CN106957662A - 液晶组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于,提供具有期望的波长分散特性的液晶组合物。此外,本发明的目的还在于,提供能够容易地获得所述液晶组合物的制造方法。一种液晶组合物,其含有式(1)所示的液晶化合物(1)、和式(2)所示的液晶化合物(2)。
Description
技术领域
本发明涉及液晶组合物、光学膜及光学膜的制造方法。
背景技术
平板显示装置(FPD)中含有使用了偏振板、相位差板等光学膜的部件。就光学膜而言,可以列举例如:将使聚合性化合物溶解于溶剂而得的溶液涂布于支承基材后发生聚合而获得的光学膜等。并且已知:给予波长λnm的光的光学膜的相位差(Re(λ))由双折射率Δn和膜的厚度d之积决定(Re(λ)=Δn×d)。另外已知:波长分散特性通常由某一波长λ处的相位差值Re(λ)除以550nm处的相位差值Re(550)而得的值(Re(λ)/Re(550))表示,在(Re(λ)/Re(550))接近1的波长范围、[Re(450)/Re(550)]<1和[Re(650)/Re(550)]>1的显示逆波长分散性的波长范围内能够进行同样的偏振转换。
例如,作为该聚合性化合物,正在销售的有LC242(BASF公司制)(非专利文献1)。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1:Cordula Mock-Knoblauch,Olivier S.Enger,UlrichD.Schalkowsky,“L-7Novel Polymerisable Liquid Crystalline Acrylates for theManufacturing of Ultrathin Optical Films”,SID Symposium Digest of TechnicalPapers,2006年,37卷,p.1673
发明内容
发明要解决的课题
光学膜的波长分散特性是根据构成该膜的各化合物而不同的特性。因此,为了获得具有期望的波长分散特性的光学膜,需要合成带来该期望的 波长分散特性的化合物。但是,为了合成化合物,大多需要莫大的工作量,必须进行反复实验,另外有时即使反复合成也无法得到带来期望的波长分散特性的化合物。因此,具有期望的波长分散特性的膜的获得在经济上和技术上都并非易事。
因此,本发明的目的在于,提供带来期望的波长分散特性的液晶组合物。此外,本发明的目的还在于,提供能够容易地获得所述液晶组合物的制造方法。
用于解决课题的方案
本发明提供以下的优选方案[1]~[18]。
[1]一种液晶组合物,其含有式(1)所示的液晶化合物(1)、和式(2)所示的液晶化合物(2)。
[化学式1]
[式中,Ar为2价的芳香族基团,该芳香族基团中可以含有选自氮原子、氧原子和硫原子中的至少一个原子,
G表示2价的脂环式烃基,其中,该脂环式烃基中所含的氢原子可以被卤原子、碳数1~4的烷基、碳数1~4的氟代烷基、碳数1~4的烷氧基、氰基或硝基取代,该脂环式烃基中所含的-CH2-(亚甲基)可以被-O-、-S-或-NH-取代,
B表示单键或2价的连接基团,
A表示碳数3~20的2价的脂环式烃基或碳数6~20的2价的芳香族烃基,该脂环式烃基及该芳香族烃基中所含的氢原子可以被以下基团取代:可以被卤原子取代的碳数1~4的烷基、可以被氟原子取代的碳数1~4的烷氧基、氰基或硝基,该脂环式烃基中所含的-CH2-(亚甲基)可以被-O-、-S-或-NR1-取代,该脂环式烃基中所含的-CH(-)-(次甲基)可以被-N(-)-取代,
R1表示氢原子或碳数1~4的烷基,
k表示0~3的整数,其中,k为2以上的整数时,多个A及B可以彼此相同或不同,
E表示碳数1~17的烷二基,其中,烷二基中所含的氢原子可以被卤原子取代,该烷二基中所含的-CH2-可以被-O-或-CO-取代,
P表示聚合性基团。]
[2]根据上述[1]所述的液晶组合物,其中,上述式(1)中的G、A、B、E、P及k与上述式(2)中的G、A、B、E、P及k分别相同。
[3]根据上述[1]或[2]所述的液晶组合物,其中,使上述液晶化合物(1)取向而得的光学膜显示逆波长分散性。
[4]根据上述[1]~[3]中任一项所述的液晶组合物,其中,使上述液晶化合物(2)取向而得的光学膜显示正波长分散性。
[5]根据上述[1]~[4]中任一项所述的液晶组合物,其中,Ar中的芳香族基团具有10个~30个π电子。
[6]根据上述[1]~[5]中任一项所述的液晶组合物,其中,上述液晶化合物(1)的最大吸收波长(λmax)为300~400nm。
[7]根据上述[1]~[6]中任一项所述的液晶组合物,其中,使上述液晶组合物取向而得的光学膜的波长分散度Re(450nm)/Re(550nm)为0.65以上且小于1。
[8]根据上述[1]~[7]中任一项所述的液晶组合物,其中,Ar为具有杂环的芳香族基团。
[9]根据上述[8]所述的液晶组合物,其中,上述具有杂环的芳香族基团为具有苯并噻唑基的芳香族基团。
[10]根据上述[1]~[9]中任一项所述的液晶组合物,其中,上述液晶组合物中的上述液晶化合物(2)的含量相对于上述液晶化合物(1)100质量份在0.1~70质量份的范围。
[11]一种光学膜,其含有上述[1]~[10]中任一项所述的液晶组合物的聚合物。
[12]根据上述[11]所述的光学膜,其中,波长550nm处的相位差值(Re(550))为113~163nm。
[13]一种圆偏振板,其含有上述[11]或[12]所述的光学膜及偏振膜。
[14]一种有机EL显示装置,其具备含有上述[13]所述的圆偏振板的有机电致发光面板。
[15]一种制造方法,其为制造含有式(1)所示的液晶化合物(1)和式(2)所示的液晶化合物(2)的液晶组合物的方法,其包含下述工序:使式(3)所示的醇化合物(3)和式(4)所示的二羧酸化合物(4)反应,获得含有式(5)所示的羧酸化合物(5)和液晶化合物(2)的混合物的工序,
[化学式2]
[化学式3]
[化学式4]
[化学式5]
[化学式6]
[16]根据上述[15]所述的方法,其中,包含下述工序:使含有羧酸化合物(5)和液晶化合物(2)的上述混合物与式(6)所示的醇化合物(6)反应,获得含有液晶化合物(1)和液晶化合物(2)的液晶组合物的工序,
[化学式7]
HO-Ar-OH (6)。
[17]根据上述[15]或[16]所述的方法,其中,相对于1摩尔上述醇化合物(3),二羧酸化合物(4)的使用量为1~50摩尔。
[18]根据上述[15]~[17]中任一项所述的方法,其中,在缩合剂的存在下进行上述醇化合物(3)与上述二羧酸化合物(4)的反应、和/或含有 羧酸化合物(5)及液晶化合物(2)的上述混合物与上述醇化合物(6)的反应。
发明效果
根据本发明,能够提供带来期望的波长分散特性的液晶组合物。另外,根据本发明,能够提供能容易地获得所述液晶组合物的制造方法。
具体实施方式
<液晶化合物>
本发明的液晶组合物为含有式(1)所示的液晶化合物(1)、和式(2)所示的液晶化合物(2)的组合物。
[化学式8]
[化学式9]
式(1)及(2)中,Ar为2价的芳香族基团,该芳香族基团中可以含有选自氮原子、氧原子和硫原子中的至少一个原子。
G表示2价的脂环式烃基,其中,该脂环式烃基中所含的氢原子可以被卤原子、碳数1~4的烷基、碳数1~4的氟代烷基、碳数1~4的烷氧基、氰基或硝基取代,该脂环式烃基中所含的-CH2-(亚甲基)可以被-O-、-S-或-NH-取代。
B表示单键或2价的连接基团。
A表示碳数3~20的2价的脂环式烃基或碳数6~20的2价的芳香族烃基,该脂环式烃基及该芳香族烃基中所含的氢原子可以被以下基团取代:可以被卤原子取代的碳数1~4的烷基、可以被氟原子取代的碳数1~4的烷氧基、氰基或硝基,该脂环式烃基中所含的-CH2-(亚甲基)可以被-O-、-S-或-NR1-取代。该脂环式烃基中所含的-CH(-)-(亚甲基)可以被-N(-)-(氨基)取代。
R1表示氢原子或碳数1~4的烷基。
k表示0~3的整数,其中,k为2以上的整数时,多个A及B可以彼此相同或不同。
E表示碳数1~17的烷二基,其中,烷二基中所含的氢原子可以被卤原子取代,该烷二基中所含的-CH2-可以被-O-或-CO-取代。
P表示聚合性基团。
本说明书中,Ar表示的2价的芳香族基团是如后述例子所示的具有芳香环的2价的基团。具有芳香环的2价的基团可以具有取代基,作为取代基,可以列举后述基团或原子。
式(1)中,Ar表示的2价的芳香族基团优选含有选自氮原子、氧原子和硫原子中的至少一个原子。Ar表示的2价的芳香族基团含有选自氮原子、氧原子和硫原子等中的至少一个原子是指Ar中含有这些杂原子,Ar可以具有杂环也可以不具有杂环。从显示逆波长分散性的观点出发,Ar表示的2价的芳香族基团优选具有杂环的芳香族基团。具有杂环的芳香族基团是指:可以是与液晶化合物中键合至Ar的2个氧原子(-O-)键合的2价的基团为杂环,也可以是2价的基团所具有的取代基为杂环。作为杂环的例子,可以列举呋喃环、苯并呋喃环、吡咯环、噻吩环、吡啶环、噻唑环、苯并噻唑环、菲咯啉环。即,作为具有杂环的芳香族基团,可以列举与液晶化合物的介晶基团键合的2价的基团为上述杂环的化合物、及2价的基团所具有的取代基为上述杂环的化合物。其中,这些化合物中,具有杂环的芳香族基团更优选具有噻唑环、苯并噻唑环的芳香族基团,进一步优选具有苯并噻唑基的芳香族基团。另外,这些化合物中,更优选与液晶化合物的介晶基团键合的2价的基团为噻唑环、苯并噻唑环,进一步优选为苯并噻唑基。
