TWI461412B - 光學薄膜、相位差板、橢圓偏光板、液晶顯示裝置以及化合物 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種液晶顯示裝置等中有用的光學薄膜以及利用該光學薄膜的相位差板、橢圓偏光板及液晶顯示裝置。另外,本發明是有關於一種於光學薄膜的製作中有用的化合物。
已知,圓盤狀液晶性化合物是作為光學補償薄片用的素材而非常重要的化合物。此種表現出圓盤狀液晶性的液晶性化合物已揭示有2,3,6,7,10,11-六{4-(4-丙烯醯氧基己氧基)苯甲醯氧基}聯伸三苯(2,3,6,7,10,11-hexa{4-(4-acryloyloxy hexyloxy)benzoyloxy}triphenylene)(例如專利文獻1)。
通常,光學補償薄片的延遲(retardation)(Δnd)是根據欲補償的液晶單元的光學性質來決定。延遲(Δnd)是光學異向性層的折射率異向性(Δn)與光學異向性層的厚度(d)之積。若光學異向性層的折射率異向性(Δn)較大,則即便層的厚度(d)較薄亦可補償液晶單元。反之,若折射率異向性(Δn)變小,則必須增加層的厚度(d),結果液晶性化合物的配向容易產生缺陷。因此,具有高的Δn的化合物於光學異向性層等的製作中有用。
專利文獻2中已報告了一種具有高的Δn的化合物。
另外,專利文獻3中已報告了一種具有與專利文獻2所揭示的化合物類似的骨架、且具有2條側鏈的液晶性化合物。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平8-50206號公報
[專利文獻2]日本專利特開2007-2220號公報
[專利文獻3]日本專利特開2007-204705號公報
舉例來說,於利用圓盤狀液晶性化合物來製作光學補償薄片等光學要素時,圓盤狀向列相等液晶相的表現溫度以及表現溫度範圍成為重要特性。液晶相轉變溫度更高時、另外液晶相表現溫度範圍更廣時,光學補償薄片等光學薄膜的製作時製造自由度(latitude)變廣而較佳。
本發明的課題在於提供一種於液晶顯示裝置的光學補償時有用、且能以較廣的製造自由度穩定地製作的光學薄膜,以及利用該光學薄膜的相位差板、橢圓偏光板及液晶顯示裝置。
此外,本發明的課題在於提供一種於相位差板等光學要素的製作中有用的新穎的化合物。
另外,本發明的課題在於提供一種液晶相的表現溫度高及/或表現溫度範圍廣的液晶性化合物及其新穎的中間體。
用以解決上述課題的手段如下。
[1]一種光學薄膜,其特徵在於含有下述通式(1)所表示的化合物的至少一種:
[化1]
(式(1)中,Y11
、Y12
以及Y13
分別獨立表示次甲基或氮原子,R11
、R12
以及R13
分別獨立表示下述通式(A)、下述通式(B)、下述通式(C)或氫原子,其中,R11
、R12
以及R13
中至少兩個為下述通式(A)、下述通式(B)或下述通式(C));
[化2]
(通式(A)中,A11
以及A12
分別獨立表示氮原子或次甲基;A13
、A14
、A15
以及A16
分別獨立表示氮原子或次甲基(其中次甲基的氫原子可經取代基-L11
-L12
-Q11
取代);X1
表示氧原子、硫原子、亞甲基或亞胺基;L11
表示雜五員環的基團;L12
表示伸烷基或伸烯基,該些伸烷基或伸烯基的基團中所存在的一個CH2
基或者不鄰接的兩個或兩個以上的CH2
基可分別被取代為-O-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CO-、-S-、-SO2
-、-NR-、-NRSO2
-或-SO2
NR-(R表示氫原子或碳數1~4的烷基),另外,該些基團中所存在的一個或者兩個或兩個以上的氫原子可被取代為鹵素原子;Q11
分別獨立表示聚合性基、氫原子、OH、COOH或鹵素原子);
[化3]
(通式(B)中,A21
以及A22
分別獨立表示氮原子或次甲基;A23
、A24
、A25
以及A26
分別獨立表示氮原子或次甲基(其中次甲基的氫原子可經取代基-L21
-L22
-Q21
取代);X2
表示氧原子、硫原子、亞甲基或亞胺基;L21
表示雜五員環的基團;L22
表示伸烷基或伸烯基,該些伸烷基或伸烯基的基團中所存在的一個CH2
基或者不鄰接的兩個或兩個以上的CH2
基可分別被取代為-O-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CO-、-S-、-SO2
-、-NR-、-NRSO2
-或-SO2
NR-(R表示氫原子或碳數1~4的烷基),另外,該些基團中所存在的一個或者兩個或兩個以上的氫原子可被取代為鹵素原子;Q21
分別獨立表示聚合性基、氫原子、OH、COOH或鹵素原子);
[化4]
(通式(C)中,A31
以及A32
分別獨立表示氮原子或次甲基,A33
、A34
、A35
以及A36
分別獨立表示氮原子或次甲基(其中次甲基的氫原子可經取代基-L31
-L32
-Q31
取代);X3
表示氧原子、硫原子、亞甲基或亞胺基;L31
表示雜五員環的基團;L32
表示伸烷基或伸烯基,該些伸烷基或伸烯基的基團中所存在的一個CH2
基或者不鄰接的兩個或兩個以上的CH2
基可分別被取代為-O-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CO-、-S-、-SO2
-、-NR-、-NRSO2
-或-SO2
NR-(R為氫原子或碳數1~4的烷基),另外,該些基團中所存在的一個或者兩個或兩個以上的氫原子可被取代為鹵素原子;Q31
分別獨立表示聚合性基、氫原子、OH、COOH或鹵素原子)。
[2]如第[1]項的光學薄膜,其中上述式中,L11
、L21
以及L31
為下述任一個所表示的雜五員環的基團:
[化5]
(式中,*表示鍵結於六員環的部位以及**表示分別鍵結於L12
、L22
及L32
的部位;A41
以及A42
分別獨立表示次甲基或氮原子;X4
表示氧原子、硫原子、亞甲基或亞胺基)。
[3]如第[1]項或第[2]項的光學薄膜,其中上述式中,A11
、A12
、A21
、A22
、A31
以及A32
為氮原子。
[4]如第[1]項至第[3]項中任一項的光學薄膜,其中上述式中,X1
、X2
以及X3
為氧原子。
[5]如第[1]項至第[4]項中任一項的光學薄膜,其中上述式中,A13
、A14
、A15
、A16
、A23
、A24
、A25
、A26
、A33
、A34
、A35
以及A36
為次甲基(其中次甲基的氫原子可經取代基-L11
-L12
-Q11
、-L21
-L22
-Q21
或-L31
-L32
-Q31
取代)。
[6]如第[1]項至第[5]項中任一項的光學薄膜,其中上述R11
、R12
以及R13
分別為通式(A)或通式(C)所表示的基團。
[7]如第[1]項至第[6]項中任一項的光學薄膜,其中上述Q11
、Q21
以及Q31
分別獨立由下述聚合性基表示:
[化6]
(式中,R10
、R11
以及R12
分別獨立表示氫原子或烷基)。
[8]如第[1]項至第[7]項中任一項的光學薄膜,其中上述通式(1)中的Y11
、Y12
以及Y13
分別表示次甲基。
[9]一種相位差板,其是於透明支持體上具有至少一層的光學異向性層的相位差板,且該光學異向性層為如第[1]項至第[8]項中任一項的光學薄膜。
[10]一種橢圓偏光板,至少具有如第[9]項的相位差板以及偏光膜。
[11]一種液晶顯示裝置,至少具有如第[9]項的相位差板。
[12]一種液晶顯示裝置,至少具有如第[10]項的橢圓偏光板。
[13]一種化合物,其是由下述通式(1a)所表示:
[化7]
(式(1a)中,R11
、R12
以及R13
分別獨立表示下述通式(A)、下述通式(B)、下述通式(C)或氫原子。其中,R11
、R12
以及R13
中至少兩個為下述通式(A)、下述通式(B)或下述通式(C));
[化8]
(通式(A)中,A13
、A14
、A15
以及A16
分別獨立表示次甲基(其中次甲基的氫原子可經取代基-L11
-L12
-Q11
取代);X1
表示氧原子、硫原子、亞甲基或亞胺基;L11
表示雜五員環的基團;L12
表示伸烷基或伸烯基,該些伸烷基或伸烯基的基團中所存在的一個CH2
基或者不鄰接的兩個或兩個以上的CH2
基可分別被取代為-O-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CO-、-S-、-SO2
-、-NR-、-NRSO2
-或-SO2
NR-(R表示氫原子或碳數1~4的烷基),另外,該些基團中所存在的一個或者兩個或兩個以上的氫原子可被取代為鹵素原子;Q11
分別獨立表示聚合性基、氫原子、OH、COOH或鹵素原子);
[化9]
(通式(B)中,A23
、A24
、A25
以及A26
分別獨立表示次甲基(其中次甲基的氫原子可經取代基-L21
-L22
-Q21
取代);X2
表示氧原子、硫原子、亞甲基或亞胺基;L21
表示雜五員環的基團;L22
表示伸烷基或伸烯基,該些伸烷基或伸烯基的基團中所存在的一個CH2
基或者不鄰接的兩個或兩個以上的CH2
基可分別被取代為-O-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CO-、-S-、-SO2
-、-NR-、-NRSO2
-或-SO2
NR-(R表示氫原子或碳數1~4的烷基),另外,該些基團中所存在的一個或者兩個或兩個以上的氫原子可被取代為鹵素原子;Q21
分別獨立表示聚合性基、氫原子、OH、COOH或鹵素原子);
[化10]
(通式(C)中,A33
、A34
、A35
以及A36
分別獨立表示次甲基(其中次甲基的氫原子可經取代基-L31
-L32
-Q31
取代);X3
表示氧原子、硫原子、亞甲基或亞胺基;L31
表示雜五員環的基團;L32
表示伸烷基或伸烯基,該些伸烷基或伸烯基的基團中所存在的一個CH2
基或者不鄰接的兩個或兩個以上的CH2
基可分別被取代為-O-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CO-、-S-、-SO2
-、-NR-、-NRSO2
-或-SO2
NR-(R表示氫原子或碳數1~4的烷基),另外,該些基團中所存在的一個或者兩個或兩個以上的氫原子可被取代為鹵素原子;Q31
分別獨立表示聚合性基、氫原子、OH、COOH或鹵素原子)。
[14]一種化合物,其是由下述通式(1b)所表示:
[化11]
(通式(1b)中,L41
表示下述通式(D)、下述通式(E)或下述通式(F),
[化12]
[化13]
[化14]
X1
、X2
以及X3
分別表示氧原子、硫原子、亞甲基或亞胺基;Y1
表示CN、COOH或醯胺肟基;Y2
表示-COOH、-OH、碳數1~4的烷基、鹵素原子或氫原子;L42
表示伸烷基或伸烯基,該些伸烷基或伸烯基的基團中所存在的一個CH2
基或者不鄰接的兩個或兩個以上的CH2
基可分別被取代為-O-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CO-、-S-、-SO2
-、-NH-、-NHSO2
-或-SO2
NH-,另外,該些基團中所存在的一個或者兩個或兩個以上的氫原子可被取代為鹵素原子。
[發明的效果]
根據本發明,可提供一種於液晶顯示裝置的光學補償時有用、且能以較廣的製造自由度來穩定地製作的光學薄膜,以及利用該光學薄膜的相位差板、橢圓偏光板及液晶顯示裝置。
另外,根據本發明,可提供一種於相位差板等光學要素的製作中有用的新穎的化合物及其新穎的中間體。於本發明的化合物中,存在液晶相的表現溫度高及/或表現溫度範圍廣的液晶性化合物。藉由利用該化合物,可穩定地製造相位差板等光學要素。
以下,對本發明進行詳細說明。再者,本說明書中使用「~」來表示的數值範圍,是指包括「~」的前後所記載的數值作為下限值以及上限值的範圍。
1.光學薄膜
1.-(1) 式(1)的化合物
本發明是有關於一種含有下述式(1)表示的化合物的至少一種的光學薄膜。
[化15]
式(1)中,Y11
、Y12
以及Y13
分別獨立表示次甲基或氮原子。當Y11
、Y12
以及Y13
