CN107955628B - 液晶组合物、相位差板及其制造方法、图像显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种液晶组合物、相位差板及其制造方法以及图像显示装置,上述液晶组合物包含反波长色散聚合性液晶化合物和添加物单体B,其中,液晶化合物的分子中具有主链液晶基元和侧链液晶基元,均一取向时,主链液晶基元与侧链液晶基元的光轴沿着不同的方向取向,由此,其双折射Δn具有反波长色散特性,在波长λ=380nm~780nm的范围,使添加物单体分散于液晶化合物中时,添加物单体B满足下述式(ii):ne<neb且no>nob式(ii)(将液晶化合物的慢轴方向折射率设为ne、快轴方向折射率设为no,将分散于液晶化合物时的添加物单体B的ne方向的折射率设为neb、no方向的折射率设为nob)。
Description
本申请是申请号为201380054980.7的发明专利申请的分案申请,原申请的申请日为2013年10月30日,发明名称为液晶组合物、相位差板、图像显示装置以及光学各向异性层的波长色散控制方法。
技术领域
本发明涉及可用于液晶显示装置以及有机EL显示装置的具有反波长色散特性的相位差板、可用于相位差板的制造的液晶组合物、相位差板的制造方法、使用了相位差板的图像显示装置。此外,涉及具有反波长色散特性的相位差板的各向异性层的波长色散的控制方法。
背景技术
近年来,液晶显示装置因是薄型而在省空间性、轻质性及节电性等方面评价良好,在便携设备、平板、笔记本PC以及电视等用途中的普及进展迅速。此外,有机EL显示装置可以实现超越液晶显示装置的薄型化、节电化,且具有良好的显示性能,因而以智能电话为中心而得到了迅速的普及。这些显示装置中,出于改善视场角特性、确保强外光下的视觉辨识性等提高显示性能的目的,组装了相位差板。
相位差板大致可分为下述两类:通过对树脂进行拉伸而使其高度取向、从而显示相位差的拉伸型相位差板;以及,将聚合性液晶涂布于作为支持体的基材并使之取向、使其在显示相位差的状态下发生固化的涂布型相位差板。拉伸型相位差板的加工性非常优异,根据拉伸条件控制相位差、膜厚等的自由度比较高。另一方面,涂布型相位差板的特征在于,双折射非常大(0.1左右),与拉伸型相位差板(Δn=0.002左右)相比,在薄型化方面具有大的优势。
最近,伴随着改善显示性能的要求,越来越迫切地要求相位差板具有反波长色散特性、以及对波长色散的大小进行精密的控制。这里,所述反波长色散特性是指:随着光的波长λ从短波长侧变化至长波长侧,相位差值或双折射变大的特性。此外,所述波长色散的大小是指:用以表征相位差值相对于波长变化的变化程度的尺度,一般而言,在将波长λnm的相位差值设为Re(λ)的情况下,以Re(450)/Re(550)、Re(650)/Re(550)的大小表示波长色散的大小。
为了顺应这样的要求,对于拉伸型相位差板,提出了像专利文献1中那样的方案。根据专利文献1,通过对由具有正的固有双折射和具有负的固有双折射的高分子聚合物经共混或共聚而得到的树脂进行拉伸,可以提供具有反波长色散特性的相位差板。此外,根据两种高分子聚合物的共混比、拉伸条件等,也可以实现对波长色散的大小的控制。
另一方面,对于涂布型相位差板,像专利文献2所记载的那样,开发出了多种具有反波长色散特性的聚合性液晶材料。此外,通过对反波长色散聚合性液晶化合物进行分子设计,能够控制波长色散的大小。
除此之外,作为控制反波长色散聚合性液晶材料的波长色散的方法,还提出了专利文献3、4所示的方法。在这些方法中,通过将反波长色散聚合性液晶化合物与其他具有正波长色散特性的聚合性液晶化合物进行共混、并控制其共混比,能够朝着Re(450)/Re(550)变大的方向进行控制。而如果能够这样地通过聚合性液晶化合物的共混来控制波长色散的大小,则没有必要返回到分子设计,因而能够迅速地应对市场的需求。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第3325560号公报;
专利文献2:日本特开2010-31223号公报;
专利文献3:日本特开2007-002208号公报;
专利文献4:日本特开2010-084032号公报。
发明内容
发明要解决的问题
如上所述,作为控制反波长色散聚合性液晶的波长色散的大小的方法,首先有通过反波长色散聚合性液晶化合物本身的分子设计进行控制的方法。但是,该方法中从分子设计到实现量产需要大量的时间,因而存在无法迅速应对市场需求的可能性。另一方面,就共混其他的具有正波长色散特性的聚合性液晶化合物的方法而言,能够容易地进行波长色散的控制,但只能朝着Re(450)/Re(550)变大的方向进行控制。
鉴于上述问题,本发明的课题在于提供无需返回到分子设计即可自由地控制反波长色散聚合性液晶材料的波长色散的大小的方法。即,本发明的课题在于提供既能朝着Re(450)/Re(550)变大的方向也能朝着Re(450)/Re(550)变小的方向进行控制、而无需进行分子设计的方法。此外,本发明的课题在于提供控制了波长色散的液晶组合物、使用了该液晶组合物的相位差板、以及相位差板的制造方法。
解决问题的方法
即,根据本发明,可提供以下技术方案。
[1]一种液晶组合物,其包含反波长色散聚合性液晶化合物、并包含添加物单体A或添加物单体B,其中,
所述反波长色散聚合性液晶化合物的分子中具有主链液晶基元和键合于所述主链液晶基元的侧链液晶基元,均一取向时,所述主链液晶基元与所述侧链液晶基元的光轴沿着不同的方向取向,由此,其双折射Δn具有反波长色散特性,
在波长λ=380nm~780nm的范围,使所述添加物单体分散于所述反波长色散聚合性液晶化合物中时,添加物单体A满足下述式(i),添加物单体B满足下述式(ii)。
ne>nea且no<noa 式(i)
ne<neb且no>nob 式(ii)
(式中,将所述反波长色散聚合性液晶化合物的慢轴方向折射率设为ne、快轴方向折射率设为no,将分散于所述反波长色散聚合性液晶化合物时的添加物单体A的ne方向的折射率设为nea、no方向的折射率设为noa,将分散于所述反波长色散聚合性液晶化合物时的添加物单体B的ne方向的折射率设为neb、no方向的折射率设为nob)
[2]一种相位差板,其具有使液晶组合物固化而成的光学各向异性层,所述液晶组合物包含反波长色散聚合性液晶化合物和添加物单体A,其中,
在所述光学各向异性层中,所述反波长色散聚合性液晶化合物的分子中具有主链液晶基元和键合于所述主链液晶基元的侧链液晶基元,所述主链液晶基元与所述侧链液晶基元的光轴沿着不同的方向取向,由此,所述光学各向异性层的双折射ΔnL’能够具有反波长色散特性,
在波长λ=380nm~780nm的范围,添加物单体A满足下述式(i),
ne>nea且no<noa式(i)
(式中,将所述反波长色散聚合性液晶化合物的慢轴方向折射率设为ne、快轴方向折射率为no,将分散于所述反波长色散聚合性液晶化合物时的添加物单体A的ne方向的折射率设为nea、no方向的折射率设为noa)
使所述液晶组合物固化而成的光学各向异性层的双折射ΔnL’、以及仅使所述反波长色散聚合性液晶化合物均一取向而形成的光学各向异性层的双折射ΔnL之间成式(iii)的关系。
ΔnL(450)/ΔnL(550)>ΔnL’(450)/ΔnL’(550)且
ΔnL(650)/ΔnL(550)<ΔnL’(650)/ΔnL’(550) 式(iii)
(式中,将波长λ=450nm下的双折射ΔnL、ΔnL’设为ΔnL(450)、ΔnL’(450),将波长λ=550nm下的双折射ΔnL、ΔnL’设为ΔnL(550)、ΔnL’(550),将波长λ=650nm下的双折射ΔnL、ΔnL’设为ΔnL(650)、ΔnL’(650))
[3]一种相位差板,其具有使液晶组合物固化而成的光学各向异性层,所述液晶组合物包含反波长色散聚合性液晶化合物和添加物单体B,其中,
在所述光学各向异性层中,所述反波长色散聚合性液晶化合物的分子中具有主链液晶基元和键合于所述主链液晶基元的侧链液晶基元,所述主链液晶基元与所述侧链液晶基元的光轴沿着不同的方向取向,由此,所述光学各向异性层的双折射ΔnL’能够具有反波长色散特性,
在波长λ=380nm~780nm的范围,添加物单体B满足下述式(ii),
ne<neb且no>nob式(ii)
(式中,将所述反波长色散聚合性液晶化合物的慢轴方向折射率设为ne、快轴方向折射率为no,将分散于所述反波长色散聚合性液晶化合物时的添加物单体B的ne方向的折射率设为neb、no方向的折射率设为nob)
使所述液晶组合物固化而成的光学各向异性层的双折射ΔnL’、以及仅使所述反波长色散聚合性液晶化合物均一取向而形成的光学各向异性层的双折射ΔnL之间成式(iv)的关系。
ΔnL(450)/ΔnL(550)<ΔnL’(450)/ΔnL’(550)且
ΔnL(650)/ΔnL(550)>ΔnL’(650)/ΔnL’(550)式(iv)
(式中,将波长λ=450nm下的双折射ΔnL、ΔnL’设为ΔnL(450)、ΔnL’(450),将波长λ=550nm下的双折射ΔnL、ΔnL’设为ΔnL(550)、ΔnL’(550),将波长λ=650nm下的双折射ΔnL、ΔnL’设为ΔnL(650)、ΔnL’(650))
[4]相位差板的制造方法,其是制造[2]所述的相位差板的方法,其中,该方法包括:
在支持体上涂布所述液晶组合物的工序、使涂布的液晶组合物的取向均一化的工序、以及将均一化而成的取向状态固定化的工序。
[5]相位差板的制造方法,其是制造[3]所述的相位差板的方法,其中,该方法包括:
在支持体上涂布所述液晶组合物的工序、使涂布的液晶组合物的取向均一化的工序、以及将均一化而成的取向状态固定化的工序。
[6]一种图像显示装置,其包含[2]或[3]所述的相位差板。
[7]相位差板的制造方法,所述相位差板具有使[1]所述的液晶组合物固化而成的光学各向异性层,其中,该方法包括:根据所述液晶组合物中的添加物单体A或添加物单体B的含量来控制光学各向异性层的波长色散的大小。
[8]一种方法,其包括:在具有使包含所述反波长色散聚合性液晶化合物、并包含所述添加物单体A或所述添加物单体B液晶组合物固化而成的光学各向异性层的所述相位差板中,根据液晶组合物中的添加物单体A或添加物单体B的含量来控制光学各向异性层的波长色散的大小。
发明的效果
根据本发明,可以提供无需返回到分子设计即可自由地控制反波长色散聚合性液晶的波长色散的方法。此外,可提供用于控制波长色散的液晶组合物、使用了该液晶组合物的具有反波长色散特性的相位差板、以及相位差板的制造方法、使用了相位差板的图像显示装置。
附图说明
[图1]图1为用于对反波长色散聚合性液晶化合物的慢轴方向折射率、快轴方向折射率、以及双折射Δn的波长色散的一例进行说明的图。
[图2]图2为用于对反波长色散聚合性液晶化合物、添加物单体以及液晶组合物的折射率波长色散进行说明的图。
[图3]图3为用于对反波长色散聚合性液晶化合物和液晶组合物的双折射Δn的波长色散进行说明的图。
[图4]图4为用于对反波长色散聚合性液晶化合物、添加物单体以及液晶组合物的折射率波长色散进行说明的图。
[图5]图5为用于对反波长色散聚合性液晶化合物和液晶组合物的双折射Δn的波长色散进行说明的图。
[图6]图6为用于对化合物1的慢轴方向折射率和快轴方向折射率的波长色散进行说明的图。
[图7]图7为示出由添加物单体引起的折射率的变化情况的图。
[图8]图8为示出由添加物单体引起的双折射Δn的波长色散的变化情况的图。
[图9]图9为示出由添加物单体引起的双折射Δn的波长色散的变化情况的图。
符号说明
4 反波长色散聚合性液晶化合物的双折射Δn
5 反波长色散聚合性液晶化合物的慢轴方向的折射率的波长色散
6 反波长色散聚合性液晶化合物的快轴方向的折射率的波长色散
7 添加物单体A(正波长色散聚合性液晶化合物)的慢轴方向的折射率的波长色散
8 添加物单体A(正波长色散聚合性液晶化合物)的快轴方向的折射率的波长色散
9 液晶组合物的慢轴方向的折射率的波长色散
10 液晶组合物的快轴方向的折射率的波长色散
11 反波长色散聚合性液晶化合物的双折射Δn的波长色散
12 液晶组合物的双折射Δn的波长色散
13 化合物1的慢轴方向的折射率的波长色散
13’ 化合物1的快轴方向的折射率的波长色散
14a 组合物1的慢轴方向的折射率的波长色散
14’a 组合物1的快轴方向的折射率的波长色散
14b 组合物2的慢轴方向的折射率的波长色散
14’b 组合物2的快轴方向的折射率的波长色散
14c 组合物3的慢轴方向的折射率的波长色散
14’c 组合物3的快轴方向的折射率的波长色散
15 化合物1的双折射Δn的波长色散
15a 组合物1的双折射Δn的波长色散
15b 组合物2的双折射Δn的波长色散
15c 组合物3的双折射Δn的波长色散
16a 组合物4的双折射Δn的波长色散
16b 组合物5的双折射Δn的波长色散
具体实施方式
在对本发明的液晶组合物的波长色散的控制方法进行说明之前,先以专利文献2示出的发明为例,对反波长色散聚合性液晶化合物的结构的特点以及反波长色散特性的表现原理进行说明。需要说明的是,本发明中的所述反波长色散聚合性液晶材料是指:在制成膜等的情况下能够成为具有反波长色散特性的材料的化合物、组合物;所述液晶组合物是指:包含反波长色散聚合性液晶化合物这样的液晶化合物的组合物。本发明的液晶组合物通常具有反波长色散特性,此外,通常具有聚合性。
在专利文献2所描述的发明中,示例出了如下所示的分子结构的反波长色散聚合性液晶化合物。已知该反波长色散聚合性液晶化合物中存在液晶基元1a和液晶基元1b这2种液晶基元骨架,且它们相互交叉。需要说明的是,也可以将上述2种液晶基元合起来作为1种液晶基元,但在本发明中,分成2种液晶基元来记载。
[化学式1]
在反波长色散聚合性液晶化合物中,将液晶基元1a的长轴方向的折射率设为n1、将液晶基元1b的长轴方向的折射率设为n2。折射率n1的绝对值、波长色散归因于液晶基元1a的分子结构。此外,折射率n2的绝对值、波长色散归因于液晶基元1b的分子结构。需要说明的是,在液晶相中,反波长色散聚合性液晶化合物以液晶基元1a的长轴方向为旋转轴进行旋转运动。因而,这里所称的折射率n1、n2表示作为旋转体的折射率。