另外,Ar中的芳香环包含氮原子时,该芳香环中所含的氮原子优选具有π电子。
Ar是具有杂环作为芳香环的芳香族基团时,作为2价的芳香族基团的Ar可以通过该杂环与式(1)中键合至Ar的两个氧原子(-O-)的任一或二者键合,也可以通过构成杂环的原子以外的原子与上述两个氧原子(-O-)的任一或二者键合。通过杂环与上述氧原子键合时优先的杂环为噻唑环、苯并噻唑环,进一步优选为苯并噻唑环。
从表现逆波长分散性的观点出发,构成Ar的芳香环中所含的π电子的总数Nπ优选为10以上,更优选为12以上,进一步优选为14以上;优选为30以下,更优选为25以下。
作为Ar中的与液晶化合物的介晶基团键合的2价的基团,可以列举例如以下(Ar-1)~(Ar-22)所示的基团。
[化学式10]
[式(Ar-1)~式(Ar-22)中,*记号表示连接部,Z0、Z1及Z2分别独立地表示氢原子、卤原子、碳数1~6的烷基、氰基、硝基、碳数1~6的烷基亚磺酰基、碳数1~6的烷基磺酰基、羧基、碳数1~6的氟代烷基、碳数1~6的烷氧基、碳数1~6的烷硫基、碳数1~6的N-烷基氨基、碳数2~12的N,N-二烷基氨基、碳数1~6的N-烷基氨磺酰基或碳数2~12的N,N-二烷基氨磺酰基。
Q1、Q2及Q3分别独立地表示-CR2R3-、-S-、-NR2-、-CO-或-O-。
R2及R3分别独立地表示氢原子或碳数1~4的烷基。
Y1、Y2及Y3分别独立地表示可以被取代的芳香族烃基或芳香族杂环基。
W1及W2分别独立地表示氢原子、氰基、甲基或卤原子。
m表示0~6的整数。]
作为卤原子,可以列举氟原子、氯原子、溴原子、及碘原子等,优选氟原子、氯原子、或溴原子。
作为碳数1~6的烷基,可以列举甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、及己基等,优选碳数1~4的烷基,更优选碳数1~2的烷基,特别优选甲基。
作为碳数1~6的烷基亚磺酰基,可以列举甲基亚磺酰基、乙基亚磺酰基、丙基亚磺酰基、异丙基亚磺酰基、丁基亚磺酰基、异丁基亚磺酰基、仲丁基亚磺酰基、叔丁基亚磺酰基、戊基亚磺酰基、己基亚磺酰基等,优选碳数1~4的烷基亚磺酰基,更优选碳数1~2的烷基亚磺酰基,特别优选甲基亚磺酰基。
作为碳数1~6的烷基磺酰基,可以列举甲基磺酰基、乙基磺酰基、丙基磺酰基、异丙基磺酰基、丁基磺酰基、异丁基磺酰基、仲丁基磺酰基、叔丁基磺酰基、戊基磺酰基、己基磺酰基等,优选碳数1~4的烷基磺酰基,更优选碳数1~2的烷基磺酰基,特别优选甲基磺酰基。
作为碳数1~6的氟代烷基,可以列举氟代甲基、三氟甲基、氟代乙基、五氟乙基、七氟丙基、九氟丁基等,优选碳数1~4的氟代烷基,更优选碳数1~2的氟代烷基,特别优选三氟甲基。
作为碳数1~6的烷氧基,可以列举甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、己氧基等,优选碳数1~4的烷氧基,更优选碳数1~2的烷氧基,特别优选甲氧基。
作为碳数1~6的烷硫基,可以列举甲硫基、乙硫基、丙硫基、异丙硫基、丁硫基、异丁硫基、仲丁硫基、叔丁硫基、戊硫基、己硫基等,优选碳数1~4的烷硫基,更优选碳数1~2的烷硫基,特别优选甲硫基。
作为碳数1~6的N-烷基氨基,可以列举N-甲基氨基、N-乙基氨基、N-丙基氨基、N-异丙基氨基、N-丁基氨基、N-异丁基氨基、N-仲丁基氨基、N-叔丁基氨基、N-戊基氨基、N-己基氨基等,优选 碳数1~4的N-烷基氨基,更优选碳数1~2的N-烷基氨基,特别优选N-甲基氨基。
作为碳数2~12的N,N-二烷基氨基,可以列举N,N-二甲基氨基、N-甲基-N-乙基氨基、N,N-二乙基氨基、N,N-二丙基氨基、N,N-二异丙基氨基、N,N-二丁基氨基、N,N-二异丁基氨基、N,N-二戊基氨基、N,N-二己基氨基等,优选碳数2~8的N,N-二烷基氨基,更优选碳数2~4的N,N-二烷基氨基,特别优选N,N-二甲基氨基。
作为碳数1~6的N-烷基氨磺酰基,可以列举N-甲基氨磺酰基、N-乙基氨磺酰基、N-丙基氨磺酰基、N-异丙基氨磺酰基、N-丁基氨磺酰基、N-异丁基氨磺酰基、N-仲丁基氨磺酰基、N-叔丁基氨磺酰基、N-戊基氨磺酰基、N-己基氨磺酰基等,优选碳数1~4的N-烷基氨磺酰基,更优选碳数1~2的N-烷基氨磺酰基,特别优选N-甲基氨磺酰基。
作为碳数2~12的N,N-二烷基氨磺酰基,可以列举N,N-二甲基氨磺酰基、N-甲基-N-乙基氨磺酰基、N,N-二乙基氨磺酰基、N,N-二丙基氨磺酰基、N,N-二异丙基氨磺酰基、N,N-二丁基氨磺酰基、N,N-二异丁基氨磺酰基、N,N-二戊基氨磺酰基、N,N-二己基氨磺酰基等,优选碳数2~8的N,N-二烷基氨磺酰基,更优选碳数2~4的N,N-二烷基氨磺酰基,特别优选N,N-二甲基氨磺酰基。
Z0、Z1及Z2分别独立地优选氢原子、卤原子、甲基、氰基、硝基、羧基、甲基磺酰基、三氟甲基、甲氧基、甲硫基、N-甲基氨基、N,N-二甲基氨基、N-甲基氨磺酰基或N,N-二甲基氨磺酰基。
作为R2及R3中的碳数1~4的烷基,可以列举甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基等,优选碳数1~2的烷基,更优选甲基。
Q1及Q2分别独立地优选为-S-、-CO-、-NH-、-N(CH3)-,Q3优选为-S-、-CO-。
作为Y1、Y2及Y3中的芳香族烃基,可以列举苯基、萘基、蒽基、菲基、联苯基等碳数6~20的芳香族烃基,优选苯基、萘基,更优选苯基。作为芳香族杂环基,可以列举呋喃基、吡咯基、噻吩基、吡啶基、噻唑基、苯并噻唑基等含有至少一个氮原子、氧原子、硫原子等杂原子的碳数4~20的芳香族杂环基,优选呋喃基、吡咯基、噻吩基、吡啶基、噻唑基。
所述芳香族烃基及芳香族杂环基可以具有至少一个取代基,作为取代基,可以列举卤原子、碳数1~6的烷基、氰基、硝基、碳数1~6的烷基亚磺酰基、碳数1~6的烷基磺酰基、羧基、碳数1~6的氟代烷基、碳数1~6的烷氧基、碳数1~6的烷硫基、碳数1~6的N-烷基氨基、碳数2~12的N,N-二烷基氨基、碳数1~6的N-烷基氨磺酰基、碳数2~12的N,N-二烷基氨磺酰基等,优选卤原子、碳数1~2的烷基、氰基、硝基、碳数1~2的烷基磺酰基、碳数1~2的氟代烷基、碳数1~2的烷氧基、碳数1~2的烷硫基、碳数1~2的N-烷基氨基、碳数2~4的N,N-二烷基氨基、碳数1~2的烷基氨磺酰基。
作为卤原子、碳数1~6的烷基、氰基、硝基、碳数1~6的烷基亚磺酰基、碳数1~6的烷基磺酰基、羧基、碳数1~6的氟代烷基、碳数1~6的烷氧基、碳数1~6的烷硫基、碳数1~6的N-烷基氨基、碳数2~12的N,N-二烷基氨基、碳数1~6的N-烷基氨磺酰基及碳数2~12的N,N-二烷基氨磺酰基,可以列举与上述相同的例子。
式(Ar-14)中,Y1可以与其所键合的氮原子及Z0一起形成芳香族杂环基。可以列举例如吡咯环、咪唑环、吡啶环、嘧啶环、吲哚环、喹啉环、异喹啉环、嘌呤环、吡咯烷环、哌啶环等。该芳香族杂环基可以具有取代基。另外,Y1可以与其所键合的氮原子及Z0一起成为后述的可以被取代的多环系芳香族烃基或多环系芳香族杂环基。
Y1、Y2及Y3可以分别独立地为可以被取代的多环系芳香族烃基或多环系芳香族杂环基。多环系芳香族烃基是指稠合多环系芳香族烃基、或来自芳香环集合的基团。多环系芳香族杂环基是指稠合多环系芳香族杂环基、或来自芳香环集合的基团。例如,Y1、Y2及Y3、分别独立地优选式(Y1-1)~式(Y1-7)所示的任一基团,更优选式(Y1-1)或式(Y1-4)所示的任一基团。
[化学式11]
[式(Y1-1)~式(Y1-7)中,*记号表示连接部,Z3分别独立地表示卤原子、碳数1~6的烷基、氰基、硝基、氮氧化物基团(日文:二卜口キシキド基)、砜基、亚砜基、羧基、碳数1~6的氟代烷基、碳数1~6的烷氧基、碳数1~6的硫代烷基、碳数2~8的N,N-二烷基氨基或碳数1~4的N-烷基氨基。
V1及V2分别独立地表示-CO-、-S-、-NR4-、-O-、-Se-或-SO2-。
W1~W5分别独立地表示-C=或-N=。
其中,V1、V2及W1~W5中的至少1个表示含有S、N、O或Se的基团。
R4表示氢原子或碳数1~4的烷基。
a分别独立地表示0~3的整数。
b分别独立地表示0~2的整数。]
式(Y1-1)~式(Y1-7)所示的任一基团优选式(Y2-1)~式(Y2-16)所示的任一基团,更优选式(Y3-1)~式(Y3-6)所示的 任一基团,特别优选式(Y3-1)或式(Y3-3)所示的基团。
[化学式12]
[式(Y2-1)~式(Y2-16)中,Z3、a、b、V1、V2及W1~W5表示与上述相同的意思。]
[化学式13]
[式(Y3-1)~式(Y3-6)中,Z3、a、b、V1、V2及W1表示与上述相同的意思。]
作为Z3,可以列举卤原子、碳数1~6的烷基、氰基、硝基、碳数1~6的烷基亚磺酰基、碳数1~6的烷基磺酰基、羧基、碳数1~6的氟代烷基、碳数1~6的烷氧基、碳数1~6的烷硫基、碳数1~6的N-烷基氨基、碳数2~12的N,N-二烷基氨基、碳数1~6的N-烷基氨磺酰基、碳数2~12的N,N-二烷基氨磺酰基等,优选卤原子、甲基、乙基、异丙基、仲丁基、氰基、硝基、砜基、氮氧化物基团、羧基、三氟甲基、甲氧基、硫代甲基、N,N-二甲基氨基或N-甲基氨基,更优选卤原子、甲基、乙基、异丙基、仲丁基、氰基、硝基、三氟甲基,特别优选甲基、乙基、异丙基、仲丁基、戊基、己基。
