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Description
1378990 . ⑴ '· 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 、 本發明係有關,具有聚合性部位與液晶構造部位之聚 、 合性化合物及含有此等之聚合性液晶組成物,以及使用此 等而得之聚合物及薄膜者。又,其用途爲顯示裝置或記錄 材料等具有光學特性之材料’尤其液晶顯示用之偏光板及 相位差板等光學補償薄膜。 【先前技術】 由於液晶顯示裝置之顯示品質的提升或輕量化等之要 求’作爲偏光板或相位差板等光學補償薄膜,控制內部之 分子定向構造的高分子薄膜之要求更爲升高。因此,進行 利用具有聚合性液晶化合物之光學各向異性的薄膜之開發 。於此所使用之聚合性液晶化合物,一般而言,係具有聚 合性基與液晶構造部位(具有保持間隔構件部與中間部之 φ 構造部位)的液晶化合物,聚合性基廣泛使用丙烯酸系基 。使用如此之聚合性液晶化合物而得的聚合物,可在液晶 狀態藉由照射紫外線等放射線予以聚合之方法而得。例如 ’將具有丙烯酸酯系基之特定的聚合性液晶化合物負載於 支撐體間’使該化合物保持於液晶狀態,照射放射線予以 聚合之方法(例如參照專利文獻1),或在具有丙烯酸系 基之兩種聚合性液晶化合物之混合物,或於該混合物中混 合開拉魯液晶的組成物中,添加光聚合引發劑,照射紫外 線而得聚合物(例如參照專利文獻2 ) ^ -4- (2) 1378990 又有,將使用聚合性液晶組成物,使 晶狀態硬化,另一方之區域在各向同性液 之多區域薄膜,使用於相位差薄膜之提案 透過型液晶顯示之辨識性的報告(例如# )。 如上所述,在使用聚合性液晶化合物 薄膜的製造製程中,使用處理性良好之聚 在工業上有其優點;關於此點,要求在通 境下顯現穩定的液晶狀態、結晶化溫度低 成物。又,在多區域薄膜中,於各向同性 合之區域的透明性亦非常重要。 專利文獻1 :特開昭62-7 04 07號公報 專利文獻2 :特開平9-208957號公報 非專利文獻 1 : C. Doornkamp et al. 技術論文摘要」,美國,35卷,670頁。 【發明內容】 [發明所欲解決之課題] 本發明鑑於上述各項問題,其第1目 身具有聚合性,添加於聚合性液晶化合物 組成物時,可使其結晶化溫度(Tc)降低 化合物。 又,第2目的爲提供,以含此聚合性 晶化溫度低,在通常之環境下顯示穩定的 一方之區域在液 體狀態硬化而得 ,藉此可提升半 i照非專利文獻1 之光學各向異性 合性液晶組成物 常之製造製程環 之聚合性液晶組 液體狀態予以聚 「2004年SID國際 的爲提供,其本 作爲聚合性液晶 之新穎的聚合性 化合物所構成結 液晶性之聚合性 -5- (3) (3)1378990 液晶組成物β 進而’第3目的爲提供,使用此等聚合性化合物、聚 合性液晶組成物所得之薄膜。 又’第4目的爲提供,將上述聚合性液晶組成物在各 向同性液體狀態聚合所得之高透明性薄膜。 [課題之解決手段] 本發明的工作同仁爲解決上述課題,經深入探討與不 斷硏究之結果發現,具有環外亞甲基構造部位與液晶構造 部位之聚合性化合物,與聚合性液晶化合物之相溶性良好 ’及將此聚合性化合物添加於聚合性液晶化合物中作爲聚 合性液晶組成物之情況,可使該組成物之結晶化溫度降低 ,完成本發明。 即,本發明提供: (1)—種聚合性化合物,其特徵爲下述式[1]所示者 [化1] C02Et H2C=C-CH2-〇-(CH2)—O-X^X2-^3 [1] (式中,η爲1~12之整數;X1爲2價之苯基、聯苯基、 或環己基;X2爲2價之苯基、聯苯基、環己基、-COO-、- OCO-、-HC = N-、或-N = CH-、X3 爲 CN基、CF3基' 鹵原子 、氫原子 '碳數1~6之院氧基、或碳數1~1〇之院基)。 -6- (4) (4)1378990 (2) 如上述(1)記載之聚合性化合物,其中χΐ爲2 價之苯基,X2爲2價之苯基或環己基,X3爲CN基、碳數 1〜6之院氧基、碳數i~10之垸基或鹵原子;且η爲5〜12之整 數。 (3) 如上述(1)或(2)項記載之聚合性化合物, 其中X1爲2價之苯基,X2爲2價之苯基,X3爲CN基;且η爲 8〜1 0之整數。 (4) 一種聚合性液晶組成物,其特徵爲含有上述(1 )或(2)記載之聚合性化合物的至少1種、與1種以上之 聚合性液晶化合物。 (5 )如上述(4 )記載之聚合性液晶組成物,其中含 有上述(3 )記載之聚合性化合物。 (6) —種聚合物,其特徵爲使用上述(1)〜(3)項 中任一項記載之聚合性化合物的至少一種而得。 (7) —種薄膜,其特徵爲使用上述(1)〜(3)項中 任一項記載之聚合性化合物的至少一種而得。 (8) —種聚合物,其特徵爲使用上述(4)或(5) 項記載之聚合性液晶組成物所得。 (9) 一種薄膜,其特徵爲使用上述(4)或(5)項 記載之聚合性液晶組成物所得。 (10) —種薄膜之形成方法,其特徵爲包含將上述( 4 )或(5 )項記載之聚合性液晶組成物,藉由旋轉塗佈, 塗佈於基材,照射紫外線之步驟。 (11) 一種薄膜之形成方法,其特徵爲包含將上述( (5) 1378990 4)或(5)項記載之聚合性液晶組成物,藉由旋轉塗佈, 塗佈於基材後,進行加熱,吹送氮氣同時照射紫外線之步 驟。 [發明之功效] 本發明之聚合性化合物,除與聚合性液晶化合物之相 溶性良好以外’添加於聚合性液晶化合物中,可使結晶化 φ 溫度降低。因此·’含有此聚合性化合物之本發明的聚合性 液晶組成物’在通常環境下顯示穩定之液晶狀態,處理性 良好。 又’將由本發明之聚合性化合物中呈現液晶性者所成 的聚合性液晶組成物,在各向同性液體狀態進行聚合之情 況,可獲得透明性高的薄膜。 [發明之實施形態] φ 更詳細說明本發明如下。 [用語之定義] 此說明書中之用語說明如下。所謂「聚合性化合物」 ’係指例如具有丙烯酸系基之可聚合部位的化合物之意。 所謂「聚合性液晶化合物」,係指分子中具有丙烯酸系基 或內酯環等可聚合部位與液晶構造部位,且呈液晶相的化 合物之意。所謂「液晶構造」,係指具有一般表示液晶分 子時所使用之保持間隔構件部與中間部的構造之意。所謂 (6) (6)1378990 「聚合性液晶組成物」,係指含有以聚合性液晶化合物之 混合物、或聚合性液晶化合物與聚合性化合物之混合物爲 主成份的組成物,且具有呈液晶相之特性的組成物之意。 又’ 「液晶性」係指呈液晶相之意。 [聚合性化合物] 本發明之聚合性化合物,係具有可聚合部位之環外亞 甲基構造部位與液晶構造部位的化合物,如式[1 ]所示者。 [化2] C02Et H2C=C-CH2-〇_(CH2)£-〇 —X1—χ2-χ3 [1] 式[1]中,X1爲2價之苯基、聯苯基、或環己基,較佳 爲2價之苯基。 X2爲2價之苯基、聯苯基、環己基、-(:〇〇-、-〇(:〇-、-HC = N-、或-N = CH-,較佳爲2價之苯基、或環己基。 X3爲CN基、CF3基、鹵原子、氫原子' 碳數卜6.之院 氧基、或碳數1〜1〇之烷基,較佳爲CN基、碳數1〜6之烷氧 基、碳數1〜1Q之院基、或齒原子。 η爲1〜12之整數,較佳爲5〜12之整數,更佳爲8〜1〇之 整數。 於此,碳數1~1〇之烷基有甲基、乙基、正丙基、寒丙 基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基等β 碳數1〜6之院氧基有甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異 -9 - (7) 1378990 丙氧基 '正丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、正 己氧基等》 本發明之式[1]所示之聚合性化合物中,更佳之形態係 ,X1爲2價之苯基,X2爲2價之苯基或環己基,X3爲CN基 、碳數1〜6之烷氧基、碳數1〜10之烷基或鹵原子,且η爲 5~12之整數。 如此的聚合性化合物之例,有下述之化合物等,並非 限定於此等者。 [化3]
CO〇Et
-〇-〇-(CH2)4CH: CO^Et
