CN111656233B - 液晶性组合物、侧链型高分子液晶性化合物、吸光各向异性膜、层叠体及图像显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题在于提供一种能够形成高取向度的吸光各向异性膜的侧链型高分子液晶性化合物、液晶性组合物、使用液晶性组合物的吸光各向异性膜、层叠体及图像显示装置。本发明的液晶性组合物含有侧链型高分子液晶性化合物和二色性物质,侧链型高分子液晶性化合物是具有重复单元1和重复单元2的共聚物,重复单元1具有介晶基团和存在于介晶基团的末端的哈米特取代基常数σp值大于0的吸电子基团,重复单元2具有介晶基团和存在于介晶基团的末端的哈米特取代基常数σp值为0以下的基团。
Description
技术领域
本发明涉及一种液晶性组合物、侧链型高分子液晶性化合物、吸光各向异性膜、层叠体及图像显示装置。
背景技术
以往,当需要包括激光或自然光的照射光的衰减功能、偏振功能、散射功能或遮光功能等时,利用了根据按各自功能而不同的原理工作的装置。因此,与上述功能对应的产品也是通过按各自功能而不同的制造工序制造的。
例如,在液晶显示器(liquid crystal display:LCD)中,为了控制显示中的旋光性及双折射性而使用线偏振片及圆偏振片。并且,在有机发光二极管(Organic LightEmitting Diode:OLED)中,为了防止外光的反射也使用圆偏振片。
以往,在这些偏振片(偏振元件)中,将碘广泛用作二色性物质,但对将有机色素用作二色性物质来替代碘的偏振元件也进行了研究。
例如,专利文献1中记载有“一种吸光各向异性膜,其特征在于,含有至少一种热致液晶性二色性色素及至少一种热致液晶性高分子,上述热致液晶性二色性色素在吸光各向异性膜中的质量含有率为30%以上。”([权利要求1])。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-237513号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
本发明人等对专利文献1中记载的吸光各向异性膜进行研究的结果,发现根据用于形成吸光各向异性膜的热致液晶性高分子的种类,存在随着二色性物质的取向度降低而吸光各向异性膜的取向度不充分等改善的余地。
因此,本发明的课题在于提供一种能够形成高取向度的吸光各向异性膜的侧链型高分子液晶性化合物、液晶性组合物、使用了液晶性组合物的吸光各向异性膜、层叠体及图像显示装置。
用于解决技术课题的手段
本发明人等为了解决上述课题而进行深入研究的结果,发现若与二色性物质一同配合具有重复单元1(具有介晶基团和存在于其末端的哈米特取代基常数σp值大于0的吸电子基团)及重复单元2(具有介晶基团和存在于其末端的哈米特取代基常数σp值为0以下的基团)的侧链型高分子液晶性化合物,则相较于用不具有重复单元1或重复单元2的侧链型高分子液晶性化合物的情况,使用具有重复单元1或重复单元2的侧链型高分子液晶性化合物来形成的吸光各向异性膜的取向度变高,以至完成了本发明。
即,本发明人等发现通过以下构成能够解决上述课题。
[1]一种液晶性组合物,其含有侧链型高分子液晶性化合物和二色性物质,
上述侧链型高分子液晶性化合物是具有重复单元1和重复单元2的共聚物,
上述重复单元1具有介晶基团和存在于上述介晶基团的末端的哈米特取代基常数σp值大于0的吸电子基团,
上述重复单元2具有介晶基团和存在于上述介晶基团的末端的哈米特取代基常数σp值为0以下的基团。
[2]根据[1]所述的液晶性组合物,其中,
上述重复单元1是由后述式(1)表示的重复单元,
上述重复单元2不是由后述式(1)表示的重复单元,而是由后述式(2)表示的重复单元。
在后述式(1)中,P1表示重复单元的主链,L1表示单键或二价连结基团,SP1及SP2分别独立地表示间隔基,M1表介晶基团,EWG表示哈米特取代基常数σp值大于0的吸电子基团。
在后述式(2)中,P2表示重复单元的主链,L2表示单键或二价连结基团,SP3表示间隔基,M2表示具有3个以上环状结构的介晶基团,T1表示哈米特取代基常数σp值小于0的给电子基团。
[3]根据[1]或[2]所述的液晶性组合物,其中,
上述重复单元1中的上述吸电子基团的哈米特取代基常数σp值为0.3以上,
上述重复单元2中的上述基团是哈米特取代基常数σp值为-0.1以下的给电子基团。
[4]根据[1]~[3]中任一项所述的液晶性组合物,其中,
上述重复单元1的含量相对于上述侧链型高分子液晶性化合物的总质量为40质量%以下,
上述重复单元2的含量相对于上述侧链型高分子液晶性化合物的总质量为60质量%以上。
[5]根据[1]~[4]中任一项所述的液晶性组合物,其中,
上述重复单元1中的上述吸电子基团的哈米特取代基常数σp值与上述侧链型高分子液晶性化合物中的上述重复单元1的质量基准的含有比例的乘积为0.02~0.15。
[6]根据[1]~[5]中任一项所述的液晶性组合物,其中,
上述重复单元1中的上述吸电子基团的哈米特取代基常数σp值与上述侧链型高分子液晶性化合物中的上述重复单元1的质量基准的含有比例的乘积为0.050~0.130。
[7]根据[2]~[6]中任一项所述的液晶性组合物,其中,
上述式(1)的SP1与上述式(2)的SP3的结构相同。
[8]根据[2]~[7]中任一项所述的液晶性组合物,其中,
上述式(1)的M1与上述式(2)的M2的结构相同。
[9]根据[2]~[8]中任一项所述的液晶性组合物,其中,
上述式(1)的SP2为单键。
[10]一种侧链型高分子液晶性化合物,其为具有重复单元1和重复单元2的共聚物,其中,
上述重复单元1是由后述式(1)表示的重复单元,
上述重复单元2不是由后述式(1)表示的重复单元,而是由后述式(2)表示的重复单元,
后述式(1)的M1与后述式(2)的M2的结构相同。
在后述式(1)中,P1表示重复单元的主链,L1表示单键或二价连结基团,SP1及SP2分别独立地表示间隔基,M1表示具有3个以上环状结构的介晶基团,EWG表示哈米特取代基常数σp值大于0的吸电子基团。
在后述式(2)中,P2表示重复单元的主链,L2表示单键或二价连结基团,SP3表示间隔基,M2表示具有3个以上环状结构的介晶基团,T1表示哈米特取代基常数σp值小于0的给电子基团。
[11]一种吸光各向异性膜,其使用[1]~[9]中任一项所述的液晶性组合物而形成。
[12]一种层叠体,其具有基材和设置于上述基材上的[11]所述的吸光各向异性膜。
[13]根据[12]所述的层叠体,其还具有设置于上述吸光各向异性膜上的λ/4板。
[14]一种图像显示装置,其具有[11]所述的吸光各向异性膜或者[12]或[13]所述的层叠体。
发明效果
根据本发明,能够提供一种能够形成高取向度的吸光各向异性膜的侧链型高分子液晶性化合物、液晶性组合物、使用了液晶性组合物的吸光各向异性膜、层叠体及图像显示装置。
具体实施方式
以下,对本发明进行详细说明。
以下所记载的构成要件的说明有时根据本发明的代表性实施方式进行,但本发明并不限定于这种实施方式。
在本说明书中,使用“~”表示的数值范围是指将记载于“~”的前后的数值作为下限值及上限值而包括的范围。
并且,在本说明书中,(甲基)丙烯酸是指“丙烯酸”及“甲基丙烯酸”的统称,(甲基)丙烯酰基是指“丙烯酰基”及“甲基丙烯酰基”的统称,(甲基)丙烯酰基氧基是指“丙烯酰基氧基”及“甲基丙烯酰基氧基”的统称。
[液晶性组合物]
本发明的液晶性组合物含有侧链型高分子液晶性化合物和二色性物质。并且,本发明中的侧链型高分子液晶性化合物是具有重复单元1和重复单元2的共聚物。
并且,本发明中的侧链型高分子液晶性化合物所具有的上述重复单元1具有介晶基团和存在于上述介晶基团的末端的哈米特取代基常数σp值大于0的吸电子基团。
并且,本发明中的侧链型高分子液晶性化合物所具有的上述重复单元2具有介晶基团和存在于上述介晶基团的末端的哈米特取代基常数σp值为0以下的基团。
另外,在本说明书中,有时将哈米特取代基常数σp值简称为“σp值”。
本发明人等为了获得取向度高的吸光各向异性膜而对侧链型高分子液晶性化合物进行研究的结果,发现根据构成侧链型高分子液晶性化合物的重复单元的末端基为供电子性或吸电子性,取向度会发生变化。具体而言,发现通过本发明的液晶性组合物含有包括具有介晶基团和存在于其末端的σp值大于0的吸电子基团的重复单元1以及具有介晶基团和存在于其末端的σp值为0以下的基团的重复单元2的侧链型高分子液晶性化合物,相较于使用仅具有上述重复单元1或上述重复单元2中的任一种的侧链型高分子液晶性化合物的情况,使用具有上述重复单元1和上述重复单元2的侧链型高分子液晶性化合物来形成的吸光各向异性膜的取向度得到提高。其理由的详细内容虽不清楚,但大致推定如下。
即,推测通过在重复单元1和重复单元2中产生的反向的偶极矩进行分子间相互作用,介晶基团在短轴方向上的相互作用变强,液晶取向的朝向变得更均匀,其结果,认为液晶的秩序度变高。由此,推测二色性物质的取向性也变良好,因此所形成的吸光各向异性膜的取向度变高。
〔侧链型高分子液晶性化合物〕
本发明中的侧链型高分子液晶性化合物是包括具有介晶基团和存在于上述介晶基团的末端的σp值大于0的吸电子基团的重复单元1以及具有介晶基团和存在于上述介晶基团的末端的σp值为0以下的基团的重复单元2的共聚物。侧链型高分子液晶性化合物可以是嵌段聚合物、交替聚合物、无规聚合物及接枝聚合物等任意聚合物。
其中,侧链型高分子液晶性化合物表示在侧链具有液晶结构的高分子液晶性化合物。以下,有时将侧链型高分子液晶性化合物简称为“高分子液晶性化合物”。
<重复单元1>
重复单元1具有介晶基团和存在于上述介晶基团的末端的σp值大于0的吸电子基团。
介晶基团是表示有助于液晶形成的液晶分子的主要骨架的基团,详细内容如后述式(1)中的M1中说明,其具体例也相同。
上述吸电子基团是位于介晶基团的末端且σp值大于0的基团。作为吸电子基团(σp值大于0的基团),可举出由后述式(1)中的EWG表示的基团,其具体例也相同。