作为卤原子、碳数1~6的烷基、碳数1~6的烷基亚磺酰基、碳数1~6的烷基磺酰基、碳数1~6的氟代烷基、碳数1~6的烷氧基、碳数1~6的烷硫基、碳数1~6的N-烷基氨基、碳数2~12的N,N-二烷基氨基、碳数1~6的N-烷基氨磺酰基及碳数2~12的N,N-二烷基氨磺酰基,可以列举与上述相同的例子。
V1及V2分别独立地优选为-S-、-NR4-或-O-。
W1~W5分别独立地优选为-C=或-N=。
V1、V2及W1~W5中的至少1个优选表示含有S、N或O的基团。
a优选为0或1。b优选为0。
作为Y1~Y3的具体例子,可以列举式(ar-1)~式(ar-840)所示的基团。
[化学式14]
[化学式15]
[化学式16]
[化学式17]
[化学式18]
[化学式19]
[化学式20]
[化学式21]
[化学式22]
[化学式23]
[化学式24]
[化学式25]
[化学式26]
[化学式27]
[化学式28]
[化学式29]
[化学式30]
[化学式31]
[化学式32]
[化学式33]
[化学式34]
[化学式35]
[化学式36]
[化学式37]
[化学式38]
[化学式39]
[化学式40]
[化学式41]
[化学式42]
[化学式43]
[化学式44]
[化学式45]
[化学式46]
[化学式47]
[化学式48]
[化学式49]
[化学式50]
[化学式51]
[化学式52]
[化学式53]
[化学式54]
[化学式55]
[化学式56]
[化学式57]
[化学式58]
[化学式59]
[化学式60]
[化学式61]
[化学式62]
[化学式63]
[化学式64]
[化学式65]
[化学式66]
[化学式67]
[化学式68]
[化学式69]
[化学式70]
[化学式71]
[化学式72]
[化学式73]
[化学式74]
[化学式75]
[化学式76]
[化学式77]
[化学式78]
[化学式79]
[化学式80]
[化学式81]
[化学式82]
[化学式83]
[化学式84]
[化学式85]
[化学式86]
[化学式87]
[化学式88]
[化学式89]
[化学式90]
[化学式91]
[化学式92]
[化学式93]
[化学式94]
[化学式95]
[化学式96]
[化学式97]
[化学式98]
[化学式99]
[化学式100]
[化学式101]
[化学式102]
[化学式103]
[化学式104]
[化学式105]
[化学式106]
[化学式107]
[化学式108]
[化学式109]
[化学式110]
[化学式111]
[化学式112]
[化学式113]
[化学式114]
[化学式115]
[化学式116]
[化学式117]
[化学式118]
[化学式119]
[化学式120]
[化学式121]
[化学式122]
[化学式123]
[化学式124]
[化学式125]
[化学式126]
[化学式127]
[化学式128]
[化学式129]
[化学式130]
式(1)及(2)中,G为2价的脂环式烃基,其碳数为例如3~30、 优选为3~20、更优选为4~15、进一步优选为5~10。作为2价的脂环式烃基,可以列举环烷二基等。该脂环式烃基中所含的氢原子可以被卤原子、碳数1~4的烷基、碳数1~4的氟代烷基、碳数1~4的烷氧基、氰基或硝基取代,该脂环式烃基中所含的-CH2-(亚甲基)可以被-O-、-S-、或-NH-取代。
作为碳数1~4的烷基,可以列举甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基等,优选碳数1~3的烷基,更优选碳数1~2的烷基,特别优选甲基。
作为碳数1~4的氟代烷基,可以列举氟代甲基、三氟甲基、氟代乙基、五氟乙基、七氟丙基、九氟丁基等,优选碳数1~3的氟代烷基,更优选碳数1~2的氟代烷基,特别优选三氟甲基。
作为碳数1~4的烷氧基,可以列举甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基等,优选碳数1~3的烷氧基,更优选碳数1~2的烷氧基,特别优选甲氧基。
作为2价的脂环式烃基,可以列举式(g-1)~式(g-4)所示的基团。作为脂环式烃基中所含的-CH2-被-O-、-S-或-N(R5)-取代的2价的脂环式烃基,可以列举式(g-5)~式(g-8)所示的基团。R5表示氢原子或碳数1~4的烷基。作为脂环式烃基中所含的次甲基(-CH(-)-)被取代为-N(-)-(氨基)的2价的脂环式烃基,可以列举式(g-9)~式(g-10)所示的基团。优选5元环或6元环的脂环式烃基。
[化学式131]
作为2价的脂环式烃基,优选为式(g-1)所示的基团,进一步优选为1,4-环己烷二基,特别优选为反-1,4-环己烷二基。
式(1)及(2)中,B为单键或2价的连接基团。作为2价的连接基团,可以列举例如-O-、-S-、-CO-O-、-O-CO-、-C(=S)-O-、-O-C(=S)-、-CR6R7-、-CR6R7-CR8R9-、-O-CR6R7-、-CR6R7-O-、-CR6R7-O-CR8R9-、-CR6R7-O-CO-、-O-CO-CR6R7-、-CR6R7-O-CO-CR8R9-、-CR6R7-CO-O-CR8R9-、-NR10-CR6R7-、-CR6R7-NR10-、-CO-NR10-、-NR10-CO-、-O-、-S-、-NR10-、-CR6=CR7-等。R6、R7、R8及R9分别独立地表示氢原子、氟原子或碳数1~4的烷基。R10表示氢原子或碳数1~4的烷基。
B优选为-O-、-S-、-O-CO-、-O-C(=S)-、-O-CR6R7-、-NR10-CR6R7-或-NR10-CO-。D1及D2更优选为-O-、-S-、-O-CO-、-O-C(=S)-或-NR10-CO-。R6、R7、R8及R9分别独立地优选为氢原子或碳数1~4的烷基,更优选为氢原子、甲基或乙基。R10优选为氢原子、甲基或乙基。
式(1)及(2)中,A表示碳数3~20的2价的脂环式烃基或碳数6~20的2价的芳香族烃基,优选表示碳数4~15的2价的脂环式烃基或碳数6~15的2价的芳香族烃基,更优选表示碳数5~12的2价的脂环式烃基或碳数6~12的2价的芳香族烃基,进一步优选表示碳数6~10的2价的脂环式烃基或碳数6~10的2价的芳香族烃基。优选为5元环或6元环的脂环式烃基。
该脂环式烃基及该芳香族烃基中所含的氢原子可以被以下基团取代:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等卤原子;甲基、乙基、异丙基、叔丁基等碳数1~4的烷基;三氟甲基等碳数1~4的氟代烷基;氰基;硝基。该脂环式烃基中所含的-CH2-可以被-O-、-S-或-NR1-取代,该脂环式烃基中所含的次甲基(-CH(-)-)可以被-N(-)-(氨基)取代,其中,R1表示氢原子或碳数1~4的烷基。
作为2价的脂环式烃基,可以列举例如上述式(g-1)~式(g-10)所示的基团。
作为2价的脂环式烃基,优选为式(g-1)所示的基团,进一步优选为1,4-环己烷二基,特别优选为反-1,4-环己烷二基。
作为2价的芳香族烃基,可以列举例如式(a-1)~式(a-8)所示的基团。
[化学式132]
作为2价的芳香族烃基,优选1,4-亚苯基。
式(1)及(2)中,k表示0~3的整数,优选为1或2,更优选为1。需要说明的是,k为2以上的整数时,多个A及B可以彼此相同或不同。从工业上容易获得液晶化合物(1)及(2)的观点出发,优选多个A及B彼此相同。
式(1)及(2)中,E表示碳数1~17、优选2~15、更优选3~12、进一步优选4~10的烷二基。该烷二基中所含的氢原子可以被卤原子取代,该烷二基中所含的-CH2-可以被-O-或-CO-取代。
式(1)及(2)中,P为聚合性基团。聚合性基团是指含有可参与聚合反应的基团的基团。作为可参与聚合反应的基团,可以列举乙烯基、对(2-苯基乙烯基)苯基、丙烯酰基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰基、甲基丙烯酰基氧基、羧基、乙酰基(日文:メチルカルボニル基)、羟基、氨甲酰基、碳数1~4的烷基氨基、氨基、甲酰基、-N=C=O、-N=C=S、环氧乙基、氧杂环丁基等。
从适合光聚合的观点出发,聚合性基团优选自由基聚合性基团或阳离 子聚合性基团;从处理容易、制造也容易的观点出发,优选丙烯酰基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰基或甲基丙烯酰基氧基;从聚合性高的观点出发,更优选丙烯酰基或丙烯酰氧基。
<液晶组合物及其制造方法>
本发明的液晶组合物是含有上述液晶化合物(1)和上述液晶化合物(2)的组合物。表示液晶化合物(1)的式(1)中的G、A、B、E、P及k与表示液晶化合物(2)的式(2)中的G、A、B、E、P及k可以分别不同也可以分别相同。本发明的优选实施方式中,上述式(1)中的G、A、B、E、P及k与上述式(2)中的G、A、B、E、P及k分别相同。这种情况下,可以通过一锅炒反应同时进行本发明的液晶组合物中所含的液晶化合物(1)及液晶化合物(2)的制备,因此能够非常简便地进行本发明的液晶组合物的制备,在经济性方面有利。
