TWI709486B - 液晶固化膜及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係一種液晶固化膜,其係具備:由液晶性組合物的固化物組成的液晶固化層;該液晶性組合物包含:含有乙烯性不飽和鍵結及芳香環可顯現逆波長分散性的雙折射的聚合性液晶化合物;該液晶固化層滿足:下述式(i):1.00<X(S)/X(A) (i)在上述式(i)中,X(S)係表示與上述液晶固化層的一側的面的波峰比X,X(A)係表示與上述液晶固化層的另一側的面的波峰比X,波峰比X係表示以X=I(1)/I(2)表示的比,I(1)係表示以紅外全反射吸收光譜測定來自乙烯性不飽和鍵結的面內變角振動的波峰強度,I(2)係表示以紅外全反射吸收光譜測定來自芳香環的不飽和鍵結的伸縮性振動的波峰強度。
Description
本發明係關於具有液晶固化層的液晶固化膜及其製造方法。
先前,作為光學薄膜的製造方法之一,有使用液晶化合物的方法。在此方法,通常,係將包含液晶化合物的液晶性組合物塗佈在適當的基材,使塗佈的液晶性組合物固化,得到具有由液晶性組合物的固化物組成的液晶固化層的光學薄膜(參照專利文獻1)。如上所述的液晶化合物,近年,可顯現逆波長分散性的雙折射的液晶化合物受到矚目(參照專利文獻2)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2015-143786號公報
[專利文獻2]日本特開2015-111257號公報
在以上述先前的製造方法製造的光學薄膜中,液晶固化層的基材側的面,被基材保護。另一方面,液晶固化層的空氣側的面,通常露出。因此,將光學薄膜捲取、輸送等的
操作時,有時會使液晶固化層的空氣側的面受傷。發生如此的傷,會提升液晶固化層的霧度,而有無法得到所期望的光學特性之情形。
本發明係有鑑於上述課題所創案,故以提供具備耐受傷性優良的液晶固化層的液晶固化膜及其製造方法為目標。
本發明係如下所示。
[1]一種液晶固化膜,其係具備:由液晶性組合物的固化物組成的液晶固化層;該液晶性組合物包含:含有乙烯性不飽和鍵結及芳香環可顯現逆波長分散性的雙折射的聚合性液晶化合物;該液晶固化層滿足:下述式(i):1.00<X(S)/X(A) (i)在上述式(i)中,X(S)係表示與上述液晶固化層的一側的面的波峰比X,X(A)係表示與上述液晶固化層的另一側的面的波峰比X,波峰比X係表示以X=I(1)/I(2)表示的比,I(1)係表示以紅外全反射吸收光譜測定來自乙烯性不飽和鍵結的面內變角振動的波峰強度,I(2)係表示以紅外全反射吸收光譜測定來自芳香環的不飽和鍵結的伸縮性振動的波峰強度。
[2]如[1]所述的液晶固化膜,其中上述液晶固化層具有逆波長分散性的延遲。
[3]如[1]或[2]所述的液晶固化膜,其中上述液晶性組合物包含界面活性劑,在上述液晶固化層的上述一側的面的上述界面活性劑的量,較在上述液晶固化層的上述另一側的面的上述界面活性劑的量少。
[4]如[1]~[3]的任何一項所述的液晶固化膜,其中上述聚合性液晶化合物,在上述聚合性液晶化合物的分子中,包含:主鏈液晶元;及鍵結於上述液晶元的側鏈液晶元。
[5]如[1]~[4]的任何一項所述的液晶固化膜,其中上述聚合性液晶化合物係以下述式(I)表示:
在上述式(I),Y1~Y8係分別獨立地表示,化學單鍵結、-O-、-S-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-O-、-NR1-C(=O)-、-C(=O)-NR1-、-O-C(=O)-NR1-、-NR1-C(=O)-O-、-NR1-C(=O)-NR1、-O-NR1-、或-NR1-O-;在此,R1係表示氫原子或碳數1~6的烷基;G1、G2係分別獨立地表示可具有取代基的碳數1~20的二價脂肪族基;再者,上述脂肪族基,亦可在每1個脂肪族基介在1以上的-O-、-S-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-O-、-NR2-C(=O)-、-C(=O)-NR2、-NR2-、或-C(=O)-;惟排除-O-或
-S-分別鄰接2以上所介在的情形;在此,R2係表示氫原子或碳數1~6的烷基;Z1、Z2係分別獨立地表示,可以鹵素原子取代的碳數2~10的烯基;Ax係表示具有選自由芳香烴環及芳香雜環所組成之群之至少一個芳香環的碳數2~30的有機基;Ay係表示氫原子、可具有取代基的碳數1~20的烷基、可具有取代基的碳數2~20的烯基、可具有取代基的碳數3~12的環烷基、可具有取代基的碳數2~20的炔基、-C(=O)-R3、-SO2-R4、-C(=S)NH-R9、或具有選自由芳香烴環及芳香雜環所組成之群之至少一個芳香環的碳數2~30的有機基;在此,R3係表示可具有取代基的碳數1~20的烷基、可具有取代基的碳數2~20的烯基、可具有取代基的碳數3~12的環烷基、或碳數5~12的芳香烴環基;R4係表示碳數1~20的烷基、碳數2~20的烯基、苯基、或4-甲基苯基;R9係表示可具有取代基的碳數1~20的烷基、可具有取代基的碳數2~20的烯基、可具有取代基的碳數3~12的環烷基、或可具有取代基的碳數5~20的芳香族基;上述Ax與Ay所具有的芳香環,亦可具有取代基;再者,Ax與Ay亦可一起形成環;A1係表示可具有取代基的三價的芳香族基;A2、A3係表示分別獨立地表示可具有取代基的碳數3~30的二價的脂環烴基;A4、A5係分別獨立地表示可具有取代基的碳數6~30的二價的芳香族基;
Q1係表示氫原子、或可具有取代基的碳數1~6的烷基;m及n係分別獨立地表示0或1。
[6]如[1]~[5]的任何一項所述的液晶固化膜,其中上述聚合性液晶化合物,在上述聚合性液晶化合物的分子中,含有選自由苯並噻唑環、以及環己基環及苯基環所組合之群之至少1種。
[7]一種液晶固化膜的製造方法,其係[1]~[6]之任何一項所述的液晶固化膜的製造方法,其包含:在基材薄膜上形成上述液晶性組合物的層的步驟;及使上述液晶性組合物的層固化,得到液晶固化層的步驟。
根據本發明,可提供具備耐受傷性優良的液晶固化層的液晶固化膜及其製造方法。
100‧‧‧液晶固化膜
110‧‧‧液晶固化層
120‧‧‧基材薄膜
圖1係示意表示關於本發明的一實施形態的液晶固化膜的剖面圖。
以下,顯示關於本發明的實施形態及例示物等詳細說明。惟,本發明並非限定於以下所示的實施形態及例示物等,可在不脫離本發明的申請範圍及其均等的範圍的範圍中任意變更實施。
在以下的說明中,所謂元件的方向「平行」及「垂直」,若無特別提及,在不損及本發明的效果的範圍內,可包
含例如±5°,較佳的是±3°,更佳的是±1°的誤差。
在以下的說明中,所謂某層的延遲,若無特別提及,係表示面內延遲Re。該面內延遲Re,若無特別提及,係以Re=(nx-ny)×d所表示之值。在此,nx係表示在與層的厚度方向垂直的方向(面內方向),給予最大折射率的方向的折射率。ny係表示層的上述面內方向,與nx的方向正交的方向的折射率。d係表示層的厚度。延遲的測定波長,若無特別提及係590nm。
在以下的說明中,某層的遲相軸的方向,若無特別提及,係指層的面內方向的遲相軸的方向。
在以下的說明中,所謂固有雙折射值為正的樹脂,係指延伸方向的折射率較與其正交方向的折射率大的樹脂的意思,所謂固有雙折射值為負的樹脂,係指延伸方向的折射率較與其正交方向的折射率小的樹脂的意思。固有雙折射值,可由介電常數的分佈計算。
在以下的說明中,所謂「偏光板」及「波長板」,若無特別提及,係以包含樹脂薄膜等的具有可撓性的薄膜及板片的用語使用。
[1.液晶固化膜的概要]
圖1係示意表示關於本發明的一實施形態的液晶固化膜100的剖面圖。如圖1所示,液晶固化膜100,具備:液晶固化層110,其係由包含可顯現逆波長分散性的雙折射的聚合性液晶化合物的液晶性組合物的固化物組成。在以下的說明中,有時將可顯現逆波長分散性的雙折射的聚合性液晶化合物,適
宜稱為「逆波長聚合性液晶化合物」。在液晶固化層110中,使用在分子結構中含有乙烯性不飽和鍵結及芳香環的化合物,作為逆波長聚合性液晶化合物。
再者,液晶固化層110,滿足下述式(i)
1.00<X(S)/X(A) (i)
在上述式(i)中,X(S)係表示與上述液晶固化層110的一側的面(在圖1係基材薄膜側的面)110D的波峰比X,X(A)係表示與上述液晶固化層110的另一側的面(在圖1係空氣側的面)110U的波峰比X,波峰比X係表示以X=I(1)/I(2)表示的比,I(1)係表示以紅外全反射吸收光譜測定來自乙烯性不飽和鍵結的面內變角振動的波峰強度,I(2)係表示以紅外全反射吸收光譜測定來自芳香環的不飽和鍵結的伸縮性振動的波峰強度。
在以下的說明中,有時將「紅外全反射吸收光譜」適宜稱為「IR光譜」。
說明式(i)的意義。包含在液晶固化層110的液晶性組合物的固化物,通常,係藉由使包含於液晶性組合物的逆波長聚合性液晶化合物聚合而固化的,因此,包含逆波長聚合性液晶化合物的聚合物。又,由於一般而言,難以使聚合性的液晶化合物的聚合完全進行,故上述的固化物,可能包含逆波長聚合性液晶化合物作為殘留單體。液晶性組合物的固化時,逆波長聚合性液晶化合物的乙烯性不飽和鍵結,會藉由聚合反
應而消失,但芳香環的不飽和鍵結並不會反應,故不會消失。因此,波峰強度I(1)與波峰強度I(2)的比X,係表示在液晶固化層110的乙烯性不飽和鍵結的殘留比例,從而表示在液晶固化層110作為殘留單體的逆波長聚合性液晶化合物的比例。因此,根據上述波峰比X,可定量表示逆波長聚合性液晶化合物的聚合反應的進展程度。
因此,式(i)表示逆波長聚合性液晶化合物的聚合反應,在液晶固化層110的另一側的面110U較在一側的面110D進行較大。藉此,可提升液晶固化層110的面110U的硬度,故可使液晶固化層110的耐受傷性良好。
液晶固化層110的耐受傷性,可藉由進行擦拭試驗進行評估。具體而言,測定液晶固化膜100的霧度之後,對液晶固化層110的面110U進行擦拭試驗,測定擦拭試驗後的液晶固化膜100的霧度。然後,計算試驗前後的霧度的變化量。霧度的變化量越小,可評估為液晶固化層110的耐受傷性優良。
液晶固化膜100,可僅具備液晶固化層110,亦可具備與液晶固化層110組合之任意的層。例如,液晶固化膜100,可與液晶固化層110組合,具備用於形成液晶固化層110的基材薄膜120作為任意的層。在具備如此的基材薄膜120的液晶固化膜100中,通常,如圖1所示,可提升空氣側的面110U的硬度而使耐受傷性良好。
又,根據液晶固化膜100,通常,可得如下優點。
一般,具有液晶固化層的液晶固化膜,有時使用適當的接著劑,黏貼於任意的光學構件而使用。此種情形,接著劑多使
用紫外線固化型的接著劑。然而,在先前的液晶固化膜中,當使液晶固化層與接著劑接觸,則液晶固化層的延遲會變化,而無法得到所期望的光學特性。
相反地,根據本實施形態的液晶固化膜100所具有的液晶固化層110,接著劑耐性優良。因此,在液晶固化層110與接著劑接觸時,可抑制液晶固化層的延遲的變化。根據本發明者們的研究,發現一般若減少在液晶固化層中的殘留單體量,則可改善該液晶固化層的接著劑耐性。在根據本實施形態的液晶固化膜100中,藉由減少在液晶固化層110的面110U中的殘留單體量,可在上述面110U達成優良的接著劑耐性。
液晶固化層110的接著劑耐性,可以如下方法評估。
測定液晶固化膜100在測定波長590nm的面內延遲Re0。之後,對液晶固化層110的面110U,塗佈厚度100μm以上的紫外線固化型的接著劑,得到具有基材薄膜、液晶固化層及接著劑層的層積體。在對液晶固化層塗佈接著劑的5分鐘之後,測定上述層積體在測定波長590nm的面內延遲Re1。然後,根據下述式(ii),計算面內延遲因塗佈接著劑的變化量△Re。
△Re={(Re0-Re1)/Re0}×100(%) (ii)
如此所得的面內延遲的變化量△Re的絕對值越小,表示液晶固化層110對接著劑的耐性優良。
再者,液晶固化膜100具備液晶固化層110及基材薄膜120時,通常容易剝離基材薄膜120。如上所述,液晶固化層110,逆波長聚合性液晶化合物的聚合反應的進展程度在基材側的面110D較空氣側的面110U小。因此,液晶固化
層110與基材薄膜120的黏著力小。因此,可如上所述地,使基材薄膜120的剝離性良好。
特別是,一邊實現液晶固化層110的良好的耐受傷性,一邊使基材薄膜120的剝離性良好,係專利文獻1等的先前技術所無法實現的有利效果。在專利文獻1中,藉由抑制在液晶固化層的空氣側的面的聚合反應的進展,提升液晶固化層的空氣側的面與接著劑的黏著力,而使基材薄膜容易剝離。但是,專利文獻1的液晶固化層,會使空氣側的面的硬度變低,而難以改善耐受傷性。相反地,根據本實施形態的液晶固化膜100,由於可一邊提高在液晶固化層的空氣側的面110U的硬度,一邊改善基材薄膜120的剝離性,故可改善耐受傷性及剝離性的雙方。
[2.逆波長聚合性液晶化合物]
逆波長聚合性液晶化合物,由於具有液晶性,故在使該逆波長聚合性液晶化合物配向時,可呈現液晶相。又,逆波長聚合性液晶化合物,由於具有聚合性,故以如上所述地呈現液晶相的狀態使之聚合,可成為維持液晶相中分子的配向的聚合物。
再者,逆波長聚合性液晶化合物,係可顯現逆波長分散性的雙折射的化合物。在此,所謂可顯現逆波長分散性的雙折射的化合物,係指如上所述地作成聚合物時,所得聚合物可顯現逆波長分散性的雙折射的化合物。
所謂逆波長分散性的雙折射,係指在波長450nm的雙折射△n(450)及在波長650nm的雙折射△n(650),滿足下