上述吸电子基团的σp值大于0,从吸光各向异性膜的取向度会变得更高的观点考虑,优选0.3以上,更优选0.4以上。从取向的均匀性优异的观点考虑,上述吸电子基团的σp值的上限值优选1.2以下,更优选1.0以下。
其中,哈米特方程的取代基常数σ是将取代苯甲酸的酸解离平衡常数中的取代基的效果以数值表示的值,且是表示取代基的吸电子性及供电子性的强度的参数。本说明书中的哈米特取代基常数σp值表示取代基位于苯甲酸的对位时的取代基常数σ。
本说明书中的各基团的哈米特取代基常数σp值采用文献“Hansch et al.,Chemical Reviews,1991,Vol,91,No.2,165-195”中记载的值。另外,关于在上述文献中未示出哈米特取代基常数σp值的基团,能够利用软件“ACD/ChemSketch(ACD/Labs8.00Release Product Version:8.08)”,根据苯甲酸的pKa与在对位具有取代基的苯甲酸衍生物的pKa之差,算出哈米特取代基常数σp值。
重复单元1只要在侧链具有介晶基团和存在于上述介晶基团的末端的σp值大于0的吸电子基团,则并无特别限定,从吸光各向异性膜的取向度会变得更高的观点考虑,优选为由下述式(1)表示的重复单元。
[化学式1]
在式(1)中,P1表示重复单元的主链,L1表示单键或二价连结基团,SP1及SP2分别独立地表示间隔基,M1表介晶基团,EWG表示σp值大于0的吸电子基团。
作为P1所表示的重复单元的主链,具体而言,例如可举出由下述式(P1-A)~(P1-D)表示的基团,其中,从成为原料的单体的多样性及处理容易的观点考虑,优选为由下述式(P1-A)表示的基团。
[化学式2]
在式(P1-A)~(P1-D)中,“*”表示与式(1)中的L1的键合位置。在式(P1-A)~(P1-D)中,R1、R2、R3及R4分别独立地表示氢原子、卤原子、碳原子数1~10的烷基或碳原子数1~10的烷氧基。上述烷基可以是直链或支链的烷基,也可以是具有环状结构的烷基(环烷基)。并且,上述烷基的碳原子数优选为1~5。
由式(P1-A)表示的基团优选为通过(甲基)丙烯酸酯的聚合而得的聚(甲基)丙烯酸酯的部分结构的一单元。
由式(P1-B)表示的基团优选为对具有环氧基的化合物的环氧基进行开环聚合而形成的乙二醇单元。
由式(P1-C)表示的基团优选为对具有氧杂环丁烷基的化合物的氧杂环丁烷基进行开环聚合而形成的丙二醇单元。
由式(P1-D)表示的基团优选为通过具有烷氧基甲硅烷基及硅烷醇基中的至少一个基团的化合物的缩聚来获得的聚硅氧烷的硅氧烷单元。其中,作为具有烷氧基甲硅烷基及硅烷醇基中的至少一个基团的化合物,可举出具有由式SiR4(OR5)2-表示的基团的化合物。式中,R4的含义与(P1-D)中的R4相同,多个R5分别独立地表示氢原子或碳原子数1~10的烷基。
L1为单键或二价连结基团。
作为L1所表示的二价连结基团,可举出-C(O)O-、-OC(O)-、-O-、-S-、-C(O)NR3-、-NR3C(O)-、-S(O)2-及-NR3R4-等。式中,R3及R4分别独立地表示氢原子、可具有取代基(例如,后述取代基W)的碳原子数1~6的烷基。上述二价连结基团的具体例中,左侧的连接键与P1键合,右侧的连接键与SP1键合。
P1为由式(P1-A)表示的基团时,L1优选为由-C(O)O-表示的基团。
P1为由式(P1-B)~(P1-D)表示的基团时,从本发明的效果更优异的理由考虑,L1优选为单键。
SP1所表示的间隔基优选为包含选自包括氧乙烯结构、氧丙烯结构、聚硅氧烷结构及氟化亚烷基结构的组中的至少一种结构的基团或碳原子数2~20的直链或支链的亚烷基。其中,上述亚烷基也可以包含-O-、-O-CO-、-CO-O-或-O-CO-O-。
从容易显现液晶性或原材料的获取性等理由考虑,SP1所表示的间隔基优选包含选自包括氧乙烯结构、氧丙烯结构、聚硅氧烷结构及氟化亚烷基结构的组中的至少一种结构。
其中,SP1所表示的氧乙烯结构优选为由*-(CH2-CH2O)n1-*表示的基团。式中,n1表示1~20的整数,*表示与L1或M1的键合位置。
并且,SP1所表示的氧丙烯结构优选为由*-(CH(CH3)-CH2O)n2-*表示的基团。式中,n2表示1~3的整数,*表示与L1或M1的键合位置。
并且,SP1所表示的聚硅氧烷结构优选为由*-(Si(CH3)2-O)n3-*表示的基团。式中,n3表示6~10的整数,*表示与L1或M1的键合位置。
并且,SP1所表示的氟化亚烷基结构优选为由*-(CF2-CF2)n4-*表示的基团。式中,n4表示6~10的整数,*表示与L1或M1的键合位置。
M1所表示的介晶基团是指表示有助于液晶形成的液晶分子的主要骨架的基团。液晶分子显示结晶状态与各向同性液体状态的中间状态(中间相)的液晶性。关于介晶基团并无特别限制,例如能够参考“Flussige Kristalle in Tabellen II”(VEB DeutscheVerlag fur Grundstoff Industrie,Leipzig,1984年刊),尤其能够参考第7页~第16页的记载及液晶便览编辑委员会编,液晶便览(丸善,2000年刊),尤其能够参考第3章的记载。
作为介晶基团,例如优选为具有选自包括芳香族烃基、杂环基及脂环式基的组中的至少一种环状结构的基团。这些之中,从本发明的效果更优异的观点考虑,介晶基团优选为具有芳香族烃基的基团。
从能够提高耐热性的观点考虑,介晶基团优选具有两个以上的环状结构(优选芳香族烃基),更优选具有3个以上的环状结构。并且,从提高对有机溶剂的溶解性的观点考虑,介晶基团优选具有5个以下的环状结构,更优选具有4个以下的环状结构。
作为介晶基团,从液晶性的显现、液晶相转变温度的调整、原料获得性及合成适性等观点及本发明的效果更优异的理由考虑,优选由下述式(M1-A)或下述式(M1-B)表示的基团,更优选由式(M1-B)表示的基团。
[化学式3]
在式(M1-A)中,A1为选自包括芳香族烃基、杂环基及脂环式基的组中的二价基团。这些基团可以被烷基、氟化烷基或烷氧基或后述取代基W等取代基取代。
由A1表示的二价基团优选为4~6元环。并且,由A1表示的二价基团可以是单环,也可以是稠环。
*表示与SP1或SP2的键合位置。
作为A1所表示的二价芳香族烃基,可举出亚苯基、亚萘基、芴-二基、蒽-二基及并四苯-二基等,从介晶骨架的设计的多样性或原材料的获取性等观点考虑,优选为亚苯基或亚萘基,更优选为亚苯基。
作为A1所表示的二价杂环基,可以是芳香族或非芳香族中的任一种,但从进一步提高取向度的观点考虑,优选为二价芳香族杂环基。
作为除了构成二价芳香族杂环基的碳以外的原子,可举出氮原子、硫原子及氧原子。当芳香族杂环基具有多个除了碳以外的构成环的原子时,这些可以相同也可以不同。
作为二价芳香族杂环基的具体例,例如可举出亚吡啶基(吡啶-二基)、哒嗪-二基、咪唑-二基、亚噻吩基(噻吩-二基)、亚喹啉基(喹啉-二基)、亚异喹啉基(异喹啉-二基)、噁唑-二基、噻唑-二基、噁二唑-二基、苯并噻唑-二基、苯并噻二唑-二基、邻苯二甲酰亚胺-二基、噻吩并噻唑-二基、噻唑并噻唑-二基、噻吩并噻吩-二基及噻吩并噁唑-二基等。
作为A1所表示的二价脂环式基的具体例,可举出亚环戊基及亚环己基等。
在式(M1-A)中,a1表示1~10的整数。a1为2以上时,多个A1可以相同也可以不同。
从进一步发挥本发明的效果的观点考虑,a1优选2以上的整数,更优选3以上的整数。
在式(M1-B)中,A2及A3分别独立地为选自包括芳香族烃基、杂环基及脂环式基的组中的二价基团。A2及A3的具体例及优选方式与式(M1-A)的A1相同,因此省略其说明。
在式(M1-B)中,a2表示1~10的整数,a2为2以上时,多个A2可以相同也可以不同,多个LA1可以相同也可以不同。从本发明的效果更优异的理由考虑,a2优选为2以上的整数。
在式(M1-B)中,a2为1时,LA1为二价连结基团。a2为2以上时,多个LA1分别独立地为单键或二价连结基团,多个LA1中的至少一个为二价连结基团。a2为2时,从本发明的效果更优异的理由考虑,优选在两个LA1中,一个为二价连结基团,另一个为单键。
式(M1-B)中,作为LA1所表示的二价连结基团,可举出-O-、-(CH2)g-、-(CF2)g-、-Si(CH3)2-、-(Si(CH3)2O)g-、-(OSi(CH3)2)g-(g表示1~10的整数。)、-N(Z)-、-C(Z)=C(Z’)-、-C(Z)=N-、-N=C(Z)-、-C(Z)2-C(Z’)2-、-C(O)-、-OC(O)-、-C(O)O-、-O-C(O)O-、-N(Z)C(O)-、-C(O)N(Z)-、-C(Z)=C(Z’)-C(O)O-、-O-C(O)-C(Z)=C(Z’)-、-C(Z)=N-、-N=C(Z)-、-C(Z)=C(Z’)-C(O)N(Z”)-、-N(Z”)-C(O)-C(Z)=C(Z’)-、-C(Z)=C(Z’)-C(O)-S-、-S-C(O)-C(Z)=C(Z’)-、-C(Z)=N-N=C(Z’)-(Z、Z’、Z”独立地表示氢、碳原子数1~4的烷基、环烷基、芳基、氰基或卤素原子。)、-C≡C-、-N=N-、-S-、-S(O)-、-S(O)(O)-、-(O)S(O)O-、-O(O)S(O)O-、-SC(O)-及-C(O)S-等。其中,从本发明的效果更优异的理由考虑,优选-C(O)O-。LA1可以是将这些基团组合两个以上而成的基团。
作为M1的具体例,例如可举出以下结构。另外,下述具体例中,“Ac”表示乙酰基。
[化学式4]
[化学式5]
SP2所表示的间隔基优选单键或碳原子数2~20的直链或支链的亚烷基。其中,上述亚烷基也可以包含-O-、-O-CO-、-CO-O-或-O-CO-O-。
在这些之中,从吸光各向异性膜的取向度会变得更高的观点考虑,SP2所表示的间隔基优选单键。换言之,重复单元1优选具有式(1)中的吸电子基团即EWG与式(1)中的介晶基团即M直接键合的结构。如此,推测若吸电子基团与介晶基团直接键合,则基于适当的偶极矩的分子间相互作用在高分子液晶性化合物中更有效地起作用,由此液晶取向的朝向变得更均匀,其结果,认为液晶的秩序度变高,取向度会变得更高。
