光学膜、延迟板和液晶化合物转让专利

申请号 : CN200780046210.2

文献号 : CN101558054B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 上平茂生松海法隆森岛慎一市桥光芳保田浩太郎竹内宽

申请人 : 富士胶片株式会社

摘要 :

本发明提供一种式(1)的化合物:式(1)其中A1和A2是-O-、-NR-、-S-或-CO-,其中R是氢原子或取代基;Z是选自碳原子和周期表第14,15或16族的非金属原子的一个或两个原子,并与式中的C-C=C-C或C=C-C=C形成5-或6-元环;R1,R2和R3每一个是取代基;m是0~4的整数;L1和L2是直接键或二价连接基团;X是周期表第14,15或16族的非金属原子,并可以具有与其键合的氢原子或R4;并且R,R1,R2,R3和R4中的至少一个被聚合性基团取代;本发明还提供液晶组合物、光学膜、延迟板、偏振片和液晶显示装置。

权利要求 :

1.光学各向异性膜,其由包含如下式(2)代表的化合物的液晶组合物形成,所述化合物表现出向列相或近晶A相,所述向列相或近晶A相通过取向所述化合物,然后通过聚合所述化合物中的可聚合基团来固定所述化合物而形成:式(2)

其中A1和A2每一个独立地代表-S-;Z与式中的C-C=C-C或C=C-C=C形成苯环;

R2和R3每一个独立地代表在4-位具有取代基的苯基、在4-位具有取代基的环己基,其中,所述在4-位上的取代基选自具有1-30个碳原子的烷基、具有3-30个碳原子的环烷基、具有6-30个碳原子的芳基、具有2-30个碳原子的烷基羰氧基和具有6-30个碳原子的芳基羰氧基中的基团,所述在4-位上的取代基进一步被选自具有1-30个碳原子的烷基、具有1-30个碳原子的烷氧基、具有2-30个碳原子的烷氧基羰基和具有2-30个碳原子的烷氧基羰氧基中的取代基取代,L1和L2每一个独立地代表-OCO-;R5和R6每一个独立地代表选自如下的基团:三氟甲基、氰基、具有2-30个碳原子的烷氧基羰基、具有7-30个碳原子的芳氧基羰基、氨基甲酰基、N-甲基氨基甲酰基、N,N-二甲基氨基甲酰基、N,N-二-正辛基氨基甲酰基、N-(甲基磺酰基)氨基甲酰基、氨磺酰基、N-乙基氨磺酰基、N-(3-十二烷氧基丙基)氨磺酰基、N,N-二甲基氨磺酰基、N-乙酰基氨磺酰基、N-苯甲酰基氨磺酰基、N-(N’-苯基氨基甲酰基)氨磺酰基和硝基;和R2,R3,R5和R6中的至少一个被由通式P3代表的聚合 性基团取代:其中R531、R532、R533每一个独立地代表氢原子、甲基或乙基;

并且,其中所述化合物显示液晶性。

2.如权利要求1所述的光学各向异性膜,其中如权利要求1所述的化合物几乎垂直地取向并固定。

3.如权利要求1所述的光学各向异性膜,其中如权利要求1所述的化合物几乎水平地取向并固定。

4.如权利要求1所述的光学各向异性膜,其中如权利要求1所述的化合物胆甾型地取向并固定。

5.如权利要求4所述的光学各向异性膜,其中胆甾相的螺旋轴和透明支持体的平面方向几乎彼此垂直地相交。

6.一种增亮膜,其包含胆甾型液晶膜、1/4波长板、和置于它们之间的光学各向异性膜,其中所述光学各向异性膜是如权利要求2所述的光学各向异性膜。

7.一种光学各向异性膜,其包含如权利要求2所述的光学各向异性膜和至少一层另一种光学各向异性膜。

8.如权利要求7所述的光学各向异性膜,其中所述另一种光学各向异性膜是正的A板膜。

9.如权利要求7或8所述的光学各向异性膜,其中所述另一种光学各向异性膜是满足数学式(I)和(II)中的关系的正的A板膜:数学式(I) Re(450nm)/Re(550nm)<1.0数学式(II) Re(650nm)/Re(550nm)>1.0。

10.一种延迟板,其包含如权利要求2-5和7-9中任一项所述的光学各向异性膜或如权利要求6所述的增亮膜。

11.一种偏振片,其包含如权利要求10所述的延迟板。

12.一种液晶显示装置,其包含如权利要求10所述的延迟板或如权利要求11所述的偏振片。

13.一种IPS模式液晶显示装置,其包含如权利要求7-9中任一项所述的光学各向异性膜。

14.一种VA模式液晶显示装置,其包含如权利要求3所述的光学各向异性膜。

15.一种视角可调的液晶显示装置,其包含如权利要求4所述的光学各向异性膜。

说明书 :

光学膜、延迟板和液晶化合物

技术领域

[0001] 本发明涉及具有逆波长分散性(或波长分散的逆分散)的聚合性化合物、聚合性液晶化合物和聚合性液晶组合物。此外,本发明涉及其中固定有液晶化合物的光学膜。此
外,本发明涉及具有双折射的逆波长分散性的延迟板(位相差板),如宽频带λ/4板。此
外,本发明涉及使用延迟板的偏振片和液晶显示装置。

背景技术

[0002] 波长板(或波板)已经在各种显示模式的彩色TFT液晶显示装置等中广泛用于在宽视角时获得高对比度和改善颜色迁移现象。为防止颜色变化或褪色,需要使波长板具有
可控制的延迟(位相差)的波长分散,即波长板的性能是恒定的,而不管波长如何。因此,
对于延迟的波长分散,需要长波长区的延迟大于短波长区的延迟,即,延迟是波长分散的逆
分散。
[0003] 例如,JP-A-2004-70344(″JP-A″指未经审查公开的日本专利申请)公开了具有逆波长分散的膜面内方向的延迟的延迟板在色度和亮度波动方面极小,因而可以用作优异
的具有增亮膜的偏振片。此外,例如,JP-A-2005-289980公开了使用在膜厚方向具有延迟
的逆波长分散的延迟板可以显著地改善亮度特性和视角特性。
[0004] 然而,一般而言,膜的波长分散是顺波长分散,其中长波长区的位相分散通常小于短波长区的位相分散,因此,难于解决上述问题。为解决上述问题,开发了以下方法:将具有
1/4波长的面内双折射光的延迟的1/4波长板和具有1/2波长的双折射光的延迟的1/2波
长板以其光轴交叉状态彼此贴合(参见,例如,JP-A-10-68816)。然而,为了制造上述延迟
板,需要复杂的工艺来控制两个高分子膜的光学方向(光轴和慢相轴)。
[0005] 此外,提出了以下方法,包括涂布通过将棒状液晶与沿垂直于棒状液晶主轴的方向取向的分子混合而表现出逆波长分散性的液晶组合物(参见,例如,JP-A-2002-267838)。
然而,通过该方法极难任意地控制波长分散性,因为混合的分子不是液晶性的,因此,混合
比的增加导致液晶性消失。此外,为解决上述问题,公开了以下方法,包括利用通过在取
向膜上涂布具有逆波长分散的聚合性液晶化合物、取向和固定而制备的膜(参见,例如,
JP-A-2005-289980)。该方法是一种有利的方法,因为不要求膜层叠,实施简便,并允许膜厚减小。然而,JP-A-2005-289980中公开的化合物的合成路线相对较长,因此,从制造成本考
虑,该方法不是有利的。

发明内容

[0006] 为解决上述问题,本发明提供一种可以在简便制备方法中制备的具有逆波长分散的新型聚合性液晶化合物,也提供通过使用该化合物可以在简便制备方法中制备的具有双
折射的逆波长分散性的延迟板。此外,本发明提供使用该新型化合物的液晶组合物、延迟板
和椭圆偏振片。
[0007] 为解决上述问题,本发明人进行了广泛研究,结果发现,在通过用特定材料涂布取向膜,然后取向,然后固定这样涂布的材料而得到的膜中,可以获得波长分散的逆分散。因
此,本发明人完成了本发明。
[0008] 根 据 本 发 明,提 供 以 下 方 式:[1]一 种 式(1)代 表 的 化 合 物:式(1) 其中A1和A2每一个独立地代表选自-O-、-NR-(其中R代表氢
原子或取代基)、-S-和-CO-的基团;Z代表选自碳原子和周期表第14~16族任一的非金
属原子的一个或两个原子,并与式中的C-C=C-C或C=C-C=C形成5-或6-元环;R1,
R2和R3每一个独立地代表取代基;m代表0~4的整数;L1和L2每一个独立地代表直接键
或二价连接基团;X代表周期表第14~16族任一的非金属原子,X可以具有与其键合的氢
原子或取代基R4;并且R,R1,R2,R3和R4中的至少一个被聚合性基团取代。
[0009] [2]如前项[1]所述的化合物,其中式(1)代表的化合物是式(2)代表的化合物:式(2) 其中A1和A2每一个独立地代表选自-O-、-NR-(其中R代表
氢原子或取代基)、-S-和-CO-的基团;Z代表选自碳原子和周期表第14~16族任一的非
金属原子的一个或两个原子,并与式中的C-C=C-C或C=C-C=C形成5-或6-元环;R1,
R2和R3每一个独立地代表取代基;m代表0~4的整数;L1和L2每一个独立地代表直接键
或二价连接基团;R5和R6每一个独立地代表取代基;并且R,R1,R2,R3,R5和R6中的至少一个被聚合性基团取代。
[0010] [3]如前项[1]或[2]所述的化合物,其中所述聚合性基团是加成聚合基团。[4]如前项[1]~[3]中任一项所述的化合物,其中在式(1)或(2)中由Z与C-C=C-C
或C=C-C=C形成的环是芳香环。[5]如前项[1]~[4]中任一项所述的化合物,其
中在式(1)或(2)中由Z与C-C=C-C或C=C-C=C形成的环是6-元环。[6]如前
项[1]~[5]中任一项所述的化合物,其中R2和R3每一个独立地是在4-位具有取代或
未取代的苯甲酰氧基的苯基、在4-位具有取代或未取代的环己基的苯基、在4-位具有
取代或未取代的苯基的环己基、或者在4-位具有取代或未取代的环己基的环己基。[7]
如前项[1]~[6]中任一项所述的化合物,其中所述聚合性基团由P1,P2,P3或P4中
任一个代表:
  其中R511,R512,R513,R521,R522,R523,R531,R532,R533,R541,R542,R543,R544和R545每一个独立地代表氢原子或烷基;和n代表0或1。
[0011] [8]一种液晶组合物,其包含至少一种如前项[1]~[7]中任一项所述的化合物。[9]如前项[8]所述的液晶组合物,其中如前项[1]~[7]中任一项所述的化合物表现出
向列相或近晶A相。[10]一种光学各向异性膜(下面,也称作光学各向异性膜(A)),其由
如前项[8]或[9]所述的液晶组合物形成,其中如前项[1]~[7]中任一项所述的化合物
几乎垂直取向并固定。[11]一种光学各向异性膜,其由如前项[8]或[9]所述的液晶组合
物形成,其中如前项[1]~[7]中任一项所述的化合物几乎水平取向并固定。[12]一种光
学各向异性膜,其由如前项[8]或[9]所述的液晶组合物形成,其中如前项[1]~[7]中任
一项所述的化合物胆甾型取向并固定。[13]如前项[12]所述的光学各向异性膜,其中胆
甾相的螺旋轴和透明支持体的平面方向几乎彼此垂直地相交。[14]一种增亮膜,其包含胆
甾型液晶膜、1/4波长板和置于它们之间的光学各向异性膜,其中所述光学各向异性膜是如
前项[10]所述的光学各向异性膜(A)。[15]一种光学各向异性膜,其包含如前项[10]所
述的光学各向异性膜(A)和至少一层另一种光学各向异性膜(下面,也称作光学各向异性
膜(B))。[16]如前项[15]所述的光学各向异性膜,其中所述光学各向异性膜(B)是正的A
板膜。[17]如前项[15]或[16]所述的光学各向异性膜,其中所述光学各向异性膜(B)是
满足数学式(I)和(II)中的关系的正的A板膜:数学式(I) Re(450nm)/Re(550nm)<1.0
数学式(II) Re(650nm)/Re(550nm)>1.0。[18]一种延迟板,其包含如前项[10]~[17]
中任一项所述的光学各向异性膜或增亮膜。[19]一种偏振片,其包含如前项[18]所述的
延迟板。[20]一种液晶显示装置,其包含如前项[18]所述的延迟板或如前项[19]所述的
偏振片。[21]一种IPS模式液晶显示装置,其包含如前项[15]~[17]中任一项所述的光
学各向异性膜。[22]一种VA模式液晶显示装置,其包含如前项[11]所述的光学各向异性
膜。[23]一种视角可调的液晶显示装置,其包含如前项[12]所述的光学各向异性膜。
[0012] 从以下说明中可以更清楚本发明的其他和进一步的特征及优点。