述式(iii)的雙折射。可顯現如此的逆波長分散性的雙折射的上述逆波長聚合性液晶化合物,通常,測定波長越長,可顯現越大的雙折射。因此,通常,使逆波長聚合性液晶化合物如上所述地聚合的聚合物的雙折射,滿足下述式(iv)。在下述式(iv)中,△n(550),係表示在測定波長550nm的雙折射。
△n(450)<△n(650) (iii)
△n(450)<△n(550)<△n(650) (iv)
逆波長聚合性液晶化合物,可使用例如,在該逆波長聚合性液晶化合物的分子中,包含:主鏈液晶元;及與上述主鏈液晶元鍵結的側鏈液晶元的化合物。包含主鏈液晶元及側鏈液晶元的上述逆波長光聚合性液晶化合物,在該逆波長光聚合性液晶化合物配向的狀態,側鏈液晶元與主鏈液晶元可向不同的方向配向。因此,在使逆波長光聚合性液晶化合物維持如此的配向聚合而得的聚合物中,主鏈液晶元及側鏈液晶元,可向不同的方向配向。如此之情形,由於雙折射係以對應主鏈液晶元折射率與對應側鏈液晶元的折射率之差顯現,結果,逆波長光聚合性液晶化合物及其聚合物,可顯現逆波長分散特性的雙折射。
例如,如具有主鏈液晶元及側鏈液晶元的上述化合物,逆波長聚合性液晶化合物,通常,具有與一般的正波長光聚合性液晶化合物的立體形狀不同的特異的立體形狀。所謂「正波長光聚合性液晶化合物」,係指可顯現正波長分散性的雙折射的聚合性液晶化合物。又,正波長分散性的雙折射,係表示測定波長越大,該雙折射的絕對值會變小的雙折射。可推
測逆波長聚合性液晶化合物,具有如此特異的立體形狀,係得到本發明的效果的一個原因。
再者,在本發明,使用在其分子結構中含有乙烯性不飽和鍵結及芳香環的化合物作為上述逆波長聚合性液晶化合物。逆波長聚合性液晶化合物,藉由含有乙烯性不飽和鍵結及芳香環,可使用波峰比X定量液晶固化層中聚合反應的進展程度。
逆波長聚合性液晶化合物的分子量,以300以上為佳,以700以上更佳,以1000以上特別佳,以2000以下為佳,以1700以下更佳,以1500以下特別佳。逆波長聚合性液晶化合物具有如上所述的分子量,表示逆波長聚合性液晶化合物係單體。藉由使用單體而不是聚合物的逆波長聚合性液晶化合物,可使液晶性組合物的塗佈性特別良好。
上述逆波長聚合性液晶化合物,可以1種單獨使用,亦可以任意比例組合2種以上使用。
逆波長聚合性液晶化合物,可列舉例如,日本特開2014-123134號公報所記載的化合物等。
又,逆波長聚合性液晶化合物之例,可列舉下述式(Ia)所示化合物。在以下的說明中,有時將式(Ia)所示化合物,適宜稱為「化合物(Ia)」。
在上述式(Ia)中,A1a,係表示具有選自由芳香族烴
環及芳香族雜環所組成之群之至少一個芳香環之碳數1~67的有機基作為取代基的芳香族烴環基;或,具有選自由芳香族烴環及芳香族雜環所組成之群之至少一個芳香環之碳數1~67的有機基作為取代基的芳香族雜環基。
A1a的具體例,可列舉以式:-RfC(=N-NRgRh),或式:-RfC(=N-N=Rf1Rh)表示之基取代的亞苯基;以1-苯並呋喃-2-基取代的苯並噻唑-4,7-二基;以5-(2-丁基)-1-苯並呋喃-2-基取代的苯並噻唑-4,7-二基;以4,6-二甲基-1-苯並呋喃-2-基取代的苯並噻唑-4,7-二基;以6-甲基-1-苯並呋喃-2-基取代的苯並噻唑-4,7-二基;以4,6,7-三甲基-1-苯並呋喃-2-基取代的苯並噻唑-4,7-二基;以4,5,6-三甲基-1-苯並呋喃-2-基取代的苯並噻唑-4,7-二基;以5-甲基-1-苯並呋喃-2-基取代的苯並噻唑-4,7-二基;以5-丙基-1-苯並呋喃-2-基取代的苯並噻唑-4,7-二基;以7-丙基-1-苯並呋喃-2-基取代的苯並噻唑-4,7-二基;以5-氟-1-苯並呋喃-2-基取代的苯並噻唑-4,7-二基;以苯基取代的苯並噻唑-4,7-二基;以4-氟苯基取代的苯並噻唑-4,7-二基;以4-硝基苯基取代的苯並噻唑-4,7-二基;以4-三氟甲基苯基取代的苯並噻唑-4,7-二基;以4-氰基苯基取代的苯並噻唑-4,7-二基;以4-甲烷磺醯苯基取代的苯並噻唑-4,7-二基;以噻吩-2-基取代的苯並噻唑-4,7-二基;以噻吩-3-基取代的苯並噻唑-4,7-二基;以5-甲基噻吩-2-基取代的苯並噻唑-4,7-二基;以5-氯噻吩-2-基取代的苯並噻唑-4,7-二基;以噻吩並[3,2-b]噻吩-2-基取代的苯並噻唑-4,7-二基;以2-苯並噻唑基取代的苯並噻唑-4,7-二基;以4-聯苯基取代的苯並噻唑-4,7-二基;以4-丙基聯苯基取
代的苯並噻唑-4,7-二基;以4-噻唑基取代的苯並噻唑-4,7-二基;以1-苯基乙烯-2-基取代的苯並噻唑-4,7-二基;以4-吡啶基取代的苯並噻唑-4,7-二基;以2-呋喃基取代的苯並噻唑-4,7-二基;以萘並[1,2-b]呋喃-2-基取代的苯並噻唑-4,7-二基;以5-甲氧基-2-苯並噻唑基取代的1H-異吲哚-1,3(2H)-二酮-4,7-二基;以苯基取代的1H-異吲哚-1,3(2H)-二酮-4,7-二基;以4-硝基苯基取代的1H-異吲哚-1,3(2H)-二酮-4,7-二基;或,以2-噻唑基取代的1H-異吲哚-1,3(2H)-二酮-4,7-二基等。在此,Rf及Rf1,係分別獨立地表示,與後述Q1相同的意思。Rg係與後述的Ay表示相同的意思,Rh係與後述Ax表示相同的意思。
在上述式(Ia),Y1a~Y8a係分別獨立地表示,化學的單鍵結、-O-、-S-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-O-、-NR1-C(=O)-、-C(=O)-NR1、-O-C(=O)-NR1-、-NR1-C(=O)-O-、-NR1-C(=O)-NR1-、-O-NR1-、或-NR1-O-。在此,R1係表示氫原子或碳數1~6的烷基。
在上述式(Ia)中,G1a及G2a係分別獨立地表示可具有取代基的碳數1~20的二價脂肪族基。又,在上述脂肪族基中,亦可在每1個脂肪族基介在1個以上的-O-、-S-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-O-、-NR2-C(=O)-、-C(=O)-NR2-、-NR2-、或-C(=O)-。惟除去-O-或-S-分別以2個以上鄰接介在之情形。在此,R2係表示氫原子或碳數1~6的烷基。
在上述式(Ia)中,Z1a及Z2a係分別獨立地表示可以鹵素原子取代的碳數2~10的烯基。
在上述式(Ia)中,A2a及A3a係分別獨立地表示可具
有取代基的碳數3~30的二價的脂環烴基。
上述式(Ia)中,A4a及A5a係分別獨立地表示可具有取代基的碳數6~30的二價的芳香族基。
在上述式(Ia)中,k及1係分別獨立地表示0或1。
逆波長光聚合性液晶化合物的較佳具體例,可列舉以下述式(I)表示的化合物。以下的說明中,將式(I)所示化合物,有時適宜稱為「化合物(I)」。
化合物(I),通常,包含如下述式所示,基-Y5-A4-(Y3-A2)n-Y1-A1-Y2-(A3-Y4)m-A5-Y6-所組成的主鏈液晶元1a、及基>A1-C(Q1)=N-N(Ax)Ay所組成的側鏈液晶元1b的2個液晶元骨架。又,該等主鏈液晶元1a及側鏈液晶元1b係互相交叉。亦可將上述主鏈液晶元1a及側鏈液晶元1b合併作為1個液晶元,但在本發明,分成2個液晶元記述。
使主鏈液晶元1a的長軸方向的折射率為n1,使側鏈液晶元1b的長軸方向的折射率為n2。此時,折射率n1的絕對值及波長分散性,通常,依存於主鏈液晶元1a的分子結構。又,折射率n2的絕對值及波長分散性,通常,依存於側鏈液晶元1b的分子結構。在此,在液晶相中,逆波長聚合性液晶化合物,通常係以主鏈液晶元1a的長軸方向作為旋轉中心進行旋轉運動,故在此所述折射率n1及n2,係表示作為旋轉體的折射率。
由於主鏈液晶元1a及側鏈液晶元1b的分子結構,折射率n1的絕對值較折射率n2的絕對值大。再者,折射率n1及n2,通常顯示正波長分散性。在此,正波長分散性的折射率,係指測定波長越大,該折射率的絕對值會變小的折射率。主鏈液晶元1a的折射率n1,顯示小程度的正波長分散性。因此,以長波長測定的折射率n1,較以短波長測定的折射率小,但該等的差很小。對此,側鏈液晶元1b的折射率n2,顯示大程度的正波長分散性。因此,以長波長測定的折射率n2,較以短波長測定的折射率小,且該等的差較大。因此測定波長短,則折射率n1與折射率n2的差△n較小,而測定波長,則折射率n1與折射率n2的差△n會變大。如此地,可顯現由主鏈液晶元1a及側鏈液晶元1b的逆波長分散性的雙折射率。
在上述式(I)中,Y1~Y8係分別獨立地表示,化學單鍵結、-O-、-S-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-O-、-NR1-C(=O)-、-C(=O)-NR1-、-O-C(=O)-NR1-、-NR1-C(=O)-O-、-NR1-C(=O)-NR1、-O-NR1-、或-NR1-O-。
在此,R1係表示氫原子或碳數1~6的烷基。
R1作為碳數1~6的烷基,可列舉例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、第三丁基、正戊基、正己基等。
R1,以氫原子或碳數1~4的烷基為佳。
在化合物(I)中,Y1~Y8分別獨立地以化學的單鍵結、-O-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、或-O-C(=O)-O-為佳。
在上述式(I)中,G1及G2係分別獨立地表示可具有取代基的碳數1~20的二價脂肪族基。
作為碳數1~20的二價脂肪族基,可列舉例如,碳數1~20的亞烷基(alkylene group)、碳數2~20的亞烯基(alkenylenegroup)等的鏈狀結構的二價脂肪族基;碳數3~20的環烷二基、碳數4~20的環烯二基、碳數10~30的二價脂環式縮合環基等的二價脂肪族基等。
作為G1及G2的二價脂肪族基的取代基,可列舉例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等的鹵素原子;甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、第二丁氧基、第三丁氧基、正戊氧基、正己氧基等的碳數1~6的烷氧基等。特別是以氟原子、甲氧基、乙氧基為佳。
又,在上述脂肪族基中,亦可在每1個脂肪族基介在1個以上的-O-、-S-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O、-O-C(=O)-O-、-NR2-C(=O)-、-C(=O)-NR2-、-NR2-、或-C(=O)-。惟除去-O-或-S-分別以2個以上鄰接介在之情形。在此,R2係表示氫原子或碳數1~6的烷基,以氫原子或甲基為佳。
作為介在於上述脂肪族基的基,以-O-、-O-C(=O)-、
-C(=O)-O-、-C(=O)-為佳。
作為介在有該等基的脂肪族基的具體例,可列舉例如-CH2-CH2-O-CH2-CH2-、-CH2-CH2-S-CH2-CH2-、-CH2-CH2-O-C(=O)-CH2-CH2-、-CH2-CH2-C(=O)-O-CH2-CH2-、-CH2-CH2-C(=O)-O-CH2-、-CH2-O-C(=O)-O-CH2-CH2-、-CH2-CH2-NR2-C(=O)-CH2-CH2-、-CH2-CH2-C(=O)-NR2-CH2-、-CH2-NR2-CH2-CH2、-CH2-C(=O)-CH2-等。
該等之中,從可更良好地顯現本發明所期望的效果的觀點來看,G1及G2,分別獨立地以具有碳數1~20的伸烷基、碳數2~20的伸烯基等的鏈狀結構的二價脂肪族基為佳,以亞甲基、亞乙基、三亞甲基、亞丙基、四亞甲基、五亞甲基、六亞甲基、八亞甲基、十亞甲基(-(CH2)10-)等的碳數1~12的亞烷基更佳,以四亞甲基(-(CH2)4-),六亞甲基(-(CH2)6-),八亞甲基(-(CH2)8-),及十亞甲基(-(CH2)10-)特別佳。
在上述式(I)中,Z1及Z2係分別獨立地表示,可以鹵素原子取代的碳數2~10的烯基。
該烯基的碳數,以2~6為佳。Z1及Z2的烯基的取代基的鹵素原子,可列舉氟原子、氯原子、溴原子等,以氯原子為佳。
作為Z1及Z2的碳數2~10的烯基的具體例,可列舉CH2=CH-、CH2=C(CH3)-、CH2=CH-CH2-、CH3-CH=CH-、CH2=CH-CH2-CH2-、CH2=C(CH3)-CH2-CH2-、(CH3)2C=CH-CH2-、(CH3)2C=CH-CH2-CH2-、CH2=C(Cl)-、CH2=C(CH3)-CH2-、CH3-CH=CH-CH2-等。
尤其,從可更良好地顯現本發明所期望的效果的
觀點,Z1及Z2,分別獨立地以CH2=CH-、CH2=C(CH3)-、CH2=C(Cl)-、CH2=CH-CH2-、CH2=C(CH3)-CH2-、或CH2=C(CH3)-CH2-CH2-為佳,以CH2=CH-、CH2=C(CH3)-、或CH2=C(Cl)-更佳,以CH2=CH-特別佳。
在上述式(I)中,Ax係表示具有選自由芳香族烴環及芳香族雜環所組成之群之至少一個芳香環的碳數2~30的有機基。「芳香環」係指遵照Huckel法則的廣義的具有芳香族性的環狀結構,即,具有(4n+2)個π電子的環狀共軛結構、及以噻吩、呋喃、苯並噻唑等代表,硫、氧、氮等的雜原子的孤電子對參於π電子系顯示芳香族性的環狀結構。
Ax的具有選自由芳香族烴環及芳香族雜環所組成之群之至少一個芳香環的碳數2~30的有機基,可為具有複數個芳香環者,亦可為具有芳香族烴環及芳香族雜環者。