EWG表示σp值大于0的吸电子基团。作为σp值大于0的吸电子基团,可举出酯基(具体而言,由*-C(O)O-RE表示的基团)、(甲基)丙烯酰基、(甲基)丙烯酰基氧基、羧基、氰基、硝基、磺基、-S(O)(O)-ORE、-S(O)(O)-RE、-O-S(O)(O)-RE、酰基(具体而言,由*-C(O)RE表示的基团)、酰氧基(具体而言,由*-OC(O)RE表示的基团)、异氰酸酯基(-N=C(O))、*-C(O)N(RF)2、卤原子、以及被这些基团取代的烷基(优选碳原子数1~20。)。在上述各基团中,*表示与SP3的键合位置。RE表示碳原子数1~20(优选碳原子数1~4,更优选碳原子数1~2)的烷基。RF分别独立地表示氢原子或碳原子数1~20(优选碳原子数1~4,更优选碳原子数1~2)的烷基。
在上述基团中,从进一步发挥本发明的效果的观点考虑,EWG优选由*-C(O)O-RE表示的基团、(甲基)丙烯酰基氧基或氰基。
从维持吸光各向异性膜的高取向度,并且能够使高分子液晶性化合物及二色性物质均匀取向的观点考虑,重复单元1的含量相对于高分子液晶性化合物的总质量(100质量%),优选40质量%以下,更优选30质量%以下,尤其优选25%以下。
从进一步发挥本发明的效果的观点考虑,重复单元1的含量的下限值相对于高分子液晶性化合物的总质量(100质量%),优选1质量%以上,更优选5质量%以上。
在本发明中,高分子液晶性化合物中包含的各重复单元的含量根据用于得到各重复单元的各单体的加入量(质量)来计算。
可以在高分子液晶性化合物中单独包含一种重复单元1,也可以包含两种以上。若高分子液晶性化合物包含两种以上的重复单元1,则具有提高高分子液晶性化合物对溶剂的溶解性且变得容易调整液晶相转变温度等优点。包含两种以上的重复单元1时,优选其合计量在上述范围内。
包含两种以上的重复单元1时,可以同时使用EWG中不包含聚合性基团的重复单元1和EWG中包含聚合性基团的重复单元1。由此,进一步提高吸光各向异性膜的固化性。另外,作为聚合性基团的具体例,可举出烯属不饱和键基(例如,丙烯酰基、甲基丙烯酰基、丙烯酰基氧基、甲基丙烯酰基氧基、乙烯基、苯乙烯基、烯丙基等)。
此时,从吸光各向异性膜的硬化性与取向度平衡的观点考虑,在EWG中,包含聚合性基团的重复单元1的含量相对于高分子液晶性化合物的总质量优选为1~30质量%。
以下,示出重复单元1的一例,但重复单元1并不限定于以下的重复单元。
[化学式6]
关于重复单元1及重复单元2,本发明人等对组成(含有比例)以及末端基的供电子性及吸电子性进行深入研究的结果,发现在重复单元1的吸电子基团的吸电子性强时(即,σp值大时),若降低重复单元1的含有比例,则吸光各向异性膜的取向度会变得更高,在重复单元1的吸电子基团的吸电子性弱时(即,σp值接近0时),若提高重复单元1的含有比例,则吸光各向异性膜的取向度会变得更高。
其理由的详细内容虽不清楚,但大致推定如下。即,推测通过基于适当的偶极矩的分子间相互作用在高分子液晶性化合物中起作用,液晶取向的朝向变得更均匀,其结果,认为液晶的秩序度变高,吸光各向异性膜的取向度会变得更高。
具体而言,重复单元1中的上述吸电子基团(式(1)中为EWG)的σp值与高分子液晶性化合物中的重复单元1的含有比例(质量基准)的乘积优选0.02~0.15,更优选0.050~0.130,尤其优选0.055~0.125。若上述乘积在上述范围内,则吸光各向异性膜的取向度会变得更高。
<重复单元2>
重复单元2具有介晶基团和存在于上述介晶基团的末端的σp值为0以下的基团。通过高分子液晶性化合物具有重复单元2,能够使高分子液晶性化合物及二色性物质均匀取向。
介晶基团是表示有助于液晶形成的液晶分子的主要骨架的基团,详细内容如后述式(2)中的M2所说明,其具体例也相同。
上述基团是位于介晶基团的末端且σp值为0以下的基团。作为上述基团(σp值为0以下的基团),可举出σp值为0的氢原子及σp值小于0的由后述式(2)中的T1表示的基团(给电子基团)。在上述基团中,σp值小于0的基团(给电子基团)的具体例与后述式(2)中的T1相同。
上述基团的σp值为0以下,从取向的均匀性更优异的观点考虑,优选小于0,更优选-0.1以下,尤其优选-0.2以下。上述基团的σp值的下限值优选-0.9以上,更优选-0.7以上。
重复单元2只要在侧链具有介晶基团和存在于上述介晶基团的末端的σp值为0以下的基团,则并无特别限定,从进一步提高液晶取向的均匀性的观点考虑,优选不是由上述式(1)表示的重复单元,而是由下述式(2)表示的重复单元。
[化学式7]
在式(2)中,P2表示重复单元的主链,L2表示单键或二价连结基团,SP3表示间隔基,M2表示具有3个以上环状结构的介晶基团,T1表示哈米特取代基常数σp值小于0的给电子基团。
P2所表示的重复单元的主链的具体例与式(1)中的P1相同,优选方式也相同,因此省略其说明。
L2所表示的二价连结基团的具体例与式(1)中的L1相同,优选方式也相同,因此省略其说明。
SP3所表示的间隔基的具体例与式(1)中的SP1相同,优选方式也相同,因此省略其说明。
M2所表示的介晶基团是指表示有助于液晶形成的液晶分子的主要骨架的基团。液晶分子显示结晶状态与各向同性液体状态的中间状态(中间相)的液晶性。关于介晶基团并无特别限制,例如能够参考“Flussige Kristalle in Tabellen II”(VEB DeutscheVerlag fur Grundstoff Industrie,Leipzig、1984年刊),尤其能够参考第7页~第16页的记载及液晶便览编辑委员会编,液晶便览(丸善,2000年刊),尤其能够参考第3章的记载。
M2所表示的介晶基团是具有3个以上环状结构的基团,优选具有3~5个环状结构的基团,更优选具有3~4个环状结构的基团。通过M2所表示的介晶基团具有3个以上环状结构,提高吸光各向异性膜的耐热性。若M2所表示的介晶基团的环状结构为4个以下,则提高对有机溶剂的溶解性。
作为具有环状结构的基团,可举出选自包括芳香族烃基、杂环基及脂环式基的组中的至少一种基团。这些之中,从本发明的效果更优异的观点考虑,M2所表示的介晶基团优选具有芳香族烃基,更优选具有环状结构的基团全部为芳香族烃基。
作为M2所表示的介晶基团,从液晶性的显现、液晶相转变温度的调整、原料获得性及合成适性的观点及本发明的效果更优异的理由考虑,优选由下述式(M2-A)或下述式(M2-B)表示的基团,更优选为由式(M2-B)表示的基团。
[化学式8]
在式(M2-A)中,A4为选自包括芳香族烃基、杂环基及脂环式基的组中的二价基团。这些基团可以被烷基、氟化烷基或烷氧基或后述取代基W等取代基取代。
由A4表示的二价基团优选为4~6元环。并且,由A4表示的二价基团可以是单环,也可以是稠环。
*表示与SP3或T1的键合位置。
作为A4所表示的二价芳香族烃基,可举出亚苯基、亚萘基、芴-二基、蒽-二基及并四苯-二基等,从介晶骨架的设计的多样性或原材料的获取性等观点考虑,优选亚苯基或亚萘基,更优选亚苯基。
作为A4所表示的二价杂环基,可以是芳香族或非芳香族中的任一种,但从进一步提高取向度的观点考虑,优选为二价芳香族杂环基。
作为除了构成二价芳香族杂环基的碳以外的原子,可举出氮原子、硫原子及氧原子。当芳香族杂环基具有多个除了碳以外的构成环的原子时,这些可以相同也可以不同。
作为二价芳香族杂环基的具体例,例如可举出亚吡啶基(吡啶-二基)、哒嗪-二基、咪唑-二基、亚噻吩基(噻吩-二基)、亚喹啉基(喹啉-二基)、亚异喹啉基(异喹啉-二基)、噁唑-二基、噻唑-二基、噁二唑-二基、苯并噻唑-二基、苯并噻二唑-二基、邻苯二甲酰亚胺-二基、噻吩并噻唑-二基、噻唑并噻唑-二基、噻吩并噻吩-二基及噻吩并噁唑-二基等。
作为A4所表示的二价脂环式基的具体例,可举出亚环戊基及亚环己基等。
在式(M2-A)中,a3表示3~10的整数。多个A4可以相同,也可以不同。
在式(M2-B)中,A5及A6分别独立地为选自包括芳香族烃基、杂环基及脂环式基的组中的二价基团。A5及A6的具体例及优选方式与式(M2-A)的A4相同,因此省略其说明。
在式(M2-B)中,a4表示2~10的整数,多个A5可以相同,也可以不同,多个LA2可以相同,也可以不同。
在式(M2-B)中,多个LA2分别独立地为单键或二价连结基团,多个LA2中的至少一个是二价连结基团。a4为2时,从本发明的效果更优异的理由考虑,优选在两个LA2中,一个为二价连结基团,另一个为单键。
式(M2-B)中,作为LA2所表示的二价连结基团,可举出-O-、-(CH2)g-、-(CF2)g-、-Si(CH3)2-、-(Si(CH3)2O)g-、-(OSi(CH3)2)g-(g表示1~10的整数。)、-N(Z)-、-C(Z)=C(Z’)-、-C(Z)=N-、-N=C(Z)-、-C(Z)2-C(Z’)2-、-C(O)-、-OC(O)-、-C(O)O-、-O-C(O)O-、-N(Z)C(O)-、-C(O)N(Z)-、-C(Z)=C(Z’)-C(O)O-、-O-C(O)-C(Z)=C(Z’)-、-C(Z)=N-、-N=C(Z)-、-C(Z)=C(Z’)-C(O)N(Z”)-、-N(Z”)-C(O)-C(Z)=C(Z’)-、-C(Z)=C(Z’)-C(O)-S-、-S-C(O)-C(Z)=C(Z’)-、-C(Z)=N-N=C(Z’)-(Z、Z’、Z”独立地显示氢、碳原子数1~4的烷基、环烷基、芳基、氰基或卤素原子。)、-C≡C-、-N=N-、-S-、-S(O)-、-S(O)(O)-、-(O)S(O)O-、-O(O)S(O)O-、-SC(O)-及-C(O)S-等。其中,从本发明的效果更优异的理由考虑,优选-C(O)O-。LA2可以是将这些基团组合两个以上而成的基团。
作为M2的具体例,例如可举出以下结构。另外,下述具体例中,“Ac”表示乙酰基。
[化学式9]
[化学式10]