CO〇Et
CO〇Et
C〇2Et (CH2)6CH3 CO〇Et
C〇2Et '°-〇-〇-〇ch3 [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] 上述[1]所示之聚合性化合物中,如下述式[9]所示之 -10- (8) (8)
[9] 1378990 x爲2價之苯基,χ2爲2價之苯基,χ3爲cn基, 之整數的化合物,係呈液晶性之聚合性液晶化合 [化4] C〇2Et H2C=C-CH2-〇-(CH2)r.〇 (式中11爲8~10之整數)。 上述[1]所示之聚合性化合物,與聚合性液曰气 相溶性優越之故’可與聚合性液晶化合物良好泪 果可使作爲聚合性液晶組成物之結晶化溫度降低 並非如此即確定聚合性液晶組成物之結晶仰 的作用效果;本發明之聚合性化合物所具有的環 構造部位’推測係妨礙結晶化,使結晶化溫度阔 者。 還有,式[9]所示之聚合性化合物,係呈液晶 性液晶化合物,可將後述的聚合性液晶組成物之 的能使用爲聚合性化合物’作爲聚合性液晶化合 [聚合性化合物之合成] 本發明之聚合性化合物的合成方法,可藉 合成化學中之方法予以合成。例如可使用下述 合成,並非限定於其。 本發明之式Π]所示的聚合性化合物,可如 π 爲 8 ~ 1 0 物。 化合物的 合,其結 〇 溫度降低 外亞甲基 低之作用 性之聚合 式[1 ]所示 物使用。 組合有機 方法予以 述之合成 -11 - (9) 1378990 與化合物(i ) 流程(A)所示,使2-(溴甲基)丙烯酸酯 所示之醇反應,合成而得β [化5] C02Et + H〇-(CH2)n-〇--X1-x2_X3 (i) ㈧ ~(CH2)n-〇—X1-X2—X3
合成流程(A )中,式(丨)所示之醇 成流程(B)中式(ii)所示之醇與6_溴-i 醇反應,合成而得。 ,可將下述的合 -己醇等末端溴 [化6] HO-(CH2)n-Br+ HO-X^-Xg (ϋ) ^ HO-(CH2)n-〇-x1-x2-x3• ⑴ 還有’上述合成流程(A)及(B)所4 應需求可使用市售之化合物,亦可採用另夕 [聚合性液晶組合物] 本發明的聚合性液晶組成物之一形態, 示之聚合性化合物中的至少1種,與1種以_ 化合物的聚合性液晶組成物。 用之原料,因 合成者。 爲含有式[1]所 之聚合性液晶 -12- (10) (10)1378990 此聚合性液晶組成物中使用之聚合性液晶化合物,具 有與上述式[1]所示之聚合性化合物的相溶性,上述式[1] 所示之聚合性化合物共存的聚合性液晶組成物爲呈現液晶 性之化合物時,沒有特別的限制。 一般而言,爲具有可聚合之基的丙烯酸系基,與具有 所謂保持間隔構件部位及中間部位之構造的化合物。還有 ,聚合性液晶化合物,可爲單官能性或多官能性。 如此之聚合性液晶化合物的具體例,有式[10]〜[15]之 化.合物等,並非限定於此等者。
本發明之聚合性液晶組成物中,聚合性液晶化合物之 配合量’相對於式[1]之聚合性化合物1〇〇質量份,以 -13- (11) (11)1378990 3 00〜1,800質量份爲佳’更佳爲500~900質量份。使用2種 以上之聚合性液晶化合物之情況,其合計配合量以滿足上 述範圍爲佳。 還有,如上所述,式[9]所示之聚合性化合物爲聚合性 液晶化合物,可使用爲構成聚合性液晶組成物之聚合性液 晶化合物》其時,可複數種組合使用。 本發明之聚合性液晶組成物的另一形態,爲含有上述 式[9]所示之聚合性化合物的1種或2種以上之聚合性液晶組 成物。此情況,式[9]所示之聚合性化合物爲呈現液晶性的 聚合性液晶化合物之故,可倂用或不倂用式[9]所'示之聚合 性化合物以外的其他之聚合性液晶化合物。倂用式[9]所示 之聚合性化合物以外的其他之聚合性液晶化合物時,相對 於式[9]所示之聚合性化合物100質量份,以1,800質量份以 下爲佳,更佳爲900質量份以下。 此聚合性液晶組成物之例有,含有上述式[9 ]所示之聚 合性液晶化合物中之2種者。具體而言有,含有上述式[9] 中η爲8之化合物與n爲10之化合物的組成等。 如上所述,本發明之聚合性液晶組成物有2種形態, 其任一種與不含本發明之聚合性化合物的組成物比較,結 晶化溫度降低。因此,在通常之環境下呈現穩定的液晶性 。進而,此液晶性在室溫爲二結晶型互變性的液晶相之情 況,液晶狀態更穩定化,易於處理之故,甚爲適合》 本發明之聚合性液晶組成物,在不損及本發明之效果 的範圍,可混合本發明以外之聚合性化合物、或不具聚合 -14- (12) 1378990 性基之液晶化合物(以下稱爲其他之混合物)的1種或2種 以上。其時,本發明以外之聚合性化合物可爲單官能性或 '* 多官能性。 - 如此的化合物之例有,向列液晶、強介電性液晶、及 市售之液晶組成物等。 上述其他之混合物的配合量,配合於含有上述式[1]所 示之聚合性化合物與聚合性液晶化合物(含式[9]所示之聚 φ 合性液晶化合物)的聚合性液晶組成物之情況,或配合於 含有2種以上之上述式[9]所示的聚合性化合物之聚合性液 晶組成物的情況,相對於分別之組成物中的聚合性液晶化 合物之合計量(以下稱爲合計聚合性液晶化合物)丨00質 量份,均以1 G質量份以下爲佳。 還有’聚合性化合物爲單獨使用[9]之聚合性液晶化合 物的情況’亦以上述之合計聚合性液晶化合物處理。 又,本發明之聚合性液晶組成物中,以提升其聚合反 φ 應性爲目的’可添加光聚合引發劑及熱聚合引發劑。 光聚合引發劑有,例如吉巴•特殊化學品公司製之依 魯加丘爾(註冊商標,商品名,以下均同)184、651、 500 、 2959 、 369 、 907 、 300 、 819 、 1700 、 1800 、 1850 、 784等。並非限定於此等者。如此之光聚合引發劑可複數 種組合使用。 添加如此之光聚合引發劑時,其添加量,相對於合計 聚合性液晶化合物100質量份,以5質量份以下爲佳,更佳 爲1質量份以下。 -15- (13) (13)1378990 熱聚合引發劑有,例如AIBN等。如此之熱聚合引發 劑可複數種組合使用;其添加量,相對於合計聚合性液晶 化合物100質量份,以5質量份以下爲佳,更佳爲1質量份 以下》 又’本發明之聚合性液晶組成物,爲提升其儲存穩定 性,可添加對苯二酚類、或對苯二酚單烷基醚類等穩定劑 。例如甲基對苯二酚、2,6-二叔丁基-對-甲酚等。此等穩 定劑可複數種組合使用,其添加量,相對於合計聚合性液 晶化合物100質量份,以0.1質量份以下爲佳。 又’本發明之聚合性液晶組成物,以提升與基板之密 著性爲目的可含有密著促進劑。其時,複數種之密著促進 劑可組合使用。 如此的密著促進劑之具體例有,三甲基氯矽烷、二甲 基乙烯基氯矽烷、甲基二苯基氯矽烷、氯甲基二甲基氯矽 烷等氯矽烷類;三甲基甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷 、甲基二甲氧基矽烷 '二甲基乙烯基乙氧基矽烷、二苯基 二甲氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷等烷氧基矽烷類;六甲 基二矽氨烷、Ν,Ν’-雙(三甲基甲矽烷基)尿素、二甲基 三甲基甲矽烷基胺、三甲基甲矽烷基咪唑等矽氨烷類;乙 烯基三氯矽烷、r-氯丙基三甲氧基矽烷、r-胺基丙基三 乙氧基矽烷、r-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基矽烷、r-環 氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、r-(N-哌啶基)丙基三甲 氧基矽烷等矽烷類;苯并三唑、苯并咪唑、吲哩、咪唑、 2-巯基苯并咪唑、2-锍基苯并噻唑、2-锍基苯并噁唑、尿 -16- (14) (14)1378990 唑、硫尿嘧啶、锍基咪唑、锍基嘧啶等雜環狀化合物; 1,卜二甲基脲、1,3-二甲基脲等脲或硫脲化合物等。 本發明之聚合性液晶組成物中可添加有機溶劑。其時 ’在含有有機溶劑之狀態,可不呈現液晶性。 