為次甲基時,次甲基的氫原子可經取代基所取代。作為次甲基可具有的取代基,可列舉烷基、烷氧基、芳氧基、醯基、烷氧基羰基、醯氧基、醯胺基、烷氧基羰基胺基、烷硫基、芳硫基、鹵素原子以及氰基作為較佳例。該些取代基中,更佳的是烷基、烷氧基、烷氧基羰基、醯氧基、鹵素原子以及氰基,進而佳的是碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烷氧基羰基、碳數2~12的醯氧基、鹵素原子以及氰基。
自化合物的合成容易性以及成本的觀點考慮,Y11
、Y12
以及Y13
更佳的是均為次甲基,進而佳的是次甲基未經取代。即,上述式(1)所表示的化合物的較佳例中,包括Y11
、Y12
以及Y13
為未經取代的次甲基的下述式(1a)所表示的化合物。
[化16]
式(1)以及式(1a)中,R11
、R12
以及R13
分別獨立表示氫原子或者下述通式(A)、下述通式(B)或下述通式(C),其中,R11
、R12
以及R13
中至少兩個為下述通式(A)、下述通式(B)或下述通式(C)。自合成或光學性能的觀點考慮,較佳的是通式(A)或通式(C),更佳的是通式(A)。另外,R11
、R12
以及R13
較佳的是R11
=R12
=R13
。
另外,若R11
、R12
以及R13
全部為下述通式(A)、下述通式(B)或下述通式(C),則有表現出液晶相的溫度範圍變廣的傾向,因此較佳。
[化17]
通式(A)中,A11
以及A12
分別獨立表示氮原子或次甲基;A13
、A14
、A15
以及A16
分別獨立表示氮原子或次甲基(其中次甲基的氫原子可經取代基-L11
-L12
-Q11
取代)。
A11
以及A12
較佳的是至少一個為氮原子,更佳的是兩個為氮原子。
A13
、A14
、A15
以及A16
較佳的是該些中的至少三個為次甲基,更佳的是全部為次甲基。其中,次甲基的氫原子可經取代基-L11
-L12
-Q11
取代。自Δn高的觀點考慮,較佳的是A13
、A14
、A15
以及A16
全部為未經取代的次甲基(即,取代基-L11
-L12
-Q11
鍵結於間位),或者A13
、A14
以及A16
為未經取代的次甲基且A15
為取代基-L11
-L12
-Q11
所鍵結的碳原子(即,取代基-L11
-L12
-Q11
鍵結於對位),進而自Δn的波長分散性的觀點考慮,較佳的是A13
、A14
、A15
以及A16
全部為未經取代的次甲基(即,取代基-L11
-L12
-Q11
鍵結於間位)。
當A11
~A16
分別表示次甲基時,次甲基的氫原子可經上述以外的取代基所取代,該取代基之例中包括:鹵素原子(氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、氰基、硝基、碳原子數1~16的烷基、碳原子數2~16的烯基、碳原子數2~16的炔基、碳原子數1~16的經鹵素取代的烷基、碳原子數1~16的烷氧基、碳原子數2~16的醯基、碳原子數1~16的烷硫基、碳原子數2~16的醯氧基、碳原子數2~16的烷氧基羰基、胺甲醯基(carbamoyl)、碳原子數2~16的烷基取代胺甲醯基以及碳原子數2~16的醯胺基。該些基團中,較佳的是鹵素原子、氰基、碳原子數1~6的烷基、碳原子數1~6的經鹵素取代的烷基,更佳的是鹵素原子、碳原子數1~4的烷基、碳原子數1~4的經鹵素取代的烷基,進而佳的是鹵素原子、碳原子數為1~3的烷基、三氟甲基。
通式(A)中,X1
表示氧原子、硫原子、亞甲基或亞胺基,較佳的是氧原子。
[化18]
通式(B)中,A21
以及A22
分別獨立表示氮原子或次甲基;A23
、A24
、A25
以及A26
分別獨立表示氮原子或次甲基(其中次甲基的氫原子可經取代基-L21
-L22
-Q21
取代)。
A21
以及A22
較佳的是至少一個為氮原子,更佳的是兩個為氮原子。
A23
、A24
、A25
以及A26
較佳的是該些中的至少三個為次甲基,更佳的是全部為次甲基。其中,次甲基的氫原子可經取代基-L11
-L12
-Q11
取代。自Δn高的觀點考慮,較佳的是A23
、A24
、A25
以及A26
全部為未經取代的次甲基(即,取代基-L21
-L22
-Q21
鍵結於間位),或者A23
、A24
以及A26
為未經取代的次甲基且A25
為取代基-L21
-L22
-Q21
所鍵結的碳原子(即,取代基-L21
-L22
-Q21
鍵結於對位);進而,自Δn的波長分散性的觀點考慮,較佳的是A23
、A24
、A25
以及A26
全部為未經取代的次甲基(即,取代基-L21
-L22
-Q21
鍵結於間位)。
當A21
~A26
分別表示次甲基時,次甲基的氫原子可經上述以外的取代基所取代,作為該取代基之例,與可將通式(A)中的A11
~A16
的次甲基的氫原子取代的取代基之例相同。
通式(B)中,X2
表示氧原子、硫原子、亞甲基或亞胺基,較佳的是氧原子。
[化19]
通式(C)中,A31
以及A32
分別獨立表示氮原子或次甲基,A33
、A34
、A35
以及A36
分別獨立表示氮原子或次甲基(其中次甲基的氫原子可經取代基-L31
-L32
-Q31
取代)。
A31
以及A32
較佳的是至少一個為氮原子,更佳的是兩個為氮原子。
A33
、A34
、A35
以及A36
較佳的是該些中的至少三個為次甲基,更佳的是全部為次甲基。其中,次甲基的氫原子可經取代基-L31
-L32
-Q31
取代。自Δn高的觀點考慮,較佳的是A33
、A34
、A35
以及A36
全部為未經取代的次甲基(即,取代基-L31
-L32
-Q31
鍵結於間位),或者A33
、A34
以及A36
為未經取代的次甲基且A35
為取代基-L31
-L32
-Q31
所鍵結的碳原子(即,取代基-L31
-L32
-Q31
鍵結於對位);進而,自Δn的波長分散性的觀點考慮,較佳的是A33
、A34
、A35
以及A36
全部為未經取代的次甲基(即,取代基-L31
-L32
-Q31
鍵結於間位)。
當A31
~A36
分別表示次甲基時,次甲基的氫原子可經上述以外的取代基所取代,作為該取代基之例,與可將通式(A)中的A11
~A16
的次甲基的氫原子取代的取代基之例相同。
通式(C)中,X3
表示氧原子、硫原子、亞甲基或亞胺基,較佳的是氧原子。
通式(A)中的L11
、通式(B)中的L21
、通式(C)中的L31
分別獨立表示雜五員環的基團。上述雜五員環為含有一個或一個以上的氮原子、氧原子以及硫原子等雜原子作為成環原子的五員環,可為芳香族環亦可為非芳香族環。其中較佳的是下述任一個所表示的基團。
[化20]
式中,*表示鍵結於六員環的部位以及**表示分別鍵結於L12
、L22
以及L32
的部位;A41
以及A42
分別獨立表示次甲基或氮原子;X4
表示氧原子、硫原子、亞甲基或亞胺基。
A41
以及A42
較佳的是至少一個為氮原子,更佳的是兩個為氮原子。另外,X4
較佳的是氧原子。
L11
、L21
、以及L31
的具體例中包括以下基團。
[化21]
通式(A)中的L12
、通式(B)中的L22
、通式(C)中的L32
分別獨立表示伸烷基或伸烯基,該些伸烷基或伸烯基的基團中所存在的一個CH2
基或者不鄰接的兩個或兩個以上的CH2
基可分別被取代為-O-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CO-、-S-、-SO2
-、-NR-、-NRSO2
-或-SO2
NR-(R表示氫原子或碳數1~4的烷基),另外,該些基團中所存在的一個或者兩個或兩個以上的氫原子可被取代為鹵素原子。
上述伸烷基較佳的是碳原子數1~20、更佳的是1~16、進而佳的是1~12的伸烷基。上述伸烯基較佳的是碳原子數2~20、更佳的是2~16、進而佳的是2~12的伸烯基。
上述伸烷基或伸烯基的基團中所存在的一個CH2
基或者不鄰接的兩個或兩個以上的CH2
基可分別被選自由-O-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CO-、-S-、-SO2
-、-NR-、-NRSO2
-以及-SO2
NR-(R表示氫原子或碳數1~4的烷基)所組成的二價基團的組群中的一個或一個以上所取代。當然,亦可被選自上述二價基團的組群中的兩個或兩個以上的基團所取代。上述伸烷基之例中包括-(CH2
)m
-L-(CH2
)n
-。其中,m以及n為大於等於1的數,且其和較佳的是小於等於20,更佳的是小於等於16,進而佳的是小於等於12,另外,其和較佳的是大於等於2,更佳的是大於等於4。另外,L表示選自上述二價基團的組群中的任一基團。
另外,伸烷基以及伸烯基中的一個或者兩個或兩個以上的氫原子可被一個或者兩個或兩個以上的鹵素原子(氟原子、氯原子、溴原子或碘原子)所取代。
通式(A)中的Q11
、通式(B)中的Q21
、通式(C)中的Q31
分別獨立表示聚合性基、氫原子、OH、COOH或鹵素原子(氟原子、氯原子、溴原子或碘原子)。為了使本發明的光學薄膜的光學特性不會隨著溫度等環境的變化而發生變化,較佳的是Q11
、Q21
、Q31
分別為聚合性基(其中,即便上述式(1)的化合物不具有聚合性基,但若所併用的化合物具有聚合性,則可藉由使該其他化合物進行聚合反應而將式(1)的化合物的配向固定)。聚合反應較佳的是加成聚合(包括開環聚合)或縮合聚合。即,聚合性基較佳的是可進行加成聚合反應或縮合聚合反應的官能基。以下示出聚合性基之例。
[化22]
進而,聚合性基特別佳的是可進行加成聚合反應的官能基。此種聚合性基較佳的是聚合性乙烯性不飽和基或開環聚合性基。
上述可進行加成聚合反應的聚合性基之例中包括下述式所表示的聚合性基。
[化23]
式中,R10
、R11
以及R12
分別獨立表示氫原子或烷基。更具體可例示以下的基團。上述烷基較佳的是碳原子數1~5的基團,最佳的是碳原子數為1的甲基。上述式所表示的聚合性基之例中包括下述式(M-1)所表示的丙烯酸酯基、以及下述式(M-2)所表示的甲基丙烯酸酯基。
[化24]
另外,上述可進行加成聚合反應的聚合性基的其他例亦包括下述式(M-3)~式(M-6)所表示的基團。
[化25]
式(M-3)、式(M-4)中,R表示氫原子或烷基,較佳的是氫原子或甲基。
上述式(M-1)~式(M-6)中,較佳的是式(M-1)或式(M-2),更佳的是式(M-1)。
開環聚合性基較佳的是環狀醚基,更佳的是環氧基或氧雜環丁基(oxetanyl group),最佳的是環氧基。
上述式(1)所表示的化合物之例中包括以下化合物,但不限定於該些化合物。
[化26]
[化27]
[化28]
[化29]
[化30]
[化31]
[化32]
[化33]
[化34]
[化35]
[化36]
[化37]
[化38]
[化39]
[化40]
[化41]
[化42]
[化43]
[化44]
[化45]
[化46]
[化47]
[化48]
[化49]
[化50]
[化51]
上述式(1)表示的化合物之例中包括表現出圓盤狀向列液晶相等液晶相的液晶性化合物。該液晶性化合物具有表現出較高的Δn、且表現出液晶相的溫度範圍高且廣的特徵。例如,上述式(1)以及式(1a)的化合物之例中存在如下的液晶性化合物:與式(1)以及式(1a)中的L11
、L21
以及L31
所表示的雜五員環的基團不存在的液晶性化合物相比較,△n更高、而且表現出液晶相的溫度範圍更高且廣。因此,藉由使用上述式(1)以及式(1a)的化合物,能以較廣的製造自由度來穩定地製作表現出基於其較高的△n的光學特性的光學薄膜。
上述式(1)以及式(1a)的化合物的較佳例中包括在0℃~300℃的範圍內表現出圓盤狀向列液晶相的圓盤狀液晶性化合物。更佳的是20℃~250℃,但是不限定於該範圍。
1.-(2)式(1)的化合物的合成方法
上述式(1)以及式(1a)表示的化合物可藉由組合各種有機合成的工程來合成。具體而言,可參照日本專利特開2006-76992號公報以及日本專利特開2007-2220號公報所記載的合成方法來合成。
上述式(1)以及式(1a)所表示的化合物可使用下述式(1b)所表示的化合物作為試劑來合成。
本發明亦是有關於一種作為用於製造上述式(1)以及(1a)所表示的化合物的試劑而有用的、下述式(1b)所表示的化合物。
通式(1b)中,L41
表示下述通式(D)、下述通式(E)或下述通式(F)所表示的基團。
式(1b)中,X1
、X2
以及X3