T1表示σp值小于0的给电子基团。作为σp值小于0的给电子基团,可举出羟基、碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~10的烷氧基及碳原子数1~10的烷基氨基等。
T1的主链的原子数为20以下,由此进一步提高吸光各向异性膜的取向度。其中,T1中的“主链”是指与M2键合的最长的分子链,氢原子并不计入T1的主链的原子数。例如,T1为正丁基时,主链的原子数为4,T1为仲丁基时,主链的原子数为3。
以下,示出重复单元2的一例,但重复单元2并不限定于以下的重复单元。
[化学式11]
优选重复单元1与重复单元2共用结构的一部分。推测重复单元彼此的结构越相似,液晶排列越均匀。由此,吸光各向异性膜的取向度变得更高。
具体而言,从吸光各向异性膜的取向度会变得更高的观点考虑,优选满足式(1)的SP1与式(2)的SP3的结构相同的情况、式(1)的M1与式(2)的M2的结构相同的情况及式(1)的L1与式(2)的L2的结构相同的情况中的至少一种,更优选满足两种以上,尤其优选满足全部。
从取向的均匀性优异的观点考虑,重复单元2的含量相对于高分子液晶性化合物的总质量(100质量%),优选60质量%以上,更优选70质量%以上,尤其优选75质量%以上。
从提高取向度的观点考虑,重复单元2的含量的上限值优选99质量%以下,更优选95质量%以下。
可以在高分子液晶性化合物中单独包含一种重复单元2,也可以包含两种以上。若高分子液晶性化合物包含两种以上的重复单元2,则具有提高高分子液晶性化合物对溶剂的溶解性且变得容易调整液晶相转变温度等优点。包含两种以上的重复单元2时,优选其合计量在上述范围内。
<物性>
高分子液晶性化合物的重均分子量(Mw)优选为1000~500000,更优选为2000~300000。若高分子液晶性化合物的Mw在上述范围内,则变得容易处理高分子液晶性化合物。
其中,本发明中的重均分子量及数均分子量为通过凝胶渗透色谱(GPC)法测定的值。
·溶剂(洗脱液):N-甲基吡咯烷酮
·装置名:TOSOH HLC-8220GPC
·管柱:连接3根TOSOH TSKgelSuperAWM-H(6mm×15cm)来使用
·管柱温度:25℃
·试样浓度:0.1质量%
·流速:0.35mL/min
·校准曲线:使用基于TOSOH CORPORATION制TSK标准聚苯乙烯Mw=2800000~1050(Mw/Mn=1.03~1.06)为止的7个样品的校准曲线
高分子液晶性化合物的液晶性可以显示向列性及近晶性中的任一个,但优选至少显示向列性。
显示向列相的温度范围优选为室温(23℃)~450℃,从处理或制造适性的观点考虑,优选为50℃~400℃。
本发明的侧链型高分子液晶性化合物是具有由上述式(1)表示的重复单元1和由上述式(2)表示的重复单元2的共聚物,上述式(1)的M1与上述式(2)的M2的结构相同。关于本发明的侧链型高分子液晶性化合物中的各重复单元的详细内容,与上述本发明的液晶性组合物中包含的高分子液晶性化合物相同,因此省略其说明。
<取代基W>
对本说明书中的取代基W进行说明。
作为取代基W,例如,可举出卤原子、烷基(例如,叔丁基)(包括环烷基、双环烷基、三环烷基)、烯基(包括环烯基、双环烯基)、炔基、芳基、杂环基(也可以称为含杂原子环基)、氰基、羟基、硝基、羧基、烷氧基、芳氧基、甲硅烷氧基、杂环氧基、酰氧基、氨基甲酰氧基、烷氧基羰基氧基、芳氧基羰基氧基、氨基(包括苯胺基)、铵基、酰氨基、氨基羰基氨基、烷氧基羰基氨基、芳氧基羰基氨基、氨磺酰基氨基、烷基或芳基磺酰氨基、巯基、烷硫基、芳硫基、杂环硫基、氨磺酰基、磺基、烷基或芳基亚磺酰基、烷基或芳基磺酰基、酰基、芳氧基羰基、烷氧基羰基、氨基甲酰基、芳基或杂环偶氮基、酰亚胺基、膦基、氧膦基、氧膦基氧基、氧膦基氨基、膦酰基、甲硅烷基、肼基、脲基、硼酸基(-B(OH)2)、膦酸酯基(-OPO(OH)2)、硫酸酯基(-OSO3H)、其他公知的取代基等。
另外,关于取代基的详细内容,记载于日本特开2007-234651号公报的[0023]段。
〔二色性物质〕
本发明的液晶性组合物所含有的二色性物质并无特别限定,可举出可见光吸收物质(二色性色素)、发光物质(荧光物质、磷光物质)、紫外线吸收物质、红外线吸收物质、非线性光学物质、碳纳米管、无机物质(例如量子杆)等,能够使用以往公知的二色性物质(二色性色素)。
具体而言,例如,可举出记载于日本特开2013-228706号公报的[0067]~[0071]段、日本特开2013-227532号公报的[0008]~[0026]段、日本特开2013-209367号公报的[0008]~[0015]段、日本特开2013-014883号公报的[0045]~[0058]段、日本特开2013-109090号公报的[0012]~[0029]段、日本特开2013-101328号公报的[0009]~[0017]段、日本特开2013-037353号公报的[0051]~[0065]段、日本特开2012-063387号公报的[0049]~[0073]段、日本特开平11-305036号公报的[0016]~[0018]段、日本特开2001-133630号公报的[0009]~[0011]段、日本特开2011-215337号公报的[0030]~[0169]段、日本特开2010-106242号公报的[0021]~[0075]段、日本特开2010-215846号公报的[0011]~[0025]段、日本特开2011-048311号公报的[0017]~[0069]段、日本特开2011-213610号公报的[0013]~[0133]段、日本特开2011-237513号公报的[0074]~[0246]段、日本特开2016-006502号公报的[0005]~[0051]段、WO2016/060173号的[0005]~[0041]段、WO2016/136561号的[0008]~[0062]段、WO2017/154835号的[0014]~[0033]段、WO2017/154695号的[0014]~[0033]段、WO2017/195833号的[0013]~[0037]段、WO2018/164252号的[0014]~[0034]段等中记载的二色性物质。
在本发明中,可以同时使用两种以上的二色性物质,例如从使吸光各向异性膜接近黑色的观点考虑,优选同时使用至少一种在波长370~550nm的范围具有极大吸收波长的色素化合物和至少一种在波长500~700nm的范围具有极大吸收波长的色素化合物。
在本发明中,从耐按压性变得更良好的理由考虑,优选二色性物质具有交联性基团。
作为交联性基团,具体而言,例如可举出(甲基)丙烯酰基、环氧基、氧杂环丁基、苯乙烯基等,其中优选(甲基)丙烯酰基。
在本发明中,从吸光各向异性膜的取向度与均匀性平衡变良好的观点考虑,二色性物质的含量相对于高分子液晶性化合物100质量份优选为2~400质量份,更优选为3~300质量份,尤其优选为4~200质量份。
〔聚合引发剂〕
本发明中所使用的液晶性组合物优选含有聚合引发剂。
作为聚合引发剂并无特别限制,优选具有感光性的化合物,即光聚合引发剂。
作为光聚合引发剂,能够无特别限制地使用各种化合物。关于光聚合引发剂的例子,可举出α-羰基化合物(美国专利第2367661号、美国专利第2367670号的各说明书)、偶姻醚(美国专利第2448828号说明书)、α-烃取代的芳香族偶姻化合物(美国专利第2722512号说明书)、多核醌化合物(美国专利第3046127号及美国专利第2951758号的各说明书)、三芳基咪唑二聚体与对氨基苯基酮的组合(美国专利第3549367号说明书)、吖啶及吩嗪化合物(日本特开昭60-105667号公报及美国专利第4239850号说明书)、噁二唑化合物(美国专利第4212970号说明书)及酰基氧化膦化合物(日本特公昭63-040799号公报、日本特公平5-029234号公报、日本特开平10-095788号公报及日本特开平10-029997号公报)等。
作为这种光聚合引发剂,还能够使用市售品,可举出BASF公司制IRGACURE 184、IRGACURE 907、IRGACURE 369、IRGACURE 651、IRGACURE 819、IRGACURE OXE-01及IRGACUREOXE-02等。
本发明的液晶性组合物含有聚合引发剂时,聚合引发剂的含量相对于液晶性组合物中的上述二色性物质与上述高分子液晶性化合物的合计100质量份,优选0.01~30质量份,更优选0.1~15质量份。通过聚合引发剂的含量为0.01质量份以上,吸光各向异性膜的耐久性变良好,通过聚合引发剂的含量为30质量份以下,吸光各向异性膜的取向变良好。
〔溶剂〕
从操作性等观点考虑,本发明的液晶性组合物优选含有溶剂。
作为溶剂,例如可举出酮类(例如,丙酮、2-丁酮、甲基异丁酮、环戊酮、环己酮等)、醚类(例如,二噁烷、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、环戊基甲基醚、四氢吡喃、二氧戊环等)、脂肪族烃类(例如,己烷等)、脂环式烃类(例如,环己烷等)、芳香族烃类(例如,苯、甲苯、二甲苯、三甲基苯等)、卤化碳类(例如,二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷、二氯苯、氯甲苯等)、酯类(例如,乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯等)、醇类(例如,乙醇、异丙醇、丙醇、环己醇、异戊醇、新戊醇、二丙酮醇、苄醇等)、溶纤剂类(例如,甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、1,2-二甲氧基乙烷等)、溶纤剂乙酸酯类、亚砜类(例如,二甲基亚砜等)、酰胺类(例如,二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮等)及杂环化合物(例如,吡啶等)等有机溶剂及水。这些溶剂可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