取向上述液晶化合物(1)而得的光学膜优选显示逆波长分散性。取向液晶化合物(1)而得的光学膜显示逆波长分散性时,能够在宽范围的波长区域内进行同样的偏振转换,故而优选。显示逆波长分散性是指[Re(450)/Re(550)]<1的情况,显示正波长分散性是指[Re(450)/Re(550)]≥1的情况。需要说明的是,取向液晶化合物而得的光学膜是指由取向状态的液晶化合物构成的光学膜。
液晶化合物(1)的最大吸收波长(λmax)优选为300~400nm,更优选为315~385nm,进一步优选为330~360nm。液晶化合物(1)的最大吸收波长(λmax)为上述下限值以上时,具有取向液晶化合物(1)而得的光学膜容易显示逆波长分散性的倾向。液晶化合物(1)的最大吸收波长(λmax)为上述上限值以下时,能够抑制可见区域内的吸收从而避免对膜的着色,故而优选。
作为所述液晶化合物(1),可以列举例如以下化合物。
[化学式133]
[化学式134]
[化学式135]
[化学式136]
[化学式137]
[化学式138]
[化学式139]
[化学式140]
[化学式141]
[化学式142]
[化学式143]
[化学式144]
[化学式145]
[化学式146]
[化学式147]
[化学式148]
[化学式149]
[化学式150]
[化学式151]
[化学式152]
[化学式153]
[化学式154]
[化学式155]
[化学式156]
[化学式157]
[化学式158]
[化学式159]
[化学式160]
[化学式161]
[化学式162]
[化学式163]
[化学式164]
[化学式165]
[化学式166]
[化学式167]
[化学式168]
[化学式169]
[化学式170]
[化学式171]
[化学式172]
[化学式173]
[化学式174]
[化学式175]
[化学式176]
[化学式177]
[化学式178]
[化学式179]
[化学式180]
[化学式181]
[化学式182]
[化学式183]
[化学式184]
[化学式185]
[化学式186]
[化学式187]
[化学式188]
[化学式189]
[化学式190]
[化学式191]
[化学式192]
[化学式193]
[化学式194]
[化学式195]
[化学式196]
[化学式197]
[化学式198]
[化学式199]
[化学式200]
[化学式201]
[化学式202]
取向上述液晶化合物(2)而得的光学膜优选显示正波长分散性。取向液晶化合物(2)而得的光学膜显示正波长分散性时,通过改变液晶组合物中的液晶化合物(2)和液晶化合物(1)的比率,能够控制含有液晶组合物的聚合物的光学膜的波长分散性,故而优选。
作为所述液晶化合物(2),可以列举例如以下化合物。
[化学式203]
当取向液晶化合物(1)而得的光学膜显示逆波长分散性、取向液晶化合物(2)而得的光学膜显示正波长分散性时,通过调整液晶组合物中的液晶化合物(1)及液晶化合物(2)的含量,能够任意地控制使用本发明的液晶组合物制造的光学膜、即含有本发明的液晶组合物的聚合物的光学膜的光学特性。
本发明的液晶组合物中的上述液晶化合物(2)的含量相对于上述液晶化合物(1)100质量份优选在0.1~70质量份的范围,更优选在1~50质量份的范围,进一步优选在5~30质量份的范围。另外,上述液晶化合 物(2)的含量可为8质量份以上,特别为12质量份以上,进一步为17质量份以上。
液晶组合物中的液晶化合物(2)的含量,以将液晶化合物(1)设为100质量%的质量比计,相对于液晶化合物(1)的100质量%,优选为0.1~70质量%,更优选为1~50质量%,进一步优选为5~30质量%。
上述液晶组合物中的上述液晶化合物(2)的含量为上述下限值以上时,容易调整光学膜的波长分散性,故而优选。上述液晶组合物中的上述液晶化合物(2)的含量为上述上限值以下时,光学膜能够表现逆波长分散性,故而优选。
使本发明的液晶组合物取向而得的光学膜的波长分散度Re(450nm)/Re(550nm)优选为0.65以上且小于1,更优选为0.75以上且0.95以下,进一步优选为0.80以上且0.90以下。使液晶组合物取向而得的光学膜的波长分散度Re(450nm)/Re(550nm)为上述下限值以上时,能够在450nm附近的短波长区域中进行圆偏振光转换,故而优选。使液晶组合物取向而得的光学膜的波长分散度Re(450nm)/Re(550nm)为上述上限值以下时,获得的光学膜显示逆波长分散性,故而优选。
含有上述液晶化合物(1)和上述液晶化合物(2)的本发明的液晶组合物例如可以通过包含以下工序的方法来制造:
·使式(3)所示的醇化合物(3)和式(4)所示的二羧酸化合物(4)反应,获得含有式(5)所示的羧酸化合物(5)和液晶化合物(2)的混合物的工序(a);以及
·使含有羧酸化合物(5)和液晶化合物(2)的上述混合物与式(6)所示的醇化合物(6)反应,获得含有液晶化合物(1)和液晶化合物(2)的液晶组合物的工序(b)。其中,羧酸化合物(5)为液晶化合物(1)的前体。需要说明的是,式(3)~(6)中的A、B、P、E、G及Ar与上述规定的含义相同。
[化学式204]
[化学式205]
[化学式206]
[化学式207]
HO-Ar-OH (6)
作为醇化合物(3),具体而言,可以列举下述式(3-1-1)~(3-36-e)所示的化合物。
[化学式208]
[化学式209]
[化学式210]
[化学式211]
[化学式212]
[化学式213]
[化学式214]
[化学式215]
[化学式216]
[化学式217]
作为二羧酸化合物(4),可以列举例如以下的式(4-1)所示的化合物(4-1)。
[化学式218]
[式中,脂环式烃基中所含的氢原子可以被卤原子、可以被卤原子取代的碳数1~4的烷基、可以被卤原子取代的碳数1~4的烷氧基、氰基或硝基取代。该脂环式烃基中所含的-CH2-(亚甲基)可以被-O-、-S-或-N(R12)-取代,该脂环式烃基中所含的次甲基可以被-N(-)-(氨基)取代。R12表示氢原子或碳数1~4的烷基。
p表示0或1。]
二羧酸化合物(4)优选式(4-2)所示的化合物(4-2),更优选式(4-3)所示的化合物(4-3)。
[化学式219]
[式中,m表示0~3的整数。p表示0或1。]
作为二羧酸化合物(4),具体而言,可以列举1,2-环戊烷二甲酸、1,3-环戊烷二甲酸、1,2-环己烷二甲酸、1,3-环己烷二甲酸、1,4-环己烷二甲酸、3-甲基-1,2-环戊烷二甲酸、2-甲基-1,3-环戊烷二甲酸、3,4-二甲基-1,2-环己烷二甲酸、2-甲基-1,4-环己烷二甲酸、2,5-二甲基-1,4-环己烷二甲酸、2,6-二甲基-1,4-环己烷二甲酸、1,3-金刚烷二甲酸、1,1’-环丁烷二甲酸、1,1’-环丙烷二甲酸、环氧琥珀酸、4-环己烯-1,2-二甲酸等,优选为1,4-环己烷二甲酸,更优选为反-1,4-环己烷二甲酸。
作为醇化合物(6),只要为2个羟基与芳香族基团Ar结合的化合物即可。作为芳香族基团Ar,与上述规定的芳香族基团相同,可以列举例如上述式(Ar-1)~(Ar-14)中2个*部分为羟基的化合物。
<工序(a)>
工序(a)中,进行上述醇化合物(3)和上述二羧酸化合物(4)的酯化反应。酯化反应优选在缩合剂的存在下进行。通过在缩合剂的存在下进行酯化反应,能够高效迅速地进行酯化反应。
作为缩合剂,可以列举1-环己基-3-(2-吗啉代乙基)碳二亚胺-对甲苯磺酸盐、二环己基碳二亚胺、二异丙基碳二亚胺、1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺、1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(水溶性碳二亚胺:作为WSC进行销售)、双(2,6-二异丙基苯基)碳二亚胺及双(三甲基甲硅烷基)碳二亚胺等碳二亚胺化合物,2-甲基-6-硝基苯甲酸酐、2,2’-羰基双-1H-咪唑、1,1’-草酰二咪唑、叠氮磷酸二苯酯、1-(4-硝基苯磺酰基)-1H-1,2,4-***、1H-苯并***-1-基-氧基三吡咯烷基鏻六氟磷酸盐、1H-苯并***-1-基-氧基三(二甲基氨基)鏻六氟磷酸盐、N,N,N’,N’-四甲基-O-(N-琥珀酰亚胺基)脲四氟硼酸盐、N-(1,2,2,2-四氯乙氧基羰基氧基)琥珀酰亚胺、N-苄氧羰基琥珀酰亚胺、O-(6-氯苯并***-1-基)-N,N,N’,N’-四甲基脲四氟硼酸盐、O-(6-氯苯并***-1-基)-N,N,N’,N’-四甲基脲六氟磷酸盐、2-溴-1-乙基吡啶鎓四氟硼酸盐、2-氯-1,3-二甲基咪唑啉鎓氯化物、2-氯-1,3-二甲基咪唑啉鎓六氟磷酸盐、2-氯-1-甲基吡啶鎓碘化物、2-氯-1-甲基吡啶鎓对甲苯磺酸盐、2-氟-1-甲基吡啶对甲苯磺酸盐以及三氯乙酸五氯苯基酯等。
缩合剂优选碳二亚胺化合物、2,2’-羰基双-1H-咪唑、1,1’-草酰二咪唑、叠氮磷酸二苯酯、1H-苯并***-1-基-氧基三吡咯烷基鏻六氟磷酸盐、1H-苯并***-1-基-氧基三(二甲基氨基)鏻六氟磷酸盐、N,N,N’,N’-四甲基-O-(N-琥珀酰亚胺基)脲四氟硼酸盐、N-(1,2,2,2-四氯乙氧基羰基氧基)琥珀酰亚胺、O-(6-氯苯并***-1-基)-N,N,N’,N’-四甲基脲六氟磷酸盐、2-氯-1,3-二甲基咪唑啉鎓氯化物、2-氯-1,3-二甲基咪唑啉鎓六氟磷酸盐、2-氯-1-甲基吡啶鎓碘化物及2-氯-1-甲基吡啶鎓对甲苯磺酸盐。