具体实施方式

[0013] 下面,详细说明本发明。以下的说明基于本发明的一些代表性实施方案或实施例,但是本发明不限于这些实施方案或实施例。在此,在本说明书中,使用″(至)~″表示的
数值范围指包括″(至)~″之前和之后的数值作为该范围的最小值和最大值的范围。
[0014] 在此,在本说明书中,Re(λ)和Rth(λ)分别代表波长λ(nm)下的面内延迟和厚度方向延迟。使用KOBRA 21ADH或WR(商品名,Oji ScientificInstruments制造),通过在
膜法线方向入射波长λnm的光可以测量Re(λ)。
[0015] 在可以通过单轴或双轴折射率椭圆体(极化椭圆体或折射率椭圆体)表示待测量的膜的情况下,其Rth(λ)可以按以下方法计算。使用KOBRA 21ADH或WR基于以下计算
Rth(λ):上述Re(λ);使用面内延迟(慢)轴(通过KOBRA 21ADH或WR判断)作为倾斜
轴(旋转轴)(或当没有延迟轴时以膜面内任意方向作为旋转轴)相对于膜法线方向从法
线方向和以10°为间隔直至倾斜50°方向对波长λnm入射光测量的总共6个方向的延迟
值;平均折射率的估计值;和膜厚的输入值。
[0016] 在上述方法中,当以面内延迟轴作为旋转轴从法线方向倾斜一定角度的方向的膜的延迟值为0时,在比上述方向倾斜更大角度的方向的延迟值的符号转化为负值之后,通
过KOBRA 21ADH或WR计算延迟值。可选择地,Rth也可以基于以下的通过数学式(1)和(2)
计算:以延迟轴作为倾斜轴(旋转轴)(或当没有延迟轴时以面内任意方向作为旋转轴)从
任意倾斜的2个方向测量的延迟值;平均折射率的估计值;和膜厚的输入值。
[0017] [数学式1]
[0018] [数学式2]
[0019] 在数学式中,Re(θ)代表从法线方向倾斜角度θ的方向的延迟值。nx代表面内延迟轴方向的折射率,ny代表面内与nx正交的方向的折射率,nz代表与nx和ny正交的方
向的折射率。d代表膜厚。
[0020] 在不能通过单轴或双轴折射率椭圆体表示待测量的膜的情况下,即膜不具有所谓的光学轴,其Rth(λ)可以按以下方法计算。使用KOBRA 21ADH或WR基于以下计算
Rth(λ):上述Re(λ);使用面内延迟相轴(通过KOBRA 21ADH或WR判断)作为倾斜轴(旋
转轴)相对于膜法线方向以10°为间隔直至倾斜-50°至+50°方向对波长λnm入射光测
量的总共11个方向的延迟值;平均折射率的估计值;和膜厚的输入值。
[0021] 在上述测量方法中,作为平均折射率的估计(假设)值,可以使用例如″PolymerHandbook″(JOHN WILEY & SONS,INC.)中记载的值和各种光学膜目录中记载的值。当平
均折射率在相关膜上是未知的时,可以用Abbe折射计测量来确定平均折射率。主要光学
膜的平均折射率举例如下:纤维素酰化物(1.48)、环烯烃聚合物(1.52)、聚碳酸酯(1.59)、
聚甲基丙烯酸甲酯(1.49)和聚苯乙烯(1.59)。通过输入这些平均折射率的估计值和膜
厚,KOBRA21ADH或WR可以计算nx、ny和nz。从这样算出的nx、ny和nz,进一步算出Nz=
(nx-nz)/(nx-ny)。
[0022] [具有逆波长分散性的聚合性化合物(式(1)或(2)代表的化合物]本发明的化合物是式(1)代表的具有逆波长分散性的聚合性化合物。在上述化合物中,式(2)代表的
化合物是优选的。
[0023] [化学式4]式(1)
[0024] 在式(1)中,A1和A2每一个独立地代表选自-O-、-NR-(其中R代表氢原子或取代基)、-S-和-CO-的基团;Z代表选自碳原子和周期表第14~16族任一的非金属原子的一
个或两个原子,并与式中的C-C=C-C或C=C-C=C形成5-或6-元环;R1,R2和R3每一
个独立地代表取代基;m代表0~4的整数;L1和L2每一个独立地代表直接键或二价连接
基团;X代表周期表第14~16族任一的非金属原子,并可以具有氢原子或与其键合的取代
基R4;并且R,R1,R2,R3和R4中的至少一个被聚合性基团取代。
[0025] [化学式5]式(2)
[0026] 在式(2)中,A1,A2,Z,R1,R2,R3,m,L1和L2与式(1)中的那些同义;R5和R6每一个独立地代表取代基;并且R,R1,R2,R3,R5和R6中的至少一个被聚合性基团取代。
[0027] 在式(1)或(2)中,L1和L2代表的二价连接基团的优选例子没有特别限制,其优选例子包括以下那些。由基团Z与C-C=C-C或C=C-C=C形成的5~6-元环的结合
位置被认为在以下例示的连接基团的左侧。
[0028] [化学式6]-O- -S-
[0029] 更优选的例子包括-O-、-COO-和-OCO-。
[0030] 在式(1)和(2)中,Z代表选自碳原子和周期表第14~16族任一的非金属原子的一个或两个原子,并与式中的C-C=C-C或C=C-C=C形成5-或6-元环。由基团Z与
C-C=C-C或C=C-C=C形成的5~6-元环没有特别限制,其优选例子包括以下那些。
在以下例子中,点线指所示基团与L1或L2键合。
[0031] [化学式7]
[0032] 由基团Z与C-C=C-C或C=C-C=C形成的环优选是6-元环。当环是6-元环时,可以以更高的有序取向度使得到的化合物取向。出于同样原因,环也优选是芳香环,更
优选芳香族6-元环。从这些观点以及从制备的观点来看,由基团Z与C-C=C-C或C=
C-C=C形成的环优选是噻吩、苯或吡啶环,最优选苯环。
[0033] 在式(1)和(2)中,R1是取代基。当有两个或更多个R1时,它们可以相同或不同,或可以形成环。可以适用于本发明的取代基的具体例子包括下面那些:
[0034] 卤原子(例如,氟原子、氯原子、溴原子、碘原子);烷基(优选1~30个碳原子的取代或未取代的直链或枝化的烷基,例如,甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基、正辛基、
2-乙基己基);环烷基(优选3~30个碳原子的取代或未取代的环烷基,例如,环己基、环
戊基、4-正十二烷基环己基);二环烷基(优选5~30个碳原子的取代或未取代的二环烷
基,即通过从具有5~30个碳原子的二环烷烃除去一个氢原子而得到的单价基团,例如,二
环[1,2,2]庚-2-基、二环[2,2,2]辛-3-基);
[0035] 烯基(优选2~30个碳原子的取代或未取代的烯基,例如,乙烯基、烯丙基);环烯基(优选3~30个碳原子的取代或未取代的环烯基,即通过从具有3~30个碳原子的
环烯烃除去一个氢原子而得到的单价基团,例如,2-环戊烯-1-基、2-环己烯-1-基);二
环烯基(取代或未取代的二环烯基,优选5~30个碳原子的取代或未取代的二环烯基,即
通过从具有一个双键的二环烯烃除去一个氢原子而得到的单价基团,例如,二环[2,2,1]
庚-2-烯-1-基、二环[2,2,2]辛-2-烯-4-基);炔基(优选2~30个碳原子的取代或
未取代的炔基,例如,乙炔基、炔丙基);
[0036] 芳基(优选6~30个碳原子的取代或未取代的芳基,例如,苯基、p-甲苯基、萘基);杂环基(优选5-或6-元取代或未取代的杂环基,即通过从芳香或非芳香杂环化合物
除去一个氢原子而得到的单价基团,更优选3~30个碳原子的5-或6-元芳香杂环基,例
如,2-呋喃基、2-噻吩基、2-嘧啶基、2-苯并噻唑基);氰基;羟基;硝基;羧基;烷氧基(优选1~30个碳原子的取代或未取代的烷氧基,例如,甲氧基、乙氧基、异丙氧基、叔丁氧基、正辛氧基、2-甲氧基乙氧基);芳氧基(优选6~30个碳原子的取代或未取代的芳氧基,例
如,苯氧基、2-甲基苯氧基、4-叔丁基苯氧基、3-硝基苯氧基、2-十四酰基氨基苯氧基);
[0037] 甲硅烷氧基(优选3~20个碳原子的甲硅烷氧基,例如,三甲基甲硅烷氧基、叔丁基二甲基甲硅烷氧基);杂环氧基(优选2~30个碳原子的取代或未取代的杂环氧基,例
如,1-苯基四唑-5-氧基、2-四氢吡喃基氧基);酰氧基(优选甲酰氧基、2~30个碳原子
的取代或未取代的烷基羰基氧基或6~30个碳原子的取代或未取代的芳基羰基氧基,例
如,甲酰氧基、乙酰氧基、新戊酰氧基、硬脂酰氧基、苯甲酰氧基、p-甲氧基苯基羰基氧基);
氨基甲酰氧基(优选1~30个碳原子的取代或未取代的氨基甲酰氧基,例如,N,N-二甲基
氨基甲酰氧基、N,N-二乙基氨基甲酰氧基、吗啉基羰基氧基、N,N-二-正辛基氨基羰基氧
基、N-正辛基氨基甲酰氧基);烷氧基羰基氧基(优选2~30个碳原子的取代或未取代的
烷氧基羰基氧基,例如,甲氧基羰基氧基、乙氧基羰基氧基、叔丁氧基羰基氧基、正辛基羰基氧基);芳氧基羰基氧基(优选7~30个碳原子的取代或未取代的芳氧基羰基氧基,例如,
苯氧基羰基氧基、p-甲氧基苯氧基羰基氧基、p-正十六烷氧基苯氧基羰基氧基);
[0038] 氨基(优选氨基、1~30个碳原子的取代或未取代的烷基氨基或6~30个碳原子的取代或未取代的苯氨基,例如,氨基、甲基氨基、二甲基氨基、苯氨基、N-甲基-苯氨基和二苯基氨基);酰基氨基(优选甲酰基氨基、1~30个碳原子的取代或未取代的烷基羰基氨
基或6~30个碳原子的取代或未取代的芳基羰基氨基,例如,甲酰基氨基、乙酰基氨基、戊
酰基氨基、月桂酰基氨基、苯甲酰基氨基);氨基羰基氨基(优选1~30个碳原子的取代或
未取代的氨基羰基氨基,例如,氨基甲酰基氨基、N,N-二甲基氨基羰基氨基、N,N-二乙基氨基羰基氨基、吗啉基羰基氨基);烷氧基羰基氨基(优选2~30个碳原子的取代或未取代
的烷氧基羰基氨基,例如,甲氧基羰基氨基、乙氧基羰基氨基、叔丁氧基羰基氨基、正十八烷氧基羰基氨基、N-甲基-甲氧基羰基氨基);芳氧基羰基氨基(优选7~30个碳原子的取
代或未取代的芳氧基羰基氨基,例如,苯氧基羰基氨基、p-氯苯氧基羰基氨基、m-正辛氧基
苯氧基羰基氨基);
[0039] 氨磺酰基氨基(优选0~30个碳原子的取代或未取代的氨磺酰基氨基,例如,氨磺酰基氨基、N,N-二甲基氨磺酰基氨基、N-正辛基氨磺酰基氨基);烷基磺酰基氨基或芳
基磺酰基氨基(优选1~30个碳原子的取代或未取代的烷基磺酰基氨基或6~30个碳原
子的取代或未取代的芳基磺酰基氨基,例如,甲基磺酰基氨基、丁基磺酰基氨基、苯基磺酰
基氨基、2,3,5-三氯苯基磺酰基氨基、p-甲基苯基磺酰基氨基);巯基;烷硫基(优选1~
30个碳原子的取代或未取代的烷硫基,例如,甲硫基、乙硫基、正十六烷硫基);芳硫基(优
选6~30个碳原子的取代或未取代的芳硫基,例如,苯硫基、p-氯苯硫基、m-甲氧基苯硫
基);杂环硫基(优选2~30个碳原子的取代或未取代的杂环硫基,例如,2-苯并噻唑基硫
基、1-苯基四唑-5-基硫基);
[0040] 氨磺酰基(优选0~30个碳原子的取代或未取代的氨磺酰基,例如,N-乙基氨磺酰基、N-(3-十二烷氧基丙基)氨磺酰基、N,N-二甲基氨磺酰基、N-乙酰基氨磺酰基、N-苯
甲酰基氨磺酰基、N-(N′-苯基氨基甲酰基)氨磺酰基);磺基;烷基亚硫酰基或芳基亚硫
酰基(优选1~30个碳原子的取代或未取代的烷基亚硫酰基或6~30个碳原子的取代或
未取代的芳基亚硫酰基,例如,甲基亚硫酰基、乙基亚硫酰基、苯基亚硫酰基、p-甲基苯基亚硫酰基);烷基磺酰基或芳基磺酰基(优选1~30个碳原子的取代或未取代的烷基磺酰基
或6~30个碳原子的取代或未取代的芳基磺酰基,例如,甲基磺酰基、乙基磺酰基、苯基磺
酰基、p-甲基苯基磺酰基);
[0041] 酰基(优选甲酰基、2~30个碳原子的取代或未取代的烷基羰基或7~30个碳原子的取代或未取代的芳基羰基,例如,乙酰基、戊酰基苯甲酰基);芳氧基羰基(优选7~30
个碳原子的取代或未取代的芳氧基羰基,例如,苯氧基羰基、o-氯苯氧基羰基、m-硝基苯氧
基羰基、p-叔丁基苯氧基羰基);烷氧基羰基(优选2~30个碳原子的取代或未取代的烷
氧基羰基,例如,甲氧基羰基、乙氧基羰基、叔丁氧基羰基、正十八烷氧基羰基);氨基甲酰基(优选1~30个碳原子的取代或未取代的氨基甲酰基,例如,氨基甲酰基、N-甲基氨基
甲酰基、N,N-二甲基氨基甲酰基、N,N-二-正辛基氨基甲酰基、N-(甲基磺酰基)氨基甲
酰基);
[0042] 芳基偶氮基或杂环偶氮基(优选6~30个碳原子的取代或未取代的芳基偶氮基或3~30个碳原子的取代或未取代的杂环偶氮基,例如,苯基偶氮基、p-氯苯基偶氮基、
5-乙硫基-1,3,4-噻二唑-2-基偶氮基);酰亚氨基(优选N-琥珀酰亚氨基、N-邻苯二甲
酰亚氨基);膦基(优选2~30个碳原子的取代或未取代的膦基,例如,二甲基膦基、二苯基
膦基、甲基苯氧基膦基);氧膦基(优选2~30个碳原子的取代或未取代的氧膦基,例如,
氧膦基、二辛氧基氧膦基、二乙氧基氧膦基);氧膦基氧基(优选2~30个碳原子的取代或
未取代的氧膦基氧基,例如,二苯氧基氧膦基氧基、二辛氧基氧膦基氧基);氧膦基氨基(优
选2~30个碳原子的取代或未取代的氧膦基氨基,例如,二甲氧基氧膦基氨基、二甲基氨基
氧膦基氨基);和甲硅烷基(优选3~30个碳原子的取代或未取代的甲硅烷基,例如,三甲
基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基、苯基二甲基甲硅烷基)。
[0043] 在上述取代基中,具有氢原子的那些取代基的氢原子可以被任一上述基团代替氢原子而进一步取代。这种官能团的例子包括烷基羰基氨磺酰基、芳基羰基氨磺酰基、烷基磺
酰基氨基羰基和芳基磺酰基氨基羰基。其具体例子包括甲基磺酰基氨基羰基、p-甲基苯基
磺酰基氨基羰基、乙酰基氨磺酰基和苯甲酰基氨磺酰基。
[0044] R1优选是卤原子、烷基、烯基、芳基、杂环基、羟基、羧基、烷氧基、芳氧基、酰氧基、氰基或氨基;更优选卤原子、烷基、氰基或烷氧基。
[0045] 当存在通过键合在一起形成环的两个或多个R1基团时,环优选是5至8-元环,更优选5-或6-元环,最优选6-元环。
[0046] 在式(1)和(2)中,m代表R1的取代数,并可以根据由基团Z与C-C=C-C或C=C-C=C形成的环的结构变化。m最小为0,并且当Z代表两个碳原子且由基团Z与C-C=
C-C或C=C-C=C形成的环不是芳香性的时最大为4。m优选是0或1,更优选0。
[0047] 在式(1)和(2)中,R2和R3每一个独立地代表取代基。其例子包括上述R1的那些。R2和R3在式(1)或(2)代表的化合物中沿分子纵向布置。式(1)或(2)代表的化合物优
选表现出液晶性。如″Handbook of Liquidcrystals″(Maruzen),第3章,″Molecular
structure and liquid crystallinity″中所记载的,表现出液晶性的要素必须具有被称
作芯的刚性区和被称作侧链的柔软区。为此,至少一个刚性区,即环状区,优选以R2和R3的
取代基存在。R2和R3优选代表取代或未取代的苯基、或取代或未取代的环己基。R2和R3
每个优选代表具有取代基的苯基、或具有取代基的环己基;更优选在4-位具有取代基的苯
基、或在4-位具有取代基的环己基;更优选在4-位具有4-取代的苯甲酰氧基的苯基、在
4-位具有4-取代的环己基的苯基、在4-位具有4-取代的苯基的环己基、或者在4-位具有
4-取代的环己基的环己基。
[0048] 此外,即使对于在4-位具有取代基的环己基有立体异构形式、顺式和反式,本发明对它们也没有限制,还可以使用它们的混合物,并且反式环己基是优选的。
[0049] 在式(1)和(2)中,R5和R6每一个独立地代表取代基。其例子包括上述R1的那些。优选地,R5和R6中的至少一个是Hammett取代基常数σp值超过0的吸电子基团,
更优选具有σp值为0~1.5的吸电子基团。这种基团的例子包括三氟甲基、氰基、羰基
和硝基。R5和R6可以键合到一起形成环。在此,Hammett取代基常数σp和σm详细记
载在例如以下书籍中:“Hammett Soku-Kozo to Hannousei-”,Naoki Inamoto(Maruzen)
著;“Shin-jikken Kagaku-koza 14/Yukikagoubutsu no Gosei to Hanno V”, 页
2605(Nihonkagakukai,Maruzen编);“Riron Yukikagaku Kaisetsu”,Tadao Nakaya著,页
217(Tokyo Kagakudojin);和“Chemical Review”(Vol.91),页165~195(1991),等等。
[0050] 在式(1)和(2)中,A1和A2每一个独立地代表选自-O-、-NR-(其中R是氢原子或取代基)、-S-和-CO-的基团;优选-O-、-NR-(其中R代表取代基,例如,上面对R1例示的
那些)或-S-。
[0051] 在式(1)中,X代表元素周期表第14~16族任一的非金属原子。X可以具有氢原子或取代基。X优选是=O、=S、=NR4或=C(R5)R6(其中R4,R5和R6每一个独立地代表取
代基,例如,上面对R1例示的那些)。