本发明的液晶性组合物含有溶剂时,溶剂的含量相对于液晶性组合物的总质量,优选80~99质量%,更优选83~98质量%,尤其优选85~96质量%。
〔表面改良剂〕
本发明的液晶性组合物优选包含表面改良剂。通过包含表面改良剂,提高涂布表面的平滑性,提高取向度或者抑制凹陷及不均,由此可期待提高面内均匀性。
作为表面改良剂,优选使液晶性化合物在涂布表面侧呈水平,能够使用日本特开2011-237513号公报的[0253]~[0293]段中记载的化合物(水平取向剂)。并且,还能够使用日本特开2007-272185号公报的[0018]~[0043]段等中记载的氟(甲基)丙烯酸酯系聚合物。作为表面改良剂,可以使用除这些以外的化合物。
本发明的液晶性组合物含有表面改良剂时,表面改良剂的含量相对于液晶性组合物中的上述二色性物质与上述高分子液晶性化合物的合计100质量份,优选0.001~5质量份,更优选0.01~3质量份。
[吸光各向异性膜]
本发明的吸光各向异性膜是用上述本发明的液晶性组合物而形成的吸光各向异性膜。
作为本发明的吸光各向异性膜的制造方法的一例,可举出依次包括将上述液晶性组合物涂布于基材上而形成涂布膜的工序(以下,还称为“涂布膜形成工序”。)和使涂布膜中含有的二色性物质取向的工序(以下,还称为“取向工序”。)的方法。
以下,对制作本发明的吸光各向异性膜的制造方法的各工序进行说明。
〔涂布膜形成工序〕
涂布膜形成工序为将上述液晶性组合物涂布于基材上而形成涂布膜的工序。
通过使用含有上述溶剂的液晶性组合物,或者通过加热等将液晶性组合物制成熔融液等液态物来使用,容易在基材上涂布液晶性组合物。
作为液晶性组合物的涂布方法,可举出辊涂法、凹版印刷法、旋涂法、线棒涂布法、挤压涂布法、直接凹版涂布法、反向凹版涂布法、模涂法、喷涂法及喷墨法等公知的方法。
在本方式中,例示了液晶性组合物涂布于基材上的例子,但并不限定于此,例如可以在设置于基材上的取向膜上涂布液晶性组合物。对基材及取向膜的详细内容进行后述。
〔取向工序〕
取向工序为使涂布膜中含有的二色性物质取向的工序。由此,可获得吸光各向异性膜。
取向工序可具有干燥处理。通过干燥处理能够从涂布膜去除溶剂等成分。干燥处理可以通过将涂布膜在室温下放置规定时间的方法(例如,自然干燥)进行,也可以通过进行加热和/或送风的方法进行。
在此,液晶性组合物中含有的二色性物质有时通过上述涂布膜形成工序或干燥处理而取向。例如,作为包含溶剂的涂布液而制备液晶性组合物的方式中,通过对涂布膜进行干燥,并从涂布膜去除溶剂,可获得具有吸光各向异性的涂布膜(即,吸光各向异性膜)。
取向工序优选具有加热处理。由此,能够使涂布膜中含有的二色性物质取向,因此能够将加热处理后的涂布膜优选用作吸光各向异性膜。
从制造适性等方面考虑,加热处理优选在10~250℃,更优选在25~190℃进行。并且,加热时间优选为1~300秒,更优选为1~60秒。
取向工序可以具有在加热处理后实施的冷却处理。冷却处理为将加热后的涂布膜冷却至室温(20~25℃)左右的处理。由此,能够固定涂布膜中含有的二色性物质的取向。作为冷却方法,并无特别限定,能够通过公知的方法来实施。
通过以上工序能够获得吸光各向异性膜。
另外,在本方式中,作为使涂布膜中含有的二色性物质取向的方法,可举出干燥处理及加热处理等,但并不限定于此,能够通过公知的取向处理来实施。
〔其他工序〕
吸光各向异性膜的制造方法可以在上述取向工序后具有使吸光各向异性膜固化的工序(以下,还称为“固化工序”。)。
关于固化工序,例如可通过加热和/或光照射(曝光)来实施。其中,固化工序优选通过光照射来实施。
用于固化的光源能够使用红外光、可见光或紫外线等各种光源,优选为紫外线。并且,固化时可以一边加热一边照射紫外线,也可以经由仅使特定波长透射的过滤器照射紫外线。
并且,曝光可以在氮气环境下进行。通过自由基聚合进行吸光各向异性膜的固化时,可减少基于氧的聚合阻碍,因此优选在氮气环境下进行曝光。
吸光各向异性膜的膜厚优选为0.1~5.0μm,更优选为0.3~1.5μm。虽取决于液晶性组合物中的二色性物质的浓度,但膜厚若为0.1μm以上,则可获得吸光度优异的吸光各向异性膜,若膜厚为5.0μm以下,则可获得透射率优异的吸光各向异性膜。
[层叠体]
本发明的层叠体具有基材及设置于基材上的本发明的吸光各向异性膜。
并且,本发明的层叠体可以在上述吸光各向异性膜上具有λ/4板。
而且,本发明的层叠体可以在上述基材与上述吸光各向异性膜之间具有取向膜。
而且,本发明的层叠体可以在上述吸光各向异性膜与λ/4板之间具有阻挡层。
以下,对构成本发明的层叠体的各层进行说明。
〔基材〕
作为基材,能够根据吸光各向异性膜的用途而选择,例如可举出玻璃及聚合物膜。基材的透光率优选为80%以上。
将聚合物膜用作基材时,优选使用光学各向同性的聚合物膜。聚合物的具体例及优选方式能够应用日本特开2002-022942号公报的[0013]段的记载。并且,还能够使用如下基材:即使是如以往已知的聚碳酸酯或聚砜般容易显现双折射的聚合物,也通过修饰国际公开第2000/026705号公报中记载的分子而降低显现性的基材。
〔吸光各向异性膜〕
关于吸光各向异性膜,如上所述,因此省略其说明。
〔λ/4板〕
“λ/4板”是指具有λ/4功能的板,具体而言,是具有将某一特定波长的线偏振光转换为圆偏振光(或将圆偏振光转换为线偏振光)的功能的板。
例如,作为λ/4板为单层结构的方式,具体而言,可举出延伸聚合物膜或在支撑体上设置有具有λ/4功能的光学各向异性层的相位差膜等,并且作为λ/4板为多层结构的方式,具体而言,可举出层叠λ/4板与λ/2板而成的宽频带λ/4板。
λ/4板与吸光各向异性膜可以接触设置,也可以在λ/4板与吸光各向异性膜之间设置有其他层。作为这种层,可举出用于确保密合性的粘合层或粘接层及阻挡层。
〔阻挡层〕
本发明的层叠体具有阻挡层时,阻挡层设置于吸光各向异性膜与λ/4板之间。另外,在吸光各向异性膜与λ/4板之间具有除了阻挡层以外的其他层(例如,粘合层或粘接层)时,阻挡层例如能够设置于吸光各向异性膜与其他层之间。
阻挡层还被称为阻气层(阻氧层),具有保护吸光各向异性膜不受大气中的氧等气体、水分或相邻的层中包含的化合物等的影响的功能。
关于阻挡层,能够参考日本特开2014-159124号公报的[0014]~[0054]段、日本特开2017-121721号公报的[0042]~[0075]段、日本特开2017-115076号公报的[0045]~[0054]段、日本特开2012-213938号公报的[0010]~[0061]段、日本特开2005-169994号公报的[0021]~[0031]段的记载。
〔取向膜〕
本发明的层叠体可以在基材与吸光各向异性膜之间具有取向膜。
关于取向膜,只要能够在取向膜上将本发明的液晶性组合物中含有的二色性物质设为所希望的取向状态,则可以为任何层。
能够通过有机化合物(优选为聚合物)对膜表面的摩擦处理、无机化合物的斜向蒸镀、形成具有微槽的层或者基于Langmuir-Blodgett法(LB膜)的有机化合物(例如ω-二十三酸、二(十八烷基)甲基氯化铵、硬脂酸甲酯)的累积等方法来设置。而且,还已知通过赋予电场、赋予磁场或光照射来产生取向功能的取向膜。其中,本发明中,从取向膜的预倾角的控制容易度的观点考虑,优选通过摩擦处理形成的取向膜,从取向均匀性的观点考虑,还优选通过光照射形成的光取向膜。
<摩擦处理取向膜>
作为用于通过摩擦处理形成的取向膜的聚合物材料,在多数文献中有记载,并能够获取多种市售品。在本发明中,优选使用聚乙烯醇或聚酰亚胺及其衍生物。关于取向膜,能够参考国际公开第2001/88574A1号公报的43页24行~49页8行的记载。取向膜的厚度优选为0.01~10μm,进一步优选为0.01~1μm。
<光取向膜>
作为用于通过光照射形成的取向膜的光取向材料,在多数文献等中有记载。在本发明中,例如,可举出日本特开2006-285197号公报、日本特开2007-076839号公报、日本特开2007-138138号公报、日本特开2007-094071号公报、日本特开2007-121721号公报、日本特开2007-140465号公报、日本特开2007-156439号公报、日本特开2007-133184号公报、日本特开2009-109831号公报、日本专利第3883848号、日本专利第4151746号中记载的偶氮化合物、日本特开2002-229039号公报中记载的芳香族酯化合物、日本特开2002-265541号公报、日本特开2002-317013号公报中记载的具有光取向性单元的马来酰亚胺和/或烯基取代的纳迪克酰亚胺(nadimide)化合物、日本专利第4205195号、日本专利第4205198号中记载的光交联性硅烷衍生物、日本特表2003-520878号公报、日本特表2004-529220号公报或者日本专利第4162850号中记载的光交联性聚酰亚胺、聚酰胺或酯作为优选例子。更优选为偶氮化合物、光交联性聚酰亚胺、聚酰胺或酯。
通过对由上述材料形成的光取向膜实施线偏振光或非偏振光照射而制造光取向膜。
在本说明书中,“线偏振光照射”“非偏振光照射”是指用于使光取向材料发生光反应的操作。所使用的光的波长根据所使用的光取向材料而不同,只要是该光反应中所需要的波长,则并无特别限定。光照射中所使用的光的峰波长优选为200nm~700nm,更优选光的峰波长为400nm以下的紫外光。
关于光照射中使用的光源,能够举出通常使用的光源,例如钨灯、卤素灯、氙灯、氙闪光灯、汞灯、汞氙灯、碳弧灯等灯、各种激光器[例如半导体激光器、氦氖激光器、氩离子激光器、氦镉激光器及YAG(钇·铝·石榴石)激光器]、发光二极管以及阴极射线管等。
作为获得线偏振光的方法,能够采用使用偏振片(例如,碘偏振片、二色色素偏振片及线栅偏振片)的方法、使用利用了棱镜系元件(例如格兰-汤普逊棱镜)或布儒斯特角的反射型起偏器的方法或使用从具有偏振光的激光源出射的光的方法。并且,可以使用过滤器或波长转换元件等来仅选择性照射所需波长的光。
