本發(fā)明涉及化合物和組合物。
背景技術(shù):
專利文獻(xiàn)1中記載了一種偏振膜,其包含在發(fā)生取向的聚合性液晶化合物中分散的二向色性的吸收光的化合物(二向色性色素)。然而,未記載在波長350~550nm具有最大吸收的二向色性色素。
專利文獻(xiàn)2中,作為在波長350~550nm具有最大吸收的二向色性色素,記載了一種具有1,4-萘基結(jié)構(gòu)的雙偶氮系色素。然而,包含該雙偶氮系色素的偏振膜的二向色性比低。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特表2007-510946號公報
專利文獻(xiàn)2:日本專利1454637號公報
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的問題
需求在波長350nm~550nm的范圍具有最大吸收的發(fā)揮作為二向色性色素的功能的化合物。
用于解決問題的手段
本發(fā)明包括以下的發(fā)明。
[1]式(1)所示的化合物。
[式中,r1表示氫原子、碳數(shù)1~20的烷基、碳數(shù)1~20的烷氧基、碳數(shù)1~20的?;?、碳數(shù)2~20的烷氧羰基、碳數(shù)1~20的酰氧基或-n(r10)(r11),r10表示碳數(shù)1~20的酰基、碳數(shù)1~20的烷磺?;蛱紨?shù)6~20的芳磺酰基,r11表示氫原子或碳數(shù)1~20的烷基,r10與r11可以相互鍵合并與它們所鍵合的氮原子一起形成包含-n-co-或-n-so2-的環(huán)。構(gòu)成上述烷基、上述烷氧基、上述?;?、上述烷氧羰基、上述酰氧基、上述烷磺酰基和上述芳磺?;囊粋€以上的氫原子可以經(jīng)鹵原子、羥基、氨基或具有取代基的氨基取代。構(gòu)成上述烷基和上述烷氧基的碳原子間可以插入有-o-或-nr20-,r20表示氫原子或碳數(shù)1~20的烷基。
r2表示氫原子或碳數(shù)1~20的烷基。
r3表示氫原子、碳數(shù)1~20的烷基、碳數(shù)1~20的烷氧基、碳數(shù)1~20的?;?、碳數(shù)2~20的烷氧羰基、碳數(shù)1~20的酰氧基或-n(r12)(r13)。r12表示碳數(shù)1~20的?;⑻紨?shù)1~20的烷磺?;蛱紨?shù)6~20的芳磺?;?,r13表示氫原子或碳數(shù)1~20的烷基,r12與r13可以相互鍵合并與它們所鍵合的氮原子一起形成包含-n-co-或-n-so2-的環(huán)。構(gòu)成上述烷基、上述烷氧基、上述?;?、上述烷氧羰基、上述酰氧基、上述烷磺酰基和上述芳磺?;囊粋€以上的氫原子可以經(jīng)鹵原子、羥基、氨基或具有取代基的氨基取代。構(gòu)成上述烷基和上述烷氧基的碳原子間可以插入有-o-或-nr30-,r30表示氫原子或碳數(shù)1~20的烷基。
z表示-co-或-so2-。
y表示式(y1)所示的基團(tuán)或式(y2)所示的基團(tuán)。]
(式中,*表示與n的鍵合部位。)
(式中,*表示與n的鍵合部位,p1和p2各自獨(dú)立地表示-s-、-o-或-n(r14)-,r14表示氫原子或碳數(shù)1~4的烷基,q1和q2各自獨(dú)立地表示=n-或=ch-。)
[2]一種組合物,其包含聚合性液晶化合物和[1]所述的化合物。
[3]如[2]所述的組合物,其中,聚合性液晶化合物顯示近晶型液晶相。
[4]如[2]或[3]所述的組合物,其還包含聚合引發(fā)劑。
[5]一種偏振膜,其包含[1]所述的化合物。
[6]一種偏振膜,其由[2]~[4]中任一項(xiàng)所述的組合物形成。
[7]如[5]或[6]所述的偏振膜,所述偏振膜的最大吸收波長λmax1比式(1)所示的化合物的最大吸收波長λmax2更大。
[8]如[7]所述的偏振膜,其λmax1與λmax2之差為10nm以上。
[9]如[5]~[8]中任一項(xiàng)所述的偏振膜,其在x射線衍射測定中顯示布拉格峰。
[10]一種液晶顯示裝置,其具備[5]~[9]中任一項(xiàng)所述的偏振膜。
[11]一種液晶單元,其具備[5]~[9]中任一項(xiàng)所述的偏振膜、液晶層和基體。
[12]如[11]所述的液晶單元,其中,偏振膜配置于基體與液晶層之間。
[13]如[12]所述的液晶單元,其中,在基體與液晶層之間還配置有濾色器。
[14]一種圓偏振板,其具有[5]~[9]中任一項(xiàng)所述的偏振膜和1/4波片。
[15]一種有機(jī)el顯示裝置,其具備[5]~[9]中任一項(xiàng)所述的偏振膜和有機(jī)el元件。
[16]一種有機(jī)el顯示裝置,其具備[14]所述的圓偏振板和有機(jī)el元件。
發(fā)明的效果
本發(fā)明的化合物為在波長350nm~550nm的范圍具有最大吸收的發(fā)揮作為二向色性色素的功能的新型化合物,能夠由包含該化合物的組合物形成二向色性比高的偏振膜。
附圖說明
圖1是表示本發(fā)明的偏振膜的連續(xù)性制造方法的示意圖。
圖2是具有本發(fā)明的偏振膜的圓偏振板的連續(xù)性制造方法的示意圖。
圖3是具備本發(fā)明的偏振膜的液晶單元的示意圖。
圖4是具備本發(fā)明的偏振膜的液晶單元的示意圖。
圖5是具備本發(fā)明的偏振膜的液晶單元的示意圖。
具體實(shí)施方式
<式(1)所示的化合物>
本發(fā)明的式(1)所示的化合物(以下有時稱作化合物(1))的偶氮基優(yōu)選為反式的偶氮基。
式(1)中,r1表示氫原子、碳數(shù)1~20的烷基、碳數(shù)1~20的烷氧基、碳數(shù)1~20的?;?、碳數(shù)2~20的烷氧羰基、碳數(shù)1~20的酰氧基或-n(r10)(r11)。
碳數(shù)1~20的烷基可以舉出:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、新戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基等無取代的直鏈狀或支鏈狀的碳數(shù)1~20的烷基。
構(gòu)成該碳數(shù)1~20的烷基的一個以上的氫原子可以經(jīng)鹵原子(例如氟原子)、羥基、氨基或具有取代基的氨基取代。具有取代基的氨基例如可以舉出:n-甲基氨基、n-乙基氨基、n,n-二甲基氨基、n,n-二乙基氨基等經(jīng)一個或二個碳數(shù)1~20的烷基取代的氨基等。一個以上的氫原子經(jīng)鹵原子等取代的烷基可以舉出:氟甲基、三氟甲基、五氟乙基、九氟丁基等碳數(shù)1~20的鹵烷基、羥甲基、2-羥基乙基等碳數(shù)1~20的羥烷基、氨基甲基、2-(n,n-二甲基氨基)乙基等具有無取代或有取代基的氨基的碳數(shù)1~20的烷基。
構(gòu)成上述烷基的碳原子間可以插入有-o-或-nr20-,r20表示氫原子或碳數(shù)1~20的烷基,碳數(shù)1~20的烷基可以舉出與上文同樣的基團(tuán)。碳原子間插入有-o-或-nr20-的烷基可以舉出:甲氧基甲基、2-乙氧基乙基、2-(2-乙氧基乙氧基)乙基、2-[2-(乙氨基)乙基)氨基]乙基等。
碳數(shù)1~20的烷氧基可以舉出:甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、異丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、異戊氧基、新戊氧基、正己氧基、正庚氧基、正辛氧基、正壬氧基、正癸氧基等無取代的直鏈狀或支鏈狀的碳數(shù)1~20的烷氧基。
構(gòu)成該碳數(shù)1~20的烷氧基的一個以上的氫原子可以經(jīng)鹵原子(例如氟原子)、羥基、氨基或具有取代基的氨基取代。具有取代基的氨基例如可以舉出:n-甲基氨基、n-乙基氨基、n,n-二甲基氨基、n,n-二乙基氨基等經(jīng)一個或二個碳數(shù)1~20的烷基取代的氨基等。一個以上的氫原子經(jīng)鹵原子等取代的烷氧基可以舉出:氟甲氧基、三氟甲氧基、五氟乙氧基、九氟丁氧基等碳數(shù)1~20的鹵烷氧基、羥基甲氧基、2-羥基乙氧基等碳數(shù)1~20的羥基烷氧基、氨基甲氧基、2-(n,n-二甲基氨基)乙氧基等具有無取代或有取代基的氨基的碳數(shù)1~20的烷氧基。
構(gòu)成上述烷氧基的碳原子間可以插入有-o-或-nr20-,碳原子間插入有-o-或-nr20-的烷氧基可以舉出:甲氧基甲氧基、2-乙氧基乙氧基、2-(2-乙氧基乙氧基)乙氧基、2-[2-(乙氨基)乙基)氨基]乙氧基等。
碳數(shù)1~20的?;梢耘e出:甲酰基、乙酰基、乙基羰基、正丙基羰基、異丙基羰基、正丁基羰基、異丁基羰基、叔丁基羰基、正戊基羰基、異戊基羰基、新戊基羰基、正己基羰基、正庚基羰基、正辛基羰基、正壬基羰基、正癸基羰基等無取代的碳數(shù)1~20的?;?。構(gòu)成該?;囊粋€以上的氫原子可以經(jīng)鹵原子(例如氟原子)、羥基、氨基或具有取代基的氨基取代。具有取代基的氨基例如可以舉出:n-甲基氨基、n-乙基氨基、n,n-二甲基氨基、n,n-二乙基氨基等經(jīng)一個或二個碳數(shù)1~20的烷基取代的氨基等。一個以上的氫原子經(jīng)鹵原子等取代的?;梢耘e出:三氟乙酰基、五氟乙基羰基、九氟丁基羰基等碳數(shù)1~20的鹵酰基等。
碳數(shù)2~20的烷氧羰基可以舉出:甲氧羰基、乙氧羰基、正丙氧羰基、異丙氧羰基、正丁氧羰基、異丁氧羰基、叔丁氧羰基、正戊氧羰基、異戊氧羰基、新戊氧羰基、正己氧羰基、正庚氧羰基、正辛氧羰基、正壬氧羰基、正癸氧羰基等無取代的碳數(shù)2~20的烷氧羰基。構(gòu)成該烷氧羰基的一個以上的氫原子可以經(jīng)鹵原子(例如氟原子)、羥基、氨基或具有取代基的氨基取代。具有取代基的氨基例如可以舉出:n-甲基氨基、n-乙基氨基、n,n-二甲基氨基、n,n-二乙基氨基等經(jīng)一個或二個碳數(shù)1~20的烷基取代的氨基等。一個以上的氫原子經(jīng)鹵原子等取代的烷氧羰基可以舉出:氟甲氧羰基、三氟甲氧羰基、五氟乙氧羰基、九氟正丁氧羰基等碳數(shù)2~20的鹵烷氧羰基。
碳數(shù)1~20的酰氧基可以舉出:乙酰氧基、乙基羰氧基、正丙基羰氧基、異丙基羰氧基、正丁基羰氧基、異丁基羰氧基、叔丁基羰氧基、正戊基羰氧基、異戊基羰氧基、新戊基羰氧基、正己基羰氧基、正庚基羰氧基、正辛基羰氧基、正壬基羰氧基、正癸基羰氧基等無取代的碳數(shù)1~20的酰氧基。構(gòu)成該酰氧基的一個以上的氫原子可以經(jīng)鹵原子(例如氟原子)、羥基、氨基或具有取代基的氨基取代。具有取代基的氨基例如可以舉出:n-甲基氨基、n-乙基氨基、n,n-二甲基氨基、n,n-二乙基氨基等經(jīng)一個或二個碳數(shù)1~20的烷基取代的氨基等。一個以上的氫原子經(jīng)鹵原子等取代的酰氧基可以舉出:氟乙酰氧基、三氟乙酰氧基、五氟乙基羰氧基、九氟丁基羰氧基等碳數(shù)1~20的鹵酰氧基。