缩合剂更优选碳二亚胺化合物、2,2’-羰基双-1H-咪唑、1H-苯并***-1-基-氧基三吡咯烷基鏻六氟磷酸盐、1H-苯并***-1-基-氧基三(二甲基氨基)鏻六氟磷酸盐、N,N,N’,N’-四甲基-O-(N-琥珀酰亚胺基)脲四氟硼酸盐、O-(6-氯苯并***-1-基)-N,N,N’,N’-四甲基脲六氟磷酸盐、2-氯-1,3-二甲基咪唑啉鎓氯化物及2-氯-1-甲基吡啶鎓碘化物,从经济性的观点出发,进一步优选为碳二亚胺化合物。
碳二亚胺化合物中,优选为二环己基碳二亚胺、二异丙基碳二亚胺、1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺、1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(水溶性碳二亚胺:作为WSC销售)及、双(2、6-二异丙基苯基)碳二亚胺。
就缩合剂的使用量而言,相对于1摩尔醇化合物(3)通常为1~3摩尔。
酯化反应中,还可以进一步加入N-羟基琥珀酰亚胺、苯并***、对硝基苯酚、3,5-二丁基-4-羟基甲苯等作为添加剂并混合。就添加剂的使用量而言,相对于1摩尔缩合剂优选为0.03~1.2摩尔。
酯化反应可以在催化剂存在下进行。作为催化剂,可以列举N,N-二甲基氨基吡啶、N,N-二甲基苯胺、五氟苯磺酸二甲基铵盐(日文:ヅメチルアンモ二ウ厶ペンタフル才口ベンゼンスルホナ一卜)等。其中,优选N,N-二甲基氨基吡啶及、N,N-二甲基苯胺,更优选N,N-二甲基氨基吡啶。就催化剂的使用量而言,相对于1摩尔醇化合物(3)优选为0.01~0.5摩尔。
酯化反应通常在溶剂中进行。作为溶剂,可以列举丙酮、甲基乙基酮、环戊酮、环己酮、甲基戊基酮或甲基异丁基酮等酮系溶剂;戊烷、己烷或庚烷等脂肪烃溶剂;甲苯、二甲苯、苯或氯苯等芳香烃溶剂;乙腈等腈系溶剂;四氢呋喃、二甲氧基乙烷等醚系溶剂;乳酸乙酯等酯系溶剂;氯仿、二氯甲烷等卤代烃溶剂;二甲基亚砜、N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、六甲基磷酰三胺等非质子性极性溶剂;等。这些有机溶剂既可以单独使用,也可以将多种组合使用。
溶剂优选为丙酮、乙腈、四氢呋喃、二甲氧基乙烷、乳酸乙酯、二甲基亚砜、N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、六甲基磷酰三胺等亲水系有机溶剂,更优选为二甲基亚砜、N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、六甲基磷酰三胺等非质子性极性溶剂。
就二羧酸化合物(4)的使用量而言,相对于1摩尔醇化合物(3),优选为1~50摩尔,更优选为3~50摩尔,进一步优选为4~40摩尔,特别优选为5~20摩尔。二羧酸化合物(4)的使用量为上述下限值以上时,液晶化合物(1)的收率良好。另外,二羧酸化合物(4)的使用量为上述上限值以下时,能够容易地进行用于除去未反应的二羧酸化合物(4)的后处理作业,因此有生产率提高的倾向。
就溶剂的使用量而言,相对于醇化合物(3)和二羧酸化合物(4)的合计1质量份,优选为0.5~50质量份,更优选为1~20质量份,进一步优选为2~10质量份。
工序(a)中,酯化反应的温度优选为-20~120℃,更优选为20~80℃,进一步优选为30~60℃。酯化反应的时间优选为1分钟~72小时,更优选为1~48小时,进一步优选为1~24小时。通过在上述温度范围及时间范围内进行酯化反应,有反应收率提高、生产率进一步提高的倾向。
进行酯化反应后,可以根据需要除去未反应的二羧酸化合物(4)。作为除去未反应的二羧酸化合物(4)的方法,可以列举例如以下的方法。将工序(a)中获得的反应混合物、碱性化合物和水混合,制备悬浊液,使未反应的二羧酸化合物(4)在该悬浊液中离子化而溶解在水中,从而可以除去未反应的二羧酸化合物(4),还可使含有羧酸化合物(5)和液晶化合物(2)的混合物析出。
碱性化合物只要是可以与二羧酸化合物(4)发生酸-碱反应的化合物即可。碱性化合物优选为碱金属的氢化物、碱土金属的氢化物、碱金属的氢氧化物、碱土金属的氢氧化物、碱金属的烷氧基化物及碱土金属的烷氧基化物等具有碱金属或碱土金属的碱性化合物。更优选为碱金属的氢化物、碱土金属的氢化物、碱金属的氢氧化物及碱土金属的氢氧化物等具有碱金属或碱土金属的碱性无机化合物。
具体而言,可以列举氢化锂、氢化钠、氢化钾、氢化钙、氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、叔丁氧基钠及叔丁氧基钾等。
就碱性化合物的使用量而言,相对于1摩尔二羧酸化合物(4)优选为0.05~50摩尔,更优选为0.1~10摩尔,进一步优选为0.2~2摩尔。碱性化合物的使用量为上述下限值以上时,二羧酸化合物(4)容易溶解,因此有容易除去的倾向。碱性化合物的使用量为上述上限值以下时,能够降低成盐的羧酸化合物(5)的量,并且能够简便地进行此后的处理操作,因此能够提高生产率。
就水的使用量而言,相对于反应混合物100质量份优选为20~10000质量份,更优选为50~5000质量份,进一步优选为100~1000质量份。通过将上述范围的量的碱性化合物与水混合,使未反应的二羧酸化合物(4)等物质溶解在水中、并且使含有羧酸化合物(5)和液晶化合物(2)的混合物变得更容易析出,故而优选。
作为从获得的悬浊液取得含有羧酸化合物(5)和液晶化合物(2)的 固态成分的方法,可以列举过滤、倾析等方法。优选为过滤。
由此可以获得含有羧酸化合物(5)和液晶化合物(2)的固态成分(混合物)。相对于工序(a)中获得的固态成分1质量份,该固态成分中所含的二羧酸化合物(4)的含量优选为0.01质量份以下,更优选为0.005质量份以下,进一步优选为0.001质量份以下。
<工序(b)>
工序(b)中,使通过工序(a)获得的含有羧酸化合物(5)及液晶化合物(2)的混合物与醇化合物(6)反应。该反应中,发生羧酸化合物(5)和醇化合物(6)的酯化反应。酯化反应优选在缩合剂的存在下进行。另外,工序(b)中的酯化反应可以在催化剂的存在下进行。通常,所述酯化反应在溶剂中进行。作为缩合剂、催化剂及溶剂,可以列举例如可在工序(a)中使用的上述缩合剂、催化剂及溶剂。工序(b)中的酯化反应可以与工序(a)中的酯化反应同样地进行。
就醇化合物(6)的使用量而言,相对于1摩尔羧酸化合物(5)优选为0.2~0.7摩尔、更优选为0.3~0.6摩尔,进一步优选为0.4~0.5摩尔,特别优选为0.42~0.45摩尔。醇化合物(6)的使用量为上述下限值以上时,可抑制未反应的羧酸化合物的量,从而纯化变得容易。另外,醇化合物(6)的使用量为上述上限值以下时,可以抑制羧酸化合物的不足从而提高收率。
就溶剂的使用量而言,相对于羧酸化合物(5)、液晶化合物(2)和醇化合物(6)的合计1质量份优选为0.5~50质量份,更优选为1~20质量份,进一步优选为2~10质量份。
工序(b)中,酯化反应的温度优选为-20~100℃,更优选为-10~50℃,进一步优选为0~30℃。酯化反应的时间优选为1分钟~72小时,更优选为1~48小时,进一步优选为1~24小时。通过在上述温度范围及时间范围进行酯化反应,有反应收率提高、生产率进一步提高的倾向。
通过上述反应,可获得含有液晶化合物(1)和液晶化合物(2)的液晶组合物。所述液晶组合物可以通过过滤、倾析等进行纯化。
本发明的液晶组合物优选进一步含有聚合引发剂。作为聚合引发剂,可以列举光聚合引发剂及热聚合引发剂等。本发明中,聚合引发剂优选为 光聚合引发剂。
作为光聚合引发剂,可以列举例如苯偶姻类、二苯甲酮类、苯偶酰缩酮类、α-羟基酮类、α-氨基酮类、碘鎓盐或锍盐等,更具体而言,可以列举Irgacure 907、Irgacure184、Irgacure651、Irgacure819、Irgacure250、Irgacure369(以上均为Ciba Japan株式会社制)、Seikuol BZ、Seikuol Z、Seikuol BEE(以上均为精工化学株式会社制)、kayacureBP100(日本化药株式会社制)、kayacure UVI-6992(陶氏公司制)、Adeka Optomer SP-152或Adeka Optomer SP-170(以上均为株式会社ADEKA制)等。
另外,关于聚合引发剂的含量,相对于液晶化合物(1)和液晶化合物(2)的合计100质量份为例如0.1~30质量份,优选为0.5~10质量份。
只要在上述范围内,就能使液晶化合物(1)及液晶化合物(2)聚合而不干扰液晶化合物的取向性。
本发明中,光学膜是指能透过光的、具有光学功能的膜。光学功能是指折射、双折射等。作为光学膜之一的相位差膜用于将直线偏振光转换为圆偏振光、椭圆偏振光,或者反过来将圆偏振光或椭圆偏振光转换为直线偏振光。本发明的光学膜含有本发明的液晶组合物的聚合物。即,本发明的光学膜含有由来自液晶化合物(1)的结构单元及来自液晶化合物(2)的结构单元构成的聚合物。
本发明的光学膜的波长分散特性可以通过调整构成光学膜的上述聚合物中的来自液晶化合物(1)的结构单元和来自液晶化合物(2)的结构单元的含量而任意地控制。构成光学膜的上述聚合物中的结构单元中,来自液晶化合物(1)的结构单元的含量增加时,显示更扁平的波长分散特性、进而显示逆波长分散特性。例如,构成光学膜的上述聚合物中的结构单元中,来自液晶化合物(1)的结构单元的含量增加时,可以使Re(450nm)/Re(550nm)的数值变小,来自液晶化合物(2)的结构单元的含量增加时,可以使Re(450nm)/Re(550nm)的数值变大。