所照射的光为线偏振光时,可采用从上面或背面,与取向膜表面垂直或倾斜地对取向膜照射光的方法。光的入射角度根据光取向材料而不同,优选0~90°(垂直),更优选40~90°。
非偏振光的情况下,从斜向对取向膜照射非偏振光。其入射角度优选为10~80°,更优选为20~60°,进一步优选为30~50°。
照射时间优选为1分钟~60分钟,更优选为1分钟~10分钟。
需要形成图案时,能够采用实施图案制作所需次数的使用光掩模的光照射的方法或基于利用激光扫描写入图案的方法。
〔用途〕
本发明的层叠体能够用作偏振元件(偏振片),例如能够用作线偏振片或圆偏振片。
在本发明的层叠体不具有上述λ/4板等光学各向异性层时,层叠体能够用作线偏振片。
另一方面,在本发明的层叠体具有上述λ/4板时,层叠体能够用作圆偏振片。
[图像显示装置]
本发明的图像显示装置具有上述吸光各向异性膜或上述层叠体。
本发明的图像显示装置中使用的显示元件并无特别限定,例如可举出液晶单元、有机电致发光(以下,简称为“EL”)显示面板及等离子显示面板等。
这些之中,优选为液晶单元或有机EL显示面板,更优选为液晶单元。即,作为本发明的图像显示装置,优选为将液晶单元用作显示元件的液晶显示装置、将有机EL显示面板用作显示元件的有机EL显示装置,更优选为液晶显示装置。
〔液晶显示装置〕
作为本发明的图像显示装置的一例的液晶显示装置,可优选举出具有上述吸光各向异性膜和液晶单元的方式。更优选为具有上述层叠体(其中,不包含λ/4板)和液晶单元的液晶显示装置。
另外,在本发明中,在设置于液晶单元两侧的吸光各向异性膜(层叠体)中,优选将本发明的吸光各向异性膜(层叠体)用作正面侧的偏振元件,更优选将本发明的吸光各向异性膜(层叠体)用作正面侧及背面侧的偏振元件。
以下,对构成液晶显示装置的液晶单元进行详细说明。
<液晶单元>
液晶显示装置中利用的液晶单元优选为VA(Vertical Alignment:垂直取向)模式、OCB(Optically Compensated Bend:光学补偿弯曲)模式、IPS(In-Plane-Switching:面内切换)模式或TN(Twisted Nematic:扭曲向列)模式,但并不限定于这些。
在TN模式的液晶单元中,未施加电压时棒状液晶性分子实质上进行水平取向,进而扭曲取向至60~120゜。TN模式的液晶单元最广泛用作彩色TFT(Thin Film Transistor:薄膜晶体管)液晶显示装置,在多数文献中有记载。
在VA模式的液晶单元中,未施加电压时棒状液晶性分子实质上进行垂直取向。在VA模式的液晶单元中,除了(1)使棒状液晶性分子在未施加电压时实质上进行垂直取向,而在实施电压时实质上进行水平取向的狭义的VA模式的液晶单元(日本特开平2-176625号公报中记载)以外,还包括(2)为了扩大视角,将VA模式多域化的(MVA模式的)液晶单元(SID97,Digest of tech.Papers(论文集)28(1997)845中记载)、(3)使棒状液晶性分子在未施加电压时实质上进行垂直取向,而在施加电压时进行扭曲多域取向的模式(n-ASM模式)的液晶单元(日本液晶讨论会的论文集58~59(1998)中记载)及(4)SURVIVAL模式的液晶单元(LCD international 98中发表)。并且,可以为PVA(Patterned VerticalAlignment:图案化垂直取向)型、光取向型(Optical Alignment)及PSA(Polymer-Sustained Alignment:聚合物稳定取向)中的任一种。关于这些模式的详细内容,在日本特开2006-215326号公报及日本特表2008-538819号公报中有详细记载。
在IPS模式的液晶单元中,棒状液晶性分子相对于基板实质上进行平行取向,且通过对基板面施加平行的电场而液晶分子进行平面响应。IPS模式在未施加电场的状态下成为黑色显示,上下一对偏振片的吸收轴正交。在日本特开平10-054982号公报、日本特开平11-202323号公报、日本特开平9-292522号公报、日本特开平11-133408号公报、日本特开平11-305217号公报、日本特开平10-307291号公报等中公开了使用光学补偿片减少倾斜方向上的黑色显示时的漏光,并改善视角的方法。
〔有机EL显示装置〕
作为本发明的图像显示装置的一例的有机EL显示装置,例如,可优选举出从视觉辨认侧依次具有吸光各向异性膜、λ/4板及有机EL显示面板的方式。
更优选为从视觉辨认侧依次具有具备λ/4板的上述层叠体和有机EL显示面板的方式。此时,在层叠体中,从视觉辨认侧依次配置有基材、根据需要设置的取向膜、吸光各向异性膜、根据需要设置的阻挡层及λ/4板。
并且,有机EL显示面板为使用在电极之间(阴极及阳极之间)夹着有机发光层(有机电致发光层)而成的有机EL元件来构成的显示面板。有机EL显示面板的结构并无特别限制,可采用公知的结构。
实施例
以下,根据实施例对本发明进行进一步详细的说明。以下的实施例中所示的材料、使用量、比例、处理内容及处理步骤等只要不脱离本发明的主旨则能够适当进行变更。因此,本发明的范围不应因以下所示的实施例而进行限定性解释。
[高分子液晶性化合物的合成]
按照以下步骤制作了高分子液晶性化合物。
[合成例1]
〔比较例1中使用的高分子液晶性化合物的合成〕
按照以下步骤制作了比较例1中使用的高分子液晶性化合物(以下,还称为“化合物P1”。)。
(化合物P1-1的合成)
[化学式12]
对2-氯乙氧基乙氧基乙醇(365g)的正丁醇溶液(480mL)添加了对羟基苯甲酸丁酯(300g)及碳酸钾(299g)。在100℃下搅拌18小时之后,添加水(1050mL),通过分液操作清洗了反应液。在所获得的有机层中添加22wt%氢氧化钠水溶液(420g),在50℃下搅拌了3小时。之后,冷却至室温,将浓盐酸滴加至pH成为3,通过分液操作清洗了反应液。对所获得的有机层滴加冷却至10℃以下的异丙醇(540mL)与正己烷(1260mL)的混合溶液,通过进行过滤操作,获得了361g(2工序产率87%)的白色固体化合物(P1-1)。
1H-NMR(Nuclear Magnetic Resonance:核磁共振)(溶剂:DMSO-d6)δ(ppm):3.38-3.64(m,8H),3.73-3.79(m,2H),4.13-4.19(m,2H),4.58(br s,1H),6.98-7.05(m,2H),7.85-7.90(m,2H),12.63(br s,1H)
另外,DMSO表示二甲基亚砜。并且,上述式中,Bu表示丁基。
(P1-2的合成)
[化学式13]
使白色固体化合物(P1-1)300g溶解于N-乙基吡咯烷酮(450mL)(式中,缩写成NEP。)及乙酸乙酯(800mL),并将内温冷却至5℃。以内温不升至15℃以上的方式对其滴加了3-氯丙酰氯(169g)。在10℃下搅拌3小时之后,添加10质量%食盐水(1200mL),在室温下进行了分液。对所获得的有机层再次添加10质量%食盐水(1200mL),并进行了分液。之后,一边搅拌一边将甲醇(750mL)和水(750mL)滴加至有机层,冷却至15℃之后,再次滴加了水(300mL)。接着,通过进行过滤操作,获得了332g(产率83%)的白色固体化合物(P1-2)。
1H-NMR(溶剂:CDCl3)δ(ppm):2.82(t,2H),3.65-3.83(m,8H),3.85-3.95(m,2H),4.15-4.25(m,2H),4.25-4.35(m,2H),6.93-7.00(m,2H),8.02-8.08(m,2H)
(P1-3的合成)
[化学式14]
将甲烷磺酰氯(56g)(式中,缩写成MsCl。)的乙酸乙酯溶液(253mL)冷却至内温0℃。以内温不升至10℃以上的方式对其滴加了化合物(P1-2)(168g)和二异丙基乙胺(DIPEA)(63g)、二丁基羟基甲苯(BHT)(930mg)的乙酸乙酯溶液(253mL)。在5℃下搅拌1小时之后,添加4-羟基-4’-甲氧基联苯(85g)、N-甲基咪唑(17g),并以内温不升至10℃以上的方式滴加了二异丙基乙胺(55g)。之后,在室温下搅拌了4小时。将混合了食盐34g和0.5N盐酸水(660mL)的水溶液添加至反应液以停止反应,并进行了分液操作。一边搅拌一边将乙腈(168mL)和甲醇(842mL)添加至所提取的有机层,并滴加了水(337mL)。之后,冷却至0度,通过进行过滤操作,获得了白色固体的化合物(P1-3)219g(产率95%)。
1H-NMR(溶剂:CDCl3)δ(ppm):2.83(t,2H)3.65-3.80(m,8H),3.86(s,3H),3.87-3.95(m,2H),4.18-4.26(m,2H),4.27-4.35(m,2H),6.95-7.05(m,4H),7.22-7.28(m,2H),7.48-7.62(m,4H),8.14-8.18(m,2H)
另外,在上述式中,Me表示甲基,在后述各式中也相同。
(P1-4的合成)
[化学式15]
使化合物(P1-3)(160g)和二丁基羟基甲苯(BHT)(1300mg)溶解于乙酸乙酯(180mL)、甲苯(176mL)、乙腈(208mL)的混合溶液之后,滴加了三乙胺(60g)(式中,缩写成TEA。)。在60度下搅拌了3小时。冷却至室温之后,将1N盐酸水(288mL)添加至反应液以停止反应,并进行了分液操作。对所提取的有机层进行过滤器过滤之后,一边搅拌一边滴加了甲醇(960mL)。之后,冷却至0度,通过进行过滤操作,获得了白色固体的化合物(P1-4)138g(产率93%)。化合物纯度为98%。
1H-NMR(溶剂:CDCl3)δ(ppm):3.68-3.80(m,6H),3.85(s,3H),3.87-3.94(m,2H),4.18-4.26(m,2H),4.32-4.38(m,2H),5.83(dd,1H),6.16(dd,1H),6.43(dd,1H),6.95-7.05(m,4H),7.22-7.28(m,2H),7.48-7.62(m,4H),8.13-8.20(m,2H)
