(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの第１のタイプの有機化合物と、
少なくとも１つの第２のタイプの有機化合物と、
を含む組成物であって、
前記少なくとも１つの第１のタイプの有機化合物が、
一般構造式ＩＶ、
［−（Ｃｏｒｅ１）−Ｓ１−（Ｃｏｒｅ２）−Ｓ２−］n-t［−（Ｃｏｒｅ３）−Ｓ３−［（Ｃｏｒｅ４）−Ｓ４−］j］t  （ＩＶ）
（式中、Ｃｏｒｅ１、Ｃｏｒｅ２、Ｃｏｒｅ３およびＣｏｒｅ４はコンジュゲートされた有機成分であり、
スペーサーのＳ１、Ｓ２、Ｓ３およびＳ４は、−ＣＯ−ＮＨ−、−ＮＨ−ＣＯ−、−Ｏ−ＮＨ−、直鎖状および分岐状の（Ｃ1−Ｃ4）アルキレン、直鎖状および分岐状の（Ｃ1−Ｃ4）アルケニレン、（Ｃ2−Ｃ20）ポリエチレングリコール、−Ｏ−ＣＨ2−、−ＣＨ2−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＯＣ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−ＣＨ2−、−ＯＣＯ−Ｏ−、−ＯＣＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｓ−、−Ｓ−、−Ｓ−ＣＯ−、−Ｏ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ3）−からなるリストから独立して選択され、
ｎは、１０乃至１００００の範囲中の整数であり、
ｔは、１乃至ｎ−１の範囲中の整数であり、
ｊは、０または１であり、リストでのＣｏｒｅ３およびＣｏｒｅ４のうちの１つのコンジュゲートされた有機成分は、Ｃｏｒｅ１およびＣｏｒｅ２とは異なり、
Ｃｏｒｅ１、Ｃｏｒｅ２、Ｃｏｒｅ３およびＣｏｒｅ４は、
下式（１）又は（２）：
0005588443.tif 000036
（式中、イオン形成性側基Ｇは、−ＣＯＯＨ、−ＳＯ3Ｈおよび−Ｈ2ＰＯ3からなるリストから選択され、ｋは、０、１または２に等しく、ｐは、１、２または３に等しい。）
の構造を有する。）
で示される剛体コポリマーであり、
前記少なくとも第２のタイプの有機化合物が、一般構造式ＩＩ、
0005588443.tif 000037
（ＩＩ）
（式中、Ｓｙｓは、少なくとも部分的にコンジュゲートされた実質的に平面の多環分子系であり、
Ｘ、Ｙ、ＺおよびＱは、置換基であり、
置換基Ｘは、カルボン酸基−ＣＯＯＨであり、ｍは０、１、２、３または４であり、
置換基Ｙは、スルホン酸基−ＳＯ3Ｈであり、ｈは０、１、２、３または４であり、
置換基Ｚは、カルボキサミド−ＣＯＮＨ2であり、ｐは０、１、２、３または４であり、
置換基Ｑは、スルホンアミド−ＳＯ2ＮＨ2であり、ｖは０、１、２、３または４である。）を有し、
前記Ｓｙｓは、以下の式、
0005588443.tif 000038
からなる群から選択され、
前記第２のタイプの有機化合物は、π−π相互作用を介して板状超分子を形成可能であり、
前記組成物は、リオトロピック液晶溶液を形成可能であり、
前記溶液は、可視スペクトル範囲における電磁放射に対して透明な固体リタデーション層、
を形成可能であることを特徴とする組成物。
【請求項２】
前記固体リタデーション層の二軸性のタイプおよび程度が、前記組成物中の第１のタイプの有機化合物および第２のタイプの有機化合物のモル比によって制御される、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記第１のタイプの有機化合物が、構造３乃至１３、
0005588443.tif 000039
0005588443.tif 000040
から選択される請求項１乃至２のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項４】
前記第２のタイプの有機化合物が、以下、
0005588443.tif 000041
からなる群から選択される請求書１乃至３のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項５】
アルカリ金属水酸化物およびアルカリ金属塩からなるリストから選択される無機化合物をさらに含む、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項６】
前面および裏面を有する基板と、
基板の前面上に少なくとも１つの固体光学リタデーション層と、
を含む光学フィルムであって、
固体光学リタデーション層が、請求項１〜５のいずれか１項に記載の組成物を含み、さらに、前記固体光学リタデーション層が可視スペクトル範囲における電磁放射に対して透明である、光学フィルム。
【請求項７】
前記固体リタデーション層が、一般的には、基板前面の平面で２つの互いに垂直な方向に対応する２つの屈折率（ｎxおよびｎy）および基板前面に対する法線方向での１つの屈折率（ｎz）を保持する二軸性リタデーション層であり、屈折率がｎx≠ｎz≠ｎyの条件に従う、請求項６に記載の光学フィルム。
【請求項８】
前記屈折率が、ｎz＜ｎy＜ｎxの条件に従うかまたはｎx＜ｎz＜ｎyの条件に従う、請求項７に記載の光学フィルム。
【請求項９】
前記基板材料が、ポリマーおよびガラスを含むリストから選択され、かつ前記基板の前面および裏面が、平らであるかもしくは湾曲しているかまたはそのいずれか組み合わせである、請求項６乃至８のいずれか一項に記載の光学フィルム。
【請求項１０】
垂直配向モード液晶セル、液晶セルの各々の側に配置された２つの偏光板、および前記偏光板の間に位置する少なくとも１つの補償構造を含む液晶ディスプレイであって、偏光板が互いに垂直な透過軸を有し、補償構造が少なくとも１つのリタデーション層を含み、リタデーション層が請求項１〜５のいずれか１項に記載の組成物を有し、前記補償構造が、進相軸および遅相軸にそれぞれ対応する２つの面内屈折率（ｎｆおよびｎｓ）および法線方向での１つの屈折率（ｎｎ）によって特徴づけられ、可視スペクトル範囲における電磁放射についてｎｓ＞ｎｆ＞ｎｎの条件に従うことを特徴とする液晶ディスプレイ。
【請求項１１】
少なくとも１つの前記補償構造が、液晶セルと１つの前記偏光板との間に位置するか又は少なくとも１つの前記補償構造が液晶セルの内部に位置する、請求項１０に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項１２】
液晶セルの各々の側に位置する少なくとも２つの補償構造を含む、請求項１１に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項１３】
進相軸および遅相軸にそれぞれ対応する２つの面内屈折率（ｎｆおよびｎｓ）および法線方向における１つの屈折率（ｎｎ）によって特徴づけられ、可視スペクトル範囲における電磁放射についてｎｓ＝ｎｆ＞ｎｎの条件に従う、追加のリタデーション層をさらに含む、請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項１４】
前記２つの偏光板の少なくとも１つが、少なくとも１つのリタデーションＴＡＣ層を含む、請求項１０乃至１３のいずれか一項に記載の液晶ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に有機化学の分野に関し、特に液晶ディスプレイのための二軸特性を持つ光学リタデーションフィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）技術は、近年かなり進歩した。市場に出ているＬＣＤパネルに基づく多くのテレビセット、モニターおよび公共のディスプレイがある。ＬＣＤの市場は近い将来増大し続けることが期待される。
【０００３】
急速に成長し変化する市場は、研究者および製造業者に対して新しい課題を設定する。ＬＣＤの対角サイズの増大（既に１００インチサイズを越えている）は、光学部品の質により厳しい制限を課す。リタデーションフィルムの事例において、色ずれが非常に小さいこと、および広視野角での高コントラスト比を提供する能力は、高品質の大型ディスプレイのために必要とされる。
【０００４】
今日、液晶ディスプレイの質に影響を与えるＬＣＤ技術にはいくつかの欠点がまだ存在し、大型のディスプレイにおいてはプラズマディスプレーパネル（ＰＤＰ）および中型のディスプレイにおいては陰極線管（ＣＲＴ）のような競合的な技術がまだ利用可能である。欠点の１つは斜め視野角でのコントラスト比の減少である。従来のＬＣＤにおいて、視野角の性能は偏光板の性能に強く依存する。典型的なＬＣＤは、９０°で直交する２つの二色性偏光板を含む。しかしながら、斜め角度では軸の射影間の角度は９０°から外れ、偏光板は直交しないようになる。軸から外れた斜め角度の増加につれて光漏れが増加する。これは直交偏光板の二等分線に沿って広視野角で低コントラスト比をもたらす。さらに一般的には、光漏れは直交偏光板間に置かれた液晶セルのためにより悪くなる。
【０００５】
ＬＣＤにおいて軸から外れた場合のコントラスト低下の問題は、位相リタデーションフィルム（光学的異方性材料を意味する）をうまく使用して解決することができる。特に、３つの異なる主屈折率を有する二軸性リタデーションフィルムは、ＬＣＤの光学的補償のために使用することができる。一軸性リタデーションフィルムとは対照的に、一般的には二軸性リタデーションフィルムは補償シートの最小数を使用して、最も優れた補償効果を提供することを可能にする。
【０００６】
広視野角でのＬＣＤコントラストの改善のために使用される位相リタデーション光学フィルムは、当技術分野において公知である。大部分の従来の位相リタデーションフィルムはポリカーボネート、ポリエステル、ポリノルボルネンなどなどのポリマーの延伸によって製造される。ポリマーフィルムに用いられる応力のタイプに依存して、様々なタイプの一軸性リタデーションフィルムまたは二軸性リタデーションフィルムを得ることが可能である。しかしながら、その性能の改善は延伸生成プロセスの限界のために困難である。
【０００７】
非晶性ポリマーフィルムの延伸に加えて、他のポリマー配向技術は当技術分野において公知である。サーモトロピック液晶ポリマー（ＬＣＰ）は、様々なタイプの複屈折によって特徴づけられる高異方性フィルムを提供することができる。かかるフィルムの製造は基板上にポリマー溶融物またはポリマー溶液をコーティングすることを含み、後者の事例についてはコーティング後に溶媒蒸発が行われる。延伸された基板上への配向層またはコーティングを使用する電場の適用などの追加の配向作用が含まれる。コーティングの後処理は、ポリマーが液晶相を示す温度で、およびポリマー分子が方向を合わせるのに十分な時間で行われる。一軸性光学フィルムおよび二軸性光学フィルム製造の例は、米国特許第５，１３２，１４７号、ならびに他の特許文献および科学出版物中で見出すことができる。
【０００８】
光学フィルムは、クロモニックスとしても公知であるような柱状超分子を形成可能である低分子化合物に基づいたリオトロピック液晶（ＬＬＣ）溶液のコーティングによっても製造することができる。フィルム蒸着条件の変更を介してクロモニックベースのフィルムを製作する新規方法を開発することを目標とした広範囲な研究は、米国特許第５，７３９，２９６号、ならびに他の特許文献および科学出版物中で記載されている。特に関心がもたれるのは、修飾剤、安定化剤、界面活性剤および／または公知の組成物中の他の添加剤（それらはフィルムの特質を改善する）を利用するリオトロピック液晶の新規組成物の開発である。最近の研究は、P. Yeh、Optical Waves in Layered Media、ニューヨーク、ジョン・ワイリー・アンド・サンズ（Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ）社（１９９８）、およびP. Yeh, and C. Gu、Optics of Liquid Crystal Displays、ニューヨーク、ジョン・ワイリー・アンド・サンズ社、（１９９９）中で記載されたものなどの（しかしこれらに限定されない）、ＬＣＤおよび遠隔通信への適用のための異方性フィルム、偏光板およびリターダーの生成において使用される材料に向けられている。