归因于液晶基元1a、液晶基元1b的分子结构,折射率n1的绝对值大于折射率n2的绝对值。而且,折射率n1、n2的波长色散均是正波长色散,且折射率n1与折射率n2相比,具有更小的折射率波长色散n(450)/n(550)。这里,折射率为正波长色散是指:波长λ越大,折射率的绝对值越小。将其图示而成的图为图1。需要说明的是,以下的附图是示意性的。实际的附图是如下地制成的:使液晶化合物在均一取向的状态下固化,并测定将其制成膜状的状态下的波长色散特性。这里,所述均一取向是指:以液晶基元1a与液晶基元1b的光轴角度达到恒定的方式取向。
上述的结果,作为折射率n1(坐标图中的线2)与折射率n2(坐标图中的线3)之差的反波长色散聚合性液晶化合物的双折射Δn的波长色散特性(坐标图中的线4)如图1所示,显示反波长色散特性。这里,双折射显示反波长色散特性是指:波长λ越大,双折射越大。
这样,双折射Δn的波长色散的大小很大程度上依赖于液晶基元1a与液晶基元1b的分子结构。因此,在希望改变双折射Δn的波长色散的大小的情况下,需要谋求改变液晶基元骨架的结构,因而伴随着困难。
接下来,对本发明的液晶组合物的波长色散的控制方法进行说明。
首先,对于朝着使液晶组合物的双折射Δn的波长色散变小的方向变化的方法,结合图2、图3进行说明。这里,使双折射Δn的波长色散变小的方向是指:Δn(450)/Δn(550)变大且Δn(650)/Δn(550)变小的方向。此外,Δn(450)表示波长λ=450nm下液晶组合物的双折射Δn。此外,Δn(550)表示波长λ=550nm下液晶组合物的双折射Δn。此外,Δn(650)表示波长λ=650nm下液晶组合物的双折射Δn。
图2是针对在反波长色散聚合性液晶化合物中添加作为添加物单体的正波长色散聚合性液晶化合物而成的液晶组合物,显示其折射率的波长色散的变化的图。
这里,将反波长色散聚合性液晶化合物的慢轴方向的折射率设为ne(图中的线5)。所述反波长色散聚合性液晶化合物的慢轴方向是指:折射率的绝对值大的方向,即反波长色散聚合性液晶化合物中的液晶基元1a的长轴方向。
此外,将反波长色散聚合性液晶化合物的快轴方向的折射率设为no(图中的线6)。所述反波长色散聚合性液晶化合物的快轴方向是指:与慢轴方向垂直的方向,即反波长色散聚合性液晶化合物中的液晶基元1b的长轴方向。
进一步,将正波长色散聚合性液晶化合物的慢轴方向的折射率设为ne1’(图中的线7)。
此外,将正波长色散聚合性液晶化合物的快轴方向的折射率设为no1’(图中的线8)。
此时,在波长λ=380~780nm的范围,ne、no、ne1’、no1’存在下述(式4)的关系。
ne<ne1’且no>no1’ (式4)
如果反波长色散聚合性液晶化合物与添加的正波长色散聚合性液晶化合物之间具有亲合性,则两者彼此的慢轴方向平行地均一取向。其结果,在刚刚均一取向后或固化了的状态,液晶组合物的慢轴方向的折射率ne1”与快轴方向的折射率no1”遵循下述(式5)、(式6)。
ne1”=ne*a/(a+b)+ne1’*b/(a+b) (式5)
no1”=no*a/(a+b)+no1’*b/(a+b) (式6)
这里,“a”表示反波长色散聚合性液晶化合物的份数,“b”表示正波长色散聚合性液晶化合物的份数。此外,所述的份数表示摩尔基准的量。
这样,通过加入具有(式4)所示的折射率的正波长色散聚合性液晶化合物,可使反波长色散聚合性液晶化合物的慢轴方向及快轴方向的折射率如(式5)及(式6)那样地变化。其结果,液晶组合物的双折射Δn1”与反波长色散聚合性液晶化合物单体相比变大。其结果,双折射Δn1”的波长色散与双折射Δn相比变小(图3),满足下述(式7)。
Δn(450)/Δn(550)<Δn1”(450)/Δn1”(550)且
Δn(650)/Δn(550)>Δn1”(650)/Δn1”(550) (式7)
这里,Δn1”(450)表示波长λ=450nm下液晶组合物的双折射Δn1”。此外,Δn1”(550)表示波长λ=550nm下液晶组合物的双折射Δn1”。此外,Δn1”(650)表示波长λ=650nm下液晶组合物的双折射Δn1”。
接着,对于朝着使液晶组合物的双折射Δn的波长色散变大的方向变化的方法,结合图4、图5进行说明。这里,使双折射Δn的波长色散变大的方向是指:Δn(450)/Δn(550)变小且Δn(650)/Δn(550)变大的方向。
图4是针对在反波长色散聚合性液晶中添加作为添加物单体的正波长色散聚合性液晶化合物而成的液晶组合物,显示其折射率的波长色散的变化的图。
这里,将反波长色散聚合性液晶化合物的慢轴方向的折射率设为ne(图中的线5)。
此外,将反波长色散聚合性液晶化合物的快轴方向的折射率设为no(图中的线6)。
此外,将正波长色散聚合性液晶化合物的慢轴方向的折射率设为ne2’(图中的线7)。
此外,将正波长色散聚合性液晶化合物的快轴方向的折射率设为no2’(图中的线8)。
此时,在波长λ=380nm~780nm的范围,ne、no、ne2’、no2’存在下述(式8)的关系。
ne>ne2’且no<no2’(式8)
如果反波长色散聚合性液晶化合物与添加的正波长色散聚合性液晶化合物之间具有亲合性,则两者彼此的慢轴方向平行地均一取向。其结果,液晶组合物的慢轴方向的折射率ne2”与快轴方向的折射率no2”遵循下述(式9)、(式10)。
ne2”=ne*a/(a+b)+ne2’*b/(a+b) (式9)
no2”=no*a/(a+b)+no2’*b/(a+b) (式10)
这里,“a”表示反波长色散聚合性液晶化合物的份数,“b”表示正波长色散聚合性液晶化合物的份数。此外,所述的份数表示摩尔基准的量。
这样,通过加入具有(式8)所示的折射率的正波长色散聚合性液晶化合物,可使反波长色散聚合性液晶化合物的慢轴方向以及快轴方向的折射率如(式9)及(式10)那样地变化。其结果,液晶组合物的双折射Δn2”与反波长色散聚合性液晶单体相比变小。其结果,双折射Δn2”的波长色散与双折射Δn相比变大(图6),满足下述(式11)。
Δn(450)/Δn(550)>Δn2”(450)/Δn2”(550)且
Δn(650)/Δn(550)<Δn2”(650)/Δn2”(550) (式11)
这里,Δn2”(450)表示波长λ=450nm下液晶组合物的双折射Δn2”。此外,Δn2”(550)表示波长λ=550nm下液晶组合物的双折射Δn2”。此外,Δn2”(650)表示波长λ=650nm下液晶组合物的双折射Δn2”。
需要说明的是,在朝着使液晶组合物的双折射Δn的波长色散变大的方向变化时,作为添加物单体,可以在不损害反波长色散聚合性液晶的液晶性的范围内添加不是液晶化合物(没有折射率各向异性)的树脂单体。所述的树脂单体与液晶化合物不同,不具有折射率各向异性,因此,即使在被添加至包含反波长色散聚合性液晶化合物的液晶组合物中的状态下,也在所有方向上均具有相同的折射率n’。因而,可以选择具有如下述(式12)所示的折射率的树脂单体。
ne>n’>no (式12)
接下来,对控制包含反波长色散聚合性液晶化合物的液晶组合物的双折射Δn的波长色散的方法进行说明。如上所述,通过加入具有满足(式4)的折射率的添加物单体,包含反波长色散聚合性液晶的液晶组合物的双折射Δn的波长色散变小,通过加入具有满足(式8)或(式12)的折射率的添加物单体,包含反波长色散聚合性液晶化合物的液晶组合物的双折射Δn的波长色散变大。为了控制该双折射Δn的波长色散的变化的大小,控制添加物单体的添加量。
例如,为了使包含反波长色散聚合性液晶的液晶组合物的双折射Δn的波长色散略微变小,可以添加少量的具有满足(式4)的折射率的添加物单体。此外,为了使包含反波长色散聚合性液晶的液晶组合物的双折射Δn的波长色散进一步变小,可以进一步添加具有满足(式4)的折射率的添加物单体。
另一方面,为了使包含反波长色散聚合性液晶的液晶组合物的双折射Δn的波长色散略微变大,可以添加少量的具有满足(式8)或(式12)的折射率的添加物单体。此外,为了使包含反波长色散聚合性液晶的液晶组合物的双折射Δn的波长色散进一步变大,可以进一步添加具有满足(式8)或(式12)的折射率的添加物单体。
此外,在上述的说明中,仅加入了一种添加物单体,但也可以加入多种满足(式4)的添加物单体,也可以加入多种满足(式8)或(式12)的添加物单体。此外,还可以加入满足(式4)的添加物单体与满足(式8)或(式12)的添加物单体这两者。这样,在包含添加物单体的液晶组合物中,通过控制满足(式4)的添加物单体的添加量与满足(式8)或(式12)的添加物单体的添加量,可以实现更为精密的双折射Δn的波长色散的控制。
(反波长色散聚合性液晶化合物)
在本发明中,所述反波长色散聚合性液晶化合物是指下述聚合性液晶化合物:其是在作为液晶组合物配合并均一取向时,呈现液晶相,且能够以呈现该液晶相的状态、在保持液晶相中的分子的均一取向的情况下进行聚合、从而形成聚合物的液晶化合物,且所得聚合物显示反波长色散。
在本发明中,反波长色散聚合性液晶化合物的分子中具有主链液晶基元、以及键合于主链液晶基元的侧链液晶基元。在反波长色散聚合性液晶化物均一取向的状态下,侧链液晶基元能够沿着与主链液晶基元不同的方向取向。因此,在光学各向异性层中,主链液晶基元的光轴以及侧链液晶基元的光轴能够沿着不同的方向取向。通过这样的取向,所述光学各向异性层的双折射ΔnL’能够呈现反波长色散特性。这里,ΔnL’表示使本发明的液晶组合物固化而成的光学各向异性层的双折射。
作为反波长色散聚合性液晶化合物的例子,可以列举出下述式(I)所示的化合物(以下也称作“化合物(I)”。)。
[化学式2]
在反波长色散聚合性液晶化合物为化合物(I)的情况下,基团-Y3-A2-Y1-A1-Y2-A3-Y4-成为主链液晶基元,另一方面,基团>A1-C(Q1)=NM(Ax)Ay成为侧链液晶基元,基团A1影响主链液晶基元及侧链液晶基元这两者的性质。
式中,Y1~Y6各自独立地表示化学性的单键、-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-。
这里,R1表示氢原子或碳原子数1~6的烷基。
作为R1的碳原子数1~6的烷基,可以列举出:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基等。
作为R1,优选氢原子或碳原子数1~4的烷基。
这其中,Y1~Y6各自独立地优选为化学性的单键、-O-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、或-O-C(=O)-O-。
G1、G2各自独立地表示任选具有取代基的碳原子数1~20的2价脂肪族基团。
作为碳原子数1~20的2价脂肪族基团,可以列举出:具有链状结构的脂肪族基团;具有饱和环状烃(环烷)结构、不饱和环状烃(环烯)结构等脂环式结构的脂肪族基团;等等。
作为其取代基,可以列举出:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等卤原子;甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、正己氧基等碳原子数1~6的烷氧基等,优选氟原子、甲氧基、乙氧基。
此外,该脂肪族基团中任选介入-O-、-S-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-O-、-NR2-C(=O)-、-C(=O)-NR2-、-NR2-、或-C(=O)-(但是,排除-O-或-S-分别有2个以上相邻存在的情况。)。
这其中,优选-O-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、或-C(=O)-。
这里,R2与上述R1一样,表示氢原子或碳原子数1~6的烷基,优选氢原子或甲基。
作为介入这些基团的脂肪族基团的具体例子,可以列举出-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。
这些基团中,从更好地表现本发明希望的效果的观点来看,优选G1、G2各自独立地为碳原子数1~20的亚烷基、碳原子数2~20的亚烯基等具有链状结构的脂肪族基团,更优选为亚甲基、亚乙基、三亚甲基、亚丙基、四亚甲基、五亚甲基、六亚甲基、八亚甲基等碳原子数1~12的亚烷基,特别优选为四亚甲基[-(CH2)4-]、以及六亚甲基[-(CH2)6-]。
Z1、Z2各自独立地表示任选被卤原子取代的碳原子数2~10的烯基。
作为该烯基的碳原子数,优选为2~6。作为Z1及Z2的烯基的取代基、即卤原子,可以列举出氟原子、氯原子、溴原子等,优选氯原子。
作为Z1及Z2的碳原子数2~10的烯基的具体例子,可以列举出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。
这其中,作为Z1及Z2,从更好地表现本发明希望的效果的观点来看,各自独立地优选为CH2=CH2-、CH2=C(CH3)-、CH2=C(Cl)-、CH2=CH-CH2-、CH2=C(CH3)-CH2-、或CH2=C(CH3)-CH2-CH2-,更优选CH2=CH2-、CH2=C(CH3)-、或CH2=C(Cl)-,进一步优选CH2=CH2-。
Ax表示具有选自芳香族烃环及芳香族杂环中的至少一种芳环的碳原子数2~30的有机基团。
在本发明中,“所述“芳环”是指:具有符合Huckel规则的广义的芳香性的环状结构、以及以硫、氧、氮等杂原子的孤对电子参与π电子体系而显示芳香性的环状结构。这里,所述具有符合Huckel规则的广义的芳香性的环状结构是指:具有(4n+2)个π电子的环状共轭结构。此外,作为具有以杂原子的孤对电子参与π电子体系而显示芳香性的环状结构的化合物的例子,可以列举出噻吩、呋喃、苯并噻唑等。
Ax的具有选自芳香族烃环及芳香族杂环中的至少一种芳环的碳原子数2~30的有机基团可以是具有多个芳环的有机基团,也可以是具有芳香族烃环及芳香族杂环的有机基团。
作为所述芳香族烃环,可以列举出:苯环、萘环、蒽环等。作为所述芳香族杂环,可以列举出:吡咯环、呋喃环、噻吩环、吡啶环、哒嗪环、嘧啶环、吡嗪环、吡唑环、咪唑环、唑环、噻唑环等单环的芳香族杂环;苯并噻唑环、苯并唑环、喹啉环、酞嗪环、苯并咪唑环、苯并吡唑环、苯并呋喃环、苯并噻吩环等稠环的芳香族杂环;等。
Ax所具有的芳环也可以具有取代基。作为该取代基,可以列举出:氟原子、氯原子等卤原子;氰基;甲基、乙基、丙基等碳原子数1~6的烷基;乙烯基、烯丙基等碳原子数2~6的烯基;三氟甲基等碳原子数1~6的卤代烷基;二甲基氨基等取代氨基;甲氧基、乙氧基、异丙基等碳原子数1~6的烷氧基;硝基;苯基、萘基等芳基;-C(=O)-R4;-C(=O)-OR4;-SO2R4;等。这里,R4表示碳原子数1~6的烷基、或碳原子数6~14的芳基。