-n(r10)(r11)中的r10表示碳數(shù)1~20的?;?、碳數(shù)1~20的烷磺?;蛱紨?shù)6~20的芳磺酰基,r11表示氫原子或碳數(shù)1~20的烷基,r10與r11可以相互鍵合并與它們所鍵合的氮原子一起形成包含-n-co-或-n-so2-的環(huán)。構(gòu)成r10中的?;⑼榛酋;头蓟酋;囊粋€以上的氫原子可以經(jīng)鹵原子(例如氟原子)、羥基、氨基或具有取代基的氨基取代。具有取代基的氨基例如可以舉出:n-甲基氨基、n-乙基氨基、n,n-二甲基氨基、n,n-二乙基氨基等經(jīng)一個或二個碳數(shù)1~20的烷基取代的氨基等。構(gòu)成r11中的烷基的碳原子間可以插入有-o-或-nr20-。r10中的碳數(shù)1~20的?;梢耘e出與上述的r1中的碳數(shù)1~20的?;瑯拥幕鶊F(tuán),構(gòu)成該?;囊粋€以上的氫原子經(jīng)鹵原子等取代的酰基可以舉出與上述r1中的基團(tuán)同樣的基團(tuán)。
碳數(shù)1~20的烷磺?;梢耘e出:甲磺酰基、乙磺?;⒄酋;葻o取代的碳數(shù)1~20的烷磺酰基,構(gòu)成該烷磺酰基的一個以上的氫原子經(jīng)鹵原子等取代的基團(tuán)可以舉出:三氟甲磺?;⑽宸一酋;?、七氟正丙磺?;忍紨?shù)1~20的鹵烷磺酰基。
碳數(shù)6~20的芳磺酰基可以舉出苯磺?;?、對甲苯磺?;?,構(gòu)成該芳磺?;囊粋€以上的氫原子經(jīng)鹵原子等取代的基團(tuán)可以舉出對三氟甲基苯磺?;?。
r11中的碳數(shù)1~20的烷基可以舉出與上述的r1中的碳數(shù)1~20的烷基同樣的基團(tuán),構(gòu)成該烷基的一個以上的氫原子經(jīng)鹵原子等取代的烷基可以舉出與上述r1中的基團(tuán)同樣的基團(tuán)。
-n(r10)(r11)的具體例可以舉出:酰氨基、乙基羰基氨基、正丙基羰基氨基、異丙基羰基氨基、正丁基羰基氨基、異丁基羰基氨基、叔丁基羰基氨基、正戊基羰基氨基、異戊基羰基氨基、新戊基羰基氨基、正己基羰基氨基、正庚基羰基氨基、正辛基羰基氨基、正壬基羰基氨基、正癸基羰基氨基、三氟酰氨基。
r10與r11可以相互鍵合并與它們所鍵合的氮原子一起形成的包含-n-co-或-n-so2-的環(huán)可以舉出2-吡咯烷酮-1-基等。
r1優(yōu)選為可以具有鹵原子(優(yōu)選為氟原子)的碳數(shù)1~10的烷基、在構(gòu)成的碳原子間插入有-o-的碳數(shù)1~20的烷基、可以具有鹵原子(優(yōu)選為氟原子)的碳數(shù)1~10的烷氧基、在構(gòu)成的碳原子間插入有-o-的碳數(shù)1~20的烷氧基、可以具有鹵原子(優(yōu)選為氟原子)的碳數(shù)1~10的酰基、可以具有鹵原子(優(yōu)選為氟原子)的碳數(shù)2~10的烷氧羰基、可以具有鹵原子(優(yōu)選為氟原子)的碳數(shù)1~10的酰氧基或-n(r10)(r11),r10優(yōu)選為可以具有鹵原子(優(yōu)選為氟原子)的碳數(shù)1~20的酰基,r11優(yōu)選為氫原子。
r1更優(yōu)選為可以具有氟原子的直鏈狀的碳數(shù)1~10的烷基或-n(r10)(r11),r10更優(yōu)選為可以具有氟原子的碳數(shù)1~10的?;?,r11優(yōu)選為氫原子。
r1特別優(yōu)選為可以具有氟原子的直鏈狀的碳數(shù)1~10的烷基。
式(1)中,r2表示氫原子或碳數(shù)1~20的烷基。
r2中的碳數(shù)1~20的烷基可以舉出:與上述的r1中的無取代的碳數(shù)1~20的烷基同樣的基團(tuán)。
r2優(yōu)選為氫原子。
式(1)中,r3表示氫原子、碳數(shù)1~20的烷基、碳數(shù)1~20的烷氧基、碳數(shù)1~20的?;⑻紨?shù)2~20的烷氧羰基、碳數(shù)1~20的酰氧基或-n(r12)(r13)。r12表示碳數(shù)1~20的酰基、碳數(shù)1~20的烷磺酰基或碳數(shù)6~20的芳磺?;瑀13表示氫原子或碳數(shù)1~20的烷基,r12與r13可以相互鍵合并與它們所鍵合的氮原子一起形成包含-n-co-或-n-so2-的環(huán)。構(gòu)成上述烷基、上述烷氧基、上述?;?、上述烷氧羰基、上述酰氧基、上述烷磺酰基和上述芳磺?;囊粋€以上的氫原子可以經(jīng)鹵原子、羥基、氨基或具有取代基的氨基取代。構(gòu)成上述烷基和上述烷氧基的碳原子間可以插入有-o-或-nr30-,r30表示氫原子或碳數(shù)1~20的烷基。
r3中的碳數(shù)1~20的烷基、碳數(shù)1~20的烷氧基、碳數(shù)1~20的?;⑻紨?shù)2~20的烷氧羰基和碳數(shù)1~20的酰氧基各自可以舉出與上述的r1中的碳數(shù)1~20的烷基、碳數(shù)1~20的烷氧基、碳數(shù)1~20的?;?、碳數(shù)2~20的烷氧羰基和碳數(shù)1~20的酰氧基同樣的基團(tuán)。
r12中的碳數(shù)1~20的?;?、碳數(shù)1~20的烷磺?;吞紨?shù)6~20的芳磺?;髯钥梢耘e出與上述的r10中的碳數(shù)1~20的?;⑻紨?shù)1~20的烷磺?;吞紨?shù)6~20的芳磺酰基同樣的基團(tuán)。
r13中的碳數(shù)1~20的烷基可以舉出與上述的r11中的碳數(shù)1~20的烷基同樣的基團(tuán)。
-n(r12)(r13)的具體例可以舉出與上述的-n(r10)(r11)的具體例同樣的基團(tuán)。
r12與r13可以相互鍵合并與它們所鍵合的氮原子一起形成的包含-n-co-或-n-so2-的環(huán)可以舉出2-吡咯烷酮-1-基等。
r3優(yōu)選為可以具有鹵原子(優(yōu)選為氟原子)的碳數(shù)1~10的烷基或-n(r12)(r13),r12優(yōu)選為可以具有鹵原子(優(yōu)選為氟原子)的碳數(shù)1~20的酰基或可以具有鹵原子(優(yōu)選為氟原子)的碳數(shù)1~20的烷磺?;瑀13優(yōu)選為氫原子。
z表示-co-或-so2-。
式(1)中,y表示式(y1)所示的基團(tuán)或式(y2)所示的基團(tuán),
(式中,*表示與n的鍵合部位。)
(式中,*表示與n的鍵合部位,p1和p2各自獨(dú)立地表示-s-、-o-或-n(r14)-,r14表示氫原子或碳數(shù)1~4的烷基,q1和q2各自獨(dú)立地表示=n-或=ch-。)。
p1優(yōu)選為-s-。
p2優(yōu)選為-s-。
r14中的碳數(shù)1~4的烷基可以舉出甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基和叔丁基。
q1優(yōu)選為=ch-。
q2優(yōu)選為=n-。
化合物(1)的具體例可以舉出下述式(1-1)~式(1-18)所示的化合物。
其中,更優(yōu)選式(1-4)、式(1-7)、式(1-12)和式(1-14)所示的化合物,進(jìn)一步優(yōu)選式(1-12)和式(1-14)所示的化合物。
化合物(1)可以通過使式(2)所示的化合物(以下有時稱作化合物(2))與式(3)所示的化合物(以下有時稱作化合物(3))進(jìn)行反應(yīng)來進(jìn)行制造。
[式中,r1、r2和y表示與上文相同的含義。]
[式中,r3和z表示與上文相同的含義,x表示羥基、氯原子、溴原子或碘原子。]
需要說明的是,也可以根據(jù)需要將r1、r3用適當(dāng)保護(hù)基保護(hù)后進(jìn)行反應(yīng),之后進(jìn)行脫保護(hù)反應(yīng),由此制造化合物(1)。
化合物(2)和化合物(3)可以使用通過公知的方法制造的化合物,另外,也可以使用市售的化合物。
化合物(2)與化合物(3)的反應(yīng)通常在溶劑中于堿的存在下實(shí)施。
溶劑可以舉出氯仿等化合物(2)和化合物(3)均可溶的溶劑。堿可以舉出n,n-二甲基氨基吡啶。催化劑可以使用二異丙基碳二亞胺(ipc)等。
反應(yīng)溫度通常為-15~70℃,優(yōu)選為0~40℃。反應(yīng)時間通常為15分鐘~48小時。
反應(yīng)結(jié)束后,通過重結(jié)晶、再沉淀、萃取、各種色譜等通常的提取手段提取化合物(1)。
化合物(1)為發(fā)揮作為二向色性色素的功能的化合物,尤其通過與聚合性液晶化合物共同進(jìn)行取向由此顯示更高的二向色性。因此,化合物(1)與聚合性液晶化合物共同進(jìn)行取向的偏振膜顯示更高的二向色性?;衔?1)在波長350nm~510nm的范圍、優(yōu)選為波長400nm~500nm的范圍、更優(yōu)選為波長410nm~490nm的范圍、進(jìn)一步優(yōu)選為波長420nm~480nm的范圍具有最大吸收。另外,化合物(1)具有耐光性,因此包含本發(fā)明的化合物的偏振膜的耐光性優(yōu)異。
偏振膜的耐光性例如可以通過以下的方法進(jìn)行判斷。
在所形成的偏振膜表面配置保護(hù)膜,從其上方以下述條件照射光。根據(jù)耐光性試驗(yàn)后的偏振膜的最大吸收波長為501nm的偏振膜的吸光度相對于試驗(yàn)前的偏振膜的最大吸收波長為501nm的偏振膜的吸光度的比例,判斷耐光性。
例如,使用日本特開2013-101328號公報所述的式(1-10)所示的二向色性色素形成偏振膜并進(jìn)行耐光性試驗(yàn),則該偏振膜的最大吸收波長548nm處的耐光性試驗(yàn)后的該偏振膜的吸光度為試驗(yàn)前的47%。
(耐光性試驗(yàn)中的光的照射條件)
使用設(shè)備:atlas公司制santestxls+
使用光源:氙弧燈
曝光條件:250mw/m2
試驗(yàn)時間:120小時
暴露量:108000kj/m2
溫度:60℃
接著,對于包含聚合性液晶化合物和化合物(1)的本發(fā)明的組合物進(jìn)行說明。
本發(fā)明的組合物可以包含二種以上的化合物(1)。
<聚合性液晶化合物>
聚合性液晶化合物是指,在分子內(nèi)具有聚合性基團(tuán)且通過進(jìn)行取向由此可顯示液晶相的化合物,優(yōu)選為通過單獨(dú)進(jìn)行取向由此可顯示液晶相的化合物。
聚合性基團(tuán)是指參與聚合反應(yīng)的基團(tuán),優(yōu)選為光聚合性基團(tuán)。此處,聚合性基團(tuán)是指,借助由后述的聚合引發(fā)劑產(chǎn)生的活性自由基、酸等由此可參與聚合反應(yīng)的基團(tuán)。聚合性基團(tuán)可以舉出乙烯基、乙烯基氧基、1-氯乙烯基、異丙烯基、4-乙烯基苯基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、環(huán)氧乙基和氧雜環(huán)丁基。其中,優(yōu)選丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯基氧基、環(huán)氧乙基和氧雜環(huán)丁基,更優(yōu)選丙烯酰氧基。
聚合性液晶化合物可以是熱致液晶型,也可以是溶致液晶型。
聚合性液晶化合物可以為顯示向列型液晶相的聚合性液晶化合物,也可以為顯示近晶型液晶相的聚合性液晶化合物,也可以為顯示向列型液晶相和近晶型液晶相這兩者的聚合性液晶化合物。優(yōu)選顯示近晶型液晶相,更優(yōu)選顯示高度有序的近晶型液晶相。包含顯示近晶型液晶相的聚合性液晶化合物的本發(fā)明的組合物可以提供偏振性能更優(yōu)異的偏振膜。本發(fā)明的組合物可以包含二種以上的聚合性液晶化合物。
