3頸反應器中,於氮氣氣流下,使2-肼苯并噻唑6.00 g(36.32 mmol)溶解於N,N-二甲基甲醯胺65 mL。於此溶液,加入碳酸銫23.67 g(72.63 mmol)、包含在前述步驟3合成之中間產物C的茶色油狀物20 g,將整體在25℃攪拌15小時。反應結束後,於反應液放入蒸餾水250 mL,以乙酸乙酯250 mL萃取2次。以無水硫酸鈉乾燥乙酸乙酯層之後,濾除硫酸鈉。收集有機層,以無水硫酸鈉使之乾燥,濾除硫酸鈉。以旋轉蒸發器自濾液蒸發去除溶劑之後,利用矽膠管柱層析法(己烷:THF=80:20(體積比))純化所獲得之殘留物,藉此獲得8.0 g之呈白色固體的中間產物D。產率為51.0莫耳%。中間產物D的結構經1 H-NMR鑑定。以下揭示1 H-NMR光譜資料。
1 H-NMR(500 MHz, CDCl3 , TMS, δ ppm):8.00(d, 1H, J=8.5 Hz)、7.85(dd, 1H, J=1.0 Hz, 8.0 Hz)、7.78(dd, 1H, J=1.5 Hz, 7.5 Hz)、7.60(dd, 1H, J=1.0 Hz, 7.5 Hz)、7.54-7.51(m, 2H)、7.49-7.40(m, 3H)、7.28(ddd, 1H, J=1.0 Hz, 7.5 Hz, 7.5 Hz)、7.07(ddd, 1H, J=1.0 Hz, 7.5 Hz, 7.5 Hz)、4.16(br, 2H)、4.08(t, 2H, J=6.5 Hz)、4.06(s, 2H)、3.66(t, 2H, J=7.0 Hz)、1.63-1.54(m, 4H)、1.32-1.22(m, 4H)。
〈步驟5:逆色散液晶性化合物(L-A)(由式(I)所示之化合物之一例)的合成〉
在具備溫度計之3頸反應器中,於氮氣氣流下,加入在前述合成例1之步驟1合成之中間產物A:3 g(7.17 mmol)、氯仿30 g、N,N-二甲基甲醯胺1.0 g(13.7 mmol),冷卻至10℃以下。此時,在將反應溫度維持於10℃以下的同時滴下亞硫醯氯0.98 g(8.24 mmol)。滴下結束後,將反應液恢復至25℃攪拌1小時。反應結束後,以蒸發器脫除氯仿20 g予以濃縮,合成氯仿溶液(1)。
在另外準備之具備溫度計之3頸反應器中,於氮氣氣流下,使2,5-二羥基苯甲醛0.45 g(3.26 mmol)、2,6-二甲吡啶2.09 g(19.5 mmol)溶解於20 g的氯仿,將所獲得之溶液冷卻至10℃以下。於此溶液,在將反應溫度維持於10℃以下的同時,將前述氯仿溶液(1)的總量緩慢滴下。滴下結束後,將整體在5~10℃進一步攪拌1小時。反應結束後,在維持於10℃以下的同時,於反應液加入1.0當量的鹽酸水溶液12 g及在前述步驟4合成之中間產物D:1.84 g(4.24 mmol)。之後,將反應液升溫至40℃進行反應3小時。反應結束後,脫除水層。進一步於有機層放入蒸餾水10 g,清洗有機層。以無水硫酸鈉乾燥所獲得之有機層之後,濾除硫酸鈉。以旋轉蒸發器自濾液減壓蒸餾掉氯仿,獲得黃色固體。利用矽膠管柱層析法(氯仿:THF=95:5)純化此黃色固體,獲得3.0 g之呈黃色固體的逆色散液晶性化合物(L-A)。產率為67.9%。逆色散液晶性化合物(L-A)的結構經1 H-NMR鑑定。以下揭示1 H-NMR光譜資料。
1 H-NMR(500 MHz, CDCl3 , TMS, δ ppm):7.97(dd, 1H, J=0.5 Hz, 8.5 Hz)、7.80(ddd, 1H, J=0.5 Hz, 0.5 Hz, 8.0 Hz)、7.73-7.76(m, 2H)、7.67-7.71(m, 2H)、7.61(s, 1H)、7.49(ddd, 1H, J=1.0 Hz, 6.5 Hz, 8.5 Hz)、7.42(ddd, 1H, J=1.5 Hz, 7.0 Hz, 7.0 Hz)、7.33-7.39(m, 3H)、7.18(ddd, 1H, J=1.0 Hz, 7.5 Hz, 8.0 Hz)、7.10-7.14(m, 2H)、6.95-7.01(m, 4H)、6.85-6.90(m, 4H)、6.405(dd, 1H, J=1.5 Hz, 17.5 Hz)、6.402(dd, 1H, J=1.5 Hz, 17.5 Hz)、6.127(dd, 