TWI717463B - 液晶組成物、及單層塗佈型水平配向膜 - Google Patents
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Abstract
提供含有(A)含有下述式[1a]、[1b]及[1c]所表示之重複單位的聚合物、(B)下述式[7a]、[7b]或[7c]所表示之不顯示液晶性的化合物、及(C)有機溶劑的液晶組成物。
Description
本發明係關於液晶組成物、及單層塗佈型水平配向膜。詳細係關於具有適合於顯示裝置或記錄材料等之用途之光學特性，尤其宜利用於液晶顯示器用的偏光板及相位差板等之光學補償薄膜製作的液晶組成物、及由該組成物所得到的單層塗佈型水平配向膜。
出於提高液晶顯示裝置的顯示品質或輕量化等的要求，作為偏光板或相位差板等的光學補償膜，對控制了內部的分子配向結構的高分子膜的要求日益增高。為了應對該要求，開發了利用聚合性液晶化合物具有的光學各向異性的膜。此處使用的聚合性液晶化合物一般是具有聚合性基和液晶構造部位(具有間隔部和液晶元部的構造部位)的液晶化合物，作為該聚合性基廣泛使用丙烯酸基。
這樣的聚合性液晶化合物一般是通過照射紫外線等放射線進行聚合的方法來製成聚合物(膜)。
例如，已知將具有丙烯酸基的特定聚合性液晶化合物
負載於支撐體之間，一邊將該化合物保持在液晶狀態、一邊照射放射線以獲得聚合物的方法(專利文獻1)、或在具有丙烯酸基的2種類聚合性液晶化合物的混合物中或在該混合物中混合有手性液晶的組成物中添加光聚合起始劑，照射紫外線以獲得聚合物的方法(專利文獻2)。
另外，有文獻報導，不需液晶配向膜而使用聚合性液晶化合物或聚合物的配向膜(專利文獻3、4)、或使用含有光交聯部位的聚合物的配向膜(專利文獻5、6)等各種單層塗佈型配向膜。
本發明者們報導可藉由簡單的製程製作具有高折射率各向異性(△n)的單層塗佈型水平配向膜用的材料(專利文獻7)。但是追求具有更高折射率各向異性(△n)的薄膜。
[專利文獻1]特開昭62-70407號公報
[專利文獻2]特開平9-208957號公報
[專利文獻3]歐洲專利申請公開第1090325號說明書
[專利文獻4]國際公開第2008/031243號
[專利文獻5]特開2008-164925號公報
[專利文獻6]特開平11-189665號公報
[專利文獻7]國際公開第2013/133078號
本發明係有鑑於前述問題而成者，目的在於提供可製作具有更高折射率各向異性(△n)的單層塗佈型水平配向膜的液晶組成物、及該液晶組成物所得到的單層塗佈型水平配向膜。
本發明者為解決前述課題努力檢討結果，發現由含有主鏈含有γ-丁內酯骨架同時從內酯環的γ位延伸的側鏈上具有桂皮酸酯構造的聚合物、指定的不顯示液晶性的化合物、及有機溶劑之組成物所得到的薄膜，可低溫處理且藉由此可得到具有更高折射率各向異性(△n)的水平配向膜，完成本發明。
即、本發明提供下述液晶組成物、及單層塗佈型水平配向膜。
1.含有(A)含有下述式[1a]、[1b]及[1c]所表示之重複單位的聚合物、(B)下述式[7a]、[7b]或[7c]所表示之不顯示液晶性的化合物、及(C)有機溶劑之液晶組成物。
[式中，X及Y各自獨立，為下述式[2]或[3]所表示之基，
(式中，R1為氫原子或甲基，虛線為鍵結鍵。)
M1為下述式[4]所表示之基，M2為下述式[5]或[6]所表示之基，
(式中，s1、s2、s3、s4、s5及s6各自獨立，為1或2，G1及G2各自獨立，為單鍵、-COO-或-OCO-，R2及R3
各自獨立，為氫原子、鹵素原子、氰基、碳數1~10的烷基、或碳數1~10的烷氧基，R4為碳數1~3的烷基，虛線為鍵結鍵。)
A為碳數2~15之直鏈狀或分枝狀的烷基，m、n及p各自為0<m<1、0<n<1、0≦p≦0.5且為符合m+n+p≦1之數，q及r各自獨立，為2~9的整數。]
(式中，R5及R6各自獨立，為-OH、-OCH3、-C(=O)OH、-C(=O)OCH3、-C(=O)OCH2CH3或-OC(=O)CH3，R7及R8各自獨立，為氫原子、-OH、-OCH3、-C(=O)OH、-C(=O)OCH3、-C(=O)OCH2CH3或-OC(=O)CH3，G3為單鍵、-C(=O)-O-或-O-C(=O)-，G4為單鍵、-CH=CH-或-CH2CH2-。)
2.使用1之液晶組成物製作的單層塗佈型水平配向膜。