此外,Ax所具有的芳环可以具有多个相同或不同的取代基,相邻的两个取代基还可以共同键合而形成环。形成的环可以是单环,也可以是稠合多环。
需要说明的是,Ax的碳原子数2~30的有机基团的“碳原子数”是指:不包含取代基碳原子的整个有机基团的总碳原子数(对于后述的Ay而言,表示相同含义)。
作为Ax的具有选自芳香族烃环及芳香族杂环中的至少一种芳环的碳原子数2~30的有机基团,可以列举出:芳香族烃环基;芳香族杂环基;具有选自芳香族烃环基及芳香族杂环基中的至少一种芳环的碳原子数3~30的烷基;具有选自芳香族烃环基及芳香族杂环基中的至少一种芳环的碳原子数4~30的烯基;具有选自芳香族烃环基及芳香族杂环基中的至少一种芳环的碳原子数4~30的炔基;等。
Ay表示氢原子、任选具有取代基的碳原子数1~12的烷基、任选具有取代基的碳原子数2~12的烯基、任选具有取代基的碳原子数3~12的环烷基、-C(=O)-R3、-SO2-R6、或具有选自芳香族烃环及芳香族杂环中的至少一种芳环的碳原子数2~30的有机基团。
作为Ay的任选具有取代基的碳原子数1~12的烷基的碳原子数1~12的烷基,可以列举出:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基等。
作为Ay的任选具有取代基的碳原子数1~12的烷基的取代基,可以列举出:氟原子、氯原子等卤原子;氰基;二甲基氨基等取代氨基;甲氧基、乙氧基、异丙基等碳原子数1~6的烷氧基;硝基;苯基、萘基等芳基;环丙基、环戊基、环己基等碳原子数3~8的环烷基;-C(=O)-R4;-C(=O)-OR4;-SO2R4;等。这里,R4表示与前述相同的含义。
作为Ay的任选具有取代基的碳原子数2~12的烯基的碳原子数2~12的烯基,可以列举出:乙烯基、丙烯基、异丙烯基、丁烯基、戊烯基等。
作为Ay的任选具有取代基的碳原子数3~12的环烷基的碳原子数3~12的环烷基,可以列举出:环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环辛基等。
作为Ay的任选具有取代基的碳原子数2~12的烯基、以及任选具有取代基的碳原子数3~12的环烷基的取代基,可以列举出:氟原子、氯原子等卤原子;氰基;二甲基氨基等取代氨基;甲氧基、乙氧基、异丙基等碳原子数1~6的烷氧基;硝基;苯基、萘基等芳基;环丙基、环戊基、环己基等碳原子数3~8的环烷基;-C(=O)-R4;-C(=O)-OR4;-SO2R4;等。这里,R4与前述代表相同的含义。
在Ay的以-C(=O)-R3表示的基团中,R3表示任选具有取代基的碳原子数1~12的烷基、任选具有取代基的碳原子数2~12的烯基、任选具有取代基的碳原子数3~12的环烷基。它们的具体例子可以列举出:与作为所述Ay的任选具有取代基的碳原子数1~12的烷基、任选具有取代基的碳原子数2~12的烯基、任选具有取代基的碳原子数3~12的环烷基的例子而列举的基团相同的那些。
在Ay的以-SO2-R6表示的基团中,R6表示碳原子数1~12的烷基、碳原子数2~12的烯基、苯基、或4-甲基苯基。
R6的碳原子数1~12的烷基及碳原子数2~12的烯基的具体例子可以列举出:与作为所述Ay的碳原子数1~12的烷基、碳原子数2~12的烯基的例子而列举的基团相同的那些。
所述Ax及Ay所具有的芳环也可以具有取代基。此外,所述Ax与Ay也可以共同形成环。
作为Ay的具有选自芳香族烃环及芳香族杂环中的至少一种芳环的碳原子数2~30的有机基团,可以列举出:与在上述Ax中列举出的基团相同的那些。
此外,Ay所具有的芳环也可以在任意的位置具有取代基。作为该取代基,可以列举出:与上述作为Ax所具有的芳环的取代基而列举的基团相同的那些。
Ax、Ay所具有的芳环的具体例子如下所示。但是,在本发明中,Ax、Ay所具有的芳环不限于如下所示的那些。需要说明的是,下述化合物中,[-]表示芳环的键合臂(下同)。
[化学式3]
[化学式4]
[化学式5]
[化学式6]
上述式中,E表示NR5、氧原子或硫原子。这里,R5表示氢原子;或甲基、乙基等碳原子数1~6的烷基。
[化学式7]
上述式中,X、Y、Z各自独立地表示NR5、氧原子、硫原子、-SO-或-SO2-(但是,排除氧原子、硫原子、-SO-、-SO2-分别相邻连接的情况。)。R5表示与前述相同的含义。
作为Ax、Ay所具有的芳环,在上述的芳环中,优选下述芳环。
[化学式8]
[化学式9]
Ax、Ay所具有的芳环特别优选为下述芳环。
[化学式10]
此外,Ax与Ay也可以共同形成环。这其中,优选形成任选具有取代基的碳原子数4~30的不饱和杂环、或碳原子数6~30的不饱和碳环。
作为碳原子数4~30的不饱和杂环、碳原子数6~30的不饱和碳环,没有特殊限制,可以具有芳香性,也可以不具有芳香性。例如,可以列举出如下所示的环。需要说明的是,如下所示的环表示的是式(I)中作为
[化学式11]
而表示的部分。
[化学式12]
[化学式13]
[化学式14]
式中,X、Y、Z与前述代表相同的含义。
此外,这些环任选具有取代基。
作为取代基,可以列举出:卤原子、氰基、碳原子数1~6的烷基、碳原子数1~6的烷氧基、硝基、-C(=O)-R4、-C(=O)-OR4、-SO2R4等。这里,R4与前述代表相同的含义。
从更好地表现本发明希望的效果的观点来看,Ax与Ay中包含的π电子的总数优选为4以上且24以下,更优选为6以上且18以下。
作为Ax、Ay的优选组合,可以列举出:Ax为碳原子数4~30的芳香族基团、Ay为氢原子或任选具有取代基的烷基的组合;以及Ax与Ay共同形成不饱和杂环或不饱和碳环的组合。作为任选具有取代基的烷基的取代基,可以优选列举出:环烷基、氰基、氟原子等卤原子。
作为更优选的组合,是Ax为下述结构、Ay为氢原子、任选具有取代基的烷基的组合。
[化学式15]
[化学式16]
作为特别优选的组合,是Ax为下述结构、Ay为氢原子、任选具有取代基的烷基的组合。作为任选具有取代基的烷基的取代基,优选为环烷基、氰基、氟原子等卤原子。式中,X、Y与前述代表相同的含义。
[化学式17]
A1表示任选具有取代基的三价芳香族基团。作为三价芳香族基团,可以是三价的碳环式芳香族基团,也可以是三价的杂环式芳香族基团。从更好地表现本发明希望的效果的观点来看,优选三价的碳环式芳香族基团,更优选下式所示的三价的苯环基或三价的萘环基。需要说明的是,在下述式中,为了便于进一步明确键合状态,标注了取代基Y1、Y2(Y1、Y2与前述代表相同的含义。下同)。
[化学式18]
这其中,作为A1,进一步优选如下所示的式(A11)~(A22)所示的基团,特别优选式(A11)所示的基团。
[化学式19]
作为A1的三价芳香族基团所任选具有的取代基,可以列举出与作为所述Ax的芳香族基团的取代基而示例的基团相同的那些。作为A1,优选不具有取代基。
A2、A3各自独立地表示任选具有取代基的碳原子数6~30的二价芳香族基团。
A2、A3的芳香族基团可以是单环,也可以是多环。
作为A2、A3的具体例子,可以列举出下述基团。
[化学式20]
作为上述A2、A3的具体例子而列举的有机基团,也可以在任意的位置具有取代基。作为该取代基,可以列举出:卤原子、氰基、羟基、碳原子数1~6的烷基、碳原子数1~6的烷氧基、硝基、-C(=O)-OR基;等。这里,R为碳原子数1~6的烷基。这其中,优选卤原子、烷基、烷氧基,作为卤原子,更优选氟原子,作为烷基,更优选甲基、乙基、丙基,作为烷氧基,更优选甲氧基、乙氧基。
这其中,作为A2、A3,从更好地表现本发明希望的效果的观点来看,优选各自独立地为任选具有取代基的下述式(A23)及(A24)所示的基团,更优选为任选具有取代基的式(A23)所示的基团。
[化学式21]
Q1表示氢原子、或任选具有取代基的碳原子数1~6的烷基。
作为任选具有取代基的碳原子数1~6的烷基,可以列举出与所述Ax中示例的基团相同的那些。
这其中,Q1优选为氢原子或碳原子数1~6的烷基,更优选氢原子及甲基。
作为化合物(I)的更具体的例子,可以列举出下述式(I)-1~(I)-3所示的化合物。
[化学式22]
(化合物(I)的制造方法)
化合物(I)例如可以通过下述所示的反应来制造。
[化学式23]
(式中,Y1~Y6、G1、G2、Z1、Z2、Ax、Ay、A1~A3、Q1表示与前述相同的含义。)
即,通过使式(3)所示的肼化合物(肼化合物(3))与式(4)所示的羰基化合物(羰基化合物(4))以[肼化合物(3):羰基化合物(4)]的摩尔比计为1:2~2:1、优选1:1.5~1.5:1的比例进行反应,能够高选择性地且高收率地制造目标的式(I)所示的化合物。
在该情况下,可以添加(±)-10-樟脑磺酸、对甲苯磺酸等有机酸、盐酸、硫酸等无机酸等酸催化剂来进行反应。通过添加酸催化剂,有些情况下能够缩短反应时间、提高收率。酸催化剂的添加量相对于羰基化合物(4)1摩尔,通常为0.001~1摩尔。此外,酸催化剂可以直接添加,也可以以溶解在适当的溶液中而得到的溶液形式添加。
作为用于该反应的溶剂,只要是对反应不活泼的溶剂即可,没有特殊限制。可以列举出例如:甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、正戊醇、戊醇等醇类溶剂;***、四氢呋喃、1,2-二甲氧基乙烷、1,4-二氧杂环己烷、环戊基甲基醚等醚类溶剂;乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯等酯类溶剂;苯、甲苯、二甲苯等芳香烃类溶剂;正戊烷、正己烷、正庚烷等脂肪族烃类溶剂;NM-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、六甲基磷酰三胺等酰胺类溶剂;二甲亚砜、环丁砜等含硫类溶剂;以及由这些溶剂中的2种以上构成的混合溶剂;等。
这其中,优选醇类溶剂、醚类溶剂、以及醇类溶剂与醚类溶剂的混合溶剂。
溶剂的使用量没有特殊限制,可以考虑到所用的化合物的种类、反应规模等而适宜确定,但相对于肼化合物(3)1g,通常为1~100g。
反应在-10℃~所用溶剂的沸点的温度范围内平稳地进行。各反应的反应时间因反应规模而异,但通常为数分钟~数小时。
肼化合物(3)可以如下地制造。
[化学式24]
(式中,Ax、Ay表示与前述相同的含义。Xa表示卤原子、甲磺酰氧基、对甲苯磺酰氧基等离去基团。)
即,使式(2a)所示的化合物与肼(1)在适当的溶剂中、以(化合物(2a):肼(1))的摩尔比为1:1~1:20、优选1:2~1:10进行反应,可以得到对应的肼化合物(3a)。进一步,通过使肼化合物(3a)与式(2b)所示的化合物进行反应,可以得到肼化合物(3)。
作为肼(1),通常使用一水合物。肼(1)可以直接使用市售产品。
作为该反应所用的溶剂,只要是对反应不活泼的溶剂即可,没有特殊限制。可以列举出例如:甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、正戊醇、戊醇等醇类溶剂;***、四氢呋喃、1,2-二甲氧基乙烷、1,4-二氧杂环己烷、环戊基甲基醚等醚类溶剂;苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃类溶剂;正戊烷、正己烷、正庚烷等脂肪族烃类溶剂;NM-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、六甲基磷酰三胺等酰胺类溶剂;二甲亚砜、环丁砜等含硫类溶剂;以及由这些溶剂中的2种以上构成的混合溶剂;等。
这其中,优选醇类溶剂、醚类溶剂、以及醇类溶剂与醚类溶剂的混合溶剂。
溶剂的使用量没有特殊限制,可以考虑到所用的化合物的种类、反应规模等适宜确定,但相对于肼1g,通常为1~100g。
反应在-10℃~所用溶剂的沸点的温度范围内平稳地进行。各反应的反应时间因反应规模而异,但通常为数分钟~数小时。
此外,肼化合物(3)也可以如下地通过采用传统公知的方法还原重氮盐(5)来进行制造。
[化学式25]
式(5)中,Ax、Ay与前述代表相同的含义。Xb-表示作为重氮离子的抗衡离子的阴离子。作为Xb-,可以列举出例如:六氟磷酸离子、氟硼酸离子、氯化物离子、硫酸离子等无机阴离子;多氟烷基羧酸离子、多氟烷基磺酸离子、四苯基硼酸离子、芳香族羧酸离子、芳香族磺酸离子等有机阴离子;等。
作为用于上述反应的还原剂,可以列举出例如:金属盐还原剂。
所述金属盐还原剂一般是包含低原子价金属的化合物、或由金属离子与氢化物源形成的化合物(参照《有机合成实验法手册(有機合成実験法ハンドブック)》1990年社团法人有机合成化学协会编丸善株式会社发行810页)。
作为金属盐还原剂,可以列举出例如:NaAlH4、NaAlHn(OR7)m、LiAlH4、iBu2AlH、LiBH4、NaBH4、SnCl2、CrCl2、TiCl3等。这里,m、n各自独立地表示1~3的整数,m+n=4。R7表示碳原子数1~6的烷基。此外,iBu表示异丁基。
还原反应中可以采用公知的反应条件。例如,可以按照日本特开2005-336103号公报、《新实验化学讲座(新実験化学講座)》1978年丸善株式会社发行14卷、《实验化学讲座(実験化学講座)》1992年丸善株式会社发行20卷等文献中记载的条件来进行反应。
此外,重氮盐(5)可以由苯胺等化合物、利用常规方法来制造。
羰基化合物(4)典型地可以通过任意组合醚键(-O-)、酯键(-C(=O)-O-、-O-C(=O)-)、碳酸酯键(-O-C(=O)-O-)及酰胺键(-C(=O)NH-、-NHC(=O)-)的形成反应,将具有希望结构的多个公知化合物进行适当结合或修饰来制造。
醚键的形成例如可以如下地进行。
(i)将式:D1-hal(hal表示卤原子。下同)所表示的化合物与式:D2-OMet(Met表示碱金属(主要是钠)。下同)所表示的化合物混合并进行缩合(Williamson合成)。需要说明的是,式中,D1及D2表示任意的有机基团(下同)。
(ii)将式:D1-hal所表示的化合物与式:D2-OH所表示的化合物在氢氧化钠、氢氧化钾等碱的存在下混合并进行缩合。
(iii)将式:D1-J(J表示环氧基)所表示的化合物与式:D2-OH所表示的化合物在氢氧化钠、氢氧化钾等碱的存在下混合并进行缩合。