1H, J=10.5 Hz, 17.5 Hz)、6.124(dd, 1H, J=10.5 Hz, 17.5 Hz)、5.822(dd, 1H, J=1.5 Hz, 10.5 Hz)、5.819(dd, 1H, J=1.5 Hz, 10.5 Hz)、4.16-4.22(m, 6H)、4.08(t, 2H, J=6.5 Hz)、4.03(s, 2H)、3.95(t, 2H, J=6.5 Hz)、3.93(t, 2H, J=6.5 Hz)、2.56-2.67(m, 4H)、2.28-2.36(m, 8H)、1.59-1.83(m, 20H)、1.42-1.56(m, 8H)、1.24-1.36(m, 4H)。
[合成例2:逆色散液晶性化合物(L-B)(由式(I)所示之化合物之又另一例)的合成]
『化24』
〈步驟1:中間產物E的合成〉
『化25』
…中間產物E
在具備溫度計之3頸反應器中,於氮氣氣流下,使2-肼苯并噻唑6.00 g(36.32 mmol)溶解於N,N-二甲基甲醯胺60.0 mL。於此溶液,加入碳酸銫23.67 g(72.63 mmol)、6-氯-1己醇:5.95 g(43.58 mmol),將整體在25℃攪拌14小時。反應結束後,於反應液放入蒸餾水250 mL,以乙酸乙酯250 mL萃取2次。以無水硫酸鈉乾燥乙酸乙酯層之後,濾除硫酸鈉。收集有機層,以無水硫酸鈉使之乾燥,濾除硫酸鈉。以旋轉蒸發器自濾液蒸發去除溶劑之後,利用矽膠管柱層析法(己烷:THF=40:60(體積比))純化所獲得之殘留物,藉此獲得3.89 g之呈灰色固物的中間產物E。產率為40.4莫耳%。中間產物E的結構經1 H-NMR鑑定。以下揭示1 H-NMR光譜資料。
1 H-NMR(500 MHz, CDCl3 , TMS, δ ppm):7.60(dd, 1H, J=1.0 Hz, 8.0 Hz)、7.53(d, 1H, J=8.0 Hz)、7.28(ddd, 1H, J=1.0 Hz, 7.5 Hz, 8.0 Hz)、7.07(ddd, 1H, J=1.0 Hz, 7.5 Hz, 8.0 Hz)、4.23(br, 2H)、3.77(t, 2H, J=7.5 Hz)、3.65(t, 2H, J=6.5 Hz)、1.76(tt, 2H, J=7.0 Hz, 7.5 Hz)、1.56-1.61(m, 2H)、1.39-1.50(m, 5H)。
〈步驟2:中間產物F的合成〉
『化26』
…中間產物F
在具備溫度計之3頸反應器中,於氮氣氣流下,使在前述步驟1合成之中間產物E:2.20 g(8.31 mmol)及在前述合成例1之步驟2合成之中間產物B:6.00 g(6.39 mmol)溶解於乙醇12.0 mL及THF 120 mL。於此溶液,加入(±)-10-樟腦磺酸0.30 g(1.28 mmol),將整體在50℃攪拌4小時。反應結束後,將反應液放入至蒸餾水200 mL,以乙酸乙酯200 mL萃取2次。以無水硫酸鈉乾燥乙酸乙酯層之後,濾除硫酸鈉。以旋轉蒸發器自濾液減壓蒸餾掉乙酸乙酯,獲得黃色固體。利用矽膠管柱層析法(氯仿:THF=95:5)純化此黃色固體,獲得6.73 g之呈黃色固體的中間產物F。產率為88.7莫耳%。中間產物F的結構經1 H-NMR鑑定。以下揭示1 H-NMR光譜資料。
1 H-NMR(500 MHz, CDCl3 , TMS, δ ppm):7.74(d, 1H, J=3.0 Hz)、7.67-7.69(m, 3H)、7.34(ddd, 1H, J=1.0 Hz, 7.5 Hz, 8.0 Hz)、7.17(ddd, 1H, J=1.0 Hz, 7.5 Hz, 8.0 Hz)、7.09-7.14(m, 2H)、6.96-7.00(m, 4H)、6.87-6.90(m, 4H)、6.42(dd, 2H, J=1.5 Hz, 17.5 Hz)、6.13(dd, 2H, J=10.5 Hz, 17.5 Hz)、5.82(dd, 2H, J=1.5 Hz, 10.5 Hz)、4.32(t, 2H, J=7.5 Hz)、4.18(t, 4H, J=7.0 Hz)、3.95(t, 2H, J=6.5 Hz)、3.94(t, 2H, J=6.5 Hz)、3.61-3.64(m, 2H)、2.60-2.72(m, 4H)、2.28-2.35(m, 8H)、1.66-1.82(m, 18H)、1.42-1.62(m, 15H)。