分別表示氧原子、硫原子、亞甲基或亞胺基,較佳例與上述式(1)中的各自的較佳例相同。
式(1b)中,Y1
表示CN、COOH或醯胺肟基。
上述通式(1b)表示的化合物之例中包括以下的式(1b-1)、式(1b-2)以及式(1b-3)各自所表示的化合物。
[化54]
上述式中,A41
以及A42
分別獨立表示次甲基或氮原子;X4
表示氧原子、硫原子、亞甲基或亞胺基;Y1
分別獨立表示CN、COOH、醯胺肟基;Y2
分別獨立表示聚合性基、氫原子、OH、COOH、碳數1~4的伸烷基、鹵素原子、氫原子;L41
為伸烷基或伸烯基,該些伸烷基或伸烯基的基團中所存在的一個CH2
基或者不鄰接的兩個或兩個以上的CH2
基可分別被取代為-O-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CO-、-S-、-SO2
-、-NR-、-NRSO2
-或-SO2
NR-(R為氫原子或碳數1~4的烷基),另外,該些基團中所存在的一個或者兩個或兩個以上的氫原子可被取代為鹵素原子。
上述式(1b)所表示的化合物可藉由組合各種合成法來進行製造。
例如,對於Y1
為醯胺肟基的化合物,藉由利用如下方法可進行合成:如下述流程所示,使醯胺氧基與經活化的羧基反應,而轉變成1,2,4-噁二唑衍生物(1,2,4-oxadiazole derivant)。
[化55]
對於Y1
為氰基的化合物,藉由利用如下方法可進行合成:將氰基轉變成醯胺肟基之後,如上述流程所示,使醯胺氧基與經活化的羧基反應,而轉變成1,2,4-噁二唑衍生物。
對於Y1
為COOH基的化合物,藉由利用如下方法可進行合成:將COOH轉變成醯氯等後,如下述流程所示,與醯胺肟衍生物或肼衍生物(hydrazine derivant)反應,而轉變成1,2,4-噁二唑衍生物或1,3,4-噁二唑衍生物。
[化56]
如此,上述式(1b)所表示的化合物即上述式(1)的化合物的中間體可藉由通常的簡便的合成法而合成為1,2,4-噁二唑衍生物或1,3,4-噁二唑衍生物。
Y2
相當於上述式(1)以及式(1a)中的Q11
、Q21
或Q31
,若有需要,則加以轉變以形成所需的Q11
、Q21
或Q31
。
上述式(1b)表示的化合物可藉由將多種有機合成組合來合成。例如,式(1b)的化合物可將下述式(1c)的化合物作為起始原料來合成。
[化57]
上述通式(1c)中,Y1
與式(1b)中的Y1
為相同含意,即,Y1
分別表示氰基、羧基或醯胺肟基。Y1
可利用與上述相同的方法而轉變成-L41
-L42
-Y2
。
上述式(1b)表示的化合物之例中包括以下的化合物,但是不限定於以下的化合物。
[化58]
[化59]
[化60]
[化61]
[化62]
[化63]
[化64]
[化65]
[化66]
1.-(3)添加劑
本發明的光學薄膜的一例為由含有上述式(1)以及式(1a)的化合物的至少一種的組成物所形成的光學薄膜。光學薄膜可具有自支持性,亦可為不具自支持性而藉由聚合物薄膜等支持體加以支持的硬膜的形態。上述組成物的一例為表現出液晶相的液晶性組成物。上述組成物較佳的是含有上述式(1)的化合物作為主成分,具體而言較佳的是含有大於等於50wt%(重量百分比)的上述式(1)的化合物。上述組成物亦可含有一種或一種以上的上述式(1)的化合物以外的液晶性化合物。可使用的液晶性化合物之例中包括棒狀液晶以及圓盤狀液晶的任一種。上述組成物亦可在含有上述式(1)的化合物的同時含有一種或一種以上的添加劑。作為可使用的添加劑之例,對空氣界面配向
控制劑、防斥劑、聚合起始劑、聚合性單體等進行說明。
空氣界面配向控制劑:
上述組成物於空氣界面中是以空氣界面的預傾角而配向。該預傾角是根據液晶性組成物所含的液晶性化合物的種類或添加劑的種類等而程度不同,因此必須根據目的來任意地控制空氣界面的預傾角。
關於上述預傾角的控制,例如可使用電場或磁場之類的外場或者使用添加劑,較佳的是使用添加劑。作為此種添加劑,較佳的是分子內具有一條或一條以上的碳原子數為6~40的經取代或未經取代的脂肪族基、或碳原子數為6~40的經取代或未經取代的脂肪族取代低聚矽氧烷氧基的化合物,更佳的是分子內具有兩條或兩條以上的上述基團的化合物。例如,空氣界面配向控制劑可使用日本專利特開2002-20363號公報所記載的疏水性排斥體積效應化合物。
作為空氣界面側的配向控制用添加劑的添加量,相對於上述組成物(塗佈液的情況下是指固體成分,以下相同),較佳的是0.001wt%~20wt%,更佳的是0.01wt%~10wt%,進而佳的是0.1wt%~5wt%。
防斥劑:
作為添加於上述組成物中、用以防止該組成物於塗佈時的斥力的材料,通常可較佳地使用高分子化合物。
作為所使用的聚合物,只要不會明顯妨礙上述組成物的傾斜角變化或配向,則並無特別限制。
作為聚合物之例,於日本專利特開平8-95030號公報中有所記載,特別佳的具體聚合物例可列舉纖維素酯類。作為纖維素酯之例,可列舉乙醯纖維素(cellulose acetate)、乙醯丙醯纖維素、羥丙基纖維素(hydroxypropyl cellulose)以及乙醯丁醯纖維素。
為了不妨礙上述組成物的配向,以防斥目的而使用的聚合物的添加量相對於上述組成物通常在0.1 wt%~10 wt%的範圍內,更佳的是在0.1 wt%~8 wt%的範圍內,進而佳的是在0.1 wt%~5 wt%的範圍內。
聚合起始劑:
由上述組成物來形成光學異向性膜等時,例如,可將上述組成物暫且加熱至液晶相形成溫度為止,然後維持該配向狀態而進行冷卻,藉此於不損及該液晶狀態的配向形態的情況下加以固定而製作光學異向性膜。另外,亦可使用含有聚合起始劑的上述組成物,加熱至液晶相形成溫度為止之後,進行聚合並加以冷卻,藉此將液晶狀態的配向狀態固定而製作光學異向性膜。本發明的配向狀態的固定較佳的是藉由後者的聚合反應來進行。聚合反應中包括使用熱聚合起始劑的熱聚合反應、使用光聚合起始劑的光聚合反應以及利用電子束照射的聚合反應,為了防止由於熱而支持體等發生變形、變質,較佳的亦是光聚合反應或利用電子束照射的聚合反應。
光聚合起始劑之例中,可列舉:α-羰基化合物(美國專利2367661號、美國專利2367670號的各說明書記載)、醇酮醚(acyloin ether)(美國專利2448828號說明書記載)、α-烴取代芳香族醇酮化合物(美國專利2722512號說明書記載)、多核醌化合物(美國專利3046127號,美國專利2951758號的各說明書記載)、三芳基咪唑二聚物(triarylimidazoledimer)與對胺基苯基酮(p-aminophenylketone)的組合(美國專利3549367號說明書記載)、吖啶(acridine)以及啡嗪(phenazine)化合物(日本專利特開昭60-105667號公報、美國專利4239850號說明書記載)以及噁二唑化合物(美國專利4212970號說明書記載)等。
光聚合起始劑的使用量較佳的是上述組成物的0.01 wt%~20 wt%,更佳的是0.5 wt%~5 wt%。
聚合性單體:
上述組成物中亦可添加聚合性的單體。作為本發明中可使用的聚合性單體,只要與上述式(1)以及式(1a)的化合物具有相容性,且不會明顯妨礙液晶性組成物的配向,則並無特別限定。該些聚合性單體中,可較佳地使用具有聚合活性的乙烯性不飽和基例如乙烯基、乙烯氧基、丙烯醯基以及甲基丙烯醯基等的化合物。上述聚合性單體的添加量相對於上述式(1)以及式(1a)的化合物通常在0.5 wt%~50 wt%的範圍內,較佳的是在1 wt%~30 wt%的範圍內。另外,若使用反應性官能基數為大於等於2的單體,則可期待提高與配向膜的密著性的效果,因此特別佳。
上述組成物亦可作為塗佈液來製備。作為塗佈液的製備所使用的溶劑,可較佳地使用通用的有機溶劑。通用的有機溶劑之例包括:醯胺系溶劑(例如N,N-二甲基甲醯胺(N,N-dimethyl formamide))、亞碸系溶劑(例如二甲基亞碸(dimethyl sulfoxide))、雜環系溶劑(例如吡啶(pyridine))、烴系溶劑(例如甲苯(toluene)、己烷(hexane))、烷基鹵化物系溶劑(例如氯仿(chloroform)、二氯甲烷)、酯系溶劑(例如乙酸甲酯、乙酸丁酯)、酮系溶劑(例如丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮)、醚系溶劑(例如四氫呋喃(tetrahydrofuran)、1,2-二甲氧基乙烷)。較佳的是酯系溶劑以及酮系溶劑,特別佳的是酮系溶劑。亦可併用兩種或兩種以上的有機溶劑。
1.-(4)光學薄膜的製造方法
本發明的光學薄膜可藉由使上述組成物形成配向狀態並將該配向狀態固定而製作。該光學薄膜作為相位差板等光學要素而有用。
以下,對製造方法的一例進行說明,但不限定於該方法。
首先,將至少含有上述式(1)的化合物的組成物塗佈於透明支持體的表面上(具有配向膜時是塗佈於配向膜表面)。視需要進行加熱等,而使組成物以所需的配向狀態配向。然後,使組成物進行聚合反應等而將該狀態固定,形成本發明的光學薄膜。作為可添加於該方法中所使用的上述組成物中的添加劑之例,可列舉上述空氣界面配向控制劑、防斥劑、聚合起始劑、聚合性單體等。
塗佈可利用公知的方法(例如線棒塗佈法(wire-bar coating method)、擠壓塗佈法、直接凹版塗佈法(direct gravure coating method)、反向凹版塗佈法(reverse gravure coating method)、模塗佈法(die coating method))來進行。
為了實現均勻配向的狀態,較佳的是利用配向膜。其中,當液晶的光軸方向與薄膜面的法線方向一致時(垂直配向),未必需要配向膜。
配向膜可利用如下的方法來設置:有機化合物(較佳的是聚合物)的摩擦處理、無機化合物的斜向蒸鍍、具有微槽(microgroove)的層的形成、或利用Langmuir-Blodgett法(LB膜)的有機化合物(例如ω-二十三烷酸(ω-tricosanoic acid)、硬脂酸甲酯(methyl stearate))的累積。進而,亦已知有藉由電場的賦予、磁場的賦予或光照射而產生配向功能的配向膜。
只要可對上述組成物賦予所需的配向,則配向膜無論為哪種層均可,於本發明中,較佳的是藉由摩擦處理或光照射而形成的配向膜。特別佳的是藉由聚合物的摩擦處理而形成的配向膜。摩擦處理通常可藉由利用紙或布對聚合物層的表面朝一定方向摩擦數次來實施,特別是本發明中,較佳的是利用液晶便覽(丸善(股))中記載的方法來進行。配向膜的厚度較佳的是0.01μm~10μm,更佳的是0.05μm~3μm。
然後,較佳的是實施聚合以將配向狀態固定。較佳的是使上述組成物中含有光聚合起始劑,藉由光照射來引發聚合。光照射時較佳的是使用紫外線。照射能量較好的是10 mJ/cm2
~50 J/cm2
,更佳的是50 mJ/cm2
~800 mJ/cm2
。為了促進光聚合反應,亦可於加熱條件下實施光照射。另外,氣體環境的氧濃度與聚合度有關,當於空氣中未達到所需的聚合度時,較佳的是藉由氮氣置換等方法使氧濃度下降。較佳氧濃度較佳的是小於等於10%,更佳的是小於等於7%,進而佳的是小於等於3%。
本發明中所謂配向狀態已被固定的狀態,保持著該配向的狀態為最典型且較佳的態樣,但不限定於此,具體而言是指如下狀態:通常於0℃~50℃、更嚴酷的條件下是於-30℃~70℃的溫度範圍中,該已被固定的組成物並無流動性,另外不會由於外場或外力而使配向形態發生變化,可穩定地持續保持已固定的配向形態。另外,將配向狀態最終固定而形成了光學異向性層時,上述組成物已無需顯示液晶性。例如,液晶性化合物亦可最終藉由熱、光等的反應來進行聚合或交聯反應而高分子量化,失去液晶性。
2.相位差板
本發明亦是有關於一種相位差板,該相位差板是於透明支持體上具有至少一層的光學異向性層的相位差板,且該光學異向性層為本發明的光學薄膜。
本發明的相位差板所具有的光學薄膜的材料以及製造方法如上文所述,較佳例亦相同。