(iv)将式:D1-OFN(OFN表示具有不饱和键的基团)所表示的化合物与式:D2-OMet所表示的化合物在氢氧化钠、氢氧化钾等碱的存在下混合并进行加成反应。
(v)将式:D1-hal所表示的化合物与式:D2-OMet所表示的化合物在铜或氯化亚铜的存在下混合并进行缩合(Ullmann缩合)。
酯键以及酰胺键的形成例如可以如下地进行。
(vi)将式:D1-COOH所表示的化合物与式:D2-OH或D2-NH2所表示的化合物在脱水缩合剂(NM-二环己基碳二亚胺等)的存在下进行脱水缩合。
(vii)通过使式:D1-COOH所表示的化合物与卤化剂作用,得到式:D1-CO-hal所表示的化合物,并使其与式:D2-OH或D2-NH2所表示的化合物在碱的存在下进行反应。
(viii)式:使D1-COOH所表示的化合物与酸酐作用,得到混合酸酐,然后使其与式:D2-OH或D2-NH2所表示的化合物进行反应。
(ix)使式:D1-COOH所表示的化合物与式:D2-OH或D2-NH2所表示的化合物在酸催化剂或碱催化剂的存在下进行脱水缩合。
更具体地,例如,羰基化合物(4)中,上述式(4)中的式:Z2-Y6-G2-Y4-A3-Y2-所示的基团与式:Z1-Y5-G1-Y3-A2-Y1-所示的基团相同、Y1为Y11-C(=O)-O-所示的基团的化合物(4’),可以通过如下所示的反应来制造。
[化学式26]
(式中,Y3、Y5、G1、Z1、A1、A2、Q1与前述代表相同的含义。Y11表示使Y11-C(=O)-O-成为Y1的基团。Y1与前述代表相同的含义。L表示羟基、卤原子、甲磺酰氧基、对甲苯磺酰氧基等离去基团。)
在上述反应中,通过使式(6)所示的二羟基化合物(化合物(6))与式(7)所示的化合物(化合物(7))以(化合物(6):化合物(7))的摩尔比为1:2~1:4、优选1:2~1:3的比例进行反应,可以高选择性且高收率地得到目标的化合物(4’)。
在化合物(7)是式(7)中的L为羟基的化合物(羧酸)的情况下,通过在1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、二环己基碳二亚胺等脱水缩合剂的存在下进行反应,可以得到目标物。
脱水缩合剂的使用量相对于化合物(7)1摩尔,通常为1~3摩尔。
此外,在化合物(7)是式(7)中的L为卤原子的化合物(酰卤)的情况下,通过在碱的存在下进行反应,可以得到目标物。
作为所用的碱,可以列举出:三乙胺、吡啶等有机碱;氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠等无机碱。
碱的使用量相对于化合物(7)1摩尔,通常为1~3摩尔。
在化合物(7)为式(7)中的L为甲磺酰氧基或对甲苯磺酰氧基的化合物(混合酸酐)的情况下,也与卤原子的情况相同。
作为上述反应所用的溶剂,可以列举出例如:氯仿、二氯甲烷等氯类溶剂;N-甲基吡咯烷酮、NM-二甲基甲酰胺、NM-二甲基乙酰胺、六甲基磷酰三胺等酰胺类溶剂;1,4-二氧杂环己烷、环戊基甲基醚、四氢呋喃、四氢吡喃、1,3-二氧杂环戊烷等醚类;二甲亚砜、环丁砜等含硫类溶剂;苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃类溶剂;正戊烷、正己烷、正辛烷等脂肪族烃类溶剂;环戊烷、环己烷等脂环式烃类溶剂;以及由这些溶剂中的2种以上构成的混合溶剂;等。
溶剂的使用量没有特殊限制,可以考虑到所用化合物的种类、反应规模等而适当确定,相对于羟基化合物(6)1g,通常为1~50g。
化合物(7)大多是公知化合物,可以通过任意组合醚键(-O-)、酯键(-C(=O)-O-、-O-C(=O)-)、碳酸酯键(-O-C(=O)-O-)及酰胺键(-C(=O)NH-、-NHC(=O)-)的形成反应,将具有希望结构的多个公知化合物进行适宜结合或修饰来制造。
对于任意反应而言,均可以在反应结束后通过进行有机合成化学中常规的后处理操作,根据需要实施柱色谱法、重结晶法、蒸馏法等公知的分离或纯化方法,从而分离出目标物。
目标的化合物的结构,可以通过NMR谱、IR谱、质谱等测定、元素分析等来进行鉴定。
另外,作为反波长色散聚合性液晶化合物的例子,可以列举出:下述式(II)所示的化合物(以下也称作“化合物(II)”)。
[化学式27]
式中,Y1w~Y8w各自独立地表示化学性的单键、-O-、-S-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-O-、-NR1w-C(=O)-、-C(=O)-NR1w-、-O-C(=O)-NR1w-、-NR1w-C(=O)-O-、-NR1w-C(=O)-NR1w-、-O-NR1w-、或-NR1w-O-。
这里,R1w表示氢原子或碳原子数1~6的烷基。
作为R1w的碳原子数1~6的烷基,可以列举出:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基等。
作为R1w,优选为氢原子或碳原子数1~4的烷基。
在本发明的聚合性化合物中,Y1w~Y8w各自独立地优选为化学性的单键、-O-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、或-O-C(=O)-O-。
G1w、G2w各自独立地表示任选具有取代基的碳原子数1~20的二价脂肪族基团。
作为碳原子数1~20的二价脂肪族基团,可以列举出:碳原子数1~20的亚烷基、碳原子数2~20的亚烯基等具有链状结构的二价脂肪族基团;碳原子数3~20的环烷二基、碳原子数4~20的环烯二基、碳原子数10~30的二价的脂环式稠环基等二价脂肪族基团;等。
作为G1w、G2w的二价脂肪族基团的取代基,可以列举出:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等卤原子;甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、正己氧基等碳原子数1~6的烷氧基;等。这其中,优选氟原子、甲氧基、乙氧基。
此外,所述脂肪族基团中任选介入-O-、-S-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-O-、-NR2w-C(=O)-、-C(=O)-NR2w-、-NR2w-、或-C(=O)-。但是,排除-O-或-S-分别有2个以上相邻存在的情况。这里,R2w与上述R1w同样地表示氢原子或碳原子数1~6的烷基,优选为氢原子或甲基。
作为所述脂肪族基团中介入的基团,优选-O-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-C(=O)-。
作为介入这些基团的脂肪族基团的具体例子,可以列举出:-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-NR2w-C(=O)-CH2-CH2-、-CH2-CH2-C(=O)-NR2w-CH2-、-CH2-NR2w-CH2-CH2-、-CH2-C(=O)-CH2-等。
这些基团中,从更好地表现本发明希望的效果的观点来看,优选G1w、G2w各自独立地为碳原子数1~20的亚烷基、碳原子数2~20的亚烯基等具有链状结构的二价脂肪族基团;更优选亚甲基、亚乙基、三亚甲基、亚丙基、四亚甲基、五亚甲基、六亚甲基、八亚甲基、十亚甲基[-(CH2)10-]等碳原子数1~12的亚烷基;特别优选为四亚甲基[-(CH2)4-]、六亚甲基[-(CH2)6-]、八亚甲基[-(CH2)8-]、以及十亚甲基[-(CH2)10-]。
Z1w、Z2w各自独立地表示无取代或被卤原子取代了的碳原子数2~10的烯基。
作为该烯基的碳原子数,优选为2~6。作为Z1w及Z2w的烯基的取代基、即卤原子,可以列举出氟原子、氯原子、溴原子等,优选氯原子。
作为Z1w及Z2w的碳原子数2~10的烯基的具体例子,可以列举出: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。
其中,从更好地表现本发明希望的效果的观点来看,作为Z1w及Z2w,各自独立地优选为CH2=CH-、CH2=C(CH3)-、CH2=C(Cl)-、CH2=CH-CH2-、CH2=C(CH3)-CH2-、或CH2=C(CH3)-CH2-CH2-,更优选为CH2=CH-、CH2=C(CH3)-、或CH2=C(Cl)-,特别优选为CH2=CH-。
Axw表示具有选自芳香族烃环及芳香族杂环中的至少一种芳环的碳原子数2~30的有机基团。
Axw的具有选自芳香族烃环及芳香族杂环中的至少一种芳环的碳原子数2~30的有机基团是具有多个芳环的有机基团,也可以是具有芳香族烃环及芳香族杂环的有机基团。
作为所述芳香族烃环,可以列举出:苯环、萘环、蒽环等。作为所述芳香族杂环,可以列举出:吡咯环、呋喃环、噻吩环、吡啶环、哒嗪环、嘧啶环、吡嗪环、吡唑环、咪唑环、唑环、噻唑环等单环芳香族杂环;苯并噻唑环、苯并唑环、喹啉环、酞嗪环、苯并咪唑环、苯并吡唑环、苯并呋喃环、苯并噻吩环、噻唑并吡啶环、唑并吡啶环、噻唑并吡嗪环、唑并吡嗪环、噻唑并哒嗪环、唑并哒嗪环、噻唑并嘧啶环、唑并嘧啶环等稠环的芳香族杂环;等。
Axw所具有的芳环也可以具有取代基。作为该取代基,可以列举出:氟原子、氯原子等卤原子;氰基;甲基、乙基、丙基等碳原子数1~6的烷基;乙烯基、烯丙基等碳原子数2~6的烯基;三氟甲基等碳原子数1~6的卤代烷基;二甲基氨基等取代氨基;甲氧基、乙氧基、异丙氧基等碳原子数1~6的烷氧基;硝基;苯基、萘基等芳基;-C(=O)-R5w;-C(=O)-OR5w;-SO2R11w;等。这里,R5w表示碳原子数1~20的烷基、碳原子数2~20的烯基、或碳原子数3~12的环烷基,R11w与后述的R4w同样地表示碳原子数1~20的烷基、碳原子数2~20的烯基、苯基、或4-甲基苯基。
此外,Axw所具有的芳环可以具有多个相同或不同的取代基,相邻的两个取代基还可以共同键合而形成环。所形成的环可以是单环,也可以是稠合多环;可以是不饱和环,也可以是饱和环。
需要说明的是,Axw的碳原子数2~30的有机基团的“碳原子数”是指:不包含取代基碳原子的整个有机基团的总碳原子数(对于后述的Ayw而言,表示相同含义)。
作为Axw的具有选自芳香族烃环及芳香族杂环中的至少一种芳环的碳原子数2~30的有机基团,可以列举出:芳香族烃环基;芳香族杂环基;具有选自芳香族烃环基及芳香族杂环基中的至少一种芳环的碳原子数3~30的烷基;具有选自芳香族烃环基及芳香族杂环基中的至少一种芳环的碳原子数4~30的烯基;具有选自芳香族烃环基及芳香族杂环基中的至少一种芳环的碳原子数4~30的炔基;等。
Axw的优选的具体例子如下所示。但是,在本发明中,Axw不限于如下所示的基团。需要说明的是,下述式中,“-”表示从环的任意位置伸出的键合臂(下同)。
(1)芳香族烃环基
[化学式28]
[化学式29]
(2)芳香族杂环基
[化学式30]
[化学式31]
上述式中,Ew表示NR6w、氧原子或硫原子。这里,R6w表示氢原子;或甲基、乙基、丙基等碳原子数1~6的烷基。
[化学式32]
上述式中,Xw、Yw、Zw各自独立地表示NR7w、氧原子、硫原子、-SO-、或-SO2-(但是,排除氧原子、硫原子、-SO-、-SO2-分别相邻连接的情况。)。R7w与上述R6w同样地表示氢原子;或甲基、乙基、丙基等碳原子数1~6的烷基。
[化学式33]
(上述式中,Xw表示与前述相同的含义。)
(3)具有选自芳香族烃环基及芳香族杂环基中的至少一种芳环的烷基
[化学式34]
(4)具有选自芳香族烃环基及芳香族杂环基中的至少一种芳环的烯基
[化学式35]
(5)具有选自芳香族烃环基及芳香族杂环基中的至少一种芳环的炔基
[化学式36]
上述的Axw中,优选碳原子数6~30的芳香族烃基、或碳原子数4~30的芳香族杂环基,更优选如下所示的任意基团。
[化学式37]
[化学式38]
更优选如下所示的任意基团。
[化学式39]
Axw所具有的环任选具有取代基。作为该取代基,可以列举出:氟原子、氯原子等卤原子;氰基;甲基、乙基、丙基等碳原子数1~6的烷基;乙烯基、烯丙基等碳原子数2~6的烯基;三氟甲基等碳原子数1~6的卤代烷基;二甲基氨基等取代氨基;甲氧基、乙氧基、异丙氧基等碳原子数1~6的烷氧基;硝基;苯基、萘基等芳基;-C(=O)-R12w;-C(=O)-OR12w;-SO2R6w;等。这里,R12w表示甲基、乙基等碳原子数1~6的烷基;或苯基等碳原子数6~14的芳基。这些基团中,优选卤原子、氰基、碳原子数1~6的烷基、以及碳原子数1~6的烷氧基。
此外,Axw所具有的环可以具有多个相同或不同的取代基,相邻的两个取代基可以共同键合而形成环。所形成的环可以是单环,也可以是稠合多环。
需要说明的是,Axw的碳原子数2~30的有机基团的“碳原子数”是指:不包含取代基碳原子的整个有机基团的总碳原子数(对于后述的Ayw而言,表示相同的含义)。
Ayw表示氢原子、任选具有取代基的碳原子数1~20的烷基、任选具有取代基的碳原子数2~20的烯基、任选具有取代基的碳原子数3~12的环烷基、任选具有取代基的碳原子数2~20的炔基、-C(=O)-R3w、-SO2-R4w、-C(=S)NH-R9w、或具有选自芳香族烃环及芳香族杂环中的至少一种芳环的碳原子数2~30的有机基团。这里,R3w表示任选具有取代基的碳原子数1~20的烷基、任选具有取代基的碳原子数2~20的烯基、任选具有取代基的碳原子数3~12的环烷基、碳原子数5~12的芳香族烃基,R4w表示碳原子数1~20的烷基、碳原子数2~20的烯基、苯基、或4-甲基苯基,R9w表示任选具有取代基的碳原子数1~20的烷基、任选具有取代基的碳原子数2~20的烯基、任选具有取代基的碳原子数3~12的环烷基、任选具有取代基的碳原子数5~20的芳香族基团。
作为Ayw的任选具有取代基的碳原子数1~20的烷基的碳原子数1~20的烷基,可以列举出:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、1-甲基戊基、1-乙基戊基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、正己基、异己基、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。任选具有取代基的碳原子数1~20的烷基的碳原子数优选为1~12,更优选为4~10。