[0052] 本发明的液晶化合物具有聚合性基团,当用于延迟板等中时可以防止例如因热量造成的延迟变化。聚合性基团优选在相关化合物的分子末端键合。在式(1)和(2)中,R,
R1,R2,R3,R5和R6中的至少一个被聚合性基团取代。聚合性基团的数量优选为1~6,更优
选1~4,最优选1~3。优选用聚合性基团取代的基团是R2,R3,R5或R6。
[0053] 在R,R1,R2,R3,R5和R6中的至少一个上取代的聚合性基团优选是在加聚或缩聚反应中具有反应性的基团。这种聚合性基团优选是聚合性烯键式不饱和基团或开环聚合性基团。聚合性基团的例子如下所示。
[0054] [化学式8]
[0055] 此外,聚合性基团更优选是能够发生加聚反应的基团。这种聚合性基团优选是聚合性烯键式不饱和基团或开环聚合性基团。聚合性基团优选是式P1,P2,P3和P4中任一个
代表的基团。
[0056] [化学式9]
[0057] 在式中,R511,R512,R513,R521,R522,R523,R531,R532,R533,R541,R542,R543,R544和R545每一个独立地代表氢原子或烷基;n代表0或1。
[0058] 聚合性基团P1中的R511,R512和R513每一个独立地代表氢原子或烷基。给出例如末端用聚合性基团P1取代的烷氧基、烷氧基羰基或烷氧基羰基氧基的基团代表环氧烷基(例
如环氧烷基,如环氧乙基、环氧丙基、环氧丁基、环氧戊基、环氧己基和环氧庚基;和含有醚键的取代的环氧烷基,如环氧乙基乙氧基)、环氧烷基羰基氧基(例如环氧烷基羰基氧基,
如环氧乙基羰基氧基、环氧丙基羰基氧基、环氧丁基羰基氧基、环氧戊基羰基氧基、环氧己
基羰基氧基和环氧庚基羰基氧基;和含有醚键的取代的环氧烷基羰基氧基,如环氧乙基乙
氧基羰基氧基)或环氧烷基羰基(例如环氧烷基羰基,如环氧乙基羰基、环氧丙基羰基、环
氧丁基羰基、环氧戊基羰基、环氧己基羰基和环氧庚基羰基;或含有醚键的取代的环氧烷基
羰基,如环氧乙基乙氧基羰基)。聚合性基团P1可以与芳香环直接键合。这也适用于末端
取代基是聚合性基团P2、P3或P4的情况。
[0059] n代表0~1的整数,优选n是1。当n是1时,聚合性基团P1代表取代或未取代的乙烯基醚基团。基团P1的基团R511和R513每一个独立地代表氢原子或烷基(例如甲基、
乙基、正丙基、异丙基、正丁基、戊基、己基、庚基、辛基和壬基;和优选低级烷基,如甲基和乙基,更优选甲基)。组合的优选例子包括其中R511代表甲基和R513代表氢原子,或者R511和
R513每一个代表氢原子的那些。
[0060] 基团R512代表氢原子,或取代或未取代的烷基(例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、2-氯乙基、3-甲氧基乙基和甲氧基乙氧基乙基;和优选低级烷基,如甲基和乙基,更优选甲基)。基团R512优选是氢原子或低级烷基,更优选氢原子。因此,优选的是使用未取代的乙烯基氧基作为聚合性基团P1,其通常是高聚合活性的官能团。
[0061] 聚合性基团P2代表取代或未取代的环氧乙烷基团。基团P2的基团R521和R522每一个独立地代表氢原子或烷基(例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、戊基、己基、庚基、辛基和壬基;和优选低级烷基,如甲基和乙基,更优选甲基)。优选的是R521和R522每一个是氢原子。
[0062] 基团R523代表氢原子,或取代或未取代的烷基(例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、2-氯乙基、3-甲氧基乙基和甲氧基乙氧基乙基;和优选低级烷基,如甲基和乙基,更优选甲基)。基团R523优选是氢原子或低级烷基,如甲基、乙基或正丙基。
[0063] 聚合性基团P3代表取代或未取代的丙烯酰基。基团P3的基团R531和R533每一个独立地代表氢原子或烷基(例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、戊基、己基、庚基、辛基和壬基;和优选低级烷基,如甲基和乙基,更优选甲基)。组合的优选例子包括其中R531代表甲基和R533代表氢原子或者R531和R533每一个代表氢原子的那些。
[0064] 基团R532代表氢原子,或取代或未取代的烷基(例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、2-氯乙基、3-甲氧基乙基和甲氧基乙氧基乙基;和优选低级烷基,如甲基和乙基,更优选甲基)。基团R532优选是氢原子。因此,优选的是使用通常高聚合活性的官能团作为聚合性基团P3,如未取代的丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基或巴豆酰氧基。
[0065] 聚合性基团P4代表取代或未取代的氧杂环丁烷基团。基团P4上的基团R542、R543、R544和R545每一个独立地代表氢原子或烷基(例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、戊基、己基、庚基、辛基和壬基;和优选低级烷基,如甲基和乙基,更优选甲基)。优选的是R542、R543、R544和R545每一个是氢原子。
[0066] R541代表氢原子,或取代或未取代的烷基(例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、2-氯乙基、3-甲氧基乙基和甲氧基乙氧基乙基;和优选低级烷基,如甲基和乙基,更优选甲基)。R541优选是氢原子或低级烷基,如甲基、乙基或正丙基。
[0067] 下面示出式(1)或(2)代表的化合物的具体例子,但本发明不限于此。在以下说明中,当描述下示例示化合物时,除非另有说明,将与例示化合物的化学结构式相连的括号
中的数字X,即″(X)″用来将化合物表示为″例示化合物(X)″。
[0068] [化学式10]
[0069] [化学式11]
[0070] [化学式12]
[0071] [化学式13]
[0072] [化学式14]
[0073] [化学式15]
[0074] [化学式16]
[0075] [化学式17]
[0076] [化学式18]
[0077] [化学式19]
[0078] [化学式20]
[0079] [化学式21]
[0080] [化学式22]
[0081] 可以参照任何已知方法制备式(1)或(2)代表的化合物。例如,可以根据以下方案合成例示化合物(2):
[0082] [化学式23]例示化合物(2)
[0083] 在以上方案中,化合物(2-1)~(2-3)的合成可以参照记载在“JournalofChemical Crystallography”(1997);27(9);p.515-526中的方法进行。此外,如以上
方案所示,通过使用二环己基碳二亚胺(DCC)常规酯化化合物(2-4)和(2-5)得到化合物
(2-6)。通过将少量聚合抑制剂(Irganox 1010,商品名,Ciba Specialty Chemicals制造)
加到化合物(2-3)和(2-6)的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)悬浮液中,然后加热得到的混合
物,得到化合物(2-7)。通过将吡啶(Py)作为碱加到化合物(2-7)的四氢呋喃(THF)溶液
中,进一步加入通过利用亚硫酰氯由化合物(2-8)的普通酰氯合成得到的化合物(2-9),可
以得到例示化合物(2)。
[0084] (双折射性)本发明的式(1)或(2)代表的聚合性液晶化合物优选具有逆波长分散性的固有双折射率Δn,即满足数学式(3)的关系的波长分散性。数学式(3)
Δn(450nm)/Δn(550nm)<1.0
[0085] 本发明的液晶化合物的波长分散性几乎与相同液晶相的温度无关,但是,为了使本发明更明确,数学式(3)中的值被定义为在比相变温度的上限低20℃的温度下测定的
值。可选择地,当液晶温度范围为20℃以下时,该值是在比液晶相的上限温度低10℃的温
度下测定的值,当液晶温度范围为10℃以下时,该值是在比液晶相的上限温度低5℃的温
度下测定的值,当液晶温度范围为5℃以下时,该值是在比液晶相的上限温度低2℃的温度
下测定的值。
[0086] Δn的波长分散的有利范围根据液晶化合物的用途变化,因此,这里不能明确地限定于一定范围,但是Δn的波长分散的更有利范围优选满足数学式(4)和(5)中的关系。
[0087] 数 学 式(4) 0.60< Δn(450nm)/Δn(550nm)< 0.99数 学 式 (5) 1.01<Δn(650nm)/Δn(550nm)<1.35
[0088] 此外,考虑到本发明的液晶化合物用在λ/4板中的情况,优选的是满足数学式(6)和(7)中的关系。
[0089] 数 学 式(6) 0.60< Δn(450nm)/Δn(550nm)< 0.95数 学 式 (7) 1.04<Δn(650nm)/Δn(550nm)<1.35
[0090] 在式(3)~(7)中,Δn(450),Δn(550)和Δn(650)分别代表在450nm,550nm和650nm下测量的Δn。测量波长的每个值包括±10nm的误差。
[0091] 例如,通过使用″Liquid Crystal Handbook″,2.4.13,Maruzen(2000)出版中记载的楔形液晶单元可以测量液晶的Δn。以该出版物中记载的方式,每一波长450nm,550nm
和650nm下的Δn通过三种带宽滤波器测定。如果液晶化合物具有在本发明中定义的聚合
性基团,那么液晶化合物有时在楔形液晶单元中聚合,从而倾向于阻碍测量。在这种情况
下,优选的是加入聚合抑制剂以进行测量。此外,也可以以另一种方式测定Δn。首先,液
晶化合物的分子均匀取向,然后例如通过KOBRA(Oji ScientificInstruments Co.,Ltd.制
造)测量相延迟,以得到各波长下的Re。独立地,测量取向分子的层的厚度,然后根据下式
计算Δn:Δn=Re/d(d:层的厚度)。
[0092] 本发明的液晶化合物可以具有正的或负的双折射性,但优选具有正的双折射性。具有正的双折射性的液晶相详细记载在例如″Liquid CrystalHandbook″,
Maruzen(2000)出版的第2章中。其例子包括向列相、胆甾相和近晶相(例如,近晶A相、近
晶C相)。
[0093] 当用于光学各向异性层时,本发明的液晶化合物优选形成有利的单晶畴相,即化合物的分子可以均匀取向而没有任何缺陷。不然,形成具有多个晶畴的多晶畴结构,因此在
晶畴的边界上形成散射光的取向缺陷,这样得到的光学各向异性层具有差的透光度。因此,
本发明的液晶化合物优选形成向列相(N相)或近晶A相(SA相),以确保单晶畴结构。特
别优选的是形成向列相。
[0094] 液晶化合物可以是低分子量化合物或高分子化合物,但由于低分子量液晶性分子容易取向,因而优选低分子量的化合物。
[0095] (制备具有逆波长分散性的膜)通过在取向膜上涂布由本发明的式(1)或(2)代表的聚合性液晶化合物,然后取向,然后固定得到的化合物,可以制备具有逆波长分散性的
膜。例如,当本发明的液晶化合物在取向膜上几乎沿水平方向取向时(所谓的A板),取向
方向(下面,称作TD方向)和与其垂直的方向(下面,称作MD方向)的延迟值Re(550nm)
均为正值,并且特定波长下的延迟Re满足数学式(8)和(9)中的关系。
[0096] 数学式(8) 0.5<Re(450nm)/Re(550nm)<1.0数学式(9) 1.05<Re(650nm)/Re(550nm)<1.5
[0097] 在制备满足数学式(8)和(9)中的关系的膜时,必须适宜地调节在TD方向和MD方向上膜的吸收波长和迁移距方向(direction of transition moment)。这里,典型的三
种颜色被分别定义为蓝色(450nm)、绿色(550nm)和红色(650nm)。必须调节每一波长下的
延迟优选至最佳,以改善视角特性。在本发明中,当正的双折射性被应用于最重要的绿色
(550nm)时,蓝色(450nm)和红色(650nm)的优选范围在数学式(8)和(9)中规定的范围
内。
[0098] 当MD方向的折射率的波长分散性与TD方向的折射率的波长分散性相比更急剧下倾时(在当波长在左侧较短和在右侧较长时的Δn斜率的情况下),由于Re与TD和MD方
向之间的延迟成比例,即,通过从TD方向的折射率减去MD方向的折射率的差值(Δn),差值
满足数学式(10)和(11)中的关系。
[0099] 数学式(10) 1>|Δn(450nm)/Δn(550nm)|数学式(11) 1<|Δn(650nm)/Δn(550nm)|
[0100] Lorentz-Lorenz式代表的折射率的波长分散性与物质的吸收密切相关。因此,为使MD方向的波长分散性倾向于下降(下倾),必须使MD方向的吸收迁移波长移到比TD方
向更长的波长区,并且这允许设计满足数学式(8)和(9)中的关系的膜。例如,在进行拉伸
处理的高分子材料中,其MD方向垂直于分子链。通过改进或设计特定高分子材料,在高分
子宽方向的吸收迁移波长极难迁移到更长波长区。
[0101] 当本发明的液晶化合物几乎沿垂直取向而取向时(所谓的C板),厚度方向的延迟Rth(550nm)为负值,并且特定波长下的延迟Rth满足数学式(12)和(13)中的关系。
[0102] 数 学 式 (12) 0.6 < Rth(450nm)/Rth(550nm) <0.99 数 学 式 (13)1.01<Rth(650nm)/Rth(550nm)<1.35
[0103] 在制备满足数学式(12)和(13)中的关系的膜时,必须适宜地调节在面内方向和厚度方向上膜的吸收波长和迁移距方向。这里,典型的三种颜色被分别定义为蓝色
(450nm)、绿色(550nm)和红色(650nm)。必须调节每一波长下的延迟优选至最佳,以改善视
角特性。在本发明中,当正的双折射性被应用于最重要的绿色(550nm)时,蓝色(450nm)和
红色(650nm)的优选范围在数学式(12)和(13)中规定的范围内。
[0104] 通过使厚度方向的折射率大于面内方向的折射率和通过使面内方向的吸收迁移波长大于厚度方向的吸收迁移波长,可以制备其中厚度方向的延迟Rth(550nm)为负值并
且满足数学式(12)和(13)中的关系的膜。然而,例如,当使用高分子材料时,分子链沿面
内方向取向,并且相对较容易地使面内方向的吸收迁移波长比厚度方向的吸收迁移波长更
长,但是极难使厚度方向的折射率大于面内方向的折射率,因而进一步极难同时满足这两
个条件。
[0105] 当本发明的液晶化合物几乎螺旋取向并且螺旋轴几乎垂直于基板时,厚度方向的延迟Rth(550nm)为正值,并且特定波长下的延迟Rth满足数学式(14)和(15)中的关系。
[0106] 数 学式 (14) 0.6<Rth(450nm)/Rth(550nm)<0.99 数 学式 (15) 1.01<Rth(650nm)/Rth(550nm)<1.35
[0107] 在制备满足数学式(14)和(15)中的关系的膜时,必须适宜地调节在面内方向和厚度方向上膜的吸收波长和迁移距方向。
[0108] 通过使面内方向的折射率大于厚度方向的折射率和通过使厚度方向的吸收迁移波长长于面内方向的吸收迁移波长,可以制备其中厚度方向的延迟Rth(550nm)为正值并
且满足数学式(14)和(15)中的关系的膜。然而,例如,当使用高分子材料时,分子链沿面
内方向取向,并且相对较容易地使面内方向的折射率大于厚度方向的折射率,但是极难使
厚度方向的吸收迁移波长大于面内方向的吸收迁移波长,因而进一步极难同时满足这两个
条件。
[0109] 如上所述,通过使用取向然后固定本发明的液晶化合物的方法,可以制备通过使用高分子材料由常规技术极难得到的膜,即:1)在膜面内方向具有正延迟的膜,其中正延
迟的分散性是逆波长分散性;2)在膜厚方向具有负延迟的膜,其中负延迟的分散性是逆波
长分散性;或3)在膜厚方向具有正延迟的膜,其中正延迟的分散性是逆波长分散性。
[0110] [液晶组合物]除了本发明的式(1)或(2)代表的聚合性液晶化合物之外,本发明的液晶组合物可以含有其他添加剂。添加剂的例子包括除式(1)或(2)代表的化合物之外
的液晶化合物以及下述的空气界面取向控制剂、排斥抑制剂、聚合引发剂、聚合性单体等。
[0111] (液晶化合物)本发明的液晶组合物含有式(1)或(2)代表的化合物。当本发明的液晶组合物用于延迟板中时,优选的是形成单晶畴相,即化合物的分子可以均匀取向而
没有任何缺陷。不然,形成具有多个晶畴的多晶畴结构,因此在晶畴的边界上形成散射光的
取向缺陷,这样得到的延迟板具有差的透光度。因此,本发明的液晶组合物优选形成向列相
(N相),以确保单晶畴结构。
[0112] 此外,当本发明的液晶组合物用于延迟板中时,考虑到延迟板的制造性,优选在10~250℃、更优选10~150℃的液晶温度下形成液晶相。如果温度范围过低,那么可能需