3.具備2之單層塗佈型水平配向膜的光學構件。
4.包含將1之液晶組成物塗佈於基板之步驟、照射偏光之步驟、及進行曝光後烘烤之步驟的單層塗佈型水平配向膜之製造方法。
5.前述偏光為直線偏光紫外線之4之單層塗佈型水平配向膜之製造方法。
藉由塗佈本發明之液晶組成物，在室溫照射直線偏光，進行在低溫之曝光後烘烤的製程，可製作顯示高△n的單層塗佈型水平配向膜。
[圖1]為比較例1及實施例1~5所得到的各薄膜之遲延值角度依賴性的圖。
[圖2]為比較例1及實施例6~9所得到的各薄膜之遲延值角度依賴性的圖。
[圖3]為比較例2~3及實施例10~11所得到的各薄膜之遲延值角度依賴性的圖。
本發明之液晶組成物係含有(A)指定的聚合物、(B)指定的不顯示液晶性的化合物、及(C)有機溶劑者。
(A)成分的聚合物為含有下述式[1a]及[1b]所表示之重
複單位，且因應必要再含有下述式[1c]所表示之重複單位者。
式[1a]及[1c]中，X及Y各自獨立，為下述式[2]或[3]所表示之基。
式[3]中，R1為氫原子或甲基。虛線為鍵結鍵(以下同)。此等中，X及Y方面，皆以式[3]所表示之基為佳。
式[1a]中，M1為下述式[4]所表示之基。式[1b]中，M2為下述式[5]或[6]所表示之基。
式[4]~[6]中，s1、s2、s3、s4、s5及s6各自獨立，為1或2，G1及G2各自獨立，為單鍵、-COO-或-OCO-。R2及R3各自獨立，為氫原子、鹵素原子、氰基、碳數1~10的烷基、或碳數1~10的烷氧基。R4為碳數1~3的烷基。
前述鹵素原子方面，可舉例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子，但本發明中，以氟原子為佳。
R2及R3所表示之烷基方面，可為直鏈狀、分枝狀、環狀任一，但本發明中，以碳數1~10之直鏈狀烷基為佳。前述烷基的具體例方面，可舉例如甲基、乙基、n-丙基、異丙基、環丙基、n-丁基、異丁基、s-丁基、tert-丁基、環丁基、n-戊基、環戊基、n-己基、環己基、n-庚基、n-辛基、n-壬基、n-癸基等。此等中，碳數1~3的烷基更佳、尤以甲基、乙基等為佳。R4所表示之烷基方面，可為直鏈狀、分枝狀任一，但本發明中，以碳數1~3之直鏈狀烷基為佳。
前述烷氧基方面，可為直鏈狀、分枝狀、環
狀任一，但本發明中，以碳數1~10之直鏈狀烷氧基為佳。前述烷氧基的具體例方面，可舉例如甲氧基、乙氧基、n-丙氧基、異丙氧基、n-丁氧基、異丁氧基、s-丁氧基、tert-丁氧基、n-戊氧基、n-己基氧基、n-庚基氧基、n-辛基氧基、n-壬基氧基、n-癸基氧基等。此等中，以碳數1~3的烷氧基更佳、尤以甲氧基、乙氧基等為佳。又，前述烷基及烷氧基中，其氫原子之一部份或全部可被氟原子等之鹵素原子取代。
R2或R3更佳為氫原子、氟原子、氰基、甲基、甲氧基。R4方面，以甲基或乙基為佳、甲基更佳。
G1以-COO-或-OCO-為佳，G2方面，以單鍵為佳。
式[1c]中，A為直鏈狀或分枝狀的碳數2~15的烷基。前述烷基具體上，可舉例如乙基、n-丙基、異丙基、n-丁基、異丁基、s-丁基、tert-丁基、n-戊基、1-甲基-n-丁基、2-甲基-n-丁基、3-甲基-n-丁基、1,1-二甲基-n-丙基、1,2-二甲基-n-丙基、2,2-二甲基-n-丙基、1-乙基-n-丙基、n-己基、1-甲基-n-戊基、2-甲基-n-戊基、3-甲基-n-戊基、4-甲基-n-戊基、1,1-二甲基-n-丁基、1,2-二甲基-n-丁基、1,3-二甲基-n-丁基、2,2-二甲基-n-丁基、2,3-二甲基-n-丁基、3,3-二甲基-n-丁基、1-乙基-n-丁基、2-乙基-n-丁基、1,1,2-三甲基-n-丙基、1,2,2-三甲基-n-丙基、1-乙基-1-甲基-n-丙基、1-乙基-2-甲基-n-丙基、n-庚基、1-甲基-n-己基、2-甲基-n-己基、3-甲基-n-己基、1,1-二甲基