上述透明支持體可使用光透射率大於等於80%的透明基材。較佳的是聚合物薄膜或玻璃。聚合物的具體例可列舉:醯化纖維素(Cellulose acylate)類(例如二乙醯纖維素、三乙醯纖維素)、降冰片烯(norbornene)系聚合物、聚(甲基)丙烯酸酯類的薄膜等,且可較佳地使用大量的市售的聚合物。其中,自光學性能的觀點考慮,較佳的是醯化纖維素類,更佳的是纖維素的低級脂肪酸酯。所謂低級脂肪酸,是指碳原子數為小於等於6的脂肪酸,碳原子數較佳的是2(乙醯纖維素)、3(丙醯纖維素)或4(丁醯纖維素)。特別佳的是三乙醯纖維素。亦可使用乙醯丙醯纖維素或乙醯丁醯纖維素之類的混合脂肪酸酯。另外,醯化纖維素薄膜較佳的是利用溶劑澆鑄法(solvent cast method)來製作。另外,即便是先前已知的聚碳酸酯或聚碸(polysulfone)之類的容易表現出雙折射的聚合物,亦可使用藉由國際公開WO00/26705號手冊所記載的分子修飾來使該表現性降低所得的聚合物。
成為支持體的聚合物薄膜可為光學等向性,亦可為光學異向性。可根據用途自各種特性的聚合物薄膜中選擇。另外,亦可於支持體與光學異向性膜之間,配置光學異向性膜的製作所利用的配向膜。
本發明的相位差板可用作有助於改善液晶顯示裝置的視角特性的光學補償薄膜。本發明的相位差板可直接作為獨立的構件而用於液晶顯示裝置等。另外,亦可與直線偏光膜形成一體而用作橢圓偏光板。以下,對具有本發明的相位差板的橢圓偏光板進行說明。
3.橢圓偏光板
可藉由將本發明的相位差板與直線偏光膜(本說明書中稱為「偏光膜」時是指「直線偏光膜」)積層來製作橢圓偏光板(本說明書中,「橢圓偏光板」的術語是如通常般以亦包括「圓偏光板」的含義而使用)。藉由利用本發明的相位差板,可提供能擴大液晶顯示裝置的視角的橢圓偏光板。
上述偏光膜中有碘系偏光膜、使用二色性染料的染料系偏光膜或多烯系偏光膜。碘系偏光膜及染料系偏光膜通常是使用聚乙烯醇系薄膜來製造。偏光膜的偏光軸相當於與薄膜的延伸方向垂直的方向。
偏光膜是積層於相位差板的光學異向性層側。較佳的是於偏光膜的與積層有相位差板之側相反的側的面上形成透明保護膜。透明保護膜較佳的是光透射率為大於等於80%。透明保護膜較佳的是使用醯化纖維素薄膜,更佳的是使用三乙醯纖維素薄膜。醯化纖維素薄膜較佳的是利用溶劑澆鑄法來製作。透明保護膜的厚度較佳的是20 μm~500 μm,更佳的是50 μm~200 μm。
4.液晶顯示裝置
本發明亦是有關於一種至少具有本發明的相位差板及/或橢圓偏光板的液晶顯示裝置。可藉由利用本發明的相位差板來提供視角得到擴大的液晶顯示裝置。扭轉向列(Twisted Nematic,TN)模式的液晶單元用相位差板(光學補償薄片)於日本專利特開平6-214116號公報、美國專利第5583679號、美國專利第5646703號、德國專利公報3911620A1號的各說明書中有所記載。另外,橫向電場切換(In-Plane Switching,IPS)模式或鐵電液晶(Ferroelectric Liquid Crystal,FLC)模式的液晶單元用光學補償薄片於日本專利特開平10-54982號公報中有所記載。進而,光學補償彎曲(Optically Compensatory Bend,OCB)模式或混合排列向列(Hybrid Aligned Nematic,HAN)模式的液晶單元用光學補償薄片於美國專利第5805253號說明書及國際公開WO96/37804號手冊中有所記載。而且,超扭轉向列(Super Twisted Nematic,STN)模式的液晶單元用光學補償薄片於日本專利特開平9-26572號公報中有所記載。而且,垂直排列(Vertically Aligned,VA)模式的液晶單元用光學補償薄片於日本專利登記第2866372號公報中有所記載。
於本發明中,可參考上述記載的公報來製作各種模式的液晶單元用相位差板(光學補償薄片)。本發明的相位差板可用於TN(Twisted Nematic)、IPS(In-Plane Switching)、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal)、OCB(Optically Compensatory Bend)、STN(Super Twisted Nematic)、VA(Vertically Aligned)及HAN(Hybrid Aligned Nematic)模式之類的各種顯示模式的液晶顯示裝置。
液晶顯示裝置具有液晶單元、偏光元件以及相位差板(光學補償薄片)。偏光元件通常包含偏光膜及保護膜。關於偏光膜及保護膜,可使用上述橢圓偏光板中說明的膜。
實例
以下列舉實例及比較例對本發明的特徵進行更具體說明。以下實例中所示的材料、使用量、比例、處理內容、處理順序等可於不偏離本發明主旨的範圍內適宜變更。因此,本發明的範圍不應受到以下所示的具體例的限定性的解釋。
[實例1:例示化合物(1)的合成]
依照下述流程來合成例示化合物(1)。
[化68]
於THF(300 mL)、甲醇(150 mL)中添加鄰苯二甲腈(phthalonitrile)(20 g),於40℃下滴加羥基胺(11 mL),反應1小時。然後,對反應混合物進行冰浴冷卻後滴加戊酸酐(30.3 mL),於室溫下攪拌2小時。於其中添加乙酸乙酯400 mL,用稀鹽酸、飽和碳酸氫鈉水、飽和食鹽水進行清洗,濃縮之後,於NMP(100 mL)、甲苯(100 mL)中進行2小時共沸脫水。於其中添加乙酸乙酯400 mL,用稀鹽酸、飽和碳酸氫鈉水、飽和食鹽水進行清洗後濃縮,由此獲得反應混合物。於其中添加甲醇150 mL,於40℃下滴加羥基胺(13 mL),反應1小時。於其中添加水500 mL並進行傾析之後,用檸檬酸水以及水進行清洗,用硫酸鎂進行乾燥。藉由管柱純化,相對於鄰苯二甲腈以產率50%而獲得20.3 g的醯胺肟化物。將醯胺肟化物(8.9 g)以及N,N-二甲基苯胺(5.2 mL)添加於NMP(50 mL)中,於冰浴冷卻下滴加二氯化間苯二甲醯(3.2 g)的NMP溶液(10 mL),於室溫下攪拌2小時。於其中添加甲苯(50 mL),進行3小時共沸脫水。將甲苯蒸餾去除後,注入至稀鹽酸中,進行過濾分離、水洗以及乾燥,利用管柱層析儀進行純化,由此獲得9 g之目標例示化合物(1)(產率95%)。鑑定是利用1
H-NMR來進行。
1
H-NMR(CDCl3
)δ:1.00(6H,t),1.45~1.62(4H,m),1.85~2.00(4H,m),3.00(4H,t),7.65(2H,t),7.80(1H,t),8.27(2H,d),8.38(2H,d),8.52(2H,d),8.95(2H,s),9.12(1H,s)。
藉由利用偏光顯微鏡的紋理(texture)觀察來研究所得的例示化合物(1)的相轉變溫度,結果,逐漸提高溫度,於130℃附近由結晶相變為圓盤狀向列液晶相,超過164℃時變為等向性液體相。即,可知例示化合物(1)於130℃至164℃之間呈現圓盤狀向列液晶相。
[實例2:例示化合物(2)的合成]
依照下述流程來合成例示化合物(2)。
[化69]
將實例1中合成的醯胺肟化物(8.9 g)、N,N-二甲基苯胺(5.2 mL)添加於NMP(50 mL)中,於冰浴冷卻下滴加均苯三甲醯氯(trimesoyl chloride)(2.6 g)的NMP溶液(10 mL),於室溫下攪拌2小時。於其中添加甲苯(50 mL),進行3小時共沸脫水。將甲苯蒸餾去除後,注入至稀鹽酸中,進行過濾分離、水洗以及乾燥,利用管柱層析儀進行純化,由此獲得8 g的目標例示化合物(2)(產率88%)。鑑定是利用1
H-NMR來進行。
1
H-NMR(CDCl3
)6: 1.01(9H,t),1.43~1.60(6H,m),1.85~1.98(6H,m),3.05(6H,t),7.70(3H,t),8.30(3H,d),8.45(3H,d),8.95(3H,S),9.28(3H,s)。
藉由利用偏光顯微鏡的紋理觀察來研究所得的例示化合物(2)的相轉變溫度,結果,逐漸提高溫度,於210℃附近由結晶相變為圓盤狀向列液晶相,超過268℃時變為等向性液體相。即,可知例示化合物(2)於210℃至268℃之間呈現圓盤狀向列液晶相。
[實例3:例示化合物(3)的合成]
依照下述流程來合成例示化合物(3)。
[化70]
於3-氰基苯甲酸(4.1 g)中添加甲醇(50 mL),於40℃下滴加50%羥基胺(6 mL)。1小時後用稀鹽酸中和,進行過濾分離、水洗以及乾燥,由此獲得5 g的醯胺肟化物(產率99%)。將醯胺肟化物(5 g)添加至NMP(50 mL)中並進行冰浴冷卻之後,滴加戊醯氯(3.4 g),進而滴加N,N-二甲基苯胺(5.3 mL)。於室溫下攪拌2小時後,添加甲苯(50 mL),進行3小時共沸脫水。將甲苯蒸餾去除後,注入至稀鹽酸中,進行過濾分離、水洗以及乾燥,由此以96%的產率而獲得6.5 g的噁二唑衍生物。
使噁二唑衍生物(6.5 g)與亞硫醯氯(thionyl chloride)(3 mL)於甲苯(50 mL)中於60℃下反應3小時,將甲苯蒸餾去除,獲得6.8 g的醯氯(產率99%)。將利用文獻記載的方法(Macromolecules,1968,1,318-324.)合成的間苯二甲醯胺肟(isophthalodiamide oxime)(1 g)的NMP(50 mL)溶液中於冰浴冷卻下滴加上述醯氯(3 g),進而滴加N,N-二甲基苯胺(1.8 mL)。於室溫下攪拌2小時後,添加甲苯(50 mL),進行3小時共沸脫水。將甲苯蒸餾去除後,注入至稀鹽酸中,進行過濾分離、水洗以及乾燥,利用管柱層析儀進行純化,由此獲得2.4 g的目標例示化合物(3)(產率75%)。鑑定是利用1
H-NMR來進行。
1
H-NMR(CDCl3
)δ:1.01(6H,t),1.47~1.60(4H,m),1.87~1.98(4H,m),3.03(4H,t),7.66~7.75(3H,m),8.32~8.48(6H,m),8.98(2H,s),9.07(1H,s)。
藉由利用偏光顯微鏡的紋理觀察來研究所得的例示化合物(3)的相轉變溫度,結果,逐漸提高溫度,於122℃附近由結晶相變為圓盤狀向列液晶相,超過162℃時變為等向性液體相。即,可知例示化合物(3)於122℃至162℃之間呈現圓盤狀向列液晶相。
[實例4:例示化合物(4)的合成]
依照下述流程來合成例示化合物(4)。
[化71]
於利用文獻記載的方法(Medical Chemistry,1972,15,1198-1200.)而合成的三醯胺肟化物(1 g)的NMP(30 mL)溶液中於冰浴冷卻下滴加醯氯(3.5 g),進而滴加N,N-二甲基苯胺(2 mL)。於室溫下攪拌2小時後,添加甲苯(30 mL),進行3小時共沸脫水。將甲苯蒸餾去除後,注入至稀鹽酸中,進行過濾分離、水洗以及乾燥,利用管柱層析儀進行純化,由此獲得2.3 g的目標例示化合物(4)(產率65%)。鑑定是利用1
H-NMR來進行。
1
H-NMR(CDCl3
)δ: 1.01(9H,t),1.43~1.59(6H,m),1.87~1.98(6H,m),3.05(6H,t),7.75(3H,m),8.34(3H,d),8.45(3H,d),8.97(3H,s),9.18(3H,s)。
藉由利用偏光顯微鏡的紋理觀察來研究所得的例示化合物(4)的相轉變溫度,結果,逐漸提高溫度,於180℃附近由結晶相變為圓盤狀向列液晶相,超過259℃時變為等向性液體相。即,可知例示化合物(4)於180℃至259℃之間呈現圓盤狀向列液晶相。
[實例5:例示化合物(5)的合成]
依照下述流程來合成例示化合物(5)。
[化72]
於上述實例中合成的醯胺肟化物(10 g)中添加NMP(50 mL)並進行冰浴冷卻後,滴加4-氯丁醯氯(6.2 mL),進而滴加N,N-二甲基苯胺(8.5 mL)。於室溫下攪拌2小時後,添加甲苯(50 mL),進行3小時共沸脫水。於其中添加乙酸乙酯400 mL,用稀鹽酸、飽和碳酸氫鈉水、飽和食鹽水進行清洗,然後濃縮,由此獲得10.7 g的噁二唑衍生物(產率72%)。
使噁二唑衍生物(5.8 g)與亞硫醯氯(3 mL)於甲苯(50 mL)中於60℃下反應3小時,將甲苯蒸餾去除,而獲得6.2 g的醯氯(產率99%)。於間苯二甲醯胺肟(950 mg)的NMP(50 mL)溶液中於冰浴冷卻下滴加醯氯(3.1 g),進而滴加N,N'-二甲基苯胺(2.1 mL)。於室溫下攪拌2小時後,添加甲苯(50 mL),進行3小時共沸脫水。於其中添加乙酸乙酯400 mL,用稀鹽酸、飽和碳酸氫鈉水、飽和食鹽水進行清洗,然後濃縮,由此獲得700 mg的例示化合物(5)(產率22%)。鑑定是利用1