化合物(1)即便是由顯示近晶型液晶相的聚合性液晶化合物形成的在密集的分子鏈間分散的狀態(tài),也能夠顯示高的二向色性,包含化合物(1)的組合物可以提供二向色性比高的偏振膜。
高度有序的近晶型液晶相可以舉出近晶b相、近晶d相、近晶e相、近晶f相、近晶g相、近晶h相、近晶i相、近晶j相、近晶k相和近晶l相。其中,優(yōu)選近晶b相、近晶f相和近晶i相。若聚合性液晶化合物顯示的近晶型液晶相為這些高度有序的近晶相,則可得到取向有序度更高的偏振膜。由包含顯示取向有序度高的高度有序的近晶型液晶相的聚合性液晶化合物的組合物得到的偏振膜在x射線衍射測定中顯示源自于六方(hexatic)相或結(jié)晶(cystal)相之類高度有序結(jié)構(gòu)的布拉格峰。布拉格峰是指,源自于分子取向的面周期結(jié)構(gòu)的峰。由本發(fā)明的組合物得到的偏振膜具有的周期間隔優(yōu)選為
聚合性液晶化合物顯示的液晶相的種類例如可以如下進(jìn)行確認(rèn)。準(zhǔn)備適當(dāng)?shù)幕?,在該基材上涂布包含聚合性液晶化合物和溶劑的溶液而形成涂布膜后,進(jìn)行加熱處理或減壓處理由此除去涂布膜中含有的溶劑。接著,將形成于基材上的涂布膜加熱至各向同性相溫度,逐漸進(jìn)行冷卻由此顯現(xiàn)出液晶相,對于該液晶相,通過利用偏光顯微鏡的紋理觀察、x射線衍射測定或差示掃描量熱進(jìn)行考察。在該考察中,例如可以確認(rèn)冷卻至第1溫度由此顯示向列型液晶相,繼而逐漸冷卻至第2溫度由此顯示近晶型液晶相。
聚合性液晶組合物優(yōu)選為式(4)所示的化合物(以下有時稱作化合物(4))。
u1-v1-w1-x1-y1-x2-y2-x3-w2-v2-u2(4)
[式(4)中,
x1、x2和x3相互獨(dú)立地表示可具有取代基的1,4-亞苯基或可具有取代基的環(huán)己烷-1,4-二基。但是,x1、x2和x3之中至少一個為可具有取代基的1,4-亞苯基。構(gòu)成環(huán)己烷-1,4-二基的-ch2-可以被置換成-o-、-s-或-nr-。r表示碳數(shù)1~6的烷基或苯基。
y1和y2相互獨(dú)立地表示-ch2ch2-、-ch2o-、-coo-、-ocoo-、單鍵、-n=n-、-cra=crb-、-c≡c-或-cra=n-。ra和rb相互獨(dú)立地表示氫原子或碳數(shù)1~4的烷基。
u1表示氫原子或聚合性基團(tuán)。
u2表示聚合性基團(tuán)。
w1和w2相互獨(dú)立地表示單鍵、-o-、-s-、-coo-或-ocoo。
v1和v2相互獨(dú)立地表示可具有取代基的碳數(shù)1~20的烷烴二基,構(gòu)成該烷烴二基的-ch2-可以置換成-o-、-s-或-nh-。]
化合物(4)中,x1、x2和x3之中至少一個優(yōu)選為可具有取代基的1,4-亞苯基。
可具有取代基的1,4-亞苯基優(yōu)選為無取代??删哂腥〈沫h(huán)己烷-1,4-二基優(yōu)選為可具有取代基的反式-環(huán)己烷-1,4-二基??删哂腥〈姆词?環(huán)己烷-1,4-二基優(yōu)選為無取代的反式-環(huán)己烷-1,4-二基。
可具有取代基的1,4-亞苯基或可具有取代基的環(huán)己烷-1,4-二基可選具有的取代基可以舉出:甲基、乙基、正丁基等碳數(shù)1~4的烷基、氰基和鹵原子。
y1優(yōu)選為-ch2ch2-、-coo-或單鍵,y2優(yōu)選為-ch2ch2-或-ch2o-。
u2為聚合性基團(tuán)。u1為氫原子或聚合性基團(tuán),優(yōu)選為聚合性基團(tuán)。u1和u2優(yōu)選均為聚合性基團(tuán),更優(yōu)選均為光聚合性基團(tuán)。具有光聚合性基團(tuán)的聚合性液晶化合物在可在更低溫條件下進(jìn)行聚合的方面有利。
u1和u2所示的聚合性基團(tuán)相互可以不同,優(yōu)選相同。聚合性基團(tuán)可以舉出乙烯基、乙烯基氧基、1-氯乙烯基、異丙烯基、4-乙烯基苯基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、環(huán)氧乙基和氧雜環(huán)丁基。其中,優(yōu)選丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯基氧基、環(huán)氧乙基和氧雜環(huán)丁基,更優(yōu)選丙烯酰氧基。
v1和v2所示的烷烴二基可以舉出亞甲基、亞乙基、丙烷-1,3-二基、丁烷-1,3-二基、丁烷-1,4-二基、戊烷-1,5-二基、己烷-1,6-二基、庚烷-1,7-二基、辛烷-1,8-二基、癸烷-1,10-二基、十四烷-1,14-二基和二十烷-1,20-二基。v1和v2優(yōu)選為碳數(shù)2~12的烷烴二基,更優(yōu)選為碳數(shù)6~12的烷烴二基。
可具有取代基的碳數(shù)1~20的烷烴二基可選具有的取代基可以舉出氰基和鹵原子。該烷烴二基優(yōu)選為無取代的烷烴二基,更優(yōu)選為無取代且直鏈狀的烷烴二基。
w1和w2優(yōu)選相互獨(dú)立地為單鍵或-o-。
化合物(4)的具體例可以舉出下述式(4-1)~式(4-43)所示的化合物。在化合物(4)具有環(huán)己烷-1,4-二基的情況下,該環(huán)己烷-1,4-二基優(yōu)選為反式。
其中,優(yōu)選選自式(4-5)、式(4-6)、式(4-7)、式(4-8)、式(4-9)、式(4-10)、式(4-11)、式(4-12)、式(4-13)、式(4-14)、式(4-15)、式(4-22)、式(4-24)、式(4-25)、式(4-26)、式(4-27)、式(4-28)和式(4-29)所示的化合物中的至少1種。
本發(fā)明的組合物可以包含二種以上的化合物(4)。組合二種以上的聚合性液晶化合物的情況下,優(yōu)選其中的至少1種為化合物(4),更優(yōu)選其中的二種以上為化合物(4)。通過組合,有時即便在液晶-晶體相轉(zhuǎn)變溫度以下的溫度也能夠暫時保持液晶相。組合二種聚合性液晶化合物的情況下的混合比通常為1∶99~50∶50,優(yōu)選為5∶95~50∶50,更優(yōu)選為10∶90~50∶50。
化合物(4)例如能夠通過lubetal.recl.trav.chim.pays-bas,115,321-328(1996)、日本專利第4719156號等公知文獻(xiàn)記載的方法進(jìn)行制造。
從提高聚合性液晶化合物的取向性的觀點(diǎn)出發(fā),本發(fā)明的組合物中的聚合性液晶化合物的含有比例相對于本發(fā)明的組合物的固體成分100質(zhì)量份優(yōu)選為70~99.5質(zhì)量份,更優(yōu)選為80~99質(zhì)量份,進(jìn)一步優(yōu)選為80~94質(zhì)量份,特別優(yōu)選為80~90質(zhì)量份。此處,固體成分是指,本發(fā)明的組合物中的溶劑以外的成分的合計量。
本發(fā)明的組合物優(yōu)選包含聚合引發(fā)劑和溶劑,可以包含光敏劑、阻聚劑和流平劑。
本發(fā)明的組合物中的化合物(1)的含量相對于聚合性液晶化合物100質(zhì)量份通常為50質(zhì)量份以下,優(yōu)選為0.1質(zhì)量份以上且10質(zhì)量份以下,更優(yōu)選為0.1質(zhì)量份以上且5質(zhì)量份以下。若化合物(1)相對于聚合性液晶化合物100質(zhì)量份的含量為50質(zhì)量份以下,則有可得到聚合性液晶化合物和化合物(1)的取向紊亂少的偏振膜的傾向。
<溶劑>
溶劑優(yōu)選可完全溶解聚合性液晶化合物和化合物(1)的溶劑。另外,優(yōu)選為對聚合性液晶化合物的聚合反應(yīng)為惰性的溶劑。
溶劑可以舉出:甲醇、乙醇、乙二醇、異丙醇、丙二醇、乙二醇甲醚、乙二醇丁醚、丙二醇單甲醚等醇溶劑;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇甲醚乙酸酯、γ-丁內(nèi)酯、丙二醇甲醚乙酸酯、乳酸乙酯等酯溶劑;丙酮、甲乙酮、環(huán)戊酮、環(huán)己酮、2-庚酮、甲基異丁基酮等酮溶劑;戊烷、己烷、庚烷等脂肪族烴溶劑;甲苯、二甲苯等芳香族烴溶劑;乙腈等腈溶劑;四氫呋喃、二甲氧基乙烷等醚溶劑;以及氯仿、氯苯等含氯溶劑。這些溶劑可以單獨(dú)使用,也可以組合多種使用。
在本發(fā)明的組合物包含溶劑的情況下,溶劑的含有比例相對于本發(fā)明的組合物的總量優(yōu)選為50~98質(zhì)量%。換言之,本發(fā)明的組合物中的固體成分優(yōu)選為2~50質(zhì)量%。若該固體成分為50質(zhì)量%以下,則有本發(fā)明的組合物的粘度降低,由本發(fā)明的組合物得到的偏振膜的厚度變得大致均勻,該偏振膜變得不易產(chǎn)生不勻的傾向。該固體成分可以考慮欲制造的偏振膜的厚度進(jìn)行確定。
<聚合引發(fā)劑>
聚合引發(fā)劑是可引發(fā)聚合性液晶化合物的聚合反應(yīng)的化合物。聚合引發(fā)劑優(yōu)選為在光的作用下產(chǎn)生活性自由基的光聚合引發(fā)劑。
聚合引發(fā)劑可以舉出:苯偶姻化合物、二苯甲酮化合物、烷基苯基酮化合物、?;趸⒒衔?、三嗪化合物、碘鎓鹽和锍鹽。
苯偶姻化合物可以舉出:苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻異丙醚和苯偶姻異丁醚。
二苯甲酮化合物可以舉出:二苯甲酮、鄰苯甲酰苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、4-苯甲?;?4’-甲基二苯硫醚、3,3’,4,4’-四(叔丁基過氧基羰基)二苯甲酮和2,4,6-三甲基二苯甲酮。
烷基苯基酮化合物可以舉出:二乙氧基苯乙酮、2-甲基-2-嗎啉基-1-(4-甲硫基苯基)丙烷-1-酮、2-芐基-2-二甲氨基-1-(4-嗎啉基苯基)丁烷-1-酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1,2-二苯基-2,2-二甲氧基乙烷-1-酮、2-羥基-2-甲基-1-[4-(2-羥基乙氧基)苯基]丙烷-1-酮、1-羥基環(huán)己基苯基酮和2-羥基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙烷-1-酮的低聚物。
?;趸⒒衔锟梢耘e出2,4,6-三甲基苯甲?;交趸⒑碗p(2,4,6-三甲基苯甲?;?苯基氧化膦。
三嗪化合物可以舉出:2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基萘基)-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯乙烯基)-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(4-二乙氨基-2-甲基苯基)乙烯基]-1,3,5-三嗪和2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-1,3,5-三嗪。