【０００９】
公知の方法および技術を使用して、有機色素ＬＬＣシステムに基づく極めて薄い光学的異方性複屈折性フィルムを製造できることが示された。特に、ナフタレンテトラカルボン酸のジベンズイミダゾールのジスルホン酸に基づく薄い結晶性光学的異方性フィルムの生成は、P. Lazarev and M. Paukshto（Proceedings of 7th IDW、(2000)、ページ１１５９−１１６０中で）によって記載されている。上記のフィルムにおいて、分子はフィルムコーティング方向と平行なそれらの最小分極率軸でパックされる。この構造は、一軸性−Ａプレートリタデーションフィルムタイプまたは二軸性ＢAプレートリタデーションフィルムタイプを製造することを許容する。
【００１０】
水溶性の剛体棒ポリマーは、水性溶液中で自己集合した構造を示すことも公知である。かかるポリマーは、生物中で行われるいくつかの機構を示すことができるモデル物体として使用され、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）、タンパク質、ポリサッカライドなどの天然の剛体棒ポリマーを意味し、自発的自己集合（生体機能を引き起こす基本である）によって良く配列された構造を形成する高い能力を有する。天然の剛体棒多価電解質は変性なしで抽出することが困難なので、水性溶液中の多価電解質凝集のいくつかの態様を調べるために合成アナログを研究することができる。例えば、水溶性のポリ（２，２’−ジスルホニルベンジジンテレフタルアミドの自己集合特性は、W.Yang et al.（Macromolecules, 41 (5), 1791-1799, 2008）によって調べられた。著者らは、異なる濃度領域におけるＰＢＤＴナトリウム塩を調べた。３重量％を越える濃度では、ＰＢＤＴ分子が液晶状態を形成することができることが示された。電解質効果の研究から、塩（ＮａＣｌ）の追加がＰＢＤＴ溶液中の会合プロセスを促進することも示された。
【００１１】
水性溶液中の合成多価電解質の剪断に誘導される中間相構造は、Langmuir, 2004, val. 20, 6518-6520中でT. Funaki et al.によって記載された。ポリ（２，２’−ジスルホニルベンジジンテレフタルアミドは、先行技術中で公知の手順に従う界面重縮合反応によって調製された。偏光顕微鏡を使用して、著者らは、２．８〜５．０重量％の濃度範囲の水性溶液中のリオトロピックネマチック相を観察した。広角Ｘ線回折研究から、ネマチック状態において、ＰＢＤＴ分子は濃度（２．８〜５．０重量％）に関係なく一定の０．３０〜０．３４ｎｍの鎖間間隔（ｄ）を示すことが指摘された。ｄ値は通常のネマチックポリマーよりも小さく（０．４１〜０．４５ｎｍ）、ネマチック状態におけるPBDT棒がネマチック状態において強い鎖間相互作用を有しており、スルホン酸アニオンの静電反発力にもかかわらず束様構造を形成することを示唆する。２乃至２．８重量％の濃度範囲において、剪断に誘導された複屈折性（ＳＩＢ）中間相が観察された。
【００１２】
多数の剛体棒水溶性ポリマーは、Journal of Applied Polymer Science, Vol. 62, pp. 393-408 (1996)中でN. Sarkar and D. Kershnerによって記載された。著者らは、石油回収の促進などの異なる適用のためにこれらのポリマーを提案する。これらの適用のためには、非常に低濃度で高粘度を保持することができる水溶性の剪断安定性ポリマーを有することが必須である。加水分解したポリアクリルアミドなどの従来使用される屈曲性鎖状ポリマーと比較して、剛体棒ポリマーが低分子量で高粘度になりえることが公知である。新規のスルホン化された水溶性芳香族ポリアミド、ポリ尿素およびポリイミドは、芳香族ジアンヒドリド、二酸塩化物またはホスゲンとスルホン化芳香族ジアミンの界面重合法または溶液重合を介して調製された。これらのポリマーのいくつかは十分に高い分子量（ＧＰＣデータに従えば＜２００，０００）、および非常に高い固有粘度（〜６５ｄＬ／ｇ）を有し、塩溶液中でらせんコイルへと転換するようであった。これらのポリマーは、水性溶液の濃厚化、粒子状材料の凝集および分散の安定化、ならびにキャストフィルムを利用する膜分離などの適用において評価されてきた。
【００１３】
水溶性ポリアミドの合成および溶液の特性は、Journal of Polymer Science: Part A: Polymer Chemistry, Vol. 27, pp. 3745-3757 (1989)中でE. J. Vandenberg, W. R. Diveley, et al.によって記載される。ポリ［Ｎ，Ｎ’−（スルホ−フェニレン）フタルアミド］およびポリ［Ｎ，Ｎ’−（スルホ−ｐ−フェニレン）ピロメリットイミド］は水溶性形態で調製され、それらの溶液は特有の特性であり、いくつかの点でキサンタンに類似すると実証されることがわかった。最も調べられたポリマー（ポリ［Ｎ，Ｎ’−（スルホ−ｐ−フェニレン）テレフタルアミド］）は、ＬｉＣｌを含有するＤＭＡＣ中の塩化テレフタロイルとの２，５−ジアミノベンゼンスルホン酸の溶液重合によって、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）塩として製造された。単離したポリマーは、水中で溶解されるために加熱を必要とし、もたらされる溶液は０．４％ほどの低濃度で、粘稠溶液またはゲルである。それらは高度に複屈折性で、円偏光二色性特性を示し、塩の含有量に対して粘度感受性である。グアーまたはヒドロキシエチルセルロースの溶液と混合したこのポリマーの溶液は、有意に促進された粘度を生ずる。粘度データから推定されるように、ポリマーは比較的低い分子量（約５０００）を有する。ＰＰＴ−Ｓのいくつかのメタ異性体アナログおよびパラ異性体アナログが調製され、これらのポリマーはそれらが水中でより可溶性である以外は類似する特性を有し、有意な粘度を得るためにより高い濃度が必要とされる。ポリ［Ｎ，Ｎ’−（スルホ−ｐ−フェニレン）ピロメリットイミド］は、２，５−ジアミノベンゼンスルホン酸およびピロメリット酸二無水物から同様に調製された。その水性溶液の特性はＰＰＴ−Ｓの水性溶液に類似する。これらの比較的低分子量の剛体鎖状ポリマーが水中で会合し低濃度で粘稠溶液をもたらすネットワークを形成するようである。
【００１４】
スルホン化ポリ−パラフェニレンテレフタルアミドの自己集合特性は、Proc. Symp. on Functional Polymer Materials, 2004中のE. Mendes, S. Viale, and S.J. Pickenによって、主鎖に対するスルホン酸基の数および相対的位置の関数として見なされた。反復単位がただ１つのスルホン酸基を含有する場合、水性溶液の構造は、ゲル（ポリ（スルホ−パラフェニレンテレフタルアミド）の事例において）から超分子ネマチック液晶（ポリ（パラフェニレンスルホテレフタルアミド）の事例において）へ変動することを著者らは報告する。したがって、スルホン酸基の位置は溶液の構造に大きく影響する。２つのスルホン酸基が反復単位中に存在する場合（ポリ（スルホ−パラフェニレンスルホテレフタルアミド）の事例において）、分子多価電解質リオトロピック液晶が形成される。
【００１５】
本発明は、液晶ディスプレイまたは他の適用のための光学フィルムの上述の欠点に解決法を提供し、新規のタイプの光学フィルム、特に二軸性リタデーション層を開示する。
【発明の概要】
【００１６】
本発明は、少なくとも１つの第１のタイプの有機化合物および少なくとも１つの第２のタイプの有機化合物を含む組成物であって、第１のタイプの有機化合物が一般構造式Ｉ
0005588443.tif 000002
（Ｉ）
（式中、Ｃｏｒｅは剛体棒状マクロ分子を形成可能なコンジュゲートされた有機単位であり、ｎは剛体棒状マクロ分子中のコンジュゲートされた有機単位の数であり、Ｇｋは１セットのイオン形成性側基であり、ｋはセットＧｋ中の側基の数であり；イオン形成性側基および数ｋは、第１のタイプの有機化合物の溶媒中での可溶性を提供し、棒状マクロ分子に剛性を与え；数ｎは有機化合物またはその塩の溶液中でのマクロ分子の自己集合を促進する異方性を分子に提供する）を有し、
第２のタイプの有機化合物が一般構造式ＩＩ
0005588443.tif 000003
（ＩＩ）
（式中、Ｓｙｓは少なくとも部分的にコンジュゲートされた実質的に平面の多環分子系であり；Ｘ、Ｙ、ＺおよびＱは置換基であり；置換基Ｘはカルボン酸基−ＣＯＯＨであり、置換基Ｙはスルホン酸基−ＳＯ3Ｈであり、置換基Ｚはカルボキサミド−ＣＯＮＨ2であり、置換基Ｑはスルホンアミド−ＳＯ2ＮＨ2であり、ｍ、ｈ、ｐ、ｖは０、１、２、３または４である）を有し、第２のタイプの有機化合物がπ−π相互作用を介して板状超分子を形成可能であり；上記化合物またはそれらの塩の組成物がリオトロピック液晶溶液を形成可能であり；溶液が可視スペクトル範囲における電磁放射に対して実質的に透明な固体リタデーション層を形成可能である、組成物を提供する。
【００１７】
さらなる態様において、本発明は、前面および裏面を有する基板ならびに基板の前面上に少なくとも１つの固体リタデーション層を含む光学フィルムであって、固体リタデーション層が少なくとも１つの第１のタイプの有機化合物および少なくとも１つの第２のタイプの有機化合物を含み、第１のタイプの有機化合物が一般構造式Ｉ
0005588443.tif 000004
（Ｉ）
（式中、Ｃｏｒｅは剛体棒状マクロ分子を形成可能なコンジュゲートされた有機単位であり、ｎは剛体棒状マクロ分子中のコンジュゲートされた有機単位の数であり、Ｇｋは１セットのイオン形成性側基であり、ｋはセットＧｋ中の側基の数であり；イオン形成性側基および数ｋは、第１のタイプの有機化合物の溶媒中での可溶性を提供し、棒状マクロ分子に剛性を与え；数ｎは有機化合物またはその塩の溶液中でのマクロ分子の自己集合を促進する異方性を分子に提供する）を有し、第２のタイプの有機化合物が一般構造式ＩＩ
0005588443.tif 000005
（ＩＩ）
（式中、Ｓｙｓは少なくとも部分的にコンジュゲートされた実質的に平面の多環分子系であり；Ｘ、Ｙ、ＺおよびＱは置換基であり；置換基Ｘはカルボン酸基−ＣＯＯＨであり、置換基Ｙはスルホン酸基−ＳＯ3Ｈであり、置換基Ｚはカルボキサミド−ＣＯＮＨ2であり、置換基Ｑはスルホンアミド−ＳＯ2ＮＨ2であり、ｍ、ｈ、ｐ、ｖは０、１、２、３または４である）を有し、第２のタイプの有機化合物がπ−π相互作用を介して板状超分子を形成可能である、光学フィルムを提供する。固体光学リタデーション層は、可視スペクトル範囲における電磁放射に対して実質的に透明である。
【００１８】
なおさらなる態様において、本発明は、光学フィルムを製造する方法であって、
ａ）少なくとも１つの第１のタイプの有機化合物および少なくとも１つの第２のタイプの有機化合物を含む組成物であって、第１のタイプの有機化合物が一般構造式Ｉ
0005588443.tif 000006
（Ｉ）
（式中、Ｃｏｒｅは剛体棒状マクロ分子を形成可能なコンジュゲートされた有機単位であり、ｎは剛体棒状マクロ分子中のコンジュゲートされた有機単位の数であり、Ｇｋは１セットのイオン形成性側基であり、ｋはセットＧｋ中の側基の数であり；イオン形成性側基および数ｋは、第１のタイプの有機化合物の溶媒中での可溶性を提供し、棒状マクロ分子に剛性を与え；数ｎは有機化合物またはその塩の溶液中でのマクロ分子の自己集合を促進する異方性を分子に提供する）を有し、