有機溶劑有,例如四氫呋喃、二噁烷等醚類;苯 '甲 苯、二甲苯等芳香族烴類;N,N-二甲基甲醯胺' N_甲基_ 2-吡咯烷酮等極性溶劑;乙酸乙酯、乙酸丁酯 '乳酸乙酯 等酯類、3-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧 基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸乙酯、2-乙氧基丙酸乙酯等烷氧基酯類;乙二醇二甲醚、丙二醇二 甲醚等二醇二烷基醚類;二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙 醚、二乙二醇甲乙醚、二丙二醇二甲醚等雙二醇二烷基醚 類、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、丙二醇單甲醚、丙二 醇單乙醚等二醇單烷基醚類;二乙二醇單甲醚、二乙二醇 單乙醚、二丙二醇單甲醚、二丙二醇單乙醚等雙二醇單烷 基醚類;丙二醇單甲醚乙酸酯、卡必醇乙酸酯、乙基溶纖 劑乙酸酯等二醇單烷基醚酯類;環己酮、甲乙酮、甲異丁 酮、2-庚酮等酮類等。 此等有機溶劑,可單獨或2種以上組合使用。其中從 對地球環境、操作環境之安全性的觀點而言,以丙二醇單 甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯、乳酸乙酯爲佳。 進而’本發明之聚合性液晶組成物,以提升與基板之 親和性爲目的,可含有界面活性劑。如此之界面活性劑, 對氟系界面活性劑、聚矽氧界面活性劑、非離子系界面活 -17- (15) (15)1378990 性劑沒有特別的限制,以與基板之親和性改善效果高的氟 系界面活性劑爲佳》 氟系界面活性劑之具體例有(以下爲商品名),耶夫 多普EF301、EF303、EF352 (多凱姆產品公司製),美加 華庫F171、F173、R-30(大日本油墨化學工業股份有限公 司製),夫袼拉多FC430、FC431 (住友3M股份有限公司 製),阿薩喜加多AG 710、薩夫龍S-382、SC101、SC102 、SC103、 SC104、 SC105、 SC106(旭硝子股份有限公司 製)等,並非限定於此等者。又,界面活性劑可複數種組 合使用。 較佳的聚合性液晶組成物之例有,式[1]所示之聚合性 化合物爲100質量份,1種以上之聚合性液晶化合物爲 3 00〜900質量份,光引發劑5質量份以下之聚合性液晶組成 物;或式[9]所示之聚合性化合物爲100質量份,聚合性液 晶性化合物爲900質量份以下之聚合性液晶組成物等。 獲得本發明之聚合性液晶組成物的方法,沒有特別的 限制。可將聚合性液晶組成物之構成要素一起混合,亦可 依順序混合。此時,一種成份由複數種之化合物所成時, 可在預先將此等混合之狀態,混合其他之成份;亦可個別 依順序添加。 本發明之聚合性液晶組成物,在製造光學各向異性體 之際’爲防止在液晶狀態進行光聚合引起非意圖之熱聚合 、容易進行分子之均句定向狀態的固定之故,以在室溫下 顯示二結晶型互變性之液晶相爲佳。又,聚合性液晶組成 -18- (16) 1378990 物含有有機溶劑之情況,在去除溶劑之際,以在室溫下顯 示二結晶型互變性之液晶相爲佳。 " [聚合物及薄膜] 本發明之聚合性液晶化合物(使用式[9]所示之聚合性 液晶化合物之情況)’或聚合性液晶組成物,可藉由照射 光或加熱成爲聚合物。還有,由本發明之聚合性液晶化合 # 物或聚合性液晶組成物而得聚合物時,可使用上述聚合性 液晶組成物所述之光引發劑、熱聚合引發劑、增感劑等分 別記載之量。又’聚合性液晶化合物之情況,可使用將合 計聚合性液晶性化合物1 0 0質量份取代爲聚合性液晶化合 物100質量份之量的對應量。還有,可使用由聚合性化合 物而得聚合物時之相同量。 又,獲得薄膜之方法有,在2枚基板間挾持聚合性液 晶化合物或聚合性液晶組成物,照射光予以聚合之方法; # 藉由旋轉塗佈或鑄造等方法聚合性液晶化合物或聚合性液 晶組成物塗佈於基板,照射光之方法等。 基板’可使用玻璃、石英、塑料薄片、瀘色片、三乙 醯基纖維素(TAC)等塑料薄膜等。又,亦可使用將在此 等基板之一方形成ITO等機能性薄膜的玻璃、塑料薄片、 塑料薄膜' 不銹鋼、鉻或鋁等金屬,進行電鍍或蒸鍍之皮 帶或轉筒等。又,爲提升薄膜的定向性之目的,以在基板 上施行定向處理爲佳。定向處理之方法一般而言有,將含 有聚醯亞胺先驅物、聚醯亞胺、或聚乙稀基肉桂酸醋等之 -19- (17) 1378990 定向材料進行塗佈,經硏磨或照射偏光紫外線予以定向處 理之方法;形成二氧化矽之斜法蒸鍍膜的方法;或形成蘭 米爾膜之方法等。 -· 在2枚之基板間挾持聚合性液晶化合物或聚合性液晶 組成物的方法中’藉由保持間隔構件等在2枚基板間製成 形成空隙之元件,以毛細現象或使元件之空隙減壓等方法 ’將聚合性液晶化合物或聚合性液晶組成物注入元件後, φ 照射光予以聚合。 又,更簡便的方法有,在設置保持間隔構件等之基板 上’裝載聚合性液晶化合物或聚合性液晶組成物後,將另 一方之基板重疊製成元件,照射光予以聚合之方法。其時 ’聚合性液晶化合物或聚合性液晶組成物可使用經流動化 者’可在裝載於基板後藉由加熱等進行流動化。但是,必 要在將另一方的基板重疊前,使聚合性液晶化合物或聚合 性液晶組成物流動化。 ^ 將聚合性液晶化合物或聚合性液晶組成物塗佈的方法 中’在將此等化合物或液晶組成物塗佈之步驟或藉由光或 熱予以聚合之步驟的中途,因應需求可增加以加熱板等加 熱之步驟。此步驟’尤其使用含有有機溶劑之聚合性液晶 化合物或聚合性液晶組成物時,能有效去除有機溶劑。 又’在空氣中難以聚合之情況,可在使用氮氣或氬氣 等惰性氣體大幅度減少氧之大氣氣體環境中進行聚合,或 簡便的吹氮氣等之方法。 在上述之任一方法中,聚合性液晶化合物或聚合性液 -20- (18) (18)1378990 晶組成物在呈現液晶相之狀態下予以聚合,可獲得具有經 定向之光學各向異性的薄膜。 又’爲獲得每一相鄰區域具有不同定向之多區域狀態 的聚合物,在聚合步驟中使用多區域化之方法,或基板之 定向處理採用多區域化的方法。 其次,舉例說明藉由塗佈形成薄膜之方法的具體例。 首先’將聚合性液晶組成物以旋轉塗佈,塗佈於基板上, 在加熱板上加熱至聚合性液晶組成物成爲各向同性液體狀 態,保持20秒〜5分鐘。接著,聚合性液晶組成物冷卻至顯 示液晶的溫度區域,成爲液晶狀態。其後,在氮氣氣體環 境下或吹送氮氣,同時藉由高壓水銀燈等照射紫外線進行 聚合,可得具有經定向之光學各向異性的薄膜。 在聚合步驟進行多區域化之方法,係在液晶狀態之聚 合性液晶化合物或聚合性液晶組成物中,介著光罩以紫外 線曝光形成聚合的區域,殘留之區域在各向同性液體狀態 予以聚合的方法等。 又,使基板之定向處理多區域化的方法有,將在基板 上形成之定向材料介著光罩予以硏磨的方法,或介著光罩 照射紫外線之方法等。藉由如此之方法,可獲得經硏磨區 域及照射紫外線區域爲定向處理部份,其他爲未處理部份 之多區域化的基板。形成於此多區域化基板上之聚合性液 晶化合物或聚合性液晶組成物,受定向材料層之影響而多 區域化。如此之定向處理方法以外,可使用利用電場、磁 場之方法。 -21 - (19) (19)1378990 本發明之聚合性化合物,與聚合性液晶組成物之相溶 性良好;又,添加於其聚合性液晶組成物,可使結晶化溫 度降低。因此,本發明之聚合性液晶組成物,可提供在通 常環境下之處理性良好,具有光學各向異性之聚合物,能 使用於偏光板或相位差板等。 又,使用本發明之聚合性化合物中的呈現液晶性者之 聚合性液晶組成物,在各向同性液體狀態進行聚合時,可 獲得高透明性之聚合物。因此,能適合使用於多區域薄膜 【實施方式】 以實施例及比較例更具體說明本發明如下;本發明並 非限定於下述實施例者。還有,實施例中各物性之測定法 及測定條件,如下述之說明。 [1] NMR之測定 將化合物溶解於重氫化氯仿中,採用3 00MHz之1 H-NMR (曰本電子股份有限公司製)測定。 [2] 液晶相之觀測 液晶相之確認,係將試料在加熱器(MATS-2002S, 東海喜多公司製)加熱,採用偏光顯微鏡(尼控股份有限 公司製)進行觀測。