-n-戊基、1,2-二甲基-n-戊基、1,3-二甲基-n-戊基、2,2-二甲基-n-戊基、2,3-二甲基-n-戊基、3,3-二甲基-n-戊基、1-乙基-n-戊基、2-乙基-n-戊基、3-乙基-n-戊基、1-甲基-1-乙基-n-丁基、1-甲基-2-乙基-n-丁基、1-乙基-2-甲基-n-丁基、2-甲基-2-乙基-n-丁基、2-乙基-3-甲基-n-丁基、n-辛基、1-甲基-n-庚基、2-甲基-n-庚基、3-甲基-n-庚基、1,1-二甲基-n-己基、1,2-二甲基-n-己基、1,3-二甲基-n-己基、2,2-二甲基-n-己基、2,3-二甲基-n-己基、3,3-二甲基-n-己基、1-乙基-n-己基、2-乙基-n-己基、3-乙基-n-己基、1-甲基-1-乙基-n-戊基、1-甲基-2-乙基-n-戊基、1-甲基-3-乙基-n-戊基、2-甲基-2-乙基-n-戊基、2-甲基-3-乙基-n-戊基、3-甲基-3-乙基-n-戊基、n-壬基、n-癸基、n-十一基、n-十二基、n-十三基、n-十四基、n-十五基等。
此等中，考量得到的聚合物對有機溶劑之溶解性等，以碳數4~15、尤以4~12的烷基為佳、n-丁基、2-乙基-n-己基、n-十二基等更佳。
式[1a]~[1c]中，m、n及p各自為0<m<1、0<n<1、0≦p≦0.5且為符合m+n+p≦1之數。由△n的提升或聚合物的溶解性的提升等之點，m、n及p各自以符合0.2≦m≦0.9、0.1≦n≦0.8、0≦p≦0.4之數為佳、符合0.2≦m≦0.8、0.1≦n≦0.5、0.1≦p≦0.3之數再更佳。但，M2為式[6]所表示之基時，以符合p=0、0<m<1、0<n<1、且m+n≦1為佳、以符合0.2≦m≦0.9、0.1≦n≦0.8更佳、符合0.5≦m≦0.8、0.2≦n≦0.5再更佳。
又，式[1a]及[1b]中，q及r各自獨立，為2~9的整數，以3~6為佳、尤其q以5或6更佳。
(A)成分的聚合物，以重量平均分子量(Mw)3,000~200,000為佳、4,000~150,000較佳、5,000~100,000再更佳。Mw超過200,000，則有對溶劑之溶解性降低而操作性降低之情形，Mw未達3,000，則有熱硬化時硬化變得不足、溶劑耐性及耐熱性降低之情形。又，Mw為以膠體滲透層析法(GPC)之聚苯乙烯換算測定值。
又，(A)成分的聚合物，在不損及本發明之效果下，可含有式[1a]~[1c]以外的其他重複單位。賦予前述其他重複單位的聚合性化合物方面，可舉例如丙烯酸酯化合物、甲基丙烯酸酯化合物、馬來醯亞胺化合物、丙烯醯胺化合物、丙烯腈、馬來酸酐、苯乙烯化合物等。
其他重複單位的含有率在全重複單位100莫耳%中以0~10莫耳%為佳。其他重複單位的含有率過大，則有前述聚合物的特性、例如液晶性等之特性降低之情形。
(A)成分的聚合物含有前述其他重複單位時，其合成方法方面，在前述聚合時與賦予前述其他重複單位的聚合性化合物共存而進行聚合即可。
又，(A)成分的聚合物可為隨機共聚物、交互共聚物、嵌段共聚物任一。又，前述聚合物可1種單獨或2種以上組合使用。
合成(A)成分的聚合物之方法方面，例如國際
公開第2013/133078號或國際公開第2015/025794號記載之方法，但不限於此等。
(B)成分之不顯示液晶性的化合物為下述式[7a]、[7b]或[7c]所表示者。
式[7a]中，R5及R6各自獨立，為-OH、-OCH3、-C(=O)OH、-C(=O)OCH3、-C(=O)OCH2CH3或-OC(=O)CH3。此等中，以-C(=O)OCH3或-C(=O)OCH2CH3為佳、-C(=O)OCH2CH3更佳。
式[7b]中，R7及R8各自獨立，為氫原子、-OH、-OCH3、-C(=O)OH、-C(=O)OCH3、-C(=O)OCH2CH3或-OC(=O)CH3。此等中，以-C(=O)OCH3或-C(=O)OCH2CH3為佳、-C(=O)OCH2CH3更佳。
式[7b]中，G3為單鍵、-C(=O)-O-或-O-C(=O)-。此等中，以單鍵或-C(=O)-O-為佳、單鍵更佳。
式[7c]中，G4為單鍵、-CH=CH-或-CH2CH2-。此等中，以單鍵或-CH=CH-為佳、單鍵更佳。
式[7a]所表示之化合物方面，可舉例如以下所示者，但不限於此等。
式[7b]所表示之化合物方面，可舉例如以下所示者，但不限於此等。
式[7c]所表示之化合物方面，可舉例如以下所示者，但不限於此等。
式[7a]~[7c]所表示之化合物，可利用習知方
法(例如酯化反應)進行合成，或亦可以市售品取得。
(B)成分的含量相對(A)成分的聚合物100質量份，以1~10質量份為佳、1~5質量份更佳。(B)成分的含量若在前述範圍，則有遲延提升的效果。(B)成分的化合物可1種單獨或2種以上組合使用。