第２のタイプの有機化合物が一般構造式ＩＩ
0005588443.tif 000007
（ＩＩ）
（式中、Ｓｙｓは少なくとも部分的にコンジュゲートされた実質的に平面の多環分子系であり；Ｘ、Ｙ、ＺおよびＱは置換基であり；置換基Ｘはカルボン酸基−ＣＯＯＨであり、置換基Ｙはスルホン酸基−ＳＯ3Ｈであり、置換基Ｚはカルボキサミドであり、置換基Ｑはスルホンアミドであり、ｍ、ｈ、ｐ、ｖは０、１、２、３または４である）を有し、第２のタイプの有機化合物がπ−π相互作用を介して板状超分子を形成可能であり；第１のタイプの有機化合物および第２のタイプの有機化合物またはそれらの塩の組成物がリオトロピック液晶溶液を形成可能である、組成物のリオトロピック液晶溶液を調製する工程と；
ｂ）液体層が可視スペクトル範囲における電磁放射に対して実質的に透明である基板上へ溶液の液体層を適用する工程と；
ｃ）前記液体層上へ外部配向作用を適用する工程と；
ｄ）乾燥して固体光学リタデーション層を形成する工程と
を含む方法を提供する。
【００１９】
なおさらなる態様において、本発明は、垂直配向モード液晶セル、液晶セルの各々の側に配置される２つの偏光板、および前記偏光板の間に位置する少なくとも１つの補償構造を含む液晶ディスプレイであって、偏光板が互いに対して垂直な透過軸を有し、補償構造が少なくとも１つのリタデーション層を含み、リタデーション層が少なくとも１つの第１のタイプの有機化合物および少なくとも１つの第２のタイプの有機化合物を含み、第１のタイプの有機化合物が一般構造式Ｉ
0005588443.tif 000008
、（Ｉ）
（式中、Ｃｏｒｅは剛体棒状マクロ分子を形成可能なコンジュゲートされた有機単位であり、ｎは剛体棒状マクロ分子中のコンジュゲートされた有機単位の数であり、Ｇｋは１セットのイオン形成性側基であり、ｋはセットＧｋ中の側基の数であり；イオン形成性側基および数ｋは、第１のタイプの有機化合物の溶媒中での可溶性を提供し、棒状マクロ分子に剛性を与え；数ｎは有機化合物またはその塩の溶液中でのマクロ分子の自己集合を促進する異方性を分子に提供する）を有し、第２のタイプの有機化合物が一般構造式ＩＩ
0005588443.tif 000009
（ＩＩ）
（式中、Ｓｙｓは少なくとも部分的にコンジュゲートされた実質的に平面の多環分子系であり；Ｘ、Ｙ、ＺおよびＱは置換基であり；置換基Ｘはカルボン酸基−ＣＯＯＨであり、置換基Ｙはスルホン酸基−ＳＯ3Ｈであり、置換基Ｚはカルボキサミド−ＣＯＮＨ2であり、置換基Ｑはスルホンアミド−ＳＯ2ＮＨ2であり、ｍ、ｈ、ｐ、ｖは０、１、２、３または４である）を有し；第２のタイプの有機化合物がπ−π相互作用を介して板状超分子を形成可能であり；第１のタイプの有機化合物および第２のタイプの有機化合物またはそれらの塩の組成物がリオトロピック液晶溶液を形成可能であり；溶液が可視スペクトル範囲における電磁放射に対して実質的に透明な二軸性タイプの固体リタデーション層を形成可能である、液晶ディスプレイを提供する
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ポリ（２，２’−ジスルホニル−４，４’−ベンジジンテレフタルアミド）セシウム塩（濃度は約５．６重量％である）のリオトロピック液晶溶液テクスチャーの偏光顕微鏡像を示した図である。
【図２】ポリ（２，２’−ジスルホニル−４，４’−ベンジジンテレフタルアミド）から調製されたガラス基板上の有機リタデーション層の屈折率スペクトルを示した図である。
【図３】４，４’−（５，５−ジオキシドジベンゾール［ｂ，ｄ］チエン−３，７−ジイル）ジベンゼンスルホン酸セシウム塩（濃度は約１０重量％である）のリオトロピック液晶溶液テクスチャーの偏光顕微鏡像を示した図である。
【図４】４，４’−（５，５−ジオキシドジベンゾール［ｂ，ｄ］チエン−３，７−ジイル）ジベンゼンスルホン酸セシウム塩（１０％溶液）から調製されたガラス基板上の有機リタデーション層の屈折率スペクトルを示した図である。
【図５】４，４’−（５，５−ジオキシドジベンゾール［ｂ，ｄ］チエン−３，７−ジイル）ジベンゼンスルホン酸リチウム塩（濃度は約１５重量％である）のリオトロピック液晶溶液テクスチャーの偏光顕微鏡像を示した図である。
【図６】４，４’−（５，５−ジオキシドジベンゾール［ｂ，ｄ］チエン−３，７−ジイル）ジベンゼンスルホン酸リチウム塩（１５％溶液）から調製されたガラス基板上の有機リタデーション層の屈折率スペクトルを示した図である。
【図７】ポリ（２，２’−ジスルホニル−４，４’−ベンジジンテレフタルアミド）セシウム塩および４，４’−（５，５−ジオキシドジベンゾール［ｂ，ｄ］チエン−３，７−ジイル）ジベンゼンスルホン酸セシウム塩（全濃度は約８重量％である）の組成物のリオトロピック液晶溶液テクスチャーの偏光顕微鏡像を示した図である。
【図８】マイヤーロッドコーティング法により製造され、ポリ（２，２’−ジスルホニル−４，４’−ベンジジンテレフタルアミドセシウム塩および４，４’−（５，５−ジオキシドジベンゾール［ｂ，ｄ］チエン−３，７−ジイル）ジベンゼンスルホン酸セシウム塩の組成物を含む固体光学リタデーション層を含む光学フィルムの偏光顕微鏡像を示した図である。
【図９】スロットダイコーティング法により製造され、ポリ（２，２’−ジスルホニル−４，４’−ベンジジンテレフタルアミドセシウム塩および４，４’−（５，５−ジオキシドジベンゾール［ｂ，ｄ］チエン−３，７−ジイル）ジベンゼンスルホン酸セシウム塩の組成物を含む固体光学リタデーション層を含む光学フィルムの偏光顕微鏡像を示した図である。
【図１０】ポリ（２，２’−ジスルホニル−４，４’−ベンジジンテレフタルアミド）セシウム塩および４，４’−（５，５−ジオキシドジベンゾール［ｂ，ｄ］チエン−３，７−ジイル）ジベンゼンスルホン酸セシウム塩（水性溶液）の組成物から調製されたガラス基板上の有機リタデーション層の屈折率スペクトルを示した図である。
【図１１】ポリ（２，２’−ジスルホニル−４，４’−ベンジジンテレフタルアミド）セシウム塩および４，４’−（５，５−ジオキシドジベンゾール［ｂ，ｄ］チエン−３，７−ジイル）ジベンゼンスルホン酸セシウム塩（水性溶液）の組成物から調製されたガラス基板上の有機リタデーション層の屈折率スペクトルを示した図である。
【図１２】ポリ（２，２’−ジスルホニル−４，４’−ベンジジンテレフタルアミド）セシウム塩および４，４’−（５，５−ジオキシドジベンゾール［ｂ，ｄ］チエン−３，７−ジイル）ジベンゼンスルホン酸セシウム塩（水性溶液）の組成物から調製されたガラス基板上の有機リタデーション層の屈折率スペクトルを示した図である。
【図１３】ポリ（２，２’−ジスルホニル−４，４’−ベンジジンテレフタルアミド）セシウム塩および４，４’−（５，５−ジオキシドジベンゾール［ｂ，ｄ］チエン−３，７−ジイル）ジベンゼンスルホン酸セシウム塩（水性溶液）の組成物から調製されたガラス基板上の有機リタデーション層の屈折率スペクトルを示した図である。
【図１４】ポリ（２，２’−ジスルホニル−４，４’−ベンジジンテレフタルアミド）セシウム塩および４，４’−（５，５−ジオキシドジベンゾール［ｂ，ｄ］チエン−３，７−ジイル）ジベンゼンスルホン酸セシウム塩（水性溶液）の組成物から調製されたガラス基板上の有機リタデーション層の屈折率スペクトルを示した図である。
【図１５】ポリ（２，２’−ジスルホニル−４，４’−ベンジジンテレフタルアミド）セシウム塩および４，４’−（５，５−ジオキシドジベンゾール［ｂ，ｄ］チエン−３，７−ジイル）ジベンゼンスルホン酸セシウム塩（水性溶液）の組成物から調製されたガラス基板上の有機リタデーション層の屈折率スペクトルを示した図である。
【図１６】のポリ（２，２’−ジスルホニル−４，４’−ベンジジンテレフタルアミド）セシウム塩および４，４’−（５，５−ジオキシドジベンゾール［ｂ，ｄ］チエン−３，７−ジイル）ジベンゼンスルホン酸セシウム塩（水性溶液）の組成物から調製されたガラス基板上有機リタデーション層の屈折率スペクトルを示した図である。
【図１７ａ】リタデーション層のタイプの制御を示した図である。
【図１７ｂ】リタデーション層のタイプの制御を示した図である。
【図１７ｃ】リタデーション層のタイプの制御を示した図である。
【図１７ｄ】リタデーション層のタイプの制御を示した図である。
【図１８】リタデーション層のＮＺファクターの達成可能な値ｖｓ組成物中の第１のタイプの成分および第２のタイプの成分の比を示した図である。
【図１９】粘着層および保護層をさらに含む、基板上で形成された光学フィルムの横断面を図式的に示した図である。
【図２０】追加の反射防止層を持つ光学フィルムの横断面を図式的に示した図である。
【図２１】追加の反射層を持つ光学フィルムの横断面を図式的に示した図である。
【図２２】基板として拡散反射体または鏡面反射体を持つ光学フィルムの横断面を図式的に示した図である。
【図２３】二軸性ＡCタイプのプレートリターダーにより補償されたＶＡ  ＬＣＤの一般的スキームを図式的に示した図である。
【図２４ａ】二軸性ＡCタイプのプレートリターダーにより補償されたＶＡ  ＬＣＤの波長λ＝５５０ｎｍでのシミュレートした視野角コントラスト比マップを示した図である。
【図２４ｂ】二軸性ＡCタイプのプレートリターダーにより補償されたＶＡ  ＬＣＤの波長λ＝５５０ｎｍでのシミュレートした視野角コントラスト比マップを示した図である。
【図２５ａ】非補償マルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ（ＭＶＡ  ＬＣＤ）の波長λ＝５５０ｎｍでのシミュレートした視野角コントラスト比マップを示した図である。
【図２５ｂ】非補償マルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ（ＭＶＡ  ＬＣＤ）の波長λ＝５５０ｎｍでのシミュレートした視野角コントラスト比マップを示した図である。
【図２６】本発明に記載の二軸性ＡCタイプのプレートおよび一軸性の負のＣ−プレートにより補償された、シミュレートしたマルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ（ＭＶＡ  ＬＣＤ）の光学層を示した図である。
【図２７ａ】コントラスト比ｖｓ至適二重プレートで補償されたＭＶＡ  ＬＣＤの視野角を示した図である。
【図２７ｂ】コントラスト比ｖｓ至適二重プレートで補償されたＭＶＡ  ＬＣＤの視野角を示した図である。
【図２８】マルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ（ＭＶＡ  ＬＣＤ）における、コントラスト比ｖｓ補償なしの視野角（曲線１）、コントラスト比ｖｓ単一プレート補償（曲線２）、およびコントラスト比ｖｓ二重プレート補償（曲線３）を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の概要が記述されて、具体的な好ましい実施形態への参照によってさらなる理解が得られるが、それは例証の目的のためだけに本明細書において与えられ、添付された請求項の範囲を限定するようには意図されない。
【００２２】
本発明の記載および請求項中で使用される様々な用語の定義は、以下にリストされる。
【００２３】
用語「可視スペクトル範囲」は、低部境界がおよそ４００ｎｍに等しく、上部境界がおよそ７００ｎｍに等しいスペクトル範囲を指す。
【００２４】