另外,作为杂质包含下述化合物(P1-b)。其中,在式(P1-b)中,n表示除3以外的整数。
[化学式16]
[化学式17]
将化合物(P1-4)(25.0g)的DMAc(二甲基乙酰胺)溶液(83mL)加热至内温80℃。在氮气环境下,对其添加2,2’-偶氮双(2-甲基丙酸)二甲酯(0.34g)(商品名“V-601”,WakoPure Chemical,Ltd.制)的DMAc溶液(10mL),并在80℃下搅拌了2小时。之后,通过1H-NMR光谱测定,确认聚合性基团的消失,并冷却至室温。对甲醇2000mL滴加反应液,通过过滤操作收集所析出的固体,用甲醇清洗残渣,由此获得了白色固体的化合物P1(比较例1中使用的高分子液晶性化合物)23g。所获得的聚合物的重均分子量(Mw)为14500。
另外,通过凝胶渗透色谱法(GPC),用聚乙烯换算计算分子量,管柱则连接3根TOSOH TSKgel SuperAWM-H(6mm×15cm)来使用,溶剂使用了N-甲基吡咯烷酮。
[合成例2]
〔实施例3中使用的高分子液晶性化合物的合成〕
按照下述步骤1~2,合成了实施例3中使用的高分子液晶性化合物(以下,还称为“化合物P2”。)。
<步骤1>
[化学式18]
4-(4-羟基苯基)苯甲酸甲酯通过Jornal of Polymer Science,Part A:PolymerChemistry,2012,vol.50,p.3936-3943中记载的方法进行了合成。
将甲烷磺酰氯(66g)的甲苯溶液(300mL)冷却至内温0℃。以内温不升至10℃以上的方式对其滴加了化合物(P1-2)(200g)和二异丙基乙胺(DIPEA)(75g)、二丁基羟基甲苯(BHT)(2.2g)的四氢呋喃溶液(400mL)。在5℃下搅拌1小时之后,添加4-(4-羟基苯基)苯甲酸甲酯(115g)、乙腈(200mL)、N-甲基咪唑(21g),并以内温不升至10℃以上的方式滴加了二异丙基乙胺(65g)。之后,在室温下搅拌了4小时。将混合了食盐40g和0.5N盐酸水(800mL)的水溶液添加至反应液以停止反应,并进行了分液操作。一边搅拌一边将甲醇(1400mL)滴加至所提取的有机层。之后,冷却至0度,通过进行过滤操作,获得了白色固体的化合物(P2-3)258g(产率90%)。
[化学式19]
使化合物(P2-3)(50g)和二丁基羟基甲苯(BHT)(390mg)溶解于乙酸乙酯(75mL)、甲苯(50mL)、乙腈(50mL)的混合溶液之后,添加了三乙胺(18g)。在60度下搅拌了3小时。冷却至室温之后,将1N盐酸水(88mL)添加至反应液以停止反应,并进行了分液操作。对所提取的有机层进行过滤器过滤之后,一边搅拌一边滴加了甲醇(300mL)。之后,冷却至0度,通过进行过滤操作,获得了白色固体的化合物(P2-4)41g(产率93%)。化合物纯度为98%。
1H-NMR(溶剂:CDCl3)δ(ppm):3.68-3.80(m,6H),3.87-3.95(m,2H),3.95(s,3H),4.20-4.27(m,2H),4.31-4.37(m,2H),5.83(dd,1H),6.16(dd,1H),6.43(dd,1H),6.97-7.05(m,2H),7.28-7.35(m,2H),7.64-7.72(m,4H),8.08-8.20(m,4H)
另外,作为杂质包含下述化合物(P2-b)。其中,在式(P2-b)中,n表示除3以外的整数。
[化学式20]
<步骤2>
[化学式21]
将化合物(P1-4)(84g)、化合物(P2-4)(21g)、二丁基羟基甲苯(BHT)(158mg)的DMAc溶液(347mL)加热至内温80℃。在氮气环境下,对其添加2,2’-偶氮双(2-甲基丙酸)二甲酯(1660mg)(商品名“V-601”)的DMAc溶液(40mL),并在80℃下搅拌了4小时。将所获得的反应液滴加至甲醇(10L),通过过滤操作收集沉淀物后,用乙腈进行残渣的清洗,由此获得了白色固体的化合物P2(实施例3中使用的高分子液晶性化合物)98g(产率93%)。所获得的聚合物的重均分子量(Mw)为1600。
另外,通过凝胶渗透色谱法(GPC),用聚乙烯换算计算分子量,管柱则连接3根TOSOH TSK gel SuperAWM-H(6mm×15cm)来使用,溶剂使用了N-甲基吡咯烷酮。
在上述式中的重复单元中标注的数值表示质量比例(质量%)。
[合成例3]
〔实施例13中使用的高分子液晶性化合物的合成〕
按照下述步骤1~3,合成了实施例13中使用的高分子液晶性化合物(以下,还称为“化合物P3”。)。
(步骤1)
[化学式22]
使氢氧化钠(34.2g)溶解于1L水,在氮气环境下添加4,4’-二羟基联苯(40.6g)及溴乙醇(37.2g),并在95℃下搅拌了10小时。
之后,冷却至室温,添加浓盐酸将反应体系调整为酸性之后进行过滤及干燥,由此获得了包含化合物P9-A的白色固体。
使所获得的白色固体溶解于400mL二甲基乙酰胺(DMAc),在冰冷下,滴加3-氯丙酰氯(62.0g),并搅拌了5小时。添加甲醇(40mL)以停止反应之后,添加了水和乙酸乙酯。
对于通过分液操作进行了清洗的有机层,用旋转蒸发器去除溶剂,并对所获得的浓缩物添加了氯仿。通过过滤去除了已析出的固体之后,用旋转蒸发器去除溶剂,并进行基于使用了乙酸乙酯/氯仿的柱色谱的纯化,由此获得了20.3g的白色固体化合物P9-A(产率29%)。
1H-NMR(溶剂:DMSO-d6)δ(ppm):2.80-2.90(t,2H),3.75-3.85(t,2H),4.15-4.25(m,2H),4.35-4.45(m,2H),6.75-6.85(m,2H),6.90-7.00(m,2H),7.30-7.50(m,4H),9.40(br s,1H)
(步骤2)
[化学式23]
混合4.0g化合物P9-A、8.08g化合物P10、100mL二氯甲烷,并在室温下进行了搅拌。对混合物添加N,N-二甲基氨基吡啶152mg及1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDCI)9.56g,并在室温下搅拌了12小时。
之后,用旋转蒸发器去除溶剂,添加甲醇120mL和1M盐酸水120mL进行过滤,由此获得了白色固体。添加乙酸乙酯和水对所获得的白色固体进行分液,并用1N盐酸水、饱和食盐水清洗所收集的有机层之后,用无水硫酸钠进行了干燥。滤出硫酸钠,并用旋转蒸发器去除溶剂,进行基于硅胶色谱的纯化来获得了5.4g的化合物P9-B(产率69%)。
1H-NMR(溶剂:CDCl3)δ(ppm):2.87(t,2H),3.68-3.82(m,8H),3.90(t,2H),4.18-4.28(m,4H),4.28-4.38(m,2H),4.46-4.54(m,2H),5.84(dd,1H),6.16(dd,1H),6.43(dd,1H),6.90-7.05(m,4H),7.20-7.30(m,2H),7.48-7.65(m,4H),8.10-8.20(m,2H)
(步骤3)
[化学式24]
在氮气环境下,将化合物P11(0.8g)及化合物P9-B(0.2g)的DMAc溶液(3.3mL)加热至内温80℃。对其添加2,2’-偶氮双(2-甲基丙酸)二甲基(0.054mmol,0.012g)的DMAc溶液(0.5mL),并在80℃下搅拌了2小时。之后,通过1H-NMR光谱测定,确认聚合性基团的消失,并冷却至室温。添加甲醇进行过滤,并用甲醇清洗残渣,由此获得了0.90g白色固体的化合物P9-C。对所获得的化合物P9-C的氯仿溶液(7mL)添加二丁基羟基甲苯(BHT)(50mg)及三乙胺(0.7mL),并加热至内温50℃。在50℃下搅拌9小时之后,通过1H-NMR光谱测定,确认原料的消失,并冷却至室温。对其添加甲醇进行过滤,用甲醇清洗残渣,由此获得了白色固体的化合物P3(实施例13中使用的高分子液晶性化合物)0.8g。通过凝胶渗透色谱(GPC)对所获得的化合物P3进行分析的结果,重均分子量(Mw)为17000(聚苯乙烯换算)。
<实施例及比较例中使用的除上述以外的高分子液晶性化合物>
利用上述合成例或公知的方法合成了实施例及比较例中使用的除上述以外的高分子液晶性化合物。
[实施例1]
〔取向膜的制作〕
用碱性洗涤剂清洗玻璃基材(Central Glass Co.,Ltd.制,青板玻璃,尺寸300mm×300mm,厚度1.1mm),接着注入纯水之后干燥了玻璃基材。
用#12杆将下述取向膜形成用组合物1涂布于干燥后的玻璃基材上,将经涂布的取向膜形成用组合物1在110℃下干燥2分钟,由此在玻璃基材上形成了涂布膜。
对所获得的涂布膜进行1次摩擦处理(辊的转速:1000旋转/间隔物厚度2.9mm,转台速度1.8m/分钟),由此在玻璃基材上制作了取向膜。
[化学式25]
另外,在式(PVA-1)中,重复单元中的数值表示各重复单元相对于改性乙烯醇中的所有重复单元的摩尔%。
〔吸光各向异性膜的制作〕
在所获得的取向膜1上,以1000旋转旋转涂布下述液晶性组合物1,由此形成了涂布膜。
将涂布膜在室温下干燥30秒钟之后,进一步在150℃下加热了60秒钟。
接着,将涂布膜冷却至室温之后,在80℃下使用高压汞灯,以照度28mW/cm2的照射条件照射60秒钟,由此在取向膜1上制作了吸光各向异性膜1。
[化学式26]
[化学式27]
[实施例2~19、比较例1~7]
将液晶性组合物中的高分子液晶性化合物的种类或含量变更为下述表1所示,除此以外,以与实施例1相同的方法在取向膜1上制作了吸光各向异性膜。
以下,总结示出与表1中的重复单元1及重复单元2的种类对应的结构式。
并且,将下述结构式的用虚线围住的基团的哈米特取代基常数σp值示于表1(在表1中,标记为“末端基σp值”)。另外,关于下述(B-7),示出了介晶基团末端的氢原子(即,构成苯基的氢原子)的哈米特取代基常数σp值。关于重复单元B-5及重复单元B-6的哈米特取代基常数σp值,用上述软件进行计算,除此以外的重复单元的哈米特取代基常数σp值表示上述文献中记载的值。