採用馬庫賽遠斯公司製之差示掃描熱 分析裝置(DSC3100SR)(以下簡稱DSC )測定相轉移溫 -22- (21) (21)1378990 醇、2.3g(16.4mmol)之碳酸鉀、及25ml之丙酮,安裝回 流管及球栓,於63 °C回流下攪拌48小時同時進行反應。反 應完成後將反應液過濾。在減壓下餾去溶劑。於殘渣中加 入乙酸乙酯(50ml)與1N鹽酸(50ml) ,於有機層萃取反 暉生成物。以飽和食鹽水(50ml )洗淨有機層後’加入無 水硫酸鎂脫水乾燥,在過濾後於減壓下餾去溶劑。將殘渣 溶解於己烷/乙酸乙酯(3/1),藉由二氧化矽筒柱光譜儀 (二氧化矽凝膠:梅魯庫公司製,二氧化矽凝膠60、己烷 /乙酸乙酯=3/1 )精製後,於減壓下將溶劑餾去,進而減壓 乾燥,即得2.4g之白色固體。 以NMR測定此白色固體之結果如下所示。由此結果確 認,所得白色固體爲下述式(P1)所示之中間體化合物。 (收率8 3 % )。 'H-NMRCSOOMHz, CDC13) : δ 7.14-7.06(m, 2H), 6.85- 6.77(m, 2H), 3.93(t, 2H), 3.64(t, 2H), 2.39(tt, 1H), 1.93-1 . 1 5(m, 23H),1 .15-0.95(m,2H), 0.89(t,3H)。 [化8] (CH2)4ch3 (P1) 其次,在50ml二口茄型燒瓶中,加入上述所得中間體 化合物(PI) 1.79g(5.2mmol)、氫化鈉 0.24g(5.5mmol )、及四氫呋喃(以下簡稱THF) 15ml,安裝橡膠栓與氮 氣入口。將所得溶液攪拌同時加入2-(溴甲基)丙烯酸酯 -24- (22) 1378990 1,0g ( 5.4mmol ),於室溫下攪拌24小時同時反應。反應 完成後,於反應液中加入1N鹽酸(50ml)與乙酸乙酯( * 50ml ),於有機層萃取反應生成物。以飽和食鹽水(50ml - )洗淨有機層後,加入無水硫酸鎂脫水乾燥,在過濾後, 於減壓下餾去溶劑。將殘渣溶解於己烷/乙酸乙酯(3/1) ,藉由二氧化矽筒柱色譜儀(二氧化矽凝膠:梅魯庫公司 製,二氧化矽凝膠60、己烷/乙酸乙酯=3/1)精製後,於減 φ 壓下餾去溶媒即得1.7g之白色固體。 以NMR測定此白色固體之結果如下所示。由此結果確 認所得白色固體爲下述式(Q1)所示之目標的聚合性化合 物(收率7 2 % )。 1H-NMR(3 00MHz, CDC13) : <5 7 · 1 4 - 7.0 6 (m, 2H), 6.85- 6.77(m, 2H), 6.28(dd, 1H), 5.85(dd, 1H), 4.28-4.15(m, 4H), 3.93(t, 2H), 3.49(ts 2H), 2.40(tt, 1H), 1.93-1.15(m, 26H),1.15-0.95(m,2H),0.89(t, 3H)。 [化9] C02Et 人0 八〜^^~〇~(ch2)4ch3 (Q1) [實施例2]聚合性化合物(Q2)之合成 在20 〇ml茄型燒瓶中,加入6·溴-1-己醇11.3g( 62.5mmol ) 、4’-氟-4-羥基聯苯 l〇.7g(56.9mmol)、碳酸 鉀15.8g ( 113.7mmol)、及二甲基甲醯胺(以下簡稱DMF )100ml,安裝冷卻管,於7(rc下攪拌9小時同時進行反應 -25- (23) (23)1378990 。反應完成後,將反應液注入3N鹽酸(5 00ml )中,將析 出之白色固體過濾後,以純水500ml洗淨3次’即得白色固 體 1 5.8g。 以NMR測定此白色固體之結果如下所示。由此結果確 認所得白色固體爲下述式(P2 )所示之中間體化合物(收 率 9 6 % )。 W-NMRUOOMHz, CDC13) : δ 7.54-7.44(m5 4H), 7.12- 7.05(m, 2H), 6.95(d, 2H), 4.00(t, 2H), 3.67(t, 2H), 1.89-1.77(m, 2H), 1.6 8 - 1. 3 7 (m,6 H) ° [化 10] 其次,在50ml二口茄型燒瓶中,加入上述所得中間體 化合物(P2) 3.2g ( ll.Ommol) '氣化鈉 〇.53g( l2.1mmol)、及THF20ml,安裝橡皮栓 '氮氣入口,加入 2_(溴甲基)丙烯酸酯1.9g( 10.5mmol ),於室溫下攪拌 23小時同時進行反應。反應完成後,於反應液中加入1N鹽 酸(50ml)與乙酸乙酯(50ml),於有機層萃取反應生成 物》以飽和食鹽水(5〇ml )洗淨有機層後’加入無水硫酸 鎂脫水乾燥,在過濾後’於減壓下餾去溶劑。將殘渣溶解 於己烷/氯仿/乙酸乙酯(15/2/3 ),藉由二氧化矽筒柱色 譜儀(二氧化矽凝膠:梅魯庫公司製,二氧化矽凝膠60、 己烷/氯仿/乙酸乙酯5/2/3 )精製後,於減壓下餾去溶劑 -26- (24) 1378990 ,即得2.Og之白色固體。 以N MR測定此白色固體之結果如下所示。由此結 、 認所得白色固體爲下述式(Q2)所示之目標的聚合性 ••物(收率47%) » 1 H-NMR(3 00MHz, CDC13) : <5 7.5 4 - 7.4 3 (m,4 Η), 7.04(m, 2H), 6.95(d, 2H), 6.29(d, 1H)S 5.86(d, 1H), 4.16(m, 4H), 3.99(t, 2H), 3.51(t, 2H), 1.87- 1.75(m, 1.7 1 · 1 · 5 9 (m,2 H ),1 · 5 8 -1 · 4 1 (m,4 H),1 _ 3 0 (t,3 H)。 [化 11] C02Et 人 (Q2) [實施例3]聚合性化合物(Q3)之合成 在50ml二口茄型燒瓶中,加入4’-羥基-4-聯苯腈 (lO.Ommol) 、6 -溴-1-己醇 2.0g ( 10.7mmol)、碳 2.9g ( 20.5mmol)、及丙酮30ml,安裝回流管及球检 6 3 °C回流下攪拌4 8小時同時進行反應。反應完成後, 應液過濾,在減壓下餾去溶劑。於殘渣中加入乙酸乙 50ml)與1N鹽酸(50ml),在有機層萃取反應生成物 飽和食鹽水(50ml )洗淨有機層後,加入無水硫酸鎂 乾燥,過濾後,於減壓下餾去溶劑。將殘渣溶解於乙 酯,藉由二氧化矽筒柱色譜儀(二氧化矽凝膠:梅魯 司製,二氧化矽凝膠60、己烷/乙酸乙酯=2/1)精製後 減壓下將溶劑餾去,進而減壓乾燥,即得2.1g之白色 果確 化合 7.15· L28- 2H), 2.0g 酸鉀 。於 將反 酯( 。以 脫水 酸乙 庫公 ,於 固體 -27- (25) (25)1378990 以NMR測定此白色固體之結果如下所示。由此結果確 認所得白色固體爲下述式(P3 )所示之中間體化合物(收 率 6 8 % )。 1 Η-N M R( 3 0 〇 MH z, C D C13) δ 7.70-7.60(m, 4 H, 7.55- 7.48(m, 2H), 7.02-6.94(m, 2H), 4.01(t, 2H), 3.67(t, 2H), 1.89- 1.76(m, 2H), 1.68- 1.3 5(m,6H)。 [化 12] (P3) 其次,在50ml二口茄型燒瓶中,加入上述所得中間體 化合物(P3) 1.5g ( 5.2mmol)、氫化鈉 0.24g ( 5.4mmol )、及THF 2 Gml,安裝橡皮栓與氮氣入口。將所得溶液攪 拌同時加入2-(溴甲基)丙烯酸酯1.2g(6.1mmol) ’於室 溫下攪拌19小時同時進行反應。反應完成後將反應液過濾 ,在濾液中加入二氧化矽凝膠3g後’於減壓下餾去溶劑, 將殘渣藉由二氧化矽筒柱色譜儀(二氧化矽凝膠:梅魯庫 公司製,二氧化矽凝膠60、己烷/乙酸乙酯=4/1)精製後, 於減壓下餾去溶劑,即得l_〇g之白色固體。 以NMR測定此白色固體之結果如下所示。由此結果確 認所得白色固體爲下述式(Q3 )所示之目標的聚合性化合 物(收率4 8 % )。 又,所得聚合性化合物(Q3 )之熔點,以馬庫賽遠斯 -28- (26) 1378990 公司製之差示掃插熱分析裝置(DSC3100SR)測定之結果 爲 2 4。(:。 'H-NMRPOOMHz, CDC13) : δ 7.72-7.61(m, 4H), 7.56- 7.48(m, 2H), 7.03 -6.95 (m, 2H), 6.29(d, 1H), 5.86(d, 1H), 4.27-4.16(m, 4H), 4.01(t, 2H), 3.51(t, 2H), 1.88- 1.76(m, 2H),1.71-1 .59(m,2H),1 .5 8-1.4 l(m,4H),1.3 0(t, 3H)。