H-NMR來進行。
1
H-NMR(CDCl3
)δ:2.40~2.50(4H,m),3.24(4H,t),3.77(4H,t),7.70~7.80(3H,m),8.30~8.45(6H,m),8.95(2H,s),9.08(1H,s)。
藉由利用偏光顯微鏡的紋理觀察來研究所得的例示化合物(5)的相轉變溫度,結果,逐漸提高溫度,於146℃附近由結晶相變為圓盤狀向列液晶相,超過178℃時變為等向性液體相。即,可知例示化合物(5)於146℃至178℃之間呈現圓盤狀向列液晶相。
[實例6:例示化合物(6)的合成]
依照下述流程來合成例示化合物(6)。
[化73]
於間氰基苯甲醯氯(1.4 g)中添加THF(20 mL)後,滴加利用文獻記載的方法(J. Med. Chem. 2001,44,1268)合成的丁醯肼(1.0 g)、三乙胺(1.3 mL)以及THF(15 mL)的混合物,於室溫下攪拌1小時。於其中添加乙酸乙酯200 mL,用稀鹽酸、蒸餾水、飽和食鹽水進行清洗,然後乾燥、濃縮,由此獲得1.7 g的肼衍生物(產率81%)。
於肼衍生物(1.7 g)中添加氧氯化磷(4 mL),於120℃下攪拌4小時。注入至蒸餾水(40 mL)中,利用乙酸乙酯(200 mL)進行萃取。進行乾燥、濃縮,由此獲得1.1 g的噁二唑衍生物(產率71%)。
於噁二唑衍生物(1.1 g)中添加甲醇(10 mL),於40℃下滴加50%羥基胺(0.6 mL)。2小時後添加蒸餾水,進行過濾分離、水洗以及乾燥,由此獲得1.1 g的醯胺肟化物(產率88%)。
於醯胺肟化物(0.52 g)與吡啶(0.12 mL)的NMP(3 mL)溶液中,滴加二氯化間苯二甲醯(0.18 g)的乙腈溶液(0.2 mL),於室溫下攪拌1小時。然後,添加甲苯(10 mL)進行3小時共沸脫水。於其中添加乙酸乙酯100 mL,用稀鹽酸、飽和碳酸氫鈉水、飽和食鹽水進行清洗,然後濃縮,由此獲得400 mg的例示化合物(6)(產率74%)。鑑定是利用1
H-NMR來進行。
1
H-NMR(CDCl3
)δ:1.00(6H,t),1.45~1.62(4H,m),1.85~1.95(4H,m),2.96(4H,t),7.68(2H,t),7.83(1H,t),8.27(2H,d),8.42(2H,d),8.55(2H,d),8.93(2H,s),9.12(1H,s)。
藉由利用偏光顯微鏡的紋理觀察來研究所得的例示化合物(6)的相轉變溫度,結果,逐漸提高溫度,於201℃附近由結晶相變為等向性液體相。然後自201℃逐漸降低溫度,於190℃附近變為圓盤狀向列相。即,可知例示化合物(6)於降溫時呈現圓盤狀向列相。
[比較例1:比較化合物1的合成]
依照下述流程來合成比較化合物1。
[化74]
於間氰基苯甲醯氯(2g)中添加THF(20 mL)後,滴加正丁醇(1.7 mL)、三乙胺(2.6 mL)以及THF(15 mL)的混合物,於室溫下攪拌2小時。於其中添加乙酸乙酯200 mL,用稀鹽酸、蒸餾水、飽和食鹽水進行清洗,然後乾燥、濃縮,由此以96%的產率而獲得2.4 g的丁酯衍生物。
於丁酯衍生物(2.4 g)中添加甲醇(50 mL),於40℃下滴加50%羥基胺(1.2 mL)。2小時後,添加乙酸乙酯400 mL,用稀鹽酸、飽和食鹽水進行清洗,然後乾燥、濃縮,由此以99%的產率而獲得2.8 g的醯胺肟化物。
於醯胺肟化物(1.0 g)與吡啶(0.3 mL)的NMP(5 mL)溶液中,滴加間苯二甲醯氯(0.39 g)的乙腈溶液(0.4 mL),於室溫下攪拌1小時。然後,添加甲苯(10 mL),進行3小時共沸脫水。於其中添加乙酸乙酯100 mL,用稀鹽酸、飽和碳酸氫鈉水、飽和食鹽水進行清洗,然後濃縮,由此獲得840 mg的比較化合物1(產率77%)。鑑定是利用1
H-NMR來進行。
1
H-NMR(CDCl3
)δ: 1.00(6H,t),1.50~1.60(4H,m),1.75~1.90(4H,m),4.40(4H,t),7.66(2H,t),7.84(1H,t),8.23(2H,d),8.44(2H,d),8.52(2H,d),8.84(2H,s),9.12(1H,s)。
藉由利用偏光顯微鏡的紋理觀察來研究所得的比較化合物1的相轉變溫度,結果,逐漸提高溫度,於116℃附近由結晶相變為圓盤狀向列液晶相,超過131℃時變為等向性液體相。即,可知比較化合物1於116℃至131℃之間呈現圓盤狀向列液晶相。
[比較例2:比較化合物2的合成]
依照下述流程來合成比較化合物2。
[化75]
於比較例1中合成的醯胺肟化物(1.0 g)與吡啶(0.3 mL)的NMP(5 mL)溶液中,滴加均苯三甲醯氯(0.35 g)的乙腈溶液(0.4 mL),於室溫下攪拌1小時。其後,添加甲苯(10 mL),進行3小時共沸脫水。於其中添加乙酸乙酯100 mL,用稀鹽酸、飽和碳酸氫鈉水、飽和食鹽水進行清洗,然後進行濃縮,由此獲得840 mg的比較化合物2(產率77%)。鑑定是利用1
H-NMR來進行。
1
H-NMR(CDCl3
)δ:1.01(9H,t),1.50~1.65(6H,m),1.80~1.90(6H,m),4.42(6H,t),7.68(3H,t),8.28(3H,d),8.48(3H,d),8.85(3H,s),9.28(3H,s)。
藉由利用偏光顯微鏡的紋理觀察來研究所得的比較化合物2的相轉變溫度,結果,逐漸提高溫度,於145℃附近由結晶相變為圓盤狀向列液晶相,超過228℃時變為等向性液體相。即,可知比較化合物2於145℃至228℃之間呈現圓盤狀向列液晶相。
[比較例3:比較化合物3的合成]
依照下述流程來合成比較化合物3。
[化76]
使利用文獻記載的方法(Chem. Europ. J. 2005,11,3591)而合成的間苯二甲酸單丁酯(3 g)與亞硫醯氯(2.4mL)於甲苯(50 mL)中於60℃下反應3小時,將甲苯蒸餾去除,獲得3.3 g的醯氯(產率99%)。
於間苯二甲醯胺肟(0.6 g)的NMP(10 mL)溶液中於冰浴冷卻下滴加上述醯氯(1.7 g),進而滴加吡啶(0.6 mL)。於室溫下攪拌2小時後,添加甲苯(50 mL),進行3小時共沸脫水。將甲苯蒸餾去除後,注入至稀鹽酸中,進行過濾分離、水洗以及乾燥,利用管柱層析儀進行純化,由此獲得1.6 g的比較化合物3(產率90%)。鑑定是利用1
H-NMR來進行。
1
H-NMR(CDCl3
)δ:1.02(6H,t),1.50~1.60(4H,m),1.80~1.95(4H,m),7.65~7.75(3H,m),7.33(2H,d),7.38(2H,d),8.48(2H,d),8.87(2H,s),9.15(1H,s)。
藉由利用偏光顯微鏡的紋理觀察來研究所得的比較化合物3的相轉變溫度,結果,逐漸提高溫度,於126℃附近由結晶相變為圓盤狀向列液晶相,超過127℃時變為等向性液體相。即,可知比較化合物3於126℃至127℃之間呈現圓盤狀向列液晶相。
[比較例4:比較化合物4的合成]
依照下述流程來合成比較化合物4。
[化77]
於三醯胺肟(530 mg)的NMP(10 mL)溶液中於冰浴冷卻下滴加比較例3中合成的醯氯(1.7 g),進而滴加吡啶(0.6 mL)。於室溫下攪拌2小時後,添加甲苯(50 mL),進行3小時共沸脫水。反應後注入至稀鹽酸中,進行過濾分離、水洗以及乾燥,由此獲得1.4 g的比較化合物4(產率85%)。鑑定是利用1
H-NMR來進行。
1
H-NMR(CDCl3
)δ:1.01(9H,t),1.50~1.60(6H,m),1.80~1.90(6H,m),4.45(6H,t),7.70(3H,t),8.32(3H,d),8.52(3H,d),8.95(3H,s),9.18(3H,s)。
藉由利用偏光顯微鏡的紋理觀察來研究所得的比較化合物4的相轉變溫度,結果,逐漸提高溫度,於148℃附近由結晶相變為圓盤狀向列液晶相,超過224℃時變為等向性液體相。即,可知比較化合物4於148℃至224℃之間呈現圓盤狀向列液晶相。
將對上述合成的實例的例示化合物、以及比較例用化合物進行測定所得的物性匯總於以下的表中。
[化78]
[化79]
然後,對具有聚合性基的化合物的合成例進行說明。
[實例7:例示化合物(7)的合成]
作為具有聚合性基的化合物,依照下述流程來合成例示化合物(7)。
[化80]
於3-氰基苯甲酸(8.2 g)中添加甲醇(100 mL),於40℃下滴加50%羥基胺(12 mL)。1小時後用稀鹽酸進行中和,然後進行過濾分離、水洗以及乾燥,由此獲得10 g的醯胺肟化物(產率99%)。於所合成的醯胺肟化物(10 g)中添加NMP(50 mL)並進行冰浴冷卻後,滴加4-氯丁醯氯(6.2 mL),進而滴加N,N-二甲基苯胺(8.5 mL)。於室溫下攪拌2小時後,添加甲苯(50 mL),進行3小時共沸脫水。於其中添加乙酸乙酯400 mL,用稀鹽酸、飽和碳酸氫鈉水、飽和食鹽水進行清洗,然後濃縮,由此獲得10.7 g的噁二唑衍生物(產率72%)。
使噁二唑衍生物(5.8 g)與亞硫醯氯(3 mL)於甲苯(50 mL)中於60℃下反應3小時,將甲苯蒸餾去除,獲得6.2 g的醯氯(產率99%)。於間苯二甲醯胺肟(950 mg)的NMP(50 mL)溶液中於冰浴冷卻下滴加醯氯(3.1 g),進而滴加N,N'-二甲基苯胺(2.1 mL)。於室溫下攪拌2小時後,添加甲苯(50 mL),進行3小時共沸脫水。於其中添加乙酸乙酯400 mL,用稀鹽酸、飽和碳酸氫鈉水、飽和食鹽水進行清洗,然後濃縮,由此獲得700 mg的二氯衍生物。於二氯衍生物(700 mg)中添加NMP(10 mL)、碳酸鉀(610 mg)、丙烯酸(320 mg)、碘化鈉(330 mg)以及IRGANOX1010(Ciba Japan(股)公司製造,20 mg),於85℃下反應3小時。反應後注入至稀鹽酸中,進行過濾分離、水洗以及乾燥,利用管柱層析儀進行純化,由此以86%的產率而獲得690 mg的目標例示化合物(7)。鑑定是利用1
H-NMR來進行。
1
H-NMR(CDCl3
)δ:2.30~2.40(4H,m),3.13(4H,t),4.35(4H,t),5.82(2H,d),6.13(2H,dd),6.42(2H,d),7.70~7.80(3H,m),8.30~8.50(6H,m),8.95(2H,s),9.05(1H,s)。
藉由利用偏光顯微鏡的紋理觀察來研究所得的例示化合物(7)的相轉變溫度,結果,逐漸提高溫度,於121℃附近由結晶相變為圓盤狀向列液晶相,超過140℃時變為等向性液體相。即,可知例示化合物(7)於121℃至140℃之間呈現圓盤狀向列液晶相。
[實例8:例示化合物(8)的合成]
利用與上述相同的方法來合成以下的例示化合物(8)。
[化81]
鑑定是利用1
H-NMR來進行。
1
H-NMR(CDCl3
)δ:1.82~1.92(4H,m),2.04~2.11(4H,m),3.07(4H,t),4.25(4H,t),5.82(2H,d),6.13(2H,dd),6.42(2H,d),7.65~7.75(3H,m),8.30~8.50(6H,m),8.95(2H,s),9.05(1H,s)。
藉由利用偏光顯微鏡的紋理觀察來研究所得的例示化合物(8)的相轉變溫度,結果,逐漸提高溫度,於106℃附近由結晶相變為圓盤狀向列液晶相,超過129℃時變為等向性液體相。即,可知例示化合物(8)於106℃至129℃之間呈現圓盤狀向列液晶相。
[實例9:例示化合物(9)的合成]
依照下述流程來合成例示化合物(9)。
[化82]