(C)成分的有機溶劑方面，可舉例如四氫呋喃、二噁烷等之醚類；苯、甲苯、二甲苯等之芳香族烴類；N,N-二甲基甲醯胺、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)等之極性溶劑；乙酸乙基酯、乙酸丁基酯、乳酸乙基酯等之酯類；3-甲氧基丙酸甲基酯、2-甲氧基丙酸甲基酯、3-甲氧基丙酸乙基酯、2-甲氧基丙酸乙基酯、3-乙氧基丙酸乙基酯、2-乙氧基丙酸乙基酯等之烷氧基酯類；乙二醇二甲基醚、丙二醇二甲基醚等之二醇二烷基醚類；二乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇甲基乙基醚、二丙二醇二甲基醚等之二甘醇二烷基醚類；乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、丙二醇單甲基醚、丙二醇單乙基醚等之二醇單烷基醚類；二乙二醇單甲基醚、二乙二醇單乙基醚、二丙二醇單甲基醚、二丙二醇單乙基醚等之二甘醇單烷基醚類；丙二醇單甲基醚乙酸酯、卡必醇乙酸酯、乙基溶纖劑乙酸酯等之二醇單烷基醚酯類；環己酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、2-庚酮等之酮類。此等之有機溶劑可1種單獨或2種以上組合使用。
此等之中，以甲苯、丙二醇單甲基醚、丙二醇單甲基醚乙酸酯、乳酸乙基酯、環己酮等為佳。有機溶劑之使用量在組成物中，以60~95質量%程度為宜。
本發明之組成物種，以使與基板的親和性提升目的，可添加界面活性劑。界面活性劑方面，不特別限制，可舉例如氟系界面活性劑、矽酮系界面活性劑、非離子系界面活性劑等，但以與基板的親和性改善效果高的氟系界面活性劑為佳。
氟系界面活性劑之具體例(以下、商品名)，可舉例如EFTOP(註冊商標)EF301、EF303、EF352(股)Thochem Products.製)、MEGAFAC(註冊商標)F171、F173、R-30、R-30N(DIC股)製)、Fluorad(註冊商標)FC430、FC431(住友3M股)製)、Asahiguard(註冊商標)AG710、Surflon(註冊商標)S-382、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105、SC106(旭硝子股)製)等，但不限於此等。又，界面活性劑可1種單獨或複數種組合使用，其添加量相對聚合物100質量份，以5質量份以下為佳。
更且，在本發明之組成物，以使與基板之密著性提升目的，可添加密著促進劑。密著促進劑方面，可舉例如三甲基氯矽烷、二甲基乙烯基氯矽烷、甲基二苯基氯矽烷、氯甲基二甲基氯矽烷等之氯矽烷類；三甲基甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、甲基二甲氧基矽烷、二甲
基乙烯基乙氧基矽烷、二苯基二甲氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷等之烷氧基矽烷類；六甲基二矽氮烷、N,N'-雙(三甲基矽烷基)脲、二甲基三甲基矽烷基胺、三甲基矽烷基咪唑等之矽氮烷類；乙烯基三氯矽烷、γ-氯丙基三甲氧基矽烷、γ-胺基丙基三乙氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-(N-哌啶基)丙基三甲氧基矽烷等之矽烷類；苯並三唑、苯並咪唑、吲唑、咪唑、2-巰基苯並咪唑、2-巰基苯並噻唑、2-巰基苯並噁唑、脲唑、硫代尿嘧啶、巰基咪唑、巰基嘧啶等之雜環狀化合物；1,1-二甲基脲、1,3-二甲基脲等之尿素化合物；硫代尿素化合物等。
密著促進劑可1種單獨或2種以上組合使用，其添加量相對聚合物100質量份，以1質量份以下為佳。
藉由將本發明之組成物於基板(例如矽/二氧化矽被覆基板、矽氮化物基板、被覆有金屬、例如鋁、鉬、鉻等的基板、玻璃基板、石英基板、ITO基板等)或薄膜(例如三乙醯基纖維素(TAC)薄膜、環烯烴聚合物薄膜、聚對苯二甲酸乙二酯薄膜、丙烯酸薄膜等之樹脂薄膜)等上，以棒塗佈、旋轉塗佈、淋塗、輥塗、狹縫塗佈、狹縫塗佈接著旋轉塗佈、噴墨法、印刷法等之方法進行塗佈後形成塗膜，之後，以加熱板或烤箱等進行加熱乾燥，可形成薄
膜。
加熱乾燥的條件方面，採用例如從50~100℃、0.1~60分鐘範圍中適宜選出的加熱溫度及加熱時間。前述加熱溫度及加熱時間，較佳為50~80℃、0.1~2分鐘。