作為上述芳香族烴環,可列舉例如苯環、萘環、蒽環等。上述芳香族雜環,可列舉吡咯環、呋喃環、噻吩環、吡啶環、噠嗪環(pyridazine ring)、嘧啶環、吡嗪環(pyrazine ring)、吡唑環(pyrazole ring)、咪唑環、噁唑環、噻唑環等的單環的芳香族雜環;苯並噻唑環、苯並噁唑環、喹啉環、酞嗪環、苯並咪唑環、苯並吡唑環、苯並呋喃環、苯並噻吩環、噻唑吡啶環、噁唑吡啶環、噻唑吡嗪環、噁唑吡嗪環、噻唑噠嗪環、噁唑噠嗪環、噻唑嘧啶環、噁唑嘧啶環等的縮合環的芳香族雜環。
Ax所具有的芳香環亦可具有取代基。作為該取代基,可列舉例如,氟原子、氯原子等的鹵素原子;氰基;甲基、
乙基、丙基等的碳數1~6的烷基;乙烯基、丙烯基(allyl group)等的碳數2~6的烯基;三氟甲基等的碳數1~6的鹵化烷基;二甲基胺基等的取代胺基;甲氧基、乙氧基、異丙氧基等的碳數1~6的烷氧基;硝基;苯基、萘基等的芳基;-C(=O)-R5;-C(=O)-OR5;-SO2R6等。在此,R5係表示碳數1~20的烷基、碳數2~20的烯基、或碳數3~12的環烷基,R6係與後述的R4同樣地表示碳數1~20的烷基、碳數2~20的烯基、苯基、或4-甲基苯基。
又,Ax所具有的芳香環,可具有複數相同或不同的取代基,亦可相鄰的兩個取代基一起鍵結形成環。形成的環,可為單環、縮合多環、亦可為不飽和環、飽和環。
再者,Ax的碳數2~30的有機基的「碳數」,係指不含取代基的碳原子的有機基全體的總碳數(與後述的Ay相同。)。
作為Ax的具有選自由芳香族烴環及芳香族雜環所組成之群之至少一個芳香環的碳數2~30的有機基,可列舉例如芳香族烴環基;芳香族雜環基;包含芳香族烴環及雜環的組合的基;選自由芳香族烴環及芳香族雜環所組成之群之至少一個芳香環的碳數3~30的烷基;選自由芳香族烴環及芳香族雜環所組成之群之至少一個芳香環的碳數4~30的烯基;選自由芳香族烴環及芳香族雜環所組成之群之至少一個芳香環的碳數4~30的炔基等。
以下表示Ax的較佳具體例。惟Ax不應限定於以下所示者。再者,下述式中,「-」係表示從環的任意的位置延伸的鍵結手(以下相同。)。
(1)芳香族烴環基
(2)芳香族雜環基
上述式中,E係表示NR6a、氧原子或硫原子。在此,R6a係表示氫原子;或,甲基、乙基、丙基等的碳數1~6的烷基。
上述式中、X及Y係分別獨立地表示NR7、氧原子、硫原子、-SO-、或-SO2-(惟去除氧原子、硫原子、-SO-、-SO2-分別鄰接之情形。)。R7係與上述R6a同樣地表示氫原子;或,甲基、乙基、丙基等的碳數1~6的烷基。
上述式中,X係表示與上述相同的意思。
各式中,X1係表示-CH2-、-NRc-、氧原子、硫原子、-SO-、或-SO2-,E1係表示-NRc-,氧原子或硫原子。在此,Rc係表示氫原子;或,甲基、乙基、丙基等的碳數1~6的烷基。(惟在各式中,氧原子、硫原子、-SO-、-SO2,分別不鄰接者。)
(3)包含芳香族烴環及雜環的組合的基
上述式中,X及Y係分別獨立地表示與上述相同的意思。又,上述式中,Z係表示NR7、氧原子、硫原子、-SO-、或-SO2-(惟去除氧原子、硫原子、-SO-、-SO2分別鄰接之情形。)
(4)具有選自由芳香族烴環及芳香族雜環所組成之群之至少一個芳香環的烷基
(5)具有選自由芳香族烴環及芳香族雜環所組成之群之至少一個芳香環的烯基
(6)具有選自由芳香族烴環及芳香族雜環所組成之群之至少一個芳香環的炔基
上述Ax之中,以碳數6~30的芳香族烴環基、碳數4~30的芳香族雜環基、或包含芳香族烴環及雜環的組合的碳數4~30的基為佳,為下述所示任意一個基更佳。
再者,Ax,為下述所示的任意一個基更佳。
Ax所具有的環亦可具有取代基。作為該取代基,可列舉例如氟原子、氯原子等的鹵素原子;氰基;甲基、乙基、
丙基等的碳數1~6的烷基;乙烯基、丙烯基(allyl group)等的碳數2~6的烯基;三氟甲基等的碳數1~6的鹵化烷基;二甲基胺基等的取代胺基;甲氧基、乙氧基、異丙氧基等的碳數1~6的烷氧基;硝基;苯基、萘基等的芳基;-C(=O)-R8;-C(=O)-OR8;-SO2R6等。在此,R8係表示甲基、乙基等的碳數1~6的烷基;或苯基等的碳數6~14的芳基。其中,作為取代基,以鹵素原子、氰基、碳數1~6的烷基,及碳數1~6的烷氧基為佳。
Ax所具有的環,可具有複數相同或不同的取代基,亦可相鄰的兩個取代基一起鍵結形成環。形成的環,可為單環,亦可為縮合多環。
Ax的碳數2~30的有機基的「碳數」,係指不含取代基的碳原子的有機基全體的總碳數(與後述的Ay相同。)。
在上述式(I)中,Ay係表示氫原子、可具有取代基的碳數1~20的烷基、可具有取代基的碳數2~20的烯基、可具有取代基的碳數3~12的環烷基、可具有取代基的碳數2~20的炔基,-C(=O)-R3、-SO2-R4,-C(=S)NH-R9、或具有選自由芳香族烴環及芳香族雜環所組成之群之至少一個芳香環的碳數2~30的有機基。在此,R3係表示可具有取代基的碳數1~20的烷基、可具有取代基的碳數2~20的烯基、可具有取代基的碳數3~12的環烷基,或碳數5~12的芳香族烴環基。R4係表示碳數1~20的烷基、碳數2~20的烯基、苯基、或4-甲基苯基。R9係表示可具有取代基的碳數1~20的烷基、可具有取代基的碳數2~20的烯基、可具有取代基的碳數3~12的環烷基、或可
具有取代基的碳數5~20的芳香族基。
作為Ay的可具有取代基的碳數1~20的烷基的碳數1~20的烷基,可列舉例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、1-甲基戊基、1-乙基戊基、第二丁基、第三丁基、正戊基、異戊基、新戊基、正己基、異己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、正十九烷基、正二十烷基等。可具有取代基的碳數1~20的烷基的碳數,以1~12為佳,以4~10更佳。
作為Ay的可具有取代基的碳數2~20的烯基的碳數2~20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、癸烯基、十一烯基、十二烯基、十三烯基、十四烯基、十五烯基、十六烯基、十七烯基、十八烯基、十九烯基、二十烯基(icosenyl group)等。可具有取代基的碳數2~20的烯基的碳數,以2~12為佳。
作為Ay的可具有取代基的碳數3~12的環烷基的碳數3~12的環烷基,可列舉例如環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環辛基等。
作為Ay的可具有取代基的碳數2~20的炔基的碳數2~20的炔基,可列舉例如,乙炔基、丙炔基、2-丙炔基(炔丙基)、丁炔基、2-丁炔基、3-丁炔基、戊炔基、2-戊炔基、己炔基、5-己炔基、庚炔基、辛炔基、2-辛炔基、壬炔基、癸炔基、7-癸炔基等。
作為Ay的可具有取代基的碳數1~20的烷基、及可具有取代基的碳數2~20的烯基的取代基,可列舉例如氟原子、氯原子等的鹵素原子;氰基;二甲基胺基等的取代胺基;甲氧基、乙氧基、異丙氧基、丁氧基等的碳數1~20的烷氧基;甲氧基甲氧基、甲氧基乙氧基等的以碳數1~12的烷氧基取代的碳數1~12的烷氧基;硝基;苯基、萘基等的芳基;環丙基、環戊基、環己基等的碳數3~8的環烷基;環戊基、環己基等的碳數3~8的環烷基;四氫呋喃基、四氫吡喃基、二氧戊環基(dioxolanyl group)、二氧六環基(dioxanyl group)等的碳數2~12的環醚基;苯氧基、萘氧基等的碳數6~14的芳氧基;三氟甲基、五氟乙基、-CH2CF3等的至少1個以氟原子取代的碳數1~12的氟烷氧基;苯並呋喃基;苯並吡喃基;苯並二氧戊環基(benzodioxolyl group);苯並二氧六環基(benzodioxanyl group);-C(=O)-R7a;-C(=O)-OR7a;-SO2R8a;-SR10;以-SR10取代的碳數1~12的烷氧基;羥基等。在此,R7a及R10,係分別獨立地表示碳數1~20的烷基、碳數2~20的烯基、碳數3~12的環烷基、或碳數6~12的芳香族烴環基。R8a係與上述R4同樣地表示碳數1~20的烷基、碳數2~20的烯基、苯基,或4-甲基苯基。
作為Ay的可具有取代基的碳數3~12的環烷基的取代基,可列舉例如氟原子、氯原子等的鹵素原子;氰基;二甲基胺基等的取代胺基;甲基、乙基、丙基等的碳數1~6的烷基;甲氧基、乙氧基、異丙氧基等的碳數1~6的烷氧基;硝基;苯基、萘基等的芳基;環丙基、環戊基、環己基等的碳數3~8
的環烷基;-C(=O)-R7a;-C(=O)-OR7a;-SO2R8a;羥基等。在此,R7a、R8a係表示與上述相同的意思。
作為Ay的可具有取代基的碳數2~20的炔基的取代基,可列舉例如,與可具有取代基的碳數1~20的烷基、及可具有取代基的碳數2~20的烯基的取代基相同的取代基。
在Ay,以-C(=O)-R3表示的基中,R3係表示可具有取代基的碳數1~20的烷基、可具有取代基的碳數2~20的烯基、可具有取代基的碳數3~12的環烷基、或碳數5~12的芳香族烴環基。該等具體例,可列舉與作為上述Ay的可具有取代基的碳數1~20的烷基、可具有取代基的碳數2~20的烯基、及可具有取代基的碳數3~12的環烷基;以及,在上述Ax所說明的芳香族烴環基中碳數為5~12之例所列舉之相同者。
在Ay的以-SO2-R4表示之基中,R4係表示碳數1~20的烷基、碳數2~20的烯基、苯基,或4-甲基苯基。R4的碳數1~20的烷基、及碳數2~20的烯基的具體例,可列舉與作為上述Ay的碳數1~20的烷基、碳數2~20的烯基之例所列舉之相同者。
在Ay的以-C(=S)NH-R9表示之基中,R9係表示可具有取代基的碳數1~20的烷基、可具有取代基的碳數2~20的烯基、可具有取代基的碳數3~12的環烷基、或可具有取代基的碳數5~20的芳香族基。該等的具體例,可列舉與作為上述Ay的可具有取代基的碳數1~20的烷基、可具有取代基的碳數2~20的烯基、可具有取代基的碳數3~12的環烷基;以及,上述Ax所說明的芳香烴環基及芳香族雜環基等的芳香族基之中
碳數為5~20之例所列舉之相同者。
作為Ay的具有選自由芳香族烴環及芳香族雜環所組成之群之至少一個芳香環的碳數2~30的有機基,可列舉在上述Ax所說明之相同者。
該等之中,作為Ay,以氫原子、可具有取代基的碳數1~20的烷基、可具有取代基的碳數2~20的烯基、可具有取代基的碳數3~12的環烷基、可具有取代基的碳數2~20的炔基、-C(=O)-R3、-SO2-R4、或具有選自由芳香族烴環及芳香族雜環所組成之群之至少一個芳香環的碳數2~30的有機基所表示之基為佳。再者,作為Ay,以氫原子、可具有取代基的碳數1~20的烷基、可具有取代基的碳數2~20的烯基、可具有取代基的碳數3~12的環烷基、可具有取代基的碳數2~20的炔基、可具有取代基的碳數6~12的芳香族烴環基、可具有取代基的碳數3~9的芳香族雜環基、包含可具有取代基的芳香族烴環及雜環的組合的碳數3~9的基、-C(=O)-R3、-SO2-R4所表示之基更佳。在此,R3、R4係表示與上述相同的意思。
作為Ay的可具有取代基的碳數1~20的烷基、可具有取代基的碳數2~20的烯基、可具有取代基的碳數2~20的炔基的取代基,以鹵素原子、氰基、碳數1~20的烷氧基、以碳數1~12的烷氧基取代的碳數1~12的烷氧基、苯基、環己基、碳數2~12的環醚基、碳數6~14的芳氧基(aryloxy group)、羥基、苯並二氧六環基(benzodioxanyl group)、苯磺醯基、4-甲基苯磺醯基、苯甲醯基(benzoyl group),-SR10為佳。在此,R10係表示與上述相同的意思。
Ay的作為可具有取代基的碳數3~12的環烷基、可具有取代基的碳數6-12的芳香族烴環基、可具有取代基的碳數3~9的芳香族雜環基、包含可具有取代基的芳香族烴環基及雜環的組合的碳數3~9的基的取代基,以氟原子、碳數1~6的烷基、碳數1~6的烷氧基、氰基為佳。
又,Ax與Ay亦可一起形成環。作為該環,可列舉例如,可具有取代基的碳數4~30的不飽和雜環、碳數6~30的不飽和碳環。
上述碳數4~30的不飽和雜環、及碳數6~30的不飽和碳環,並無特別限制,可具有亦可不具有芳香族性。
所表示的部分。
式中X、Y、Z係表示與上述相同的意思。
又,該等環,亦可具有取代基。作為該取代基,可列舉與說明作為Ax所具有的芳香環的取代基之相同者。
包含在Ax與Ay中的π電子的總數,從更良好地顯現本發明所期望的效果的觀點,以4以上24以下為佳,以6以上20以下更佳,進一步以6以上18以下為更佳。
作為Ax與Ay的較佳的組合,可列舉下述組合(α)及組合(β)。
(α)Ax為碳數4~30的芳香族烴環基、芳香族雜環基、或包含芳香族烴環及雜環的組合的基,Ay為氫原子、碳數3~8的環烷基、可具有(鹵素原子、氰基、碳數1~6的烷基、碳數1~6的烷氧基、或碳數3~8的環烷基)作為取代基的碳數6~12的芳香族烴環基、可具有(鹵素原子、碳數1~6的烷基、碳數1~6的烷氧基、氰基)作為取代基的碳數3~9的芳香族雜環基、可具有(鹵素原子、碳數1~6的烷基、碳數1~6的烷氧基、氰基)作為取代基的包含芳香族烴環及雜環的組合的基的碳數3~9的基、可具有取代基的碳數1~20的烷基、可具有取代基的碳數1~20的烯基、或可具有取代基的碳數2~20的炔基,該取代基,以鹵素原子、氰基、碳數1~20的烷氧基、以碳數1~12的烷氧基取代的碳數1~12的烷氧基、苯基、環己基、碳數2~12的環醚基、碳數6~14的芳氧基(aryloxy group)、羥基、苯並二氧六環基、苯磺醯基、苯甲醯基及-SR10的任一組合。
(β)Ax與Ay一起形成不飽和雜環或不飽和碳環的組合。
在此,R10係表示與上述相同的意思。
作為Ax與Ay的更佳的組合,可列舉下述組合(γ)。
