TWI385154B - 碟型含銀化合物及其應用 - Google Patents

Description

碟型含銀化合物及其應用

本發明是有關於一種含銀化合物及其應用，且特別是有關於一種碟型含銀化合物及其應用。

當應用液晶面板製成如液晶電視等家用平面顯示器時，一般的液晶顯示面板多僅具有窄視角，故只有在顯示器的正面能有正常的畫面表現，而在以較大角度觀看時，會有顏色失真、甚至有黑階反轉(亦即明暗處顛倒)的狀況產生。因此如何增廣視角成為製造液晶面板時急需解決的問題。

以目前技術而言，使用光學補償膜或可以將水平視角從90度改善到達140度之多。若光學補償膜所使用的材料為碟狀液晶，碟狀液晶的光學特性與液晶盒中的液晶特性互補，因此可幫助增加對比，減少漏光情形。

本發明提供一種碟狀含銀金屬化合物，其中心係由銀金屬離子與吡唑配位組成，形成具盤狀、固定且結構平坦的分子結構，易於形成層狀排列。吡唑分子外圍則有可變化之官能基。由官能基間分子鏈長度變化能設計調整化合物的物理特性。

本發明更提供一種可應用於光學補償膜之材料塗佈配方，搭配本發明碟狀液晶分子與反應型液晶，以提升塗膜之光學補償效果。

本發明提出一種碟型含銀化合物，具下列化學式(I)結構：

其中R₁ 、R₂ 係為CH₃ 、CF₃ 或特丁基(t -Butyl)或為化學式(II)、化學式(III)所表之，不過R₁ 與R₂ 中至少有一個為化學式(II)或化學式(III)所表之：

其中，R₃ 係為H、具1-15個碳原子的烷基(C₁ -C₁₅ alkyl)或具1-15個碳原子的烯基(C₁ -C₁₅ alkenyl)。

本發明所提出之碟型含銀化合物更可用於製備塗佈溶液組成物。

本發明提出一種光學膜的塗佈液組成物，包括：觸媒、反應型液晶、至少一種溶劑；以及一種碟型含銀化合物，該碟型含銀化合物具下列化學式(I)結構：

其中R₁ 、R₂ 係為CH₃ 、CF₃ 或特丁基(t -Butyl)或為化學式(II)、化學式(III)所表之，不過R₁ 與R₂ 中至少有一個為化學式(II)或化學式(III)所表之：

其中，R₃ 係為H、具1-15個碳原子的烷基(C₁ -C₁₅ alkyl)或具1-15個碳原子的烯基(C₁ -C₁₅ alkenyl)。

在本發明之一實施例中，上述之觸媒為光起始劑或熱起始劑。

在本發明之一實施例中，上述之反應型液晶為桿狀反應型液晶或碟狀反應型液晶。

在本發明之一實施例中，上述之溶劑為甲苯或正己烷。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

本發明係以過渡金屬銀為中心，利用配位基的變化，發展中獨特、固定且呈平面的盤型結構中心，而具有好的排列堆積的方式，得以將其應用於光學膜液晶配方中。

本發明提供一種碟狀含銀金屬化合物，以過渡金屬銀為中心，搭配平坦吡唑(Pyrazole)結構，利於形成碟型分子結構，易於形成層狀排列。分子外圍則配有可變化調整之官能基。透過改變官能基間分子鏈長度能設計調整化合物的物理特性。

本發明之碟狀含銀金屬中心之化合物具化學式(I)結構如下：

其中R₁ 、R₂ 係為CH₃ 、CF₃ 或特丁基(t -Butyl)或為化學式(II)、化學式(III)所表之，不過R₁ 與R₂ 中至少有一個為化學式(II)或化學式(III)所表之：

其中，R₃ 係為H、具1-15個碳原子的烷基(C₁ -C₁₅ alkyl)或具1-15個碳原子的烯基(C₁ -C₁₅ alkenyl)。

本案之碟狀含銀金屬化合物可以應用於製造光學補償膜材料，及其他光學/光電/電子元件用材料、或做為導電傳導層等應用。

前述之碟狀含銀金屬化合物，係利用氧化銀與含取代官能基的吡唑進行反應，其中吡唑外圍官能基含有三氟甲基或不同鏈長(C1-C15)的烷基與/或烯基，可藉由加入適當之光起始劑進行交聯反應，而得到本案之碟狀含銀金屬化合物。

以下僅是本案之碟狀含銀金屬化合物相關製備之實施例，但並非限制僅能依此方法製備，故本發明並不排除使用其他已知之可行方法製備之。

Pyrazole配位基合成 製備一

將4-羥基苯乙酮(4-hydroxyacetophenone)5.84g溶於40mL丙酮中，另秤取K₂ CO₃ 12.00g加入上述溶液中，攪拌10分鐘後，秤取正戊基溴6.48g緩慢滴入，攪拌過夜(overnight)；冷卻後倒入30mL去離子水，用乙醚萃取三次(30mL＊3次)，以K₂ CO₃ 除水，可加入活性炭脫色處理、過濾並濃縮，而得一淡黃色4-戊氧基苯乙酮(4-pentyloxyacetophenone)液體。