如此而形成的薄膜藉由進行直線偏光照射、進行曝光後烘烤，可得到單層塗佈型水平配向膜。直線偏光的照射方法方面，通常藉由使用150~450nm波長之紫外線乃至可見光線，且在室溫或加熱狀態照射直線偏光來進行。
又，曝光後烘烤以加熱板或烤箱等進行加熱即可，其溫度及時間較佳為90~150℃、2~20分鐘、更佳為95~120℃、5~20分鐘。
本發明之單層塗佈型水平配向膜之膜厚可考量使用之基板的段差或光學的、電的性質適宜選擇，例如以0.1~3μm為宜。
如此而得到的本發明之單層塗佈型水平配向膜，為具有合適於顯示裝置或記錄材料等之用途之光學特性的材料，尤其宜作為液晶顯示器用的偏光板及相位差板等之光學補償薄膜。
以下、舉合成例、實施例及比較例，將本發明更具體說明，但本發明不限於下述實施例。又，實施例
之各物性的測定方法及測定條件如下。
使化合物溶於氘化氯仿(CDCl3)，並使用核磁共振裝置(300MHz、二醇公司製)測定1H-NMR。
使用昭和電工(股)製Shodex GPC-101(溶劑：四氫呋喃(THF)、檢量線：標準聚苯乙烯)，測定數平均分子量(Mn)及重量平均分子量(Mw)。
使用遲延測定裝置(RETS-100、大塚電子(股)製)，測定波長550nm的遲延值角度依賴性。
使4-(6-丙烯醯基氧基-1-己基氧基)安息香酸(SYNTHON Chemicals公司製)29.2g(100mmol)、4-羥基聯苯17.0g(100mmol)、4-二甲基胺基吡啶(DMAP)0.6g、及少量的二丁基羥基甲苯(BHT)在室溫攪拌下、於二氯甲烷
200mL中懸濁，於其中加入於二氯甲烷100mL中溶解有N,N’-二環己基碳二醯亞胺(DCC)24.0g(116mmol)的溶液後進行整夜攪拌。將析出的DCC脲過濾，將該濾液依序以0.5mol/L鹽酸150mL、飽和碳酸氫鈉水溶液150mL、飽和食鹽水150mL各洗2次，以硫酸鎂乾燥後將溶劑餾去，以乙醇進行再結晶精製，得到目的之聚合性化合物(M1)39.6g(收率89%)。NMR的測定結果如下。
1H-NMR(CDCl3)δ：1.57(m，4H)，1.70(m，2H)，1.86(m，2H)，4.00(m，2H)，4.19(m，2H)，5.82(m，1H)，6.12(m，1H)，6.39(m，1H)，6.97(d，2H)，7.29(m，2H)，7.36(m，1H)，7.47(m，2H)，7.62(m，4H)，8.18(m，2H)
於附冷卻管的500mL茄型燒瓶中，加入雙酚18.6g(100mmol)、2-(4-溴-1-丁基)-1,3-二氧戊環10.0g(48mmol)、碳酸鉀13.8g(100mmol)、及丙酮200mL，作成混合物，在64℃邊攪拌24小時邊反應。反應完畢後、將
反應液注入至純水500mL，得到白色固體。使該固體與甲醇混合，進行過濾，將溶劑餾去而得到白色固體。接著，使該固體與氯仿混合，進行過濾，將溶劑餾去而得到白色固體7.2g。該固體以NMR測定的結果如下。由該結果，確認該白色固體為中間體化合物(Q2)(收率48%)。
1H-NMR(CDCl3)δ：1.62(m，2H)，1.76(m，2H)，1.87(m，2H)，3.85(m，2H)，4.00(m，4H)，4.90(m，1H)，6.87(m，4H)，7.42(m，4H)
接著，於附冷卻管的300mL茄型燒瓶中，加入中間體化合物(Q2)7.2g(23mmol)、2-(溴甲基)丙烯酸4.1g(25mmol)、THF60mL、氯化錫(II)4.7g(25mmol)、及10質量%鹽酸19mL，作成混合物，在70℃進行5小時攪拌使其反應。反應完畢後、將反應液注入於純水200mL，得到白色固體6.1g。該固體以NMR測定的結果如下。由該結果，確認該白色固體為中間體化合物(Z2)(收率78%)。
1H-NMR(CDCl3)δ：1.60-1.95(m，6H)，2.64(m，1H)，3.11(s，1H)，4.02(t，2H)，4.60(m，1H)，4.82(s，1H)，5.64(s，1H)，6.24(s，1H)，6.88(d，2H)，6.94(d，2H)，7.44(m，4H)