[化 13] C02Et 人 (Q3) [實施例4]聚合性化合物(Q4)之合成 在100ml茄型燒瓶中,加入4’-羥基-4-聯苯腈4.2g ( 2 1 .6mmol ) 、8 -溴-1-辛醇 5.0g ( 23.8mmol)、碳酸鉀 6.0g (43.2mmol)、及DMF 50ml,安裝冷卻管,於7〇C擾伴8 小時同時進行反應。反應完成後,將反應液滴下於3 N鹽酸 400 ml中,將析出之白色固體過濾後,以純水400ml洗淨3 次,即得白色固體6.5g。 以NMR測定此白色固體之結果如下所示。由此結果確 認所得白色固體爲下述式(P4 )所示之中間體化合物(收 率 9 3 % ) 〇 1H-NMR(3 00MHz, CDC13) : 6 7.7 1 -7.62(m, 4H), 7.52(d, 2H), 6.99(d, 2H), 4.00(t, 2H), 3.65(t, 2H), 1.8 8 - 1.73 (m, 2H), 1.64- 1.3 0(m,10H)。 -29- (27) (27)1378990 [化 14] (p4) 其次,在50ml二口茄型燒瓶中,加入上述所得中間體 化合物(P4 ) 2.1 g ( 6.4mmol )、氫化鈉 〇. 3 1 g ( 7 〇 mmo 1 )、及THF 20ml,安裝橡皮栓、氮氣入口。將所得溶液攪 拌同時加入2-(溴甲基)丙烧酸酯l.lg(6.1mmol),於室 溫下攪拌1 5小時同時進行反應。反應完成後’將反應液過 濾,在濾液中加入二氧化矽凝膠3g後,於減壓下餾去溶劑 。將殘渣藉由二氧化矽筒柱色譜儀(二氧化矽凝膠:梅魯 庫公司製,二氧化矽凝膠60、己烷/氯仿/乙酸乙酯=15/2/3 )精製後,於減壓下餾去溶劑,即得2.0g之白色固體。 以N MR測定此白色固體之結果如下所示。由此結果確 認所得白色固體爲下述式(Q4 )所示之目標的聚合性化合 物(收率4 8 % ) » 觀測所得聚合性化合物(Q4 )之液晶相的結果,在5 8 °C成爲各向同性液體,降溫時於40 °C形成向列相。 1H-NMR(300MHz, CDC13) : δ 7 · 7 3 - 7 · 6 2 (m, 4 Η), 7 · 5 3 (d, 2Η),6.99(d,2Η,6.28(d,1Η),5.86(d,1Η,4.28-4,15(m, 4H),4.00(t,2H),3.49(t,2H), 1 . 8 7 - 1 . 7 4 (m, 2H), 1.69- 1.29(m,1 3H)。 -30- (28) (28)1378990 [化 15] C〇2Et 人 (Q4) [實施例5]聚合性化合物(Q5)之合成 在200ml茄型燒瓶中,加入對·(反-4-正戊基環己基) 苯酚 l〇.lg(36.9mmol) 、10-溴-1-癸醇 8.3g(35.2mmol) 、碳酸鉀10.6g (73.8mmol)、及DMF 85ml,安裝冷卻管 ,於70 °C攪拌22小時同時進行反應。反應完成後,將反應 液注入3N鹽酸500ml中,將析出白色固體過濾後,以純水 500ml洗淨3次,即得白色固體11.7g。 以NMR測定此白色固體之結果如下所示。由此結果確 認所得白色固體爲下述式(P5 )所示之中間體化合物(收 率 7 7 % )。 iH-NMRpOOMHz, CDC13) : <5 7.1 1 (d, 2 Η), 6 · 8 2 (d, 2 Η), 3.92(t, 2H),3.64(t,2H),2.40(tt, 1H), 1.92- 1.70(m,6H, 1.60-1.15(m,29H),0.89(t,3H)· [化 16] 八(P5) 其次,在5〇ml二口茄型燒瓶中,加入上述所得中間體 化合物(P5) 2.7g ( 6.4mmol)、氫化鈉 0.31g ( 7.0mmol )、及THF 20ml,安裝橡皮栓、氮氣入口。將所得溶液攪 (29) 1378990 拌同時加入2-(溴甲基)丙烯酸酯i.2g(6.4mmol),於室 溫下攪拌23小時同時進行反應。反應完成後將反應液過濾 ,在濾液中加入二氧化矽凝膠3g後,於減壓下餾去溶劑, 將殘渣藉由二氧化矽筒柱色譜儀(二氧化矽凝膠:梅魯庫 公司製,二氧化矽凝膠60、己烷/氯仿/乙酸乙酯=3/2/1) 精製後,於減壓下餾去溶劑,即得白色固體1.5g。 以NMR測定此白色固體之結果如下所示。由此結果確 認所得白色固體爲下述式(Q5)所示之目標的聚合性化合 物(收率4 4 % ) » 又,所得聚合性化合物(Q5 )之熔點,以馬庫賽遠斯 公司製之差示掃描熱分析裝置(DSC3100SR)測定之結果 爲 3 7 。 W-NMROOOMHz,CDC13) : δ 7.1 1 (d, 2H),6.82(d,2H), 6.28(d, 1H), 5.86(d, 1H), 4.29-4.16(m, 4H), 3.92(t, 2H), 3.48(t, 2H), 2.40(tt, 1H), 1.93 -0.95 (m, 40H), 0.89(t, 3H) [化 17]
◦~〇~〇~(ch2)6ch3 (Q5) [實施例6]聚合性化合物(Q6)之合成 在200ml茄型燒瓶中,加入4’·羥基-4-聯苯腈l〇_〇g ( 5 1 . 5mmol ) 、10 -溴-1-癸醇 13.5g(56.6mmol)、碳酸鉀 14.3g( 102_9mmol)、及 DMF lOOmmol,安裝冷卻管’於 -32- (30) (30)1378990 7 0°C攪拌17小時同時進行反應。反應完成後,將反應液滴 入3N鹽酸5 00ml中,將析出白色固體過濾後,以純水500ml 洗淨3次,即得白色固體14.5g。 以N MR測定此白色固體之結果如下所示。由此結果確 認所得白色固體爲下述式(P6)所示之中間體化合物(收 率 8 0 % )。 iH-NMRpOOMHz, CDC13) : <5 7.7 1 - 7 6 2 (m, 4H), 7.53(d, 2H), 7.04(d, 2H), 4.01(t, 2H), 3.64(t, 2H), 1.8 8- 1.73 (m, 2H), 1.6 8- 1.3 3(m,14H)。 [化 18] v(P6) 其次,在50ml二口茄型燒瓶中,加入上述所得中間體 化合物(P6) 2.1g ( 7.3mmol)、氫化鈉 0.25g ( 8.1mmol )、及THF 20m卜安裝橡皮栓 '氮氣入口。將所得溶液攪 拌同時加入2-(溴甲基)丙稀酸酯1.5g(7.7mmol) ’於室 溫下攪拌1 8小時同時進行反應。反應完成後將反應液過濾 ,在濾液中加入二氧化矽凝膠3g後’於減壓下餾去溶劑。 將殘渣藉由二氧化矽筒柱色譜儀(二氧化矽凝膠:梅魯庫 公司製,二氧化矽凝膠60、己烷/氯仿/乙酸乙酯=5/2/1) 精製後,於減壓下餾去溶劑’即得白色固體2.8g。 以NMR測定此白色固體之結果如下所示。由此結果確 認所得白色固體爲下述式(Q6)所示之目標的聚合性化合 -33- (31) 1378990 物(收率4 8 % )。 觀測所得聚合性化合物(Q6)之液晶相的結果,在45 °C成爲各向同性液體,降溫時於37t形成向列相。 W-NMRGOOMHz, CDC13) : δ 7.73 -7.62(m, 4H), 7.53(d, 2H), 6.99(d, 2H), 6.28(d, 1H), 5.86(d, 1H), 4.29-4.16(m, 4H), 4.01(t, 2H), 3.48(t, 2H), 1.8 8 - 1.73 (m, 2H), 1.70- 1 -24(m,1 4H)。
[化 19] C02Et