用語「リタデーション層」は、３つの主屈折率（ｎx、ｎyおよびｎz）によって特徴づけられ、屈折率ｎxおよびｎyについての２つの主方向が、リタデーション層の面と一致するｘｙ面に属し、屈折率（ｎz）についての１つの主方向はリタデーション層に法線と一致する光学的異方性層を指す。
【００２５】
用語「光学的異方性二軸性リタデーション層」は、屈折率ｎx、ｎyおよびｎzが可視スペクトル範囲において、ｎx≠ｎz≠ｎyの条件に従う光学層を指す。
【００２６】
用語「ＡCタイプの光学的異方性リタデーション層」は、屈折率ｎx、ｎyおよびｎzが可視スペクトル範囲において、ｎz＜ｎy＜ｎxの条件に従う光学層を指す。
【００２７】
用語「ＢAタイプの光学的異方性リタデーション層」は、屈折率ｎx、ｎyおよびｎzが可視スペクトル範囲において、ｎx＜ｎz＜ｎyの条件に従う光学層を指す。
【００２８】
用語「ＮＺファクター」は、以下のように計算される二軸性の程度の定量的測定を指す：
0005588443.tif 000010
上述の言及された定義は、すべてのタイプの異方性層について垂直なＺ軸のまわりの座標系（実験室枠の）の回転に対して不変である。
【００２９】
本明細書において使用される時、「前基板表面」は、観察者に向かう表面を指す。「後基板表面」は、前面の反対の表面を指す。
【００３０】
用語「板状超分子」は、Ｌ≫Ｓ≧Ｈの比を満たす縦方向サイズ（Ｌ）および横断面サイズ（幅Ｓおよび高さＨ）の超分子を指す。
【００３１】
本発明の１つの好ましい実施形態において、少なくとも１つの第１のタイプの有機化合物および少なくとも１つの第２のタイプの有機化合物を含む組成物であって、第１のタイプの有機化合物が一般構造式Ｉ
0005588443.tif 000011
（Ｉ）
（式中、Ｃｏｒｅは剛体棒状マクロ分子を形成可能なコンジュゲートされた有機単位であり、ｎは剛体棒状マクロ分子中のコンジュゲートされた有機単位の数であり、Ｇｋは１セットのイオン形成性側基であり、ｋはセットＧｋ中の数側基であり；イオン形成性側基および数ｋは、第１のタイプの有機化合物の溶媒中での可溶性を提供し、棒状マクロ分子に剛性を与え；数ｎは有機化合物またはその塩の溶液中でのマクロ分子の自己集合を促進する異方性を分子に提供する）を有し、第２のタイプの有機化合物が一般構造式ＩＩ
0005588443.tif 000012
（ＩＩ）
（式中、Ｓｙｓは少なくとも部分的にコンジュゲートされた実質的に平面の多環分子系であり；Ｘ、Ｙ、ＺおよびＱは置換基であり；置換基Ｘはカルボン酸基−ＣＯＯＨであり、置換基Ｙはスルホン酸基−ＳＯ3Ｈであり、置換基Ｚはカルボキサミド−ＣＯＮＨ2であり、置換基Ｑはスルホンアミド−ＳＯ2ＮＨ2であり、ｍ、ｈ、ｐ、ｖは０、１、２、３または４である）を有し；第２のタイプの有機化合物がπ−π相互作用を介して板状超分子を形成可能であり；上記化合物またはそれらの塩の組成物がリオトロピック液晶溶液を形成可能であり；溶液が可視スペクトル範囲における電磁放射に対して実質的に透明な二軸性タイプの固体リタデーション層を形成可能である、組成物が提供される。
【００３２】
開示された組成物の１つの実施形態において、固体リタデーション層の二軸性のタイプおよび程度は、組成物中の第１のタイプの有機化合物および第２のタイプの有機化合物のモル比によって制御される。開示された組成物の別の実施形態において、数ｋは、０、１、２、３、４、５、６、７または８に等しく、数ｎは１０乃至１００００の範囲中の整数である。開示された組成物のさらに別の実施形態において、第１のタイプの有機化合物は、コンジュゲートされた有機単位が同じである、ポリマーの剛体主鎖を有する。開示された組成物のさらに別の実施形態において、第１のタイプの有機化合物は、少なくとも１つのコンジュゲートされた有機単位が他のものとは異なる、コポリマーの剛体主鎖を有する。開示された組成物の１つの実施形態において、数ｋは１以上であり、イオン形成性側基は同じである。開示された組成物の別の実施形態において、数ｋは１以上であり、少なくとも１つの前記イオン形成性側基は他のものとは異なる。開示された組成物のさらに別の実施形態において、第１のタイプの有機化合物の少なくとも１つのコンジュゲートされた有機単位（Ｃｏｒｅ）は、一般構造式ＩＩＩ
−（Ｃｏｒｅ１）−Ｓ１−（Ｃｏｒｅ２）−Ｓ２−  （ＩＩＩ）
（式中、Ｃｏｒｅ１およびＣｏｒｅ２はコンジュゲートされた有機成分であり、スペーサーもＳ１およびＳ２は−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−、−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−、−Ｏ−ＮＨ−、直鎖状および分岐状の（Ｃ1−Ｃ4）アルキレン、直鎖状および分岐状の（Ｃ1−Ｃ4）アルケニレン、−Ｏ−ＣＨ2−、−ＣＨ2−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ（Ｏ）Ｏ−、−Ｏ（Ｏ）Ｃ−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ（Ｏ）−ＣＨ2−、−ＯＣ（Ｏ）−Ｏ−、−ＯＣ（Ｏ）−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ（Ｏ）−Ｓ−、−Ｓ−、−Ｓ−Ｃ（Ｏ）−、−Ｏ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ3）−を含むリストから独立して選択される）を有する。開示された組成物のさらに別の実施形態において、少なくとも１つの剛体コアポリマーは、一般構造式ＩＶ
［−（Ｃｏｒｅ１）−Ｓ１−（Ｃｏｒｅ２）−Ｓ２−］n-t［−（Ｃｏｒｅ３）−Ｓ３−［（Ｃｏｒｅ４）−Ｓ４−］j］t  （ＩＶ）
（式中、Ｃｏｒｅ１、Ｃｏｒｅ２、Ｃｏｒｅ３およびＣｏｒｅ４はコンジュゲートされた有機成分であり、スペーサーのＳ１、Ｓ２、Ｓ３およびＳ４は−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−、−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−、−Ｏ−ＮＨ−、直鎖状および分岐状の（Ｃ1−Ｃ4）アルキレン、直鎖状および分岐状の（Ｃ1−Ｃ4）アルケニレン、（Ｃ2−Ｃ20）ポリエチレングリコール、−Ｏ−ＣＨ2−、−ＣＨ2−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ（Ｏ）Ｏ−、−Ｏ（Ｏ）Ｃ−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ（Ｏ）−ＣＨ2−、−ＯＣ（Ｏ）−Ｏ−、−ＯＣ（Ｏ）−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ（Ｏ）−Ｓ−、−Ｓ−、−Ｓ−Ｃ（Ｏ）−、−Ｏ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ3）−を含むリストから独立して選択され、ｎは１０乃至１００００の範囲中の整数であり、ｔは１乃至ｎ−１の範囲中の整数であり、ｊは０または１であり、リストでのＣｏｒｅ３およびＣｏｒｅ４のうちの１つのコンジュゲートされた有機成分はＣｏｒｅ１およびＣｏｒｅ２とは異なる）を有するコポリマーである。
【００３３】
一般構造式の（ＩＩＩ）および（ＩＶ）によって表わされる第１のタイプの有機化合物のコンジュゲートされた有機成分のＣｏｒｅ１、Ｃｏｒｅ２、Ｃｏｒｅ３およびＣｏｒｅ４の例を表１中に示す。
表１。本発明に記載のＣｏｒｅ１、Ｃｏｒｅ２、Ｃｏｒｅ３およびＣｏｒｅ４の構造式の例。
【００３４】
0005588443.tif 000013
【００３５】
イオン形成性側基Ｇは同じであるかまたは異なり、−ＣＯＯＨ、−ＳＯ3Ｈおよび−Ｈ2ＰＯ3を含むリストから独立して選択され、ｋは０、１または２に等しく、ｐは１、２または３に等しい。
【００３６】
さらに別の実施形態において、第１のタイプの一般構造式（Ｉ）の有機化合物は表２中で与えられる構造３乃至１３から選択され、イオン形成性側基Ｇはスルホン酸基−ＳＯ3Ｈであり、ｋは１または２に等しい。
表２。本発明に記載の第１のタイプの有機化合物の構造式の例。
【００３７】
0005588443.tif 000014
【００３８】
0005588443.tif 000015
【００３９】
開示された組成物のさらに別の実施形態において、第１のタイプの有機化合物は直鎖状および分岐状の（Ｃ1−Ｃ20）アルキル、（Ｃ2−Ｃ20）アルケニル、および（Ｃ2−Ｃ20）アルキニルを含むリストから独立して選択された追加の側基をさらに含む。
【００４０】
開示された組成物のさらに別の実施形態において、第１のタイプの有機化合物の追加の側基の少なくとも１つは、−Ｃ（Ｏ）−、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−、−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−、−（ＳＯ2）ＮＨ−、−Ｏ−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＮＨ−、＞Ｎ−、およびその任意の組み合わせを含むリストから選択された架橋基Ａを介してＣｏｒｅと結合される。
【００４１】
開示された組成物の１つの実施形態において、第１のタイプの有機化合物の塩はアンモニウム塩およびアルカリ金属塩を含むリストから選択される。
【００４２】
第２のタイプの有機化合物の部分的にコンジュゲートされた実質的に平面の多環分子系Ｓｙｓは、表３中で与えられた構造１４乃至２７から選択される。
表３。部分的にコンジュゲートされた実質的に平面の多環分子系Ｓｙｓの例
【００４３】
0005588443.tif 000016
【００４４】
他の実施形態において、第２のタイプの一般構造式（ＩＩ）の有機化合物は、表４中で与えられた構造２８乃至３５から選択され、分子系Ｓｙｓは表３の構造１４および２１乃至２７から選択され、置換基はスルホン酸基−ＳＯ3Ｈであり、ｍ、ｐ、ｖおよびｗは０に等しい。
表４。本発明に記載の第２のタイプの有機化合物の構造式の例。
【００４５】
0005588443.tif 000017
【００４６】
0005588443.tif 000018
【００４７】
別の実施形態において、開示された組成物は、アルカリ金属水酸化物およびアルカリ金属塩を含むリストから選択された無機化合物をさらに含む。
【００４８】
さらなる態様において、本発明は、前面および裏面を有する基板ならびに基板の前面上に少なくとも１つの固体リタデーション層を含む光学フィルムであって、固体リタデーション層が少なくとも１つの第１のタイプの有機化合物および少なくとも１つの第２のタイプの有機化合物を含み、第１のタイプの有機化合物が一般構造式Ｉ
0005588443.tif 000019
（Ｉ）
（式中、Ｃｏｒｅは剛体棒状マクロ分子を形成可能なコンジュゲートされた有機単位であり、ｎは剛体棒状マクロ分子中のコンジュゲートされた有機単位の数であり、Ｇｋは１セットのイオン形成性側基であり、ｋはセットＧｋ中の側基の数であり；イオン形成性側基および数ｋは、第１のタイプの有機化合物の溶媒中での可溶性を提供し、棒状マクロ分子に剛性を与え；数ｎは有機化合物またはその塩の溶液中でのマクロ分子の自己集合を促進する異方性を分子に提供する）を有し、
第２のタイプの有機化合物が一般構造式ＩＩ
0005588443.tif 000020
（ＩＩ）