(γ)Ax為具有下述結構的基的任一個,Ay為氫原子、碳數3~8的環烷基、可具有(鹵素原子、氰基、碳數1~6的烷基、碳數1~6的烷氧基、或碳數3~8的環烷基)作為取代基的碳數6~12的芳香族烴環基、可具有(鹵素原子、碳數1~6的烷基、碳數1~6的烷氧基、氰基)作為取代基的碳數3~9的芳香族雜環基、可具有(鹵素原子、碳數1~6的烷基、碳數1~6的烷氧基、氰基)作為取代基的包含芳香族烴環及雜環的組合的基的碳數
3~9的基、可具有取代基的碳數1~20的烷基、可具有取代基的碳數1~20的烯基、或可具有取代基的碳數2~20的炔基,該取代基,以鹵素原子、氰基、碳數1~20的烷氧基、以碳數1~12的烷氧基取代的碳數1~12的烷氧基、苯基、環己基、碳數2~12的環醚基、碳數6~14的芳氧基(aryloxy group)、羥基、苯並二氧六環基、苯磺醯基、苯甲醯基、-SR10的任一組合。在此,R10係表示與上述相同的意思。
式中,X、Y係表示與上述相同的意思。
作為Ax與Ay的特別佳的組合,可列舉下述組合(δ)。
(δ)Ax為具有下述結構的基的任一個,Ay為氫原子、碳數3~8的環烷基、可具有(鹵素原子、氰基、碳數1~6的烷基、碳
數1~6的烷氧基、或碳數3~8的環烷基)作為取代基的碳數6~12的芳香族烴環基、可具有(鹵素原子、碳數1~6的烷基、碳數1~6的烷氧基、氰基)作為取代基的碳數3~9的芳香族雜環基、可具有(鹵素原子、碳數1~6的烷基、碳數1~6的烷氧基、氰基)作為取代基的包含芳香族烴環及雜環的組合的基的碳數3~9的基、可具有取代基的碳數1~20的烷基、可具有取代基的碳數1~20的烯基、或可具有取代基的碳數2~20的炔基,該取代基,以鹵素原子、氰基、碳數1~20的烷氧基、以碳數1~12的烷氧基取代的碳數1~12的烷氧基、苯基、環己基、碳數2~12的環醚基、碳數6~14的芳氧基(aryloxy group)、羥基、苯並二氧六環基、苯磺醯基、苯甲醯基、及-SR10的任一組合。
下述式中,X係表示與上述相同的意思。在此,R10係表示與上述相同的意思。
在上述式(I)中,A1係表示可具有取代基的三價芳香族基。三價芳香族基,可為三價碳環式芳香族基,亦可為三價雜環式芳香族基。從更良好地顯現本發明所期望的效果的觀點而言,以三價碳環式芳香族基為佳,以三價苯環基或三價萘
環基更佳,進一步以下述式所示三價苯環基或三價萘環基為佳。再者,在下述式中,為使鍵結狀態更明確,權宜上記載取代基Y1、Y2(Y1、Y2係表示與上述相同的意思。以下相同。)。
該等之中,A1以下述所述式(A11)~(A25)表示之基較佳,以式(A11)、(A13)、(A15)、(A19)、(A23)表示的基進一步更佳,以式(A11)、(A23)表示之基特別佳。
作為A1的可具有三價芳香族基的取代基,可列舉與作為上述Ax的芳香環的取代基所說明之相同者。作為A1,
以不具有取代基者為佳。
上述式(I)中,A2及A3係分別獨立地表示可具有取代基的碳數3~30的二價脂環式烴基。作為碳數3~30的二價脂環式烴基,可列舉例如,碳數3~30的環烷二基(cycloalkanediyl group)、碳數10~30的二價脂環式縮合環基等。
作為碳數3~30的環烷二基,可列舉例如,環丙烷二基;環丁烷-1,2-二基、環丁烷-1,3-二基等的環丁烷二基;環戊烷-1,2-二基、環戊烷-1,3-二基等的環戊烷二基;環己烷-1,2-二基、環己烷-1,3-二基、環己烷-1,4-二基等的環己烷二基;環庚烷-1,2-二基、環庚烷-1,3-二基、環庚烷-1,4-二基等的環庚烷二基;環辛烷-1,2-二基、環辛烷-1,3-二基、環辛烷-1,4-二基、環辛烷-1,5-二基等的環辛烷二基;環癸烷-1,2-二基、環癸烷-1,3-二基、環癸烷-1,4-二基、環癸烷-1,5-二基等的環癸烷二基;環十二烷-1,2-二基、環十二烷-1,3-二基、環十二烷-1,4-二基、環十二烷-1,5-二基等的環十二烷二基;環十四烷-1,2-二基、環十四烷-1,3-二基、環十四烷-1,4-二基、環十四烷-1,5-二基、環十四烷-1,7-二基等的環十四烷二基;環二十烷-1,2-二基、環二十烷-1,10-二基等的環二十烷二基等。
作為碳數10~30的二價脂環式縮合環基,可列舉例如十氫萘-2,5-二基、十氫萘-2,7-二基等的十氫萘二基;金剛烷-1,2-二基、金剛烷-1,3-二基等的金剛烷二基;雙環[2.2.1]庚-2,3-二基、雙環[2.2.1]庚-2,5-二基、雙環[2.2.1]庚-2,6-二基等的雙環[2.2.1]庚二基等。
該等二價脂環式烴基,亦可在任意位置具有取代
基。取代基,可列舉與作為上述Ax的芳香環的取代基所說明之相同者。
該等之中,作為A2及A3,以碳數3~12的二價脂環式烴基為佳,以碳數3~12的環烷二基更佳,進一步以下述式(A31)~(A34)所示之基為佳,以下述式(A32)所示之基特別佳。
上述碳數3~30的二價脂環式烴基,基於與Y1及Y3(或Y2及Y4)鍵結的碳原子的立體配置的不同,可能存在順式、反式的立體異構物。例如,環己烷-1,4-二基之情形,可能存在下述所示順式異構物(A32a)與反式的異構物(A32b)。
上述碳數3~30的二價脂環式烴基,可為順式,亦可為反式,或亦可為順式及反式異構物的混合物。其中,由配向性良好而言,以反式或順式為佳,以反式更佳。
在上述式(I)中,A4及A5係分別獨立表示可具有取代基的碳數6~30的二價芳香族基。A4及A5的芳香族基,可為單環,亦可為多環。A4及A5的較佳的具體例,可列舉如下。
上述A4及A5的二價芳香族基,可在任意位置具有取代基。作為該取代基,可列舉例如鹵素原子、氰基、羥基、碳數1~6的烷基、碳數1~6的烷氧基、硝基、-C(=O)-OR8b基等。在此,R8b係碳數1~6的烷基。其中,取代基以鹵素原子、碳數1~6的烷基、烷氧基為佳。又,鹵素原子,以氟原子更佳;碳數1~6的烷基,以甲基、乙基、丙基更佳;烷氧基,以甲氧基、乙氧基更佳。
該等之中,從更良好地顯現本發明所期望的效果的觀點,A4及A5,以可分別獨立地具有取代基的下述式(A41)、(A42)或(A43)所示之基更佳,以可具有取代基的式(A41)所示之基特別佳。
在上述式(I)中,Q1係表示氫原子、或可具有取代基的碳數1~6的烷基。可具有取代基的碳數1~6的烷基,在上述Ay所說明之可具有取代基的碳數1~20的烷基之中,可列舉碳數1~6者。該等之中,Q1以氫原子及碳數1~6的烷基為佳,以氫原子及甲基更佳。
在上述式(I)中,m及n係分別獨立地表示0或1。其中,m以1為佳,又,n以1為佳。
化合物(I),可藉由例如下述所示反應而製造。
式中,Y1~Y8、G1、G2、Z1、Z2、Ax、Ay、A1~A5、Q1、m及n係表示與上述相同的意思。
如上述反應式所示,可藉由使式(3)所示聯胺化合物與式(4)所示的羰基化合物反應,製造化合物(I)。以下,有時將式(3)所示化合物,適宜稱為「聯胺化合物(3)」。此外,有時將式(4)所示羰基化合物,適宜稱為「羰基化合物(4)」。
在上述反應中,「聯胺化合物(3):羰基化合物(4)」的莫耳比,以1:2~2:1為佳,以1:1.5~1.5:1更佳。藉由以如此的莫耳比反應,可以高選擇且高產率,製造目標的化合物(I)。
此時,反應系亦可包含(±)-10-樟腦磺酸、對甲苯磺酸等的有機酸;鹽酸、硫酸等的無機酸等的酸觸媒。藉由使用酸觸媒,有使反應時間縮短,提升產率的情形。觸媒酸的量,相對1莫耳羰基化合物(4),通常為0.001莫耳~1莫耳。又,酸觸媒,可原樣調配在反應系,亦可作成溶解在適當的溶液的溶液來調配。
可使用於該反應的溶劑,可使用對反應為惰性的溶劑。作為溶劑,可列舉例如甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、
正丁醇、異丁醇、第二丁醇、第三丁醇等的醇系溶劑;乙醚、四氫呋喃、1,2-二甲氧基乙烷、1,4-二氧六環(1,4-dioxane)、環戊基甲基醚等的醚系溶劑;醋酸乙酯、醋酸丙酯、丙酸甲酯等的酯系溶劑;苯、甲苯、二甲苯等的芳香烴系溶劑;正戊烷、正己烷、正庚烷等的脂肪烴系溶劑;N,N-二甲基甲醯胺、N-甲基吡咯烷酮、六甲基磷酸三醯胺等的醯胺系溶劑;二甲基亞碸、環丁碸等的含硫系溶劑;及由該等的2種以上所組成的混合溶劑等。該等之中,以醇系溶劑、醚系溶劑及、及醇系溶劑與醚系溶劑的混合溶劑為佳。
溶劑的使用量,並無特別限定,可考慮使用的化合物的種類及反應規模等設定。溶劑的具體的使用量,相對1g聯胺化合物(3),通常為1g~100g。
通常,反應可在-10℃以上,使用的溶劑的沸點以下的溫度範圍順利進行。各反應的反應時間,雖依反應規模,通常是數分鐘到數小時。
聯胺化合物(3),可如下製造。
式中,Ax及Ay係表示與上述相同的意思。Xa係表
示鹵素原子、甲烷磺醯氧基、對甲苯磺醯氧基等的離去基。
如上述的反應式所示,使式(2a)所示化合物與聯胺(1),在適當的溶劑中反應,可得對應的聯胺化合物(3a)。在該反應「化合物(2a):聯胺(1)」的莫耳比,以1:1~1:20為佳,以1:2~1:10更佳。再者,可藉由使聯胺化合物(3a)與式(2b)所示化合物反應,得到聯胺化合物(3)。
作為聯胺(1),通常使用1水和物。聯胺(1),可直接使用市售品。
作為使用於該反應的溶劑,可使用對反應為惰性者。作為溶劑,可列舉例如,甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、第二丁醇、第三丁醇等的醇系溶劑;乙醚、四氫呋喃、1,2-二甲氧基乙烷、1,4-二氧六環(1,4-dioxane)、環戊基甲基醚等的醚系溶劑;苯、甲苯、二甲苯等的芳香烴系溶劑;正戊烷、正己烷、正庚烷等的脂肪烴系溶劑;N,N-二甲基甲醯胺、N-甲基吡咯烷酮、六甲基磷酸三醯胺等的醯胺系溶劑;二甲基亞碸、環丁碸等的含硫系溶劑;及由該等的2種以上所組成的混合溶劑等。該等之中,以醇系溶劑、醚系溶劑、及醇系溶劑與醚系溶劑的混合溶劑為佳。
溶劑的使用量,並無特別限定,可考慮使用的化合物的種類及反應規模等設定。溶劑的具體的使用量,相對1g聯胺,通常為1g~100g。
通常,反應可在-10℃以上,使用的溶劑的沸點以下的溫度範圍順利進行。各反應的反應時間,雖依反應規模,通常是數分鐘到數小時。
又,聯胺化合物(3),亦可使用如下習知的方法,藉由還原重氮鹽(5)而製造。
式(5)中,Ax及Ay係表示與上述相同的意思。Xb-係相對重氮離子為對離子的陰離子。作為Xb-,可列舉例如六氟磷酸根離子、硼氟化氫酸根離子、氯離子、硫酸根離子等的無機陰離子;聚氟烷基羧酸根離子、聚氟烷基磺酸根離子、四苯基硼酸根離子、芳香族羧酸根離子、芳香族磺酸根離子等的有機陰離子。
作為用於上述反應的還原劑,可列舉例如金屬鹽還原劑。金屬鹽還原劑,一般係由包含低原子價金屬的化合物或金屬離子與氫化物源所組成的化合物(參照「有機合成實驗法手冊」1990年社團法人合成有機化學協會編,丸善股份公司發行810頁)。
作為金屬鹽還原劑,可列舉例如NaAlH4、NaAlHp(Or)q(p及q,係分別獨立地表示1~3的整數,p+q=4。r,係表示碳數1~6的烷基。)、LiAlH4、iBu2AlH、LiBH4、NaBH4、SnCl2、CrCl2、TiCl3。在此「iBu」係表示異丁基。
在還原反應中,可採用習知的反應條件。例如,以日本特開2005-336103號公報、新實驗化學講座1978年丸
善股份公司發行14卷、實驗化學講座1992年丸善股份公司發行20卷,等的文獻所記載的條件進行反應。
又,重氮鹽(5),可由苯胺等的化合物,以常法製造。
羰基化合物(4),例如,可將醚鍵結(-O-)、酯鍵結(-C(=O)-O-、-O-C(=O)-)、碳酸酯鍵結(-O-C(=O)-O-)及醯胺鍵結(-C(=O)NH-、-NHC(=O)-)之形成反應任意組合,將具有所期望的構造之複數習知化合物適宜鍵結及修飾而製造。
醚鍵結的形成,可如下進行。
(i)使式:D1-hal(hal係表示鹵素原子。以下相同。)所示之化合物與式:D2-OMet(Met係表示鹼金屬(主要為鈉)。以下相同。)所示之化合物混合縮合(威廉姆遜(Williamson)合成)。再者,式中,D1及D2係表示任意有機基(以下相同。)
(ii)使式:D1-hal所示之化合物與式:D2-OH所示之化合物,於氫氧化鈉、氫氧化鉀等的鹼的存在下混合使之縮合。
(iii)使式D1-J(J係表示環氧基。)所示之化合物,與式:D2-OH所示之化合物,於氫氧化鈉、氫氧化鉀等的鹼的存在下混合使之縮合。
(iv)使式:D1-OFN(OFN係表示具有不飽和鍵結之基。)所示之化合物,與式:D2-OMet所示之化合物,於氫氧化鈉、氫氧化鉀等的鹼的存在下,混合使之加成反應。
(v)使式:D1-hal所示之化合物,與式:D2-OMet所示之化合物,於銅或氯化亞銅的存在下,混合使之縮合(烏爾曼(Ullmann)縮合)。
酯鍵結及醯胺鍵結的形成,例如可如下進行。
(vi)使式:D1-COOH所示之化合物,與式:D2-OH或D2-NH2所示之化合物,於脫水縮合劑(N,N-二環己基碳二醯亞胺(N,N-dicyclohexylcarbodiimide)等)的存在下脫水縮合。
(vii)使鹵素化劑對式:D1-COOH所示之化合物作用,得到式:D1-CO-hal所示之化合物,使此物與式:D2-OH或D2-NH2所示化合物,於鹼的存在下反應。
(viii)使酸酐對式:D1-COOH所示之化合物作用,得到混合酸酐之後,使此物與式:D2-OH或D2-NH2所示之化合物,於鹼的存在下反應。
(ix)使式:D1-COOH所示之化合物,與式:D2-OH或D2-NH2所示之化合物,在酸觸媒或鹼觸媒的存在下脫水縮合。
羰基化合物(4),更具體可藉由下述反應式所示方法製造。