〈步驟3:逆色散液晶性化合物(L-B)(由式(I)所示之化合物之又另一例)的合成〉
在具備溫度計之3頸反應器中,於氮氣氣流下,放入在前述步驟2合成的中間產物F:6.00 g(5.06 mmol)及氯仿120 mL,做成均勻溶液。此時,加入二苯乙酸1.29 g(6.07 mmol)。隨後,加入N,N-二甲基-4-胺基吡啶0.148 g(1.21 mmol)。隨後,在將反應液內溫維持於20~30℃的同時,耗時5分鐘加入N,N’-二異丙基碳二亞胺0.842 g(6.68 mmol)之後,將整體在25℃進一步攪拌4小時。反應結束後,於反應液加入飽和食鹽水250 mL,以氯仿250 mL萃取2次。收集有機層,以無水硫酸鈉使之乾燥,濾除硫酸鈉。以旋轉蒸發器自濾液蒸發去除溶劑之後,利用矽膠管柱層析法(氯仿:THF=95:5)純化所獲得之殘留物,獲得6.14 g之呈黃色固體的逆色散液晶性化合物(L-B)。產率為87.9莫耳%。目標物(逆色散液晶性化合物(L-B))的結構經1 H-NMR鑑定。以下揭示1 H-NMR光譜資料。
1 H-NMR(500 MHz, CDCl3 , TMS, δ ppm):7.75(dd, 1H, J=0.5 Hz, 2.0 Hz)、7.69(dd, 1H, J=0.5 Hz, 8.0 Hz)、7.67(d, 1H, J=8.0 Hz)、7.64(s, 1H)、7.34(ddd, 1H, J=1.0 Hz, 8.0 Hz, 8.0 Hz)、7.27-7.30(m, 7H)、7.16-7.24(m, 4H)、7.09-7.13(m, 2H)、6.96-7.00(m, 4H)、6.86-6.90(m, 4H)、6.404(dd, 1H, J=1.5 Hz, 17.5 Hz)、6.402(dd, 1H, J=1.5 Hz, 17.5 Hz)、6.127(dd, 1H, J=10.5 Hz, 17.5 Hz)、6.126(dd, 1H, J=10.5 Hz, 17.5 Hz)、5.823(dd, 1H, J=1.5 Hz, 10.5 Hz)、5.821(dd, 1H, J=1.5 Hz, 10.5 Hz)、4.99(s, 1H)、4.26(t, 2H, J=7.5 Hz)、4.18(t, 4H, J=6.5 Hz)、4.14(t, 2H, J=6.5 Hz)、3.95(t, 2H, J=6.5 Hz)、3.94(t, 2H, J=6.5 Hz)、2.58-2.67(m, 4H)、2.29-2.35(m, 8H)、1.59-1.82(m, 20H)、1.27-1.53(m, 12H)。
[合成例3:逆色散液晶性化合物(L-C)的合成]
『化27』
〈步驟1:中間產物α的合成〉
『化28』
…中間產物α
在具備溫度計之4頸反應器中,於氮氣氣流下,使2-肼苯并噻唑2.00 g(12.1 mmol)溶解於二甲基甲醯胺20 mL。於此溶液,加入碳酸鉀8.36 g(60.5 mmol)與1-碘己烷3.08 g(14.5 mmol),在50℃攪拌7小時。反應結束後,將反應液冷卻至20℃,將反應液放入至水200 mL,以乙酸乙酯300 mL萃取。以無水硫酸鈉乾燥乙酸乙酯層。濾除硫酸鈉之後,以旋轉蒸發器減壓蒸餾掉乙酸乙酯,獲得黃色固體。利用矽膠管柱層析法(己烷:乙酸乙酯=75:25(體積比))純化此黃色固體,獲得2.10 g之呈白色固體的中間產物α。產率為69.6莫耳%。中間產物α的結構經1 H-NMR鑑定。以下揭示1 H-NMR光譜資料。
1 H-NMR(500 MHz, CDCl3 , TMS, δ ppm):7.60(dd, 1H, J=1.0, 8.0 Hz)、7.53(dd, 1H, J=1.0, 8.0 Hz)、7.27(ddd, 1H, J=1.0, 8.0, 8.0 Hz)、7.06(ddd, 1H, J=1.0, 8.0, 8.0 Hz)、4.22(s, 2H)、3.74(t, 2H, J=7.5 Hz)、1.69-1.76(m, 2H)、1.29-1.42(m, 6H)、0.89(t, 3H, J=7.0 Hz)。
〈步驟2:逆色散液晶性化合物(L-C)的合成〉