使中間體化合物(Z2)3.4g(10mmol)、4-甲氧基桂皮酸1.8g(10mmol)、DMAP0.08g、及少量的BHT在室溫攪拌下、於二氯甲烷30mL中懸濁，於其中加入於二氯甲烷15mL中溶解有DCC2.6g(13mmol)的溶液後進行整夜攪拌。將析出的DCC脲過濾，將該濾液依序以0.5mol/L鹽酸50mL、飽和碳酸氫鈉水溶液50mL、飽和食鹽水50mL各洗2次，以硫酸鎂乾燥後將溶劑餾去，以乙醇進行再結晶精製，得到目的之聚合性化合物(M2)4.3g(收率86%)。NMR的測定結果如下。
1H-NMR(CDCl3)δ：1.60-1.90(m，6H)，2.63(m，1H)，3.09(m，1H)，3.87(s，3H)，4.03(m，2H)，4.57(m，1H)，5.64(m，1H)，6.24(d，1H)，6.54(d，
1H)，6.95(m，4H)，7.26(m，2H)，7.44(m，2H)，7.57(m，4H)，7.86(d，1H)
於附冷卻管的200mL茄型燒瓶中，加入4-羥基安息香酸甲基酯7.61g(50.0mmol)、6-溴-1-己醇9.1g(50.0mmol)、碳酸鉀13.8g(100mmol)、及丙酮70mL，作成混合物，在溫度64℃邊攪拌邊進行24小時反應。反應完畢後、將反應液減壓過濾，在減壓下將溶劑餾去，得到黃色的溼潤固體。使該固體以二氧化矽膠體管柱層析法(管柱：二氧化矽膠體60、0.063-0.200mm、默克公司製、溶出液：己烷/乙酸乙基酯=1/1)精製。從得到的溶液將溶劑餾去，得到白色固體11.3g。該固體以NMR測定的結果如下。由該結果，確認該白色固體為中間體化合物(A3)(收率90%)。
1H-NMR(CDCl3)δ：1.3-1.7(m，8H)，3.67(m，2H)，3.88(s，3H)，4.03(t，2H)，6.91(d，2H)，7.99(d，2H)。
接著，在於附冷卻管的100mL三口燒瓶中，加入氯鉻酸吡啶鹽2.2g(10.0mmol)、及二氯甲烷15.0mL進行攪拌混合狀態，滴下中間體化合物(A3)2.5g(10.0mmol)溶於二氯甲烷15.0mL的溶液，在室溫再進行6小時攪拌。之後，於除去燒瓶壁附著的油狀物之溶液中加入二乙基醚90mL，進行減壓過濾後、在減壓下將溶劑餾去而得到濃綠色的溼潤固體。
使該固體以二氧化矽膠體管柱層析法(管柱：二氧化矽膠體60、0.063-0.200mm、默克公司製、溶出液：己烷/乙酸乙基酯=2/1)精製。將得到的溶液之溶劑餾去而得到無色的固體1.3g。該固體以NMR測定的結果如下。由該結果，確認該無色的固體為中間體化合物(B3)(收率50%)。
1H-NMR(CDCl3)δ：1.3-1.8(m，6H)，2.49(t，2H)，3.88(s，3H)，3.99(t，2H)，6.87(d，2H)，7.99(d，2H)，9.78(s，1H)。
接著，於附冷卻管的50mL茄型燒瓶中，加入中間體化合物(B3)1.25g(5.0mmol)、2-(溴甲基)丙烯酸0.83g(5.0mmol)、Amberlyst(註冊商標)15(羅門哈斯公司製)0.8g、THF8.0mL、氯化錫(II)0.95g(5.0mmol)、及純水2.0mL，作成混合物，在溫度70℃進行5小時攪拌使其反應。反應完畢後、將反應液減壓過濾，與純水40mL混合，於其中加入二乙基醚50mL進行萃取。萃取進行3次。
於萃取後的有機層，加入無水硫酸鎂進行乾燥，從減壓過濾後的溶液將溶劑餾去，得到無色固體1.5g。該固體以NMR測定的結果如下。由該結果，確認該無色固體為中間體化合物(C3)(收率94%)。
1H-NMR(DMSO-d6)δ：1.3-1.8(m，8H)，2.62(m，1H)，3.04(s，1H)，3.81(s，3H)，4.05(t，2H)，4.54(m，1H)，5.70(s，1H)，6.01(s，1H)，7.03(d，2H)，7.89(d，2H)。
於附冷卻管的100mL茄型燒瓶中，加入乙醇35mL、中間體化合物(C3)1.5g(4.7mmol)、及10質量%氫氧化鈉水溶液5mL，作成混合物，在溫度85℃邊進行3
小時攪拌邊反應。反應完畢後，於500mL之燒杯中加入水300mL與反應液，30分鐘在室溫攪拌後、滴下10質量%鹽酸5mL後，進行過濾而得到白色固體1.3g。