聚合引發(fā)劑可以使用市售的聚合引發(fā)劑。市售的聚合引發(fā)劑可以舉出:irgacure(イルガキユァ)(注冊商標(biāo))907、184、651、819、250和369(ciba日本株式會社);seikuol(注冊商標(biāo))bz、z和bee(精工化學(xué)株式會社);kayacure(カヤキユア一)(注冊商標(biāo))bp100和uvi-6992(dow公司制);adekaoptmersp-152和sp-170(株式會社adeka);taz-a和taz-pp(日本siberhegner公司);和taz-104(sanwachemical公司)。
在本發(fā)明的組合物包含聚合引發(fā)劑的情況下,從不易擾亂聚合性液晶化合物的取向的觀點(diǎn)出發(fā),本發(fā)明的組合物中的聚合引發(fā)劑的含量相對于聚合性液晶化合物100質(zhì)量份通常為0.1~30質(zhì)量份,優(yōu)選為0.5~10質(zhì)量份,更優(yōu)選為0.5~8質(zhì)量份。
<光敏劑>
在本發(fā)明的組合物包含光聚合引發(fā)劑的情況下,本發(fā)明的組合物優(yōu)選含有光敏劑。本發(fā)明的組合物通過含有光聚合引發(fā)劑和光敏劑,由此有聚合性液晶化合物的聚合反應(yīng)進(jìn)一步得到促進(jìn)的傾向。該光敏劑可以舉出:呫噸酮和噻噸酮等呫噸酮化合物(例如2,4-二乙基噻噸酮、2-異丙基噻噸酮);蒽和含烷氧基的蒽(例如二丁氧基蒽)等蒽化合物;吩噻嗪和紅熒烯。
在本發(fā)明的組合物包含光敏劑的情況下,本發(fā)明的組合物中的光敏劑的含量相對于聚合性液晶化合物100質(zhì)量份優(yōu)選為0.1~30質(zhì)量份,更優(yōu)選為0.5~10質(zhì)量份,進(jìn)一步優(yōu)選為0.5~8質(zhì)量份。
<阻聚劑>
阻聚劑可以舉出對苯二酚、含烷氧基的對苯二酚、含烷氧基的兒茶酚(例如丁基兒茶酚)、鄰苯三酚、2,2,6,6-四甲基-1-哌啶氧自由基等自由基捕捉劑;苯硫酚類;β-萘基胺類和β-萘酚類。
通過本發(fā)明的組合物包含阻聚劑,可以控制聚合性液晶化合物的聚合反應(yīng)的進(jìn)行程度。
在本發(fā)明的組合物包含阻聚劑的情況下,本發(fā)明的組合物中的阻聚劑的含量相對于聚合性液晶化合物100質(zhì)量份優(yōu)選為0.1~30質(zhì)量份,更優(yōu)選為0.5~10質(zhì)量份,進(jìn)一步優(yōu)選為0.5~8質(zhì)量份。
<流平劑>
流平劑是指具有如下功能的物質(zhì):調(diào)整本發(fā)明的組合物的流動性,使得涂布本發(fā)明的組合物而得到的涂布膜更平坦。例如可以列舉表面活性劑。優(yōu)選的流平劑為以聚丙烯酸酯化合物為主要成分的流平劑和以含氟原子的化合物作為主要成分的流平劑。
以聚丙烯酸酯化合物作為主要成分的流平劑可以舉出:byk-350、byk-352、byk-353、byk-354、byk-355、byk-358n、byk-361n、byk-380、byk-381和byk-392(bykchemie公司)。
以含氟原子的化合物作為主要成分的流平劑可以舉出:megafac(注冊商標(biāo))r-08、r-30、r-90、f-410、f-411、f-443、f-445、f-470、f-471、f-477、f-479、f-482、f-483(dic株式會社);surflon(注冊商標(biāo))s-381、s-382、s-383、s-393、sc-101、sc-105、kh-40和sa-100(agcseimichemical公司);e1830和e5844(株式會社daikinfinechemicallaboratory公司);ftopef301、ef303、ef351和ef352(mitsubishimaterialselectronicchemicals公司)。
在本發(fā)明的組合物包含流平劑的情況下,流平劑的含量相對于聚合性液晶化合物100質(zhì)量份優(yōu)選為0.3質(zhì)量份以上且5質(zhì)量份以下,更優(yōu)選為0.5質(zhì)量份以上且3質(zhì)量份以下。
若流平劑的含量為上述的范圍內(nèi),則有容易使聚合性液晶化合物進(jìn)行水平取向,并且所得的偏振膜變得更平滑的傾向。若流平劑相對于聚合性液晶化合物的含量超過上述的范圍,則有所得偏振膜容易發(fā)生不勻的傾向。本發(fā)明的組合物可包含二種以上的流平劑。
<偏振膜的制造方法>
包含化合物(1)的偏振膜例如可以通過涂布本發(fā)明的組合物而得到??蓛?yōu)選地通過包含下述工序(a)~(c)的制造方法進(jìn)行制造。
工序(a):在基材或形成有取向膜的基材的表面涂布本發(fā)明的組合物的工序
工序(b):使所形成的涂布膜中包含的聚合性液晶化合物和化合物(1)進(jìn)行取向的工序
工序(c):通過對發(fā)生取向的聚合性液晶化合物照射活性能量射線由此使聚合性液晶化合物聚合的工序
<工序(a)>
<基材>
基材可以為玻璃基材也可以為樹脂基材,優(yōu)選為樹脂基材。通過使用包含樹脂的膜基材,可以得到薄的偏振板。
樹脂基材優(yōu)選為透明樹脂基材。透明樹脂基材是指,具有可透過光、尤其可見光的透光性的基材,透光性是指,對于波長380nm~780nm中全部光線的視覺靈敏度修正透射率(視感度補(bǔ)正透過率)為80%以上的特性。
基材優(yōu)選為具有1/4波片功能的相位差膜(以下有時稱作1/4波片)。通過基材使用1/4波片,可以得到圓偏振板。
此時,優(yōu)選以使得偏振膜的透射軸與1/4波片的慢軸(光軸)實(shí)質(zhì)上呈45°的方式進(jìn)行層疊。實(shí)質(zhì)上45°通常是指45±5°的范圍。
另外,通過使偏振膜與1/4波片的光軸一致或正交,由此可以得到發(fā)揮作為光學(xué)補(bǔ)償膜的功能的偏振膜。
1/4波片通常具有式(40)所示的光學(xué)特性,優(yōu)選具有式(40-1)所示的光學(xué)特性。
100<re(550)<160(40)
130<re(550)<150(40-1)
re(550)表示對于波長550nm的光的面內(nèi)相位差值。
此外,1/4波片優(yōu)選具有逆波長分散特性。逆波長分散特性是指,短波長下的面內(nèi)相位差值比長波長下的面內(nèi)相位差值更大,優(yōu)選為滿足式(50)和式(51)所示的光學(xué)特性。re(λ)表示對于波長λnm的光的面內(nèi)相位差值。具備具有式(50)和式(51)所示的光學(xué)特性的1/4波片的圓偏振板由于對于可見光區(qū)域中的各波長的光可得到一樣的偏振轉(zhuǎn)換的特性,因此有防反射特性優(yōu)異的傾向。
re(450)/re(550)≤1.00(50)
1.00≤re(630)/re(550)(51)
基材可以為具有1/2波片功能的相位差膜。
構(gòu)成基材的樹脂例如可以舉出:聚乙烯、聚丙烯、降冰片烯系聚合物等聚烯烴;環(huán)狀烯烴系樹脂;聚乙烯醇;聚對苯二甲酸乙二酯;聚甲基丙烯酸酯;聚丙烯酸酯;三乙?;w維素、二乙?;w維素和乙酸丙酸纖維素等纖維素酯;聚萘二甲酸乙二酯;聚碳酸酯;聚砜;聚醚砜;聚醚酮;聚苯硫醚;和聚苯醚等。優(yōu)選為纖維素酯、環(huán)狀烯烴系樹脂、聚碳酸酯、聚醚砜、聚對苯二甲酸乙二酯或聚甲基丙烯酸酯。
纖維素酯是纖維素中包含的羥基的至少一部分經(jīng)酯化后的物質(zhì),可以從市場獲得。另外,包含纖維素酯的基材也可以從市場獲得。市售的包含纖維素酯的基材可以舉出:fujitac(注冊商標(biāo))膜(富士膠片株式會社)、kc8ux2m(konicaminoltaopto株式會社)、kc8uy(konicaminoltaopto株式會社)和kc4uy(konicaminoltaopto株式會社)等。
環(huán)狀烯烴系樹脂是指,包含降冰片烯或多環(huán)降冰片烯系單體等環(huán)狀烯烴的聚合物或它們的共聚物的樹脂。該環(huán)狀烯烴系樹脂可包含開環(huán)結(jié)構(gòu),另外,可以為對包含開環(huán)結(jié)構(gòu)的環(huán)狀烯烴系樹脂進(jìn)行加氫后的樹脂。另外,該環(huán)狀烯烴系樹脂可以在不顯著損害透明性、不顯著增大吸濕性的范圍內(nèi)包含源自于鏈狀烯烴和乙烯基化芳香族化合物的結(jié)構(gòu)單元。另外,該環(huán)狀烯烴系樹脂可以在其分子內(nèi)導(dǎo)入有極性基團(tuán)。
鏈狀烯烴可以舉出乙烯和丙烯等,乙烯基化芳香族化合物可以舉出苯乙烯、α-甲基苯乙烯和烷基取代苯乙烯等。
環(huán)狀烯烴系樹脂為環(huán)狀烯烴與鏈狀烯烴或乙烯基化芳香族化合物的共聚物的情況下,源自于環(huán)狀烯烴的結(jié)構(gòu)單元的含量相對于共聚物的全部結(jié)構(gòu)單元通常為50摩爾%以下,優(yōu)選為15~50摩爾%。
環(huán)狀烯烴系樹脂為環(huán)狀烯烴、鏈狀烯烴與乙烯基化芳香族化合物的三元共聚物的情況下,源自于鏈狀烯烴的結(jié)構(gòu)單元的含量相對于共聚物的全部結(jié)構(gòu)單元通常為5~80摩爾%,源自于乙烯基化芳香族化合物的結(jié)構(gòu)單元的含有比例相對于共聚物的全部結(jié)構(gòu)單元通常為5~80摩爾%。這樣的三元共聚物具有能夠相對地減少價格昂貴的環(huán)狀烯烴的使用量的優(yōu)點(diǎn)。
環(huán)狀烯烴系樹脂可從市場獲得。市售的環(huán)狀烯烴系樹脂可以舉出:topas(注冊商標(biāo))(ticona公司(德國))、arton(注冊商標(biāo))(jsr株式會社)、zeonor(ゼオノア)(注冊商標(biāo))(日本瑞翁株式會社)、zeonex(ゼオネックス)(注冊商標(biāo))(日本瑞翁株式會社)和apel(注冊商標(biāo))(三井化學(xué)株式會社)等??梢詫⑦@樣的環(huán)狀烯烴系樹脂通過例如溶劑流延、熔融擠出法等公知的手段進(jìn)行制膜并作為基材。市售的包含環(huán)狀烯烴系樹脂的基材可以舉出:エスシ一ナ(注冊商標(biāo))(積水化學(xué)工業(yè)株式會社)、sca40(注冊商標(biāo))(積水化學(xué)工業(yè)株式會社)、zeonor膜(注冊商標(biāo))(optes株式會社)和arton膜(注冊商標(biāo))(jsr株式會社)等。
可以對基材實(shí)施表面處理。表面處理的方法例如可以舉出:在真空至大氣壓的氣氛下,利用電暈或等離子體對基材的表面進(jìn)行處理的方法;對基材表面進(jìn)行激光處理的方法;對基材表面進(jìn)行臭氧處理的方法;對基材表面進(jìn)行皂化處理的方法;對基材表面進(jìn)行火焰處理的方法;在基材表面涂布偶聯(lián)劑的方法;對基材表面進(jìn)行底涂處理的方法;和將反應(yīng)性單體、具有反應(yīng)性的聚合物附著于基材表面后照射放射線、等離子體或紫外線使之反應(yīng)的接枝聚合法等。其中,優(yōu)選為:在真空至大氣壓的氣氛下對基材表面進(jìn)行電暈或等離子體處理的方法。
利用電暈或等離子體進(jìn)行基材的表面處理的方法可以舉出:在大氣壓附近的壓力下,在對向的電極間設(shè)置基材,產(chǎn)生電暈或等離子體從而進(jìn)行基材的表面處理的方法;在對向的電極間流通氣體,在電極間將氣體等離子體化,將等離子體化的氣體噴吹至基材的方法;和在低壓條件下產(chǎn)生輝光放電等離子體來進(jìn)行基材的表面處理的方法。