在具備溫度計之4頸反應器中,於氮氣氣流下,使在前述步驟1合成之中間產物α:697 mg(2.37 mmol)及在前述合成例1之步驟2合成之中間產物B:2.00 g(2.13 mmol)溶解於氯仿50 mL。於此溶液,加入(±)-10-樟腦磺酸49 mg(0.21 mmol),在50℃攪拌3小時。反應結束後,將反應液放入至水100 mL、5%碳酸氫鈉水溶液50 mL的混合水,以乙酸乙酯250 mL萃取。以無水硫酸鈉乾燥乙酸乙酯層。濾除硫酸鈉之後,以旋轉蒸發器減壓蒸餾掉乙酸乙酯,獲得白色固體。利用矽膠管柱層析法(甲苯:乙酸乙酯=88:12(體積比))純化此白色固體,獲得2.33 g之呈白色固體的逆色散液晶性化合物(L-C)。產率為93.5莫耳%。目標物(逆色散液晶性化合物(L-C))的結構經1 H-NMR鑑定。以下揭示1 H-NMR光譜資料。
1 H-NMR(400 MHz, CDCl3 , TMS, δ ppm):7.75(d, 1H, J=2.5 Hz)、7.67-7.70(m, 3H)、7.34(ddd, 1H, J=1.0 Hz, 7.0 Hz, 7.5 Hz)、7.17(ddd, 1H, J=1.0 Hz, 7.5 Hz, 7.5Hz)、7.12(d, 1H, J=9.0 Hz)、7.10(dd, 1H, J=2.5 Hz, 9.0 Hz)、6.99(d, 2H, J=9.0 Hz)、6.98(d, 2H, J=9.0 Hz)、6.88(d, 4H, J=9.0 Hz)、6.40(dd, 2H, J=1.5 Hz, 17.0 Hz)、6.13(dd, 2H, J=10.5 Hz, 17.5 Hz)、5.82(dd, 2H, J=1.5 Hz, 10.5 Hz)、4.30(t, 2H, J=8.0 Hz)、4.18(t, 4H, J=6.5 Hz)、3.95(t, 4H, J=6.5 Hz)、2.58-2.70(m,4H)、2.31-2.35(m,8H)、1.66-1.82(m,18H)、1.31-1.54(m,14H)、0.90(t,3H,J=7.0Hz)。
[液晶性化合物之雙折射的量測方法]
(液晶組成物的製備)
混合作為樣本之液晶性化合物100重量份、氟系界面活性劑(DIC公司製之「F562」)0.30重量份、光聚合起始劑(BASF公司製「Irgacure OXE04」)4.3重量份、作為溶劑之環戊酮(日本瑞翁公司製)162.3重量份及作為溶劑之1,3-二氧(東邦化學公司製)243.5重量份,獲得液晶組成物。
(基材薄膜的準備)
準備於單面貼合有保護薄膜且由熱塑性之降烯樹脂而成之斜向延伸薄膜(日本瑞翁公司製,ZeonorFilm ZD系列)作為基材薄膜。自此基材薄膜剝離保護薄膜。
(試樣液晶層的形成)
於基材薄膜的保護剝離面使用#7的線棒塗布液晶組成物,形成液晶組成物之層體。
之後,在110℃加熱液晶組成物之層體4分鐘,進行定向處理。藉此,液晶組成物之層體所包含之液晶性化合物定向。
對經施加定向處理之液晶組成物之層體,在氮氣環境下,照射500 mJ/cm2 的紫外線,使液晶組成物之層體固化,形成厚度約2 μm的試樣液晶層。藉此,獲得具有試樣液晶層/基材薄膜之層體構造的多層薄膜。
(試樣液晶層的轉印)
準備於表面附有黏合劑的載玻片。於此載玻片,貼合前述多層薄膜之試樣液晶層側的面。之後,將基材薄膜剝離,獲得具有試樣液晶層/黏合層/載玻片之層體構造的多層體。
(均勻定向的的確認)
將前述多層體裝設於相位差計(Axometrix公司製「AxoScan」)。以試樣液晶層之快軸作為旋轉軸使多層體旋轉,在入射角θ為+50°及-50°分別量測試樣液晶層之延遲。由在入射角θ=+50°之延遲與在入射角θ=-50°之延遲相同,確認到試樣液晶層所包含之液晶性化合物已平行於層平面均勻定向。
(試樣液晶層之面內延遲的量測)
將前述多層體裝設於相位差計(Axometrix公司製之「AxoScan」),在量測波長590 nm量測試樣液晶層之面內延遲。
(試樣液晶層之厚度的量測)
將前述多層體裝設於膜厚量測計(Filmetrix公司製「F-20」),量測試樣液晶層之厚度。
(雙折射Δn的計算)
將如前述所量測之試樣液晶層之面內延遲除以試樣液晶層之厚度,求得液晶性化合物之雙折射Δn。