要将温度降低到呈现液晶相的温度范围的冷却过程。如果温度范围过高,那么组合物必须
被加热到高于呈现液晶相的温度,使得组合物呈现各向同性液态,这样热能被浪费,并且基
板可能因热变形或变质。
[0113] 在本发明的液晶组合物中,液晶化合物可以单独使用或混合使用。例如,聚合性液晶化合物和非聚合性液晶化合物可以混合使用。还可以混合使用低分子量液晶化合物和高
分子量液晶化合物。此外,可以混合使用满足数学式(3)中关系的两种液晶化合物。
[0114] 除式(1)或(2)代表的化合物之外的液晶化合物的例子包括例如在JP-A-2005-289980记载的液晶化合物。
[0115] 本发明的满足数学式(3)中关系的液晶化合物可以与Δn的顺波长分散的液晶化合物混合。这里,″顺波长分散性″指Δn满足数学式(16)代表的关系。数学式(16)
Δn(450nm)/Δn(550nm)>1.0
[0116] 通过混合本发明的满足数学式(3)中关系的液晶化合物与具有Δn的顺波长分散的液晶化合物,可以制备在其间的中间状态具有波长分散性的液晶组合物。具体而言,使用
常规液晶化合物,数学式(17)中的关系极难实现。然而,通过混合本发明的满足数学式(3)
的液晶化合物与具有Δn的顺波长分散的液晶化合物,可以容易地制备具有数学式(17)代
表的区间的波长分散性的液晶组合物。数学式(17) 1.0≤Δn(450nm)/Δn(550nm)<1.1
[0117] 由于表现出液晶性,本发明的满足数学式(3)中关系的液晶化合物有很高的可能性以任何混合比与呈现Δn的顺波长分散的液晶化合物混合。因此,可以调节混合比,使得
可以获得目标波长分散性。
[0118] 式(1)或(2)代表的聚合性液晶化合物在液晶组合物中的含量优选为10~100质量%,更优选40~100质量%。液晶化合物在本发明的液晶组合物中的含量没有特别限
制,只要组合物表现出液晶性,但在液晶组合物中优选为30~90质量%,更优选50~90
质量%。
[0119] (空气-界面取向(排列)控制剂)已知的是,液晶化合物根据化合物种类在空气界面处具有不同倾斜角(倾角)。应该根据延迟板的光学应用任意地控制空气界面处
的倾斜角。通过使用外场如电场或磁场或通过使用添加剂可以控制倾斜角,使用添加剂
是优选的。这种添加剂优选是具有6-40个碳原子的取代或未取代的脂肪族基团或具有
6-40个碳原子的取代或未取代的脂肪族基团取代的低聚硅氧烷氧基团的化合物,分子中
可具有一个以上的这种单元,更优选分子中可具有两个以上的这种单元的化合物。例如,
JP-A-11-352328和JP-A-2002-20363中记载的化合物可以用作空气界面取向控制剂。此
外,还可以使用JP-A-2002-129162中记载的化合物。JP-A-2004-53981的段号[0072]~
[0075]中记载的物质也可以适宜地适用于本发明。此外,通过加入这些化合物中的任一种可以改善涂布性并防止表面出现凹凸不平或排斥性。可以组合使用JP-A-2006-106662中
记载的化合物作为垂直取向剂。
[0120] 按液晶组合物计,用于控制空气界面侧取向的添加剂用量优选为0.001~20质量%,更优选0.01~10质量%,最优选0.1~5质量%。
[0121] (防排斥剂)通常,为了防止涂布时液晶组合物的排斥,除了使用的液晶化合物之外,高分子材料优选加到组合物中。对于使用的聚合物没有特别限制,只要其对液晶化合物
的取向或倾斜角变化没有不利影响。JP-A-8-95030中记载了高分子材料的例子。其中,纤
维素酯是特别优选的。纤维素酯的例子包括纤维素乙酸酯、纤维素乙酸丙酸酯、羟丙基纤维
素和纤维素乙酸丁酸酯。按液晶化合物的量计,用于防止排斥的高分子材料的加入量优选
为0.1~10质量%,更优选0.1~8质量%,再更优选为0.1~5质量%,从而不抑制液晶
的取向。
[0122] (聚合引发剂)本发明中,液晶化合物的分子优选取向并以单晶畴取向固定,即,分子优选基本上均匀取向并保持均匀取向而固定。因此,本发明的聚合性液晶化合物优选
通过聚合反应在在单晶畴取向中固定。
[0123] 聚合反应可以是使用热聚合引发剂的热聚合反应、使用光聚合引发剂的光聚合反应或通过电子束照射的聚合反应。为防止支持体或其他部分因为热聚合反应而变形或变
质,光聚合反应和电子束聚合反应是优选的。光聚合引发剂的例子包括α-羰基化合物(记
载于美国专利No.2,367,661和2,367,670中)、偶姻醚(记载于美国专利No.2,448,828
中)、α-烃-取代的芳香族偶姻化合物(记载于美国专利No.2,722,512中)、多核醌化合
物(记载于美国专利No.3,046,127和2,951,758中)、三芳基咪唑二聚体和p-氨基苯基酮
的组合(记载于美国专利No.3,549,367中)、吖啶和吩嗪化合物(记载于JP-A-60-105667
和美国专利No.4,239,850中)和噁二唑化合物(记载于美国专利No.4,212,970中)。按
涂布溶液的固体物计,光聚合引发剂用量优选为0.01~20质量%,更优选0.5~5质量%。
2 2
在聚合液晶分子的光照射中,优选使用紫外线。照射能优选为10mJ/cm ~50J/cm,更优选
2
50~800mJ/cm。为加速光聚合反应,可以在加热下进行光照射。由于大气中的氧浓度对
聚合度有影响,因此,如果在空气中不能得到所需的聚合度,那么优选通过诸如氮气置换等
方法降低氧浓度。氧浓度优选为10%以下,更优选7%以下,最优选3%以下。
[0124] (聚合性单体)液晶组合物中可以加入聚合性单体。与液晶化合物一起使用的聚合性单体没有特别限制,只要与液晶化合物具有相容性,并且不会显著改变液晶化合物的
倾斜角或扰乱取向。优选的是具有聚合性的烯键式不饱和基团的化合物,如乙烯基、乙烯氧
基、丙烯酰基和甲基丙烯酰基。按液晶化合物计,聚合性单体的加入量通常为0.5~50质
量%,优选1~30质量%。特别优选的单体具有两个或多个反应性官能团,可以改善排列
的或取向膜与光学各向异性层之间的粘合。
[0125] (手性剂)在本发明中,通过加入至少一种手性剂可以使液晶组合物成为胆甾相。任何一种已知的手性剂(例如,在Japan Society for the Promotion of Sciencethe
142nd Committee编,″Liquid Crystal Device Handbook″,第3章,第4-3节,Chiral
Agents for TN and STN,p.199,1989中记载的那些)均可以用作本发明中使用的手性
剂。手性剂通常含有不对称碳原子,但不含有不对称碳原子的轴-或面-不对称化合物
也可以用作手性剂。轴-或面-不对称化合物的例子包括联萘、螺烯、对环芳、以及它们
的衍生物。手性剂可以具有液晶性,因此,本发明的液晶化合物可以是手性剂。按液晶化
合物计,手性剂用量优选为0.001~200mol%。为减小对液晶性的影响,较少量的手性剂
是优选的。因此,手性剂优选具有较高的扭转力。具有较高扭转力的手性剂的例子包括
JP-A-2003-287623中记载的那些。
[0126] 通过在胆甾型取向态取向和固定本发明化合物得到的负C板膜,可以用作IDW′06(LCTp3-31L)中记载的视色可调的液晶显示装置的负C板。
[0127] (涂布溶剂)作为制备液晶组合物时使用的溶剂,优选使用有机溶剂。有机溶剂的例子包括酰胺(例如,N,N-二甲基甲酰胺)、亚砜(例如,二甲基亚砜)、杂环化合物(例
如,吡啶)、烃(例如,甲苯和己烷)、烷基卤化物(例如,氯仿和二氯甲烷)、酯(例如,乙酸
甲酯和乙酸丁酯)、酮(例如,丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮和环己酮)和醚(例如,四氢
呋喃和1,2-二甲氧基乙烷)。其中,烷基卤化物、酯和酮是优选的。可以混合使用两种或更
多种有机溶剂。
[0128] [延迟板(延迟片或相延迟器)]本发明的延迟板在透明基板上具有取向膜和含有式(1)或(2)代表的化合物的至少一层光学各向异性层。通过形成光学各向异性层可以得
到本发明的延迟板,包括将含有式(1)或(2)代表的化合物的液晶组合物加热到其液晶相
形成温度,然后在维持取向态的同时冷却,以在没有损坏液晶的取向态下固定液晶组合物。
可选择地,通过将加入有含有聚合性基团的液晶化合物和聚合引发剂的液晶组合物加热到
其液晶相形成温度,聚合,然后冷却得到的聚合物,可以形成光学各向异性层。在此,本发明中使用的“固定的”状态是典型和最有利的保持光学各向异性层中所含的液晶化合物的取
向的状态,但不限于此;具体而言,该术语指在通常0℃~50℃、更严格-30℃~70℃的温度
范围下,在光学各向异性层没有流动性或没有通过外场或力改变取向态的情况下,稳定地
保持固定的取向态的状态。
[0129] 在本发明的延迟板中,如果在最终形成时光学各向异性层保持其光学各向异性,那么液晶化合物可以不再具有液晶性。例如,低分子量双轴液晶化合物可以具有例如因热
或光而具有反应性的基团,结果在因热或光而聚合反应时其聚合或交联,同时失去液晶性。
[0130] (光学各向异性层)通过以下步骤形成光学各向异性层:在上述溶剂中溶解或分散液晶组合物以制备涂布溶液,施加涂布溶液以涂布取向膜,和使液晶化合物的分子取向。
可以通过已知方法施加涂布溶液(例如,线棒涂布法、挤出涂布法、直接凹版涂布法、反向
凹版涂布法或口膜涂布法)。使用液晶组合物形成的光学各向异性层的厚度优选为0.1~
20μm,更优选0.2~15μm,最优选0.3~10μm。
[0131] (液晶化合物的取向)液晶化合物的取向记载在′Liquid CrystalHandbook′(Maruzen Co.,Ltd.),第2章,″Orientation Physical Properties of
Liquid Crystals″(2000)中。在本发明中,通过将液晶组合物加热到其液晶相形成温度,
然后在保持其取向态的同时冷却组合物的方法固定取向态,而没有损坏液晶态中的取向
态。还可以通过将含有本发明的液晶组合物与聚合引发剂的组合物加热到其液晶相形成温
度,使其聚合,然后冷却混合物,来固定液晶态中的取向态。本发明中的取向态的固定优选
在后面的聚合反应中进行。聚合反应的例子包括使用热聚合引发剂的热聚合反应、使用光
聚合引发剂的光聚合反应和通过电子束照射的聚合反应,但是,为防止支持体和其他部分
因为热而变形和/或变质,光聚合反应或电子束照射的聚合反应是优选的。
[0132] (取向膜(取向的膜或排列层))可以通过以下方法提供取向膜:摩擦有机化合物(优选聚合物),倾斜蒸发无机化合物,形成具有微槽的层,或根据Langmuir-Blodgett
法(LB膜),积聚有机化合物(例如,ω-二十三碳酸或硬脂酸甲酯)。此外,已知的是通
过施加电场、施加磁场或用光照射而赋予取向功能的取向膜。任何层均可以用作取向膜,
只要可以为取向膜上将要形成的光学各向异性层中的液晶化合物提供所需程度的目标取
向,但在本发明中,优选通过摩擦或光照射形成取向膜。特别优选通过摩擦聚合物层形成的
取向膜。可以通过用纸或布在一定方向摩擦聚合物层的表面数次来进行摩擦处理,优选通
过″LiquidCrystal Handbook″,Maruzen(2000)出版中记载的方式进行摩擦处理。取向
膜的厚度优选为0.01~10μm,更优选0.05~3μm。
[0133] 用于取向膜的聚合物材料记载在许多出版物和文献中,并且许多是市售的。本发明的延迟板中使用的取向膜优选由聚乙烯醇或其衍生物制成。特别优选的是具有疏
水性基团的改性的聚乙烯醇。圆盘状液晶的取向膜可以用作液晶的取向膜,这记载在
WO01/88574A1,页43行24至页49行8中。
[0134] (取向膜的摩擦密度)液晶化合物分子在取向膜和液晶层界面处的倾斜角与取向膜的摩擦密度有关系。事实上,摩擦密度增大,倾斜角越小。摩擦密度越小,倾斜角越
大。因此,通过控制取向膜中的摩擦密度可以控制倾斜角。可以通过″Liquid Crystal
Handbook″,Maruzen(2000)出版中记载的方式来控制摩擦密度。摩擦密度(L)由以下数
学式(A)定量化:
[0135] 数学式(A) L=Nl{l+((2πrn)/(60v))}
[0136] 其中N代表摩擦层的次数,l代表层和摩擦辊之间的接触长度,r代表摩擦辊的半径,n代表辊的转数(rpm),v代表平台移动速度(每秒)。
[0137] 根据数学式(A),通过重复摩擦处理(即增大进行的摩擦次数),通过增大摩擦辊的接触长度,通过增大辊的半径,通过增大辊的转数,或通过使平台移动缓慢,可以增大摩
擦密度。当然,在希望摩擦密度降低的情况下,可以反向操作这些因素。
[0138] (垂直取向的膜)为在取向膜侧使液晶化合物垂直取向,有效的是降低取向膜的表面能的方法或通过体积排阻作用使液晶垂直取向的方法。为降低取向膜的表面能,可以
将官能团引入聚合物中。为实现上述降低,疏水性官能团或原子是有效的,具体而言,氟原
子和含有10个以上碳原子的烃基团可以有效地用作所述官能团或原子。烃基团或氟原子
引入聚合物的侧链而不是主链,以在取向膜的表面上排列烃基团或氟原子。氟聚合物含有
的氟原子量优选为0.05~80质量%,更优选为0.1~70质量%,再更优选为0.5~65质
量%,最优选为1~60质量%。烃基团是脂肪族基团、芳香族基团或其组合。脂肪族基团
可以具有直链、支链或环状结构。脂肪族基团优选是烷基(包括环烷基)或烯基(包括环
烯基)。烃基团可以具有不是强亲水性的取代基,如卤原子。烃基团含有优选10~100个
碳原子,更优选10~60个碳原子,最优选10~40个碳原子。聚合物优选具有聚酰亚胺结
构或聚乙烯醇结构的主链。
[0139] 经常通过四元羧酸和二胺的缩合反应合成聚酰亚胺。两种以上的四元羧酸或两种以上的二胺可用于合成共聚合的聚酰亚胺。烃基团可以存在于衍生自四元羧酸的重复单元
中、衍生自二胺的重复单元中或这两种重复单元中。氟原子也可以存在于四元羧酸重复单
元中、二胺重复单元中或这两种重复单元中。在烃基团引入聚酰亚胺中的情况下,聚合物
优选在其侧链或主链中具有甾族化合物结构。侧链中存在的甾族化合物结构相应于具有
10个以上碳原子的烃基团。因此,侧链中的甾族化合物结构具有使液晶分子基本上垂直取
向或排列的功能。在本说明书中,甾族化合物结构是指环戊烷并氢菲环或用双键代替环戊
烷并氢菲环的一部分单键而得到的环结构,只要环在该部位是脂肪族环(不形成任何芳香
环)。对于将要取向的液晶分子表现出体积排阻作用的刚性取代基,如上述甾族化合物结
构、烷基链等,是更优选的。
[0140] 此外,作为使液晶化合物垂直取向的另一种方式,优选使用混合有机酸与聚合物的方法,如聚乙烯醇、改性的聚乙烯醇或聚酰亚胺。优选混合的酸的例子包括羧酸、磺酸和
氨基酸。可以使用上述空气界面取向剂中的酸性化合物。可选择地,还可以优选使用季铵
盐。相对于聚合物,混合比优选为0.1质量%~20质量%,更优选0.5质量%~10质量%。
本发明中使用的聚乙烯醇(PVA)的皂化度优选为70~100%,更优选80~100%。聚乙烯
醇的优选聚合度为100~5,000。
[0141] 通过使用具有含有与主链结合的交联官能团的侧链的聚合物或者具有含有交联官能团的侧链并且具有使液晶分子取向功能的聚合物来形成取向膜,并且在其上使用含有
多官能单体的组合物形成延迟膜,可以共聚合取向膜中的聚合物与在其上形成的延迟膜中
的多官能单体。其结果是,不仅在多官能单体之间,而且在取向膜聚合物之间以及在多官
能单体和取向膜聚合物之间,均形成共价键,因此,取向膜和延迟膜彼此牢固地结合。因
此,通过使用具有交联官能团的聚合物形成取向膜可以明显改进光学补偿片的强度。取
向膜聚合物的交联官能团优选含有聚合性基团,多官能单体也如此。其具体例子记载在
JP-A-2000-155216的段No.[0080]~[0100]中。
[0142] 除了上述交联官能团之外,可以用交联剂来交联取向膜聚合物。用于聚合物的交联剂的例子包括醛、N-羟甲基化合物、二噁烷衍生物、能够通过活化羧基而具有活性的化合
物、活性乙烯基化合物、活性卤素化合物、异噁唑和二醛淀粉。可以混合使用两种或更多种
交联剂。具体而言,可以使用例如在JP-A-2002-62426,段No.[0023]~[0024]中记载的化
合物。优选的是高反应性的醛,戊二醛是特别优选的。
[0143] 按聚合物的量计,交联剂的加入量优选为0.1~20质量%,更优选0.5~15质量%。取向膜中残余的未反应的交联剂量优选为1.0质量%以下,更优选0.5质量%以下。
上述调节使得即使在液晶显示装置中长时间使用取向膜或即使在高温和高湿气氛中长时
间放置时,也能确保取向膜具有充分的耐久性,不会产生网状物。
[0144] 基本上,通过在透明支持体上涂布上述含有聚合物(即取向膜形成材料)和交联剂的组合物,加热干燥(以引起交联反应),并在需要时摩擦涂布的表面,可以形成取向膜。