作为Ayw的任选具有取代基的碳原子数2~20的烯基的碳原子数2~20的烯基,可以列举出:乙烯基、丙烯基、异丙烯基、丁烯基、异丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基、癸烯基、十一碳烯基、十二碳烯基、十三碳烯基、十四碳烯基、十五碳烯基、十六碳烯基、十七碳烯基、十八碳烯基、十九碳烯基、二十碳烯基等。
任选具有取代基的碳原子数2~20的烯基的碳原子数优选为2~12。
作为Ayw的任选具有取代基的碳原子数3~12的环烷基的碳原子数3~12的环烷基,可以列举出:环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环辛基等。
作为Ayw的任选具有取代基的碳原子数2~20的炔基的碳原子数2~20的炔基,可以列举出: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。
作为Ayw的任选具有取代基的碳原子数1~20的烷基、以及任选具有取代基的碳原子数2~20的烯基的取代基,可以列举出:氟原子、氯原子等卤原子;氰基;二甲基氨基等取代氨基;甲氧基、乙氧基、异丙氧基、丁氧基等碳原子数1~20的烷氧基;甲氧基甲氧基、甲氧基乙氧基等被碳原子数1~12的烷氧基取代的碳原子数1~12的烷氧基;硝基;苯基、萘基等芳基;环丙基、环戊基、环己基等碳原子数3~8的环烷基;环戊氧基、环己氧基等碳原子数3~8的环烷氧基;四氢呋喃基、四氢吡喃基、二氧杂环戊基、二氧杂环己基等碳原子数2~12的环状醚基;苯氧基、萘氧基等碳原子数6~14的芳氧基;三氟甲基、五氟乙基、-CH2CF3等至少1个被氟原子取代的碳原子数1~12的氟代烷氧基;苯并呋喃基;苯并吡喃基;苯并二氧杂环戊基;苯并二氧杂环己基;-C(=O)-R13w;-C(=O)-OR13w;-SO2R8w;-SR10w;被-SR10w取代的碳原子数1~12的烷氧基;羟基;等。这里,R13w以及R10w各自独立地表示碳原子数1~20的烷基、碳原子数2~20的烯基、碳原子数3~12的环烷基、或碳原子数6~12的芳香族烃基,R8w与上述R4w同样地表示碳原子数1~20的烷基、碳原子数2~20的烯基、苯基、或4-甲基苯基。
作为Ayw的任选具有取代基的碳原子数3~12的环烷基的取代基,可以列举出:氟原子、氯原子等卤原子;氰基;二甲基氨基等取代氨基;甲基、乙基、丙基等碳原子数1~6的烷基;甲氧基、乙氧基、异丙氧基等碳原子数1~6的烷氧基;硝基;苯基、萘基等芳基;环丙基、环戊基、环己基等碳原子数3~8的环烷基;-C(=O)-R7w;-C(=O)-OR7w;-SO2R8w;羟基;等。这里,R7w、R8w与前述代表相同的含义。
作为Ayw的任选具有取代基的碳原子数2~20的炔基的取代基,可以列举出:与任选具有取代基的碳原子数1~20的烷基、及任选具有取代基的碳原子数2~20的烯基的取代基相同的取代基。
在Ayw的以-C(=O)-R3w表示的基团中,R3w表示任选具有取代基的碳原子数1~20的烷基、任选具有取代基的碳原子数2~20的烯基、任选具有取代基的碳原子数3~12的环烷基、碳原子数5~12的芳香族烃基。它们的具体例子可以列举出:与上述作为Ayw的任选具有取代基的碳原子数1~20的烷基、任选具有取代基的碳原子数2~20的烯基、任选具有取代基的碳原子数3~12的环烷基的例子而列举的基团相同的那些。
在Ayw的以-SO2-R4w表示的基团中,R4w表示碳原子数1~20的烷基、碳原子数2~20的烯基、苯基、或4-甲基苯基。
R4w的碳原子数1~20的烷基及碳原子数2~20的烯基的具体例子可以列举出:与上述作为Ayw的碳原子数1~20的烷基、碳原子数2~20的烯基的例子而列举出的基团相同的那些。
作为Ayw的具有选自芳香族烃环及芳香族杂环中的至少一种芳环的碳原子数2~30的有机基团,可以列举出:与上述Axw中示例的基团相同的那些。
这些基团中,作为Ayw,优选氢原子、任选具有取代基的碳原子数1~20的烷基、任选具有取代基的碳原子数2~20的烯基、任选具有取代基的碳原子数3~12的环烷基、任选具有取代基的碳原子数2~20的炔基、-C(=O)-R3w、-SO2-R4w所表示的基团、或具有选自芳香族烃环及芳香族杂环中的至少一种芳环的碳原子数2~30的有机基团,更优选氢原子、任选具有取代基的碳原子数1~20的烷基、任选具有取代基的碳原子数2~20的烯基、任选具有取代基的碳原子数3~12的环烷基、任选具有取代基的碳原子数2~20的炔基、任选具有取代基的碳原子数6~12的芳香族烃基、任选具有取代基的碳原子数3~9的芳香族杂环基、-C(=O)-R3w、-SO2-R4w所表示的基团。这里,R3w、R4w与前述代表相同的含义。
作为Ayw的任选具有取代基的碳原子数1~20的烷基、任选具有取代基的碳原子数2~20的烯基、任选具有取代基的碳原子数2~20的炔基的取代基,优选卤原子、氰基、碳原子数1~20的烷氧基、被碳原子数1~12的烷氧基取代的碳原子数1~12的烷氧基、苯基、环己基、碳原子数2~12的环状醚基、碳原子数6~14的芳氧基、羟基、苯并二氧杂环己基、苯磺酰基、4-甲苯磺酰基、苯甲酰基、-SR10w。这里,R10w与前述代表相同的含义。
作为Ayw的任选具有取代基的碳原子数3~12的环烷基、任选具有取代基的碳原子数6~12的芳香族烃基、任选具有取代基的碳原子数3~9的芳香族杂环基的取代基,优选氟原子、碳原子数1~6的烷基、碳原子数1~6的烷氧基、氰基。
此外,Axw与Ayw也可以共同形成环。作为该环,可以列举出:任选具有取代基的碳原子数4~30的不饱和杂环、碳原子数6~30的不饱和碳环。
作为所述碳原子数4~30的不饱和杂环、碳原子数6~30的不饱和碳环,没有特殊限制,可以具有芳香性,也可以不具有芳香性。例如,可以列举出如下所示的环。需要说明的是,如下所示的环表示的是式(II)中作为
[化学式40]
而表示的部分。[化学式41]
[化学式42]
[化学式43]
(式中,Xw、Yw、Zw与前述代表相同的含义。)
此外,这些环也可以具有取代基。作为该取代基,可以列举出:与作为Axw所具有的芳环的取代基而示例的基团相同的那些。
Axw与Ayw中所含的π电子的总数,从更好地表现本发明希望的效果的观点来看,优选为4以上且24以下,更优选6以上且20以下,进一步优选6以上且18以下。
作为Axw与Ayw的优选组合,可以列举出:
(α)Axw为碳原子数4~30的芳香族烃基或芳香族杂环基;Ayw为氢原子、碳原子数3~8的环烷基、任选具有(卤原子、氰基、碳原子数1~6的烷基、碳原子数1~6的烷氧基、或者碳原子数3~8的环烷基)作为取代基的碳原子数6~12的芳香族烃基、任选具有(卤原子、碳原子数1~6的烷基、碳原子数1~6的烷氧基、氰基)作为取代基的碳原子数3~9的芳香族杂环基、任选具有取代基的碳原子数1~20的烷基、任选具有取代基的碳原子数1~20的烯基、任选具有取代基的碳原子数2~20的炔基,且该取代基为卤原子、氰基、碳原子数1~20的烷氧基、被碳原子数1~12的烷氧基取代的碳原子数1~12的烷氧基、苯基、环己基、碳原子数2~12的环状醚基、碳原子数6~14的芳氧基、羟基、苯并二氧杂环己基、苯磺酰基、苯甲酰基、-SR10w中的任意基团;的组合;
以及
(β)Axw与Ayw共同形成了不饱和杂环或不饱和碳环的组合。
这里,R10w与前述代表相同的含义。
作为Axw与Ayw的更优选的组合,可以列举出:
(γ)Axw为具有下述结构的基团中的任意基团;Ayw为氢原子、碳原子数3~8的环烷基、任选具有(卤原子、氰基、碳原子数1~6的烷基、碳原子数1~6的烷氧基或碳原子数3~8的环烷基)作为取代基的碳原子数6~12的芳香族烃基、任选具有(卤原子、碳原子数1~6的烷基、碳原子数1~6的烷氧基、氰基)作为取代基的碳原子数3~9的芳香族杂环基、任选具有取代基的碳原子数1~20的烷基、任选具有取代基的碳原子数1~20的烯基、任选具有取代基的碳原子数2~20的炔基,且该取代基为卤原子、氰基、碳原子数1~20的烷氧基、被碳原子数1~12的烷氧基取代的碳原子数1~12的烷氧基、苯基、环己基、碳原子数2~12的环状醚基、碳原子数6~14的芳氧基、羟基、苯并二氧杂环己基、苯磺酰基、苯甲酰基、-SR10w中的任意基团;的组合。这里,R10w与前述代表相同的含义。
[化学式44]
[化学式45]
(式中,Xw、Yw与前述代表相同的含义。)
作为Axw与Ayw的特别优选的组合,可以列举出:
(δ)Axw为具有下述结构的基团中的任意基团;Ayw为氢原子、碳原子数3~8的环烷基、任选具有(卤原子、氰基、碳原子数1~6的烷基、碳原子数1~6的烷氧基或碳原子数3~8的环烷基)作为取代基的碳原子数6~12的芳香族烃基、任选具有(卤原子、碳原子数1~6的烷基、碳原子数1~6的烷氧基、氰基)作为取代基的碳原子数3~9的芳香族杂环基、任选具有取代基的碳原子数1~20的烷基、任选具有取代基的碳原子数1~20的烯基、任选具有取代基的碳原子数2~20的炔基,且该取代基为卤原子、氰基、碳原子数1~20的烷氧基、被碳原子数1~12的烷氧基取代的碳原子数1~12的烷氧基、苯基、环己基、碳原子数2~12的环状醚基、碳原子数6~14的芳氧基、羟基、苯并二氧杂环己基、苯磺酰基、苯甲酰基、-SR10w中的任意基团;的组合。下述式中,Xw表示与前述相同的含义。这里,R10w表示与前述相同的含义。
[化学式46]
A1w表示任选具有取代基的三价芳香族基团。作为三价芳香族基团,可以是三价的碳环式芳香族基团,也可以是三价的杂环式芳香族基团。从更好地表现本发明希望的效果的观点来看,优选三价的碳环式芳香族基团,更优选三价的苯环基或三价的萘环基,进一步优选下述式所示的三价的苯环基或三价的萘环基。
需要说明的是,在下述式中,为了便于进一步明确键合状态,标注了取代基Y1w、Y2w(Y1w、Y2w与前述代表相同的含义。下同)。
[化学式47]
这些基团中,作为A1w,更优选如下所示的式(Aw11)~(Aw25)所表示的基团,进一步优选式(Aw11)、(Aw13)、(Aw15)、(Aw19)、(Aw23)所表示的基团,特别优选式(Aw11)、(Aw23)所表示的基团。。
[化学式48]
作为A1w的三价芳香族基团所任选具有的取代基,可以列举出:与上述作为AXw的芳香族基团的取代基而示例的基团相同的那些。作为A1w,优选不具有取代基。
A2w、A3w各自独立地表示任选具有取代基的碳原子数3~30的二价脂环式烃基。
作为碳原子数3~30的二价脂环式烃基,可以列举出:碳原子数3~30的环烷二基、碳原子数10~30的二价的脂环式稠环基等。
作为碳原子数3~30的环烷二基,可以列举出:环丙烷二基;环丁烷-1,2-二基、环丁烷-1,3-二基等环丁烷二基;环戊烷-1,2-二基、环戊烷-1,3-二基等环戊烷二基;环己烷-1,2-二基、环己烷-1,3-二基、环己烷-1,4-二基等环己烷二基;环庚烷-1,2-二基、环庚烷-1,3-二基、环庚烷-1,4-二基等环庚烷二基;环辛烷-1,2-二基、环辛烷-1,3-二基、环辛烷-1,4-二基、环辛烷-1,5-二基等环辛烷二基;环癸烷-1,2-二基、环癸烷-1,3-二基、环癸烷-1,4-二基、环癸烷-1,5-二基等环癸烷二基;环十二烷-1,2-二基、环十二烷-1,3-二基、环十二烷-1,4-二基、环十二烷-1,5-二基等环十二烷二基;环十四烷-1,2-二基、环十四烷-1,3-二基、环十四烷-1,4-二基、环十四烷-1,5-二基、环十四烷-1,7-二基等环十四烷二基;环二十烷-1,2-二基、环二十烷-1,10-二基等环二十烷二基;等。
作为碳原子数10~30的二价的脂环式稠环基,可以列举出:萘烷-2,5-二基、萘烷-2,7-二基等萘烷二基;金刚烷-1,2-二基、金刚烷-1,3-二基等金刚烷二基;双环[2.2.1]庚烷-2,3-二基、双环[2.2.1]庚烷-2,5-二基、双环[2.2.1]庚烷-2,6-二基等双环[2.2.1]庚烷二基;等。
这些二价脂环式烃基还可以在任意的位置具有取代基。作为取代基,可以列举出:与上述作为AXw的芳香族基团的取代基而示例的基团相同的那些。
这些基团中,作为A2w、A3w,优选碳原子数3~12的二价脂环式烃基,更优选碳原子数3~12的环烷二基,进一步优选下述式(Aw31)~(Aw34)所示的基团,特别优选下述式(Aw32)所示的基团。
[化学式49]
就所述碳原子数3~30的二价脂环式烃基而言,根据与Y1w、Y3w(或Y2w、Y4w)键合的碳原子的空间构型的不同,可以存在顺式、反式的立体异构体。例如,对于环己烷-1,4-二基的情况而言,如下所示,可以存在顺式的异构体(Aw32a)与反式的异构体(Aw32b)。
[化学式50]
在本发明中,可以是顺式,也可以是反式,或者还可以是顺式与反式的异构体混合物,但从取向性良好来看,优选反式或者顺式,更优选反式。
A4w、A5w各自独立地表示任选具有取代基的碳原子数6~30的二价芳香族基团。
A4w、A5w的芳香族基团可以是单环的芳香族基团,也可以是多环的芳香族基团。
作为A4w、A5w的优选的具体例子,可以列举出下述基团。
[化学式51]
上述A4w、A5w的二价芳香族基团也可以在任意的位置具有取代基。作为该取代基,可以列举出:卤原子、氰基、羟基、碳原子数1~6的烷基、碳原子数1~6的烷氧基、硝基、-C(=O)-OR14w基;等。这里,R14w为碳原子数1~6的烷基。其中,优选卤原子、碳原子数1~6的烷基、烷氧基。此外,作为卤原子,更优选氟原子;作为碳原子数1~6的烷基,更优选甲基、乙基、丙基;作为烷氧基,更优选甲氧基、乙氧基。
这些基团中,从更好地表现本发明希望的效果的观点来看,更优选A4w、A5w各自独立地为任选具有取代基的下述式(Aw41)、(Aw42)及(Aw43)所示的基团,特别优选任选具有取代基的式(Aw41)所示的基团。
[化学式52]
Q1w表示氢原子、任选具有取代基的碳原子数1~6的烷基。
作为任选具有取代基的碳原子数1~6的烷基,可以列举出:与在上述AXw中示例的相同的那些。
这其中,Q1w优选氢原子或碳原子数1~6的烷基,更优选氢原子及甲基。
化合物(II)可以利用与前述的化合物(I)相同的工序来获得。
(添加物单体)
本发明中的添加物单体是可以加入到包含反波长色散聚合性液晶化合物的液晶组合物中的单体,是能够与反波长色散液晶化合物进行聚合、交联的化合物。
液晶组合物包含添加物单体A或添加物单体B作为添加物单体。添加物单体A以及添加物单体B可以单独使用任一种,也可以将两种组合使用。