於前述量測方法中,液晶組成物之製備所使用之氟系界面活性劑及光聚合起始劑不具有雙折射,並且其量為少量。再者,液晶組成物之製備所使用之溶劑,會在試樣液晶層之形成以前揮發。據此,由液晶組成物所包含之氟系界面活性劑、光聚合起始劑及溶劑所致之對於試樣液晶層之雙折射Δn的影響,為小至可無視的程度。因此,藉由使用前述試樣液晶層之前述量測方法,可求得液晶性化合物之雙折射Δn。
[實施例1~4]
(液晶組成物的製備)
混合下述表1所示之逆色散液晶性化合物100重量份、氟系界面活性劑(AGC Seimi Chemical Co., Ltd.製之「S420」)0.2重量份、光聚合起始劑(BASF公司製之「Irgacure OXE04」)4.3重量份、作為溶劑之環戊酮(日本瑞翁公司製)162.3重量份及作為溶劑之1,3-二氧(東邦化學公司製)243.5重量份,獲得液晶組成物。
(基材薄膜的準備)
準備於單面貼合有保護薄膜且由熱塑性之降烯樹脂而成之樹脂薄膜(日本瑞翁公司製之「ZeonorFilm」;厚度100 μm)作為基材薄膜。此基材薄膜係在光學上各向同性的薄膜,故並非對於後述第一固化層、第二固化層及液晶固化層之延遲的量測結果造成影響者。自此基材薄膜剝離保護薄膜,對保護剝離面施加電暈處理。隨後,對電暈處理面施加摩擦處理。
(第一固化層的形成)
於基材薄膜的摩擦處理面使用線棒塗布液晶組成物,形成液晶組成物之層體。
之後,在145℃加熱液晶組成物之層體4分鐘,進行定向處理。在此定向處理之定向溫度,與對應於各實施例及比較例之液晶組成物的試驗組成物之殘留成分黏度呈800 cP以下的溫度條件相同。藉由此定向處理,液晶組成物之層體所包含之逆色散液晶性化合物定向。
對經施加定向處理之液晶組成物之層體,在氮氣環境下,照射500 mJ/cm2 的紫外線,使液晶組成物之層體固化,形成如表1所示之厚度的第一固化層。藉此,獲得具有第一固化層/基材薄膜之層體構造的中間薄膜。
(第一固化層之厚度的量測)
將前述中間薄膜裝設於膜厚量測計(Filmetrix公司製「F-20」),量測第一固化層之厚度。
(第一固化層之面內延遲Re的量測)
使用相位差計(Axometrics公司製之「AxoScan」)來量測前述中間薄膜之第一固化層在量測波長590 nm之面內延遲Re。
(第一固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角Θ的量測)
圖4係用以說明自傾斜方向量測第一固化層300之延遲時之量測方向的立體圖。在圖4中,箭號A1表示第一固化層300之面內的慢軸,箭號A2表示第一固化層300之面內的快軸,箭號A3表示第一固化層300之厚度方向。
將中間薄膜裝設於相位差計(Axometrics公司製「AxoScan」)。以第一固化層300之快軸A2作為旋轉軸使中間薄膜旋轉,如圖4所示在入射角θ為-50°~50°的範圍量測第一固化層300之延遲。據此,前述量測方向A4可設定成相對於第一固化層300之快軸A2垂直。並且,量測波長為590 nm。
自所量測到之延遲R(θ),藉由附屬於前述相位差計的分析軟體(Axometrics公司製的分析軟體「Multi-Layer Analysis」;分析條件為分析波長590 nm、層體分割數量20層),計算第一固化層300所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角Θ。
(第一固化層所包含之逆色散液晶性化合物之傾斜定向性的評價)
將在入射角θ為-50°~50°的範圍所量測之第一固化層之前述延遲R(θ)除以在入射角0°之第一固化層之延遲R(0°),求得延遲比R(θ)/R(0°)。繪製將所求得之延遲比R(θ)/R(0°)定為縱軸且將入射角θ定為橫軸的圖表。
在所獲得之延遲比R(θ)/R(0°)的圖表相對於θ=0°不對稱的情況下,將傾斜定向性判定為「良」。在此情況下,可判斷第一固化層所包含之逆色散液晶性化合物之至少一部分的分子,係相對於第一固化層之層平面傾斜者。
並且,在所獲得之延遲比R(θ)/R(0°)的圖表相對於θ=0°對稱的情況下,將傾斜定向性判定為「不良」。
(由第二固化層的形成所致之液晶固化層的形成)
於中間薄膜的第一固化層之表面使用線棒直接進一步塗布與第一固化層的形成所使用者相同的液晶組成物,形成液晶組成物之層體。
之後,在145℃加熱液晶組成物之層體4分鐘,進行定向處理。藉由此定向處理,液晶組成物之層體所包含之逆色散液晶性化合物定向。