接著，於附冷卻管的50mL茄型燒瓶中，加入得到的白色固體1.1g、Amberlyst(註冊商標)15(羅門哈斯公司)1.0g、及THF20.0mL，作成混合物，在溫度70℃進行5小時攪拌使其反應。反應完畢後、從反應液進行減壓過濾後的溶液將溶劑餾去，得到黃色固體。該黃色固體以再結晶(己烷/乙酸乙基酯=1/1)精製後，得到白色固體0.9g。該固體以NMR測定的結果如下。由該結果，確認該白色固體為中間體化合物(D3)(收率71%)。
1H-NMR(DMSO-d6)δ：1.2-1.8(m，8H)，2.60(m，1H)，3.09(m，1H)，4.04(m，2H)，4.55(m，1H)，5.69(s，1H)，6.02(s，1H)，6.99(d，2H)，7.88(d，2H)，12.5(s，broad，1H)。
使中間體化合物(D3)3.0g(10.0mmol)、甲基4-
羥基肉桂酸酯1.8g(10.0mmol)、DMAP0.05g、及少量的BHT在室溫攪拌下、於二氯甲烷60mL中懸濁，於其中加入溶解有DCC2.7g(13.0mmol)的溶液後進行整夜攪拌。將析出的DCC脲過濾，將該濾液依序以0.5mol/L鹽酸50mL、飽和碳酸氫鈉水溶液50mL、飽和食鹽水100mL各洗2次，以硫酸鎂乾燥後、減壓下將溶劑餾去而得到黃色固體。使該固體以再結晶(乙醇)精製。得到目的之聚合性化合物(M3)2.6g(收率56%)。
1H-NMR(CDCl3)δ：1.40-1.90(m，8H)，2.58(m，1H)，3.08(m，1H)，3.80(s，3H)，4.05(t，2H)，4.55(m，1H)，5.64(s，1H)，6.22(s，1H)，6.42(d，1H)，6.97(d，2H)，7.22(d，2H)，7.60(d，2H)，7.70(d，1H)，8.15(d，2H)。
在具備冷卻管的燒瓶中，加入聚合性化合物(M1)2.16g(4.8mmol)、聚合性化合物(M2)1.80g(3.6mmol)、n-十二基丙烯酸酯0.84g(3.6mmol)、NMP 48.0g、及偶氮二異丁腈(AIBN)0.10g，使燒瓶內進行氮取
代後、在60℃進行20小時攪拌使其反應。將得到的反應溶液投入至400mL之甲醇，沈澱出白色粉末。將該白色粉末過濾後，在室溫進行真空乾燥，得到聚合物(P1)3.60g(收率75%)。聚合物(P1)的Mn為13,258(Mw/Mn=2.0)。
於具備冷卻管的燒瓶中，加入聚合性化合物(M1)0.36g(0.8mmol)、聚合性化合物(M2)0.60g(1.2mmol)、n-十二基丙烯酸酯0.48g(2.0mmol)、NMP 16.0g、及AIBN 0.034g，使燒瓶內進行氮取代後、在60℃進行20小時攪拌使其反應。將得到的反應溶液投入至200mL之甲醇，沈澱出白色粉末。將該白色粉末過濾後，在室溫進行真空乾燥，得到聚合物(P3)0.95g(收率66%)。聚合物(P2)的Mn為13,647(Mw/Mn=2.0)。
於具備冷卻管的燒瓶中，加入合成例1所得到的聚合性化合物(M1)0.20g(0.4mmol)、合成例3所得到的聚合性化合物(M3)0.44g(1.0mmol)、NMP 5.8g、AIBN 12mg，使燒瓶內進行氮取代後、在溫度60℃進行20小時攪拌使其反應。將得到的反應溶液投入至200mL之甲醇，沈澱出白色粉末。將該白色粉末過濾後，在室溫進行真空乾燥，得到聚合物(P3)0.5g(收率78%)。得到的聚合物(P3)的Mn為15,877(Mw/Mn=3.26)。
下述例所使用的化合物(1)~(9)之構造如下。
化合物(2)藉由使用4-(4-羥基苯基)安息香酸(東京化成工業(股)製)與乙醇之硫酸的酯化反應來合成。
化合物(6)藉由使用p-茴香酸(東京化成工業(股)製)與化合物(1)之DMAP的酯化反應來合成。
將聚合物(P1)150mg及化合物(1)(東京化成工業(股)製)7.5mg溶於含有0.02質量%界面活性劑之R-30N(DIC(股)製)的甲苯/環己酮(75/25、w/w)0.850g，調製液晶組成物。
使得到的組成物於玻璃基板以旋轉塗佈(300rpm/5秒、500rpm/20秒)進行塗佈，在溫度55℃的加熱板上進行30秒鐘預烤後，放冷至室溫。
接著，對形成於玻璃基板的塗膜，垂直照射直線偏光紫外線100mJ/cm2(在波長313nm照度測定)後，在加熱板上進行100℃、15分鐘曝光後烘烤而得到薄膜。得到的薄膜，膜厚為1.8μm、遲延值(△nd)為212nm、△n為0.118。