对于棒状液晶化合物的垂直取向而言,优选避免摩擦。在按上述用组合物涂布透明支持体
之后,可以在任何阶段进行交联反应。在使用水溶性聚合物如PVA作为取向膜形成材料的
情况下,具有消泡作用的有机溶剂(如甲醇)和水的混合物优选用作涂布溶液的混合溶剂。
水与甲醇的合适质量比优选为0∶100~99∶1,更优选0∶100~91∶9。通过使用这
种混合溶剂,可以防止形成气泡,以确保显著降低取向膜和尤其是延迟层表面中的缺陷。
[0145] 形成取向膜的涂布方法的优选例子包括旋涂方法、喷涂方法、浸渍涂布方法、帘涂方法、挤出涂布方法、棒涂方法和辊涂方法。在这些方法中,特别优选的是棒涂方法和喷涂
方法。还优选地,干燥后的膜厚度为0.1~10μm。加热干燥可以在20℃~110℃的温度下
进行。为充分地形成交联,干燥温度优选为60℃~100℃,更优选80℃~100℃。干燥时间
优选为1分钟~36小时,更优选1~30分钟。此外,优选的是将pH调节到交联剂使用的
最佳值。在使用戊二醛作为交联剂的情况下,优选的pH为4.5~5.5,特别优选为5。
[0146] 根据本发明的延迟膜在加热下涂布和形成后本身充分地粘合到玻璃基板上或粘合到在玻璃基板上形成的滤色片、取向膜、上涂层(OC)层或反射器上,并可以通过以下方
法根据应用来调节粘合力。所述方法的具体例子包括表面活化、表面改性或向延迟膜-涂
布溶液中加入粘合促进剂。
[0147] 表面活化方法的例子包括用酸或碱的表面化学处理、机械处理、电晕放电处理、火焰处理、紫外线处理、高频波处理、辉光放电处理、活性等离子体处理和臭氧氧化。本文中辉-3
光放电处理可以是在压力10 ~20Torr的低气压下产生的低温等离子体处理,或者优选
是在大气压力下的等离子体处理。等离子体激励气体是指在上述条件下能够激励成等离子
体的气体,其例子包括氩、氦、氖、氪、氙、氮、二氧化碳、氟碳气体如四氟甲烷、和它们的混合物。这些详细记载在″Hatsumei Kyokai Kokai Giho″(Kogi No.2001-1745,2001年3月
15日出版,Japan Institute of Invention andInnovation),pp.30~32中,这些详细技
术优选用于本发明中。在大气压力下的等离子体处理中,近年来注意到的是例如,在10~
1,000keV的条件下使用20~500kGy的照射能,优选在30~500keV的条件下使用20~
300kGy的照射能。
[0148] 表面改性方法的例子包括形成下涂层、用下述硅烷偶联剂的硅烷偶联处理和形成锚定涂层。下涂层的细节记载在“Hatsumei Kyokai Kokai Gihou”Kogi No.2001-1745,
2001年3月15日,p.32中。可以在将所述粘合促进剂加到延迟膜-涂布溶液的方法中使
用的粘合促进剂的优选例子包括,例如在JP-A-5-11439、JP-A-5-341532和JP-A-6-43638
中记载的那些。其具体例子包括苯并咪唑、苯并噁唑、苯并噻唑、2-巯基苯并咪唑、2-巯基
苯并噁唑、2-巯基苯并噻唑、3-吗啉基甲基-1-苯基-三唑-2-硫酮、3-吗啉基甲基-5-苯
基-噁二唑-2-硫酮、5-氨基-3-吗啉基甲基-噻二唑-2-硫酮、2-巯基-5-甲硫基-噻
二唑、三唑、四唑、苯并三唑、羧基苯并三唑;含有氨基的苯并三唑、具有水解性基团、自由基聚合基团等的聚合性有机金属化合物;α,β-烯键式不饱和羧酸酯、硅烷偶联剂和钛偶联
剂。
[0149] 硅烷偶联剂的例子包括N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基-三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙
烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲
氧基硅烷、γ-氨基丙基三丙氧基硅烷、γ-氨基丙基三丁氧基硅烷、γ-氨基乙基三乙氧基
硅烷、γ-氨基乙基三甲氧基硅烷、γ-氨基乙基三丙氧基硅烷、γ-氨基乙基三丁氧基硅
烷、γ-氨基丁基三乙氧基硅烷、γ-氨基丁基三甲氧基硅烷、γ-氨基丁基三丙氧基硅烷和
γ-氨基丁基三丁氧基硅烷;和钛偶联剂的例子包括γ-氨基丙基三乙氧基钛、γ-氨基丙
基三甲氧基钛、γ-氨基丙基三丙氧基钛、γ-氨基丙基三丁氧基钛、γ-氨基乙基三乙氧基
钛、γ-氨基乙基三甲氧基钛、γ-氨基乙基三丙氧基钛、γ-氨基乙基三丁氧基钛、γ-氨
基丁基三乙氧基钛、γ-氨基丁基三甲氧基钛、γ-氨基丁基三丙氧基钛和γ-氨基丁基三
丁氧基钛。这些化合物可以两种以上混合使用。
[0150] 相对于延迟层中的总成分计,粘合促进剂的含量优选为0.001质量%~20质量%,更优选0.01质量%~10质量%,特别优选0.1质量%~5质量%。
[0151] 可以通过使用聚合引发剂控制粘合性。聚合引发剂的例子包括卤代烃衍生物(如具有三嗪骨架的那些和具有噁二唑骨架的那些)、六芳基联咪唑、肟衍生物、有机过氧化物、硫化合物、酮化合物、酰基膦氧化物、芳香族鎓盐、金属茂等。其中,从敏感性、保存期、粘合性等观点来看,含有三嗪骨架的卤代烃、肟衍生物、酮化合物和六芳基联咪唑化合物是优选
的。
[0152] (透明支持体)本发明的相延迟器的支持体(例如优选透明支持体)的材料没有特别限制,只要其是光学各向同性的并且光透过率为80%以上,但聚合物膜是优选使用的。
聚合物的具体例子包括纤维素酯(例如,纤维素二乙酸酯、纤维素三乙酸酯)、降冰片烯系
聚合物和聚(甲基)丙烯酸酯。优选使用多种市售的聚合物。从光学性能考虑,纤维素酯是
优选的,纤维素的低级脂肪酸酯是更优选的。术语″低级脂肪酸″指具有6个以下碳原子
的脂肪酸。碳原子数优选是2(纤维素乙酸酯)、3(纤维素丙酸酯)或4(纤维素丁酸酯)。
纤维素三乙酸酯是特别优选的。还可以使用混合的脂肪酸的纤维素酯,如纤维素乙酸丙酸
酯和纤维素乙酸丁酸酯。此外,还可以使用易于表现出双折射的任何聚合物(如聚碳酸酯、
聚砜),只要以WO 00/26705中记载的方向修饰聚合物的分子来降低双折射。在本发明中,
在形成延迟膜的步骤中透明支持体和取向膜是必须的,但是一旦制得延迟膜,就可将其转
移到另一个基板上,或可以除去透明支持体和/或取向膜,例如,通过将它们剥离下来。
[0153] 下面详细说明对于透明支持体优选使用的纤维素酯(特别是纤维素三乙酸酯)。作为纤维素酯,优选使用乙酰化度为55.0~62.5%的纤维素乙酸酯。乙酰化度更优选
为57.0~62.0%。乙酰化度指每单位质量纤维素结合的乙酸组分的量。根据ASTM:
D-817-91(纤维素乙酸酯的试验方法等)中记载的乙酰化度测量和计算来测定乙酰化度。
纤维素酯的粘均聚合度(DP)优选为250以上,更优选290以上。本发明所用的纤维素酯优
选由凝胶渗透色谱测量的分子量分布Mw/Mn(Mw是重均分子量;Mn是数均分子量)较窄。具
体而言,Mw/Mn值优选为1.0~4.0,更优选1.3~3.5,最优选1.4~3.0。
[0154] 在纤维素三乙酸酯中,纤维素的2-,3-和6-位的羟基没有均匀取代(即,每一位置的取代度不等于总取代度的1/3),6-位的取代度倾向于相对较小。然而,在本发明使用
的纤维素(三)乙酸酯中,6-位羟基的取代度优选比2-和3-位的大。按总取代度计,6-位
羟基被酰基取代的取代度优选为30~40%,更优选31%~40%,最优选32%~40%。此
外,6-位的取代度优选为0.88以上。除了乙酰基之外,6-位羟基可以被具有3个以上碳
原子的酰基取代(例如,丙酰基、丁酰基、戊酰基、苯甲酰基、丙烯酰基)。可以使用NMR测
定每一位置的取代度。可以根据JP-A-11-5851的段No.0043~0044(合成例1)、0048~
0049(合成例2)和0051~0052(合成例3)中记载的方法制备具有高6-位取代度的纤维
素酯。
[0155] 可以用作透明支持体的聚合物膜,尤其是纤维素乙酸酯膜,可以含有延迟增强剂,以具有适宜的延迟值。延迟增强剂优选是具有至少两个芳香环的芳香族化合物。按100质
量份的纤维素乙酸酯计,延迟增强剂的加入量优选为0.01~20质量份,更优选0.05~15
质量份,最优选0.1~10质量份。可以混合使用两种或更多种芳香族化合物。芳香族化合
物中的芳香环可以是芳香烃环或芳香杂环。
[0156] 作为延迟增强剂的芳香族化合物的芳香烃环,特别优选是6-元环(即,苯环)。芳香杂环通常是不饱和的。芳香杂环优选是5-、6-或7-元环,更优选5-或6-元环。芳香
杂环通常具有最多数的双键。环中的杂原子优选是氮原子,氧原子或硫原子,更优选氮原
子。芳香杂环的例子包括呋喃环、噻吩环、吡咯环、噁唑环、异噁唑环、噻唑环、异噻唑环、咪唑环、吡唑环、呋咱环、三唑环、吡喃环、吡啶环、哒嗪环、嘧啶环、吡嗪环和1,3,5-三嗪环。
优选的芳香环是苯环、呋喃环、噻吩环、吡咯环、噁唑环、噻唑环、咪唑环、三唑环、吡啶环、嘧啶环、吡嗪环和1,3,5-三嗪环。苯环或1,3,5-三嗪环是更优选的。芳香族化合物特别优
选含有至少一个1,3,5-三嗪环。芳香族化合物中的芳香环数量优选为2~20,更优选2~
12,再更优选2~8,最优选2~6。
[0157] 作为延迟增强剂的芳香族化合物的两个或更多个芳香环的关系可以分成三种情况,即(a)其中芳香环形成稠环的情况,(b)其中芳香环通过单键连接的情况,或(c)其中芳
香环通过连接基团连接的情况。(在这种情况下,因为是芳香环,所以不能形成螺键)。芳香
环的关系可以是(a)~(c)中的任一种情况。上述延迟增强剂记载在例如WO01/88574A1、
WO00/2619A1、JP-A-2000-111914、JP-A-2000-275434和JP-A-2002-363343中。
[0158] 作为透明支持体的纤维素乙酸酯可以是单一膜或可以由两层或更多层构成。例如,在纤维素三乙酸酯的情况下,可以通过例如JP-A-7-11055中公开的滚筒流延方法或
通过带流延方法制备纤维素三乙酸酯的单一膜。可以通过例如记载在JP-A-61-94725和
JP-B-62-43846(′JP-B′指经审查的日本专利出版物)中的共流延方法制备由两层或更
多层构成的纤维素三乙酸酯支持体。即,在这些方法中,首先,将原料片溶解在溶剂中,如卤代烃(例如,二氯甲烷)、醇(例如,甲醇、乙醇、丁醇)、酯(例如,甲酸甲酯、乙酸甲酯)或醚(例如,二噁烷、二氧戊环、乙醚)。如果需要,向得到的溶液中加入各种添加剂,如增塑剂、紫外线吸收剂、变质抑制剂、滑动剂和剥离促进剂。然后这样制备的溶液(称作″浓液″)
从浓液供应装置(称作″口膜″)流延在支持体上(水平环状金属带或旋转滚筒)。如果
形成单一膜,那么流延一种浓液作为单层。如果形成两层或更多层,那么共流延高浓度纤维
素酯浓液和低浓度纤维素酯浓液,使得高浓度浓液和低浓度浓液可以同时展开。如果需要,
流延一种高浓度浓液层,使其两侧夹在低浓度浓液层之间,得到三层膜。展开的浓液在支持
体上干燥,直到形成刚性膜。然后剥离膜,并通过任何输送装置转移到干燥区,以除去溶剂。
[0159] 如上所述,溶解纤维素三乙酸酯的代表性溶剂是二氯甲烷,但是从保护全球环境和工作环境来看,溶剂优选基本上不含有卤代烃如二氯甲烷。术语″基本上不含有卤代
烃″指使用的有机溶剂中的卤代烃含量优选小于5质量%(更优选小于2质量%)。为了从
基本上不含有卤代烃如二氯甲烷的溶剂制备纤维素三乙酸酯的浓液,需要下述的特定溶解
方法。所述溶解方法被称作″冷却溶解方法″或″加热溶解方法″。基本上不含有卤代烃
如二氯甲烷的纤维素(三)乙酸酯膜及其制造方法记载在Japan Institute of Invention
andInnovation,Technical report(Kogi)No.2001-1745,2001年3月15日出版中。
[0160] 用于改善纤维素乙酸酯的各种物理特性的添加剂也记载在上述KogiNo.2001-1745中,并优选用于本发明中。
[0161] 如果由纤维素乙酸酯制成,那么透明支持体优选进行皂化处理,使得粘合剂层经粘合而牢固地附着到另一个功能层和支持体上,其中粘合剂层可以设置在支持体的一个表
面侧。皂化处理可以公知方式进行。例如,纤维素乙酸酯的膜在碱溶液中浸渍适宜时间。然
后,优选用水充分洗涤这样浸渍的膜或用稀酸中和(例如通过将膜浸渍在稀酸中),从而除
去膜中的碱成分。皂化处理使透明支持体的表面具有亲水性,亲水性表面对于改进在主要
由聚乙烯醇制成的取向膜(偏振膜)的粘附方面是特别有效的。此外,空气中的灰尘很少
附着到亲水性表面上,因此在附着支持体和偏振膜时防止灰尘进入透明支持体和偏振膜之
间。因此,皂化处理对于防止灰尘造成点缺陷是有效的。
[0162] 皂化处理进行到使得透明支持体的表面对水的接触角优选小于40°,更优选小于30°,更优选小于20°。
[0163] 具体而言,根据选自以下两种方法中的一种进行碱皂化。以下方法(1)是有利的,因为其以与常用纤维素乙酸酯膜相同的工艺进行,但是可能造成以下问题,诸如因光学各
向异性层表面的皂化发生的表面碱水解使膜劣化以及残余皂化溶液可能造成的污染。在
这种情况下,以下方法(2)是有利的,尽管其是相当特别的步骤。(1)在透明支持体上形成
光学各向异性层之后,将这样层叠的膜在碱溶液中浸渍至少一次,以使膜的背面皂化。(2)
在透明支持体上形成光学各向异性层之前或之后,将碱溶液展开以涂布透明支持体的背面
(即,将要提供或已经提供光学各向异性层一面的相对面),然后加热这样涂布的支持体,
用水洗涤和/或中和,以仅皂化透明支持体的背面。
[0164] 纤维素乙酸酯膜的表面能优选不小于55mN/m,更优选为60~75mN/m。可以通过接触角方法、湿热方法或吸附方法测定固体的表面能。这些方法记载在″The basic theory
and application of wetting″,Realize Co.,Ltd出版,1989年12月10日中。为测量本
发明中的纤维素乙酸酯膜,接触角方法是优选使用的。在该方法中,具体而言,将表面能已
知的两种溶液滴到纤维素乙酸酯膜上。测量每一滴的接触角,并从测量的接触角计算出膜
的表面能。接触角被定义为在液滴表面与膜表面交叉点处,膜表面和液滴表面的切线之间
形成的包含液滴的角。
[0165] 纤维素乙酸酯膜的厚度通常为5~500μm,优选为20~250μm,更优选为30~180μm,特别优选为30~110μm。
[0166] (波长分散)本发明的延迟板优选呈现波长分散,作为优选范围,满足式(A-1)和(A-2)代表的关系:
[0167] 式(A-1) 0.60<R(450)/R(550)<0.99式(A-2) 1.01< R(650)/R(550)<1.35在式中,R(450),R(550)和R(650)分别是在450nm,550nm和650nm下测量的延迟
值。测量波长的每个值包括±10nm的误差。
[0168] 在上述范围之外,例如,当用作λ/4板时的相延迟器可以将400~700nm的入射直线偏振光转化成完全圆偏振光,作为特定波长下的偏振状态。然而,在上述特定波长之外
的波长下,转化的光经常远离圆偏振光,这将发生问题。考虑到这一点,相延迟器更优选呈
现满足式(A-3)和(A-4)中关系的波长分散:
[0169] 式(A-3) 0.60<R(450)/R(550)<0.95式(A-4) 1.04< R(650)/R(550)<1.35在式中,R(450),R(550)和R(650)分别是在450nm,550nm和650nm下测量的延迟
值。测量波长的每个值包括±10nm的误差。
[0170] [偏振片]本发明的延迟板特别适于偏振片的保护膜。当用作偏振片的保护膜时,偏振片的制造方法没有特别限制,可以根据一般方法制作偏振片。例如,一种制造偏振片
的方法包括以下步骤:对得到的纤维素(纤维素酰化物)膜进行碱处理;使用完全皂化的
聚乙烯醇水溶液将碱处理的膜与起偏器的每一表面粘合,而起偏器是通过在碘溶液中浸渍
聚乙烯醇膜后拉伸制成的。代替碱处理,在上述制作方法中,可以使用在JP-A-6-94915和
JP-A-6-118232中记载的粘合促进处理。用于使保护膜的处理侧与起偏器粘合的粘合剂的
例子包括聚乙烯醇系粘合剂,如聚乙烯醇和聚乙烯基丁缩醛;和乙烯基系乳胶,如丙烯酸丁
酯。偏振片通常由起偏器和保护起偏器两面的保护膜构成,这样制备的偏振片还可以具有
在偏振片的一个表面上贴合的保护膜以及在偏振片的另一表面贴合的隔离膜。保护膜和隔
离膜用于在运输偏振片和检测产品等时保护偏振片。在这种情况下,粘合保护膜以保护偏
振片表面,并且在偏振片与液晶板粘合的表面的相对表面上使用该膜。另外,隔离膜用于覆
盖与液晶板粘合的粘合剂层,并在偏振片与液晶板粘合的表面的相同表面上使用该膜。在
液晶显示装置中,通常,含有液晶的基板置于两个偏振片之间。采用本发明纤维素(纤维素
酰化物)膜的偏振片保护膜可以表现出优异的显示特性,而不论膜的放置位置如何。特别
地,由于液晶显示装置显示侧的最外表面的偏振片保护膜具有透明硬涂层、防眩层、抗反射