其中,優(yōu)選:在大氣壓附近的壓力下,在對向的電極間設(shè)置基材,產(chǎn)生電暈或等離子體來進(jìn)行基材的表面處理的方法;或者在對向的電極間流通氣體,在電極間將氣體等離子體化,將等離子體化的氣體噴吹至基材的方法。該利用電暈或等離子體的表面處理通常通過市售的表面處理裝置進(jìn)行。
基材可以在與涂布本發(fā)明的組合物的面相反的面具有保護(hù)膜。保護(hù)膜可以舉出:聚乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯和聚烯烴等的膜、以及在該膜上進(jìn)一步具有粘合層的膜等。其中,由于干燥時的熱變形小,因此優(yōu)選聚對苯二甲酸乙二酯。通過在與涂布本組合物的面相反的面具有保護(hù)膜,能夠抑制基材傳送時的膜的晃動和涂布面的輕微振動,能夠提高涂膜的均勻性。
從為可進(jìn)行實(shí)用操作的程度的重量的觀點(diǎn)考慮,基材的厚度優(yōu)選薄,若過薄則有強(qiáng)度下降、加工性變差的傾向。基材的厚度通常為5~300μm,優(yōu)選為20~200μm。
基材的長度方向的長度通常為10~3000m,優(yōu)選為100~2000m?;牡亩踢叿较虻拈L度通常為0.1~5m,優(yōu)選為0.2~2m。
<取向膜>
本發(fā)明中的取向膜是指,具有使聚合性液晶化合物沿所期望的方向取向的取向限制力的膜。
取向膜優(yōu)選具有不會因本發(fā)明的組合物的涂布等而溶解的溶劑耐性、并且具有在用于溶劑的除去、聚合性液晶化合物的取向的加熱處理中的耐熱性。這樣的取向膜可以舉出:包含取向性聚合物的取向膜、光取向膜和在表面形成凹凸圖案和/或多個槽來使得發(fā)生取向的溝槽取向膜等。
取向性聚合物可以舉出:在分子內(nèi)具有酰胺鍵的聚酰胺或明膠類;在分子內(nèi)具有酰亞胺鍵的聚酰亞胺及作為其水解物的聚酰胺酸、聚乙烯醇、烷基改性聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚噁唑、聚亞乙基亞胺、聚苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸和聚丙烯酸酯類。其中,優(yōu)選聚乙烯醇??梢越M合使用2種以上的取向性聚合物。
包含取向性聚合物的取向膜通常如下形成:將在溶劑中溶解有取向性聚合物的組合物(以下有時稱作取向性聚合物組合物)涂布于基材,除去溶劑,由此形成于基材的表面;或者,將取向性聚合物組合物涂布于基材,除去溶劑,進(jìn)行摩擦(摩擦法),由此形成于基材的表面。
上述溶劑可以舉出:水、甲醇、乙醇、乙二醇、異丙醇、丙二醇、甲基溶纖劑、丁基溶纖劑、丙二醇單甲醚等醇溶劑;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇甲醚乙酸酯、γ-丁內(nèi)酯、丙二醇甲醚乙酸酯、乳酸乙酯等酯溶劑;丙酮、甲乙酮、環(huán)戊酮、環(huán)己酮、甲基戊基酮、甲基異丁基酮等酮溶劑;戊烷、己烷、庚烷等脂肪族烴溶劑;甲苯、二甲苯等芳香族烴溶劑;乙腈等腈溶劑;四氫呋喃、二甲氧基乙烷等醚溶劑;和氯仿、氯苯等氯化烴溶劑。這些溶劑可以單獨(dú)使用,也可以組合使用兩種以上。
取向性聚合物組合物中的取向性聚合物的濃度只要為取向性聚合物材料能夠完全溶于溶劑的范圍即可,相對于溶液,以固體成分計優(yōu)選為0.1~20質(zhì)量%,進(jìn)一步優(yōu)選為0.1至10質(zhì)量%左右。
取向性聚合物組合物可以直接使用市售的取向膜材料。市售的取向膜材料可以舉出sunever(注冊商標(biāo)、日產(chǎn)化學(xué)工業(yè)株式會社制)、optmer(注冊商標(biāo)、jsr株式會社制)等。
作為將取向性聚合物組合物涂布于基材的方法,可以舉出:旋涂法、擠出法、凹版涂布法、模涂法、狹縫涂布法、棒涂法、敷抹器法等涂布法、柔性版印刷法等印刷法等公知的方法。在通過后述的卷對卷(rolltoroll)形式的連續(xù)性制造方法制造本發(fā)明的偏振膜的情況下,該涂布方法通常采用凹版涂布法、模涂法或柔性版印刷法等印刷法。
作為除去取向性聚合物組合物中包含的溶劑的方法,可以舉出自然干燥法、通風(fēng)干燥法、加熱干燥和減壓干燥法等。
為了對取向膜賦予取向限制力,根據(jù)需要進(jìn)行摩擦(摩擦法)。
通過選擇進(jìn)行摩擦的方向,可以任意控制取向限制力的方向。
通過摩擦法賦予取向限制力的方法可以舉出:使將取向性聚合物組合物涂布于基材并進(jìn)行退火由此形成于基材表面的取向性聚合物的膜、與卷繞有摩擦布并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的摩擦輥接觸的方法。
光取向膜通常如下形成:將包含具有光反應(yīng)性基團(tuán)的聚合物或單體、和溶劑的組合物(以下有時稱作“光取向膜形成用組合物”)涂布于基材,照射光(優(yōu)選為偏振uv)由此形成于基材的表面。從通過選擇照射的光的偏振方向可以任意控制取向限制力的方向的觀點(diǎn)考慮,更優(yōu)選光取向膜。
光反應(yīng)性基團(tuán)是指,通過光照射產(chǎn)生液晶取向能力的基團(tuán)。具體來說,可以舉出:參與通過光照射產(chǎn)生的分子的取向誘導(dǎo)或者異構(gòu)化反應(yīng)、二聚化反應(yīng)、光交聯(lián)反應(yīng)或光分解反應(yīng)等作為液晶取向能力起源的光反應(yīng)的基團(tuán)。其中,參與二聚化反應(yīng)或光交聯(lián)反應(yīng)的基團(tuán)從取向性優(yōu)異的觀點(diǎn)考慮是優(yōu)選的。光反應(yīng)性基團(tuán)優(yōu)選為具有不飽和鍵、尤其雙鍵的基團(tuán),特別優(yōu)選為具有選自碳-碳雙鍵(c=c鍵)、碳-氮雙鍵(c=n鍵)、氮-氮雙鍵(n=n鍵)和碳-氧雙鍵(c=o鍵)中的至少一種鍵的基團(tuán)。
具有c=c鍵的光反應(yīng)性基團(tuán)可以舉出:乙烯基、多烯基、茋基、芪唑基(stilbazole)、芪唑鹽基(stilbazolium)、查爾酮基和肉桂?;?。具有c=n鍵的光反應(yīng)性基團(tuán)可以舉出具有芳香族席夫堿、芳香族腙等結(jié)構(gòu)的基團(tuán)。具有n=n鍵的光反應(yīng)性基團(tuán)可以舉出:偶氮苯基、偶氮萘基、芳香族雜環(huán)偶氮基、雙偶氮基、甲臜(formazan)基和具有氧化偶氮苯結(jié)構(gòu)的基團(tuán)。具有c=o鍵的光反應(yīng)性基團(tuán)可以舉出二苯甲酮基、香豆素基、蒽醌基和馬來酰亞胺基。這些基團(tuán)可以具有烷基、烷氧基、芳基、烯丙氧基、氰基、烷氧羰基、羥基、磺酸基、鹵代烷基等取代基。
其中,優(yōu)選參與光二聚化反應(yīng)的光反應(yīng)性基團(tuán),從容易得到光取向所需偏振光照射量較少且熱穩(wěn)定性和經(jīng)時穩(wěn)定性優(yōu)異的光取向膜的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選肉桂?;筒闋柾?。具有光反應(yīng)性基團(tuán)的聚合物特別優(yōu)選為:該聚合物側(cè)鏈的末端部具有可形成肉桂酸結(jié)構(gòu)的肉桂酰基的聚合物。
光取向膜形成用組合物中包含的溶劑可以舉出與上述的取向性聚合物組合物中包含的溶劑同樣的溶劑,可以根據(jù)具有光反應(yīng)性基團(tuán)的聚合物或單體的溶解性進(jìn)行適當(dāng)選擇。
光取向膜形成用組合物中的具有光反應(yīng)性基團(tuán)的聚合物或單體的含量可以根據(jù)聚合物或單體的種類和作為目標(biāo)的光取向膜的厚度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié),優(yōu)選至少為0.2質(zhì)量%,更優(yōu)選為0.3~10質(zhì)量%的范圍。在不顯著損害光取向膜的特性的范圍內(nèi),光取向膜形成用組合物可以包含聚乙烯醇、聚酰亞胺等高分子材料、光敏劑。
將光取向膜形成用組合物涂布于基材的方法可以舉出與將取向性聚合物組合物涂布于基材的方法同樣的方法。從所涂布的光取向膜形成用組合物除去溶劑的方法例如可以舉出與從取向性聚合物組合物除去溶劑的方法相同的方法。
為了照射偏振光,在從在基板上涂布的光取向膜形成用組合物除去溶劑后,可以利用直接照射偏振uv的形式,也可以利用從基材側(cè)照射偏振光,使偏振光透過而進(jìn)行照射的形式。另外,該偏振光特別優(yōu)選實(shí)質(zhì)上為平行光。進(jìn)行照射的偏振光的波長是具有光反應(yīng)性基團(tuán)的聚合物或單體的光反應(yīng)性基團(tuán)可吸收光能的波長區(qū)域的波長為宜。具體來說,特別優(yōu)選波長250~400nm的范圍的uv(紫外線)。用于該偏振光照射的光源可以舉出氙燈、高壓汞燈、超高壓汞燈、金屬鹵化物燈、krf、arf等紫外激光等,更優(yōu)選高壓汞燈、超高壓汞燈和金屬鹵化物燈。這些燈由于波長313nm的紫外線的發(fā)光強(qiáng)度大,因而是優(yōu)選的。通過使來自上述光源的光穿過適當(dāng)?shù)钠衿瑏磉M(jìn)行照射,由此可以照射偏振uv。所述偏振片可以使用偏振濾波器、格蘭-湯姆遜(glan-thompson)、格蘭-泰勒(glan-taylor)等偏振棱鏡、線柵型的偏振片。
需要說明的是,如果在進(jìn)行摩擦或偏振光照射時進(jìn)行掩膜,則也可以形成液晶取向的方向不同的多個區(qū)域(圖案)。
溝槽取向膜是可利用膜表面的凹凸圖案或多個槽而得到液晶取向的膜。由h.v.kennel等報道了如下事實(shí):將液晶分子置于具有多個以等間隔排列的直線狀的溝槽(槽)的基材的情況下,液晶分子以沿著該槽的方向進(jìn)行取向(physicalreviewa24(5)、2713頁、1981年)。
在基材的表面形成溝槽取向膜的具體方法可以舉出:對于感光性聚酰亞胺表面,隔著具有周期性圖案形狀的狹縫的曝光用掩模進(jìn)行曝光后,進(jìn)行顯影和漂洗處理而除去不需要的聚酰亞胺膜從而形成凹凸圖案的方法;在表面具有槽的板狀的原盤上形成uv固化樹脂層,將樹脂層轉(zhuǎn)移至基材膜后進(jìn)行固化的方法;傳送形成有uv固化樹脂層的基材膜,將具有多個槽的輥狀的原盤抵靠于uv固化樹脂層表面而形成凹凸后進(jìn)行固化的方法等,可以使用日本特開平6-34976號公報、日本特開2011-242743號公報記載的方法等。
上述方法中,優(yōu)選:將具有多個槽的輥狀的原盤抵靠于uv固化樹脂層表面而形成凹凸后進(jìn)行固化的方法。輥狀原盤從耐久性的觀點(diǎn)出發(fā)可以使用不銹鋼(sus)。
uv固化樹脂可以使用單官能丙烯酸酯的聚合物、多官能丙烯酸酯的聚合物或它們的混合物的聚合物。
單官能丙烯酸酯是指,在分子內(nèi)具有1個選自丙烯酰氧基(ch2=ch-coo-)和甲基丙烯酰氧基(ch2=c(ch3)-coo-)中的基團(tuán)(以下有時也記作(甲基)丙烯酰氧基)的化合物。