除取代化合物(1)而使用化合物(2)以外，以與實施例1同樣方法，得到液晶組成物及薄膜。得到的薄膜，膜厚為1.9μm、遲延值為275nm、△n為0.145。
除取代化合物(1)而使用化合物(3)(東京化成工業(股)製)以外，以與實施例1同樣方法，得到液晶組成物及薄膜。得到的薄膜，膜厚為1.8μm、遲延值為235nm、△n為0.127。
除取代化合物(1)7.5mg而使用化合物(4)(東京化成工業(股)製)3.0mg以外，以與實施例1同樣方法，得到液晶組成物及薄膜。得到的薄膜，膜厚為1.9μm、遲延值為211nm、△n為0.111。
除取代化合物(1)而使用化合物(5)(東京化成工業(股)製)以外，以與實施例1同樣方法，得到液晶組成物及薄膜。得到的薄膜，膜厚為2.0μm、遲延值為242nm、△n為0.120。
除取代化合物(1)而使用化合物(6)以外，以與實施例1同樣方法，得到液晶組成物及薄膜。得到的薄膜，膜厚為1.8μm、遲延值為255nm、△n為0.142。
除取代化合物(1)而使用化合物(7)(ALDRICH公司製)以外，以與實施例1同樣方法，得到液晶組成物及薄膜。得到的薄膜，膜厚為1.8μm、遲延值為240nm、△n為0.133。
除取代化合物(1)而使用化合物(8)(ALDRICH公司製)以外，以與實施例1同樣方法，得到液晶組成物及薄膜。得到的薄膜，膜厚為2.0μm、遲延值為207nm、△n為0.103。
除取代化合物(1)而使用化合物(9)(和光純藥工業(股)製)以外，以與實施例1同樣方法，得到液晶組成物及薄膜。得到的薄膜，膜厚為1.7μm、遲延值為182nm、△n為0.107。
將聚合物(P2)150mg及化合物(2)7.5mg溶於含有0.02質量%界面活性劑之R-30(DIC(股)製)的甲苯/環己酮(75/25、w/w)0.850g，調製液晶組成物。
將得到的組成物於玻璃基板以旋轉塗佈(300rpm/5秒、900rpm/20秒)進行塗佈，在溫度55℃的加熱板上進行30秒鐘預烤後，放冷至室溫。
接著，對形成於玻璃基板的塗膜，垂直照射直線偏光紫外線100mJ/cm2(在波長313nm照度測定)後，在加熱板上進行100℃、15分鐘曝光後烘烤而得到薄膜。得到的薄膜，膜厚為1.7μm、遲延值(△nd)為110nm、△n為0.065。
將聚合物(P3)150mg及化合物(2)7.5mg溶於含有0.02質量%界面活性劑之R-30(DIC(股)製)的環己酮0.850g，調製液晶組成物。
使得到的組成物於玻璃基板以旋轉塗佈(300rpm/5秒、500rpm/20秒)進行塗佈，在溫度55℃的加熱板上進行30秒鐘預烤後，放冷至室溫。
接著，對形成於玻璃基板的塗膜，垂直照射直線偏光紫外線100mJ/cm2(在波長313nm照度測定)後，在加熱板上進行100℃、15分鐘曝光後烘烤而得到薄膜。得到的薄膜，膜厚為1.5μm、遲延值(△nd)為35nm、△n為0.023。
除不使用化合物(1)以外，以與實施例1同樣方法，得到液晶組成物及薄膜。得到的薄膜，膜厚為1.8μm、遲延值為175nm、△n為0.099。
除不使用化合物(2)以外，以與實施例10同樣方法，得到液晶組成物及薄膜。得到的薄膜，膜厚為1.6μm、遲延值為87nm、△n為0.054。
除不使用化合物(2)以外，以與實施例11同樣方法，得到液晶組成物及薄膜。得到的薄膜，膜厚為1.5μm、遲延值為26nm、△n為0.018。
以上之結果歸納於表1。
圖1~3為實施例1~11及比較例1~3的薄膜之遲延值角度依賴性。藉由此，可知能得到水平配向膜。
Claims (5)
- 一種液晶組成物，其特徵係含有(A)含有下述式[1a]、[1b]及[1c]所表示之重複單位的聚合物、(B)下述式[7a]、[7b]或[7c]所表示之不顯示液晶性的化合物、及(C)有機溶劑，
- 一種單層塗佈型水平配向膜，其特徵係使用請求項1記載之液晶組成物來製作。
- 一種光學構件，其特徵係具備請求項2記載之單層塗佈型水平配向膜。
- 一種單層塗佈型水平配向膜之製造方法，其特徵係包含將請求項1記載之液晶組成物塗佈於基板之步驟、照射偏光之步驟、及進行曝光後烘烤之步驟。
- 如請求項4記載之單層塗佈型水平配向膜之製造方法，其中，前述偏光為直線偏光紫外線。
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