在将添加物单体A分散在反波长色散聚合性液晶化合物中时,在波长λ=380nm~780nm的范围,添加物单体A满足下述式(i)。
此外,在将添加物单体B分散在反波长色散聚合性液晶化合物中时,在波长λ=380nm~780nm的范围,添加物单体B满足下述式(ii)。
ne>nea且no<noa 式(i)
ne<neb且no>nob 式(ii)
在上述式(i)及式(ii)中,ne表示反波长色散聚合性液晶化合物的慢轴方向的折射率。此外,no表示反波长色散聚合性液晶化合物的快轴方向的折射率。另外,nea表示分散在反波长色散聚合性液晶化合物中时的添加物单体A的ne方向的折射率。此外,noa表示分散在反波长色散聚合性液晶化合物中时的添加物单体A的no方向的折射率。另外,neb表示分散在反波长色散聚合性液晶化合物中时的添加物单体B的ne方向的折射率。此外,nob表示分散在反波长色散聚合性液晶化合物中时的添加物单体B的no方向的折射率。
从使用(式4)~(式12)进行的上述说明可知,包含满足式(i)的添加物单体A的液晶组合物的双折射Δn比反波长色散聚合性液晶化合物的双折射Δn小。由此,能够使包含添加物单体A的液晶组合物的双折射Δn的波长色散比反波长色散聚合性液晶化合物的双折射Δn的波长色散大。
此外,包含满足式(ii)的添加物单体B的液晶组合物的双折射Δn比反波长色散聚合性液晶化合物的双折射Δn大。由此,能够使包含添加物单体B的液晶组合物的双折射Δn的波长色散比反波长色散聚合性液晶化合物的双折射Δn的波长色散小。
因此,通过控制液晶组合物中的添加物单体A以及添加物单体B的量,能够控制液晶组合物的波长色散的大小。
此外,添加物单体A的折射率nea及noa、以及添加物单体B的折射率neb及nob,与上述的(式4)~(式12)的折射率之间的对应如下所述。
添加物单体A的折射率nea对应于(式8)的折射率ne2’或(式12)的折射率n’,添加物单体A的折射率noa对应于(式8)的折射率no2’或(式12)的折射率n’。
此外,添加物单体B的折射率neb对应于(式4)的折射率ne1’,添加物单体B的折射率nob对应于(式4)的折射率no1’。
如上所述,式(i)以及式(ii)的折射率nea、noa、neb及nob是在使添加物单体A或B分散于反波长色散聚合性液晶化合物中时的折射率。该折射率也可以不必在使添加物单体A或B分散于反波长色散聚合性液晶化合物中的状态下进行测定。在判明了使添加物单体A或B分散于反波长色散聚合性液晶化合物中的状态下的反波长色散聚合性液晶化合物的慢轴方向及快轴方向、以及添加物单体A或B的慢轴方向及快轴方向的情况下,也可以由未分散于反波长色散聚合性液晶化合物中的状态的添加物单体A或B,来测定所述的添加物单体A的折射率nea及noa、以及添加物单体B的折射率neb及nob。例如,在使用了液晶化合物作为添加物单体A或B的情况下,通常,液晶化合物的慢轴方向与反波长色散聚合性液晶化合物的慢轴方向在液晶组合物中平行。因此,在这样地判明了液晶组合物中的慢轴方向的情况下,可以由在未使添加物单体A或B分散于反波长色散聚合性液晶化合物中的状态下测定的添加物单体A或B的折射率,求出所述的折射率nea、nob、neb及nob。
就添加物单体B的情况而言,没有特殊限制,只要是满足式(ii)的单体即可,可以列举出作为正波长色散聚合性液晶化合物的那些,特别是,可以列举出:BASF公司制造的聚合性液晶化合物LC1057、下述化合物(2)等。
就添加物单体A的情况而言,没有特殊限制,只要是满足式(i)的单体即可,可以使用正波长色散聚合性液晶化合物、不是液晶化合物(没有折射率各向异性)的树脂单体。具体地可以列举出:下述化合物(3)等。
添加物单体相对于反波长色散聚合性液晶化合物的量的比,可以根据对双折射Δn的波长色散变化的大小进行控制的必要性而变化,通常,相对于反波长色散聚合性液晶性化合物100重量份,优选使添加物单体为1重量份以上且100重量份以下,更优选5重量份以上且50重量份以下。
[化学式53]
[化学式54]
(液晶组合物的其他成分、具有光学各向异性层的相位差板的制造方法)
接下来,对使用了本发明的反波长色散聚合性液晶化合物的相位差板的制造方法进行说明。就该方法而言,可以考虑各种方法,但下述方法是简便的,即,在支持体上涂布作为包含反波长色散聚合性液晶化合物、并包含添加物单体A或B的液晶组合物的溶液,并通过曝光使其固化。由此,能够在支持体上形成光学各向异性层,因而能够得到具备该光学各向异性层的相位差板。
溶液中除了上述反波长色散聚合性液晶化合物、添加物单体A及B、以及溶剂以外,还可以包含手性试剂、光聚合引发剂、热聚合引发剂、增感剂、链转移剂、多官能单体或者低聚物、树脂、表面活性剂、储存稳定剂、密合改善剂,以及其他必要的材料。这些材料可以在该液晶组合物不丧失液晶性的范围且不损害波长色散特性的范围内进行添加。
作为溶剂,可以列举出例如:环戊酮、环己酮、乙基溶纤剂乙酸酯、丁基溶纤剂乙酸酯、乙酸1-甲氧基-2-丙酯、1,3-二氧杂环戊烷、二乙二醇二甲基醚、乙苯、乙二醇二乙基醚、二甲苯、乙基溶纤剂、甲基正戊基酮、丙二醇单甲基醚、甲苯、甲乙酮、乙酸乙酯、甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、异丁酮、石油类溶剂等,它们可以单独或混合使用。
相对于反波长色散聚合性液晶化合物100重量份,溶剂可以以100重量份~1000重量份、优选150重量份~600重量份的量使用。
作为光聚合引发剂,可以使用:4-苯氧基二氯苯乙酮、4-叔丁基-二氯苯乙酮、二乙氧基苯乙酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、1-羟基环己基苯基酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)-丁烷-1-酮等苯乙酮类光聚合引发剂,苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻异丙基醚、安息香双甲醚等苯偶姻类光聚合引发剂,二苯甲酮、苯甲酰苯甲酸、苯甲酰苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、羟基二苯甲酮、丙烯酰化二苯甲酮、4-苯甲酰基-4’-甲基二苯基硫醚等二苯甲酮类光聚合引发剂,噻吨酮、2-氯噻吨酮、2-甲基噻吨酮、异丙基噻吨酮、2,4-二异丙基噻吨酮等噻吨酮类光聚合引发剂,2,4,6-三氯均三嗪、2-苯基-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪、2-(对甲氧基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪、2-(对甲苯基)-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪、2-胡椒基-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-苯乙烯基-均三嗪、2-(萘-1-基)-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪、2-(4-甲氧基-萘-1-基)-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪、2,4-三氯甲基-(胡椒基)-6-三嗪、2,4-三氯甲基-(4’-甲氧基苯乙烯基)-6-三嗪等三嗪类光聚合引发剂,硼酸盐类光聚合引发剂、咔唑类光聚合引发剂、咪唑类光聚合引发剂等。
相对于反波长色散聚合性液晶化合物100重量份,光聚合引发剂可以以0.1重量份~30重量份、优选0.5重量份~10重量份的量使用。
上述光聚合引发剂可以单独使用或者将2种以上混合使用。作为增感剂,也可以与α-酰氧基酯、酰基氧化膦、苯甲酰甲酸甲酯、苯偶酰、9,10-菲醌、樟脑醌、乙基蒽醌、4,4’-二乙基间苯二苯酮(diethyl isophthalophenone)、3,3’,4,4’-四(叔丁基过氧羰基)二苯甲酮、4,4’-二乙基氨基二苯甲酮等化合物组合使用。
相对于光聚合引发剂100重量份,增感剂的含量可以为0.1~60重量份。
进一步,包含反波长色散聚合性液晶化合物的溶液中可以包含发挥作为链转移剂的功能的多官能硫醇。
多官能硫醇可以使用具有2个以上巯基的化合物。作为多官能硫醇,可以列举出例如:己二硫醇、癸二硫醇、1,4-丁二醇双硫代丙酸酯、1,4-丁二醇双巯基乙酸酯、乙二醇双巯基乙酸酯、乙二醇双硫代丙酸酯、三羟甲基丙烷三巯基乙酸酯、三羟甲基丙烷三硫代丙酸酯、三羟甲基丙烷三(3-巯基丁酸酯)、季戊四醇四巯基乙酸酯、季戊四醇四硫代丙酸酯、三巯基丙酸三(2-羟基乙基)异氰脲酸酯、1,4-二甲基巯基苯、2,4,6-三巯基-均三嗪、2-(NM-二丁基氨基)-4,6-二巯基-均三嗪等。这些多官能硫醇可以使用1种,或者将2种以上混合使用。
相对于反波长色散聚合性液晶化合物100重量份,可以以0.2~150重量份、优选0.2~100重量份的量使用多官能硫醇。
作为表面活性剂,可以列举出:聚氧乙烯烷基醚硫酸盐、十二烷基苯磺酸钠、苯乙烯-丙烯酸共聚物的碱盐、烷基萘磺酸钠、烷基二苯基醚二磺酸钠、月桂基硫酸单乙醇胺、月桂基硫酸三乙醇胺、月桂基硫酸铵、硬脂酸单乙醇胺、硬脂酸钠、月桂基硫酸钠、苯乙烯-丙烯酸共聚物的单乙醇胺、聚氧乙烯烷基醚磷酸酯等阴离子型表面活性剂;聚氧乙烯油基醚、聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯烷基醚磷酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐单硬脂酸酯、聚乙二醇单月桂酸酯等非离子型表面活性剂;烷基季铵盐、它们的氧化乙烯加成物等阳离子型表面活性剂;烷基二甲基氨基乙酸甜菜碱等烷基甜菜碱、烷基咪唑啉等两性表面活性剂。它们可以单独使用,也可以将2种以上混合使用。
进一步,为了使包含反波长色散聚合性液晶化合物的溶液的经时粘度变得稳定,可以包含储存稳定剂。作为储存稳定剂,可以列举出例如:苄基三甲基氯化物、二乙基羟胺等季铵氯化物,乳酸、草酸等有机酸及其甲基醚,叔丁基邻苯二酚、四乙基膦、四苯基膦等有机膦,亚磷酸盐等。储存稳定剂相对于反波长色散聚合性液晶化合物100重量份,可以包含0.1~10重量份的量。
此外,为了提高与支持体的密合性,还可以使包含反波长色散聚合性液晶化合物的溶液中包含硅烷偶联剂等密合改善剂。
作为硅烷偶联剂,可以列举出:乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷等乙烯基硅烷类,γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等(甲基)丙烯酰基硅烷类,β-(3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧基环己基)甲基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧基环己基)乙基三乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧基环己基)甲基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷等环氧基硅烷类、N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-γ-氨基丙基三乙氧基硅烷等氨基硅烷类,γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷等硫代硅烷类等。
硅烷偶联剂相对于反波长色散聚合性液晶化合物100重量份,可以包含0.01~100重量份的量。
接着,将该溶液涂布在支持体上。此时,根据需要而预先对支持体的表面实施取向处理。涂布可以采用:旋涂法、狭缝涂布法、凸版印刷法、丝网印刷、平版印刷、背面印刷(反転印刷)、凹版印刷以及其他的印刷方法、或这些印刷法与胶版方式组合而成的方法、喷墨法、棒涂法以及其他已知的成膜方法。
对支持体的种类没有特殊限制,可以是由有机或无机的公知材料制成的板或膜。此外,作为支持体,优选使用透明的支持体。作为有机材料的例子,可以列举出:聚环烯烃[例如,ZEONEX、ZEONOR(注册商标;日本瑞翁公司制造)、ARTON(注册商标;JSR公司制造)、以及Apel(注册商标;三井化学公司制造)]、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、纤维素、三乙酸纤维素、以及聚醚砜。作为无机材料的例子,可以列举出:硅、玻璃、以及方解石。从成本及操作性的良好性来看,优选有机材料。塑料膜等透光性膜、玻璃板或者树脂板等是合适的。
可以在支持体的面上设置取向膜。在该情况下,可以在该取向膜上形成光学各向异性层。取向膜可以使液晶组合物中的液晶化合物在面内沿一个方向取向。
取向膜可以含有例如聚酰亚胺、聚乙烯醇、聚酯、聚芳酯、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺等聚合物。取向膜可以通过将含有这样的聚合物的溶液(取向膜用液晶组合物)在支持体上涂布成膜状并进行干燥、然后沿一个方向进行摩擦处理等而得到。
取向膜的厚度优选为0.001~5μm,更优选为0.001~1μm。
对于支持体或取向膜的面,可以视需要而实施摩擦处理。通过实施这样的摩擦处理,可以为该面赋予使液晶组合物中的可显示液晶性的化合物发生均一取向的取向能力。
摩擦处理的方法没有特殊限制,可以列举出例如:利用由尼龙等合成纤维、木棉等天然纤维制成的布或缠绕有毡的辊沿着一定方向擦拭支持体或取向膜的面的方法。为了使进行了将摩擦处理时产生的微粉末(异物)除去而处理过的面达到洁净的状态,优选在摩擦处理后对处理后的面利用异丙醇等进行洗涤。
此外,除了进行摩擦处理的方法以外,还可以通过对取向膜的表面照射偏振紫外线的方法,使取向膜具有将液晶层在面内沿一个方向进行取向限制的功能。
此外,作为其他方法,也可以采用通过使Ar+等的离子束相对于支持体倾斜地入射从而赋予支持体以均一取向能的离子束取向法。