（式中、Ｓｙｓは少なくとも部分的にコンジュゲートされた実質的に平面の多環分子系であり；Ｘ、Ｙ、ＺおよびＱは置換基であり；置換基Ｘはカルボン酸基−ＣＯＯＨであり、置換基Ｙはスルホン酸基−ＳＯ3Ｈであり、置換基Ｚはカルボキサミド−ＣＯＮＨ2であり、置換基Ｑはスルホンアミド−ＳＯ2ＮＨ2であり、ｍ、ｈ、ｐ、ｖは０、１、２、３または４である）を有し；第２のタイプの有機化合物がπ−π相互作用を介して板状超分子を形成可能であり；第１のタイプの有機化合物および第２のタイプの有機化合物またはそれらの塩の組成物がリオトロピック液晶溶液を形成可能であり；溶液が可視スペクトル範囲における電磁放射に対して実質的に透明な二軸性タイプの固体リタデーション層を形成可能である、光学フィルムを提供する。
【００４９】
開示された光学フィルムの１つの実施形態において、前記光学リタデーション層の二軸性のタイプおよび程度は、組成物中の第１のタイプの有機化合物および第２のタイプの有機化合物のモル比によって制御される。開示された光学フィルムの別の実施形態において、数ｋは、０、１、２、３、４、５、６、７または８に等しく、数ｎは１０乃至１００００の範囲中の整数である。開示された光学フィルムのさらに別の実施形態において、第１のタイプの有機化合物はポリマーの剛体主鎖を有し、コンジュゲートされた有機単位は同じである。開示された光学フィルムのさらに別の実施形態において、第１のタイプの有機化合物はコポリマーの剛体主鎖を有し、少なくとも１つのコンジュゲートされた有機単位は他のものとは異なる。開示された光学フィルムの１つの実施形態において、数ｋは１以上であり、イオン形成性側基は同じである。開示された光学フィルムの別の実施形態において、数ｋは１以上であり、少なくとも１つの前記イオン形成性側基は他のものとは異なる。
【００５０】
開示された光学フィルムのさらに別の実施形態において、第１のタイプの有機化合物の少なくとも１つのコンジュゲートされた有機単位（Ｃｏｒｅ）は、一般構造式ＩＩＩ
−（Ｃｏｒｅ１）−Ｓ１−（Ｃｏｒｅ２）−Ｓ２−  （ＩＩＩ）
（式中、Ｃｏｒｅ１およびＣｏｒｅ２はコンジュゲートされた有機成分であり、スペーサーのＳ１およびＳ２は−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−、−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−、−Ｏ−ＮＨ−、直鎖状および分岐状の（Ｃ1−Ｃ4）アルキレン、直鎖状および分岐状の（Ｃ1−Ｃ4）アルケニレン、−Ｏ−ＣＨ2−、−ＣＨ2−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ（Ｏ）Ｏ−、−Ｏ（Ｏ）Ｃ−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ（Ｏ）−ＣＨ2−、−ＯＣ（Ｏ）−Ｏ−、−ＯＣ（Ｏ）−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ（Ｏ）−Ｓ−、−Ｓ−、−Ｓ−Ｃ（Ｏ）−、−Ｏ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ3）−を含むリストから独立して選択される）を有する。開示された光学フィルムのさらに別の実施形態において、少なくとも１つの剛体コアポリマーは一般構造式ＩＶ
［−（Ｃｏｒｅ１）−Ｓ１−（Ｃｏｒｅ２）−Ｓ２−］n-t［−（Ｃｏｒｅ３）−Ｓ３−［（Ｃｏｒｅ４）−Ｓ４−］j］t  （ＩＶ）
（式中、Ｃｏｒｅ１、Ｃｏｒｅ２、Ｃｏｒｅ３およびＣｏｒｅ４はコンジュゲートされた有機成分であり、スペーサーのＳ１、Ｓ２、Ｓ３およびＳ４は−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−、−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−、−Ｏ−ＮＨ−、直鎖状および分岐状の（Ｃ1−Ｃ4）アルキレン、直鎖状および分岐状の（Ｃ1−Ｃ4）アルケニレン、（Ｃ2−Ｃ20）ポリエチレングリコール、−Ｏ−ＣＨ2−、−ＣＨ2−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ（Ｏ）Ｏ−、−Ｏ（Ｏ）Ｃ−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ（Ｏ）−ＣＨ2−、−ＯＣ（Ｏ）−Ｏ−、−ＯＣ（Ｏ）−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ（Ｏ）−Ｓ−、−Ｓ−、−Ｓ−Ｃ（Ｏ）−、−Ｏ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ3）−を含むリストから独立して選択され、ｎは１０乃至１００００の範囲中の整数であり、ｔは１乃至ｎ−１の範囲中の整数であり、ｊは０または１であり、リストでのＣｏｒｅ３およびＣｏｒｅ４のうちの１つのコンジュゲートされた有機成分はＣｏｒｅ１およびＣｏｒｅ２とは異なる）を有するコポリマーである。コンジュゲートされた有機成分のＣｏｒｅ１、Ｃｏｒｅ２、Ｃｏｒｅ３およびＣｏｒｅ４の例は表１中に示され、イオン形成性側基Ｇは−ＣＯＯＨ、−ＳＯ3Ｈおよび−Ｈ2ＰＯ3を含むリストから選択され、ｋは０、１または２に等しく、ｐは１、２または３に等しい。
【００５１】
開示された光学フィルムの１つの実施形態において、イオン形成性側基は、第１のタイプの有機化合物またはその塩の水中での可溶性を提供し、同じであるかまたは異なり、−ＣＯＯＨ、−ＳＯ3Ｈおよび−Ｈ2ＰＯ3を含むリストから独立して選択される。
【００５２】
１つの実施形態において、第１のタイプの一般構造式［Ｉ］の有機化合物は表２中で与えられた構造３乃至１３から選択され、イオン形成性側基Ｇはスルホン酸基−ＳＯ3Ｈであり、ｋは０、１または２に等しい。
【００５３】
開示された光学フィルムのさらに別の実施形態において、第１のタイプの有機化合物は、直鎖状および分岐状の（Ｃ1-Ｃ20）アルキル、および（Ｃ2−Ｃ20）アルケニル、および（Ｃ2−Ｃ20）アルキニルを含むリストから独立して選択された追加の側基をさらに含む。
【００５４】
開示された光学フィルムのさらに別の実施形態において、第１のタイプの有機化合物の追加の側基の少なくとも１つは、−Ｃ（Ｏ）−、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−、−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−、−（ＳＯ2）ＮＨ−、−Ｏ−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＮＨ−、＞Ｎ−、およびそのいずれか組み合わせを含むリストから選択された架橋基Ａを介してＣｏｒｅと結合される。開示された光学フィルムの１つの実施形態において、第１のタイプの有機化合物の塩はアンモニウム塩およびアルカリ金属塩を含むリストから選択される。
【００５５】
開示された光学フィルムのさらに別の実施形態において、一般構造式（ＩＩ）によって表わされる第２のタイプの有機化合物の少なくとも部分的にコンジュゲートされた実質的に平面の多環分子系Ｓｙｓは、表３中で与えられた構造１４乃至２７から選択される。
【００５６】
別の実施形態において、第２のタイプの一般構造式（ＩＩ）の有機化合物は表４中で与えられた構造２８乃至３５から選択され、分子系Ｓｙｓは構造１４および２１乃至２７によって表わされ、置換基はスルホン酸基−ＳＯ3Ｈであり；ｍ、ｐ、ｖおよびｗは０に等しい。
【００５７】
本発明の１つの実施形態において、光学フィルムは、アルカリ金属水酸化物およびアルカリ金属塩を含むリストから選択された無機化合物をさらに含む。
【００５８】
開示された光学フィルムの別の実施形態において、固体リタデーション層は、一般的には、基板前面の面で２つの互いに垂直な方向に対応する２つの屈折率（ｎxおよびｎy）および基板前面に対する法線方向での１つの屈折率（ｎz）を保持する二軸性リタデーション層であり、屈折率はｎx≠ｎz≠ｎyの条件に従う。
【００５９】
開示された光学フィルムのさらに別の実施形態において、固体リタデーション層は、リタデーション層の二軸性のタイプおよび程度が、第１のタイプの有機化合物および第２のタイプの有機化合物の組成物のモル比の制御を介してあらかじめ決定されるリタデーション層である。開示された光学フィルムの１つの実施形態において、前記リタデーション層の屈折率はｎz＜ｎy＜ｎxの条件に従う。開示された光学フィルムの別の実施形態において、前記リタデーション層の屈折率はｎx＜ｎz＜ｎyの条件に従う。
【００６０】
別の好ましい実施形態において、基板は可視スペクトル範囲における電磁放射に対して透明である。基板は、ポリマー、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）またはＴＡＣ（三酢酸セルロース）を含むことができる。開示された光学フィルムの代替の実施形態において、基板はガラスを含む。開示された光学フィルムの１つの実施形態において、基板の透過率はＵＶスペクトル範囲における任意の波長で２％を越えない。光学フィルムの別の実施形態において、可視スペクトル範囲における基板の透過率は、少なくとも９０％である。
【００６１】
開示された発明の１つの実施形態において、光学フィルムは粘着性透明層上の形成される保護コーティングをさらに含む。
【００６２】
光学フィルムの１つの実施形態において、基板は鏡面反射体または拡散反射体である。光学フィルムの別の実施形態において、基板は反射偏光板である。さらに別の実施形態において、光学フィルムは基板の前面上へ沈着された平坦化層をさらに含む。本発明のさらに別の実施形態において、光学フィルムは、有機層の上に置かれる追加の透明な粘着層をさらに含む。本発明の別の可能な実施形態において、光学フィルムは光学フィルムの上に置かれる追加の透明な粘着層をさらに含む。開示された発明の１つの実施形態において、光学フィルムは粘着性透明層上に形成された保護コーティングをさらに含む。粘着層を含む開示された光学フィルムの１つの実施形態において、粘着層の透過率はＵＶスペクトル範囲における任意の波長で２％を越えない。開示された光学フィルムの別の実施形態において、可視スペクトル範囲における粘着層の透過率は少なくとも９０％である。
【００６３】
なおさらなる態様において、本発明は、光学フィルムを製造する方法であって、
ａ）少なくとも１つの第１のタイプの有機化合物および少なくとも１つの第２のタイプの有機化合物を含む組成物であって、第１のタイプの有機化合物が一般構造式Ｉ
0005588443.tif 000021
（Ｉ）
（式中、Ｃｏｒｅは剛体棒状マクロ分子を形成可能なコンジュゲートされた有機単位であり、ｎは剛体棒状マクロ分子中のコンジュゲートされた有機単位の数であり、Ｇｋは１セットのイオン形成性側基であり、ｋはセットＧｋ中の側基の数であり；イオン形成性側基および数ｋは、第１のタイプの有機化合物の溶媒中での可溶性を提供し、棒状マクロ分子に剛性を与え；数ｎは有機化合物またはその塩の溶液中でのマクロ分子の自己集合を促進する異方性を分子に提供する）を有し、
第２のタイプの有機化合物が一般構造式ＩＩ
0005588443.tif 000022
（ＩＩ）
（式中、Ｓｙｓは少なくとも部分的にコンジュゲートされた実質的に平面の多環分子系であり；Ｘ、Ｙ、ＺおよびＱは置換基であり；置換基Ｘはカルボン酸基−ＣＯＯＨであり、置換基Ｙはスルホン酸基−ＳＯ3Ｈであり、置換基Ｚはカルボキサミドであり、置換基Ｑはスルホンアミドであり、ｍ、ｈ、ｐ、ｖは０、１、２、３または４である）を有し、
第２のタイプの有機化合物がπ−π相互作用を介して板状超分子を形成可能であり；第１のタイプの有機化合物および第２のタイプの有機化合物またはそれらの塩の組成物がリオトロピック液晶溶液を形成可能である、組成物のリオトロピック液晶溶液を調製する工程と；