(Q6) [實施例7]聚合性化合物(Q7)之合成 在100ml茄型燒瓶中,加入4_羥基·4’ -甲氧基聯苯5.lg (25.3 mmol) '10-溴-1-癸醇7_28(27.9111111〇1)、碳酸鉀 6.7g(48.3mmol)、及 DMF 50ml,安裝冷卻管’於 70°C 攪 拌17小時同時進行反應。反應完成後,將反應液滴下於3N 鹽酸400ml中,將析出白色固體過濾後,以純水4〇〇ml洗淨 3次,即得白色固體8.5g。 以NMR測定此白色固體之結果如下所示。由此結果確 認所得白色固體爲下述式(P7 )所示之中間體化合物(收 率 9 5 % )。 1H-NMR(3 00MHz, CDCI3) : δ 7.50-7.42(m, 4H),6.98- 6.91(m,4H),3.98(t,2H),3.84(s,3H),3.64(t,2H),1.88- 1 .73(m,2H),1.68 - 1.3 3 (m,14H)。 -34- (32) (32)1378990 [化 20] 〇"Q-〇-〇CH3 (P7) 其次,在50ml二口茄型燒瓶中,加入上述所得中間體 化合物(P7) 3.4g ( 9.5mmol)、氫化鈉 0.50g ( 11.4mmol )、及THF 20ml,安裝橡皮栓、氮氣入口。將所得溶液攪 拌同時加入2-(溴甲基)丙烯酸酯1.8g( 9.2mmol ),於室 溫下攪拌13小時同時進行反應。反應完成後將反應液過濾 ,在濾液中加入二氧化矽凝膠3g後,於減壓下餾去溶劑。 將殘渣藉由二氧化矽筒柱色譜儀(二氧化矽凝膠:梅魯庫 公司製,二氧化矽凝膠60、己烷/氯仿/乙酸乙酯=2/2/1) 精製後,於減壓下餾去溶劑,即得白色固體l_〇g。 以N MR測定此白色固體之結果如下所示。由此結果確 認所得白色固體爲下述式(Q7 )所示之目標的聚合性化合 物(收率2 3 % )。 又,所得聚合性化合物(Q7 )之熔點’以馬庫賽遠斯 公司製之差示掃描熱分析裝置(DSC3100SR)測定之結果 爲 84。(:。 'H-NMR(3 00MHz, CDC13) : δ 7.49-7.43 (m, 4H), 6.98- 6.91(m, 4H), 6.29(d, 1H), 5.86(d, 1H), 4.29-4.16(m, 4H), 3.98(t, 2H), 3.84(s, 3H), 3.48(t, 2H), 1.86- 1.73(m, 2H), 1 .70- 1.24(m,14H) » -35- (33)1378990 [化 21] C09Et
(Q7) [參考合成例l] 在50ml二口茄型燒瓶中,加入上述所得中間體化合物 (P4) 3.0g (9.4mmol)、三乙胺 1.4ml ( 10.3mmol)、及 THF 2 0ml,安裝橡膠栓、氮氣入口。將所得溶液攪拌同時 加入丙烯酸氯化物0.8ml ( 10.3mm〇l ),於室溫下攪拌15 小時同時進行反應。反應完成後,將殘渣溶解於乙酸乙酯 ,藉由二氧化矽筒柱色譜儀(二氧化矽凝膠:梅魯庫公司 製,二氧化矽凝膠60、己烷/乙酸乙酯=4/1)精製後,於減 壓下餾去溶劑,即得1.8g白色固體。 以NMR測定此白色固體之結果如下所示。由此結果確 認所得白色固體爲下述式(Z1)所示之目標的聚合性化合 物(收率50%)。 】H-NMR(3 00MHz, CDC13) : δ 7.7 3- 7.62(m, 4H), 7.60- 7.50(m, 2H), 7.02-6.94(m, 2H), 6.40(dd, 1H), 6.12(dd, 1H), 5.81(dd, lh), 4.15(t, 2H), 4.01(1, 2H), 1.87- 1.74(m, 2H), 1.74- 1.62(m, 2H), 1.5 5- 1.29(m,8H)。 [化 22]
(Z1) -36- (34) 1378990 [參考合成例2] 在50ml二口茄型燒瓶中,加入上述所得中間體化合物 (P6)3.0g(8.5mmol)、三乙胺 1.3ml(9.4mmol)、及 THF 2 0ml,安裝橡膠栓、氮氣入口。將所得溶液攪拌同時 加入丙烯酸氯化物0.8ml (9.4mmol),於室溫下攪拌5小 時同時進行反應。反應完成後,在反應液中加入1N鹽酸( 100ml)與乙酸乙酯(100ml),於有機層萃取反應生成物 。以飽和食鹽水(70ml )洗淨有機層後,加入無水硫酸鎂 脫水乾燥,過濾後於減壓下餾去溶劑。將殘渣溶解於乙酸 乙酯,藉由二氧化矽筒柱色譜儀(二氧化矽凝膠:梅魯庫 公司製,二氧化矽凝膠60、己烷/乙酸乙酯=4/1)精製後, 於減壓下餾去溶劑,即得2.0g之白色固體。 以N MR測定此白色固體之結果如下所示。由此結果確 認所得白色固體爲下述式(Z2 )所示之目標的聚合性化合 物(收率5 7 % )。 ^-NMRCSOOMHz, CDC13) : δ 7.7 3 - 7.62(m, 4H), 7.60- 7-50(m, 2H), 7.02-6.94(m, 2H), 6.40(dd, 1H, 6.12(dd, 1H), 5-8l(dd, 1H), 4.15(t, 2H), 4.00(t, 2H), 1 . 8 7 - 1 . 7 4 (m, 2H), 174- 1.62(111, 2H),1.55-l_29(m, 12H)。 [化 23]
(Z2) 考合成例3] -37- (35) 1378990 在100ml二口茄型燒瓶中,加入對-(反-4-正戊基環己 基)苯酣 8.0g ( 32.5mmol)、三乙胺 5.0ml ( 35.8mmol) 、及THF 7 0ml,安裝橡皮栓、氮氣入口。將所得溶液攪拌 " 同時加入丙烯酸氯化物2.9ml ( 35.7mmol ),於室溫下攪 拌3小時同時進行反應。反應完成後,在反應液中加入1N 鹽酸(100ml)與乙酸乙酯(100ml),於有機層萃取反應 生成物。以飽和食鹽水(7〇ml )洗淨有機層後,加入無水 φ 硫酸鎂脫水乾燥,過濾後於減壓下餾去溶劑。將殘渣溶解 於乙酸乙酯(4/1),藉由二氧化矽筒柱色譜儀(二氧化 矽凝膠:梅魯庫公司製,二氧化矽凝膠60、己烷/乙酸乙 酯=4/1 )精製後,於減壓下餾去溶劑,即得白色固體9.3 g e 以NMR測定此白色固體之結果如下所示。由此結果確 認所得白色固體爲下述式(K 1 )所示之目標的聚合性化合 物(收率9 6 % )。 φ 1H-NMR(3 00MHz, CDC13) : δ 7.25-7.17(m, 2H), 7.06- 7.00(m, 2H), 6.59(dd, 1H), 6.32(dd, 1H), 5.99(dd, 1H), 2.47(tt, 1H), 1.97- 1.8 5 (m, 4H), 1.52-0.96(m, 13H), 0.90(t, 3H)。 [化 24] Ο
[參考合成例4] 38- (36) 1378990 在200 ml二口茄型燒瓶中,加入對-(反·4·正戊基環己 基)苯酚 17_2g ( 62.6mmol)、三乙胺 11.0ml ( 79.4mmol . )、及THF 100ml,安裝橡皮栓、氮氣入口。將所得溶液 '* 攪拌同時加入丙烯酸氯化物6.0ml ( 74.2mmol ),於室溫 下攪拌22小時同時進行反應。反應完成後,在反應液中加 入1N鹽酸(150ml)與乙酸乙酯(150ml),於有機層萃取 反應生成物。以飽和食鹽水(l〇〇ml )洗淨有機層後,加 φ 入無水硫酸鎂脫水乾燥,過濾後於減壓下餾去溶劑。將殘 渣溶解於己烷/乙酸乙酯(4/1),藉由二氧化矽筒柱色譜 儀(二氧化矽凝膠:梅魯庫公司製,二氧化矽凝膠60、己 烷/乙酸乙酯=4/1 )精製後,於減壓下餾去溶劑,即得白色 固體19.9g。 以NMR測定此白色固體之結果如下所示。由此結果確 認所得白色固體爲下述式(K2 )所示之目標的聚合性化合 物(收率97%)。 • · 1H-NMR(3 00MHz, CDC13) : <5 7 · 2 5 - 7 · 1 7 (m, 2H), 7.06- 7.00(111, 2H), 6.59(dd, 1H), 6.32(dd, 1H), 5.99(dd, 1H), 2.47(tt, 1H), 1.97- 1.8 5 (m, 4H), 1 . 5 2 - 0.9 6 (m, 17H), 0.90(t, 3H)。 [化 25] Ο