於手套箱秤取乙醇鈉(NaOEt)於雙頸瓶中，加入乾燥除水過的四氫呋喃(THF)50mL，置於冰浴中加入先前合成純化後的化合物，攪拌5分鐘後再加入三氟醋酸乙酯，攪拌30分鐘移開冰浴，開始加熱廻流反應過夜；降溫後，抽乾所有液體，加水並以濃鹽酸調整pH值至中性，並利用乙醚/水(diethyl ether/H₂ O)萃取，取有機層除水濃縮後，利用乙醚/己烷(diethyl ether/hexane)進行再結晶純化，可得到雙酮化合物。

再將雙酮化合物與乙醇置於雙頸瓶中，置入攪拌子，架上冷凝管，利用針筒緩慢滴入水合聯胺(Hydrazinemonohydrate)，於室溫中攪拌30分鐘後開始加熱至廻流，繼續攪拌10小時(或過夜)，利用旋轉濃縮機抽乾液體(乙醇、H₂ O與未反應之聯氨hydrazine)，利用乙醚/己烷進行再結晶純化，得到所需之pyrazole配位基。

製備例1化學反應式如下列。

製備二

同製備一之步驟流程，但更換正戊基溴為正丁基溴。製備例2化學反應式如下列。

製備三

同製備一之步驟流程，但更換正戊基溴為5-溴化戊烯。製備例3化學反應式如下列。

製備四

同製備一之步驟流程，但更換正戊基溴為4-溴化丁烯。製備例4化學反應式如下列。

碟狀含銀金屬錯合物合成

取一100mL雙頸瓶，秤入Ag₂ O 2.185g與乙醚(ether)20mL，置入攪拌子攪拌。另秤取所選pyrazole配位基4.000g和醚40mL置於燒杯中，攪拌使其溶解。將冷凝管架上雙頸瓶加上C型夾並開啟冷凝器。將溶液緩慢滴入雙頸瓶中。

氣球灌入氮氣，接上冷凝管頂端，排空purge後於雙頸瓶另一瓶口塞入玻璃瓶塞並加上C型夾以防脫落，各磨砂接口亦纏上止洩帶。在室溫下反應16小時。反應完成後，用濾紙濾去灰白色固體，可得淡黃色液體，利用旋轉濃縮機抽乾液體，再抽真空，可得到深黃色液體，再進行結晶純化。製備化學反應式5如下：)

本發明所提供之碟狀含銀金屬化合物乃為碟狀分子並具有成平面的分子結構。本發明所提供之碟狀含銀金屬化合物可變化其取代基而調整其物理特性。例如：當取代官能基分子鏈長度較長，則碟狀含銀金屬化合物的熔點較低，一般較佳乃是調整使用取代官能基碳分子鏈長度約大於8，而使其熔點位於約室溫範圍。

本發明所提供之碟狀含銀金屬化合物可能之應用方向包括作為應用於液晶顯示器、作為光學膜材料、或光電領域之導電材料等。

以下乃針對可能之應用領域之一提供較詳盡的進一步解釋。

本發明所提出之碟型含銀化合物更可用於製備塗佈溶液組成物，用於塗佈形成光學膜。本發明提供一種光學膜的塗佈液組成物，該組成物包括：觸媒、反應型液晶、至少一種溶劑以及一種碟型含銀化合物，具下列化學式(I)結構：

其中R₁ 、R₂ 係為CH₃ 、CF₃ 或特丁基(t -Butyl)或為化學式(II)、化學式(III)所表之，不過R₁ 與R₂ 中至少有一個為化學式(II)或化學式(III)所表之：

其中，R₃ 係為H、具1-15個碳原子的烷基(C₁ -C₁₅ alkyl)或具1-15個碳原子的烯基(C₁ -C₁₅ alkenyl)。

反應型液晶可以是例如桿狀(rod)或碟狀(discotic)反應型液晶。

本發明提供一種液晶異向層塗膜組成物，更進一步將其製備成LCD用一光學相位差膜，該液晶異向層塗膜組成物至少包含：本發明之碟狀含銀金屬中心之化合物及反應型液晶組成物。而該液晶異向層塗膜組成物中所包含本發明之碟狀含銀金屬化合物約佔總組成物之重量百分率0.1~10%。反應型液晶組成物可以是光可聚合型之膽固醇型液晶組成物，其中光可聚合型之膽固醇型液晶組成物包括：(a)非對掌性的光可聚合型棒形液晶分子；(b)對掌性化合物；(c)光起始劑；(d)非離子型界面活性劑；以及(e)有機溶劑。