构成光学膜的上述聚合物中的来自液晶化合物(1)的结构单元和来自液晶化合物(2)的结构单元的含量的调整可以通过选择各液晶化合物的含量而进行,优选通过以下方法进行。
本发明的制造方法中,通过选择作为原料的上述醇化合物(3)及上 述二羧酸化合物(4)的使用量,可以调整生成的液晶组合物中的液晶化合物(1)及液晶化合物(2)的含量。通过调整液晶组合物中的液晶化合物(1)及液晶化合物(2)的含量,可以选择由该液晶组合物获得的光学膜的波长分散特性。具体而言,可以列举以下方法。首先,制备多种来自液晶化合物(1)及液晶化合物(2)的结构单元的含量不同的液晶组合物,对于各组合物,按照后述方式制造相同膜厚的光学膜。然后,求出所制造的光学膜的相位差值,并根据其结果求出来自液晶化合物(1)及液晶化合物(2)的结构单元的含量与光学膜的相位差值的相关性。然后,由获得的相关关系,确定赋予上述膜厚的光学膜期望的波长分散特性所需的来自液晶化合物(1)及液晶化合物(2)的结构单元的含量。进而,按照可获得已确定的来自液晶化合物(1)及液晶化合物(2)的结构单元的含量的方式,来选择上述醇化合物(3)及上述二羧酸化合物(4)的使用量,从而可以简便地制造具有期望的波长分散特性的光学膜。
根据本发明的制造方法,无需分别制造各液晶化合物,另外也不进行末端封端工序等复杂的操作,能够通过一锅炒反应同时进行制造,因此能够大幅缩短制造工序。因此,本发明的制造方法是经济性方面非常有利的方法。
<光学膜的制造方法>
以下对本发明的光学膜的制造方法进行说明。
首先,在含有液晶化合物(1)及液晶化合物(2)的液晶组合物中根据需要加入有机溶剂、上述聚合引发剂、阻聚剂、光敏剂或流平剂等添加剂,制备混合溶液。特别地,为了在成膜时容易成膜,优选含有有机溶剂,从具有使所获得的光学膜固化的作用出发,优选含有聚合引发剂。
〔阻聚剂〕
在制备本发明的光学膜时,可以使用阻聚剂。作为阻聚剂,可以列举例如氢醌或具有烷基醚等取代基的氢醌类、丁基邻苯二酚等具有烷基醚等取代基的邻苯二酚类、邻苯三酚类、2,2,6,6-四甲基-1-哌啶氧基自由基等自由基捕捉剂、苯硫酚类、β-萘胺类、或β-萘酚类等。
通过使用阻聚剂,可以控制液晶化合物(1)及液晶化合物(2)的聚合,可以提高所获得的光学膜的稳定性。另外,就阻聚剂的使用量而言, 例如相对于液晶化合物(1)和液晶化合物(2)的合计100质量份为0.1~30质量份,优选为0.5~10质量份。只要在上述范围内,就能使液晶化合物(1)及液晶化合物(2)聚合而不干扰液晶化合物的取向性。
〔光敏剂〕
另外,在制备本发明的光学膜时,可以使用光敏剂。作为光敏剂,可以列举例如呫吨酮或噻吨酮等呫吨酮类,蒽或具有烷基醚等取代基的蒽类,吩噻嗪,或红荧烯。
通过使用光敏剂,可以使液晶化合物(1)及液晶化合物(2)的聚合高灵敏度化。另外,就光敏剂的使用量而言,相对于液晶化合物(1)和液晶化合物(2)的合计100质量份为例如0.1~30质量份,优选为0.5~10质量份。只要在上述范围内,就能使液晶化合物(1)及液晶化合物(2)聚合而不干扰液晶化合物的取向性。
〔流平剂〕
在制备本发明的光学膜时,还可以使用流平剂。作为流平剂,可以列举例如辐射线固化涂料用添加剂(BYK-CHEMIE JAPAN制:BYK-352,BYK-353,BYK-361N)、涂料添加剂(东丽道康宁株式会社制:SH28PA、DC11PA、ST80PA)、涂料添加剂(信越化学工业株式会社制:KP321、KP323、X22-161A、KF6001)或氟系添加剂(大日本油墨化学工业株式会社制:F-445、F-470、F-479)等。
通过使用流平剂,能够使光学膜平滑化。进而,能够在光学膜的制造过程中控制含有液晶组合物的混合溶液的流动性,或者调整将液晶化合物(1)及液晶化合物(2)聚合而获得的光学膜的交联密度。另外,就流平剂的使用量的具体数值而言,例如相对于液晶化合物(1)和液晶化合物(2)的合计100质量份为0.1~30质量份,优选为0.5~10质量份。只要在上述范围内,就能使液晶化合物(1)及液晶化合物(2)聚合而不干扰液晶化合物的取向性。
〔有机溶剂〕
作为制备含有本发明的液晶组合物等的混合溶液时使用的有机溶剂,是可溶解液晶化合物(1)及液晶化合物(2)等的有机溶剂,只要是相对于聚合反应为惰性的溶剂即可。作为有机溶剂,可以列举例如甲醇、乙醇、 乙二醇、异丙醇、丙二醇、甲基溶纤剂、丁基溶纤剂或丙二醇单甲醚等醇;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇甲醚乙酸酯、γ-丁内酯、丙二醇甲醚乙酸酯或乳酸乙酯等酯系溶剂;丙酮、甲基乙基酮、环戊酮、环己酮、甲基戊基酮或甲基异丁基酮等酮系溶剂;戊烷、己烷或庚烷等非氯系脂肪烃溶剂;甲苯、二甲苯或苯酚等非氯系芳香烃溶剂;乙腈等腈系溶剂;四氢呋喃或二甲氧基乙烷等醚系溶剂;氯仿或氯苯等氯系溶剂;等。这些有机溶剂既可以单独使用,也可以将多种组合使用。本发明的液晶组合物由于相容性优异而可溶于醇、酯系溶剂、酮系溶剂、非氯系脂肪烃溶剂及非氯系芳香烃溶剂等,因此即使不使用氯仿等氯系溶剂也能够将其溶解、涂敷。
含有本发明的液晶组合物的混合溶液的粘度优选调整为例如10Pa·s以下、优选0.1~7Pa·s左右以使其容易涂布。
另外,上述混合溶液中的固态成分的浓度为例如5~50质量%。固态成分的浓度为5%以上时,光学膜不会过度变薄,有能够提供液晶面板的光学补偿所必需的双折射率的倾向。另外,为50%以下时,混合溶液的粘度低,因此有光学膜的膜厚不易产生不均的倾向,故而优选。
含有上述液晶组合物的混合溶液继而被涂布在支承基材上并干燥从而形成液晶层。液晶层显示向列型相等液晶相时,所获得的光学膜具有由单域(monodomain)取向所带来的双折射性。液晶层在0~120℃左右、优选25~80℃的低温下发生取向,因此,作为取向膜,可以使用如上述所例示那样的耐热性未必充分的支承基材。另外,即使取向后进一步冷却到30~10℃左右也不会发生结晶化,因此易于处理。
需要说明的是,通过适当调整混合溶液的涂布量、浓度,能够调整膜厚而赋予期望的相位差。在液晶化合物(1)及液晶化合物(2)的量为恒量的混合溶液的情况下,获得的光学膜的相位差值(延迟值、Re(λ))由式(I)决定,因此为了获得期望的Re(λ),可以对膜厚d进行调整。
Re(λ)=d×Δn(λ) (I)
(式中,Re(λ)表示波长λnm处的相位差值,d表示膜厚,Δn(λ)表示波长λnm处的双折射率。)
作为向支承基材涂布的方法,可以列举例如挤出涂布法、直接凹版涂 布法、反向凹版涂布法、CAP涂布法或模涂布法等。另外,可以列举使用浸涂机、棒涂机或旋转涂布机等涂布机进行涂布的方法等。
作为上述支承基材,可以列举例如玻璃、塑料片、塑料膜或透光性膜。需要说明的是,作为上述透光性膜,可以列举例如聚乙烯、聚丙烯、降冰片烯系聚合物等聚烯烃膜,聚乙烯醇膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚甲基丙烯酸酯膜、聚丙烯酸酯膜、纤维素酯膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜、聚碳酸酯膜、聚砜膜、聚醚砜膜、聚醚酮膜、聚苯硫醚膜或聚苯醚膜等。
例如,通过在本发明的光学膜的贴合工序、输送工序、保管工序等需要光学膜的强度的工序中使用支承基材,能够容易地处理而不会破裂等。
另外,优选在支承基材上形成取向膜,在取向膜上涂敷含有本发明的液晶组合物的混合溶液。取向膜优选具有如下性质:具有在涂敷含有本发明的液晶组合物等的混合溶液时不溶于混合液的耐溶剂性,在除去溶剂、进行液晶取向的加热处理时具有耐热性,在研磨时不会由于摩擦等而发生剥离等,优选由聚合物或含有聚合物的组合物形成。
作为上述聚合物,可以列举例如具有酰胺键的聚酰胺或明胶类、分子内具有酰亚胺键的聚酰亚胺和作为其水解产物的聚酰胺酸、聚乙烯醇、烷基改性聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚噁唑、聚乙烯亚胺、聚苯乙烯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚丙烯酸或聚丙烯酸酯类等聚合物。这些聚合物既可以单独使用,也可以将2种类以上混合或使其形成共聚物使用。这些聚合物可以通过脱水或脱胺等的缩聚、自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合等链式聚合、配位聚合、开环聚合等容易地获得。
另外这些聚合物可以溶解在溶剂中进行涂布。对溶剂没有特别限定,具体而言,可以列举水;甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、丙二醇、甲基溶纤剂、丁基溶纤剂或丙二醇单甲醚等醇;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇甲醚乙酸酯、γ-丁内酯、丙二醇甲醚乙酸酯或乳酸乙酯等酯系溶剂;丙酮、甲基乙基酮、环戊酮、环己酮、甲基戊基酮或甲基异丁基酮等酮系溶剂;戊烷、己烷或庚烷等非氯系脂肪烃溶剂;甲苯或二甲苯等非氯系芳香烃溶剂、乙腈等腈系溶剂;四氢呋喃或二甲氧基乙烷等醚系溶剂;氯仿或氯苯等氯系溶剂;等。这些有机溶剂既可以单独使用,也可以将多种组合使用。