經施加定向處理之液晶組成物之層體,在氮氣環境下,照射500 mJ/cm2 的紫外線,使液晶組成物之層體固化,形成如表1所示之厚度的第二固化層。藉此,獲得具有第二固化層/第一固化層/基材薄膜之層體構造的液晶固化薄膜。在此液晶固化薄膜中,第一固化層及第二固化層的組合相當於液晶固化層。
(第二固化層及液晶固化層之厚度的量測)
將前述液晶固化薄膜裝設於膜厚量測計(Filmetrix公司製「F-20」),量測液晶固化層之厚度。並且,自液晶固化層之厚度減掉第一固化層的厚度,求得第二固化層的厚度。
(第二固化層及液晶固化層之面內延遲Re的量測)
使用相位差計(Axometrics公司製「AxoScan」)來量測前述液晶固化薄膜之液晶固化層在量測波長590 nm之面內延遲Re。並且,自液晶固化層之面內延遲及第一固化層之面內延遲,計算第二固化層之面內延遲。
(第二固化層及液晶固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角Θ的量測)
將液晶固化薄膜裝設於相位差計(Axometrics公司製「AxoScan」)。以液晶固化層之快軸作為旋轉軸使液晶固化薄膜旋轉,在入射角θ為-50°~50°的範圍量測液晶固化層之延遲。據此,前述量測方向可設定成相對於液晶固化層之快軸垂直。並且,量測波長為590 nm。
自所量測到之延遲R(θ),藉由附屬於前述相位差計的分析軟體(Axometrics公司製的分析軟體「Multi-Layer Analysis」;分析條件為分析波長590 nm、層體分割數量20層),計算液晶固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角Θ。此實質最大傾斜角Θ愈大,表示液晶固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的傾斜角在整體上愈大。
再來,使用液晶固化層之整體的逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角、第一固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角,與第一固化層及第二固化層的厚度,計算第二固化層所包含之逆色散液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角。
(液晶固化層所包含之逆色散液晶性化合物之傾斜定向性的評價)
將在入射角θ為-50°~50°的範圍所量測之液晶固化層之前述延遲R(θ)除以在入射角0°之液晶固化層之延遲R(0°),求得延遲比R(θ)/R(0°)。繪製將所求得之延遲比R(θ)/R(0°)定為縱軸且將入射角θ定為橫軸的圖表。
在所獲得之延遲比R(θ)/R(0°)的圖表相對於θ=0°不對稱的情況下,將傾斜定向性判定為「良」。在此情況下,可判斷液晶固化層所包含之逆色散液晶性化合物之至少一部分的分子,係相對於液晶固化層之層平面傾斜者。
並且,在所獲得之延遲比R(θ)/R(0°)的圖表相對於θ=0°對稱的情況下,將傾斜定向性判定為「不良」。
(液晶固化層之逆波長色散性的評價)
使用相位差計(Axometrics公司製「AxoScan」)量測液晶固化薄膜之液晶固化層在量測波長450 nm及550 nm之面內延遲Re(450)及Re(550)。依據此量測結果,以下述基準評價逆波長色散性。
「優」:Re(450)/Re(550)<0.9
「良」:Re(450)/Re(550)<1.0
「不良」:Re(450)/Re(550)>1.0
(液晶固化層之視角特性的評價)
將液晶固化薄膜裝設於相位差計(Axometrix公司製「AxoScan」)。以液晶固化層之快軸作為旋轉軸使液晶固化薄膜旋轉,在入射角θ為+50°及-50°之範圍量測液晶固化層之延遲。據此,前述量測方向可設定成相對於液晶固化層之快軸垂直。並且,量測波長為590 nm。
自在入射角θ=+50°之延遲R(+50°)、在入射角θ=-50°之延遲R(-50°)及在入射角0°之延遲R(0°)(亦即,面內延遲),藉由下述式,計算平均延遲比T(=R(±50°)/R(0°))。T值愈接近1.00,表示可獲得愈良好的視野特性。