式中,Y1~Y8、G1、G2、Z1、Z2、A1~A5、Q1、m及n係表示與上述相同的意思。L1及L2係分別獨立地表示羥基、鹵素原子、甲烷磺醯氧基、對甲苯磺醯氧基等的離去基。-Y1b,係表示可與-L1反應成為-Y1-的基,-Y2b,係表示可與-L2反應成為-Y2-的基。
如上所述的反應式,藉由使用醚鍵結(-O-)、酯鍵結(-C(=O)-O-、-O-C(=O)-)、或碳酸酯鍵結(-O-C(=O)-O-)的形成反應,可使式(7a)所示化合物,接著,式(7b)所示化合物對式(6d)所示化合物反應,而製造羰基化合物(4)。
作為具體例,Y1係以Y11-C(=O)-O-表示之基,且式:Z2-Y8-G2-Y6-A5-(Y4-A3)m-Y2-表示之基係與式:Z1-Y7-G1-Y5-A4-(Y3-A2)n-Y1-表示之基相同之化合物(4')之製造方法,表示如下。
式中,Y3、Y5、Y7、G1、Z1、A1、A2、A4、Q1、n
及L1,係表示與上述相同的意思。Y11係表示Y11-C(=O)-O-成為Y1之基。Y1係表示與上述相同的意思
如上述反應式所示,藉由使式(6)所示之二羥基化合物(化合物(6))與式(7)所示之化合物(化合物(7))反應,可製造化合物(4'),在該反應中的「化合物(6):化合物(7)」的莫耳比,以1:2~1:4為佳,以1:2~1:3更佳。藉由以如此的比例反應,可以高選擇且高產率得到目標的化合物(4')。
化合物(7),係L1為羥基化合物(羧酸)時,藉由在1-乙基-3-(3-二甲基胺基丙基)碳二醯亞胺鹽酸鹽(1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride)、二環己基羧二醯亞胺(dicyclohexylcarbodiimide)等的脫水縮合劑的存在下反應,可得目標物。脫水縮合劑之使用量,相對1莫耳化合物(7),通常為1~3莫耳。
又,化合物(7),係L1為羥基化合物(羧酸)時,藉由在甲烷磺醯氯、對甲苯磺醯氯等的磺醯鹵化物、及三乙胺、二異丙基乙基胺、吡啶、4-(二甲基胺基)吡啶等的鹼的存在下反應,亦可得到目標物。磺醯鹵化物之使用量,相對1莫耳化合物(7),通常為1~3莫耳。又,鹼的使用量,相對1莫耳化合物(7),通常為1~3莫耳。此時,亦可將上述式(7)中,L1為磺醯氧基之化合物(混合酸酐)單離,再進行如下反應。
再者,化合物(7),係L1為鹵素原子之化合物(酸鹵化物)時,藉由在鹼的存在下反應,可得到目標物。作為鹼,可列舉三乙胺、吡啶等的有機鹼;氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉等的無機鹼。鹼的使用量,相對1莫耳化合物(7),通常為
1~3莫耳。
用於上述反應之溶劑,可列舉例如,氯仿、二氯甲烷等的氯系溶劑;N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、六甲基磷酸三醯胺等的胺系溶劑;1,4-二氧六環(1,4-dioxane)、環戊基甲基醚、四氫呋喃、四氫吡喃、1,3-二氧戊環(1,3-dioxolane)等的醚系溶劑;二甲基亞碸、環丁碸等的含硫系溶劑;苯、甲苯、二甲苯等的芳香烴系溶劑;正戊烷、正己烷、正辛烷等的脂肪烴系溶劑;環戊烷、環己烷等的脂環烴系溶劑;及由該等的溶劑的2種以上所組成之混合溶劑等。
溶劑的使用量,並無特別限定,可考慮使用之化合物種類及反應規模等設定。溶劑的具體的使用量,相對羥基化合物(6)1g,通常為1g~50g。
化合物(6)之大多數係習知之物質,可藉由習知之方法製造。例如,可藉由下述反應式所示之方法製造(參照國際公開第2009/042544號,及The Journal of Organic Chemistry,2011,76,8082~8087等。)。作為化合物(6)而市售者,可根據所期望純化使用。
式中,A1及Q1係表示與上述相同的意思,A1b係表示藉由甲醯化或醯化成為A1之2價芳香族基,R'係表示甲基、乙基等之碳數1~6之烷基、甲氧基甲基等之碳數2~6之烷氧基烷基等之羥基之保護基。
如上述反應式所示,將式(6a)所示之二羥基化合物(1,4-二羥基苯、1,4-二羥基萘等)的羥基烷基化,得到式(6b)所示之化合物。之後,將OR'之鄰位,以習知的方法,甲醯化或醯化,得到以式(6c)所示之化合物。然後,藉由將此物脫保護(脫烷基化),可製造目標之化合物(6)。
此外,化合物(6),亦可將市售者直接或根據所期望純化使用。
化合物(7)之大多數係習知之化合物,可例如,將醚鍵結(-O-)、酯鍵結(-C(=O)-O-、-O-C(=O)-)、碳酸酯鍵結(-O-C(=O)-O-)及醯胺鍵結(-C(=O)-NH-、-NH-C(=O)-)之形成反應任意組合,將具有所期望的構造之複數習知化合物適宜鍵結及修飾而製造。
例如,化合物(7)係下述式(7')所示之化合物(化合物(7'))時,可使用式(9')所示之二羧酸(化合物(9'),如下製造。
式中,Y5、Y7、G1、Z1、A2、A4及Y11,係表示與上述相同的意思。Y12係表示-O-C(=O)-Y12,成為Y3之基。R係表示可具有甲基、乙基等之烷基;苯基、對甲基苯基等的取代基之芳基。
首先,對化合物(9'),使式(10)所示之磺醯氯,於三乙胺、4-(二甲基胺基)吡啶等的鹼的存在下反應。接著,對反應混合物,加入化合物(8),與三乙胺、4-(二甲基胺基)吡啶等的鹼進行反應。
磺醯氯的使用量,相對1當量化合物(9'),通常為0.5當量~0.7當量。
此外,化合物(8)的使用量,相對1當量化合物(9'),通常為0.5當量~0.6當量。
鹼的使用量,相對1當量化合物(9'),通常為0.5當量~0.7當量。
反應溫度為20~30℃,反應時間雖依反應規模等,為由數分鐘至數小時。
作為用於上述反應之溶劑,可列舉例示作為用於製造上述化合物(4')時之溶劑。其中,以醚類溶劑為佳。
溶劑的使用量,並無特別限定,可考慮使用之化合物的種類及反應規模等設定。溶劑的具體的使用量,相對化合物(9')1g,通常為1g~50g。
在於任一反應,於反應結束之後,進行於有機合成化學中通常的後處理操作。此外,根據所期望,可藉由施以管柱層析法、再結晶法、蒸餾法等的習知的分離純化手段,將
目標物單離。
目標化合物之構造,可藉由NMR光譜,IR光譜、質譜等的測定、元素分析等鑑定。
上述逆波長聚合性液晶化合物之中,從可更良好地顯現本發明所期望的效果的觀點來看,在該逆波長聚合性液晶化合物的分子中,含有選自由苯並噻唑環(下述式(11A)環);以及,環己基環(下述式(11B)環)及苯環(下述式(11C)環)的組合;所組成之群之至少1種為佳。
[3.液晶性組合物]
液晶性組合物,包含上述逆波長聚合性液晶化合物。又,液晶性組合物,可與逆波長聚合性液晶化合物組合,包含任意的成分。該等的任意成分,可以1種單獨使用,亦可以任意比例組合2種以上使用。
液晶性組合物,例如,可包含界面活性劑。藉由界面活性劑,可使液晶性組合物的塗佈性良好。因此,由於可使作為固化液晶性組合物的固化物的層的液晶固化層的面狀態良好,故可提升液晶固化層的厚度、配向性及延遲的均勻性。
又,作為界面活性劑,可使用不具有聚合性,亦可使用具有聚合性的界面活性劑。具有聚合性的界面活性劑,
由於會在使聚合性液晶化合物聚合時聚合,故通常,在液晶固化層中,它會包含在聚合物的分子的一部分。
作為界面活性劑,以包含氟原子為佳。如此的界面活性劑,可列舉例如,AGC清美化學公司製的Surflon系列(S242、S386等)、DIC公司製的MEGAFAC系列(F251、F554、F556、F562、RS-75、RS-76-E)、NEOS公司製的Ftargent系列(FTX601AD、FTX602A、FTX601ADH2、FTX650A等)。又,該等界面活性劑,可以1種單獨使用,亦可以任意比例組合2種以上使用。
界面活性劑的量,相對100重量份聚合性液晶化合物,以0.05重量份以上為佳,以0.1重量份以上更佳,以0.3重量份以上特別佳,以5.0重量份以下為佳,以1.0重量份以下更佳,進一步以0.7重量份以下為佳,以未滿0.5重量份特別佳。藉由使界面活性劑的量,在上述範圍的下限值以上,可使液晶性組合物的塗佈性良好,藉由使之在上述範圍的上限值以下,可一邊保持配向性邊改良液晶性組合物的面狀態。
液晶性組合物,例如,可包含溶劑。作為溶劑,以可溶解逆波長聚合性液晶化合物的溶劑為佳。如此的溶劑,通常使用有機溶劑。有機溶劑之例,可列舉環戊酮、環己酮、甲基乙基酮、丙酮、甲基異丁基酮等的酮類溶劑;醋酸丁酯、醋酸戊酯等的醋酸酯類溶劑;氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷等的鹵化烴類溶劑;1,4-二氧六環(1,4-dioxane)、環戊基甲基醚、四氫呋喃、四氫吡喃、1,3-二氧戊環(1,3-dioxolane)、1,2-二甲氧基乙烷等的醚類溶劑;及甲苯、二甲苯、均三甲苯等的芳香
烴。
溶劑,可以1種單獨使用,亦可以任意比例組合2種以上的混合溶劑使用。例如,以將環戊酮等的酮溶劑與1,3-二氧戊環(1,3-dioxolane)等的醚溶劑組合使用為佳。如此組合時,酮溶劑與醚溶劑的重量比(酮溶劑/醚溶劑),以10/90以上為佳,以30/70以上更佳,以40/60以上特別佳,以90/10以下為佳,以70/30以下更佳,以50/50以下特別佳。藉由將酮溶劑與醚溶劑以上述重量比使用,可抑制塗佈時發生缺陷。
溶劑的沸點,由操作性優良的觀點,以60℃~250℃為佳,以60℃~150℃更佳。
溶劑的量,相對100重量份聚合性液晶化合物,以300重量份以上為佳,以350重量份以上更佳,以400重量份以上特別佳,以700重量份以下為佳,以600重量份以下更佳,以500重量份以下特別佳。藉由使溶劑的量在上述範圍的下限值以上,可抑制產生異物,藉由使之在上述範圍的上限值以下,可減少乾燥負荷。
液晶性組合物,例如,可包含聚合起始劑。聚合起始劑的種類可按照逆波長聚合性液晶化合物的種類選擇。例如,逆波長聚合性液晶化合物為自由基聚合性的話,則可使用自由基聚合劑起始劑。又,逆波長聚合性液晶化合物為陰離子聚合性的話,則可使用陰離子聚合起始劑。再者,逆波長聚合性液晶化合物為陽離子聚合性的話,則可使用陽離子聚合起始劑。
作為自由基聚合起始劑,可使用藉由加熱,產生
可開始聚合性化合物之聚合之活性種之化合物之熱自由基產生劑;及藉由可見光線、紫外線(i線等)、遠紫外線、電子線、X射線等的曝光光的曝光,產生可開始聚合性化合物之聚合之活性種之化合物之光自由基產生劑的任一種。其中,作為自由基聚合起始劑,以光自由基產生劑較佳。
作為光自由基產生劑,可列舉例如苯乙酮系化合物、聯咪唑系化合物、三嗪系化合物、O-醯肟系化合物、鎓鹽系化合物、安息香(benzoin)系化合物、二苯甲酮系化合物、α-二酮系化合物、多核醌系化合物、呫噸酮(xanthone)系化合物、重氮(diazo)系化合物、醯亞胺磺酸酯(imidosulfonate)系化合物。該等化合物,可藉由曝光,產生活性自由基、活性酸、或活性自由基及活性酸兩者。
作為苯乙酮系化合物的具體例,可列舉2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮、2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-嗎啉基丙烷-1-酮、2-芐基-2-二甲基胺基-1-[4-嗎啉基苯基)丁-1-酮、1-羥基環己基‧苯酮、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙-1-酮、1,2-辛二酮、2-芣基-2-二甲基胺基-4'-嗎啉基丁醯苯。
作為聯咪唑系化合物的具體例,可列舉2,2'-雙(2-氯苯基)-4,4',5',5-四(4-乙氧基羰基苯基)-1,2'-聯咪唑、2,2'-雙(2-溴苯基)-4,4',5',5-四(4-乙氧基羰基苯基)-1,2'-聯咪唑、2,2'-雙(2-氯苯基)-4,4',5',5-四苯基-1,2'-聯咪唑、2,2'-雙(2,4-二氯苯基)-4,4',5',5-四苯基-1,2'-聯咪唑、2,2'-雙(2,4,6-三氯苯基)-4,4',5',5-四苯基-1,2'-聯咪唑、2,2'-雙(2-溴苯基)-4,4',5',5-四苯基-1,2'-聯咪唑、2,2'-雙(2,4-二溴苯基)-4,4',5',5-四苯基
-1,2'-聯咪唑、2,2'-雙(2,4,6-三溴苯基)-4,4',5',5-四苯基-1,2'-聯咪唑。
使用聯咪唑系化合物作為聚合起始劑時,藉由與聯咪唑系化合物組合使用氫供體,可進一步改良敏感度。在此,所謂「氫供體」,係指可對藉由曝光而由聯咪唑系化合物產生的自由基,提供氫原子的化合物。作為氫供體,以下述所例示的硫醇系化合物及胺系化合物為佳。
作為硫醇系化合物,可列舉例如,2-巰基苯並噻唑、2-巰基苯並噁唑、2-巰基苯並咪唑、2,5-二巰基-1,3,4-噻二唑、2-巰基-2,5-二甲基胺基吡啶。作為胺系化合物,可列舉例如,4,4'-雙(二甲基胺基)二苯甲酮、4,4'-雙(二乙基胺基)二苯甲酮、4-二乙基胺基苯乙酮、4-二甲基胺基苯丙酮、乙基-4-二甲基胺基苯甲酸酯、4-二甲基胺基安息香酸、4-二甲基胺基苯甲腈。
作為三嗪系化合物的具體例,可列舉2,4,6-三(三氯甲基)-s-三嗪、2-甲基-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-[2-(4-二乙基胺基-2-甲基苯基)乙烯基]-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-甲氧基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-乙氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-正丁氧基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪等的具有鹵甲基的三嗪系化合物。