此外,为了形成取向膜,也可以直接使用市售的取向膜材料。作为市 售的取向膜材料,可以列举Sunever(注册商标、日产化学工业株式会社制)或Optomer(注册商标、JSR株式会社制)等。
如果使用这种取向膜,则无需通过拉伸来进行折射率控制,因此双折射的面内偏差减小。因此,发挥如下效果:可以在支承基材上提供能够应对平板显示装置(FPD)的大型化的较大的光学膜。
作为在上述支承基材上形成取向膜的方法,例如,可以将市售的取向膜材料或者成为取向膜的材料的化合物制成溶液后涂布在上述支承基材上,然后,通过退火而在上述支承基材上形成取向膜。
如此获得的取向膜的厚度为例如10nm~10000nm,优选为10nm~1000nm。只要设为上述范围,就能使液晶化合物(1)及液晶化合物(2)等在该取向膜上沿着期望的角度取向。
另外,这些取向膜可以根据需要进行研磨或照射偏光UV。通过形成取向膜,能够使液晶化合物(1)及液晶化合物(2)等沿着期望的方向取向。
作为研磨取向膜的方法,可以使用例如使卷绕有研磨布并旋转的研磨辊与放在载台上被输送的取向膜接触的方法。
如上所述,在制备液晶层的工序中,可以将液晶层层叠在层叠于任意的支承基材上的取向膜上。这种情况下,与制作液晶单元并向该液晶单元注入液晶组合物的方法相比,能够降低生产成本。进而,能够以卷膜形式进行膜生产。
溶剂的干燥可以随着聚合的进行一起进行,但从成膜性的观点出发,优选在聚合前干燥掉大部分溶剂。
作为溶剂的干燥方法,可以列举例如自然干燥、通风干燥、减压干燥等方法。作为具体的加热温度,优选为10~120℃,进一步优选为25~80℃。另外,作为加热时间,优选为10秒~60分钟,更优选为30秒~30分钟。只要加热温度及加热时间在上述范围内,就可以使用耐热性并不充分的支承基材作为上述支承基材。
然后,使上述获得的液晶层聚合、固化。由此形成液晶化合物(1)及液晶化合物(2)的取向性被固定的膜、即含有本发明的液晶组合物的聚合物的膜(光学膜)。由此,能够制造在膜的平面方向折射率变化小、 在膜的法线方向折射率变化大的光学膜。
使液晶层聚合的方法根据液晶化合物(1)及液晶化合物(2)的种类而决定。如果液晶化合物(1)及液晶化合物(2)中所含的聚合性基团为光聚合性,则可以通过光聚合将上述液晶层聚合,如果该聚合性基团为热聚合性,则可以通过热聚合将上述液晶层聚合。本发明中,尤其优选通过光聚合使液晶层聚合。若利用光聚合,则能够在低温下使液晶层聚合,因此支承基材的耐热性的选择范围较宽。另外,工业上也容易进行制造。另外,从成膜性的观点出发,也优选光聚合。光聚合通过对液晶层照射可见光、紫外光或激光而进行。就从处理性的观点出发特别优选紫外光的光照射而言,可以一边加热到使液晶化合物(1)及液晶化合物(2)形成液晶相的温度一边进行。此时,还可以通过掩蔽等将光学膜图案化,得到图案化的光学膜。
进而,本发明的光学膜与通过对聚合物进行拉伸而赋予相位差的拉伸膜相比是薄膜。
本发明的光学膜的制造方法中,还可以进一步包含将支承基材剥离的工序。通过采取这种构成,获得的层叠体成为由取向膜和光学膜构成的膜。另外,除了上述将支承基材剥离的工序以外,还可以进一步包含将取向膜剥离的工序。通过采取这种构成,可以获得光学膜。
由此获得的光学膜的透明性优异,可作为各种显示器用膜来使用。如上所述,形成的光学膜的厚度根据所获得的光学膜的相位差值、期望的厚度而不同。本发明中,上述厚度优选为0.1~10μm,从减小光弹性的观点出发,进一步优选为0.5~3μm。
在使用取向膜而具有双折射性时,作为相位差值,为例如50~500nm左右,优选为100~300nm。
通过这种薄膜而能够在更宽的波长范围内进行同样的偏振光转换的膜可以在所有的液晶面板、有机EL等FPD中作为光学补偿膜使用。
为了将本发明的光学膜作为宽频带λ/4板或λ/2板使用,可对本发明的构成光学膜的聚合物中来自液晶化合物(1)的结构单元及来自液晶化合物(2)的结构单元的含量进行适当选择。在将本发明的光学膜作为λ/4板用途而使用时,按照获得的光学膜在波长550nm处的相位差值(Re (550))优选为113~163nm、更优选为135~140nm、特别优选为约137.5nm的方式,来调整上述聚合物中来自液晶化合物(1)及液晶化合物(2)的结构单元的含量以及膜厚即可;在作为λ/2板使用时,按照获得的光学膜的Re(550)优选为250~300nm、更优选为273~277nm、特别优选为约275nm的方式,来调整上述聚合物中来自液晶化合物(1)及液晶化合物(2)的结构单元的含量以及膜厚即可。本发明中,通过仅调整上述聚合物中来自液晶化合物(1)及液晶化合物(2)的结构单元的含量即可控制Re(550),因此可以选择期望的膜厚。
为了将本发明的光学膜作为VA(Vertical Alignment)模式用光学膜使用,可对来自液晶化合物(1)及液晶化合物(2)的结构单元的含量进行适当选择。按照使Re(550)达到优选为40~100nm、更优选为60~80nm左右的方式来调整上述聚合物中来自液晶化合物(1)及液晶化合物(2)的结构单元的含量以及膜厚即可。
为了调整构成本发明的光学膜的上述聚合物中来自液晶化合物(1)及液晶化合物(2)的结构单元的含量,可以调整本发明的液晶组合物中液晶化合物(1)及液晶化合物(2)的含量。为了调整本发明的液晶组合物中液晶化合物(1)及液晶化合物(2)的含量,可以调整醇化合物(3)及二羧酸化合物(4)的使用量。
通过选择制作光学膜时使用的液晶组合物中液晶化合物(1)及液晶化合物(2)的含量、即醇化合物(3)及二羧酸化合物(4)的使用量,能够改变光学膜的波长分散特性,因此能够通过简便的方法控制为期望的波长分散特性。
本发明的光学膜可以用于抗反射(AR)膜等防反射膜、偏振膜、相位差膜、椭圆偏振膜、视角扩大膜或透射型液晶显示器的视角补偿用光学补偿膜等。另外,本发明的光学膜在1张的情况下也显示优异的光学特性,但也可以将多张光学膜层叠。
另外,可以与其它膜组合。具体而言,本发明提供含有本发明的光学膜及偏振膜的椭圆偏振板及圆偏振板。这些椭圆偏振板及圆偏振板中,在偏振膜上贴合有本发明的光学膜。另外,本发明中也可以提供宽频带圆偏振板,其在该椭圆偏振板或圆偏振板上进一步贴合有本发明的光学膜作为 宽频带λ/4板。
本发明的光学膜还可以用于反射型液晶显示器及有机电致发光(EL)显示器的相位差板,以及具备该相位差板、上述光学膜的FPD。上述FPD没有特别限定,可以列举例如液晶显示装置(LCD)、有机EL显示装置。
本发明中的平板显示装置具备本发明的光学膜,可以列举例如:具备将本发明的偏振膜和液晶面板贴合的贴合品的液晶显示装置、具备将本发明的偏振膜和发光层贴合的有机EL面板的有机EL显示装置。
〔有机EL显示装置〕
本发明中还提供包含含有本发明的圆偏振板的有机电致发光(EL)面板的有机EL显示装置。有机EL显示装置具备有机EL面板,该有机EL面板是将本发明的光学膜和发光层,根据需要隔着粘接层,而贴合形成的。上述有机EL面板中,光学膜发挥圆偏振板的作用。另外,上述发光层为由导电性有机化合物形成的至少1层的层。
实施例
以下通过实施例对本发明进行更详细的说明。例子中的“%”和“份”在无特别声明时为质量%和质量份。
将液相色谱(LC)分析条件示于以下。
<LC分析条件>
测定装置:LC-10AT(株式会社岛津制作所制)
色谱柱:Kinetex(注册商标)ODS(5μm,4.6mmφ×15cm)
柱温:40℃
流动相:A:0.1%三氟乙酸水溶液
B:0.1%三氟乙酸乙腈溶液
梯度:0分钟 B=2%
30分钟 B=100%
35分钟 B=100%
35.1分钟 B=2%
45分钟 停止 总分析时间45分钟
流量:1.0mL/分钟
检测:紫外吸收(波长:220nm)
(实施例1)
按照下述方案合成式(1)所示的逆波长分散性液晶化合物(1)和式(2)所示的正波长分散性液晶化合物(2)的混合物。
[化学式220]
将上述式(4)所示的反-环己烷二甲酸36g(210mmol)和N-甲基-2-吡咯烷酮72g混合,获得溶液。在获得的溶液中加入上述式(3)所示的一元醇化合物9.9g(42mmol)、3,5-二丁基-4-羟基甲苯0.7g(2.9mmol)和N,N-二甲基氨基吡啶0.055g(0.4mmol),将温度调节为45℃。用1小时向获得的混合物中滴加二异丙基碳二亚胺6.9g(55mmol),然后搅拌15小时,从而进行酯化反应。
另一方面,将氢氧化钠2.1g(53mmol)和水145g混合。将获得的混合物滴加到上述反应混合物中,搅拌2小时,获得悬浊液。将获得的悬浊液过滤,将由此获得的固态物用甲醇和水的混合溶剂(质量比1∶1)洗涤6次,进而减压干燥,由此获得白色固体12.6g。
加入白色固体12.6g、上述式(6)所示的醇化合物4.25g(14mmol)、N,N-二甲基氨基吡啶0.033g(0.3mmol)和氯仿60g,将温度调节为0℃。用1小时向获得的混合物中滴加二异丙基碳二亚胺4.3g(34mmol),然后搅拌15小时,由此进行酯化反应。将获得的反应混合物过滤除去不溶成分,将滤液滴加到庚烷中,滤出所析出的固体。将获得的固体用庚烷洗涤3次,进而减压干燥,由此获得式(1)所示的逆波长分散性液晶化合物(1)和式(2)所示的正波长分散性液晶化合物(2)的混合物A 16.4g。