於鄰苯二甲腈(5.12 g)中添加NMP(20 mL),於40℃下滴加50%羥基胺(2.64 g)。於50℃下攪拌4小時後,添加乙酸乙酯100 mL,進行水洗,用硫酸鎂進行乾燥,製備含有單醯胺肟衍生物的乙酸乙酯溶液。於其中於冰浴冷卻下滴加4-氯丁醯氯(3.7 g),進而滴加N,N-二甲基苯胺(3.7 mL)。於室溫下攪拌2小時後,添加NMP(50 mL)、甲苯(50 mL),進行3小時共沸脫水。於其中添加乙酸乙酯400 mL,用稀鹽酸、飽和碳酸氫鈉水、飽和食鹽水進行清洗,然後進行濃縮、管柱純化,由此獲得4.5 g的噁二唑衍生物(產率45%)。於噁二唑衍生物(4.5 g)中添加THF(20 mL),於40℃下滴加50%羥基胺(1.2 g)。攪拌4小時後,添加乙酸乙酯100 mL,用飽和食鹽水進行清洗,獲得乙酸乙酯層。利用管柱層析儀對該乙酸乙酯層進行純化,由此獲得4.5 g的醯胺肟衍生物(產率88%)。於醯胺肟衍生物(4.5 g)中添加NEP(50 mL),於冰浴冷卻下滴加間苯二甲醯氯(1.5 g)的乙酸乙酯(10 mL)溶液,進而滴加N,N'-二甲基苯胺(2.3 mL)。於室溫下攪拌2小時後,添加甲苯(50 mL),進行3小時共沸脫水。於其中添加乙酸乙酯400 mL,用稀鹽酸、飽和碳酸氫鈉水、飽和食鹽水進行清洗,然後濃縮,由此獲得4.1 g的二氯衍生物。於二氯衍生物(700 mg)中添加NMP(10 mL)、碳酸鉀(610 mg)、丙烯酸(320 mg)、碘化鈉(330 mg)以及IRGANOX1010(Ciba Japan(股)公司製造,20 mg),於85℃下反應3小時。反應後注入至稀鹽酸中,進行過濾分離、水洗以及乾燥,利用管柱層析儀進行純化,由此以89%的產率而獲得714 mg的目標例示化合物(9)。鑑定是利用1
H-NMR來進行。
1
H-NMR(CDCl3
)δ:2.30~2.38(4H,m),3.13(4H,t),4.38(4H,t),5.82(2H,d),6.13(2H,dd),6.42(2H,d),7.69(2H,t),7.85(1H,t),8.28(2H,d),8.38(2H,d),8.51(2H,d),8.92(2H,s),9.13(1H,s)。
藉由利用偏光顯微鏡的紋理觀察來研究所得的例示化合物(9)的相轉變溫度,結果,逐漸提高溫度,於128℃附近由結晶相變為圓盤狀向列液晶相,超過141℃時變為等向性液體相。即,可知例示化合物(9)於128℃至141℃之間呈現圓盤狀向列液晶相。
[實例10:例示化合物(10)的合成]
利用與上述相同的方法來合成下述例示化合物(10)。
鑑定是利用1
H-NMR來進行。
1
H-NMR(CDCl3
)δ:1.85~1.92(4H,m),2.02~2.11(4H,m),3.07(4H,t),4.25(4H,t),5.82(2H,d),6.13(2H,dd),6.42(2H,d),7.69(2H,t),7.83(1H,t),8.30(2H,d),8.41(2H,d),8.55(2H,d),8.92(2H,s),9.13(1H,s)。
藉由利用偏光顯微鏡的紋理觀察來研究所得的例示化
合物(10)的相轉變溫度,結果,逐漸提高溫度,於114℃附近由結晶相變為圓盤狀向列液晶相,超過128℃時變為等向性液體相。即,可知例示化合物(10)於114℃至128℃之間呈現圓盤狀向列液晶相。
[實例11:例示化合物(11)的合成]
依照下述流程來合成例示化合物(11)。
於1,2-乙二醇(12.4g)中添加碳酸氫鈉(21g),於冰浴冷卻下滴加3-氯丙醯氯(25.4g)。於25℃下攪拌3小時後,利用管柱層析儀進行純化,由此獲得約20g的含有半醇衍生物的混合物。於含有半醇衍生物的混合物(20g)中添加THF(100mL)及琥珀酸酐(11.5g),於冰浴冷卻下滴加吡啶(10.2mL),於室溫下攪拌2小時。其後,添加乙酸乙酯(200mL),進行稀鹽酸清洗後用飽和碳酸氫鈉水溶液進行反萃取。進而利用稀鹽酸將水層加以酸化之後,用乙酸乙酯進行萃取,然後乾燥、濃縮,由此以40%的產率而獲得20.4g的半羧酸衍生物。
於半羧酸衍生物(20.4g)中添加甲苯(100mL)、亞硫醯氯(8.8mL),於100℃進行2小時加熱、濃縮,由此形成醯氯衍生物,將其於冰浴冷卻下滴加至醯胺肟衍生物(14.6g)、NMP(100mL)以及N,N-二甲基苯胺(15.4mL)的混合液中,於室溫下攪拌2小時。其後,添加甲苯(100mL),於120℃下加熱2小時。其後添加乙酸乙酯(400mL),用稀鹽酸、飽和食鹽水進行清洗,然後乾燥,利用管柱層析儀進行純化,由此以47%的產率而獲得15g的噁二唑衍生物。
於噁二唑衍生物(3.5g)中添加甲苯(50mL)以及亞硫醯氯(1mL),於100℃下進行2小時加熱、濃縮,由此形成醯氯衍生物,將其於冰浴冷卻下滴加至二醯胺肟衍生物(850mg)、NMP(50mL)以及N,N-二甲基苯胺(1.7mL)的混合液中,於室溫下攪拌2小時。其後,添加甲苯(50mL),於共沸脫水條件下攪拌2小時。冷卻後,將甲苯蒸餾去除,添加乙腈(20mL)以及三乙胺(1.8mL),於60℃下攪拌2小時。冷卻後,添加乙酸乙酯(200mL),用稀鹽酸、飽和食鹽水進行清洗,然後乾燥、濃縮,利用管柱層析儀進行純化,由此獲得1.4g的例示化合物(11)(產率35%)。鑑定是利用1
H-NMR來進行。
1
H-NMR(CDCl3
)δ:3.13(4H,t),3.35(4H,t),4.38~4.48(8H,m),5.82(2H,d),6.13(2H,dd),6.42(2H,d),7.65~7.80(3H,m),8.30~8.50(6H,m),8.95(2H,s),9.05(1H,s)。
藉由利用偏光顯微鏡的紋理觀察來研究所得的例示化合物(11)的相轉變溫度,結果,逐漸提高溫度,於91℃附近由結晶相變為圓盤狀向列液晶相,超過108℃時變為等向性液體相。即,可知例示化合物(11)於91℃至108℃之間呈現圓盤狀向列液晶相。
[實例12:例示化合物(12)的合成-1]
依照下述流程來合成例示化合物(12)。
於鄰苯二甲腈(5.12g)中添加NMP(20mL),於40℃下滴加50%羥基胺(2.42g)。於50℃下攪拌4小時後,分批添加琥珀酸酐(4.41g),其後加熱至120℃,攪拌5小時。冷卻後添加乙酸乙酯100mL,用水清洗後,用溶解有碳酸鉀(5.56g)的水進行萃取,取出水層。於該水層中添加鹽酸進行中和後,添加乙酸乙酯100mL進行萃取,用水清洗乙酸乙酯層並進行乾燥、濃縮,由此獲得約6.8g
的含有(12)-A的混合物的固體。
於1,2-乙二醇(12.4g)中添加碳酸氫鈉(21.0g),於冰浴冷卻下滴加3-氯丙醯氯(25.4g)。於25℃下攪拌3小時後,利用管柱層析儀進行純化,由此獲得17.5g的(12)-C。
於含有(12)-A的混合物(5.2g)中添加甲苯(10mL)、DMF(10mg)以及亞硫醯氯(2.6mL),於50℃下攪拌2小時。冷卻後,將過剩的亞硫醯氯及甲苯蒸餾去除,由此獲得含有(12)-B的混合物。於該含有(12)-B的混合物中添加乙酸乙酯(100mL)以及(12)-C(3.6g),於冰浴冷卻下滴加二異丙基乙基胺(5.3mL)。於25℃下攪拌1小時後,用稀鹽酸、飽和食鹽水進行清洗,然後乾燥、濃縮,由此獲得含有(12)-D的混合物。利用管柱層析儀對該混合物進行純化,由此獲得7.1g的(12)-D。
於(12)-D(7.1g)中添加甲醇(20mL),於40℃下滴加50%羥基胺(1.9g)。攪拌4小時後,添加乙酸乙酯100mL,用飽和食鹽水進行清洗,獲得乙酸乙酯層。利用管柱層析儀對該乙酸乙酯層進行純化,由此獲得6.6g的(12)-E(產率85%)。
於(12)-E(6.6g)中添加乙酸乙酯(70mL)及溶解有碳酸氫鈉(1.5g)的水70mL,於冰浴冷卻下滴加均苯三甲醯氯(1.2g)的甲苯(5mL)溶液。於室溫下攪拌3小時後,添加己烷(200mL),過濾取出所析出的結晶。於所得的結晶中添加NMP(20mL)及甲苯(20mL),於
共沸脫水條件下攪拌2小時。冷卻後,將甲苯蒸餾去除,添加乙腈(20mL)及三乙胺(3.0mL),於60℃下攪拌2小時。冷卻後添加乙酸乙酯(100mL),用稀鹽酸、飽和食鹽水進行清洗,然後乾燥、濃縮,由此獲得例示化合物(12)的粗結晶,進而利用管柱層析儀進行純化,由此獲得4.7g的例示化合物(12)(產率84%)。鑑定是利用1
H-NMR來進行。
1
H-NMR(CDCl3
)δ:3.04(6H,t),3.33(6H,t),4.35~4.50(12H,m),5.82(3H,d),6.12(3H,dd),6.47(3H,d),7.70(3H,t),8.27(3H,d),8.43(3H,d),8.93(3H,s),9.30(3H,s)。
藉由利用偏光顯微鏡的紋理觀察來研究所得的例示化合物(12)的相轉變溫度,結果,逐漸提高溫度,於74℃附近由結晶相變為圓盤狀向列液晶相,超過170℃時變為等向性液體相。即,可知例示化合物(12)於74℃至170℃之間呈現圓盤狀向列液晶相。
[實例13:例示化合物(12)的合成-2]
依照下述流程來合成例示化合物(12)。
[化86]
於鄰苯二甲腈(5.12 g)中添加NMP(20 mL)及IPA(2 mL),於40℃下滴加50%羥基胺(2.64 g)。於50℃下攪拌4小時,由此製備含有單醯胺肟衍生物的混合物的溶液。分批添加琥珀酸酐(4.41 g),然後加熱至120℃,攪拌5小時。冷卻後添加乙酸乙酯50 mL,用1N的HCl進行清洗,用飽和碳酸氫鈉水進行反萃取,由此製備含有噁二唑衍生物的混合物的水溶液。於其中於40℃下滴加50%羥基胺(4.84 g),於50℃下攪拌4小時。冷卻後,用1N的HCl進行中和,對所生成的沈澱進行過濾分離、水洗,由此獲得約7.3 g的含有醯胺肟衍生物的混合物的固體。
於含有醯胺肟衍生物的混合物的固體(7.3 g)中添加NMP(20 mL)及均苯三甲醯氯(1.3 g),於冰浴冷卻下滴加N,N-二甲基苯胺(4.1 mL)。滴加後,將反應液於室溫下攪拌1小時,於100℃下進一步攪拌2小時。冷卻後,於1N的HCl中進行晶析,然後純化,由此獲得4 g的三羧酸衍生物。
於三羧酸衍生物4 g中添加NMP(20 mL)、丙烯酸2-羥基乙酯(1.8 mL)以及甲苯磺醯氯(3.3 g),於冰浴冷卻下滴加N-甲基咪唑(2.8 mL)。於室溫下攪拌2小時後,注入至甲醇(200 mL)中,將所生成的沈澱過濾分離,用甲醇清洗。對其進行管柱純化,由此以61%的產率而獲得3.2 g的例示化合物(12)。鑑定是利用1
H-NMR來進行。
1
H-NMR(CDCl3
)δ: 3.04(6H,t),3.33(6H,t),4.35~4.50(12H,m),5.82(3H,d),6.12(3H,dd),6.47(3H,d),7.70(3H,t),8.27(3H,d),8.43(3H,d),8.93(3H,s),9.30(3H,s)。
藉由利用偏光顯微鏡的紋理觀察來研究所得的例示化合物(12)的相轉變溫度,結果,逐漸提高溫度,於74℃附近由結晶相變為圓盤狀向列液晶相,超過170℃時變為等向性液體相。即,可知例示化合物(12)於74℃至170℃之間呈現圓盤狀向列液晶相。
[實例14:例示化合物(13)的合成-1]
依照下述流程來合成例示化合物(13)。
於鄰苯二甲腈(5.12g)中添加NMP(20mL),於40℃下滴加50%羥基胺(2.42g)。於50℃下攪拌4小時後,分批添加琥珀酸酐(4.41g),然後加熱至120℃,攪拌5小時。冷卻後添加乙酸乙酯100mL,用水清洗後,用溶解有碳酸鉀(5.56g)的水進行萃取,取出水層。於該水層中添加鹽酸進行中和後,添加乙酸乙酯100mL進行萃取,用水對乙酸乙酯層進行清洗,然後乾燥、濃縮,由此獲得約6.8g的含有(13)-A的混合物的固體。
於1,4-丁二醇(28.4g)中添加甲苯(32mL)以及碳酸氫鈉(12.8g),於冰浴冷卻下滴加3-氯丙醯氯(16.0g)。於25℃下攪拌3小時後,用水進行3次清洗,然後乾燥、濃縮,由此獲得約16.1g的含有(13)-C的混合物。
於含有(13)-A的混合物(5.2g)中添加甲苯(10mL)、DMF(10mg)以及亞硫醯氯(2.6mL),於50℃下攪拌2小時。冷卻後,將過剩的亞硫醯氯及甲苯蒸餾去除,由此
獲得含有(13)-B的混合物。於該含有(13)-B的混合物中添加乙酸乙酯(100mL)及含有(13)-C的混合物8.4g,於冰浴冷卻下滴加二異丙基乙基胺(5.3mL)。於25℃下攪拌1小時後,用稀鹽酸、飽和食鹽水進行清洗,然後乾燥、濃縮,由此獲得含有(13)-D的混合物。利用管柱層析儀對該混合物進行純化,由此獲得4.89g的(13)-D。
於(13)-D(4.89g)中添加甲醇(20mL),於40℃下滴加50%羥基胺(0.95g)。攪拌4小時後,添加乙酸乙酯100mL,用飽和食鹽水進行清洗,獲得乙酸乙酯層。利用管柱層析儀對該乙酸乙酯層進行純化,由此獲得4.63g的(13)-E(產率88%)。