通过该涂敷,可以形成液晶组合物的层,并使层内的液晶化合物以希望的形态均一取向。即,能够使涂敷的液晶组合物的取向均一化。有些情况下,该取向也可以通过涂敷而直接实现,但有些情况下,可根据需要,通过在涂敷后实施加温等取向处理来实现。关于此时的加热温度,在将液晶相-各向同性相转变温度设为TN的情况下,通常为TN-50℃~TN+10℃的范围。优选TN-10℃~TN+10℃的范围。更优选TN-5℃~TN℃的范围。
液晶组合物的层的干燥可以采用自然干燥、加热干燥、减压干燥、减压加热干燥等干燥方法来实现。通过这样的干燥,能够除去溶剂。
作为液晶组合物的层中的聚合性化合物的聚合方法,可以根据聚合性化合物及聚合引发剂等液晶组合物的成分的性质而适宜选择适合的方法。可以列举出例如:照射活性能量射线的方法、以及热聚合法。从无需加热、在室温即可进行反应的角度来看,优选照射活性能量射线的方法。作为活性能量射线,可以使用紫外线、电子束、可见光及红外线等放射线中的一种或多种。其中,从操作简便的观点来看,优选照射紫外线等光线的方法。这里,所照射的活性能量射线可以包括可见光、紫外线及红外线以及电子束等任意的能量射线。紫外线照射时的温度优选为30℃以下。紫外线照射强度通常为0.1mW/cm2~1000mW/cm2的范围、优选0.5mW/cm2~200mW/cm2的范围。通过聚合,可以将液晶组合物的均一化的取向状态固定化。
(光学各向异性层)
在光学各向异性层中,反波长色散聚合性液晶化合物的主链液晶基元以及侧链液晶基元沿着不同的方向取向。光学各向异性层中的所述“反波长色散聚合性液晶化合物的液晶基元”是指:曾存在于反波长色散聚合性液晶化合物的分子内的、通过反波长色散聚合性液晶化合物的聚合而生成的聚合物内的液晶基元。这样,通过主链液晶基元以及侧链液晶基元沿着不同的方向取向,光学各向异性层的双折射ΔnL’具有反波长色散特性,由此能够展现良好的作为相位差板的特性。
光学各向异性层的双折射ΔnL’具有反波长色散特性的事实,可以通过使用相位差解析装置(AXOMETRICS公司制造的制品名“AxoScan”等)在各种波长λ下测定双折射ΔnL’来确认。
如上所述,光学各向异性层是使本发明的液晶组合物固化而得到的层。因此,该光学各向异性层能够具有与液晶组合物的取向状态同样的取向状态,因而能够像液晶组合物那样对波长色散进行控制。因此,在光学各向异性层的制造方法中,通过控制液晶组合物中的添加物单体A或添加物单体B的含量,能够控制光学各向异性层的波长色散的大小。
例如,在由包含反波长色散聚合性液晶化合物与添加物单体A的液晶组合物构成的光学各向异性层中,可使液晶组合物固化而成的光学各向异性层的双折射ΔnL’的波长色散比仅使反波长色散聚合性液晶化合物均一取向而形成的光学各向异性层的双折射ΔnL的波长色散大。因此,上述的双折射ΔnL’以及双折射ΔnL能够满足下述式(iii)的关系。
ΔnL(450)/ΔnL(550)>ΔnL’(450)/ΔnL’(550)且
ΔnL(650)/ΔnL(550)<ΔnL’(650)/ΔnL’(550) 式(iii)
此外,例如,在由包含反波长色散聚合性液晶化合物与添加物单体B的液晶组合物构成的光学各向异性层中,可使液晶组合物固化而成的光学各向异性层的双折射ΔnL’的波长色散比仅使反波长色散聚合性液晶化合物均一取向而形成的光学各向异性层的双折射ΔnL的波长色散小。因此,上述的双折射ΔnL’以及双折射ΔnL能够满足下述式(iv)的关系。
ΔnL(450)/ΔnL(550)<ΔnL’(450)/ΔnL’(550)且
ΔnL(650)/ΔnL(550)>ΔnL’(650)/ΔnL’(550) 式(iv)
在上述的式(iii)及式(iv)中,ΔnL(450)表示波长λ=450nm下的双折射ΔnL,ΔnL(550)表示波长λ=550nm下的双折射ΔnL,ΔnL(650)表示波长λ=650nm下的双折射ΔnL。此外,ΔnL’(450)表示波长λ=450nm下的双折射ΔnL’,ΔnL’(550)表示波长λ=550nm下的双折射ΔnL’,ΔnL’(650)表示波长λ=650nm下的双折射ΔnL’。
光学各向异性层的厚度没有特殊限制,可以适宜调整、以使延迟等特性达到希望的范围。具体地,厚度的下限优选0.1μm以上,更优选0.5μm以上,另一方面,厚度的上限优选10μm以下,更优选5μm以下。
(相位差板:其他的构成元件)
本发明的相位差板可以仅由如上所述的光学各向异性层构成,或者,也可以根据需要而具有其他的层。例如,可以以不剥离而直接具备在光学各向异性层的制造中使用的支持体、取向膜等构件的状态作为相位差板使用。该情况下,通常可以使光学各向异性层以外的层为光学各向同性层。作为任意的层的其它例子,可以列举出:将各层间粘接的粘接层、使膜的滑动性良好的消光层、耐冲击性聚甲基丙烯酸酯树脂层等硬涂层、防反射层、防眩层、防污层等。
(图像显示装置)
本发明的图像显示装置具备上述本发明的相位差板。在本发明的图像显示装置中,相位差板可以与线性起偏器组合而作为圆偏振片来设置。
作为本发明的图像显示装置的例子,可以列举出:液晶显示装置、有机场致发光显示装置、等离子体显示装置、FED(场发射)显示装置、以及SED(表面电场)显示装置,特别优选液晶显示装置、有机场致发光显示装置。
作为液晶单元的驱动方式,可以列举出例如:平面转换(IPS)方式、垂直取向(VA)方式、多畴垂直取向(MVA)方式、连续焰火状排列(CPA)方式、混合排列向列(HAN)方式、扭曲向列(TN)方式、超扭曲向列(STN)方式、光学补偿弯曲排列(OCB)方式等。这其中,优选平面转换方式以及垂直取向方式,特别优选平面转换方式。平面转换方式的液晶单元的视场角宽,但通过采用相位差板,能够进一步拓宽视场角。
本发明的图像显示装置可以仅具备1片上述本发明的相位差板,也可以具备2片以上。在本发明的图像显示装置中,上述本发明的相位差板可以通过利用粘接剂粘贴于液晶单元等其他构成元件而进行设置。
实施例
以下,对本发明的实施方式进行说明,但本发明不限于此。此外,本发明中使用的材料对光极为敏感,因此有必要防止由自然光等不需要的光引起的感光,因而不言自明的是全部操作在黄色、或红色灯下进行。需要说明的是,在实施例和比较例中,所述“份”是指”重量份”。
(制造例1)化合物1的合成
[化学式55]
<步骤1:中间体A的合成>
[化学式56]
在氮气流中,向配备有温度计的四颈反应器中加入2,5-二羟基苯甲醛20g(144.8mmol)、4-(6-丙烯酰基-己-1-基氧基)苯甲酸(DKSH公司制造)105.8g(362.0mmol)、4-(二甲基氨基)吡啶5.3g(43.4mmol)、以及N-甲基吡咯烷酮200ml,得到均一的溶液。向该溶液中加入1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(WSC)83.3g(434.4mmol),25℃搅拌12小时。反应结束后,将反应液投入水1.5升中,用乙酸乙酯500ml进行萃取。将乙酸乙酯层用无水硫酸钠进行干燥后,滤去硫酸钠。利用旋转蒸发仪从滤液中减压蒸馏除去乙酸乙酯,得到了淡黄色固体。将该淡黄色固体利用硅胶柱色谱法(甲苯:乙酸乙酯=9:1(体积比))进行纯化,得到了75g白色固体形式的中间体A(收率:75.4%)。
结构利用1H-NMR进行了鉴定。
1H-NMR(400MHz,CDCl3,TMS,δppm):10.20(s,1H)、8.18-8.12(m,4H)、7.78(d,1H,J=2.8Hz)、7.52(dd,1H,J=2.8Hz,8.7Hz)、7.38(d,1H,J=8.7Hz)、7.00-6.96(m,4H)、6.40(dd,2H,J=1.4Hz,17.4Hz)、6.12(dd,2H,J=10.6Hz,17.4Hz)、5.82(dd,2H,J=1.4Hz,10.6Hz)、4.18(t,4H,J=6.4Hz)、4.08-4.04(m,4H)、1.88-1.81(m,4H)、1.76-1.69(m,4H)、1.58-1.42(m,8H)
<步骤2:化合物1的合成>
在氮气流中,向配备有温度计的四颈反应器中加入前述步骤1中合成的中间体A10.5g(15.3mmol)、2-肼基苯并噻唑3.0g(18.3mmol)、以及四氢呋喃(THF)80ml,得到均一的溶液。向该溶液中加入(±)-10-樟脑磺酸18mg(0.08mmol),于25℃搅拌3小时。反应结束后,将反应液投入10%碳酸氢钠水800ml中,用乙酸乙酯100ml萃取2次。收集乙酸乙酯层,用无水硫酸钠进行干燥,滤去硫酸钠。利用旋转蒸发仪从滤液中减压蒸馏除去乙酸乙酯,得到了淡黄色固体。将该淡黄色固体利用硅胶柱色谱法(甲苯:乙酸乙酯=8:2(体积比))进行纯化,得到了8.0g淡黄色固体形式的化合物1(收率:62.7%)。目标物的结构利用1H-NMR、质谱进行了鉴定。
1H-NMR(500MHz,DMSO-d6,TMS,δppm):12.30(br,1H)、8.19(s,1H)、8.17-8.12(m,4H)、7.76(d,1H,J=3.0Hz)、7.68(d,1H,J=7.5Hz)、7.45-7.39(m,3H)、7.28(t,1H,J=8.0Hz)、7.18-7.14(m,4H)、7.09(t,1H、J=8.0Hz)、6.33(dd,2H,J=1.5Hz,17.5Hz)、6.18(dd,2H,J=10.5Hz,17.5Hz)、5.944(dd,1H,J=1.5Hz,10.5Hz)、5.941(dd,1H,J=1.5Hz,10.5Hz)、4.14-4.10(m,8H)、1.80-1.75(m,4H)、1.69-1.63(m,4H)、1.53-1.38(m,8H)
LCMS(APCI):calcd for C46H47N3O10S:833[M+];Found:833
<相转变温度的测定>
量取10mg的化合物1,直接以固体状态夹入带有实施了摩擦处理的聚酰亚胺取向膜的2片玻璃基板之间。将该基板载置于热板上,从50℃升温至200℃,然后再降温至50℃。利用偏光显微镜(Nikon公司制造、ECLIPSE LV100POL型)观察在升温、降温时组织结构的变化。其结果是,在升温过程中,于102℃由固相转变为向列液晶相,进一步于165℃转变为各向同性液体相。另一方面,在降温过程中,于140℃由各向同性液体相转变为向列液晶相,进一步在50℃以下转变为固相。
[比较例1]
首先,作为比较例,对使用了未进行波长色散控制的反波长色散聚合性液晶化合物的相位差板的制造方法及其光学特性进行说明,然后,作为实施例,对使用了进行了波长色散控制的包含反波长色散聚合性液晶化合物的液晶组合物的例子进行说明。
对下述组成的混合物进行搅拌混合使其均一,用孔径0.45μm的过滤器进行过滤,得到了包含反波长色散聚合性液晶化合物的溶液。
反波长色散聚合性液晶化合物:化合物1 19.3份
光聚合引发剂:Irgacure-379(BASFJapan株式会社制造)0.6份
表面活性剂:Ftergent 209F 1%溶液(NEOS株式会社制造)5.8份
溶剂:环戊酮74.3份
通过对光学各向同性的支持体(COP ZEONOR FILM、商品名“ZF16”、日本瑞翁公司制造)的一个面进行摩擦,进行了取向处理。在该面上用旋涂器涂敷上述包含反波长色散聚合性液晶化合物的溶液,使得干燥膜厚为1.4μm。用热板于120℃加热干燥2分钟,得到了多层物。
然后,利用金属卤化物灯对该液晶取向基板进行了紫外线的曝光。紫外线的照射量为波长λ=365nm下、照度16mW/cm2、曝光量100mJ/cm2。由此,得到了由支持体、及其上设置的膜厚1.4μm的光学各向异性层构成的相位差板。
<折射率的波长色散测定>
对于制作的相位差板,使用Metricon公司制造的折射率测定装置:Prism Coupler(棱镜耦合仪)进行了慢轴方向和快轴方向的折射率测定。测定了波长λ为407nm、532nm及633nm时的折射率,通过将所得的值适用于Cauchy(柯西)模型,计算出了波长色散特性。其结果如图6所示。波长λ=550nm下的值为ne=1.708、no=1.610。
<双折射Δn的波长色散测定>
对于制作的相位差板,使用AXOMETRICS公司制造的相位差解析装置:AxoScan进行了面内相位差Re的波长色散特性的测定。由Δn=Re/膜厚的关系计算出Δn,得到了Δn(450)/Δn(550)=0.92、Δn(650)/Δn(550)=1.01。
[实施例1]
对下述表1所示的命名为组合物1、组合物2、组合物3的各混合物进行搅拌混合使其均一,用孔径0.45μm的过滤器进行过滤,得到了包含反波长色散聚合性液晶化合物的溶液。相位差板的制造与比较例同样地进行。这里,就作为添加物单体使用的LC1057而言,已经判明:在分散于化合物1中并均一取向的状态下,LC1057的慢轴方向与化合物1的慢轴方向平行。
[表1]
名称 | 制造者 | 组合物1 | 组合物2 | 组合物3 | |
反色散聚合性液晶 | 化合物1 | 日本瑞翁(株) | 18.3份 | 17.4份 | 15.4份 |
添加物单体 | LC1057 | BASF JAPAN(株) | 1.0份 | 1.9份 | 3.9份 |
光聚合引发剂 | Irgacure-379 | BASF JAPAN(株) | 0.6份 | 0.6份 | 0.6份 |
表面活性剂 | Ftergent-209F | NEOS(株) | 5.8份 | 5.8份 | 5.8份 |
溶剂 | 环戊酮 | - | 74.3份 | 74.3份 | 74.3份 |
<折射率的波长色散测定>
通过对支持体(COP ZEONOR FILM、商品名“ZF16”、日本瑞翁公司制造)的一个面进行摩擦,进行了取向处理。
在该面上,用旋涂器涂敷将添加物单体LC1057 20份溶解于环戊酮80份中而得到的溶液,使得干燥膜厚为1.4μm。用热板于120℃加热干燥2分钟,得到了多层物。然后,利用金属卤化物灯对该多层物进行了紫外线的曝光。紫外线的照射量为波长λ=365nm下、为照度16mW/cm2、曝光量100mJ/cm2。使用Metricon公司制造的折射率测定装置:Prism Coupler(棱镜耦合仪)进行了慢轴方向和快轴方向的LC1057的折射率测定。其结果确认,在λ=380~780nm的整个波长范围,慢轴方向的折射率比化合物1大,而快轴方向的折射率比化合物1小。波长λ=550nm下的折射率为ne=1.763、no=1.551。