层等,因而在该位置特别优选使用本发明的上述偏振片保护膜。
[0171] 当含有本发明的液晶化合物的光学膜用作偏振片的保护膜时,其光弹性优-13 -13 2
选为0.5×10 ~9.0×10 [cm/dyn],其透湿度(换算为膜厚80μm的值)优选为
2 -13 -13 2
180~435[g/cm·24h]。光弹性更优选为0.5×10 ~7.0×10 [cm/dyn],再更优选
-13 -13 2
0.5×10 ~5.0×10 [cm/dyn]。透湿度(换算为膜厚80μm的值)更优选为180~
2 2
400[g/cm·24h],再更优选180~350[g/cm·24h]。如果根据本发明的膜具有上述性能,
那么当用作偏振片的保护膜时,可以减轻湿度影响对性能造成的劣化。
[0172] 通过几乎沿垂直方向取向和固定本发明的液晶化合物制作的光学各向异性膜(光学各向异性膜(A))可以用作IPS的增亮膜或光学补偿膜。
[0173] 根据本发明的光学各向异性膜(A)在椭圆偏振片的用途中可以与偏振膜组合使用。此外,在透过型液晶显示装置中通过将它与偏振膜组合使用可以扩大液晶显示装置的
视角。
[0174] 根据本发明的光学各向异性膜(A)可以具有粘合剂层。粘合剂层可以用于与液晶单元贴合,也可用于与另一种光学各向异性膜(光学各向异性膜(B))等层叠。粘合剂层可
以形成在偏振片或光学膜的一侧或两侧,作为与组成或种类不同的膜的叠层。当形成在两
侧时,在偏振片或光学膜的顶面和底面上的粘合剂层的组成、种类、厚度等可以不同。粘合
剂层的厚度可以根据用途、粘合剂强度等变化,但优选为1~500μm,更优选5~200μm,
再更优选10~100μm。
[0175] 暴露的粘合剂层可以用隔板临时覆盖,以防止污染等,直到提供实际应用。因此,在通常处理条件下可以防止接触粘合剂层。厚度条件除外的任一种常用隔板均可以用作隔
板,其例子包括塑料膜、橡胶板、纸、布、无纺布、网、泡沫板、金属箔、其叠层等的膜;并且在需要时用例如纸剥离剂涂布已涂布的产品,如硅酮系、长链烷基系或氟系试剂或者硫化钼。
[0176] [根据本发明的增亮膜]为通过使用液晶移动造成的偏振态变化使液晶显示装置显示图像,偏振片是必须的,并且因为这样,超过一半的放射背光被偏振片吸收,而没有用
于显示图像。增亮膜具有将这样吸收的偏振光反射回背光侧的功能,这样反射的偏振光被
背光侧的光学部件再次反射或改变偏振态,通过偏振片传输并入射进液晶显示装置。因此,
可以利用在常规技术中未用于显示的被偏振片吸收的光,因此,改善了液晶显示装置的显
示亮度。
[0177] (构成)增亮膜优选在使用时与液晶显示装置背侧的偏振片贴合。通过将光学各向异性膜(A)置于胆甾型液晶膜和1/4波长板之间形成根据本发明的增亮膜。胆甾型液晶
层具有反射右-和左-圆偏振光成分之一而允许另一成分通过的功能。使用1/4波长板将
通过的圆偏振光转化成直线偏振光,以更有效地通过偏振片传输。为此目的,将1/4波长板
置于偏振片和胆甾型液晶膜之间。然而,从胆甾型液晶层倾斜射入和倾斜射出的光受到胆
甾型液晶层厚度方向延迟的影响而椭圆偏振化,从而当从倾斜方向观察时导致层的着色和
光利用效率损失。光学各向异性膜(A)具有补偿胆甾型液晶层的厚度方向延迟的功能,因
此,降低了着色并且防止利用效率损失。关于光学各向异性膜(A)的Re,面内延迟(Re)优
选为40nm以下,更优选20nm以下,再更优选10nm以下。另一方面,从光学补偿效果的观
点来看,厚度方向延迟(Rth)优选为-100nm~-600nm,更优选-150nm~-450nm,再更优
选-200nm~-350nm。胆甾型液晶膜和1/4波长板选自用作增亮膜的各种膜,没有限制。
[0178] 例如,通过在胆甾型液晶膜和1/4波长板之间用粘合剂叠置在低Rth透明基板上形成的光学各向异性膜(A),可以形成增亮膜。可选择地,通过使用1/4波长板作为支持体
形成根据本发明的光学各向异性膜(A),然后经由粘合剂层将胆甾型液晶膜贴合在光学各
向异性膜(A)上,可以形成增亮膜。可选择地,通过将形成在支持体上的光学各向异性膜
(A)经由粘合剂层转移到胆甾型液晶膜或1/4波长板之一上,然后在这样转移的膜(A)上经
由粘合剂层贴合胆甾型液晶膜或1/4波长板中的另一个(在之前未用于转移的),可以形成
增亮膜。
[0179] 形成粘合剂层的粘合剂没有特别限制,例如可以合适地选自丙烯酸系聚合物、硅酮聚合物、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚醚以及含有氟系或橡胶系聚合物作为基本聚合物的聚
合物。特别地,优选使用例如丙烯酸系粘合剂,其光学透明性优异,并且粘着性能有利,如润湿性、凝集性和粘合性,耐候性和耐热性优异等。
[0180] 通过任何方法适宜地形成粘合剂层。例如,通过在适合溶剂(如甲苯或乙酸乙酯)或其混合溶剂中溶解或分散基本聚合物或其组合物至浓度约10~40质量%而制备粘合剂
溶液,将得到的混合物通过适宜的展开方法(如流延或涂布)直接涂布在基板或液晶膜,从
而提供粘合剂层,这样形成粘合剂层;或通过以上述相同方式在隔板上形成粘合剂层,将得
到的层转移到液晶层上,这样形成粘合剂层。粘合剂层可以含有各种添加剂,例如,天然和
合成产品的树脂,如增粘树脂;填料,如玻璃纤维、玻璃珠、金属粉末和其他无机粉末;和可以加到粘合剂层中的其他添加剂,如颜料、着色剂和抗氧化剂。此外,粘合剂层通过含有微
粒子可以具有光学扩散性。
[0181] 在经由粘合剂层转移形成在基板上的光学各向异性膜(A)时,光学各向异性膜(A)优选被表面处理。表面处理方法没有特别限制,其优选的例子包括电晕放电、溅射处理、低压紫外线照射和等离子体处理,从而允许维持光学各向异性膜(A)的透明性。在上述表
面处理方法中,电晕放电处理是更优选的。
[0182] (胆甾型液晶膜)胆甾型液晶膜优选反射可见光的宽波长范围内的右圆偏振光或左圆偏振光。在400nm~1,100nm波长范围内反射膜法线方向入射的光的膜是优选的,更
优选430nm~800nm的波长范围。
[0183] 在法线方向入射的光的方向上,反射光的波长与胆甾型液晶的螺旋周期(螺距)和胆甾型液晶的平均折射率之积有关,因此,可以使用螺旋螺距为250nm~800nm的膜。然
而,由于胆甾型液晶的原因,圆偏振光的反射波长区域的宽度与胆甾型液晶的折射率各向
异性和螺距之积有关,因此,通常的液晶材料难于具有超过200nm的反射波长区域宽度。因
此,为确保可见光范围内的宽反射带,可以采用任何以下方法。其包括:使用反射波长不同
的二层、三层以上膜的层叠结构的方法;和叠置分别具有约400nm和900nm的反射带的胆甾
型液晶膜,加热下沿膜厚方向使胆甾型液晶成分扩散,从而形成螺距沿厚度方向的连续分
布,这样加宽反射带的方法。形成螺距沿厚度方向连续分布的方法的其他例子包括:使用
UV吸收剂和光致异构化手性剂作为胆甾型液晶的成分使胆甾型液晶取向,然后用UV光照
射膜的方法;和加入聚合反应速率不同的单体和UV吸收剂作为胆甾型液晶的另外成分,然
后用低照度UV光照射膜的方法。
[0184] 通过提供其上摩擦形成取向膜的支持体,使胆甾型高分子液晶或聚合性胆甾型液晶取向,使得胆甾型高分子液晶或聚合性胆甾型液晶的螺旋轴沿几乎平行于支持体法线方
向的方向取向,然后在支持体上固定这样取向的液晶,这样形成胆甾型液晶膜。例如,通过
混合棒状液晶化合物与光学活性化合物得到胆甾型液晶。棒状液晶化合物优选具有多个聚
合性基团。具有光学活性基团的聚合物可以用于胆甾型高分子液晶。增大光学活性化合物
的混合量导致胆甾型液晶螺距与混合量成比例地缩短,因此,可以通过使用这种关系容易
地调节反射带。
[0185] 胆甾型液晶膜的厚度优选为1~30μm,更优选2~15μm。根据需要,胆甾型液晶膜可以含有一种以上的添加剂,其例子包括无机化合物、有机化合物、金属和其化合物,
如聚合物、空气-界面取向剂、表面活性剂、稳定剂和增塑剂。
[0186] (1/4波长板)作为1/4波长板,可以使用适于目标应用的任何延迟板。通过叠置两种以上的延迟板,可以控制1/4波长板的光学性能,如延迟。延迟板的例子包括通过拉伸
任意聚合物的膜而制备的双折射性膜,如聚碳酸酯、降冰片烯系树脂、聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯或其他聚烯烃、多芳基化合物、或聚酰胺;液晶材料如液晶聚合
物的取向膜;和带有液晶材料的取向层的膜。1/4波长板的厚度优选为0.5~200μm,更优
选1~100μm。
[0187] 例如,通过将对波长550nm下的淡色光用作1/4波长板的延迟层与表现出其他延迟特性(如用作1/2波长板的延迟层)的另一个延迟层叠置,可以制作例如在可见光区域
的宽波长范围内用作1/4波长板的延迟板。因此,置于偏振片和增亮膜之间的延迟板可以
是一层或两层以上的延迟膜。
[0188] [本发明的光学膜的结构和形成方法]本发明的光学膜可用于各种显示模式的液晶显示装置,例如,TN(扭曲向列)、FFS(边缘场切换)、IPS(面内切换)、FLC(铁电液晶)、
OCB(光学补偿弯曲)、STN(超扭曲向列)、VA(垂直排列)和HAN(混合排列向列)。根据本
发明的光学膜具有补偿例如各种波长板和液晶层的双折射引起的着色和视角变化的作用。
本发明的光学膜对于降低当从倾斜角度观察直交偏振片时偏振轴交叉角度距正交方向的
偏差造成的光漏也是有效的。
[0189] 本发明的液晶显示装置优选具有光学各向异性膜(A)和至少一层以上的光学各向异性膜(B)。根据本发明的光学膜可以是层叠光学膜,例如,通过将光学各向异性膜(A)
涂布在光学各向异性膜(B)的支持体上,然后取向和固定膜(A)来制作。可选择地,形成在
支持体上的光学各向异性膜(A)可以经由粘合剂层转移到光学各向异性膜(B)上,从而获
得层叠。可选择地,形成在低Rth透明支持体上的光学各向异性膜(A)可以用粘合剂贴合
并叠置在光学各向异性膜(B)上。
[0190] (光学各向异性膜(B))作为光学各向异性膜(B),例如,可以使用膜用于补偿例如各种波长板和液晶层的双折射引起的着色和视角变化的膜;通过叠置包括适于预期应用的
光学各向异性膜(B)的两种以上的光学各向异性膜(B),可以控制光学性能,如延迟。光学
各向异性膜(B)的例子包括通过拉伸任意聚合物的膜而制备的双折射性膜,如聚碳酸酯、
降冰片烯系树脂、聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯或其他聚烯烃、多芳基化合物、或聚酰胺;液晶化合物如液晶聚合物的取向膜;和带有液晶材料的取向层的膜等等。
可选择地,可以使用双轴取向膜,如双轴取向或沿彼此垂直的两个方向取向的双折射膜,或
倾斜取向膜。倾斜取向膜的例子包括通过将热收缩性膜贴合在聚合物膜上,经加热在收缩
力作用下使聚合物膜取向和/或收缩而制作的膜;通过使液晶聚合物沿倾斜方向取向而制
作的膜,等等。特别地,下述透明光学各向异性膜和低Re纤维素酰化物膜优选与光学各向
异性膜(A)组合使用,作为表现出高性能光学性能的光学各向异性膜(B)。
[0191] 《透明光学各向异性膜》作为光学各向异性膜(B)的透明光学各向异性膜,优选使用面内延迟(Re)为0nm~250nm和厚度方向延迟(Rth)为0nm~350nm的聚碳酸酯、
降冰片烯系树脂或纤维素酰化物的透明光学各向异性膜。为有效减少偏振片的倾斜方向
的光漏,Re更优选为40nm~250nm,再更优选60nm~200nm。为有效减少倾斜方向的光
漏,Rth更优选为10nm~300nm,再更优选20nm~250nm。透明光学各向异性膜可以是光
学单轴性或双轴性,只要这些值在上述范围内。光学各向异性膜(B)的正的A板膜与光学
各向异性膜(A)的正的C板膜组合使用适于改善IPS用液晶显示装置的对比度,正的A板
膜(B)优选Re(550nm)为40~250nm,更优选70~230nm,再更优选100~180nm。此外,
波长分散性Δn(450nm)/Δn(550nm)通常为0.6~1.0,优选0.65~0.95,更优选0.7~
0.9。Δn(650nm)/Δn(550nm)通常为1.0~1.3,优选1.01~1.25,更优选1.02~1.23。
光学各向异性膜(A)优选Re(550nm)为0~40nm,更优选0~20nm,再更优选0~10nm。
Rth(550nm)优选为-10~-300nm,更优选-30~-250nm,再更优选-50~-200nm。波长分
散性优选满足数学式(12)和(13)中的关系。用于改善IPS用液晶显示装置的对比度的具
有正的A板膜和正的C板膜的光学补偿膜记载在WO2005/038517中,但是其中未记载正的
C板的波长分散。
[0192] 基本上,透明光学各向异性膜的材料和形状没有特别限制,只要具有上述有利的光学性能。例如,可以使用以下中的任一种:双折射聚合物膜的延迟膜、通过在透明支持体
上涂布高分子化合物并加热拉伸膜而得到的膜、和具有通过在透明支持体上涂布或转移低
分子量或高分子液晶化合物而形成的延迟层的延迟膜。可选择地,这些膜可以两层或三层
的叠层形式使用。
[0193] 双折射聚合物膜优选是双折射特性的控制性以及透明性和耐热性优异的膜。在这种情况下,使用的聚合物材料没有特别限制,只要其是允许均匀单轴或双轴取向的聚合物,
但用于溶液流延或挤出以形成目标膜中的已知聚合物是优选的;其例子包括降冰片烯系
聚合物、聚碳酸酯系聚合物、多芳基化合物系聚合物、聚酯系聚合物、芳香族聚合物(如聚
砜)、纤维素酰化物、两种以上这些聚合物的混合聚合物等。其中,从光学性能如透明性和均匀性来看,含有聚碳酸酯系、降冰片烯系或纤维素酰化物膜的那些是更优选的。在支持体部
分中记载的方法可用于制作这种膜。
[0194] 拉伸热塑性树脂膜进行膜的双轴取向,例如,通过使用辊的纵方向取向、使用拉幅机的横方向取向或双轴取向(如果需要,通过其适宜组合),其中通过适宜方法如挤出成形
或流延制作热塑性树脂膜。使用辊的纵方向取向可以在适宜加热下进行,如通过使用加热
辊、通过加热气氛或通过其组合加热。拉幅机的双轴取向可以通过适宜方法进行,例如,通
过在拉幅机中完全同时双轴取向,或通过利用辊/拉幅机方法的相继双轴拉伸。该膜优选
是取向不规则和延迟不规则的较小的膜。根据延迟等适宜地确定厚度,但通常优选为1~
300μm,更优选10~200μm,再更优选20~150μm,以进一步降低膜厚。拉伸通常以一定
比率进行,使得拉伸之后的长度/宽度为进行拉伸之前的长度/宽度的1.01~2倍。拉伸
方向可以是至少一个方向;当通过挤出得到板时,该方向优选是树脂的机器流动方向(挤
出方向);和自由收缩单轴拉伸方法、恒宽度单轴拉伸方法、双轴取向方法等优选作为拉伸
方法。通过调节拉伸比率和加热温度可以控制膜的光学性能。
[0195] 《低Re纤维素酰化物膜》低光学各向异性(Re和/或Rth)纤维素酰化物膜优选在波长630nm下的面内延迟Re为10nm以下(0≤Re(630)≤10),膜厚方向延迟
Rth为-100nm~25nm。更优选地0≤Re(630)≤5,-60≤Rth(630)≤20;再更优选
0≤Re(630)≤2,-40≤Rth(630)≤15。
[0196] 此外,低波长分散的纤维素酰化物膜是优选的,更优选|Re(400)-Re(700)|≤10,|Rth(400)-Rth(700)| ≤ 35 ; 再 更 优 选 |Re(400)-Re(700)| ≤ 5,
|Rth(400)-Rth(700)|≤25;最优选|Re(400)-Re(700)|≤3,|Rth(400)-Rth(700)|≤15。
通过层叠该膜与根据本发明的光学各向异性膜,可以部分有效地扩大偏振片的视角。此外,
使用叠置的低Re纤维素酰化物膜作为偏振片的保护膜对于减小根据本发明的光学各向异
性膜(A)的所需厚度是有效的。本发明人发现,当取代上述纤维素的羟基的酰基取代基基
本上是乙酰基、丙酰基和丁酰基中的至少两种时,可以降低总取代度为2.50~3.00的纤维
素酰化物膜的光学各向异性。更优选的酰基取代度为2.60~3.00,再更优选2.65~3.00。
可以用在本发明中的这些纤维素酰化物的原料棉及合成方法详细记载在Kokai-Giho(J.
Technical Disclosure),Japan Institute of Inventionand Innovation(Ko-gi(JTD)
No.2001-1745,2001年3月15日出版,JapanInstitute of Invention and Innovation),
第7~12页中。
[0197] 纤维素酰化物可以单独使用或者两种以上的不同种类混合使用,只要它们具有上述的取代基、取代度、聚合度、分子量分布等。
[0198] 可以根据目的应用在每一制备步骤中向纤维素酰化物溶液(浓液)中,加入各种添加剂(例如,降低光学各向异性的化合物、波长分散调节剂、紫外线抑制剂(吸收剂)、增