具有1個(甲基)丙烯酰氧基的單官能丙烯酸酯可以舉出:碳數(shù)4至16的(甲基)丙烯酸烷基酯、碳數(shù)2至14的(甲基)丙烯酸β羧基烷基酯、碳數(shù)2至14的烷基化(甲基)丙烯酸苯酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸異冰片酯等。
多官能丙烯酸酯通常是指,在分子內(nèi)具有2個至6個(甲基)丙烯酰氧基的化合物。
具有2個(甲基)丙烯酰氧基的二官能丙烯酸酯可例示:1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯;1,3-丁二醇(甲基)丙烯酸酯;1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯;乙二醇二(甲基)丙烯酸酯;二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯;新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯;三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯;四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯;聚乙二醇二丙烯酸酯;雙酚a的雙(丙烯酰氧乙基)醚;乙氧基化雙酚a二(甲基)丙烯酸酯;丙氧基化新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯;乙氧基化新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯和3-甲基戊二醇二(甲基)丙烯酸酯等。
具有3個至6個(甲基)丙烯酰氧基的多官能丙烯酸酯可以舉出:
三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯;季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯;三(2-羥基乙基)異氰脲酸酯三(甲基)丙烯酸酯;乙氧基化三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯;丙氧基化三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯;季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯;二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯;二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯;三季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯;三季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯;三季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯;三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯;三季戊四醇八(甲基)丙烯酸酯;
季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯與酸酐的反應(yīng)產(chǎn)物;二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯與酸酐的反應(yīng)產(chǎn)物;
三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯與酸酐的反應(yīng)產(chǎn)物;
己內(nèi)酯改性三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯;己內(nèi)酯改性季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯;己內(nèi)酯改性三(2-羥乙基)異氰脲酸酯三(甲基)丙烯酸酯;己內(nèi)酯改性季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯;己內(nèi)酯改性二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯;己內(nèi)酯改性二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯;己內(nèi)酯改性三季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯;己內(nèi)酯改性三季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯;己內(nèi)酯改性三季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯;己內(nèi)酯改性三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯;己內(nèi)酯改性三季戊四醇八(甲基)丙烯酸酯;己內(nèi)酯改性季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯與酸酐的反應(yīng)產(chǎn)物;己內(nèi)酯改性二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯與酸酐的反應(yīng)產(chǎn)物;以及己內(nèi)酯改性三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯與酸酐的反應(yīng)產(chǎn)物等。需要說明的是,在此示出的多官能丙烯酸酯的具體例中,(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。另外,己內(nèi)酯改性是指,在(甲基)丙烯酸酯化合物的源自醇的部位與(甲基)丙烯酰氧基之間導(dǎo)入了己內(nèi)酯的開環(huán)體或開環(huán)聚合體。
該多官能丙烯酸酯也可以使用市售品。
其市售品可以列舉:a-dod-n、a-hd-n、a-nod-n、apg-100、apg-200、apg-400、a-gly-9e、a-gly-20e、a-tmm-3、a-tmpt、ad-tmp、atm-35e、a-tmmt、a-9550、a-dph、hd-n、nod-n、npg、tmpt(新中村化學(xué)株式會社制)、“aronixm-220””、“aronixm-325”、“aronixm-240”、“aronixm-270”“aronixm-309”“aronixm-310”、“aronixm-321”、“aronixm-350”、“aronixm-360”、“aronixm-305”、“aronixm-306”、“aronixm-450”、“aronixm-451”、“aronixm-408”、“aronixm-400”、“aronixm-402”、“aronixm-403”、“aronixm-404”、“aronixm-405”、“aronixm-406”(東亞合成株式會社制)、“ebecryl11”、”ebecryl145”、“ebecryl150”、”ebecryl40”、”ebecryl140”、“ebecryl180”、dpgda、hdda、tpgda、hpnda、petia、petra、tmpta、tmpeota、dpha、ebecryl系列(daicel-cytec株式會社制)等。
作為溝槽取向膜的凹凸,凸部的寬度優(yōu)選為0.05~5μm,凹部的寬度優(yōu)選為0.1~5μm,凹凸的階差的深度為2μm以下,優(yōu)選為0.01~1μm以下。如果為該范圍,則可以得到取向紊亂小的液晶取向。
取向膜的厚度通常為10nm~10000nm,優(yōu)選為10nm~1000nm,更優(yōu)選為10nm~500nm。
作為涂布本發(fā)明的組合物的方法可以舉出:與作為將取向性聚合物組合物涂布于基材的方法所例示的方法相同的方法。
<工序(b)>
在本發(fā)明的組合物包含溶劑的情況下,通常從所形成的涂布膜除去溶劑。
溶劑的除去方法可以舉出:自然干燥法、通風(fēng)干燥法、加熱干燥和減壓干燥法等。
所形成的涂布膜中包含的聚合性液晶化合物通常通過加熱至轉(zhuǎn)變?yōu)槿芤籂顟B(tài)的溫度以上,接著冷卻至發(fā)生液晶取向的溫度由此發(fā)生取向而形成液晶相。
所形成的涂布膜中包含的聚合性液晶化合物發(fā)生取向的溫度可以預(yù)先通過使用包含該聚合性液晶化合物的組合物的紋理觀察等求出。另外,也可以同時進(jìn)行溶劑的除去和液晶取向。對于此時的溫度而言,也與要除去的溶劑、聚合性液晶化合物的種類有關(guān),優(yōu)選為50~200℃的范圍,基材為樹脂基材的情況下,更優(yōu)選為80~130℃的范圍。
使用作為1/4波片的基材來得到具有本發(fā)明的偏振膜和該1/4波片的圓偏振板的情況下,聚合性液晶化合物的取向方向可以設(shè)置使得所得偏振膜的透射軸與該基材的慢軸(光軸)實(shí)質(zhì)上呈45°。
<工序(c)>
通過對發(fā)生取向的聚合性液晶化合物照射活性能量射線,由此使聚合性液晶化合物聚合。
通過發(fā)生取向的聚合性液晶化合物進(jìn)行聚合,由此可得到包含以發(fā)生取向的狀態(tài)聚合的聚合性液晶化合物、和與該聚合性液晶化合物共同進(jìn)行取向的化合物(1)的偏振膜。
相比于以往的主客體型偏振膜、即在保持向列型液晶相的狀態(tài)下使聚合性液晶化合物等聚合而得到的偏振膜,包含在保持近晶型液晶相的狀態(tài)下聚合的聚合性液晶化合物的偏振膜的偏振性能高,另外,相比于僅涂布二向色性色素或溶致液晶型的液晶化合物的偏振膜,偏振性能和強(qiáng)度優(yōu)異。
活性能量射線的光源只要是產(chǎn)生紫外線、電子射線、x射線等的光源即可。優(yōu)選為低壓汞燈、中壓汞燈、高壓汞燈、超高壓汞燈、化學(xué)燈、黑光燈、微波激發(fā)汞燈、金屬鹵化物燈等在波長400nm以下具有發(fā)光分布的光源。
活性能量射線的照射能量優(yōu)選進(jìn)行設(shè)定使得對聚合引發(fā)劑的活性化有效的波長區(qū)域的照射強(qiáng)度達(dá)到10~5000mj/cm2,更優(yōu)選為100~2000mj/cm2。若照射能量低于10mj/cm2,則有聚合性液晶化合物的固化變得不充分的傾向。
如此形成的本發(fā)明的偏振膜的厚度優(yōu)選為0.5μm以上且10μm以下的范圍,進(jìn)一步優(yōu)選為1μm以上且5μm以下。本發(fā)明的偏振膜的厚度可以利用干涉膜厚計、激光顯微鏡或觸針式膜厚計的測定求出。
本發(fā)明的偏振膜特別優(yōu)選在x射線衍射測定中可得到布拉格峰。這樣的可得到布拉格峰的本發(fā)明的偏振膜例如可以舉出顯示源自于六方相或結(jié)晶相的衍射峰的偏振膜。