ｂ）液体層が可視スペクトル範囲における電磁放射に対して実質的に透明である基板上へ溶液の液体層を適用する工程と；
ｃ）前記液体層上へ外部配向作用を適用する工程と；
ｄ）乾燥して固体光学リタデーション層を形成する工程と
を含む方法を提供する。
【００６４】
開示された方法の１つの実施形態において、外部配向は剪断力により適用され、溶液の粘度は剪断速度の増加により約２００ｍＰａ・ｓ以下(below)に減少する。開示された方法の別の実施形態において、外部配向工程は、基板に対する液体層の適用の工程と同時に行われる。
【００６５】
開示された方法の１つの実施形態において、数ｋは０、１、２、３、４、５、６、７または８に等しく、数ｎは１０乃至１００００の範囲中の整数である。開示された方法の別の実施形態において、第１のタイプの有機化合物はポリマーの剛体主鎖を有し、コンジュゲートされた有機単位は同じである。開示された方法のさらに別の実施形態において、第１のタイプの有機化合物はコポリマーの剛体主鎖を有し、少なくとも１つのコンジュゲートされた有機単位は他のものとは異なる。開示された方法の１つの実施形態において、数ｋは１以上であり、イオン形成性側基は同じである。開示された方法の別の実施形態において、数ｋは１以上であり、少なくとも１つの前記イオン形成性側基は他のものとは異なる。開示された方法のさらに別の実施形態において、第１のタイプの有機化合物の少なくとも１つのコンジュゲートされた有機単位（Ｃｏｒｅ）は、一般構造式ＩＩＩ
−（Ｃｏｒｅ１）−Ｓ１−（Ｃｏｒｅ２）−Ｓ２−  （ＩＩＩ）
（式中、Ｃｏｒｅ１およびＣｏｒｅ２はコンジュゲートされた有機成分であり、スペーサーのＳ１およびＳ２は−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−、−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−、−Ｏ−ＮＨ−、直鎖状および分岐状の（Ｃ1−Ｃ4）アルキレン、直鎖状および分岐状の（Ｃ1−Ｃ4）アルケニレン、−Ｏ−ＣＨ2−、−ＣＨ2−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ（Ｏ）Ｏ−、−Ｏ（Ｏ）Ｃ−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ（Ｏ）−ＣＨ2−、−ＯＣ（Ｏ）−Ｏ−、−ＯＣ（Ｏ）−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ（Ｏ）−Ｓ−、−Ｓ−、−Ｓ−Ｃ（Ｏ）−、−Ｏ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ3）−を含むリストから独立して選択される）を有する。開示された方法のさらに別の実施形態において、少なくとも１つの剛体コアポリマーは、一般構造式ＩＶ
［−（Ｃｏｒｅ１）−Ｓ１−（Ｃｏｒｅ２）−Ｓ２−］n-t［−（Ｃｏｒｅ３）−Ｓ３−［（Ｃｏｒｅ４）−Ｓ４−］j］t  （ＩＶ）
（式中、Ｃｏｒｅ１、Ｃｏｒｅ２、Ｃｏｒｅ３およびＣｏｒｅ４はコンジュゲートされた有機成分であり、スペーサーのＳ１、Ｓ２、Ｓ３およびＳ４はリスト−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−、−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−、−Ｏ−ＮＨ−、直鎖状および分岐状の（Ｃ1−Ｃ4）アルキレン、直鎖状および分岐状の（Ｃ1−Ｃ4）アルケニレン、（Ｃ2−Ｃ20）ポリエチレングリコール、−Ｏ−ＣＨ2−、−ＣＨ2−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ（Ｏ）Ｏ−、−Ｏ（Ｏ）Ｃ−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ（Ｏ）−ＣＨ2−、−ＯＣ（Ｏ）−Ｏ−、−ＯＣ（Ｏ）−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ（Ｏ）−Ｓ−、−Ｓ−、−Ｓ−Ｃ（Ｏ）−、−Ｏ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ3）−から独立して選択され、ｎは１０乃至１００００への範囲中の整数であり、ｔは１乃至ｎ−１の範囲中の整数であり、ｊは０または１であり、リストでのＣｏｒｅ３およびＣｏｒｅ４のうちの１つのコンジュゲートされた有機成分はＣｏｒｅ１およびＣｏｒｅ２とは異なる）を有するコポリマーである。コンジュゲートされた有機成分Ｃｏｒｅ１、Ｃｏｒｅ２、Ｃｏｒｅ３およびＣｏｒｅ４の例は表１中に示され、イオン形成性側基Ｇは−ＣＯＯＨ、−ＳＯ3Ｈおよび−Ｈ2ＰＯ3を含むリストから選択され、ｋは０、１または２に等しく、ｐは１、２または３に等しい。
【００６６】
開示された方法の１つの実施形態において、イオン形成性側基は、第１のタイプの有機化合物またはその塩の水中での可溶性を提供し、同じであるかまたは異なり、−ＣＯＯＨ、−ＳＯ3Ｈおよび−Ｈ2ＰＯ3を含むリストから独立して選択される。
【００６７】
１つの実施形態において、第１のタイプの一般構造式（Ｉ）の有機化合物は表２中で与えられた構造３乃至１３から選択されイオン形成性側基Ｇはスルホン酸基−ＳＯ3Ｈであり、ｋは０、１または２に等しい。
【００６８】
開示された方法のさらに別の実施形態において、第１のタイプの有機化合物は、直鎖状および分岐状の（Ｃ1−Ｃ20）アルキル、（Ｃ2−Ｃ20）アルケニル、および（Ｃ2−Ｃ20）アルキニルを含むリストから独立して選択された追加の側基をさらに含む。
【００６９】
開示された方法のさらに別の実施形態において、第１のタイプの有機化合物の追加の側基の少なくとも１つは、−Ｃ（Ｏ）−、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−、−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−、−（ＳＯ2）ＮＨ−、−Ｏ−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＮＨ−および＞Ｎ−、およびその任意の組み合わせを含むリストから選択された架橋基Ａを介してＣｏｒｅと結合される。開示された方法の１つの実施形態において、第１のタイプの有機化合物の塩はアンモニウム塩およびアルカリ金属塩を含むリストから選択される。
【００７０】
別の実施形態において、第２のタイプの有機化合物の少なくとも部分的にコンジュゲートされた実質的に平面の多環分子系Ｓｙｓは、表３中で与えられた構造１４乃至２７から選択される。
【００７１】
開示された方法のなおさらなる実施形態において、第２のタイプの一般構造式（ＩＩ）の有機化合物は、表４中で与えられた構造２８乃至３５から選択され、分子系Ｓｙｓは構造１４および２１乃至２７によって表わされ、置換基はスルホン酸基−ＳＯ3Ｈであり；ｍ、ｐ、ｖおよびｗは０に等しい。
【００７２】
開示された方法の１つの実施形態において、溶媒は、水、アルカリおよび酸またはそのいずれか組み合わせを含むリストから選択される。開示された方法の別の実施形態において、有機溶媒は、ケトン、カルボン酸、炭化水素、環式炭化水素、クロロ炭化水素、アルコール、エーテル、エステル、およびその任意の組み合わせを含むリストから選択される。開示された方法の好ましい実施形態において、有機溶媒は、アセトン、キシレン、トルエン、エタノール、メチルシクロヘキサン、酢酸エチル、ジエチルエーテル、オクタン、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン、トリクロロエテン、テトラクロロエテン、四塩化炭素、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン、ピリジン、トリエチルアミン、ニトロメタン、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメスルスルホキシド（ｄｉｍｅｔｈｕｌｓｕｌｆｏｘｉｄｅ）、およびその任意の組み合わせを含むリストから選択される。
【００７３】
開示された方法の１つの実施形態において、塩はアルカリ金属塩およびアンモニウム塩を含むリストから選択される。開示された方法において、リオトロピック液晶は、アルカリ金属水酸化物およびアルカリ金属塩を含むリストから選択された無機化合物をさらに含むことができる。
【００７４】
開示された方法の別の実施形態において、基板はポリマーおよびガラスを含むリストから選択された材料から作製される。本発明において、開示された方法は、Ｈ+、Ｂａ2+、Ｐｂ2+、Ｃａ2+、Ｍｇ2+、Ｓｒ2+、Ｌａ3+、Ｚｎ2+、Ｚｒ4+、Ｃｅ3+、Ｙ3+、Ｙｂ3+、Ｇｄ3+およびその任意の組み合わせを含むリストから選択されたカチオンを含む水溶性無機塩類の溶液による後処理を含む後処理工程をさらに含むことができる。
【００７５】
開示された方法の１つの実施形態において、基板工程に対する液体層の適用および後処理工程は、同時に実行される。開示された方法の別の実施形態において、乾燥工程および後処理工程は同時に実行される。開示された方法のさらに別の実施形態において、後処理工程は乾燥後に実行される。
【００７６】
開示された方法の別の実施形態において、沈着された液体層上での配向作用は、マイヤーロッド、スロットダイ、押出、ロールコーティング、カーテンコーティング、ナイフコーティング、モールディングを含むリストから選択された装置の使用により行われる。開示された方法の１つの実施形態において、沈着された層上での外部配向作用は、少なくとも１つの配向ツールの層に対する機械変換の使用により行われ、基板表面から配向ツールの縁部または面への距離は所望されるフィルム厚を得るように設定される。この方法において、配向ツールは加熱することができる。
【００７７】
開示された方法の別の実施形態において、乾燥工程は、気流中でおよび／または高温で実施される。
【００７８】
本発明のさらに別の実施形態において、開示された方法は基板上への適用の前に行われる前処理工程をさらに含む。前処理工程は基板の表面を親水性にする工程を含むことができる。この方法の別の実施形態において、前処理は平坦化層の適用をさらに含む。開示された方法のさらに別の実施形態において、技術的工程の配列は２回以上反復され、各々の続いて行われる固体リタデーション層の製作において使用される溶液は、以前のサイクルにおいて使用されるものと同じであるかまたは異なる。
【００７９】
なおさらなる態様において、本発明は、垂直配向モード液晶セル、液晶セルの各々の側に配置された２つの偏光板、および前記偏光板の間に位置する少なくとも１つの補償構造を含む液晶ディスプレイであって、偏光板が互いに垂直な透過軸を有し、補償構造が少なくとも１つのリタデーション層を含み、リタデーション層が少なくとも１つの第１のタイプの有機化合物および少なくとも１つの第２のタイプの有機化合物を含み、第１のタイプの有機化合物が一般構造式Ｉ
0005588443.tif 000023
（Ｉ）
（式中、Ｃｏｒｅは剛体棒状マクロ分子を形成可能なコンジュゲートされた有機単位であり、ｎは剛体棒状マクロ分子中のコンジュゲートされた有機単位の数であり、Ｇｋは１セットのイオン形成性側基であり、ｋはセットＧｋ中の側基の数であり；イオン形成性側基および数ｋは、第１のタイプの有機化合物の溶媒中での可溶性を提供し、棒状マクロ分子に対する剛性を与え；数ｎは有機化合物またはその塩の溶液中でのマクロ分子の自己集合を促進する異方性を分子に提供する）を有し、第２のタイプの有機化合物が一般構造式ＩＩ
0005588443.tif 000024
（ＩＩ）