作為O-醯肟系化合物的具體例,可列舉1-[4-(苯
硫基)苯基]-庚烷-1,2-二酮-2-(O-苯甲醯肟)、1-[4-(苯硫基)苯基]-辛烷-1,2-二酮-2-(O-苯甲醯肟)、1-[4-(苯甲醯基)苯基]-辛烷-1,2-二酮-2-(O-苯甲醯肟)、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-乙酮-1-(O-乙醯肟)、1-[9-乙基6-(3-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-乙酮-1-(O-乙醯肟)、1-[9-乙基-6-苯甲醯-9H-咔唑-3-基)-乙酮-1-(O-乙醯肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氫呋喃基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙醯肟)、乙酮-1-[9-乙基6-(2-甲基-4-四氫吡喃基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙醯肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氫呋喃基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙醯肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氫吡喃基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙醯肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-{2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧戊環基)苯甲醯基-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙醯肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氫呋喃基甲氧基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙醯肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氫吡喃基甲氧基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙醯肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基5-四氫呋喃基甲氧基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙醯肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙醯肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氫吡喃基甲氧基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙醯肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-{2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧戊環基)甲氧基苯甲醯基}-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙醯肟)。
作為光自由基產生劑,可直接使用市售品。具體例,可列舉BASF公司製,商品名:Irgacure907、商品名:
Irgacure184、商品名:Irgacure369、商品名:Irgacure651、商品名:Irgacure819、商品名:Irgacure907、商品名:Irgacure379及商品名:Irgacure OXE02、ADEKA公司製,商品名:Adeka Optomer N1919等。
作為陰離子聚合起始劑,可列舉例如,烷基鋰化合物;聯苯、萘、芘等的單鋰鹽或單鈉鹽;二鋰鹽或三鋰鹽等的多官能性起始劑。
作為陽離子聚合起始劑,可列舉例如,硫酸、磷酸、過氯酸、三氟甲磺酸等的質子酸;三氟化硼、氯化鋁、四氯化鈦、四氯化錫等的路易斯酸;芳香族鎓鹽,或芳香族鎓鹽與還原劑的組合系統。
聚合起始劑,可以1種單獨使用,亦可以任意比例組合2種以上使用。
聚合起始劑的量,相對聚合性液晶化合物100重量份,以0.1重量份以上為佳,以0.5重量份以上更佳,以30重量份以下為佳,以10重量份以下更佳。藉由使聚合起始劑的量落於上述範圍,可有效率地進行逆波長聚合性液晶化合物的聚合。
液晶性組合物,例如,可包含正波長聚合性液晶化合物。正波長聚合性液晶化合物,例如日本特開2002-030042號公報、日本特開2004-204190號公報、日本特開2005-263789號公報、日本特開2007-119415號公報、日本特開2007-186430號公報及日本特開平11-513360號公報所記載的棒狀液晶化合物。又,以產品名列舉較佳的液晶化合物之例,可列舉BASF
公司製的「LC242」等。正波長聚合性液晶化合物,可以1種單獨使用,亦可以任意比例組合2種以上使用。
正波長聚合性液晶化合物的量,相對100重量份逆波長聚合性液晶化合物,以200重量份以下為佳,以150重量份以下更佳,以100重量份以下特別佳。藉由使正波長聚合性液晶化合物的量在上述上限值以下,可不會大大地損及耐受傷性等的優點,而可調整液晶固化層的延遲的波長分散性。液晶性組合物,包含正波長聚合性液晶化合物時,其正波長聚合性液晶化合物的量的下限,並沒有限制。例如,正波長聚合性液晶化合物的量,相對100重量份逆波長聚合性液晶化合物,可為0.1重量份以上。
液晶性組合物可包含的任意成分,可列舉例如,非液晶性丙烯酸系聚合性單體;金屬;金屬錯合物;氧化鈦等的金屬氧化物;染料、顏料等的著色劑;螢光材料、磷光材料等的發光材料;調平劑;觸變劑;膠凝劑;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;等的添加劑。該等,可以1種單獨使用、亦可以任意比例組合2種以上使用。
上述添加劑的量,可在不顯著地損及本發明的效果的範圍任意設定。添加劑的量,具體而言,相對100重量份聚合性液晶化合物,分別可為0.1重量份~20重量份。
[4.液晶固化層]
液晶固化層,係由上述的液晶性組合物的固化物所組成的層。該液晶固化層,對垂直於該液晶固化層的厚度方向的2個面(正面及背面)的波峰比X,滿足式(i)。更詳言之,X(S)/X(A),
通常較1.00大,以較1.05大為佳,又,以未滿1.30為佳,以未滿1.25更佳。藉由使X(S)/X(A)較上述範圍的下限值大,可使液晶固化層的耐受傷性良好,再者通常,可使液晶固化層的接著劑耐性及剝離性良好。又,藉由使X(S)/X(A)未滿上述範圍的上限值,可抑制液晶固化層的經年變化等的耐久性的下降。
上述波峰比X(S)及X(A),可藉由下述方法測定。
測定液晶固化膜的液晶固化層的面的IR光譜。由測定的IR光譜,求來自乙烯性不飽和鍵結的面內變角振動的1407.7809cm-1的波峰強度I(1)及來自芳香環的不飽和鍵結的伸縮性振動的1505.1685cm-1的波峰強度I(2)。由該等波峰強度I(1)及I(2)計算液晶固化層的各面的波峰比X(S)及X(A)。
實現滿足式(i)的液晶固化層的方法,可列舉例如,聚合性液晶化合物的種類的選擇、聚合起始劑的種類的選擇、使液晶性組合物固化時在液晶性組合物的層的空氣側的面,照射紫外線等的活性能線等。一般,在液晶性組合物的空氣側的面,由於會因空氣中的氧產生聚合阻礙,故難以使聚合反應高度地進行。又,即使是以氮等的惰性氣氛進行液晶性組合物的固化,也難以將氣氛中的氧完全排除,故難以完全排除氧對聚合阻礙的影響。因此,僅對液晶性組合物的層的空氣側的面照射活性能線,並不一定可使液晶性組合物的層的空氣側的面高度地進行聚合反應。因此,為達成式(i),組合按照逆波長聚合性液晶化合物的種類選擇適當的聚合起始劑,及對液晶性組合物的層的空氣側的面照射活性能線為佳。
如上所述,包含於液晶固化層的逆波長聚合性液晶化合物的聚合反應的進展程度,在厚度方向不同。因此,包含於液晶固化層的逆波長聚合性液晶化合物的比例,會因厚度方向的位置而異,而具有分佈。但是,在如此的液晶固化層中,在全體厚度方向中逆波長聚合性液晶化合物的平均比例,落於既定值以下為佳。以下,有時將液晶固化層包含的逆波長聚合性液晶化合物的平均比例,適宜稱為「殘留單體比例」。液晶固化層的殘留單體比例的具體的值,以40重量%以下為佳,以30重量%以下更佳。藉由使液晶固化層的殘留單體比例在上述上限值以下,則由於液晶固化層的固化有充分進行,故可有效地改善液晶固化層的耐受傷性及接著劑耐性。
液晶固化層的殘留單體比例,可藉由從液晶固化層萃取逆波長聚合性液晶化合物而得到萃取溶液,定量該萃取溶液中的逆波長聚合性液晶化合物的量而測定。萃取溶液中的逆波長聚合性液晶化合物的定量,係以高速液體層析儀(HPLC)進行。
液晶性組合物包含界面活性劑時,由該液晶性組合物製造的液晶固化層,通常亦包括界面活性劑。此時,在液晶固化層的一側的面的界面活性劑的量,可較液晶固化層的另一側的面的界面活性劑的量少。由於在液晶性組合物中,界面活性劑多有聚集到空氣界面的傾向,故通常,液晶固化層的上述一側的面,相當於用於形成液晶固化層的基材薄膜側的面,而液晶固化層的上述另一側的面,相當於與基材薄膜的相反側的面。因此,在剝離基材薄膜的液晶固化膜中,液晶固化層的
哪一面是基材薄膜側的面,可藉由測定在該液晶固化層的面的界面活性劑的量而確認。
在液晶固化層的一側的面的界面活性劑的量,較液晶固化層的另一側的面的界面活性劑的量少,可藉由測定上述一側的面及上述另一側的面的界面活性劑的量的比而確認。又,代替測定界面活性劑本身的量的比,亦可測定該界面活性劑所包含的特定原子的量的比。在液晶固化層的面的特定原子的量,可藉由X射線光電子能譜法(X-ray Photoelectron Spectroscopy:XPS),測定氫(H)以外的全原子中所包含的特定原子的個數含有率,而測定。例如,界面活性劑含有氟作為特定原子時,只要可確認液晶固化層的一側的面的氟原子的含有率f2與液晶固化層的另一側的面的氟原子的含有率f1的比f1/f2較1.0大,可判定液晶固化層的一側的面的界面活性劑的量較在液晶固化層的另一側的面的界面活性劑的量少。
包含於液晶固化層的逆波長聚合性液晶化合物的聚合物,通常,係以維持逆波長聚合性液晶化合物的配向狀態聚合。因此,液晶性組合物所包含的逆波長聚合性液晶化合物有配向時,由該逆波長聚合性液晶化合物所得的聚合物,會維持逆波長聚合性液晶化合物在液晶相中的分子配向成為聚合物,故可具有均勻的配向規則性。在此,所謂「具有均勻的配向規則性」,係指聚合物的分子的液晶元的長軸方向,向平行於液晶固化層的面的某一個方向排列。又,上述聚合物的分子的液晶元的長軸方向,係對應於該聚合物的逆波長聚合性液晶化合物的液晶元的長軸方向。再者,如使用化合物(I)作為逆波
長聚合性液晶化合物時,在液晶固化層中存在配向方向不同的複數種類的液晶元時,以該等之中最長的種類的液晶元所排列的方向成為上述排列方向。
如此的液晶固化層,通常,對應於如上所述的聚合物的配向規則性,具有與上述聚合物的排列方向平行的遲相軸。逆波長聚合性液晶化合物聚合而得的聚合物,是否具有均勻的配向規則性,及其排列方向,可藉由使用以AxoScan(Axometrics公司製)所代表的相位差計的遲相軸方向的測定,及每個入射角在遲相軸方向的延遲分佈的測定而確認。
液晶固化層的遲相軸方向,可按照液晶固化膜的用途,任意設定。例如,使用長條的基材薄膜製造的液晶固化膜,具有長條形狀的液晶固化膜的液晶固化層,對該液晶固化膜的長邊方向具有呈40°~50°的角度的遲相軸為佳。通常,直線偏光片,係製造成對該直線偏光片的長邊方向具有平行的吸收軸及垂直的穿透軸的長條的薄膜。因此,藉由液晶固化層對液晶固化膜的長邊方向具有呈40°~50°的角度的遲相軸,可容易地使用捲對捲法進行具備直線偏光片及液晶固化層的圓偏光板的製造。
包含於液晶固化層的逆波長聚合性液晶化合物的聚合物有配向時,該液晶固化層具有按照配向狀態的延遲。液晶固化層的具體的延遲的範圍可按照用途任意設定。例如,使液晶固化層作用作為1/4波長板時,在測定波長590nm的液晶固化層的延遲Re,以90nm以上為佳,以110nm以上更佳,以130nm以上特別佳,以190nm以下為佳,以170nm以下更佳,
以160nm以下特別佳。又,例如,使液晶固化層作用作為1/2波長板時,在測定波長590nm的液晶固化層的延遲Re,以265nm以上為佳,以285nm以上更佳,以290nm以上特別佳,以325nm以下為佳,以305nm以下更佳,以300nm以下特別佳。