於(13)-E(4.63g)中添加乙酸乙酯(70mL)及溶解有碳酸氫鈉(1.06g)的水70mL,於冰浴冷卻下滴加均苯三甲醯氯(0.91g)的甲苯(5mL)溶液。於室溫下攪拌3小時後,添加己烷(200mL),過濾取出所析出的結晶。於所得的結晶中添加NMP(20mL)及甲苯(20mL),於共沸脫水條件下攪拌2小時。冷卻後,將甲苯蒸餾去除,添加乙腈(20mL)及三乙胺(3.0mL),於60℃下攪拌2小時。冷卻後添加乙酸乙酯(100mL),用稀鹽酸、飽和食鹽水進行清洗,然後乾燥、濃縮,由此獲得粗結晶,進而利用管柱層析儀進行純化,由此獲得3.8g的例示化合物(13)(產率85%)。鑑定是利用1
H-NMR來進行。
1
H-NMR(CDCl3
)δ:1.70~1.80(12H,m),3.00(6H,t),3.32(6H,t),4.10~4.20(12H,m),5.82(3H,d),6.12(3H,dd),6.40(3H,d),7.68(3H,t),8.25(3H,d),8.40(3H,d),8.93(3H,s),9.27(3H,s)。
藉由利用偏光顯微鏡的紋理觀察來研究所得的例示化合物(13)的相轉變溫度,結果,逐漸提高溫度,於70℃附近由結晶相變為圓盤狀向列液晶相,超過141℃時變為等向性液體相。即,可知例示化合物(13)於70℃至141℃之間呈現圓盤狀向列液晶相。
[實例15:例示化合物(13)的合成-2]
測定1
H-NMR以及相轉變溫度而確認到,使用與例示化合物(12)的合成-2相同的方法可合成例示化合物(13)。
[實例16:例示化合物(14)的合成]
利用與上述相同的方法來合成下述的例示化合物(14)。
[化88]
鑑定是利用1
H-NMR來進行。
1
H-NMR(CDCl3
)δ: 2.20~2.35(6H,m),2.61(6H,t),3.12(6H,t),4.30~4.45(12H,m),5.82(3H,d),6.12(3H,dd),6.47(3H,d),7.71(3H,t),8.25(3H,d),8.45(3H,d),8.93(3H,s),9.27(3H. s)。
藉由利用偏光顯微鏡的紋理觀察來研究所得的例示化合物(14)的相轉變溫度,結果,逐漸提高溫度,於76℃附近由結晶相變為圓盤狀向列液晶相,超過166℃時變為等向性液體相。即,可知例示化合物(14)於76℃至166℃之間呈現圓盤狀向列液晶相。
[實例17:例示化合物(15)的合成]
利用與上述相同的方法來合成下述的例示化合物(15)。
[化89]
鑑定是利用1
H-NMR來進行。
1
H-NMR(CDCl3
)δ: 1.95~2.10(6H,m),2.22~2.35(6H,m),2.58(6H,t),3.12(6H,t),4.20~4.30(12H,m),5.85(3H,d),6.15(3H,dd),6.42(3H,d),7.71(3H,t),8.30(3H,d),8.45(3H,d),8.95(3H,s),9.30(3H,s)。
藉由利用偏光顯微鏡的紋理觀察來研究所得的例示化合物(15)的相轉變溫度,結果,逐漸提高溫度,於81℃附近由結晶相變為圓盤狀向列液晶相,超過150℃時變為等向性液體相。即,可知例示化合物(15)於81℃至150℃之間呈現圓盤狀向列液晶相。
[實例18:例示化合物(16)的合成]
利用與上述相同的方法來合成下述的例示化合物(16)。
[化90]
鑑定是利用1
H-NMR來進行。
1
H-NMR(CDCl3
)δ: 1.70~1.85(12H,m),2.32~2.45(6H,m),2.67(6H,t),3.13(6H,t),4.15~4.23(12H,m),5.80(3H,d),6.14(3H,dd),6.40(3H,d),7.68(3H,t),8.25(3H,d),8.38(3H,d),8.93(3H,s),9.27(3H,s)。
藉由利用偏光顯微鏡的紋理觀察來研究所得的例示化合物(16)的相轉變溫度,結果,逐漸提高溫度,於90℃附近由結晶相變為圓盤狀向列液晶相,超過132℃時變為等向性液體相。即,可知例示化合物(16)於90℃至132℃之間呈現圓盤狀向列液晶相。
[實例19:使例示化合物(13)均勻配向的薄膜的製作]
於玻璃基板上塗佈PVA-103(可樂麗(Kuraray)(股)製造)的水溶液,於100℃下乾燥3分鐘。PVA-103的厚度為0.5 μm。於設有該PVA-103的薄膜的基板上旋塗下述塗佈液,放入至100℃的恆溫槽中,1分鐘後照射600 mJ的紫外線而將配向狀態固定。放置冷卻至室溫後,利用偏光顯微鏡來觀察該配向狀態,可知圓盤狀液晶性化合物無缺陷地垂直配向著。液晶性化合物的層的厚度為3.6 μm。
(塗佈液)
‧例示化合物(13) 100重量份
‧下述空氣界面配向控制劑V-(2) 0.2重量份
‧Irgacure 907(Ciba-Geigy公司製造) 3.0重量份
‧二乙基噻噸酮(diethyl thioxanthone) 1.0重量份
‧甲基乙基酮 250重量份
[化91]
空氣界面配向控制劑V-(2)
[實例20:使例示化合物(14)均勻配向的薄膜的製作]
於玻璃基板上塗佈PVA-103(可樂麗(股)製造)的水溶液,於100℃下乾燥3分鐘。PVA-103的厚度為0.5 μm。於設有該PVA-103的薄膜的基板上旋塗下述塗佈液,放入至100℃的恆溫槽中,1分鐘後照射600 mJ的紫外線而將配向狀態固定。放置冷卻至室溫後,利用偏光顯微鏡來觀察該配向狀態,可知圓盤狀液晶性化合物無缺陷地垂直配向著。液晶性化合物的層的厚度為3.4 μm。
(塗佈液)
‧例示化合物(14) 100重量份
‧上述空氣界面配向控制劑V-(2) 0.2重量份
‧Irgacure 907(Ciba-Geigy公司製造)3.0重量份
‧二乙基噻噸酮 1.0重量份
‧甲基乙基酮 250重量份
[Δn及波長分散性的測定]
利用以下的方法來測定所得的各薄膜的光學特性。
再者,於本說明書中,Re(λ)、Rth(λ)分別表示波長λ下的面內的延遲及厚度方向的延遲。
Re(λ)是於KOBRA(王子計測機器(Oji Scientific Instruments)(股)製造)中使波長λ nm的光於薄膜法線方向上入射而測定。Rth(λ)是根據上述Re(λ)、使波長λnm的光自將面內的慢軸(藉由KOBRA來判斷)作為傾斜軸(旋轉軸)而相對於薄膜法線方向傾斜+40°的方向入射而測定的延遲值、以及使波長λ nm的光自將面內的慢軸作為傾斜軸(旋轉軸)而相對於薄膜法線方向傾斜-40°的方向入射而測定的延遲值共計3個方向上測定的延遲值來算出KOBRA。此處,平均折射率的假定值可使用聚合物手冊(JOHN WILEY&SONS,INC)、各種光學薄膜的一覽表(catalogue)的值。對於平均折射率的值未知的光學薄膜,可利用阿貝折射計來測定。以下例示主要的光學薄膜的平均折射率的值:醯化纖維素(1.48)、環烯烴聚合物(1.52)、聚碳酸酯(1.59)、聚甲基丙烯酸甲酯(1.49)、聚苯乙烯(1.59)。
實例19以及實例20中獲得的薄膜的波長分散值(Re(478)/Re(748)是藉由使用KOBRA(王子計測機器(股)製造)自傾斜40°的方向測定478 nm及748 nm的延遲而求出。
另外,Δn是藉由使用KOBRA(王子計測機器(股)製造)利用上述方法來測定Rth(589),並除以另外求出的膜厚(d)而求出。結果示於下述表中。
以下,列舉使用例示化合物的OCB模式液晶顯示裝置用光學補償薄膜的製作實例。
[實例21:光學補償薄膜的製作]
(支持體的製作)
將下述組成物投入至混合槽(mixing tank)中,一面進行加熱一面進行攪拌而將各成分溶解,製備乙醯纖維素溶液。
(乙醯纖維素溶液組成)
乙醯化度為60.9%的乙醯纖維素 100重量份
三苯基磷酸酯(塑化劑) 7.8重量份
聯苯基二苯基磷酸酯(塑化劑) 3.9重量份
二氯甲烷(第1溶劑) 300重量份
甲醇(第2溶劑) 45重量份
染料(Sumika-Fine-Chem(股)製造360FP) 0.0009重量份
於其他混合槽中投入下述的延遲改良劑16重量份、二氯甲烷80重量份及甲醇20重量份,一面進行加熱一面進行攪拌,製備延遲改良劑溶液。
於上述組成的乙醯纖維素溶液464重量份中混合延遲改良劑溶液36重量份及二氧化矽微粒子(Aerosil製造,R972)1.1重量份,充分攪拌而製備摻合物。相對於乙醯纖維素100重量份,延遲改良劑的添加量為5.0重量份。另外,相對於乙醯纖維素100重量份,二氧化矽微粒子的添加量為0.15重量份。
[化92]
延遲改良劑
使用具有寬2 m、長65 m的帶(band)的流延機來流延所得的摻合物。帶上的膜面溫度達到40℃後乾燥1分鐘,剝取後,利用140℃的乾燥風使用拉幅機(tenter)於寬度方向上延伸28%。然後,利用135℃的乾燥風來乾燥20分鐘,製造殘留溶劑量為0.3 wt%的支持體(PK-1)。
所得的支持體(PK-1)的寬度為1340 mm,厚度為92 μm。使用橢圓偏光儀(ellipsometer)(M-150,日本分光(股)製造)來測定波長590 nm下的延遲值(Re),結果為38 nm。另外,測定波長590 nm下的延遲值(Rth),結果為175 nm。
於所製作的支持體(PK-1)的帶面側,塗佈10 mL/m2
的1.0 mol/L的氫氧化鉀溶液(溶劑:水/異丙醇/丙二醇=69.2重量份/15重量份/15.8重量份),於約40℃的狀態下保持30秒後,拭去鹼液,用純水進行水洗,用氣刀(air knife)將水滴削除。然後,於100℃下乾燥15秒。求出該PK-1相對於純水的接觸角,結果為42°。
(配向膜的製作)
於該PK-1上(鹼處理面)利用#16的線棒塗佈機來塗佈28 mL/m2
的下述組成的配向膜塗佈液。利用60℃的溫風乾燥60秒,進而利用90℃的溫風乾燥150秒,製作配向膜。
(配向膜塗佈液組成)
下述改質聚乙烯醇 10重量份
水 371重量份
甲醇 119重量份
戊二醛(glutaraldehyde)(交聯劑) 0.5重量份
檸檬酸酯(三協化學製造AS3) 0.35重量份
[化93]
(摩擦處理)
以20 m/min的速度來搬送PK-1,以相對於長度方向而朝45°進行摩擦處理的方式來設定摩擦輥(直徑300 mm),使其以650 rpm旋轉,對PK-1的配向膜設置表面實施摩擦處理。
(光學異向性層的形成)
於配向膜上,使#3.0的線棒以470轉而朝與薄膜的搬送方向相同的方向旋轉,將下述組成的光學異向性層塗佈液連續地塗佈於以20 m/min而搬送的PK-1的配向膜面上。
(光學異向性層塗佈液)
例示化合物(13) 100.00重量份
光聚合起始劑(Irgacure 907,Ciba-Geigy公司製造) 3.00重量份
敏化劑(Kayacure DETX,日本化藥(股)製造) 1.00重量份
含有氟脂肪族基的共聚物 0.40重量份
(Megaface F780大日本油墨(股)製造)
甲基乙基酮 500.00重量份
藉由自室溫連續加溫至100℃的工程來使溶劑乾燥,然後於100℃的乾燥區中加熱約90秒,使圓盤狀液晶化合物配向。然後,搬送至80℃的乾燥區中,於薄膜的表面溫度為90℃的狀態下,藉由紫外線照射裝置(紫外線燈:功率160 W/cm,發光長1.6 m)來照射照度為600 mW的紫外線4秒,進行反應,於該配向下固定圓盤狀液晶化合物。然後,放置冷卻至室溫,捲取成圓筒狀而製成輥狀的形態。如此而製作輥狀光學補償薄膜(KH-1)。
切取所製作的輥狀光學補償薄膜(KH-1)的一部分,用作樣品,測定光學特性。於波長546 nm下測定的光學異向性層的Re延遲值為30 nm。另外,測定光學異向性層的分子對稱軸的平均方向,結果相對於光學補償薄膜(KH-1)的長度方向為45°。
進而,將偏光板設成正交尼科爾配置,對所得的光學補償薄膜的不均進行觀察,結果即便從正面及自法線起傾斜至60°的方向觀察,亦未檢測到不均。
[實例22]
除了使用下述塗佈液作為光學異向性層塗佈液以外,與實例21同樣地製作光學補償薄膜(KH-2)。
(光學異向性層塗佈液)
例示化合物(14) 100.00重量份
光聚合起始劑(Irgacure 907,Ciba-Geigy公司製造) 3.00重量份