塑剂、降解抑制剂、微粒子、光学性能调节剂等),下面说明这些添加剂。这些添加剂可以在制备浓液的任何时机或步骤中加入,并且添加剂可以在制备浓液的最终步骤中加入,以完
成浓液的制备。可以用在本发明中的纤维素酰化物膜优选含有将膜厚方向的Rth降低到满
足数学式(III)和(IV)中关系的范围内的化合物:数学式(III) (Rth(A)-Rth(0))/A≤-1.0
数学式(IV) 0.01≤A≤30在数学式(III)和(IV)中,Rth(A)代表以A%含有使Rth降
低的化合物的保护膜的Rth(nm);Rth(0)代表不含有降低Rth的化合物的保护膜的Rth(nm);
A代表降低Rth的化合物的质量(%),假设膜原料聚合物的质量为100。数学式(III)和
(IV)更优选分别满足数学式(III-I)和(IV-I):数学式(III-I) (Rth(A)-Rth(0))/A≤-2.0
数学式(IV-I) 0.1≤A≤20
[0199] 下面,说明降低纤维素酰化物膜的光学各向异性的化合物,也称作′使光学各向异性降低的化合物′。在深入研究之后,本发明人通过使用控制纤维素酰化物在膜中的面
内方向和膜厚方向取向的化合物,使光学各向异性充分降低,而使Re为0和Rth接近为0。
为此目的,有利的是使用与纤维素酰化物充分相容的降低光学各向异性的化合物,并且该
化合物本身不具有棒状或平面性结构。具体而言,如果该化合物具有平面性官能团如芳香
族基团,那么含有这些官能团的结构不在同一平面上而是非平面方式,这将是有利的。
[0200] 在制备本发明中可以使用的纤维素酰化物膜时,如上所述,在控制纤维素酰化物在膜面内方向和膜厚方向取向从而降低光学各向异性的化合物中,可以优选使用辛醇-水
分配系数(logP值)为0~7的化合物。使用logP值为7以下的化合物可以使得该化合
物与纤维素酰化物的相容性更好,从而更有效地防止膜中的增白和粉末沉积。此外,使用
logP值为0以上的具有更大的亲水性的化合物,可以更有效地防止纤维素酰化物膜的耐
水性恶化。logP值更优选为1~6,特别优选为1.5~5。辛醇-水分配系数(logP值)
可以根据日本工业标准(JIS)Z7260-107(2000)中记载的烧瓶振荡方法测量。可选择地,
可以代替实际测量,而用计算化学方法或经验方法估计辛醇-水分配系数(logP值)。可
以使用的计算方法的优选例子包括Crippen碎片方法(J.Chem.Inf.Comput.Sci.,27,
21(1987))、Viswanadhan碎片方法(J.Chem.Inf.Comput.Sci.,29,163(1989))和Broto碎
片方法(Eur.J.Med.Chem.-Chim.Theor.,19,71(1984));其中,更优选的是Crippen碎片方
法(J.Chem.Inf.Comput.Sci.,27,21(1987))。如果根据测量或计算方法,化合物具有不同
的logP值,那么优选的是使用Crippen碎片方法判断相关化合物是否落入本发明规定的优
选范围内。
[0201] 降低光学各向异性的化合物可以具有芳香族基团或不具有芳香族基团。降低光学各向异性的化合物的分子量优选为150~3,000,更优选170~2,000,再更优选200~
1,000。降低光学各向异性的化合物可以具有特定单体结构或者由多个单体单元连接在一
起构成的低聚物结构或聚合物结构,只要其分子量落入上述优选范围。降低光学各向异性
的化合物在25℃下优选是液体或熔点为25~250℃的固体,更优选在25℃下是液体或熔点
为25~200℃的固体。降低光学各向异性的化合物优选在制备纤维素酰化物膜的浓液流
延和干燥过程中不挥发。按纤维素酰化物计,降低光学各向异性的化合物的加入量优选为
0.01~30质量%,更优选1~25质量%,特别优选5~20质量%。降低光学各向异性的
化合物可以单独使用或两种或更多种化合物以任意比混合使用。降低光学各向异性的化合
物可以在浓液制备步骤中的任何时间加入,并且可以在浓液制备步骤结束时加入。
[0202] 降低光学各向异性的化合物优选在膜中含量为,该化合物在从至少一侧表面到总膜厚的10%的区域中的平均含量为在纤维素酰化物膜中央区域中化合物平均含量的80~
99%。例如,可以通过使用记载在JP-A-8-57879中的红外吸收光谱法定量测量在表面和中
央区域的化合物含量来测定降低光学各向异性的化合物的含量。
[0203] 下面,说明本发明中优选使用的用于降低纤维素酰化物膜的光学各向异性的化合物的具体例子,但应该理解本发明不限于这些化合物。降低光学各向异性的化合物的例子
包括式(3)或(4)代表的化合物。
[0204] [化学式24]式(3)111 112 113
[0205] 在式(3)中,R 代表烷基或芳基;和R 和R 每一个独立地代表氢原子、烷基或111 112 113 111 112 113
芳基。R 、R 和R 的碳原子数总和特别优选为10以上。R 、R 和R 可以具有取代
基;和取代基的优选例子包括氟原子、烷基、芳基、烷氧基、砜基团、磺酰氨基和氰基;和特别优选烷基、芳基、烷氧基、砜基团和磺酰氨基。烷基可以是直链、枝化的或环状烷基,优选具有1~25个碳原子,更优选6~25个碳原子,特别优选6~20个碳原子(例如,甲基、
乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、异戊基、叔戊基、己基、环己基、庚基、辛基、二环辛基、壬基、金刚烷基、癸基、叔辛基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基和二十烷基)。芳基优选是具有6~30个碳原
子、特别优选6~24个碳原子的芳基(例如,苯基、联苯基、三联苯基、萘基、联萘基或三联
苯基苯基)。
[0206] [化学式25]式(4)17 15 16
[0207] 在式(4)中,R 代表烷基或芳基;和R 和R 每一个独立地代表氢原子、烷基或芳17 15 16
基。R 优选是苯基或环烷基。R 和R 每一个优选是苯基或烷基。烷基优选是环状或直链
烷基。这些基团可以具有至少一个取代基;取代基的优选例子包括氟原子、烷基、芳基、烷氧基、砜基团和磺酰氨基;和特别优选烷基、芳基、烷氧基、砜基团和磺酰氨基。式(4)代表的化合物更优选是式(5)代表的化合物。
[0208] [化学式26]式(5)114 115 116
[0209] 在式(5)中,R 、R 和R 每一个独立地代表烷基或芳基。烷基优选是环状或直链烷基。芳基优选是苯基。
[0210] 式(3)代表的化合物的优选例子如下所示,但本发明不限于此。在此,在本说明书i
中,“Pr”指异丙基。
[0211] [化学式27]
[0212] [化学式28]
[0213] [化学式29]
[0214] 式(4)或(5)代表的化合物的优选例子如下所示,但本发明不限于此。在此,在本说明书中,“Bui”指异丁基。
[0215] [化学式30]
[0216] [化学式31]
[0217] [化学式32]
[0218] [化学式33]
[0219] [化学式34]
[0220] [化学式35]
[0221] [化学式36]
[0222] [化学式37]
[0223] 上述关于制备支持体的方法也适于作为降低Rth并使其为负值的方法。
[0224] [本发明的图像显示装置]通过使用根据本发明的光学各向异性膜(A)和层叠光学膜可以提供视角扩大的液晶显示装置。TN模式液晶单元用的延迟板(光学补偿
片)记载于例如JP-A-6-214116、美国专利No.5,583,679、美国专利No.5,646,703和DE
3911 620 A1中。IPS模式或FLC模式液晶单元用的延迟板(光学补偿片)记载于例如
JP-A-10-54982中。OCB模式或HAN模式液晶单元用的延迟板(光学补偿片)记载于例如
美国专利No.5,805,253和WO96/37804中。STN模式液晶单元用的延迟板(光学补偿片)
记载于例如JP-A-9-26572中。VA模式液晶单元用的延迟板(光学补偿片)记载于例如日
本专利No.2,866,372中。此外,根据本发明的光学各向异性膜和层叠光学膜与偏振片组合
使用对于例如电致发光装置和场发射显示装置的防反射目的是有效的。
[0225] 在本发明中,参考上面提到的出版物可以制造各种模式的液晶单元的延迟板(光学补偿片)。本发明的延迟板可以用在例如TN、IPS、FLC、OCB、STN、VA和HAN等各种显示
模式的液晶显示装置中。
[0226] 根据本发明的光学各向异性膜(A)和(B)均可以用作支持体或平滑层。光学各向异性膜(A)和(B)的组合可有效地作为IPS的光学补偿膜,并且在这种情况下,光学各向异
性膜(A)和(B)可以配置在液晶单元的内侧或外侧,可选择地其中一个可以配置在内侧,另
一个配置在外侧。
[0227] 通过使本发明的液晶化合物几乎水平方向取向,然后固定这样取向的化合物而得到的光学各向异性膜可以用作液晶显示装置的补偿膜,如VA液晶,与例如
JP-A-2004-326089中记载的逆分散性正的A板相似。此外,JP-A-2004-326089中记载的逆
分散性正的A板使用厚度50~80μm的拉伸的聚合物膜,但是根据本发明的逆分散性正的
A板在膜厚约3μm下可以呈现目标光学性能,因而本发明允许膜厚降低。
[0228] [液晶显示装置]<一般液晶显示装置的构成>含有本发明的液晶化合物的光学膜可以适用于液晶显示装置。液晶显示装置包括例如在两个电极基板之间保持液晶的液晶单
元、两个偏振膜(一个偏振膜设在液晶单元的一个表面上,另一个设在另一个表面上)和至
少一个位于液晶单元和偏振膜之间的光学补偿膜。通常,通过将液晶封装在由夹在两个基
板之间的隔板形成的空间中,来形成液晶单元的液晶层。透明电极层可以形成在基板上,作
为含有导电物质的透明膜。液晶单元还可以设有例如气体阻挡层、硬涂层或下涂(底)层
(用于粘合透明电极层)。上述这些层通常可以形成在基板上。优选的是液晶单元的基板
厚度通常为50μm~2mm。
[0229] <液晶显示装置的种类>含有本发明的液晶化合物的光学膜可以用于以各种显示模式驱动的液晶单元中。显示模式的例子包括TN(扭曲向列)、IPS(面内切换)、FLC(铁
电液晶)、AFLC(反铁电液晶)、OCB(光学补偿弯曲)、STN(超扭曲向列)、VA(垂直排列)、
ECB(电控双折射)和HAN(混合排列向列)。此外,根据本发明的光学膜还可以用于通过取
向分割上述显示模式而获得的显示模式中。
[0230] (TN型液晶显示装置)含有本发明的液晶化合物的光学膜可以在具有TN模式液晶单元的TN型液晶显示装置中用作光学补偿片的支持体。TN模式液晶单元和TN型液晶
显示装置本身长期以来是公知的。TN型液晶显示装置中所用的光学补偿片可以根据例如
JP-A-3-9325、JP-A-6-148429、JP-A-8-50206和JP-A-9-26572中记载的方法制作,或可
以根据例如Mori等人(Jpn.J.Appl.Phys.,Vol.36(1997),p.143和Jpn.J.Appl.Phys.,
Vol.36(1997),p.1068)的论文制作。
[0231] (STN型液晶显示装置)含有本发明的液晶化合物的光学膜可以在具有STN模式液晶单元的STN型液晶显示装置中用作光学补偿片的支持体。在STN型液晶显示装置中,通
常,液晶单元中的圆柱状液晶性(介晶性)分子扭曲90~360度,其中圆柱状介晶性分子
的折射率各向异性(Δn)和元件间隙(d)的积(Δnd)为300~1,500nm。STN型液晶显示
装置中所用的光学补偿片可以根据例如JP-A-2000-105316制作。
[0232] (VA型液晶显示装置)含有本发明的液晶化合物的光学膜可以特别有利地在具有VA模式液晶单元的VA型液晶显示装置中用作光学补偿片的支持体。优选的是,VA型液晶
显示装置中所用的光学补偿片的Re值控制到0~150nm,Rth值控制到70~400nm。在VA
型液晶显示装置中使用两个光学各向异性聚合物膜的实施方案中,优选的是,膜的Rth值
为70~250nm。在VA型液晶显示装置中使用一个光学各向异性聚合物膜的实施方案中,优
选的是,膜的Rth值为150~400nm。VA型液晶显示装置可以具有例如JP-A-10-123576中
记载的取向分割系统。
[0233] (IPS型液晶显示装置和ECB型液晶显示装置)含有本发明的液晶化合物的光学膜还可以有利地在具有IPS模式或ECB模式液晶单元的IPS型液晶显示装置或ECB型液晶显
示装置中用作光学补偿片的支持体或用作偏振片的保护膜。在这些模式中,在黑色显示时,
介晶性(液晶)材料几乎平行取向,在未施加电压的状态下介晶性分子平行于基板表面取
向而显示黑色。在这些模式中,使用本发明的纤维素膜的偏振片有助于改进色调、扩大观察
角和改进对比度。在这些模式中,优选的是,对于两个偏振片中的至少一侧使用本发明的光
学膜(作为保护膜)用作设置在液晶单元和偏振片之间的保护膜(元件侧的保护膜),用作
置于液晶单元的上下侧上的两个偏振片的保护膜。更优选的是,在偏振片的保护膜和液晶
单元之间设置光学各向异性层,将这样配置的光学各向异性层的延迟值调节到不超过液晶
层的Δn·d值的2倍。
[0234] (OCB型液晶显示装置和HAN型液晶显示装置)含有本发明的液晶化合物的光学膜还可以有利地在具有OCB模式液晶单元的OCB型液晶显示装置或具有HAN模式液晶单元
的HAN型液晶显示装置中用作光学补偿片的支持体。优选的是,在OCB型液晶显示装置或
HAN型液晶显示装置用的光学补偿片中,在光学补偿片面内方向或法线方向都不存在表现
最小绝对延迟值的方向。OCB型液晶显示装置或HAN型液晶显示装置中用的光学补偿片的
光学性能取决于光学各向异性层的光学性能、支持体的光学性能以及光学各向异性层和支
持体的配置。OCB型液晶显示装置或HAN型液晶显示装置中所用的光学补偿片可以根据例
如JP-A-9-197397制作,或可以根据Mori等人(Jpn.J.Appl.Phys.,Vol.38(1999),p.2837)
的论文制作。
[0235] (反射型液晶显示装置)含有本发明的液晶化合物的光学膜还可以有利地在TN型、STN型、HAN型或GH(客体-主体)型的反射型液晶显示装置中用作光学补偿片。这些
显示模式长期以来是公知的。TN反射型液晶显示装置可以根据例如JP-A-10-123478、WO
98/48320和日本专利No.3022477制作。反射型液晶显示装置中用的光学补偿片可以根据
例如WO 00/65384制作。
[0236] (其他液晶显示装置)含有本发明的液晶化合物的光学膜还可以有利地在具有ASM(轴对称取向微元件)模式液晶单元的ASM型液晶显示装置中用作光学补偿片的支持
体。ASM模式液晶单元的特征在于,通过放置位置可调节的树脂隔板保持元件的厚度。ASM
模式液晶单元的其他性能与TN模式液晶单元的性能相似。ASM模式液晶单元和ASM型液
晶显示装置可以例如根据Kume等人(Kume等人,SID 98 Digest,P.1089(1998))的论文制
作。
[0237] 本发明的液晶化合物经涂布、取向然后在取向膜上固定可以提供具有逆波长分散性的膜(即光学膜)。此外,含有本发明的液晶化合物的光学膜表现出逆波长分散性,并且
包括光学膜的延迟板优选适用于液晶显示装置。下面通过以下实施例更详细地说明本发
明。以下实施例中的材料、用量、比例、处理或工艺的内容和顺序可以在不脱离本发明的精
神内适宜地变化或改变。因此,本发明的范围不应被解释为受限于以下实施例。
实施例
[0238] 实施例1[制备例示化合物(2)]根据以下方案制备例示化合物(2):
[0239] [化学式38]例示化合物(2)
[0240] 参照记载在“Journal of Chemical Crystallography”(1997);27(9);p.515-526中的方法合成化合物化合物(2-1)~(2-3)。
[0241] 向8.5g(0.1mol)氰基乙酸(2-4)和14.4g(0.1mol)丙烯酸4-羟基丁酯(2-5)的50ml四氢呋喃溶液中,滴加冰冷却下的20.6g(0.1mol)二环己基碳二亚胺(DCC)。得到的
混合物升至室温,在相同温度下搅拌2小时,过滤除去得到的固体物。减压蒸馏除去滤液中
的溶剂,过滤除去得到的固体物,得到18.6g化合物(2-6)(产率:88mol%)。
[0242] 将15.7g(50mmol)化合物(2-3)、12.7g(60mmol)化合物(2-6)和50mgIrganox1010(商品名,Ciba Specialty Chemicals制造)在100ml N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中
的悬浮液在氮气气氛中加热到80℃。在悬浮液变均匀之后,再搅拌1.5小时,然后冷却。向
其中加入乙酸乙酯和水之后,分离混合物,依序用水、0.5N盐酸水溶液和水洗涤有机层。用
硫酸镁干燥经洗涤的有机层,减压蒸馏除去溶剂。通过硅胶柱色谱纯化得到12.8g化合物