（式中、Ｓｙｓは少なくとも部分的にコンジュゲートされた実質的に平面の多環分子系であり；Ｘ、Ｙ、ＺおよびＱは置換基であり；置換基Ｘはカルボン酸基−ＣＯＯＨであり、置換基Ｙはスルホン酸基−ＳＯ3Ｈであり、置換基Ｚはカルボキサミド−ＣＯＮＨ2であり、置換基Ｑはスルホンアミド−ＳＯ2ＮＨ2であり、ｍ、ｈ、ｐ、ｖは０、１、２、３または４である）を有し；第２のタイプの有機化合物がπ−π相互作用を介して板状超分子を形成可能であり；第１のタイプの有機化合物および第２のタイプの有機化合物またはそれらの塩の組成物がリオトロピック液晶溶液を形成可能であり；溶液が可視スペクトル範囲における電磁放射に対して実質的に透明な二軸性タイプの固体リタデーション層を形成可能である、液晶ディスプレイを提供する。
【００８０】
開示された液晶ディスプレイの１つの実施形態において、数ｋは０、１、２、３、４、５、６、７または８に等しく、数ｎは１０乃至１００００の範囲中の整数である。開示された液晶ディスプレイの別の実施形態において、第１のタイプの有機化合物はポリマーの剛体主鎖を有し、コンジュゲートされた有機単位は同じである。開示された液晶ディスプレイのさらに別の実施形態において、第１のタイプの有機化合物はコポリマーの剛体主鎖を有し、少なくとも１つのコンジュゲートされた有機単位は他のものとは異なる。開示された液晶ディスプレイの１つの実施形態において、数ｋは１以上であり、イオン形成性側基は同じである。開示された液晶ディスプレイの別の実施形態において、数ｋは１以上であり、少なくとも１つの前記イオン形成性側基は他のものとは異なる。開示された液晶ディスプレイのさらに別の実施形態において、第１のタイプの有機化合物の少なくとも１つのコンジュゲートされた有機単位（Ｃｏｒｅ）は一般構造式ＩＩＩ
−（Ｃｏｒｅ１）−Ｓ１−（Ｃｏｒｅ２）−Ｓ２−  （ＩＩＩ）
（式中、Ｃｏｒｅ１およびＣｏｒｅ２はコンジュゲートされた有機成分であり、スペーサーのＳ１およびＳ２はリストの−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−、−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−、−Ｏ−ＮＨ−、直鎖状および分岐状の（Ｃ1−Ｃ4）アルキレン、直鎖状および分岐状の（Ｃ1−Ｃ4）アルケニレン、−Ｏ−ＣＨ2−、−ＣＨ2−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ（Ｏ）Ｏ−、−Ｏ（Ｏ）Ｃ−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ（Ｏ）−ＣＨ2−、−ＯＣ（Ｏ）−Ｏ−、−ＯＣ（Ｏ）−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ（Ｏ）−Ｓ−、−Ｓ−、−Ｓ−Ｃ（Ｏ）−、−Ｏ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ3）−から独立して選択される）を有する。開示された液晶ディスプレイのさらに別の実施形態において、少なくとも１つの剛体コアポリマーは一般構造式ＩＶ
［−（Ｃｏｒｅ１）−Ｓ１−（Ｃｏｒｅ２）−Ｓ２−］n-t［−（Ｃｏｒｅ３）−Ｓ３−［（Ｃｏｒｅ４）−Ｓ４−］j］t  （ＩＶ）
（式中、Ｃｏｒｅ１、Ｃｏｒｅ２、Ｃｏｒｅ３およびＣｏｒｅ４はコンジュゲートされた有機成分であり、スペーサーのＳ１、Ｓ２、Ｓ３およびＳ４は−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−、−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−、−Ｏ−ＮＨ−、直鎖状および分岐状の（Ｃ1−Ｃ4）アルキレン、直鎖状および分岐状の（Ｃ1−Ｃ4）アルケニレン、（Ｃ2−Ｃ20）ポリエチレングリコール、−Ｏ−ＣＨ2−、−ＣＨ2−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ（Ｏ）Ｏ−、−Ｏ（Ｏ）Ｃ−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ（Ｏ）−ＣＨ2−、−ＯＣ（Ｏ）−Ｏ−、−ＯＣ（Ｏ）−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ（Ｏ）−Ｓ−、−Ｓ−、−Ｓ−Ｃ（Ｏ）−、−Ｏ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ3）−を含むリストから独立して選択され、ｎは１０乃至１００００の範囲中の整数であり、ｔは１乃至ｎ−１の範囲中の整数であり、ｊは０または１であり、リストでのＣｏｒｅ３およびＣｏｒｅ４のうちの１つのコンジュゲートされた有機成分はＣｏｒｅ１およびＣｏｒｅ２とは異なる）を有するコポリマーである。コンジュゲートされた有機成分Ｃｏｒｅ１、Ｃｏｒｅ２、Ｃｏｒｅ３およびＣｏｒｅ４の例は表１中で示され、イオン形成性側基Ｇは−ＣＯＯＨ、−ＳＯ3Ｈおよび−Ｈ2ＰＯ3を含むリストから選択され、ｋは０、１または２に等しく、ｐは１または２または３に等しい。
【００８１】
開示された液晶ディスプレイの１つの実施形態において、イオン形成性側基は、第１のタイプの有機化合物またはその塩の水中での可溶性を提供し、同じであるかまたは異なり、−ＣＯＯＨ、−ＳＯ3Ｈおよび−Ｈ2ＰＯ3を含むリストから独立して選択される。
【００８２】
１つの実施形態において、第１のタイプの一般構造式［Ｉ］の有機化合物は表２中で与えられた構造３乃至１３から選択され、イオン形成性側基Ｇはスルホン酸基−ＳＯ3Ｈであり、ｋは０、１または２に等しい。
【００８３】
開示された液晶ディスプレイのさらに別の実施形態において、第１のタイプの有機化合物は、直鎖状および分岐状の（Ｃ1−Ｃ20）アルキル、（Ｃ2−Ｃ20）アルケニル、および（Ｃ2−Ｃ20）アルキニルを含むリストから独立して選択された追加の側基をさらに含む。
【００８４】
開示された液晶ディスプレイのさらに別の実施形態において、第１のタイプの有機化合物の追加の側基の少なくとも１つは、−Ｃ（Ｏ）−、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−、−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−、−（ＳＯ2）ＮＨ−、−Ｏ−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＮＨ−、＞Ｎ−、およびその任意の組み合わせを含むリストから選択された架橋基Ａを介してＣｏｒｅと結合される。開示された液晶ディスプレイの１つの実施形態において、第１のタイプの有機化合物の塩はアンモニウム塩およびアルカリ金属塩を含むリストから選択される。
【００８５】
開示された液晶ディスプレイのさらに別の実施形態において、一般構造式（ＩＩ）によって表わされる第２のタイプの有機化合物の少なくとも部分的にコンジュゲートされた実質的に平面の多環分子系Ｓｙｓは、表３中で与えられた構造１４乃至２７から選択される。
【００８６】
別の可能性のある実施形態において、第２のタイプの一般構造式（ＩＩ）の有機化合物は表４中で与えられた構造２８乃至３５から選択され、分子系Ｓｙｓは構造１４および２１乃至２７によって表わされ、置換基はスルホン酸基−ＳＯ3Ｈであり；ｍ、ｐ、ｖおよびｗは０に等しい。
【００８７】
本発明の１つの実施形態において、液晶ディスプレイは、アルカリ金属水酸化物およびアルカリ金属塩を含むリストから選択された無機化合物をさらに含む。
【００８８】
開示された液晶ディスプレイの１つの実施形態において、補償構造は、進相軸および遅相軸にそれぞれ対応する２つの面内屈折率（ｎｆおよびｎｓ）および法線方向での１つの屈折率（ｎｎ）によって特徴づけられ、可視スペクトル範囲における電磁放射についてｎｓ＞ｎｆ＞ｎｎの条件に従う、単一リタデーション層を含む。
【００８９】
開示された液晶ディスプレイの別の実施形態において、少なくとも１つの補償構造は液晶セルと前記偏光板の１つのとの間に位置する。開示された液晶ディスプレイのさらに別の実施形態において、少なくとも１つの補償構造は液晶セルの内部に位置する。開示された液晶ディスプレイのさらに別の実施形態において、少なくとも２つの補償構造が液晶セルの各々の側に位置する。
【００９０】
本発明の１つの実施形態において、液晶ディスプレイは、進相軸および遅相軸にそれぞれ対応する２つの面内屈折率（ｎｆおよびｎｓ）および法線方向での１つの屈折率（ｎｎ）によって特徴づけられ、可視スペクトル範囲における電磁放射についてｎｓ＝ｎｆ＞ｎｎの条件に従う、追加のリタデーション層をさらに含む。開示された液晶ディスプレイのさらに別の実施形態において、２つの偏光板の少なくとも１つは少なくとも１つのリタデーションＴＡＣ層を含む。
【００９１】
本発明をより容易に理解するために以下の実施例が参照され、それらは本発明の例示として意図されるが、範囲を限定するようには意図されない。
【実施例】
【００９２】
実施例１
この実施例は、ポリ（２，２’−ジスルホ−４，４’−ベンジジンテレフタルアミド）セシウム塩（表２中の構造３）の合成を記載する。
【００９３】
１．３７７ｇ（０．００４ｍｏｌ）の４，４’−ジアミノビフェニル−２，２’−ジスルホン酸を１．２ｇ（０．００８ｍｏｌ）の水酸化セシウムおよび４０ｍｌの水と混合し、溶解するまで分散スターラーで撹拌した。０．６７２ｇ（０．００８ｍｏｌ）の炭酸水素ナトリウムを溶液に加え撹拌した。得られた溶液を高速（２５００ｒｐｍ）で撹拌しながら、無水トルエン（１５ｍＬ）中の０．８１２ｇ（０．００４ｍｏｌ）のテレフタロイルジクロリドの溶液を５分以内に徐々に加えた。撹拌をさらに５分間継続し、粘稠な白色エマルジョンを形成させた。次いでエマルジョンを４０ｍｌの水で希釈し、撹拌速度を１００ｒｐｍに減少させた。反応塊をホモジナイズした後、２５０ｍｌのアセトンを加えることでポリマーを沈殿させた。
【００９４】
サンプルのゲル透過クロマトグラフィー（ＧＰＣ）解析はダイオードアレー検出器（λ＝２３０ｎｍ）を備えたヒューレット・パッカード（Ｈｅｗｌｅｔｔ  Ｐａｃｋａｒｄ）社１０５０クロマトグラフにより行い、バリアン（Ｖａｒｉａｎ）社ＧＰＣソフトウェアのシラス（Ｃｉｒｒｕｓ）３．２およびトーソー・バイオサイエンス（ＴＯＳＯＨ  Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅ）社ＴＳＫｇｅｌ  Ｇ５０００  ＰＷＸＬカラムならびに移動相としての０．２Ｍリン酸緩衝液（ｐＨ＝７）を使用した。ポリ（パラ−スチレンスルホン酸）ナトリウム塩をＧＰＣスタンダードとして使用した。数平均分子量Ｍｎ、重量平均分子量Ｍｗおよび多分散性Ｐは、それぞれ３．９×１０5および１．７×１０6および４．４であった。
【００９５】
実施例２
この実施例は、ポリ（２，２’−ジスルホ−４，４’−ベンジジンスルホテレフタルアミド）（表２中の構造４）の合成を記載する。
【００９６】
１０ｇの２−スルホテレフタル酸（４０ｍｍｏｌ）、２７．５ｇのトリフェニルフォスフィン（８８．７ｍｍｏｌ）、２０ｇの塩化リチウムおよび５０ｍｌのピリジンを、５００ｍｌの三口フラスコにおいて２００ｍｌのＮ−メチルピロリドン中で溶解した。混合物を４０℃で１５分間撹拌し、次いで１３．７７ｇの４，４’−ジアミノビフェニル−２，２’−ジスルホン酸（４０ｍｍｏｌ）を加えた。反応混合物を１１５℃で３時間撹拌した。１Ｌのメタノールを粘稠溶液に加え、形成された黄色沈殿を濾過し、メタノール（５００ｍｌ）およびジエチルエーテル（５００ｍｌ）で連続して洗浄した。帯黄色固体を８０℃の減圧下で一晩乾燥した。実施例１において記載されるように、ＧＰＣによってサンプルの分子量解析を行った。