T={[R(50°)+R(-50°)]/2}/R(0°)
[比較例1~4]
第一固化層之厚度調整為如表1所示。並且,未進行第二固化層的形成。據此,在比較例1~4中,將第一固化層及中間薄膜視為液晶固化層及液晶固化薄膜來處理。除了以上事項以外,藉由與實施例1~4相同的操作,進行液晶固化薄膜的製造及評價。
[比較例5]
將逆色散液晶性化合物的種類、第一固化層之厚度及第二固化層之厚度調整為如表1所示。除了以上事項以外,藉由與實施例1~4相同的操作,進行液晶固化薄膜的製造及評價。
[結果]
前述實施例及比較例之結果揭示於下述表1。在表1中,簡稱的意義係如同下述。
Δn:逆色散液晶性化合物之雙折射。
Re:面內延遲。
Θ:實質最大傾斜角。
『表1』
[表1.實施例及比較例的結果]
10‧‧‧液晶固化薄膜
20‧‧‧液晶固化薄膜
100‧‧‧液晶固化層
110‧‧‧第一固化層
120‧‧‧第二固化層
200‧‧‧液晶固化層
230‧‧‧第三固化層
240‧‧‧由第一固化層及第二固化層而成之層體部分
300‧‧‧第一固化層
〈圖1〉圖1係繪示本發明之一實施型態相關之液晶固化薄膜的剖面示意圖。
〈圖2〉圖2係繪製某例相關之液晶固化層之延遲比R(θ)/R(0°)相對於入射角θ的圖表。
〈圖3〉圖3係繪示本發明之另一實施型態相關之液晶固化薄膜的剖面示意圖。
〈圖4〉圖4係用以說明自傾斜方向量測第一固化層之延遲時之量測方向的立體圖。

Claims (10)

  1. 一種液晶固化薄膜,其具備液晶固化層,所述液晶固化層由含有「具有逆波長色散性之雙折射的液晶性化合物」之液晶組成物的固化物所形成,而包含定向狀態亦可固定之前述液晶性化合物的分子,其中前述液晶性化合物在量測波長590 nm之雙折射為0.065以下,前述液晶固化層所包含之前述液晶性化合物之至少一部分的分子相對於前述液晶固化層之層平面傾斜,前述液晶固化層包含第一固化層與直接接於前述第一固化層之第二固化層,前述第二固化層所包含之前述液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角,較前述第一固化層所包含之前述液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角還大。
  2. 如請求項1所述之液晶固化薄膜,其中前述液晶性化合物係由下述式(I)或式(II)所示:『化1』『化2』(在前述式(I)及式(II)中,Ga 表示亦可具有取代基之碳數1~30之2價的有機基;Ya 表示化學上的單鍵、-O-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-S-、-S-C(=O)-、-NR12 -C(=O)-、-C(=O)-NR12 -、-O-C(=O)-NR12 -、-NR12 -C(=O)-O-、-S-、-N=N-或-C≡C-;R12 表示氫原子或碳數1~6的烷基;Fx1 及Fx2 分別獨立表示具有芳烴環及芳雜環之至少一者的有機基; Q表示氫原子或亦可具有取代基之碳數1~6的烷基; RI 、RII 、RIII 及RIV 分別獨立表示氫原子、鹵素原子、碳數1~6的烷基、氰基、硝基、至少1個氫原子經鹵素原子取代之碳數1~6的烷基、碳數1~6的烷氧基、-OCF3 、-C(=O)-O-Ra 或-O-C(=O)-Ra ;Ra 表示亦可具有取代基之碳數1~20的烷基、亦可具有取代基之碳數2~20的烯基、亦可具有取代基之碳數3~12的環烷基或亦可具有取代基之碳數6~18的芳烴環基;C-RI 、C-RII 、C-RIII 及C-RIV 之中至少1個亦可為氮原子所取代; R0 分別獨立表示鹵素原子、碳數1~6的烷基、氰基、硝基、至少1個氫原子經鹵素原子取代之碳數1~6的烷基、碳數1~6的烷氧基、-OCF3 、-C(=O)-O-Ra 或-O-C(=O)-Ra ; p表示0~3的整數; p1表示0~4的整數; p2表示0或1; Y1 、Y2 、Y3 、Y4 、Y5 、Y6 、Y7 及Y8 分別獨立表示化學上的單鍵、-O-、-O-CH2 -、-CH2 -O-、-O-CH2 -CH2 -、-CH2 -CH2 -O-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-S-、-S-C(=O)-、-NR13 -C(=O)-、-C(=O)-NR13 -、-CF2 -O-、-O-CF2 -、-CH2 -CH2 -、-CF2 -CF2 -、-O-CH2 -CH2 -O-、-CH=CH-C(=O)-O-、-O-C(=O)-CH=CH-、-CH2 -C(=O)-O-、-O-C(=O)-CH2 -、-CH2 -O-C(=O)-、-C(=O)-O-CH2 -、-CH2 -CH2 -C(=O)-O-、-O-C(=O)-CH2 -CH2 -、-CH2 -CH2 -O-C(=O)-、-C(=O)-O-CH2 -CH2 -、-CH=CH-、-N=CH-、-CH=N-、-N=C(CH3 )-、-C(CH3 )=N-、-N=N-或-C≡C-;R13 表示氫原子或碳數1~6的烷基; A1 、A2 、B1 及B2 分別獨立表示亦可具有取代基的脂環基或亦可具有取代基的芳基; G1 及G2 分別獨立表示選自由亦可具有取代基之碳數1~30之2價的脂族烴基,以及亦可具有取代基之碳數3~30之2價的脂族烴基所包含之至少一個-CH2 -經-O-、-S-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-O-、-NR14 -C(=O)-、-C(=O)-NR14 -、-NR14 -或-C(=O)-取代之基(惟排除2個以上-O-或-S-分別鄰接而中介的情況)而成之群組之任一有機基;R14 表示氫原子或碳數1~6的烷基; P1 及P2 分別獨立表示亦可由鹵素原子或甲基取代之碳數2~10的烯基; m及n分別獨立表示0或1)。
  3. 一種第一固化層,其係由含有「具有逆波長色散性之雙折射的液晶性化合物」之液晶組成物的固化物所形成,而包含定向狀態亦可固定之液晶性化合物之分子的第一固化層,其中前述液晶性化合物在量測波長590 nm之雙折射為0.065以下,前述第一固化層所包含之前述液晶性化合物之至少一部分的分子相對於前述第一固化層之層平面傾斜,前述第一固化層在量測波長590 nm之面內延遲為20 nm以上且未達80 nm。
  4. 如請求項1所述之液晶固化薄膜,其中前述第一固化層可發揮作為定向膜的功能,所述定向膜會增大前述第二固化層所包含之前述液晶性化合物之分子的傾斜角。
  5. 如請求項1所述之液晶固化薄膜,其中前述液晶固化層所包含之前述液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角為40°以上且85°以下。
  6. 如請求項1所述之液晶固化薄膜,其中前述液晶固化層的厚度為10 μm以下。
  7. 如請求項1所述之液晶固化薄膜,其中前述液晶固化層可發揮作為1/4波長板的功能。
  8. 一種液晶固化薄膜的製造方法,其係如請求項1、2及4至7之任一項所述之液晶固化薄膜的製造方法,包含:形成包含前述液晶性化合物之第一液晶組成物之層體的工序; 使前述第一液晶組成物之層體所包含之前述液晶性化合物定向的工序; 使前述第一液晶組成物之層體固化以形成第一固化層的工序; 於前述第一固化層上直接形成包含液晶性化合物之第二液晶組成物之層體的工序,所述液晶性化合物與前述第一液晶組成物所包含之前述液晶性化合物相同或相異; 使前述第二液晶組成物之層體所包含之前述液晶性化合物定向的工序;與 使前述第二液晶組成物之層體固化以形成第二固化層的工序。
  9. 一種偏光板,其包含液晶固化層與直線偏光件,所述液晶固化層由含有「具有逆波長色散性之雙折射的液晶性化合物」之液晶組成物的固化物所形成,而包含定向狀態亦可固定之前述液晶性化合物的分子,其中前述液晶性化合物在量測波長590 nm之雙折射為0.065以下, 前述液晶固化層所包含之前述液晶性化合物之至少一部分的分子相對於前述液晶固化層之層平面傾斜, 前述液晶固化層包含第一固化層與直接接於前述第一固化層之第二固化層, 前述第二固化層所包含之前述液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角,較前述第一固化層所包含之前述液晶性化合物之分子的實質最大傾斜角還大。
  10. 一種有機電致發光顯示裝置,其包含如請求項9所述之偏光板。
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