敏化劑(Kayacure DETX,日本化藥(股)製造) 1.00重量份
含有氟脂肪族基的共聚物 0.40重量份
(Megaface F780大日本油墨(股)製造)
甲基乙基酮 500.00重量份
切取所製作的輥狀光學補償薄膜(KH-2)的一部分,用作樣品,測定光學特性。於波長546 nm下測定的光學異向性層的Re延遲值為29 nm。另外,測定光學異向性層的分子對稱軸的平均方向,結果相對於光學補償薄膜(KH-2)的長度方向為45°。
進而,將偏光板設成正交尼科爾配置,對所得的光學補償薄膜的不均進行觀察,結果即便從正面、及自法線起傾斜至60°的方向觀察,亦未檢測到不均。
[實例23]
(偏光板的製作)
將平均聚合度1700、皂化度99.5 mol%的PVA薄膜(厚度80 μm、寬度2500 mm)於40℃的溫水中縱向單軸延伸至8倍,直接於碘0.2 g/l、碘化鉀60 g/l的水溶液中於30℃下浸漬5分鐘,然後浸漬於硼酸100 g/l、碘化鉀30 g/l的水溶液中。此時薄膜寬度為1300 mm、厚度為17 μm。
進而,將該薄膜於水洗槽中於20℃下浸漬10秒後,於碘0.1 g/l、碘化鉀20 g/l的水溶液中於30℃下浸漬15秒,將該薄膜於室溫下乾燥24小時而獲得碘系偏光片(HF-1)。
使用聚乙烯醇系黏接劑,將實例21中製作的光學補償薄膜(KH-1)以支持體(PK-1)面而貼附於偏光片(HF-1)的單側。另外,對厚度80 μm的三乙醯纖維素薄膜(TD-80U:富士軟片(股)製造)進行皂化處理,並使用聚乙烯醇系黏接劑而貼附於偏光片的相反側。
以偏光片的長度方向與支持體(PK-1)的長度方向、進而與市售的三乙醯纖維素薄膜的長度方向全部平行的方式來進行配置。如此而製作偏光板(HB-1BR)。
另外,使用聚乙烯醇系黏接劑,將實例21中製作的光學補償薄膜(KH-1)以支持體(PK-1)面而貼附於偏光片(HF-1)的單側。另外,對帶有抗反射功能的薄膜(Fuji Film CV-UA:富士軟片(股)製造)進行皂化處理,並使用聚乙烯醇系黏接劑而貼附於偏光片的相反側。
以偏光片的長度方向與支持體(PK-1)的長度方向、進而與市售的帶有抗反射功能的薄膜的長度方向全部平行的方式進行配置。如此而製作偏光板(HB-1BF)。
[實例24]
(偏光板的製作)
除了使用實例22中製作的KH-2(光學補償薄膜)以外,與實例23同樣地製作偏光板(HB-2BR、HB-2BF)。
[實例25]
(彎曲配向液晶單元的製作)
於附有氧化銦錫(Indium Tin Oxide,ITO)電極的玻璃基板上設置聚醯亞胺膜作為配向膜,對配向膜進行摩擦處理。將所得的兩片玻璃基板以摩擦方向平行之配置而相對向,將單元間隙(cell gap)設定為4.5 μm。於單元間隙中注入Δn為0.1396的液晶化合物(ZLI1132,Merck公司製造),製作彎曲配向液晶單元。液晶單元的大小為5吋。
以夾持著所製作的彎曲配向單元的方式,將實例23中製作的偏光板(HB-1BF)貼附於目視確認側,將偏光板(HB-1BR)貼附於背光側。以橢圓偏光板的光學異向性層面向單元基板、且液晶單元的摩擦方向與面向該液晶單元的光學異向性層的摩擦方向為反平行的方式來配置。
對液晶單元施加55 Hz的矩形波電壓。製成白顯示2 V、黑顯示5 V的正常顯白模式。將透射率之比(白顯示/黑顯示)作為對比度,使用測定機(EZ-Contrast 160D,ELDIM公司製造),以黑顯示(L1)至白顯示(L8)的8個階段來測定視角,進而目測研究色調的角度依存性。另外,求出正面對比度(CR:白顯示的亮度/黑顯示的亮度)。結果示於下述表中。
[實例26]
除了使用HB-2BF作為目視確認側的偏光板、使用HB-2BR作為背光側的偏光板以外,與實例25同樣地製作面板並進行評價,將評價結果示於下述表中。
根據上述表所示的結果可理解,具備具有使用例示化合物(13)或例示化合物(14)而形成的光學異向性層之光學薄膜的OCB模式液晶顯示裝置表現出良好的顯示性能。
然後,列舉具有使用例示化合物而製作的光學薄膜之TN用相位差板的製作實例。
[實例27]
(透明支持體的製作)
將下述成分投入至混合槽中,加熱攪拌而製備乙醯纖維素溶液(以下有時稱為摻合物)。
乙醯纖維素溶液組成
乙醯化度為60.9%的乙醯纖維素 100重量份
三苯基磷酸酯 6.5重量份
聯苯基二苯基磷酸酯 5.2重量份
下述延遲改良劑(1) 0.1重量份
下述延遲改良劑(2) 0.2重量份
二氯甲烷 310.25重量份
甲醇 54.75重量份
1-丁醇 10.95重量份
[化94]
延遲改良劑(1)
延遲改良劑(2)
將所得的摻合物自流延口而流延到已冷卻至0℃的轉筒(drum)上。於溶劑含有率為70 wt%的狀態下剝取,用針梳拉幅機將薄膜的寬度方向的兩端固定,於溶劑含有率為3 wt%~5 wt%的範圍內,保持寬度方向(與機械方向垂直的方向)的延伸率為3%的間隔並進行乾燥。此後,於熱處理裝置的輥間搬送,由此進一步進行乾燥,並以於超過120℃的範圍內機械方向的延伸率實質上為0%、(考慮到剝取時於機械方向上延伸4%)寬度方向的延伸率與機械方向的延伸率之比為0.75的方式來調整,而製作厚度100 μm的乙醯纖維素薄膜。於波長632.8 nm下對所製作的薄膜的延遲值進行測定,結果厚度方向的延遲值為40 nm,面內的延遲值為4 nm。使用所製作的乙醯纖維素薄膜來作為透明支持體。
(第1底塗層的形成)
於上述透明支持體上塗佈28 mL/m2
的下述組成的塗佈液,進行乾燥而形成第1底塗層。
第1底塗層塗佈液組成
明膠(gelatin) 5.44重量份
甲醛 1.38重量份
水楊酸 1.62重量份
丙酮 391重量份
甲醇 158重量份
二氯甲烷 406重量份
水 12重量份
(第2底塗層的形成)
於第1底塗層上塗佈7 mL/m2
的下述組成的塗佈液,進行乾燥而形成第2底塗層。
第2底塗層塗佈液組成
下述陰離子性聚合物 0.77重量份
檸檬酸單乙酯 10.1重量份
丙酮 200重量份
甲醇 877重量份
水 40.5重量份
[化95]
陰離子性聚合物
(背層的形成)
於透明支持體的相反側的面上塗佈25 mL/m2
的下述組成的塗佈液,進行乾燥而形成背層。
背層塗佈液組成
乙醯化度為55%的二乙醯纖維素 6.56重量份
二氧化矽系褪光劑(平均粒子尺寸:1 μm) 0.65重量份
丙酮 679重量份
甲醇 104重量份
(配向膜的形成)
將下述改質聚乙烯醇與戊二醛(改質聚乙烯醇的5 wt%)溶解於甲醇/水的混合溶劑(體積比=20/80)中,製備5 wt%的溶液。
[化96]
將該溶液塗佈於第2底塗層上,利用100℃的溫風乾燥120秒後,進行摩擦處理,而形成配向膜。所得的配向膜的膜厚為0.5 μm。配向膜的摩擦方向與透明支持體的流延方向平行。
(光學異向性層的形成)
於上述所製作的配向膜的摩擦處理面上,使用線棒來塗佈具有下述組成的光學異向性層塗佈液。
光學異向性層塗佈液
例示化合物(13) 100重量份
光聚合起始劑(Irgacure 907,Ciba-Geigy公司製造) 2.0重量份
下述空氣界面配向控制劑(KK-1) 0.1重量份
氯仿 270重量份
[化97]
空氣界面配向控制劑(KK-1)
將塗佈有上述光學異向性層的薄膜放入至110℃的恆溫槽中而進行配向,照射200 mJ/cm2
的紫外線而將光學異向性層的配向狀態固定。放置冷卻至室溫,而製作光學補償薄膜(KI-1)。所形成的光學異向性層的厚度為約0.65 μm。
[實例28]
除了使用下述塗佈液來作為光學異向性層塗佈液以外,與實例27同樣地製作光學補償薄膜(KI-2)。所形成的光學異向性層的厚度為約0.66 μm。
光學異向性層塗佈液
例示化合物(14) 100重量份
光聚合起始劑(Irgacure 907,Ciba-Geigy公司製造) 2.0重量份
上述空氣界面配向控制劑(KK-1) 0.1重量份
氯仿 270重量份
[光學補償薄膜的評價]
對所製作的各光學補償薄膜的光學特性進行測定。測定方法如上文所述。
再者,Re以及Rth是測定波長589 nm的值。
波長分散是計算Re(478 nm)/Re(748 nm)所得的值。
將測定值示於下述表中。
再者,使用切片機(microtome)來製作實例27以及實例28中所得的光學補償薄膜的剖面的超薄切片,利用偏光顯微鏡對該切片進行觀察,由此可確認,於實例27以及實例28中所得的光學補償薄膜各自所具有的光學異向性層中,液晶性分子是以混合配向狀態而固定。
(液晶顯示裝置的製作)
於設有ITO透明電極的玻璃基板上設置聚醯亞胺配向膜,並進行摩擦處理。隔著5 μm的間隔物(spacer),將兩片基板以配向膜面相對向、且配向膜的摩擦方向正交之方式配置。於兩片基板的間隙中注入棒狀液晶分子(ZL4792,Merck公司製造),形成棒狀液晶層。棒狀液晶分子的Δn為0.0969。於以如上方式而製作的TN液晶單元的兩側,配置兩片上述所製作的相位差板,以光學異向性層面向液晶單元的基板的方式進行貼附。進而,於該些相位差板的外側貼附兩片偏光板而製作液晶顯示裝置。相位差板的配向膜的摩擦方向與和該相位差板鄰接的液晶單元的配向膜的摩擦方向是配置成反平行。另外,偏光板的吸收軸與液晶單元的摩擦方向是配置成平行。
對分別製作的TN模式液晶顯示裝置的液晶單元施加電壓,將白顯示2V、黑顯示5V下的白顯示與黑顯示的透射率作為對比度,於上下左右將測定對比度為10、且不存在灰階反轉的區域作為視角。另外,目測研究白顯示時與黑顯示時的色調的角度依存性。其結果示於下述表中。
根據上述表所示的結果可理解,具備具有使用例示化合物(13)或例示化合物(14)而形成的光學異向性層之光學薄膜的TN模式液晶顯示裝置表現出良好的顯示性能。
Claims (14)
- 一種光學薄膜,其特徵在於含有下述通式(1)所表示的化合物的至少一種:
- 如申請專利範圍第1項所述之光學薄膜,其中上述式中,L11 、L21 以及L31 為下述任一個所表示的雜五員環的基團:
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之光學薄膜,其中上述式中,A11 、A12 、A21 、A22 、A31 以及A32 為氮原子。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之光學薄膜,其中上述式中,X1 、X2 以及X3 為氧原子。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之光學薄膜,其中上述式中,A13 、A14 、A15 、A16 、A23 、A24 、A25 、A26 、A33 、A34 、A35 以及A36 為次甲基(其中次甲基的氫原子可經取代基-L11 -L12 -Q11 、-L21 L22 -Q21 或-L31 -L32 -Q31 取代)。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之光學薄膜,其中上述R11 、R12 以及R13 分別為通式(A)或通式(C)所表示的基團。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之光學薄膜,其中上述Q11 、Q21 以及Q31 分別獨立由下述聚合性基所表示:
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之光學薄膜,其中上述通式(1)中的Y11 、Y12 以及Y13 分別表示次甲基。
- 一種相位差板,其是於透明支持體上具有至少一層 的光學異向性層的相位差板,且該光學異向性層為如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述之光學薄膜。
- 一種橢圓偏光板,至少具有如申請專利範圍第9項所述之相位差板及偏光膜。
- 一種液晶顯示裝置,至少具有如申請專利範圍第9項所述之相位差板。
- 一種液晶顯示裝置,至少具有如申請專利範圍第10項所述之橢圓偏光板。
- 一種化合物,其是由下述通式(1a)所表示:
- 一種化合物,其是由下述通式(1b)所表示:
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