(2-7)(产率:65mol%)。
[0243] 将11.8g(99mmol)亚硫酰氯加到17.6g(66mmol)化合物(2-8)的20ml甲苯溶液中,向其中加入催化量的N,N-二甲基甲酰胺。将混合物加热到80℃,搅拌2小时后,
蒸馏除去溶剂。在氮气气氛中将残余物滴加到冰冷却下的11.8g(30mmol)化合物(2-7)、
10mg Irganox 1010(商品名,CibaSpecialty Chemicals制造)和7.1g(90mmol)吡啶
(Py)的30ml四氢呋喃(THF)溶液中。滴加完成后,将混合物搅拌3小时,然后在室温下
进一步搅拌1小时。向其中加入乙酸乙酯和水之后,分离混合物,依序用水、0.5N盐酸水
溶液和水洗涤有机层。用硫酸镁干燥有机层,减压蒸馏除去溶剂。通过硅胶柱色谱纯化得
1
到20.0g例示化合物(2)(产率:75mol%)。<例示化合物(2)的鉴定数据>H-NMR(CDCl3,
300MHz):0.75-1.25(m,36H),1.40-1.65(m,4H),1.65-2.00(m,16H),2.10-2.25(m,4H),
2.45-2.60(m,2H),4.40-4.55(m,4H),5.92(d,1H),6.20(dd,1H),6.50(d,1H),7.21(d,2H)质量(m/z,POSI)=890
[0244] 实施例2和3[制备例示化合物(1)和(3)]按与实施例1相同的方式制备例示化合物(1)和(3),除了分别使用丙烯酸2-羟基乙基酯或甲基丙烯酸4-羟基丁酯代替
1
实施例1中使用的丙烯酸4-羟基丁酯。<例示化合物(1)的鉴定数据>H-NMR(CDCl3,
300MHz):0.75-1.25(m,36H),1.40-1.65(m,4H),1.65-2.00(m,12H),2.10-2.25(m,
4H),2.45-2.60(m,2H),4.40-4.55(m,4H),5.92(d,1H),6.20(dd,1H),6.50(d,1H),
1
7.21(d,2H)质量(m/z,POSI)=863<例示化合物(3)的鉴定数据>H-NMR(CDCl3,
300MHz):0.75-1.25(m,36H),1.40-1.65(m,4H),1.65-2.10(m,19H),2.10-2.25(m,4H),
2.45-2.60(m,2H),4.40-4.55(m,4H),5.58(d,1H),6.15(d,1H),7.21(d,2H) 质 量 (m/z,POSI)=905
[0245] 实施例4[制备例示化合物(78)~(95)]按与实施例1相同的方式制备例示化合物(78)~(95)。基于各种光谱数据,如NMR谱和质谱数据,按与实施例1~3相同的方式
鉴定这样得到的各化合物的结构。
[0246] 实施例1~4中得到的各化合物的相变温度示于表1中。在表1中,″Cr″代表晶相,″Ne″代表向列相,″Iso″代表各向同性相,″Col″代表柱形相。数字代表加
热过程中的相变温度。
[0247] [表1]  表1
例示化合物 相变温度(℃)
(1) Cr 180 Ne 280 Iso
(2) Cr 142Ne 250 Iso
(78) Cr 137Ne 210 Iso
(79) Cr 147Ne 163 Iso
(80) Col 102 Ne 135 Iso
(81) Cr 119 Ne 153 Iso
(82) Ne 114 Iso
(83) Ne 124 Iso
(84) Cr 170 Ne 200 Iso
(85) Cr 108 Ne 143 Iso
(86) Cr 107 Ne>180 Iso
(87) Cr 170 Ne 206 Iso
(88) Cr 105 Ne 117 Iso
(89) Cr 156 Ne 187 Iso
(90) Cr 123 Ne 143 Iso
(91) Cr 135 Iso
(92) Cr 112 Ne 123.5 Iso
(93) Cr 95 Ne 121 Iso
(94) Cr 95 Ne 140 Iso
(95) Cr 193 Iso
[0248] 实施例5[使用例示化合物(2)制备几乎沿水平方向取向的聚合膜(A板)]通过旋涂在带有均匀取向的聚酰亚胺取向膜的玻璃板上涂布溶解在350质量份氯仿中的100质
量份的例示化合物(2)和4质量份的聚合引发剂(Irgacure 819,商品名,Ciba Specialty
Chemicals制造)的溶液,从而形成薄膜。在140℃的基板温度下使液晶化合物取向,从而
2
得到均匀取向膜。然后,通过强度400mJ/cm 的紫外线照射使液晶化合物聚合,冷却得到的
膜,得到液晶化合物在取向态固定的聚合膜。按此方式,通过调节溶液浓度、旋涂速度和时
间,得到厚度分别为2.10μm(膜a)、3.52μm(膜b)或3.03μm(膜b-2)的膜。
[0249] 使用自动双折射计(KOBRA-21ADH,商品名,Oji Scientific InstrumentsCo.,Ltd.制造)分析这样制备的膜a,b和b-2,结果示于表2。
[0250] [表2]
[0251] 从表2结果可见,膜a,b和b-2每一个在测量波长下具有正的Re,在每一波长下Re/Rth比为约2,这表明例示化合物(2)在膜面上几乎沿水平方向取向。此外,随着测量波
长增长,Re增加,Re/Re(550)的值表明上述各向异性膜的延迟Re满足数学式(8)和(9)中
的关系。数学式(8) 0.5<Re(450nm)/Re(550nm)<1.0数学式(9) 1.05<Re(650nm)/
Re(550nm)<1.5
[0252] 实施例6[使用例示化合物(2)制备几乎垂直取向的聚合膜(C板)](形成取向膜)用γ-丁内酯稀释聚酰亚胺系液晶取向材料(JALS 684,商品名,JSR Corp.制造),将
混合物涂布在玻璃板上。将这样涂布的玻璃板在80℃下干燥15分钟,然后在200℃下加热
60分钟,然后冷却,然后摩擦,得到取向膜。取向膜的膜厚为0.1μm。在这样得到的具有
JALS 684膜的玻璃板上,通过棒涂涂布100质量份的例示化合物(2)和2质量份的以下聚
合引发剂溶解在350质量份氯仿中的溶液,得到的膜加热到140℃,使液晶化合物取向。然
2
后,通过强度1,200mJ/cm 的紫外线照射使液晶化合物聚合,冷却得到的膜,得到液晶化合
物在取向态固定的聚合膜。按此方式,通过调节涂布棒数量和涂布溶液浓度,得到厚度分别
为4.43μm(膜c),2.49μm(膜d)和2.41μm(膜d-2)的膜。
[0253] [化学式39]聚合引发剂
[0254] 使用自动双折射计(KOBRA-21ADH,商品名,Oji Scientific InstrumentsCo.,Ltd.制造)分析这样得到的膜c,d和d-2,结果示于表3。
[0255] [表3]
[0256] 从表3结果可见,膜c,d和d-2每一个在测量波长下Re为约0,在每一波长下Rth值为负的,这表明例示化合物(2)在膜面上几乎垂直取向。此外,随着测量波长增长,Rth
值减小,Rth/Rth(550)的值表明各向异性膜在厚度方向具有负延迟Rth(550nm),并且特定
波长下的延迟Rth满足数学式(12)和(13)中的关系。数学式(12) 0.6<Rth(450nm)/
Rth(550nm)<0.99数学式(13) 1.01<Rth(650nm)/Rth(550nm)<1.35
[0257] 实施例7[使用例示化合物(2)制备几乎螺旋取向的聚合膜]用γ-丁内酯稀释聚酰亚胺系液晶取向材料(SE-150,商品名,Nissanchemical Industry Corp.制造),将混
合物涂布在玻璃板上。将这样涂布的膜在80℃下干燥15分钟,然后在250℃下加热60分
钟,然后冷却,然后摩擦,得到取向膜。取向膜的膜厚为0.1μm。
[0258] 在这样得到的取向膜上,涂布100质量份的例示化合物(2)、3质量份的聚合引发剂(Irgacure 907,商品名,Nihon Ciba-Geigy K.K.制造)、1质量份的增感剂(Kayacure
DETX,商品名,Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造)、10质量份的手性剂(下面的K-1)和0.4
质量份的添加剂(下面的SH-1)溶解在500质量份氯仿中的溶液。将这样涂布的膜加热到
2
140℃,然后在氮气气氛中用强度400mJ/cm 的紫外线照射,从而使液晶化合物聚合。然后,
冷却得到的膜,得到液晶化合物在取向态固定的聚合膜。按此方式,通过调节涂布溶液浓
度,得到厚度分别为2.05μm(膜e)和2.10μm(膜f)的膜。
[0259] [化学式40]
[0260] [化学式41]
[0261] 使用自动双折射计(KOBRA-21ADH,商品名,Oji Scientific InstrumentsCo.,Ltd.制造)分析这样制备的膜e和f,结果示于表4。
[0262] [表4]
[0263] 从表4结果可见,膜e和f每一个在每一测量波长下Re为约0,在每一测量波长下具有正的Rth。结果表明,例示化合物(2)几乎螺旋取向,并且螺旋轴几乎垂直于基板
面。此外,随着测量波长增长,Rth增大,Rth/Rth(550)的值表明各向异性膜在厚度方向具
有正延迟Rth(550nm),并且特定波长下的延迟Rth满足数学式(14)和(15)中的关系。数
学式(14) 0.6<Rth(450nm)/Rth(550nm)<0.99数学式(15) 1.01<Rth(650nm)/
Rth(550nm)<1.35
[0264] 实施例8[制备增亮膜]在厚度80μm的市售纤维素乙酸酯膜(Fujitac TD80UF,商品名,FujiPhoto Film Co.,Ltd.制造)上,形成在波长范围400~700nm内表现出圆二
色性的胆甾型液晶层(厚度:5μm),用丙烯酸系粘合剂涂布得到的膜,然后叠置到膜c上,
其是在实施例6中形成的光学各向异性膜(光学各向异性膜(A)),然后从玻璃板的支持体
分离。此外,在得到的膜c上,叠置Re为137nm的拉伸和取向的聚碳酸酯膜的1/4波长板
(厚度60μm),得到增亮膜。此外,用粘合剂涂布得到的1/4波长板,其上叠置偏振片,使得
1/4波长板的慢相轴和偏振片的透过轴之间形成的角为45度。
[0265] 通过使用叠置有偏振片的增亮膜,组装液晶显示装置,使得在具有导光板(光导板)的背光上依序设置扩散膜、上述增亮膜(胆甾型液晶层/膜c/1/4波长板的叠层)、偏
振片、液晶单元和偏振片,使用分光放射计/亮度计测量白水平下这样组装的LCD的正面亮
2
度(cd/m)。单独地,对于具有相同构成但没有使用增亮膜的LCD以相同方式进行测量。因
此,测定这两种液晶显示装置之间的亮度比(即增亮因子),结果,使用增亮膜情况下的亮
度值比未使用增亮膜情况下的亮度值高1.31倍。此外,已经通过用裸眼观察证实,倾斜视
角方向(45°)的色彩不规则极小。
[0266] 实施例9[制备具有光学各向异性膜(A)和(B)的光学各向异性膜]<制备光学各向异性膜B-1(光学各向异性膜(B))>(制备纤维素乙酸酯溶液)在混合槽中放入以下组合
物的各成分,然后搅拌,溶解各成分。因此,制备纤维素乙酸酯溶液A。
[0267] (纤维素乙酸酯溶液A的组成)  纤维素乙酸酯(乙酰化度2.86) 100.0质量份
  二氯甲烷(第一溶剂) 402.0质量份
  甲醇(第二溶剂) 60.0质量份
[0268] (制备消光剂溶液)将20质量份的平均粒径为16nm的二氧化硅粒子(AEROSILR972,商品名,Nippon Aerosil Co.,Ltd.制造)和80质量份的甲醇搅拌并充分混合30分
钟,得到二氧化硅粒子分散液。将分散液与以下组合物的成分一起放入分散机中,将混合物
搅拌30分钟以上,使各成分溶解,从而得到消光剂溶液。
[0269] (消光剂溶液的组成)  平均粒径为16nm的二氧化硅粒子分散液 10.0质量份
  二氯甲烷(第一溶剂) 76.3质量份
  甲醇(第二溶剂) 3.4质量份
  纤维素乙酸酯溶液A   10.3质量份
[0270] (制备添加剂溶液)在混合槽中放入以下组合物的各成分,然后加热搅拌,溶解各成分。因此,制备纤维素乙酸酯溶液。
[0271] (添加剂溶液的组成)  降低光学各向异性的化合物(A-01) 49.3质量份
  波长分散性调节剂(UV-01) 7.6质量份
  二氯甲烷(第一溶剂) 58.4质量份
  甲醇(第二溶剂) 8.7质量份
  纤维素乙酸酯溶液A 12.8质量份
  化合物A-01的logP值为2.9。
[0272] [化学式42]
[0273] <制备光学各向异性膜B-1>在分别过滤后,将94.6质量份的纤维素乙酸酯溶液A、1.3质量份的消光剂溶液和4.1质量份的添加剂溶液混合在一起,在带式流延机中使混
合物流延。组合物中降低光学各向异性的化合物(A-01)和波长分散性调节剂(UV-01)与纤
维素乙酸酯的质量比分别为12%和1.8%。从带上分离得到的流延膜,残余溶剂量为30%,
然后在140℃下干燥40分钟,得到纤维素乙酸酯膜。得到的纤维素乙酸酯膜的残余溶剂量
为0.2%,膜厚为40μm。
[0274] 膜的Re(630)为0.3nm、Rth(630)为3.2nm、|Re(400)-Re(700)|为1.2nm、|Rth(400)-Rth(700)|为7.5nm、Tg为134.3℃、雾度为0.34%和ΔRth(10%RH-80%RH)为24.9nm。该膜被称为光学各向异性膜B-1。
[0275] <用光学各向异性膜B-1制备偏振片1>通过将碘吸附到拉伸的聚乙烯醇膜上,形成偏振膜。使用聚乙烯醇系粘合剂对市售纤维素乙酸酯膜(Fujitac TD80UF,商品名,Fuji
Photo Film Co.,Ltd.制造)进行皂化处理。然后,使用聚乙烯醇系粘合剂将这样皂化的
纤维素乙酸酯膜贴附到偏振膜的一侧,光学各向异性膜B-1贴附到另一侧,从而得到偏振
片1。
[0276] <用膜d-2制备偏振片2>向具有光学各向异性膜B-1的上述偏振片1的光学各向异性膜B-1侧贴合正的A板的聚碳酸酯膜(B-2)(Re(550nm)=133.77nm,Re(450nm)/
Re(550nm)=0.796,Re(650nm)/Re(550nm)=1.053),使得慢相轴方向垂直于偏振膜的透
过轴。然后,在其上贴合上述玻璃板上的光学各向异性膜(A)的膜d-2,得到的叠层在辊子
的压力下加热;然后,除去作为膜d-2支持体的玻璃板,得到具有膜d-2的偏振片2。
[0277] <制备IPS模式液晶显示装置>在IPS模式液晶单元(市售液晶单元产品,液晶TV32Z1000(商品名),Toshiba Corp.制造)的一侧上,贴合上述偏振片1,使得偏振片1的
偏振膜的透过轴平行于液晶单元的摩擦方向,并且偏振片1贴合在光学各向异性膜B-1侧
而成为液晶单元侧。然后,将偏振片2贴合在IPS模式液晶单元的另一侧上,使得偏振片2
中的正的A板的聚碳酸酯膜(B-2)的慢相轴平行于液晶单元的摩擦方向,并且偏振片2贴
合在聚碳酸酯膜(B-2)侧而成为液晶单元侧。因此,制得液晶显示装置。
[0278] <测量制作的液晶显示装置的漏光>测量这样安装的液晶显示装置的倾斜角方向的亮度。测定这样测量的倾斜方向的亮度与背光的亮度之比,得到的比值称作透过率。在
此,在恒定极角60°下测量黑显示时的亮度,并利用从0°变化到360°方位角的最高亮
度。背光的亮度是从LCD正面测量的值。测量的光漏为0.000254。
[0279] 实施例10按与实施例9相同方式制作IPS模式液晶显示装置,除了用正的A板的Zeonor(商品名,Zeon Corporation制造)膜(B-3)(Re(550nm)=133.77nm,Re(450nm)/
Re(550nm)=0.988,Re(650nm)/Re(550nm)=1.00)代替实施例9中使用的聚碳酸酯膜
(B-2)。按与实施例9相同方式测定这样制作的IPS模式液晶显示装置的漏光。结果,漏光
为0.000283。
[0280] 比较例1[与一般的聚合性棒状液晶化合物的比较]按与实施例6相同方式制作膜厚分别约1.7μm或1.4μm的垂直取向和固定的延迟膜,除了使用以下一般的聚合性
液晶化合物NG-1代替例示化合物(2)并且在100℃的温度下进行取向和固定。使用自动
双折射计(KOBRA-21ADH,商品名,Oji Scientific InstrumentsCo.,Ltd.制造)测定这样
制作的延迟膜的光学各向异性与入射光角度的Re相关性,并且单独地测量膜厚d。然后,
根据式Δn=Re/d从光学各向异性和膜厚d计算Δn。每个光学各向异性膜表现出以下
值:Δn(450nm)=0.116,Δn(550nm)=0.104,Δn(650nm)=0.100;因此:Δn(450nm)/
Δn(550nm)=1.12,Δn(650nm)/Δn(550nm)=0.096。
[0281] [化学式43]