使用上述LC分析条件对混合物A进行分析。在混合物A中,相对于100质量份液晶化合物(1),液晶化合物(2)为7质量份。即,液晶化合物(2)的含量相对于液晶化合物(1)100质量%为7质量%。
需要说明的是,通过分光光度计(氯仿溶液)测定的结果是,液晶化合物(1)的最大吸收波长(λmax)为350nm。
[光取向膜形成用组合物的制备]
将下述成分混合,将获得的混合物在80℃下搅拌1小时,从而获得光取向膜形成用组合物。下述光取向性材料按照日本特开2013-33248号公报记载的方法来合成。
·光取向性材料(5份):
[化学式221]
·溶剂(95份):环戊酮
[光学膜的制作]
如下制作使上述混合物A聚合而成的光学膜。
用电晕处理装置(AGF-B10,春日电机株式会社制)在输出功率0.3kW、处理速度3m/分钟的条件下对聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(PET)(三菱树脂株式会社制的DiafoilT140E25)进行1次处理。使用棒涂机在实施了电晕处理的表面涂布上述光取向膜形成用组合物,在80℃下干燥1分钟,用偏光UV照射装置(SPOT CURE SP-7;Ushio电机株式会社制)以100mJ/cm2的累计光量实施偏光UV曝光。用椭偏仪测定所获得的取向膜的膜厚,结果为122nm。然后,通过棒涂机在取向膜上涂布包含混合物A:1.0g、Irg369:0.060g、N-甲基吡咯烷酮:10.7g的涂布液,在120℃下干燥1分钟,然后用高压汞灯(Unicure VB-15201BY-A、Ushio电机株式会社制)照射紫外线(氮气气氛下,波长:365nm,波长365nm的累计光量:1000mJ/cm2)。由此获得光学膜。在获得的光学 膜上涂布粘接剂后,贴合到用电晕处理装置(AGF-B10,春日电机株式会社制)在输出功率0.3kW、处理速度3m/分钟的条件下处理了1次的环烯烃聚合物膜(COP)(ZF-14,日本瑞翁株式会社制)上。然后,将基材PET膜剥离,从而获得光学膜(1)。
获得的光学膜的膜厚为2.0μm、相位差值(Re(550))为140nm,波长分散度Re(450nm)/Re(550nm)为0.84。
(实施例2~4)
在将混合物A涂布到光偏振膜上之前,将基于日本专利第05451176号所记载的方法合成的式(2)所示的正波长分散性液晶化合物添加到混合物A中并混合,以获得表1中记载的液晶化合物(2)的浓度,除此以外与实施例1同样地分别制作光学膜(2)~(4)。对获得的光学膜(2)~(4)的波长分散度Re(450nm)/Re(550nm)进行测定。将其结果示于表1。
(参考例1)
仅使用基于日本特开2009-173893记载的方法合成的式(1)所示的液晶化合物(1)来代替混合物A,除此以外与实施例1同样地制作光学膜(5)。对获得的光学膜(5)的波长分散度Re(450nm)/Re(550nm)进行测定。将其结果示于表1。
(实施例5)
使用含有基于日本特开2009-173893所记载的方法合成的式(1)所示的液晶化合物(1)和基于日本专利第05451176号所记载的方法合成的式(2)所示的液晶化合物(2)(相对于液晶化合物(1),液晶化合物(2)的含量:7.0质量份)的组合物来代替混合物A,除此以外,与实施例1同样地制作光学膜(6)。对获得的光学膜(6)的波长分散度Re(450nm)/Re(550nm)进行测定。将其结果示于表1。
[表1]
(实施例6)
将反-环己烷二甲酸的使用量变更为21.6g(126mmol)、将氢氧化钠的使用量变更为1.1g(28mmol),除此以外,与实施例1同样地获得式(1)所示的逆波长分散性液晶化合物(1)和式(2)所示的正波长分散性液晶化合物(2)的混合物B。
然后,使用混合物B来代替混合物A,除此以外,与实施例1同样地获得光学膜(7)。结果是,光学膜(7)由于液晶化合物(2)的高含量而显示比光学膜(1)更高的波长分散度。
(实施例7)
将反-环己烷二甲酸的使用量变更为50.4g(294mmol)、将氢氧化钠的使用量变更为4.2g(105mmol),除此以外,与实施例1同样地获得式(1)所示的逆波长分散性液晶化合物(1)和式(2)所示的正波长分散性液晶化合物(2)的混合物C。
然后,使用混合物C来代替混合物A,除此以外,与实施例1同样地获得光学膜(8)。结果是,光学膜(8)由于液晶化合物(2)的低含量而显示比光学膜(1)更低的波长分散度。
由这些结果可知,根据本发明,通过选择液晶化合物(1)及液晶化合物(2)的含量,能够容易地获得具有期望的波长分散性的光学膜。进而,根据本发明的制造方法,通过选择醇化合物(3)及二羧酸化合物(4) 的使用量,能够控制最终制造的光学膜的波长分散性,因此能够非常简便地获得期望的波长分散性。
Claims (18)
1.一种液晶组合物,其含有式(1)所示的液晶化合物(1)、和式(2)所示的液晶化合物(2),
式中,Ar为2价的芳香族基团,该芳香族基团中可以含有选自氮原子、氧原子和硫原子中的至少一个原子,
G表示2价的脂环式烃基,其中,该脂环式烃基中所含的氢原子可以被卤原子、碳数1~4的烷基、碳数1~4的氟代烷基、碳数1~4的烷氧基、氰基或硝基取代,该脂环式烃基中所含的-CH2-可以被-O-、-S-或-NH-取代,
B表示单键或2价的连接基团,
A表示碳数3~20的2价的脂环式烃基或碳数6~20的2价的芳香族烃基,该脂环式烃基及该芳香族烃基中所含的氢原子可以被以下基团取代:可以被卤原子取代的碳数1~4的烷基、可以被氟原子取代的碳数1~4的烷氧基、氰基或硝基,该脂环式烃基中所含的-CH2-可以被-O-、-S-或-NR1-取代,该脂环式烃基中所含的次甲基、即-CH(-)-可以被-N(-)-取代,
R1表示氢原子或碳数1~4的烷基,
k表示0~3的整数,其中,k为2以上的整数时,多个A及B可以彼此相同或不同,
E表示碳数1~17的烷二基,其中,烷二基中所含的氢原子可以被卤原子取代,该烷二基中所含的-CH2-可以被-O-或一CO-取代,
P表示聚合性基团。
2.根据权利要求1所述的液晶组合物,其中,所述式(1)中的G、A、B、E、P及k与所述式(2)中的G、A、B、E、P及k分别相同。
3.根据权利要求1或2所述的液晶组合物,其中,使所述液晶化合物(1)取向而得的光学膜显示逆波长分散性。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的液晶组合物,其中,使所述液晶化合物(2)取向而得的光学膜显示正波长分散性。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的液晶组合物,其中,Ar中的芳香族基团具有10个~30个π电子。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的液晶组合物,其中,所述液晶化合物(1)的最大吸收波长λmax为300~400nm。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的液晶组合物,其中,使所述液晶组合物取向而得的光学膜的波长分散度Re(450nm)/Re(550nm)为0.65以上且小于1。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的液晶组合物,其中,Ar为具有杂环的芳香族基团。
9.根据权利要求8所述的液晶组合物,其中,所述具有杂环的芳香族基团为具有苯并噻唑基的芳香族基团。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的液晶组合物,其中,所述液晶组合物中的所述液晶化合物(2)的含量相对于所述液晶化合物(1)100质量份在0.1~70顾量份的范围。
11.一种光学膜,其含有权利要求1~10中任一项所述的液晶组合物的聚合物。
12.根据权利要求11所述的光学膜,其中,波长550nm处的相位差值Re(550)为113~163nm。
13.一种圆偏振板,其包含权利要求11或12所述的光学膜及偏振膜。
14.一种有机EL显示装置,其具备包含权利要求13所述的圆偏振板的有机电致发光面板。
15.一种制造方法,其为制造含有式(1)所示的液晶化合物(1)和式(2)所示的液晶化合物(2)的液晶组合物的方法,包含下述工序:
使式(3)所示的醇化合物(3)和式(4)所示的二羧酸化合物(4)反应,获得含有式(5)所示的羧酸化合物(5)和液晶化合物(2)的混合物的工序,
16.根据权利要求15所述的方法,其中,包含以下工序:
使含有羧酸化合物(5)和液晶化合物(2)的所述混合物与式(6)所示的醇化合物(6)反应,获得含有液晶化合物(1)和液晶化合物(2)的液晶组合物的工序,
HO-Ar-OH (6)。
17.根据权利要求15或16所述的方法,其中,相对于1摩尔所述醇化合物(3),二羧酸化合物(4)的使用量为1~50摩尔。
18.根据权利要求15~17中任一项所述的方法,其中,在缩合剂的存在下进行所述醇化合物(3)与所述二羧酸化合物(4)的反应、和/或含有羧酸化合物(5)和液晶化合物(2)的所述混合物与所述醇化合物(6)的反应。
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