(K2) [參考合成例5] -39- (37) (37)1378990 在20 Oml二口茄型燒瓶中,加入4-羥基苯甲醛6.0g ( 48.9mmol ) 、4 - 丁 基苯胺 7 · 7 g ( 5 1 , 3 mmo 1 )、及甲苯 10 0ml,安裝迭恩斯達庫管,回流5小時同時攪拌。反應完 成後,冷卻至室溫,經過濾、減壓乾燥,即11.4g之黃色 固體。 在200ml二口茄型燒瓶中,加入所得黃色固體7.lg( 2 8 . 1 mmol ) '三乙胺4.3ml(30.6mmol)、及 THF 5 0ml > 安裝橡皮栓、氮氣入口。將所得溶液攪拌同時加入丙烯酸 氯化物2.4ml ( 30. Ornmol ),於室溫下攪拌4小時同時進行 反應。反應完成後,以氟鎂石過濾,餾去溶劑,將所得殘 渣溶解於己烷/乙酸乙酯(3/1),藉由二氧化矽筒柱色譜 儀(二氧化矽凝膠:梅魯庫公司製,二氧化矽凝膠60、己 烷/乙酸乙酯=3/1)精製後,於減壓下餾去溶劑,即得黃色 固體4.7g。 以NMR測定此黃色固體之結果如下所示。由此結果確 認所得黃色固體爲下述式(K3 )所示之目標的聚合性化合 物(收率5 5 % )。 】H-NMR(3 00MHz,CDC13) : <5 8.47(s, 1H), 7.98-7.90(m, 2H), 7.30-7.1 5(m5 6H, 6.65(dd, 1H), 6.34(dd, 1H), 6.05(dd, 1H), 2.63(t, 1H), 1.69- 1.5 7(m, 2H), 1.46- 1.32(m, 2H),0.94(t, 3H)。 [化 26] (K3) -40- (38) 1378990 [實施例8]聚合物之合成1 在10ml茄型燒瓶中,加入實施例1所得之聚合性 物(卩1)0.74、1,4-二噁烷2.〇1111、及2,2-偶氮雙異丁 以下簡稱AIBN) 5.2mg,安裝冷卻管、氮氣入口,使 內成爲在氮氣氣體環境下,於70 °C攪拌24小時同時進 應。反應完成後,將此反應液注入甲醇中,將沈 白色固體過濾後進行減壓乾燥,即得〇.38g之聚合物 NMR測定所得聚合物之結果如下所示。由此結果確認 聚合物爲聚合性化合物(Q1)之聚合物。此聚合物之 均分子量爲5,7 00、重量平均分子量爲9,200。 ]Η-ΝΜΚ(3 00ΜΗζ, CDC13) : δ 7 . 1 4 - 7.0 0 (b r, 2H), 6.70(br, 2H), 4.2 8 - 3 . 1 8 ( b r 5 8H), 2.4 5 - 2.3 0 ( b r, 1H), 0.95(b,30H),0.89(t, 3H)。 [實施例9]聚合物之合成2 在10ml茄型燒瓶中,加入實施例2所得之聚合性 物(Q2)0.81g、l,4-二噁烷2.0ml、及AIBN6·6mg, 冷卻管、氮氣入口,使容器內成爲在氮氣氣體環境下 7 〇eC攪拌24小時同時進行反應。反應完成後,將此反 注入甲醇8 0ml中,將沈澱之白色固體過濾後進行減壓 ,即得0.2 4g之聚合物。以NMR測定所得聚合物之結 下所示》由此結果確認所得聚合物爲聚合性化合物( 之聚合物。此聚合物之數平均分子量爲2,800、重量 化合 腈( 容器 行反 澱之 。以 所得 數平 6.85- 1.92- 化合 安裝 ,於 應液 乾燥 果如 Q2) 平均 -41 - (39) (39)1378990 分子量爲3,700。 •H-NMRCSOOMHz, CDCIs) : <5 7.5 4 - 7.3 0(br, 4H), 7.15- 6.82(br, 4H), 4.28-3.28(br, 8H), 2.2 4 -1.2 0 (b r, 13H)〇 [實施例10]聚合物之合成3 在10ml茄型燒瓶中,加入實施例3所得之聚合性化合 物(Q3) 0.35g、1,4-二噁烷 2_0ml、及 AIBN 2.8mg,安裝 冷卻管 '氮氣入口,使容器內成爲在氮氣氣體環境下,於 70 °C攪拌24小時同時進行反應。反應完成後,將此反應液 注入甲醇8 0ml中,將沈澱之白色固體過濾後進行減壓乾燥 ,即得0.21 g之聚合物。以NMR測定所得聚合物之結果如 下所示。由此結果確認所得聚合物爲聚合性化合物(Q3 ) 之聚合物。此聚合物之數平均分子量爲2,800、重量平均 分子量爲7,500 。 •H-NMRCSOOMHz, CDC13) : δ 7.71-7.30(br, 6H), 7.00- 6.78(br,2H), 4.27-3.16(br,8H), 2.22-1.14(br, 9H)。 [實施例1 1 ]聚合物之合成4 在10ml茄型燒瓶中,加入實施例4所得之聚合性化合 物(Q4)0·86g、l,4-二噁烷2.0ml、及AIBN6·5mg,安裝 冷卻管、氮氣入口,使容器內成爲在氮氣氣體環境下,於 70 °C攪拌24小時同時進行反應。反應完成後,將此反應液 注入甲醇8 0 ml中’將沈澱之白色固體過濾後進行減壓乾燥 ,即得0.7 0g之聚合物。以NMR測定所得聚合物之結果如 -42 - (40) (40)1378990 下所示。由此結果確認所得聚合物爲聚合性化合物(Q4 ) 之聚合物。此聚合物之數平均分子量爲2,500、重量平均 分子量爲3,900 。 W-NMRpOOMHz, CDC13) : δ 7.7 3 - 7.4 1 (br, 4Η), 7.01- 6.84(br, 2Η), 4.2 8 - 3.2 4 (b r, 8H), 2.2 Ο -1 . 2 2 (br, 17H)〇 [實施例12]聚合物之合成5 在10ml茄型燒瓶中,加入實施例6所得之聚合性化合 物(Q6) 0.94g、1,4-二噁烷 2.0ml、及 AIBN 6.6mg,安裝 冷卻管、氮氣入口,使容器內成爲在氮氣氣體環境下,於 7 0°C攪拌24小時同時進行反應。反應完成後,將此反應液 注入甲醇8 Oml中,將沈澱之白色固體過濾後進行減壓乾燥 ,即得0.71 g之聚合物。以NMR測定所得聚合物之結果如 下所示。由此結果確認所得聚合物爲聚合性化合物(Q6) 之聚合物。此聚合物之數平均分子量爲4,400、重量平均 分子量爲9,000。 ^-NMRCSOOMHz, CDC13) : δ 7.8 0 - 7.4 2 (b r, 6H), 7.00- 6.82(br, 2H), 4.2 9 - 3.2 1 (b r, 8H), 2.2 0 - 1 . 2 3 (b r, 21H)» [實施例1 3 ]聚合性液晶組成物之調製1 將實施例4所得聚合性化合物(Q4 ) 25.3mg,及實施 例6所得聚合性化合物(Q6) 25.1mg混合作爲液晶組成 物。評估此液晶組成物之液晶性的結果,於5 4 °C成爲各向 同性液體、降溫時於30.6°C形成液晶相。又,自液晶相成 -43- (41) 1378990 爲結晶相之轉移溫度爲· 2 2.7 °C。 [實施例14]聚合性液晶組成物之調製2 '' 將實施例6所得聚合性化合物(Q6) 10.5mg、參考合 成例3所得化合物(K1 ) 10.5 mg、及參考合成例4所得化合 物(K2 ) 10.5mg混合作爲液晶組成物。評估此液晶組成物 之液晶性的結果,升溫時於45.9 °C成爲各向同性液體、降 # 溫時於4 3 · 3 °C形成液晶相。又,自液晶相成爲結晶相之轉 移溫度爲-6.4°C。 [比較例1 ] 將參考合成例1所得化合物(Zl) 9.9mg、及參考合成 例2所得化合物(Z2 ) 9.9mg混合。評估此混合物之液晶 性的結果’於63.7 °C成爲各向同性液體、降溫時於47.7 °C 形成液晶相。轉移溫度爲-1 · 5 °C,與實施例1 3之液晶組成 ©物比較,爲較高之溫度。 [比較例2 ] 將參考合成例3所得化合物(K1) 100.4mg、及參考合 成例4所得化合物(K2 ) 100.2mg混合。評估此混合物之液 晶性的結果,於53.7 °C成爲各向同性液體 '降溫時於51.8 °C形成向列相。又,轉移溫度爲1 4 · 〇。(:,與實施例1 4之液 晶組成物比較,溫度較高》 -44 - (42) 1378990 [實施例15]薄膜(聚合物)製造1 將實施例6所得聚合性化合物(Q6) 10 0. Omg,及作爲 " 光聚合引發劑之吉巴特殊化學品公司製依魯加丘爾(註冊 ·, 商標)369 (商品名)2.1mg混合,作爲聚合性液晶組成物 。