由於包含使逆波長聚合性液晶化合物聚合的聚合物,故液晶固化層可具有逆波長分散性的雙折射。因此,液晶固化層可具有逆波長分散性的延遲。在此,所謂逆波長分散性的延遲,係指在波長450nm的延遲Re(450),波長550nm的延遲Re(550)及波長650nm的延遲Re(650),通常滿足下式(v)的延遲,以滿足下式(vi)的延遲為佳。藉由具有逆波長分散性的延遲,上述液晶固化層,可在1/4波長板或1/2波長板等的光學用途中,在寬廣的波長頻帶顯現均勻的功能。
Re(450)<Re(650) (v)
Re(450)Re(550)<Re(650) (vi)
液晶固化層的厚度,可將延遲等的特性適當地設定成所期望的範圍。具體而言,液晶固化層的厚度,以0.5μm以上為佳,以1.0μm以上更佳,以10μm以下為佳,以7μm以下更佳。
[5.基材薄膜]
液晶固化膜,亦可具備用於形成液晶固化層的基材薄膜。如此的基材薄膜,通常使用樹脂薄膜。作為樹脂,可列舉包含各種聚合物的樹脂。作為該聚合物,可列舉例如降冰片烯系聚合物等的含有脂環式結構的聚合物、纖維素酯、聚乙烯醇、聚
醯亞胺、UV透明壓克力(transparent acrylic)、聚碳酸酯、聚碸、聚醚碸、環氧聚合物、聚苯乙烯、及該等的組合。該等之中,由透明性、低吸濕性、尺寸穩定性及輕量性的觀點,以含有脂環式結構的聚合物及纖維素酯為佳,以含有脂環式結構的聚合物更為佳。
在基材薄膜的表面,為促進在液晶性組合物的層中逆波長聚合性液晶化合物的配向,亦可施以賦予配向限制力的處理。在此,所謂某面的配向限制力,係指可使液晶性組合物中的逆波長聚合性液晶化合物配向的該面的性質。
用於賦予配向限制力的處理,可列舉例如,摩刷處理(rubbing process)。藉由對基材薄膜的表面進行摩刷處理,可對該表面賦予使逆波長聚合性液晶化合物均勻配向的配向限制力。摩刷處理的方法,可列舉例如,以捲繞尼龍等的合成纖維、木棉等的天然纖維所組成的布或不織布的輥輪,向一定方向摩擦基材薄膜表面的方法。為將摩刷處理時所產生的細微粉末去除,使處理的面呈潔淨的狀態,在摩刷處理之後,將處理的面以異丙醇等的清洗液清洗為佳。
又,用以賦予配向限制力的處理,可列舉例如,在基材薄膜的表面形成配向層的處理。配向層係可使液晶性組合物中的逆波長聚合性液晶化合物,在面內向一方向配向的層。設置配向層時,可在該配向層的表面形成液晶固化層。
配向層,通常含有聚醯亞胺、聚乙烯醇、聚酯、聚芳酯化合物、聚醯胺醯亞胺、聚醚醯亞胺等的高分子。配向層,係將包含如此的高分子的溶液,膜狀塗佈在基材薄膜上,
使之乾燥,然後藉由向一方向進行摩刷處理而製造。又,在摩刷處理以外,藉由對配向層的表面照射偏光紫外線的方法,亦可賦予配向層配向限制力。配向層的厚度,以0.001μm~5μm為佳,以0.001μm~1μm更佳。
再者,用以賦予配向限制力的處理,可列舉例如,延伸處理。藉由對基材薄膜以適當的條件進行延伸處理,可使包含在基材薄膜的聚合物的分子配向。藉此,可對基材薄膜的表面,賦予使逆波長聚合性液晶化合物向包含於基材薄膜的聚合物的分子的配向方向配向的配向限制力。
基材薄膜的延伸,以可對基材薄膜賦予異向性,使該基材薄膜顯現遲相軸地進行為佳。藉此,通常,可對基材薄膜的表面,賦予使逆波長聚合性液晶化合物向與遲相軸平行或垂直的方向配向的配向限制力。例如,使用具有正的固有的(intrinsic)雙折射值的樹脂作為基材薄膜的材料時,通常,藉由使包含於基材薄膜的聚合物的分子在延伸方向配向,可顯現與延伸方向平行的遲相軸,故可對基材薄膜的表面,賦予使逆波長聚合性液晶化合物向基材薄膜的遲相軸平行的方向配向的配向限制力。因此,基材薄膜的延伸方向可按照欲使逆波長聚合性液晶化合物配向的所期望的配向方向設定。特別是基材薄膜的遲相軸,以對基材薄膜的捲取方向為40°~50°的角度顯現為佳。在此,所謂基材薄膜的捲取方向,係指長條的基材薄膜被捲取的方向,通常,係指與基材薄膜的長邊方向平行的方向的意思。
延伸倍率,可設定為延伸後的基材薄膜的雙折射
△n落於所期望的範圍。延伸後的基材薄膜的雙折射△n,以0.000050以上為佳,以0.000070以上更佳,以0.007500以下為佳,以0.007000以下更佳。藉由使延伸後的基材薄膜的雙折射△n在上述範圍的下限值以上,可對該基材薄膜的表面賦予良好的配向限制力。又,藉由使雙折射△n在上述範圍的上限值以下,可使基材薄膜的延遲變小,故即使不將基材薄膜由液晶固化層剝離,亦可將組合具備液晶固化層與基材薄膜的液晶固化膜用於各種用途。
上述延伸,可使用拉幅延伸機等的延伸機進行。
又,用以賦予配向限制力的處理,可列舉例如離子束配向處理。離子束配向處理,係藉由使Ar+等的離子束對基材薄膜入射,對基材薄膜的表面賦予配向限制力。
基材薄膜的厚度,並無特別限制,由提升生產性、容易薄型化及輕量化的觀點,以1μm以上為佳,以5μm以上更佳,以30μm以上特別佳,以1000μm以下為佳,以300μm以下更佳,以100μm以下特別佳。
[6.任意的層]
液晶固化膜,亦可在上述液晶固化層,具備基材薄膜以外的任意的層。例如,液晶固化膜,亦可在與液晶固化層的基材薄膜的相反側的面,具備任意的層。任意的層的例子,可列舉用於與其他的構件接著的接著劑層、使薄膜的光滑性變好的墊層(mat layer)、耐衝擊性聚甲基丙烯酸樹脂層等的硬塗層、抗反射層、防污層等。
[7.液晶固化膜的特性]
液晶固化膜,具有按照其用途的適當的特性為佳。例如,使用液晶固化膜作為光學薄膜時,可具有與液晶固化層可具有的延遲Re的範圍所說明的相同的範圍的延遲。
又,使用液晶固化膜作為光學薄膜時,光學薄膜具有高透明性為佳。具體而言,液晶固化膜的全光線穿透率,以70%以上為佳,以80%以上更佳,以90%以上特別佳。又,液晶固化膜的霧度,以10%以下為佳,以5%以下更佳,以3%以下特別佳。薄膜的全光線穿透率,可使用紫外可見光譜儀,以波長400nm~700nm的範圍測定。又,薄膜的霧度,可使用霧度計測定。
[8.液晶固化膜的製造方法]
上述液晶固化膜,可藉由包含:在基材薄膜上形成液晶性組合物的層的步驟;及使液晶性組合物的層固化得到液晶固化層的步驟的製造方法製造。
在該製造方法,準備基材薄膜,在該基材薄膜的面,形成液晶性組合物的層。如上所述,在基材薄膜的面,可施以賦予配向限制力的處理。又,使用長條的薄膜作為基材薄膜為佳。在此,所謂「長條」,係指對寬度,通常具有5倍以上長度的形狀者,以具有10倍或其以上的長度為佳,具體係指可捲取成捲筒狀保管或搬運的程度的長度的形狀。長條的基材薄膜的長度的上限,並無特別限制,例如,相對寬度可為1萬倍以下。藉由使用長條的基材薄膜,可提升液晶固化膜的生產率。
液晶性組合物的層的形成,通常,係藉由塗佈法
進行。具體而言,在基材薄膜的表面上,塗佈液晶性組合物,形成液晶性組合物的層。塗佈方法,可列舉例如淋幕塗佈法、擠出塗佈法、輥輪塗佈法、旋轉塗佈法、浸漬塗佈法、棒塗佈法、噴霧塗佈法、斜板塗佈法、印刷塗佈法、凹版塗佈法、膜具塗佈法、間隙塗佈法,及浸漬法。塗佈的液晶組合物的層的厚度,可按照對液晶固化層要求的所期望的厚度適宜設定。
在形成液晶性組合物的層之後,可按照需要,進行使包含於該層的逆波長聚合性液晶化合物配向的步驟。該步驟通常係藉由對液晶性組合物的層進行配向處理,使逆波長聚合性液晶化合物按照基材薄膜的面的配向限制力的方向配向。配向處理通常係藉由將液晶性組合物的層,加熱為既定的配向溫度而進行。該配向處理的條件,可按照使用的液晶性組合物的性質適當地設定。列舉配向處理的條件的具體例,則可為50℃~160℃的溫度條件,處理30秒~5分鐘的條件。
惟,逆波長聚合性液晶化合物的配向,有可能藉由液晶性組合物的塗佈立即達成之情形。因此,用於使逆波長聚合性液晶化合物配向的配向處理,並不一定要施於液晶性組合物之層。
可按照需要使逆波長聚合性液晶化合物配向之後,進行使上述液晶性組合物之層固化而得到液晶固化層的步驟。在此步驟,逆波長聚合性液晶化合物聚合,而使液晶性組合物的層固化。逆波長聚合性液晶化合物的聚合方法,可選擇適合包含在液晶性組合物中的成分的性質的方法。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
於無需加熱,而可在室溫進行聚合反應,故以照射活性能量線的方法為佳。在此,照射的活性能量線,可包含可見光線、紫外線、及紅外線等的光、及電子束等的任意的能量線。
其中,由於操作簡便,照射紫外線等的光的方法為佳。紫外線照射時的溫度,以基材的玻璃轉移溫度以下為佳,以150℃以下為佳,以100℃以下更佳,以80℃以下特別佳。紫外線照射時的溫度的下限,可為15℃以上。紫外線的照射強度,以0.1mW/cm2以上為佳,以0.5mW/cm2以上更佳,以1000mW/cm2以下為佳,以600mW/cm2以下更佳。
藉由使液晶性組合物的層固化形成液晶固化層,可得具備液晶固化層與基材薄膜的液晶固化膜。
液晶固化層的製造方法,加上上述步驟,可進一步包含任意的步驟。
例如,液晶固化層的製造方法,可在使逆波長聚合性液晶化合物聚合的步驟之前,包含乾燥液晶性組合物的層的步驟。該乾燥可以自然乾燥、加熱乾燥、減壓乾燥、減壓加熱乾燥等的乾燥方法達成。藉由該乾燥,可由液晶性組合物的層去除溶劑。
又,例如,液晶固化層的製造方法,亦可包含將基材薄膜從製造的液晶固化膜由剝離的步驟。
再者,液晶固化膜的製造方法,亦可包含例如,對製造的液晶固化膜進一步設置任意的層的步驟。
[9.液晶固化膜的用途]
液晶固化膜的用途為任意。液晶固化膜,可良好地使用於
作為光學薄膜。
較佳的光學薄膜,可列舉1/4波長板及1/2波長板等的波長板。上述的波長板,可使用僅具備液晶固化層的液晶固化膜。如此的僅具備液晶固化層的波長板,可例如,將形成在基材薄膜的液晶固化層由基材薄膜剝離,裁切成矩形等的按照用途的所期望的形狀而製造。又,作為上述波長板,亦可使用與液晶固化層組合,使用進一步具備用於形成液晶固化層的基材薄膜的液晶固化膜。亦可例如,不將形成在基材薄膜的液晶固化層由基材薄膜剝離,原樣使用具備基材薄膜及液晶固化層的複層結構的液晶固化膜作為波長板。再者,上述波長板,在液晶固化層及基材薄膜以外,亦可具備任意的層。
又,較佳的其他的光學薄膜,可列舉圓偏光板。圓偏光板,具備直線偏光片及上述液晶固化層。
直線偏光片,可使用用在液晶顯示裝置等的裝置的任意直線偏光片。直線偏光片之例,可列舉使聚乙烯醇膜吸附碘或二色性染料之後,在硼酸浴中單軸延伸而得;使聚乙烯醇膜吸附碘或二色性染料延伸,進一步使分子鏈中的聚乙烯醇單元的一部分變性為聚亞乙烯基(polyvinylene)單元而得。直線偏光片的其他例,可列舉柵格偏光片、多層偏光片、膽固醇狀液晶偏光片等的可將偏光分離為反射光與穿透光的功能的偏光片。該等之中以含有聚乙烯醇的偏光片為佳。
使自然光入射直線偏光片,則只有一側的偏光穿透。直線偏光片的偏光度,以98%以上為佳,以99%以上更佳。又,直線偏光片的平均厚度以5μm~80μm為佳。
液晶固化層,可作用作為1/4波長板,以具有適當的功能的的延遲為佳。又,液晶固化層的遲相軸與直線偏光片的穿透軸所形成的角,由厚度方向觀看,以45°或接近的角度為佳,具體以40°~50°為佳。
又,圓偏光板,加上直線偏光片及液晶固化層,可進一步具備任意的層。
如此的圓偏光板的用途之一,可列舉作為有機電致發光顯示裝置等的顯示裝置的反射防止薄膜的用途。在顯示裝置的表面,將上所述圓偏光板,以直線偏光片側的面朝向視認側設置,可抑制從裝置外部入射的光在裝置內反射而出射到裝置外部,其結果,可抑制顯示裝置的顯示面的閃爍。具體而言,由裝置外部入射的光,只有其一部分的直線偏光通過直線偏光片,接著藉由其通過液晶固化層而成為圓偏光。圓偏光,係被反射裝置內的光的構成要素(反射電極等)反射,藉由再次通過液晶固化層,變成具有偏光軸在與入射的直線偏光的偏光軸正交的方向的直線偏光,變得不會通過直線偏光片。藉此,可達成抗反射的功能。
[實施例]
以下,顯示實施例具體說明本發明,惟本發明並非限定於以下所說明的實施例,在不脫離本發明的申請範圍及其均等的範圍的範圍可任意變更實施。在以下的說明當中,表示量的「%」及「份」,若無特別提及係重量基準。此外,以下所說明的操作,若無特別提及,係在常溫及常壓的條件進行。
[評估方法]
[1.IR光譜的測定方法]
將液晶固化膜的液晶固化層的空氣側的面與樹脂薄膜(日本Zeon公司製「Zeonor Film」),使用黏著劑黏合。之後,將基材薄膜剝離,使液晶固化層的基材薄膜側的面露出。使用如此所得的具有樹脂薄膜及液晶固化層的試料,測定液晶固化層的基材薄膜側的面的IR光譜。
另一方面,液晶固化層的空氣側的面的IR光譜,係使用液晶固化膜本身作為試料測定。
IR光譜的測定,係使用傅立葉轉換紅外光譜儀(日本分光公司製「FTIR4100」)測定。又,該測定係使用上述傅立葉轉換紅外光譜儀所附屬的夾具(日本分光公司製「ATR-PR0450-S」),以入射角45°進行。
由測定的IR光譜,求來自乙烯性不飽和鍵結的面內變角振動的1407.7809cm-1的波峰強度I(1)及來自芳香環的不飽和鍵結的伸縮性振動的1505.1685cm-1的波峰強度I(2)。
[2.擦拭試驗方法]
使用霧度計(東洋精機公司製「HAZE-GARD II」),測定液晶固化膜的霧度。
之後,將液晶固化層的空氣側的面,使用表面性測定器(新東科學株式會社「HEIDON TRIBOGEAR type38」),以萊賽爾製不織布(直徑12mm,GUARDNER公司製「Triceptor」)施加50g的荷重,進行擦拭試驗。擦拭時的條件,係不織布的移動速度2000mm/min,不織布的移動距離30mm,及不織布的
擦拭來回30次。
在進行上述擦拭試驗之後,使用上述霧度計測定,以不織布擦拭的部分的液晶固化膜的霧度。
由擦拭試驗後的霧度,扣除擦拭試驗前的霧度值,求霧度的變化量△haze(%)。
[3.接著劑耐性的評估方法]