各重复单元1
[化学式28]
各重复单元2
[化学式29]
[评价]
〔取向度的计算〕
在光学显微镜(NIKON CORPORATION制,产品名“ECLIPSE E600POL”)的光源侧插入线起偏器的状态下,将实施例及比较例的各吸光各向异性膜安装到样品台,用多通道光谱仪(Ocean Optics,Inc.,制,产品名“QE65000”)测定表1中记载的波长区域下的吸光各向异性膜的吸光度,并通过以下式计算了取向度。将结果示于下述表1。
取向度:S=[(Az0/Ay0)-1]/[(Az0/Ay0)+2]
Az0:吸光各向异性膜对吸收轴方向的偏振光的吸光度
Ay0:吸光各向异性膜对偏振光轴方向的偏振光的吸光度
〔取向度评价〕
关于实施例1~11、13、14、17~19,以仅使用在这些高分子液晶性化合物中包含的重复单元2的比较例1为基准样品,比较实施例1~11、13、14、17~19的吸光各向异性膜的取向度与作为基准样品的比较例1的吸光各向异性膜的取向度,并按照以下基准进行了评价。
同样地,实施例12以比较例2为基准样品,实施例15以比较例3为基准样品,实施例16以比较例7为基准样品,比较例5及6以比较例1为基准样品,进行了取向度的评价。
另外,关于比较例1~3及7,由于是基准样品,因此取向度评价在表1中示为“-”,这表示无法评价。并且,关于比较例4,由于使用了不具有重复单元2的高分子液晶性化合物,因此取向度评价在表1中示为“-”,这表示无法评价。
A:取向度比基准样品高0.02以上
B:取向度比基准样品高0.01以上且低于0.02
C:取向度为基准样品以上(高0以上)且低于0.01
D:取向度低于基准样品
[表1]
如表1所示,显示出若配合包括具有介晶基团和存在于其末端的哈米特取代基常数σp值大于0的吸电子基团的重复单元1以及具有介晶基团和存在于其末端的哈米特取代基常数σp值为0以下的基团的重复单元2的高分子液晶性化合物(实施例),则相较于使用不具有重复单元1或重复单元2的高分子液晶性化合物的情况(比较例),使用具有重复单元1或重复单元2的高分子液晶性化合物来形成的吸光各向异性膜的取向度变高。
从实施例3与实施例13的对比发现,若使用重复单元1中的末端基σp值为0.3以上且重复单元2中的末端基σp值为-0.1以下的高分子液晶性化合物(实施例3),则能够使吸光各向异性膜的取向度更高。
从实施例1~5的对比发现,若重复单元1的末端基σp值与液晶性化合物中的重复单元1的含有比例(质量基准)的乘积在0.050~0.130的范围内(实施例2~4),则能够使吸光各向异性膜的取向度更高。
从实施例8与实施例19的对比发现,若重复单元1与重复单元2的结构类似(实施例8),则能够使吸光各向异性膜的取向度更高。
Claims (16)
1.一种液晶性组合物,其含有侧链型高分子液晶性化合物和二色性物质,
所述侧链型高分子液晶性化合物是具有由下述式(1)表示的重复单元1、和不符合由所述式(1)表示的重复单元、且为由下述式(2)表示的重复单元的重复单元2的共聚物,
所述重复单元1的含量相对于所述侧链型高分子液晶性化合物的总质量为40质量%以下,
所述重复单元2的含量相对于所述侧链型高分子液晶性化合物的总质量为60质量%以上,
在所述式(1)中,P1表示重复单元的主链,为由下述式(P1-A)、下述式(P1-B)、或下述式(P1-C)表示的基团,L1表示单键或二价连结基团,SP1及SP2分别独立地表示间隔基,M1表介晶基团,EWG表示哈米特取代基常数σp值大于0的吸电子基团,
在所述式(2)中,P2表示重复单元的主链,为由下述式(P1-A)、下述式(P1-B)、或下述式(P1-C)表示的基团,L2表示单键或二价连结基团,SP3表示间隔基,M2表示具有3个以上环状结构的介晶基团,T1表示哈米特取代基常数σp值小于0的给电子基团,
在所述式(P1-A)、所述式(P1-B)、及所述式(P1-C)中,“*”表示与所述式(1)中的L1或所述式(2)中的L2的键合位置,R1、R2及R3分别独立地表示氢原子、卤原子、碳原子数1~10的烷基或碳原子数1~10的烷氧基。
2.一种液晶性组合物,其含有侧链型高分子液晶性化合物和二色性物质,
所述侧链型高分子液晶性化合物是具有重复单元1和重复单元2的共聚物,
所述重复单元1具有介晶基团和存在于所述介晶基团的末端的哈米特取代基常数σp值大于0的吸电子基团,
所述重复单元2具有介晶基团和存在于所述介晶基团的末端的哈米特取代基常数σp值为0以下的基团,
所述重复单元1中的所述吸电子基团的哈米特取代基常数σp值与所述侧链型高分子液晶性化合物中的所述重复单元1的质量基准的含有比例的乘积为0.050~0.130,
所述侧链型高分子液晶性化合物的主链为由下述式(P1-A)、下述式(P1-B)、或下述式(P1-C)表示的基团,
在所述式(P1-A)、所述式(P1-B)、及所述式(P1-C)中,“*”表示与所述侧链型高分子液晶性化合物的侧链的键合位置,R1、R2及R3分别独立地表示氢原子、卤原子、碳原子数1~10的烷基或碳原子数1~10的烷氧基。
3.根据权利要求2所述的液晶性组合物,其中,
所述重复单元1是由下述式(1)表示的重复单元,
所述重复单元2不符合由所述式(1)表示的重复单元,而是由下述式(2)表示的重复单元,
在所述式(1)中,P1表示重复单元的主链,且为由所述式(P1-A)、所述式(P1-B)、或所述式(P1-C)表示的基团,L1表示单键或二价连结基团,SP1及SP2分别独立地表示间隔基,M1表介晶基团,EWG表示哈米特取代基常数σp值大于0的吸电子基团,
在所述式(2)中,P2表示重复单元的主链,且为由所述式(P1-A)、所述式(P1-B)、或所述式(P1-C)表示的基团,L2表示单键或二价连结基团,SP3表示间隔基,M2表示具有3个以上环状结构的介晶基团,T1表示哈米特取代基常数σp值小于0的给电子基团。
4.根据权利要求1或2所述的液晶性组合物,其中,
所述重复单元1中的所述吸电子基团的哈米特取代基常数σp值为0.3以上,
所述重复单元2中的所述基团是哈米特取代基常数σp值为-0.1以下的给电子基团。
5.根据权利要求2所述的液晶性组合物,其中,
所述重复单元1的含量相对于所述侧链型高分子液晶性化合物的总质量为40质量%以下,
所述重复单元2的含量相对于所述侧链型高分子液晶性化合物的总质量为60质量%以上。
6.根据权利要求1所述的液晶性组合物,其中,
所述重复单元1中的所述吸电子基团的哈米特取代基常数σp值与所述侧链型高分子液晶性化合物中的所述重复单元1的质量基准的含有比例的乘积为0.02~0.15。
7.根据权利要求6所述的液晶性组合物,其中,
所述重复单元1中的所述吸电子基团的哈米特取代基常数σp值与所述侧链型高分子液晶性化合物中的所述重复单元1的质量基准的含有比例的乘积为0.050~0.130。
8.根据权利要求1或3所述的液晶性组合物,其中,
所述式(1)的SP1与所述式(2)的SP3的结构相同。
9.根据权利要求1或3所述的液晶性组合物,其中,
所述式(1)的M1与所述式(2)的M2的结构相同。
10.根据权利要求1或3所述的液晶性组合物,其中,
所述式(1)的SP2为单键。
11.一种侧链型高分子液晶性化合物,其为具有重复单元1和重复单元2的共聚物,其中,
所述重复单元1是由下述式(1)表示的重复单元,
所述重复单元2不符合由所述式(1)表示的重复单元,而是由下述式(2)表示的重复单元,
所述式(1)的M1与所述式(2)的M2的结构相同,
所述重复单元1的含量相对于所述侧链型高分子液晶性化合物的总质量为40质量%以下,
所述重复单元2的含量相对于所述侧链型高分子液晶性化合物的总质量为60质量%以上,
在所述式(1)中,P1表示重复单元的主链,为由下述式(P1-A)、下述式(P1-B)、或下述式(P1-C)表示的基团,L1表示单键或二价连结基团,SP1及SP2分别独立地表示间隔基,M1表示具有3个以上环状结构的介晶基团,EWG表示哈米特取代基常数σp值大于0的吸电子基团,
在所述式(2)中,P2表示重复单元的主链,为由下述式(P1-A)、下述式(P1-B)、或下述式(P1-C)表示的基团,L2表示单键或二价连结基团,SP3表示间隔基,M2表示具有3个以上环状结构的介晶基团,T1表示哈米特取代基常数σp值小于0的给电子基团,
在所述式(P1-A)、所述式(P1-B)、及所述式(P1-C)中,“*”表示与所述式(1)中的L1或所述式(2)中的L2的键合位置,R1、R2及R3分别独立地表示氢原子、卤原子、碳原子数1~10的烷基或碳原子数1~10的烷氧基。
12.一种吸光各向异性膜,其使用权利要求1至10中任一项所述的液晶性组合物来形成。
13.一种吸光各向异性膜,其使用液晶性组合物来形成,
所述液晶性组合物含有侧链型高分子液晶性化合物和二色性物质,
所述侧链型高分子液晶性化合物是具有由下述式(1)表示的重复单元1、和不符合由所述式(1)表示的重复单元、且为由下述式(2)表示的重复单元的重复单元2的共聚物,
在所述式(1)中,P1表示重复单元的主链,L1表示单键或二价连结基团,SP1及SP2分别独立地表示间隔基,M1表介晶基团,EWG表示哈米特取代基常数σp值大于0的吸电子基团,
在所述式(2)中,P2表示重复单元的主链,L2表示单键或二价连结基团,SP3表示间隔基,M2表示具有3个以上环状结构的介晶基团,T1表示哈米特取代基常数σp值小于0的给电子基团。
14.一种层叠体,其具有基材和设置于所述基材上的权利要求12或13所述的吸光各向异性膜。
15.根据权利要求14所述的层叠体,其中,所述层叠体还具有设置于所述吸光各向异性膜上的λ/4板。
16.一种图像显示装置,其具有权利要求12或13所述的吸光各向异性膜或者权利要求14或权利要求15所述的层叠体。
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