本發(fā)明的偏振膜的最大吸收(λmax1)優(yōu)選存在于350~550nm的范圍,更優(yōu)選存在于410~540nm的范圍,進(jìn)一步優(yōu)選存在于430~530nm的范圍。另外,相比于將本發(fā)明的偏振膜中包含的化合物(1)溶于適當(dāng)溶劑進(jìn)行測定的最大吸收(λmax2),λmax1優(yōu)選發(fā)生了長波長位移。該長波長位移是在利用發(fā)生聚合的聚合性液晶化合物所形成的分子鏈間分散有化合物(1)時表現(xiàn)出的,顯示了化合物(1)與該分子鏈發(fā)生強(qiáng)的相互作用。長波長位移是指,最大吸收的差值(λmax1-λmax2)為正的值,該差優(yōu)選為10nm以上,更優(yōu)選為30nm以上。
本發(fā)明的偏振膜顯示的二向色性比優(yōu)選為15以上,更優(yōu)選為25以上。
在所使用的基材并非1/4波片的情況下,通過將所得到的本發(fā)明的偏振膜與1/4波片進(jìn)行層疊由此可以得到圓偏振板。此時,優(yōu)選進(jìn)行層疊使得本發(fā)明的偏振膜的透射軸與1/4波片的慢軸(光軸)實(shí)質(zhì)上呈45°。另外,通過使本發(fā)明的偏振膜的透射軸與1/4波片等相位差膜的光軸一致或正交,由此還可以得到發(fā)揮作為光學(xué)補(bǔ)償膜的功能的偏振板。
本發(fā)明的偏振膜與1/4波片的層疊也可以與形成有本發(fā)明的偏振膜的基材或形成有取向膜的基材一起進(jìn)行,也可以除去基材、或者基材和取向膜來進(jìn)行。形成于基材或形成有取向膜的基材的表面的本發(fā)明的偏振膜與1/4波片的層疊例如可以如下進(jìn)行:使用粘接劑將形成有本發(fā)明的偏振膜的面與1/4波片貼合后,除去該基材或形成有取向膜的基材,由此進(jìn)行。此時,粘接劑可以涂布于本發(fā)明的偏振膜,也可以涂布于1/4波片。
<本發(fā)明的偏振膜的連續(xù)性制造方法>
本發(fā)明的偏振膜優(yōu)選通過卷對卷形式連續(xù)地進(jìn)行制造。參照圖1,對通過卷對卷形式連續(xù)地制造本發(fā)明的偏振膜的方法的主要部分的一例進(jìn)行說明。
在第1卷芯210a上卷繞有基材的第1輥210例如可以從市場容易地獲得??梢砸赃@樣的輥的形態(tài)從市場獲得的基材在已例示的基材之中,可以舉出:包含纖維素酯、環(huán)狀烯烴系樹脂、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯或聚甲基丙烯酸酯的膜等。
接著,從上述第1輥210卷出基材。卷出基材的方法如下進(jìn)行:對該第1輥210的卷芯210a設(shè)置適當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)單元,通過該旋轉(zhuǎn)單元使第1輥210旋轉(zhuǎn)由此進(jìn)行。另外,也可以是在從第1輥210傳送基材的方向設(shè)置適當(dāng)?shù)妮o助輥300,利用該輔助輥300的旋轉(zhuǎn)單元卷出基材的形式。此外,也可以是對第1卷芯210a和輔助輥300均設(shè)置旋轉(zhuǎn)單元,由此一邊對基材賦予適度的張力一邊卷出基材的形式。
從上述第1輥210卷出的基材在通過涂布裝置211a時,在其表面上,利用該涂布裝置211a涂布光取向膜形成用組合物。用于如此連續(xù)地涂布光取向膜形成用組合物的涂布裝置211a優(yōu)選凹版涂布法、模涂法和柔性版印刷法。
通過涂布裝置211a的基材被傳送至干燥爐212a,利用干燥爐212a進(jìn)行干燥,在基材表面連續(xù)地形成第一涂布膜。干燥爐212a例如可使用組合了通風(fēng)干燥法與加熱干燥法的熱風(fēng)式干燥爐。干燥爐212a的設(shè)定溫度根據(jù)上述光取向膜形成用組合物中包含的溶劑的種類等進(jìn)行確定。干燥爐212a可以包含設(shè)定溫度相互不同的多個區(qū)域,也可以是串聯(lián)設(shè)置的設(shè)定溫度相互不同的多個干燥爐。
通過偏振uv照射裝置213a對所得到的第一涂布膜照射偏振光,由此可得到光取向膜。
接著,形成有光取向膜的基材通過涂布裝置211b。利用涂布裝置211b在光取向膜上涂布包含溶劑的本發(fā)明的組合物后,通過干燥爐212b,可得到該本發(fā)明的組合物中包含的聚合性液晶化合物發(fā)生取向的第二涂布膜。干燥爐212b擔(dān)負(fù)如下作用:從涂布在光取向膜上的包含溶劑的本發(fā)明的組合物除去溶劑的作用,以及給予熱能使得該組合物中包含的聚合性液晶化合物發(fā)生取向的作用。干燥爐212b與干燥爐212a同樣地,可以包含設(shè)定溫度相互不同的多個區(qū)域,也可以是串聯(lián)設(shè)置的設(shè)定溫度相互不同的多個干燥爐。
在第二涂布膜中包含的聚合性液晶化合物發(fā)生了取向的狀態(tài)下,傳送至活性能量射線照射裝置213b。在活性能量射線照射裝置213b中,進(jìn)一步進(jìn)行活性能量射線照射。通過利用活性能量射線照射裝置213b的活性能量射線照射,在聚合性液晶化合物發(fā)生了取向的狀態(tài)下進(jìn)行聚合從而得到偏振膜。
如此連續(xù)地制造的該偏振板卷繞于第2卷芯220a,可得到第2輥220的形態(tài)。需要說明的是,在卷取時,可以進(jìn)行使用適當(dāng)?shù)拈g隔物的共卷繞。
如此,基材從第1輥210出發(fā)依次通過涂布裝置211a、干燥爐212a、偏振uv照射裝置213a、涂布裝置211b、干燥爐212b、活性能量射線照射裝置213b,由此可以借助卷對卷(rolltoroll)形式連續(xù)地制造該偏振板。
另外,在圖1所示的制造方法中,示出了連續(xù)地制造本發(fā)明的偏振膜的方法,例如也可以使基材從第1輥出發(fā)依次通過涂布裝置211a、干燥爐212a、偏振uv照射裝置213a,將其卷繞于卷芯由此制造輥狀的基材與光取向膜的層疊體,進(jìn)一步將該輥狀的層疊體卷出,依次通過涂布裝置211b、干燥爐212b、活性能量射線照射裝置213b,由此可以連續(xù)地制造本發(fā)明的偏振膜。
以第2輥220的形態(tài)制造本發(fā)明的偏振膜的情況下,從第2輥220出發(fā)卷出長條的本發(fā)明的偏振膜,裁切成規(guī)定的尺寸后,將1/4波片貼合于所裁切的偏振膜,由此可以制造圓偏振板。另外,也可以準(zhǔn)備在卷芯上卷繞有長條的1/4波片的第3輥,由此連續(xù)地制造長條的圓偏振板。
對于連續(xù)地制造長條的圓偏振板的方法,參照圖2進(jìn)行說明。該制造方法包括如下工序:
從第2輥220連續(xù)地卷出本發(fā)明的偏振膜,并且從卷繞有長條的1/4波片的第3輥230連續(xù)地卷出長條的1/4波片的工序;
連續(xù)地貼合本發(fā)明的偏振膜與上述長條的1/4波片由此得到長條的圓偏振板的工序;和
將所得到的長條的圓偏振板卷繞于第4卷芯240a,得到第4輥240的工序。該方法為所謂的卷對卷貼合。需要說明的是,貼合可以使用粘接劑。
<本發(fā)明的偏振膜的用途>
本發(fā)明的偏振膜和具有本發(fā)明的偏振膜和1/4波片的圓偏振板可以用于各種各樣的顯示裝置。
顯示裝置是指,具有顯示元件的裝置,包含作為發(fā)光源的發(fā)光元件或發(fā)光裝置。具備本偏振板的顯示裝置例如可以舉出液晶顯示裝置、有機(jī)電致發(fā)光(el)顯示裝置、無機(jī)電致發(fā)光(el)顯示裝置、電子發(fā)射顯示裝置(例如場發(fā)射顯示裝置(fed)、表面電場發(fā)射顯示裝置(sed))、電子紙(使用電子墨、電泳元件的顯示裝置、等離子體顯示裝置、投射型顯示裝置(例如光柵光閥(glv)顯示裝置、具有數(shù)字微鏡器件(dmd)的顯示裝置)和壓電陶瓷顯示器等。液晶顯示裝置包括透射型液晶顯示裝置、半透射型液晶顯示裝置、反射型液晶顯示裝置、直視型液晶顯示裝置和投影型液晶顯示裝置等中的任一種。這些顯示裝置可以是顯示二維圖像的顯示裝置,也可以是顯示三維圖像的立體顯示裝置。
本發(fā)明的偏振膜尤其可以有效地用于液晶顯示裝置、有機(jī)電致發(fā)光(el)顯示裝置和無機(jī)電致發(fā)光(el)顯示裝置。
具有本發(fā)明的偏振膜和1/4波片的圓偏振板尤其可以有效地用于有機(jī)電致發(fā)光(el)顯示裝置和無機(jī)電致發(fā)光(el)顯示裝置。
將本發(fā)明的偏振膜用于液晶顯示裝置的情況下,本發(fā)明的偏振膜可以設(shè)置在液晶單元的外部,也可以設(shè)置在液晶單元內(nèi)部。
尤其設(shè)置于透射型的有源矩陣的彩色液晶顯示裝置的液晶單元內(nèi)部的情況下的第一構(gòu)成使用圖3如下進(jìn)行說明。該顯示裝置30由第一基體31、第一的本發(fā)明的偏振膜32、濾色器層33、平坦化層34、ito電極層35、第一取向膜36、液晶層37、第二取向膜38、第二的本發(fā)明的偏振膜39、包含薄膜晶體管電路和像素電極的tft層40、以及第二基體41構(gòu)成。
濾色器層表示,從來自基盤41側(cè)的入射光提取所期望的波長的光的層,例如可以是從白色光吸收所期望的波長以外的波長的光而僅使所期望的波長的光透過的層,可以是對入射光的波長進(jìn)行波長轉(zhuǎn)化而射出所期望的波長的光的層。
上述第一和第二的本發(fā)明的偏振膜各自可以在第一和第二基體側(cè)包含取向膜。取向膜可以是摩擦取向膜,也可以使用光取向膜。
并且,第一的本發(fā)明的偏振膜可以包含相位差層。
接著,對于第二構(gòu)成,使用圖4進(jìn)行以下說明。該顯示裝置60由第一基體61、第一的本發(fā)明的偏振膜62、濾色器層63、平坦化層64、ito電極層65、第一取向膜66、液晶層67、第二取向膜68、包含薄膜晶體管電路和像素電極的tft層70、以及第二基體71、第二偏振膜72構(gòu)成。
位于第二基盤71的與tft層70的相反側(cè)的第二偏振膜72可以是本發(fā)明的偏振膜,也可以是對聚乙烯醇用碘染色進(jìn)行拉伸而制成的偏振膜。
使用圖5如下說明第三構(gòu)成。該顯示裝置80由第一基體81、濾色器層82、第一的本發(fā)明的偏振膜83、平坦化層84、ito電極層85、第一取向膜86、液晶層87、第二取向膜88、包含薄膜晶體管電路和像素電極的tft層90、以及第二基體91、第二偏振膜92構(gòu)成。
第三構(gòu)成之中,第二偏振膜92可以是本發(fā)明的偏振膜,也可以是對聚乙烯醇用碘染色并進(jìn)行拉伸而制成的偏振膜。第二偏振膜92是本發(fā)明的偏振膜的情況下,第二偏振膜與第一構(gòu)成同樣地可以位于第二基體91與tft層90之間。
另外,第三構(gòu)成之中,濾色器層82可以位于第一基體81的與液晶層的相反側(cè)。
由于濾色器層中包含的粒子,偏振光發(fā)生散射而可發(fā)生消偏振。因此,第一~第三構(gòu)成之中,更優(yōu)選:本發(fā)明的第一偏振膜位于濾色器層的液晶層側(cè)的第三構(gòu)成。
實(shí)施例
以下,通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。例中的“%”和“份”只要沒有特別記載,就為質(zhì)量%和質(zhì)量份。