然后,进行了各液晶组合物的慢轴方向与快轴方向的折射率测定。其结果如图7所示。可以确认,随着添加物单体的添加量增加,慢轴方向的折射率变得更大,而快轴方向的折射率变得更小。该结果表明,可以根据添加物单体的添加量来控制液晶组合物的折射率。
<双折射Δn的波长色散测定>
对于制造的相位差板,使用AXOMETRICS公司制造的相位差解析装置:AxoScan进行了波长色散特性的测定。根据所得的Re波长色散特性与膜厚,计算出各组成的Δn(λ)/Δn(550),结果如图8和下述表2所示。可以确认,随着添加物单体的添加量增加,双折射Δn的波长色散变小。该结果表明,可以根据添加物单体的添加量来控制液晶组合物的双折射Δn的波长色散。
[表2]
化合物1 | 组合物1 | 组合物2 | 组合物3 | |
Δn(450)/Δn(550) | 0.92 | 0.96 | 0.98 | 1.02 |
Δn(650)/Δn(550) | 1.01 | 0.99 | 0.97 | 0.96 |
[实施例2]
对下述表3的命名为组合物4、组合物5的各种混合物进行搅拌混合,使其均一,用0.45μm的过滤器进行过滤,得到了包含反波长色散聚合性液晶化合物的溶液。相位差板的制造与比较例同样地进行。
[表3]
名称 | 制造者 | 组合物4 | 组合物5 | |
反色散聚合性液晶 | 化合物1 | 日本瑞翁(株) | 18.3份 | 17.4份 |
添加物单体 | 化合物3 | 日本瑞翁(株) | 1.0份 | 1.9份 |
光聚合引发剂 | Irgacure-379 | BASF JAPAN(株) | 0.6份 | 0.6份 |
表面活性剂 | Ftergent-209F | NEOS(株) | 5.8份 | 5.8份 |
溶剂 | 环戊酮 | - | 74.3份 | 74.3份 |
[化学式57]
<折射率的波长色散测定>
对于添加物单体(化合物3),与实施例1同样地使用Metricon公司制造的折射率测定装置:Prism Coupler(棱镜耦合仪)进行了慢轴方向与快轴方向的折射率测定。其结果确认,在λ=380~780nm的整个波长范围,慢轴方向的折射率比化合物1小,而快轴方向的折射率比化合物1大。此外,化合物3无各向异性,波长λ=550nm下的折射率为ne=1.635。
<双折射Δn的波长色散测定>
对于制造的相位板,使用AXOMETRICS公司制造的相位差解析装置:AxoScan进行了波长色散特性的测定。根据所得Re波长色散特性与膜厚,计算出各组成的Δn(λ)/Δn(550),结果如图9和表4所示。可以确认,随着添加物单体的添加量增加,双折射Δn的波长色散变大。该结果表明,可以根据添加物单体的添加量来控制液晶组合物的双折射Δn的波长色散。
[表4]
化合物1 | 组合物4 | 组合物5 | |
Δn(450)/Δn(550) | 0.92 | 0.91 | 0.90 |
Δn(650)/Δn(550) | 1.01 | 1.02 | 1.03 |
Claims (5)
1.一种液晶组合物,其包含反波长色散聚合性液晶化合物和添加物单体B,其中,
所述反波长色散聚合性液晶化合物的分子中具有主链液晶基元和键合于所述主链液晶基元的侧链液晶基元,均一取向时,所述主链液晶基元与所述侧链液晶基元的光轴沿着不同的方向取向,由此,其双折射Δn具有反波长色散特性,
所述反波长色散聚合性液晶化合物为下述式(I)或(II)所示的化合物:
在式(I)中,Y1~Y6各自独立地表示化学性的单键、-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-;其中,R1表示氢原子或碳原子数1~6的烷基,
G1、G2各自独立地表示任选具有取代基的碳原子数1~20的2价脂肪族基团;在所述脂肪族基团中任选介入-O-、-S-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-O-、-NR2-C(=O)-、-C(=O)-NR2-、-NR2-或-C(=O)-,但是,排除-O-或-S-分别有2个以上相邻存在的情况;其中,R2表示氢原子或碳原子数1~6的烷基,
Z1、Z2各自独立地表示任选被卤原子取代的碳原子数2~10的烯基,
Ax表示具有选自芳香族烃环及芳香族杂环中的至少一种芳环的碳原子数2~30的有机基团,
Ay表示氢原子、任选具有取代基的碳原子数1~12的烷基、任选具有取代基的碳原子数2~12的烯基、任选具有取代基的碳原子数3~12的环烷基、-C(=O)-R3、-SO2-R6或具有选自芳香族烃环及芳香族杂环中的至少一种芳环的碳原子数2~30的有机基团;其中,R3表示任选具有取代基的碳原子数1~12的烷基、任选具有取代基的碳原子数2~12的烯基、任选具有取代基的碳原子数3~12的环烷基;R6表示碳原子数1~12的烷基、碳原子数2~12的烯基、苯基或4-甲基苯基,
在此,所述Ax及Ay所具有的芳环也可以具有取代基,此外,所述Ax与Ay也可以共同形成环,
A1表示任选具有取代基的三价芳香族基团,
A2、A3各自独立地表示任选具有取代基的碳原子数6~30的二价芳香族基团,
Q1表示氢原子或任选具有取代基的碳原子数1~6的烷基,
在式(II)中,Y1w~Y8w各自独立地表示化学性的单键、-O-、-S-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-O-、-NR1w-C(=O)-、-C(=O)-NR1w-、-O-C(=O)-NR1w-、-NR1w-C(=O)-O-、-NR1w-C(=O)-NR1w-、-O-NR1w-或-NR1w-O-;其中,R1w表示氢原子或碳原子数1~6的烷基,
G1w、G2w各自独立地表示任选具有取代基的碳原子数1~20的二价脂肪族基团;在所述脂肪族基团中任选介入-O-、-S-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-O-、-NR2w-C(=O)-、-C(=O)-NR2w-、-NR2w-或-C(=O)-,但是,排除-O-或-S-分别有2个以上相邻存在的情况;其中,R2w表示氢原子或碳原子数1~6的烷基,
Z1w、Z2w各自独立地表示无取代或被卤原子取代了的碳原子数2~10的烯基,
Axw表示具有选自芳香族烃环及芳香族杂环中的至少一种芳环的碳原子数2~30的有机基团;Axw所具有的环任选具有取代基,
Ayw表示氢原子、任选具有取代基的碳原子数1~20的烷基、任选具有取代基的碳原子数2~20的烯基、任选具有取代基的碳原子数3~12的环烷基、任选具有取代基的碳原子数2~20的炔基、-C(=O)-R3w、-SO2-R4w、-C(=S)NH-R9w或具有选自芳香族烃环及芳香族杂环中的至少一种芳环的碳原子数2~30的有机基团;其中,R3w表示任选具有取代基的碳原子数1~20的烷基、任选具有取代基的碳原子数2~20的烯基、任选具有取代基的碳原子数3~12的环烷基、碳原子数5~12的芳香族烃基;R4w表示碳原子数1~20的烷基、碳原子数2~20的烯基、苯基或4-甲基苯基;R9w表示任选具有取代基的碳原子数1~20的烷基、任选具有取代基的碳原子数2~20的烯基、任选具有取代基的碳原子数3~12的环烷基、任选具有取代基的碳原子数5~20的芳香族基团,
Axw与Ayw也可以共同形成环,
A1w表示任选具有取代基的三价芳香族基团,
A2w、A3w各自独立地表示任选具有取代基的碳原子数3~30的二价脂环式烃基,
A4w、A5w各自独立地表示任选具有取代基的碳原子数6~30的二价芳香族基团,
Q1w表示氢原子、任选具有取代基的碳原子数1~6的烷基,
在波长λ=380nm~780nm的范围,使所述添加物单体B分散于所述反波长色散聚合性液晶化合物中时,所述添加物单体B满足下述式(ii):
ne<neb且no>nob 式(ii)
式中,
将所述反波长色散聚合性液晶化合物的慢轴方向折射率设为ne、快轴方向折射率设为no,
将分散于所述反波长色散聚合性液晶化合物时的添加物单体B的慢轴方向的折射率设为neb、快轴方向的折射率设为nob。
2.一种相位差板,其具有使液晶组合物固化而成的光学各向异性层,所述液晶组合物包含反波长色散聚合性液晶化合物和添加物单体B,其中,
在所述光学各向异性层中,所述反波长色散聚合性液晶化合物的分子中具有主链液晶基元和键合于所述主链液晶基元的侧链液晶基元,所述主链液晶基元与所述侧链液晶基元的光轴沿着不同的方向取向,由此,所述光学各向异性层的双折射ΔnL’能够具有反波长色散特性,
所述反波长色散聚合性液晶化合物为下述式(I)或(II)所示的化合物:
在式(I)中,Y1~Y6各自独立地表示化学性的单键、-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-;其中,R1表示氢原子或碳原子数1~6的烷基,
G1、G2各自独立地表示任选具有取代基的碳原子数1~20的2价脂肪族基团;在所述脂肪族基团中任选介入-O-、-S-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-O-、-NR2-C(=O)-、-C(=O)-NR2-、-NR2-或-C(=O)-,但是,排除-O-或-S-分别有2个以上相邻存在的情况;其中,R2表示氢原子或碳原子数1~6的烷基,
Z1、Z2各自独立地表示任选被卤原子取代的碳原子数2~10的烯基,
Ax表示具有选自芳香族烃环及芳香族杂环中的至少一种芳环的碳原子数2~30的有机基团,
Ay表示氢原子、任选具有取代基的碳原子数1~12的烷基、任选具有取代基的碳原子数2~12的烯基、任选具有取代基的碳原子数3~12的环烷基、-C(=O)-R3、-SO2-R6或具有选自芳香族烃环及芳香族杂环中的至少一种芳环的碳原子数2~30的有机基团;其中,R3表示任选具有取代基的碳原子数1~12的烷基、任选具有取代基的碳原子数2~12的烯基、任选具有取代基的碳原子数3~12的环烷基;R6表示碳原子数1~12的烷基、碳原子数2~12的烯基、苯基或4-甲基苯基,
在此,所述Ax及Ay所具有的芳环也可以具有取代基,此外,所述Ax与Ay也可以共同形成环,
A1表示任选具有取代基的三价芳香族基团,
A2、A3各自独立地表示任选具有取代基的碳原子数6~30的二价芳香族基团,
Q1表示氢原子或任选具有取代基的碳原子数1~6的烷基,
在式(II)中,Y1w~Y8w各自独立地表示化学性的单键、-O-、-S-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-O-、-NR1w-C(=O)-、-C(=O)-NR1w-、-O-C(=O)-NR1w-、-NR1w-C(=O)-O-、-NR1w-C(=O)-NR1w-、-O-NR1w-或-NR1w-O-;其中,R1w表示氢原子或碳原子数1~6的烷基,
G1w、G2w各自独立地表示任选具有取代基的碳原子数1~20的二价脂肪族基团;在所述脂肪族基团中任选介入-O-、-S-、-O-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-O-、-NR2w-C(=O)-、-C(=O)-NR2w-、-NR2w-或-C(=O)-,但是,排除-O-或-S-分别有2个以上相邻存在的情况;其中,R2w表示氢原子或碳原子数1~6的烷基,
Z1w、Z2w各自独立地表示无取代或被卤原子取代了的碳原子数2~10的烯基,
Axw表示具有选自芳香族烃环及芳香族杂环中的至少一种芳环的碳原子数2~30的有机基团;Axw所具有的环任选具有取代基,
Ayw表示氢原子、任选具有取代基的碳原子数1~20的烷基、任选具有取代基的碳原子数2~20的烯基、任选具有取代基的碳原子数3~12的环烷基、任选具有取代基的碳原子数2~20的炔基、-C(=O)-R3w、-SO2-R4w、-C(=S)NH-R9w或具有选自芳香族烃环及芳香族杂环中的至少一种芳环的碳原子数2~30的有机基团;其中,R3w表示任选具有取代基的碳原子数1~20的烷基、任选具有取代基的碳原子数2~20的烯基、任选具有取代基的碳原子数3~12的环烷基、碳原子数5~12的芳香族烃基;R4w表示碳原子数1~20的烷基、碳原子数2~20的烯基、苯基或4-甲基苯基;R9w表示任选具有取代基的碳原子数1~20的烷基、任选具有取代基的碳原子数2~20的烯基、任选具有取代基的碳原子数3~12的环烷基、任选具有取代基的碳原子数5~20的芳香族基团,
Axw与Ayw也可以共同形成环,
A1w表示任选具有取代基的三价芳香族基团,
A2w、A3w各自独立地表示任选具有取代基的碳原子数3~30的二价脂环式烃基,
A4w、A5w各自独立地表示任选具有取代基的碳原子数6~30的二价芳香族基团,
Q1w表示氢原子、任选具有取代基的碳原子数1~6的烷基,
在波长λ=380nm~780nm的范围,添加物单体B满足下述式(ii):
ne<neb且no>nob 式(ii)
式中,
将所述反波长色散聚合性液晶化合物的慢轴方向折射率设为ne、快轴方向折射率设为no,
将分散于所述反波长色散聚合性液晶化合物时的添加物单体B的慢轴方向的折射率设为neb、快轴方向的折射率设为nob,
使所述液晶组合物固化而成的光学各向异性层的双折射ΔnL’、以及仅使所述反波长色散聚合性液晶化合物均一取向而形成的光学各向异性层的双折射ΔnL显示式(iv)的关系:
ΔnL(450)/ΔnL(550)<ΔnL’(450)/ΔnL’(550)且
ΔnL(650)/ΔnL(550)>ΔnL’(650)/ΔnL’(550) 式(iv)
式中,
将波长λ=450nm的双折射ΔnL、ΔnL’设为ΔnL(450)、ΔnL’(450),
将波长λ=550nm的双折射ΔnL、ΔnL’设为ΔnL(550)、ΔnL’(550),
将波长λ=650nm的双折射ΔnL、ΔnL’设为ΔnL(650)、ΔnL’(650)。
3.一种相位差板的制造方法,其是制造权利要求2所述的相位差板的方法,其中,
该方法包括:
在支持体上涂布所述液晶组合物的工序、
使涂布的液晶组合物的取向均一化的工序、以及
将均一化而成的取向状态固定化的工序。
4.一种图像显示装置,其包含权利要求2所述的相位差板。
5.一种相位差板的制造方法,所述相位差板具有使权利要求1所述的液晶组合物固化而成的光学各向异性层,其中,
该方法包括:
根据所述液晶组合物中的添加物单体B的含量来控制光学各向异性层的波长色散的大小。
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