在實際操作上，反應型液晶組成物系統為紫外光可聚合型膽固醇液晶組成物(以下簡稱為UV-CLC溶液系統)，而且所選用膽固醇液晶材料之螺距(helical pitch)小於波長200nm。UV-CLC溶液系統之所用的材料及製備方式已揭露於美國專利案號U.S. Pat. No.6,421,107。UV-CLC溶液系統所用的材料組成通常包括：(a)非對掌性的光可聚合型棒形液晶分子，如2-甲基-1,4-苯撐基-雙[4-苯甲酸6-丙烯醯氧己氧酯](2-methyl-1,4-phenylene-bis[4-(6-acryloyl-oxyhexyloxy)-benzoate])、4-(3-丙烯醯氧丙氧基)苯甲酸-2-甲基1,4-苯稱酯(4-(3-Acryloyloxy-propyloxy)-benzoic acid 2-methyl-1,4-phenylene ester)、其他類似分子或上述之組合；其佔總組成物之重量百分率為5~50%，較佳重量百分率為5~30%；(b)對掌性化合物(chiral compounds)，包含光可聚合型或光不可聚合型對掌性化合物，如Paliocolor LC756(購自BASF AG,Ludwigshafen,Germany)對掌性光可聚合型化合物；其佔總組成物之重量百分率為0.3~13%，較佳重量百分率為0.5~8%；(c)光起始劑(photoinitiator)，如Irgacure 907(購自Ciba AG,Basel,Switzerland)，其添加目地在引發自由基聚合反應；其佔總組成物之重量百分率為0.3~8%，較佳重量百分率為1~5%；(d)非離子型界面活性劑(non-ionic surfactant)，如商品Fluorad FC 171(購自3M)或Zonyl FSN(杜邦)等；其佔總組成物之重量百分率為0.1~5%，較佳重量百分率為0.5~2%；以及(e)有機溶劑，如甲苯、環己酮、...等溶劑等；其佔總組成物之重量百分率為25~70%，較佳重量百分率為30~60%。

光學補償膜之塗膜組成應用

液晶異向層的製備方法為：(1)直接將前述所配好的塗膜組成溶液(包含反應型液晶)旋轉塗佈在已摩刷的聚亞醯胺(polyimide)薄膜上，旋轉塗佈方式或轉速可為兩階段式或一階段式，通常高轉速將得到較薄的膜厚而低轉速得到較厚的膜厚；(2)接著，在室溫下乾燥約1分鐘後，隨即立即將其置於較高溫的烘箱中或加熱板(hot plate)上，而溫度需為接近及小於液晶的清亮點(clear point)；(3)乾燥後，在室溫及大氣環境下進行紫外光固化(UV-curing)，最後即可得到澄清透明和具有一定程度之硬度的一高分子膜，即為液晶異向層。

從實驗結果得知，使用包含本發明之碟狀含銀金屬化合物的液晶塗膜配方所形成的液晶異向層，能表現出一具有負C板(-C plate,nx~ny>nz)的光學性質特性，在波長450-750nm範圍內，薄膜均能表現出高透光的特性。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (10)

1. 一種碟型含銀化合物，具下列化學式(I)結構： 其中R₁ 、R₂ 係為CF₃ 或為化學式(II)、化學式(III)所表之，且R₁ 與R₂ 中至少有一個為CF₃ ，而另一個為化學式(II)或化學式(III)所表之： 其中，R₃ 係為H、具1-15個碳原子的烷基(C₁ -C₁₅ alkyl)或具1-15個碳原子的烯基(C₁ -C₁₅ alkenyl)。
2. 一種光學膜的塗佈液組成物，包括：觸媒；反應型液晶；至少一種溶劑；以及一種碟型含銀化合物，具下列化學式(I)結構： 其中R₁ 、R₂ 係為CF₃ 或為化學式(II)、化學式(III)所表之，不過R₁ 與R₂ 中至少有一個為CF₃ 而另一個為化學式(II)或化學式(III)所表之： 其中，R₃ 係為H、具1-15個碳原子的烷基(C₁ -C₁₅ alkyl)或具1-15個碳原子的烯基(C₁ -C₁₅ alkenyl)。
3. 如申請專利範圍第2項所述之光學膜的塗佈液組成物，其中該觸媒為光起始劑，而觸媒佔總組成物之重量百分率為0.3~8%。
4. 如申請專利範圍第2項所述之光學膜的塗佈液組成物，其中該觸媒為熱起始劑，而觸媒佔總組成物之重量百分率為0.3~8%。
5. 如申請專利範圍第2項所述之光學膜的塗佈液組成物，其中該反應型液晶為桿狀反應型液晶，而反應型液晶佔總組成物之重量百分率為5~50%。
6. 如申請專利範圍第2項所述之光學膜的塗佈液組成物，其中該反應型液晶為碟狀反應型液晶，而反應型液晶佔總組成物之重量百分率為5~50%。
7. 如申請專利範圍第2項所述之光學膜的塗佈液組成物，其中該溶劑為甲苯或正己烷。
8. 如申請專利範圍第2項所述之光學膜的塗佈液組成物，其中該碟型含銀化合物佔總組成物之重量百分率為0.1~10%。
9. 如申請專利範圍第2項所述之光學膜的塗佈液組成物，更包括對掌性化合物(chiral compounds)，而對掌性化合物佔總組成物之重量百分率為0.3~13%。
10. 如申請專利範圍第2項所述之光學膜的塗佈液組成物，更包括非離子型界面活性劑，其佔總組成物之重量百分率為0.1~5%。