將7份在分子內包含羥基的(甲基)丙烯酸酯單體的「2-羥基-3-丙烯醯氧丙基甲基丙烯酸酯」、90份不包含羥基的丙烯酸酯單體的「3-甲基-1,5-戊二醇二丙烯酸酯」、及3份光聚合起始劑(BASF公司製「Irgacure2959」)放入充分進行攪拌,充分進行除泡。藉此,得到紫外線固化型的接著劑。
將在液晶固化膜的測定波長590nm的面內延遲Re0,使用相位差計(Axometrix公司製「Axoscan」;積算次數20次)測定。
之後,在液晶固化膜的液晶固化層的空氣側的面,以厚度100μm以上塗佈上述紫外線固化型的接著劑,得到具有基材薄膜、液晶固化層及接著劑層的層積體。
在對液晶固化層塗佈接著劑的5分鐘之後,使用上述相位差計測定上述層積體,在測定波長590nm的面內延遲Re1。
由所得面內延遲Re0及Re1,以下述式(ii),計算面內延遲的變化量△Re。
△Re={(Re0-Re1)/Re0}×100(%) (ii)
面內延遲的變化量△Re的絕對值越小,表示液晶固化層對接著劑的耐性越優良。
[4.轉寫性的評估方法]
將液晶固化膜裁切成2cm×5cm的大小得到樣品,將該樣品的液晶固化層的空氣側的面與樹脂薄膜(日本Zeon公司製「Zeonor Film」),使用黏著劑黏合。之後,將基材薄膜剝離,觀察剝離的基材薄膜。
剝離的基材薄膜的全體都沒有附著液晶固化層在基材薄膜,則判定為轉寫性「良好」。又,液晶固化層的一部分附著在剝離的基材薄膜,則判定為轉寫性「不合格」。
[5.液晶固化層的殘留單體比例的測定方法]
將使用於實施例及比較例的液晶化合物,溶解於溶劑1,3-二氧戊環,得到各式各樣的濃度的檢量線製作用的溶液。將該等溶液以通用HPLC(島津製造所公司製「Prominence」)分析,製作檢量線。
由液晶固化膜,僅將液晶固化層收集20mg左右,投入1.5g的1,3-二氧戊環,靜置8小時,萃取殘留單體的液晶化合物。之後,將所得萃取液,以孔徑0.45μm的圓盤過濾器過濾後,以上述的通用HPLC分析。藉由將分析結果與上述檢量線比對,求萃取液中的液晶化合物的濃度,計算殘留單體比例。
HPLC的分析條件如下。
溶劑:乙腈
流速:1mL/min
使用的管柱:Eclipse XDB-C18(Agilent公司製)
[6.以表面元素分析的界面活性劑量的量比的測
定方法]
將液晶固化層的空氣側的面的氟的含有率(%:原子數的百分率)f1,使用液晶固化膜本身作為試料,按照下述條件以X射線光電子能譜法測定。
又,將液晶固化膜的液晶固化層的空氣側的面,與導電性碳膠帶,使用黏著劑黏合。之後,將基材薄膜剝離,使液晶固化層的基材薄膜側的面露出。使用如此所得的具備導電性碳膠帶及液晶固化層的試料,按照下述條件,以X射線光電子能譜法,測定在液晶固化層的基材薄膜側的面的氟的含有率(%:原子數的百分率)f2。
系統:Kratos Analytical公司製「AXIS ULTRA」
激發X射線:Al Kα線
燈絲Emission:10mA
Anode HT:15kV
中和槍:Electron Neutralizer
中和條件Filament Current:1.55A
Charge Balance:3.3V
Filament Bias:1.5V
分析區域:約700μm×300μm
光電子檢測角度:0°(試料面與檢測器所形成的角度:90°)
之後,計算在液晶固化層的空氣側的面的氟的含有率f1,與在液晶固化層的基材薄膜側的面的氟的含有率f2的比f1/f2。在以下說明的實施例及比較例所使用的界面活性
劑,在其分子中包含氟原子。因此,上述氟的含有率f1及f2對應液晶固化層表面的界面活性劑的量。因此,上述的比f1/f2較1.0大,係表示液晶固化層的基材薄膜側的面的界面活性劑的量,較在液晶固化層的空氣側的面的界面活性劑的量少。
[製造例1.基材薄膜的製造]
將熱塑性降冰片烯(norbornene)樹脂的粒料(日本ZEON公司製「ZEONOR1420R」),以90°C乾燥5小時。將乾燥的粒料供給擠出機,在擠出機內使之熔融,經由聚合物管及聚合物過濾器,由T模具以薄膜狀擠出在鑄造滾筒(casting drum)上,冷卻,製造厚度60μm,寬1490mm的長條的延伸前基材。將該製造的延伸前基材捲取,得到捲筒。
將上述延伸前基材,由捲筒拉出,供給拉幅(tenter)延伸機。然後,使用拉幅延伸機,使延伸後所得的延伸基材的遲相軸對延伸基材的捲取方向呈45°的角度進行延伸,進一步將薄膜的寬方向的兩端修剪,捲取,得到寬1350mm的長條的延伸基材作為基材薄膜。所得基材薄膜的厚度為47μm。
[實施例1]
(1.1.液晶性組合物的製造)
將100重量份具有下述式(E1)所示結構的逆波長聚合性液晶化合物(E1)、0.3重量份界面活性劑(DIC公司製「F562」)、及3重量份光聚合起始劑(BASF公司製「IRGACURE379EG」),與146.5重量份作為溶劑的環戊酮及219.8重量份1,3-二氧戊環混合,完全溶解。將如此所得的混合液,以孔徑0.45μm的圓盤過濾器過濾,製造液態的液晶性組合物。
(液晶固化膜的製造)
將上述的液晶性組合物,使用線棒(#6)塗佈在製造例1所製造的基材薄膜上,形成液晶性組合物的層。將液晶性組合物的層,使用烘箱(YAMATO科學公司製「Inert Oven DN 4101」),以液晶化合物的液晶化以上的溫度110℃,加熱4分鐘,進行乾燥處理及配向處理。
之後,使用Conveyor UV照射裝置(EYE GRAPHICS公司製,高壓水銀燈,輸出4kW,燈高度220mm,輸送速度10m/mim),在氮氣氛下,對液晶性組合物的層的空氣側的面照射紫外線。此時,紫外線的照射條件,係照射量240mJ/cm2,照度265mW/cm2。該照射條件,係使用UV照度計(EYE GRAPHICS公司製「UVPF-A1」;受光器PD-365(365nm))測定。藉由照射紫外線,使液晶性組合物的層硬化,藉此得到具備基材薄膜及液晶固化層的液晶固化膜。在形成的液晶固化層中,包含具有均勻配向規則性的由逆波長聚合性液晶化合物(E1)聚合而成的聚合物。又,確認液晶固化層的遲相軸的角度,與用於塗佈的基材薄膜的遲相軸同樣地,對捲取方向呈45°的角度。
將如此所得的液晶固化膜,以上述方法評估。
又,將所得液晶固化膜的液晶固化層轉寫到玻璃板,得到具備玻璃板及液晶固化層的測定用試料,使用該測定試料測定液晶固化層的面內延遲。結果,測定波長450nm的面內延遲Re(450)、測定波長550nm的面內延遲Re(550)、及測定波長650nm的面內延遲Re(650),滿足Re(450)<Re(550)<Re(650)。由此結果,確認使用於實施例1的逆波長聚合性液晶化合物(E1)的雙折射△n,具有隨著測定波長變大而變大的特性(逆波長分散性)。
[實施例2]
將光聚合起始劑的種類變更為BASF公司製「IRGACURE907」。除以上事項以外,與實施例1同樣地,進行液晶固化膜的製造及評估。在形成的液晶固化層中,包含具有均勻配向規則性的由逆波長聚合性液晶化合物(E1)聚合而成的聚合物。又,確認液晶固化層的遲相軸的角度,與用於塗佈的基材薄膜的遲相軸相同地,與捲取方向呈45°的角度。
又,與實施例1同樣地,將液晶固化膜的液晶固化層轉寫在玻璃板而製作測定用試料,使用該測定試料測定液晶固化層的面內延遲。結果,液晶固化層的面內延遲滿足Re(450)<Re(550)<Re(650)。
[實施例3]
將光聚合起始劑的種類變更為BASF公司製「LucrinTPO」。除以上事項以外,與實施例1同樣地,進行液晶固化膜的製造及評估。在形成的液晶固化層中,包含具有均勻配向規則性的由逆波長聚合性液晶化合物(E1)聚合而成的聚合物。又,確認
液晶固化層的遲相軸的角度,與用於塗佈的基材薄膜的遲相軸相同地,與捲取方向呈45°的角度。
又,與實施例1同樣地,將液晶固化膜的液晶固化層轉寫在玻璃板而製作測定用試料,使用該測定試料測定液晶固化層的面內延遲。結果,液晶固化層的面內延遲滿足Re(450)<Re(550)<Re(650)。
[實施例4]
取代100份逆波長聚合性液晶化合物(E1),組合使用80份逆波長聚合性液晶化合物(E1)與20份具有下述式(F1)所示結構的正波長聚合性液晶化合物(BASF公司製「LC242」)。除以上事項以外,與實施例1同樣地,進行液晶固化膜的製造及評估。在形成的液晶固化層中,包含具有均勻配向規則性的由逆波長聚合性液晶化合物(E1)及具有下述式(F1)所示結構的正波長聚合性液晶化合物聚合而成的聚合物。又,確認液晶固化層的遲相軸的角度,與用於塗佈的基材薄膜的遲相軸相同地,與捲取方向呈45°的角度。
又,與實施例1同樣地,將液晶固化膜的液晶固化層轉寫在玻璃板而製作測定用試料,使用該測定試料測定液晶固化層的面內延遲。結果,液晶固化層的面內延遲滿足Re(450)<Re(550)<Re(650)。
[實施例5]
取代100份逆波長聚合性液晶化合物(E1),組合使用60份逆波長聚合性液晶化合物(E1)與40份具有上述式(F1)所示結構的正波長聚合性液晶化合物(BASF公司製「LC242」)。除以上事項以外,與實施例1同樣地,進行液晶固化膜的製造及評估。在形成的液晶固化層中,包含具有均勻配向規則性的由逆波長聚合性液晶化合物(E1)及具有上述式(F1)所示結構的正波長聚合性液晶化合物聚合而成的聚合物。又,確認液晶固化層的遲相軸的角度,與用於塗佈的基材薄膜的遲相軸相同地,與捲取方向呈45°的角度。
又,與實施例1同樣地,將液晶固化膜的液晶固化層轉寫在玻璃板而製作測定用試料,使用該測定試料測定液晶固化層的面內延遲。結果,液晶固化層的面內延遲滿足Re(450)<Re(550)<Re(650)。
[實施例6]
取代100份逆波長聚合性液晶化合物(E1),組合使用80份逆波長聚合性液晶化合物(E1)與20份具有下述式(F2)所示結構的正波長聚合性液晶化合物(BASF公司製「LC1057」)。除以上事項以外,與實施例1同樣地,進行液晶固化膜的製造及評估。在形成的液晶固化層中,包含具有均勻配向規則性的由逆波長聚合性液晶化合物(E1)及具有下述式(F2)所示結構的正波長聚合性液晶化合物聚合而成的聚合物。又,確認液晶固化層的遲相軸的角度,與用於塗佈的基材薄膜的遲相軸相同地,與捲取方向呈45°的角度。
又,與實施例1同樣地,將液晶固化膜的液晶固化層轉寫在玻璃板而製作測定用試料,使用該測定試料測定液晶固化層的面內延遲。結果,液晶固化層的面內延遲滿足Re(450)<Re(550)<Re(650)。
[實施例7]
取代100份逆波長聚合性液晶化合物(E1),組合使用60份逆波長聚合性液晶化合物(E1)與40份具有上述式(F2)所示結構的正波長聚合性液晶化合物(BASF公司製「LC1057」)。除以上事項之外,與實施例1相同地,進行液晶固化膜的製造及評估。在形成的液晶固化層中,包含具有均勻配向規則性的由逆波長聚合性液晶化合物(E1)及具有上述式(F2)所示結構的正波長聚合性液晶化合物聚合而成的聚合物。又,確認液晶固化層的遲相軸的角度,與用於塗佈的基材薄膜的遲相軸相同地,與捲取方向呈45°的角度。
又,與實施例1同樣地,將液晶固化膜的液晶固化層轉寫在玻璃板而製作測定用試料,使用該測定試料測定液晶固化層的面內延遲。結果,液晶固化層的面內延遲滿足Re(450)<Re(550)<Re(650)。
[比較例1]
向液晶性組合物的層的紫外線的照射,不是由液晶性組合物的層的空氣側的面,而透過基材薄膜進行。除以上事項以外,與實施例1同樣地,進行液晶固化膜的製造及評估。
[結果]
將上述實施例及比較例的構成示於表1,將其結果示於表2。
[討論]
由表2可知,X(S)/X(A)滿足式(i)的實施例1~7,△haze小,而改善了耐受傷性。又,在實施例1~7中,由△Re的絕對值很小來看,可知所得液晶固化層具有優良的接著劑耐性。
100‧‧‧液晶固化膜
110‧‧‧液晶固化層
110D‧‧‧液晶固化層的一側的面(基材薄膜側的面)
110U‧‧‧液晶固化層的另一側的面(空氣側的面)
120‧‧‧基材薄膜
Claims (6)
- 一種液晶固化膜,其係具備:由液晶性組合物的固化物組成的液晶固化層;該液晶性組合物包含:含有乙烯性不飽和鍵結及芳香環可顯現逆波長分散性的雙折射的聚合性液晶化合物;以及界面活性劑,該液晶固化層滿足:下述式(i):1.00<X(S)/X(A) (i)在上述式(i)中,X(S)係表示與上述液晶固化層的一側的面的波峰比X,X(A)係表示與上述液晶固化層的另一側的面的波峰比X,波峰比X係表示以X=I(1)/I(2)表示的比,I(1)係表示以紅外全反射吸收光譜測定來自乙烯性不飽和鍵結的面內變角振動的波峰強度,I(2)係表示以紅外全反射吸收光譜測定來自芳香環的不飽和鍵結的伸縮性振動的波峰強度,在上述液晶固化層的上述一側的面的上述界面活性劑的量,較在上述液晶固化層的上述另一側的面的上述界面活性劑的量少。
- 如申請專利範圍第1項所述的液晶固化膜,其中上述液晶固化層具有逆波長分散性的延遲。
- 如申請專利範圍第1項所述的液晶固化膜,其中上述聚合性液晶化合物,在上述聚合性液晶化合物的分子中,包含:主鏈液晶元(mesogen);及鍵結於上述主鏈液晶元的側鏈液晶元。
- 如申請專利範圍第1項所述的液晶固化膜,其中上述聚合性液晶化合物係以下述式(I)表示:
- 如申請專利範圍第1至4項的任一項所述的液晶固化膜,其中上述聚合性液晶化合物,在上述聚合性液晶化合物的分子中,含有選自由苯並噻唑環、以及環己基環及苯基環所組合之群之至少1種。
- 一種液晶固化膜的製造方法,其係申請專利範圍第1至5項的任一項所述的液晶固化膜的製造方法,其包含:在基材薄膜上形成上述液晶性組合物的層的步驟;及使上述液晶性組合物的層固化,得到液晶固化層的步驟。
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