實(shí)施例1
將式(2a)所示的化合物0.30g、三乙胺0.48g、n,n-二甲基氨基吡啶0.023g和四氫呋喃3.0g混合。將所得到的混合物冷卻至0℃后,滴加式(3a)所示的化合物0.39g。將所得到的混合物在25℃攪拌18小時。將所得到的反應(yīng)混合物濃縮后,用乙酸乙酯和水進(jìn)行洗滌,進(jìn)行過濾。將所得到的固體用乙腈洗滌后,進(jìn)行干燥,由此得到作為橙色固體的式(1a)所示的化合物(以下稱作化合物(ia))0.129g。
mw:489(lc-ms)
最大吸收波長(λmax2)=441nm(氯仿溶液)
實(shí)施例2
將式(2b)所示的化合物0.30g、三乙胺0.41g、n,n-二甲基氨基吡啶0.020g和四氫呋喃4.5g混合。將所得到的混合物冷卻至0℃后,滴加式(3a)所示的化合物0.21g。將所得到的混合物在25℃攪拌18小時。將所得到的反應(yīng)混合物濃縮后,用乙酸乙酯和水洗滌,進(jìn)行過濾。將所得到的固體用乙腈洗滌后,進(jìn)行干燥,由此得到作為橙色固體的式(1b)所示的化合物(以下稱作化合物(ib))0.189g。
mw:544(lc-ms)
最大吸收波長(λmax2)=430nm(氯仿溶液)
[聚合性液晶化合物]
聚合性液晶化合物使用下述式(4-6)所示的化合物[以下稱作化合物(4-6)]、下述式(4-8)所示的化合物[以下稱作化合物(4-8)]、下述式(4-14)所示的化合物[以下稱作化合物(4-14)]和下述式(4-17)所示的化合物[以下稱作化合物(4-17)]。
需要說明的是,化合物(4-6)利用lubetal.recl.trav.chim.pays-bas,115,321-328(1996)記載的方法進(jìn)行合成。另外,依據(jù)該方法制造化合物(4-8)。
化合物(4-14)和化合物(4-17)依據(jù)日本專利第4719156號記載的方法進(jìn)行制造。
化合物(4-6):
[相轉(zhuǎn)變溫度的測定]
化合物(4-6)的相轉(zhuǎn)變溫度通過求出由化合物(4-6)構(gòu)成的膜的相轉(zhuǎn)變溫度而求出。該操作如下所述。
在形成了取向膜的玻璃基板上形成由化合物(4-6)構(gòu)成的膜,一邊進(jìn)行加熱,一邊通過利用偏光顯微鏡(bx-51、奧林巴斯公司制)的紋理觀察確認(rèn)相轉(zhuǎn)變溫度?;衔?4-6)在升溫至120℃后,在降溫時,在112℃相轉(zhuǎn)變?yōu)橄蛄邢?,?10℃相轉(zhuǎn)變?yōu)榻相,在94℃相轉(zhuǎn)變?yōu)榻相。
化合物(4-8):
[相轉(zhuǎn)變溫度的測定]
與化合物(4-6)的相轉(zhuǎn)變溫度測定同樣地進(jìn)行,確認(rèn)了化合物(4-8)的相轉(zhuǎn)變溫度?;衔?4-8)在升溫至140℃后,在降溫時,在131℃相轉(zhuǎn)變?yōu)橄蛄邢?,?0℃相轉(zhuǎn)變?yōu)榻相,在68℃相轉(zhuǎn)變?yōu)榻相。
化合物(4-14):
[相轉(zhuǎn)變溫度的測定]
與化合物(4-6)的相轉(zhuǎn)變溫度測定同樣地進(jìn)行,確認(rèn)了化合物(4-14)的相轉(zhuǎn)變溫度。化合物(4-14)在升溫至140℃后,在降溫時,在106℃相轉(zhuǎn)變?yōu)橄蛄邢啵?03℃相轉(zhuǎn)變?yōu)榻相,在86℃相轉(zhuǎn)變?yōu)榻相。
化合物(4-17):
[相轉(zhuǎn)變溫度的測定]
與化合物(4-6)的相轉(zhuǎn)變溫度測定同樣地進(jìn)行,確認(rèn)了化合物(4-17)的相轉(zhuǎn)變溫度。化合物(4-17)在升溫至140℃后,在降溫時,在119℃相轉(zhuǎn)變?yōu)橄蛄邢?,?00℃相轉(zhuǎn)變?yōu)榻相,在77℃相轉(zhuǎn)變?yōu)榻相。
實(shí)施例3
[組合物的制備]
將下述的成分混合,在80℃攪拌1小時,由此得到組合物(1)。
聚合性液晶化合物:化合物(4-6)75份
化合物(4-8)25份
化合物(1):化合物(1a)2.5份
聚合引發(fā)劑:
2-二甲氨基-2-芐基-1-(4-嗎啉基苯基)丁烷-1-酮(irgacure369;cibaspecialitychemicals公司制)6份
流平劑:
聚丙烯酸酯化合物(byk-361n;byk-chemie公司制)
1.5份
溶劑:氯仿250份
[相轉(zhuǎn)變溫度的測定]
與化合物(4-6)同樣地,求出組合物(1)中包含的成分的相轉(zhuǎn)變溫度。該成分在升溫至140℃后,在降溫時,在115℃相轉(zhuǎn)變?yōu)橄蛄邢?,?05℃相轉(zhuǎn)變?yōu)榻相,在75℃相轉(zhuǎn)變?yōu)榻相。
[本偏振膜的制造和評價]
1.取向膜的形成
通過旋涂法在玻璃基板上涂布聚乙烯醇(聚乙烯醇1000完全皂化型、和光純藥工業(yè)株式會社制)的2質(zhì)量%水溶液,干燥后,形成厚度100nm的膜。接著,對所得到的膜的表面實(shí)施摩擦處理由此形成取向膜。摩擦處理使用半自動摩擦裝置(商品名:lq-008型、常陽工學(xué)株式會社制),利用布(商品名:ya-20-rw、吉川化工株式會社制)以壓入量0.15mm、轉(zhuǎn)速500rpm、16.7mm/s的條件進(jìn)行。通過該摩擦處理,得到了在玻璃基板上形成有取向膜的層疊體1。
2.偏振膜的形成
通過旋涂法在層疊體1的取向膜上涂布組合物(1),在120℃的加熱板上進(jìn)行1分鐘的加熱干燥后,迅速冷卻至室溫,形成了包含在上述取向膜上取向的聚合性液晶化合物的干燥覆膜。接著,使用uv照射裝置(spotcuresp-7:牛尾電機(jī)株式會社制),以曝光量2000mj/cm2(365nm基準(zhǔn))對干燥覆膜照射紫外線,由此使該干燥覆膜中包含的聚合性液晶化合物在保持取向狀態(tài)的情況下聚合,由該干燥覆膜形成偏振膜(1)從而得到了層疊體2。此時的偏振膜的厚度通過激光顯微鏡(奧林巴斯株式會社制ols3000)進(jìn)行測定,結(jié)果為1.7μm。
3.x射線衍射測定
對于偏振膜(1),使用x射線衍射裝置x’pertprompd(spectris株式會社制)進(jìn)行x射線衍射測定。將使用cu作為靶在x射線管電流40ma、x射線管電壓45kv的條件下產(chǎn)生的x射線經(jīng)由固定發(fā)散狹縫1/2°從摩擦方向(預(yù)先求出位于偏振膜下的取向膜的摩擦方向)入射,在掃描范圍2θ=4.0~40.0°的范圍內(nèi)以2θ=0.01671°步長進(jìn)行掃描來進(jìn)行測定,結(jié)果在2θ=20.1°附近得到半峰寬(fwhm)=約0.31°的尖銳衍射峰(布拉格峰)。另外,即便是由摩擦垂直方向的入射也得到了同等的結(jié)果。根據(jù)峰位置求出的有序周期(d)為約
4.二向色性比的測定
使用在分光光度計(島津制作所株式會社制uv-3150)中安置了具備層疊體2的支架的裝置,利用雙光束法測定最大吸收波長處的透射軸方向的吸光度(a1)和吸收軸方向的吸光度(a2)。對于該支架而言,在參比側(cè)設(shè)置了將光量50%截止的網(wǎng)(mesh)。根據(jù)所測定的透射軸方向的吸光度(a1)和吸收軸方向的吸光度(a2)的值,算出比(a2/a1)作為二向色性比。最大吸收波長(λmax1)為452nm,該波長下的二向色性比顯示高達(dá)38的值??梢哉f二向色性比越高,則作為偏振膜越有用。根據(jù)化合物(1a)的最大吸收波長(λmax2)為441nm,確認(rèn)發(fā)生了長波長位移。該長波長位移的結(jié)果顯示:在本發(fā)明的偏振膜中,聚合性液晶化合物聚合而成的密集分子鏈間分散有化合物(1a)時,該化合物(1a)與其分子鏈發(fā)生強(qiáng)的相互作用。
另外,在所形成的偏振膜(1)表面配置保護(hù)膜(40μmtac(konicaminolta株式會社制“kc4uy”)),從其上以下述條件照射光,由此評價耐光性。所形成的偏振膜的耐光性優(yōu)異。
耐光性試驗(yàn)中的光的照射條件如下所述。
使用設(shè)備:atlas公司制santestxls+
使用光源:氙弧燈
曝光條件:250mw/m2
試驗(yàn)時間:120小時
暴露量:108000kj/m2
溫度:60℃
實(shí)施例4
在實(shí)施例3中,使用化合物(1b)代替化合物(1a),除此以外與實(shí)施例3同樣地進(jìn)行實(shí)施,由此得到包含化合物(1b)的組合物和偏振膜。
實(shí)施例6
在實(shí)施例1中,使用式(2c)所示的化合物代替式(2a)所示的化合物,除此以外與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行實(shí)施,由此得到式(1c)所示的化合物。
實(shí)施例7
在實(shí)施例1中,使用式(2d)所示的化合物代替式(2a)所示的化合物,除此以外與實(shí)施例1同樣地實(shí)施,由此可得到式(1d)所示的化合物。
實(shí)施例8
在實(shí)施例1中,使用式(2e)所示的化合物代替式(2a)所示的化合物,除此以外與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行實(shí)施,由此得到式(1e)所示的化合物。
實(shí)施例9
在實(shí)施例1中,使用式(2f)所示的化合物代替式(2a)所示的化合物,除此以外與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行實(shí)施,由此得到式(1f)所示的化合物。
實(shí)施例10
在實(shí)施例3中,使用化合物(1c)代替化合物(1a),除此以外與實(shí)施例3同樣地進(jìn)行實(shí)施,由此得到包含化合物(1c)的組合物和偏振膜。
實(shí)施例11
在實(shí)施例3中,使用化合物(1d)代替化合物(1a),除此以外與實(shí)施例3同樣地進(jìn)行實(shí)施,由此得到包含化合物(1d)的組合物和偏振膜。
實(shí)施例12
在實(shí)施例3中,使用化合物(1e)代替化合物(1a),除此以外與實(shí)施例3同樣地進(jìn)行實(shí)施,由此得到包含化合物(1e)的組合物和偏振膜。
實(shí)施例13
在實(shí)施例3中,使用化合物(1f)代替化合物(1a),除此以外與實(shí)施例3同樣地進(jìn)行實(shí)施,由此得到包含化合物(1f)的組合物和偏振膜。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明的新型化合物是在波長350nm~550nm的范圍具有最大吸收、發(fā)揮作為二向色性色素的功能的化合物,包含該化合物的本發(fā)明的組合物可提供二向色性比高的偏振膜。
符號說明
210第1輥
210a卷芯
220第2輥
220a卷芯
211a,211b涂布裝置
212a,212b干燥爐
213a偏振uv照射裝置
213b活性能量射線照射裝置
300輔助輥
230第3輥
230a卷芯
240第4輥
240a卷芯
300輔助輥