將預先在ITO面散佈6 μιη之二氧化矽保持間隔構件(觸 媒化成工業股份有限公司製SW-D1 )的附置ΙΤΟ基板,置 於90 °C加熱板上加熱,將上述聚合性液晶組成物裝載於散 φ 佈保持間隔構件之基板面上,爲各向同性液體狀態。在此 基板之間隔構件上,將另外的附置ITO玻璃基板之ITO面接 觸而重疊,作成元件。將此元件保持於9 0 °C,採用高壓水 銀燈,以42J/cm2之強度照射光,使聚合性液晶組成物進 行聚合,即得薄膜被挾持於2枚基板之元件。將如此而得 之元件’不置入聚合性液晶組成物製成空的元件,作爲空 白試驗用,測定於600nm之透過率。其結果透過率爲 9 0.7 8% 〇 [實施例16]薄膜(聚合物)之製造2 實施例1 5中,以實施例4所得之聚合性化合物(Q4 ) 50.1mg與實施例6所得聚合性化合物(Q6) 50.3mg替代聚 合性化合物(Q6 ),與作爲光聚合引發劑之吉巴特殊化學 品公司製依魯加丘爾(註冊商標)369 (商品名)2.〇mg混 合’進行同樣的操作’製成元件,進行評估。其結果,·透 過率爲8 8.9 3 % » -45- (43) 1378990 [比較例3 ] 實施例1 5中,以參考合成例2所得化合物(Z2 )替代 聚合性化合物(Q6) ’進行同樣的操作,製成元件,進行 評估。其結果,透過率爲1 .49%。 [比較例4 ] 實施例1 5中’以參考合成例1所得化合物(z 1 ) φ 50.0mg與參考合成例2所得化合物(Z2) 50.0mg,替代聚 合性化合物(Q6) 100.Omg,進行同樣的操作製成元件, 進行評估。其結果,透過率爲9.2 5 %。 [實施例17] 將實施例6所得聚合性化合物(Q6) 33.5mg、參考合 成例3所得聚合性化合物(K 1 ) 3 3.5 m g、參考合成例4所得 聚合性化合物(K2) 33.5mg’及作爲光聚合引發劑之吉巴 特殊化學品公司製依魯加丘爾(註冊商標)369 (商品名 )l_0mg混合’作爲聚合性液晶組成物。 其次,將散佈保持間隔構件之附置液晶定向膜的基板 ,置於加熱板上加熱至3 0 °C ’將上述聚合性液晶組成物裝 載於基板之間隔構件散佈面。確認此聚合性液晶組成物具 有流動性,將另外的附置液晶定向膜之基板的液晶定向膜 接觸於聚合性液晶組成物而重疊,製成元件。此時2枚之 附置液晶定向膜基板,重疊成硏磨方向爲角度18 0°。又, 於此所使用之附置液晶定向膜基板,係採用在附置ITO玻 -46 - (44) 1378990 璃基板之ITO面上,以旋轉塗佈法塗佈日產化學工業 製SE-1411,於230 °C燒成60分鐘形成厚度10 0nm之薄 ,施行硏磨處理之基板。又,在另一方之附置液晶定 基板的液晶定向膜上,散佈6 μιη之間隔構件(觸媒化 業股份有限公司製SW-D1 )。 將如此製成之元件保持於30 °C,採用高壓水銀燈 4 2 J/cm2之強度照射光,使聚合性液晶組成物進行聚 即得薄膜被挾持於2枚基板之元件。 以偏光顯微鏡觀測此元件之結果,確認元件內之 ,係水平於玻璃面而定向之平面排列。又,延遲 1 9 8.5 8 " [比較例5 ] 實施例1 7中,以參考合成例2所得化合物(Z2 ) 聚合性化合物(Q6 ),進行同樣的操作製成元件,進 估。其結果,元件內之聚合物未定向。 [實施例18] 將實施例4所得聚合性化合物(Q4) 5〇.Omg、參 成例5所得聚合性化合物(K3) 50.lmg,作爲光聚合 劑之吉巴公司製依魯加丘爾369 (商品名)1.2mg,及 溶劑之丙二醇單甲醚乙酸酯204.2mg混合,即調製成 性液晶組成物。 其次,以旋轉塗佈法( 1000rpm,20秒鐘)將此 公司 膜後 向膜 成工 ,以 合, 薄膜 値爲 替代 行評 考合 引發 作爲 聚合 聚合 -47- (45) 1378990 性液晶組成物塗佈於基板之液晶定向膜面上,形成被膜。 將此基板在加熱至55 °C之加熱板上加熱1分鐘,成爲各向 ' 同性液體狀態後,冷卻至32°C,成爲液晶狀態。其後,吹 、 送氮氣同時採用高壓水銀燈以42 J/cm2之強度照射光,使 聚合性液晶組成物進行聚合,在基板上形成光學各向異性 薄膜。其時所使用之基板,係採用在附置IT0玻璃基板之 .ΙΤΟ面上,以旋轉塗佈法塗佈日產化學工業公司製SE-1410 φ ,於230°C燒成60分鐘形成厚度l〇〇nm之薄膜後,施行硏磨 處理之附置液晶定向膜基板。 以偏光顯微鏡觀測上述所得薄膜,確認爲定向薄膜, 此薄膜之延遲値82.92。 又,以附置液晶定向膜基板爲空白試料,測定所得光 學各向異性薄膜於600nm之透過率的結果爲98.01 %。 [實施例19] φ 將實施例1 8所調製之聚合性液晶組成物,以與實施例 18同樣的方法塗佈,在附置液晶定向膜基板上形成塗膜。 將此基板,置於加熱至55t之加熱板上,成爲各向同性液 體狀態,保持此狀態。又,吹送氮氣同時採用高壓水銀燈 以42 J/cm2之強度照射光進行聚合,在基板上形成薄膜。 以偏光顯微鏡觀測所得薄膜,確認爲各向同性之薄膜 。又,以附置液晶定向膜基板爲空白試料,測定所得薄膜 於600 nm之透過率的結果爲96.98 %。 -48- (46) 1378990 [比較例6 ] 將參考合成例5所得聚合性化合物(K3 ) lOO.Omg、作 爲光聚合引發劑之吉巴公司製依魯加丘爾369 (商品名) " 1.2mg,及作爲溶劑之丙二醇單甲醚乙酸酯210.6mg混合, 即調製成聚合性液晶組成物。 使用此聚合性液晶組成物,以與實施例19同樣的方法 ,在附置液晶定向膜基板上形成薄膜。 φ 就所得薄膜,以附置液晶定向膜基板爲空白試料,測 定於600nm之透過率的結果,爲3 5.68%。 [產業上利用性] 含有本發明之聚合性化合物的聚合性液晶組成物,適 合使用爲顯示裝置用之偏光板或相位差板等光學補償薄膜 、或多區域薄膜等光學各向異性薄膜用材料。 -49-
Claims (1)
1378990 It · 十、申請專利範圍 • 第95 1 1 3 2 1 6號專利申請案 ** 中文申請專利範圍修正本 、 民國97年12月30日修正 1. 一種聚合性化合物,其特徵爲下述式[1]所示者’ [化1] C〇2Et h2c=c - ch2-0-(0^0-¾1 — X2 — X3 [1] (式中,η爲1〜12之整數;X1爲2價之苯基、聯苯基、 或環己基;X2爲2價之苯基、聯苯基、環己基、C〇〇、 〇C〇 ' HC = N '或N = CH、X3爲CN基、CF3基、鹵原子、氫 原子、碳數1〜6之烷氧基、或碳數1〜10之烷基)。 2. 如申請專利範圍第1項之聚合性化合物,其中X 1胃 2價之苯基’ X2爲2價之苯基或環己基,X3爲CN基、碳數 1~6之烷氧基、碳數1~1〇之烷基或鹵原子;且η爲5〜12之整 數。 3. 如申請專利範圍第1或2項之聚合性化合物’其中 X1爲2價之苯基,X2爲2價之苯基,X3爲CN基;且η爲8〜 之整數。 4. 一種聚合性液晶組成物,其特徵爲含有如申請專 利範圍第1或2項之聚合性化合物之至少一種、與一種以上 之聚合性液晶化合物。 5 .如申請專利範圍第4項之聚合性液晶組成物’其中 1378990 含有如申請專利範圍第3項之聚合性化合物。 - 6· —種聚合物,其特徵爲使用申請專利範圍第1〜3項 中任一項之聚合性化合物之至少一種而得。 7. ~種薄膜,其特徵爲使用申請專利範圍第1〜3項中 任一項之聚合性化合物之至少一種而得。 8. —種聚合物,其特徵爲使用申請專利範圍第4或5 項之聚合性液晶組成物所得。 9. —種薄膜,其特徵爲使用申請專利範圍第4或5項 之聚合性液晶組成物所得。 10. —種薄膜之形成方法,其特徵爲包含將申請專利 範圍第4或5項之聚合性液晶組成物,藉由旋轉塗佈,塗佈 於基材,照射紫外線之步驟。 11. 一種薄膜之形成方法,其特徵爲包含將申請專利 範圍第4或5項之聚合性液晶組成物,藉由旋轉塗佈,塗佈 於*基材後,進行加熱,吹送氮氣同時照射紫外線之步驟。
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