【００９７】
実施例３
この実施例は、ポリ（パラ−フェニレンスルホテレフタルアミド）（表２中の構造５）の合成を記載する。
【００９８】
１０ｇの２−スルホテレフタル酸（４０ｍｍｏｌ）、２７．５ｇのトリフェニルフォスフィン（８８．７ｍｍｏｌ）、２０ｇの塩化リチウムおよび５０ｍｌのピリジンを、５００ｍｌの三口フラスコにおいて２００ｍｌのＮ−メチルピロリドン中で溶解した。混合物を４０℃で１５分間撹拌し、次いで４．３５ｇの１，４−フェニレンジアミン（４０ｍｍｏｌ）を加えた。反応混合物を１１５℃で３時間撹拌した。１Ｌのメタノールを粘稠溶液に加え、形成された黄色沈殿を濾過し、メタノール（５００ｍｌ）およびジエチルエーテル（５００ｍｌ）で連続して洗浄した。帯黄色固体を８０℃の減圧下で一晩乾燥した。実施例１において記載されるように、ＧＰＣによってサンプルの分子量解析を行った。
【００９９】
実施例４
この実施例は、ポリ（２−スルホ−１，４−フェニレンスルホテレフタルアミド）（表２中の構造６）の合成を記載する。
【０１００】
１０ｇの２−スルホテレフタル酸（４０ｍｍｏｌ）、２７．５ｇのトリフェニルフォスフィン（８８．７ｍｍｏｌ）、２０ｇの塩化リチウムおよび５０ｍｌのピリジンを、５００ｍｌの三口フラスコにおいて２００ｍｌのＮ−メチルピロリドン中で溶解した。混合物を４０℃で１５分間撹拌し、次いで７．５２ｇの２−スルホ−１，４−フェニレンジアミン（４０ｍｍｏｌ）を加えた。反応混合物を１１５℃で３時間撹拌した。１Ｌのメタノールを粘稠溶液に加え、形成された黄色沈殿を濾過し、メタノール（５００ｍｌ）およびジエチルエーテル（５００ｍｌ）で連続して洗浄した。帯黄色固体を８０℃の減圧下で一晩乾燥した。実施例１において記載されるように、ＧＰＣによってサンプルの分子量解析を行った。
【０１０１】
実施例５
この実施例は、ポリ（２，２’−ジスルホ−４，４’−ベンジジンナフタレン−２，６−ジカルボキサミド）セシウム塩（表２中の構造７）の合成を記載する。
【０１０２】
０．３４４ｇ（０．００１ｍｏｌ）の４，４’−ジアミノビフェニル−２，２’−ジスルホン酸を０．３ｇ（０．００２ｍｏｌ）の水酸化セシウムおよび１０ｍｌの水と混合し、溶解するまで分散スターラーで撹拌した。０．１６８ｇ（０．００２ｍｏｌ）の炭酸水素ナトリウムを溶液に加え撹拌した。得られた溶液を高速（２５００ｒｐｍ）で撹拌しながら、無水トルエン（４ｍＬ）中の０．２０３ｇ（０．００１ｍｏｌ）のテレフタロイルジクロリドの溶液を５分以内に徐々に加えた。撹拌をさらに５分間継続し、粘稠な白色エマルジョンを形成させた。次いでエマルジョンを１０ｍｌの水で希釈し、撹拌速度を１００ｒｐｍに減少させた。反応塊をホモジナイズした後、６０ｍｌのアセトンを加えることでポリマーを沈殿させた。線維状の沈殿物を濾過し乾燥した。実施例１において記載されるように、ＧＰＣによってサンプルの分子量解析を行った。
【０１０３】
実施例６
この実施例は、４，４’−（５，５−ジオキシドジベンゾ［ｂ，ｄ］チエン−３，７−ジイル）ジベンゼンスルホン酸（表４中の構造２８）の合成を記載する。
【０１０４】
１，１’：４’，１’’：４’’，１’’’−クアテルフェニル（１０ｇ）を０％〜２０％オレウム（１００ｍｌ）へとチャージした。反応塊を５０℃まで加熱して５時間撹拌した。その後反応混合物を水（１７０ｍｌ）で希釈した。最終硫酸濃度は約５５％となった。沈殿を濾過し、氷酢酸（〜２００ｍｌ）でリンスした。濾滓を１１０℃でオーブン中で乾燥した。
【０１０５】
サンプルのＨＰＬＣ解析はダイオードアレー検出器（λ＝３１０ｎｍ）を備えたヒューレット・パッカード社１０５０クロマトグラフにより行い、Ｒｅｐｒｏｓｉｌ（商標）ゴールドＣ８カラムおよびアセトニトリル／０．４Ｍ酢酸アンモニウム（酢酸によりｐＨ＝３．５）水性溶液による直線勾配溶出法を使用した。
【０１０６】
実施例７
0005588443.tif 000025
この実施例は、ポリ（ジスルホビフェニレン−１，２−エチレン−２，２’−ジスルホビフェニレン）（表２中の構造８）の合成を記載する。
【０１０７】
臭化銅（Ｉ）（０．３ｇ）を水（３０ｍＬ）中の鉄粉末（１．２ｇ）の懸濁物に加えた。次いで懸濁物を室温で２０分間撹拌し、もたらされた混合物を９０℃まで加熱した。４−ブロモベンジルブロミド（１０ｇ）を反応混合物に小分けで加え、混合物を９０℃で２時間撹拌した。混合物を室温まで冷却した後、固体を濾過により除き湯で洗浄した。濾滓を沸騰メタノール中で溶解した。熱溶液を濾過し、室温まで冷却した。沈殿を濾過し、風乾した。収量２．５ｇ。
【０１０８】
５．４ｍｌのヘキサン中の２．５Ｍのブチルリチウム溶液を、−７８℃のアルゴン下で、１００ｍｌの無水テトラヒドロフラン中の３ｇの４，４’−ジブロモビベンジルの撹拌溶液に１滴づつ加えた。混合物をこの温度で６時間撹拌し、白色懸濁物を得た。６ｍｌのトリイソプロピルボラートを加え、混合物を一晩撹拌し、温度が室温に上昇するまで放置した。３０ｍｌの水を加え、混合物を室温で４時間撹拌した。有機溶媒はロータベーパー（ｒｏｔａｖａｐｏｒ）（３５℃、４０ｍｂａｒ）で除去し、次いで１１０ｍｌの水を加え、混合物は濃ＨＣｌで酸性にした。生成物をジエチルエーテル（７×３０ｍｌ）の中に抽出し、有機層を硫酸マグネシウムの上で乾燥し、溶媒をロータベーパーで除去した。残渣を１１ｍｌのアセトン中で溶解し、１３ｍｌの水および７ｍｌの濃塩酸の混合物の中に再び沈殿させた。ビベンジル４，４’−ジボロン酸のジプロピレングリコールエステルの収量は２．４ｇである。
【０１０９】
１００ｇの４，４’−ジアミノ−２，２’−ビフェニルジスルホン酸、２３．２ｇの水酸化ナトリウムおよび３．５Ｌの水を混合し、０〜５℃まで冷却した。３００ｍｌの水中の４１ｇの亜硝酸ナトリウムの溶液を加え、５分間撹拌し、次いで１００ｍｌの６Ｍ塩酸を溶液に加えた。３００ｍｌの水中の７１．４ｇの臭化カリウムの予冷却溶液を２ｍｌの小分けのもたらされた暗黄色溶液に加えた。臭化カリウムを加えた後、室温まで溶液を暖めた。次いで反応混合物を加熱し、９０℃で１６時間維持した。３００ｍｌの水中の７０ｇの水酸化ナトリウムの溶液を加え、溶液を４００ｍｌの全体積まで蒸発させ、２．５Ｌのメタノールで希釈して無機塩を沈殿させ、濾過した。メタノールを２０〜３０ｍｌまで蒸発させ、３Ｌのイソプロパノールを加えた。沈殿をフィルター上でメタノールで洗浄し、メタノールから再結晶させた。４，４’−ジブロモ−２，２’−ビフェニルジスルホン酸の収量は１０．７ｇであった。
【０１１０】
重合は窒素下で実行した。２．７ｇの４，４’−ジヒドロキシ−２，２’−ビフェニルジスルホン酸および２．０ｇのビベンジル４，４’−ジボロン酸のジプロピレングリコールエステルを、２．８ｇの炭酸水素ナトリウム、２８．５ｍｌのテトラヒドロフランおよび１７ｍｌの水の混合物中で溶解した。テトラキス（トリフェニルフォスフィン）パラジウム（０）を加えた（ビベンジル４，４’−ジボロン酸のジプロピレングリコールエステルと比較して５×１０-3モル当量）。もたらされた懸濁物を２０時間撹拌した。次いで０．０４ｇのブロモベンゼンを加えた。追加の２時間後に、それを１５０ｍｌのエタノールの中へ注いでポリマーを沈殿させた。生成物を水で洗浄し、乾燥し、トルエン中で溶解した。濾過溶液を濃縮し、ポリマーを５倍の過剰量のエタノール中で沈殿させ、乾燥した。ポリマーの収量は２．７ｇであった。
【０１１１】
８．８ｇの９５％硫酸を１１０℃まで加熱し、２．７ｇのポリマーを加えた。温度を１４０℃まで上昇させ、４時間維持した。１００℃まで冷却した後、８ｍｌの水を１滴づつ加え、混合物を冷却した。もたらされた懸濁物を濾過し、濃塩酸で洗浄し、乾燥した。スルホン化ポリマーの収量は〜２ｇであった。
【０１１２】
実施例８
0005588443.tif 000026
この実施例は、ポリ（２，２’−ジスルホビフェニル−ジオキシテレフタロイル）（表２中の構造９）の合成を記載する。
【０１１３】
１．３８４ｇ（０．００４ｍｏｌ）の４，４’−ジオキシビフェニル−２，２’−ジスルホン酸をと５００ｍｌビーカー中で２．６１ｇ（０．００８ｍｏｌ）の炭酸ナトリウムおよび４０ｍｌの水混合し、固体が完全に溶解するまで分散スターラーで撹拌した。ジクロロメタン（５０ｍｌ）を溶液に加えた。高速（７０００ｒｐｍ）で撹拌しながら、無水ジクロロメタン（１５ｍｌ）中の０．８１２ｇ（０．００４ｍｏｌ）の塩化テレフタロイルの溶液を加えた。撹拌を３０分間継続し、４００ｍｌのアセトンを濃厚化した反応塊に加えた。固体ポリマーを撹拌機で破砕し、濾過によって分離した。生成物は８０％エタノールにより３回洗浄し、５０℃で乾燥した。
【０１１４】
実施例９
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この実施例は、ポリ（２，２’−ジスルホビフェニル−２−スルホジオキシテレフタロイル）（表２中の構造１０）の合成を記載する。
【０１１５】
１．３８４ｇ（０．００４ｍｏｌ）の４，４’−ジオキシビフェニル−２，２’−ジスルホン酸を５００ｍｌビーカー中で３．２６ｇ（０．０１０ｍｏｌ）の炭酸ナトリウムおよび４０ｍｌの水と混合し、固体が完全に溶解するまで分散スターラーで撹拌した。ジクロロメタン（６０ｍｌ）を溶液に加えた。高速（７０００ｒｐｍ）で撹拌しながら、１．１３２ｇ（０．００４ｍｏｌ）の２−スルホテレフタロイルクロライドを１５分以内に加えた。撹拌を３時間継続し、４００ｍｌのアセトンを濃厚化した反応塊に加えた。沈殿したポリマーを濾過によって分離し、５０℃で乾燥した。
【０１１６】
実施例１０
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この実施例は、ポリ（スルホフェニレン−１，２−エチレン−２，２’−ジスルホビフェニレン）（表２中の構造１１）の合成を記載する。
【０１１７】
実施例７において記載されるように４，４’−ジブロモビベンジルを調製した。
【０１１８】
９０ｍｌの無水テトラヒドロフラン中の２３．６ｇの１，４−ジブロモベンゼンの溶液を調製した。１０ｍｌの溶液を５．０ｇのマグネシウムチップに撹拌しながら加え、６０ｍｌの無水テトラヒドロフラン中のヨウ素（若干の結晶）および混合物を反応が開始するまで加熱した。ジブロモベンゼン溶液の残りを段階的に加えることによって沸騰状態を維持した。次いで反応混合物を８時間沸騰させ、室温のアルゴン下で一晩放置した。混合物はホースを介してアルゴン圧によって滴下漏斗に移し、−７８乃至−７０℃（固形二酸化炭素／アセトン浴）で激しく撹拌しながら４０ｍｌの無水テトラヒドロフラン中の２４ｍｌの硼酸トリメチルの溶液に３時間の間に加えた。混合物を２時間撹拌し、次いでアルゴン下で一晩撹拌しながら室温まで熱くさせる。混合物を２０ｍｌのエーテルで希釈し、砕いた氷（２００ｇ）および濃Ｈ2ＳＯ4（６ｍｌ）の撹拌混合物に注いだ。有機層および水層の分離を促進するために、２０ｍｌのエーテルおよび１２５ｍｌの水の量を混合物に加え、次いで混合物を濾過した。水層をエーテル（４×４０ｍｌ）で抽出し、合わせた有機抽出物を５０ｍｌの水で洗浄し、硫酸ナトリウムの上で乾燥し、蒸発乾固した。薄茶色固体を８００ｍｌのクロロホルム中で溶解し、清澄化した。
【０１１９】
クロロホルム溶液をほとんど完全に蒸発させ、残留固体をベンゼンから再結晶させた。白色でわずかに帯黄色の沈殿を濾過により除き、乾燥した。ベンザイン１，４−ジボロン酸のジプロピレングリコールエステルの収量は０．７４ｇであった。
【０１２０】
重合は窒素下で実行した。２．７ｇの４，４’−ジブロモ−２，２’−ビベンジルおよび１．９ｇのベンザイン１，４−ジボロン酸のジプロピレングリコールエステルを、２．８ｇの炭酸水素ナトリウム、２８．５ｍｌのテトラヒドロフランおよび１７ｍｌの水の混合物に加えた。テトラキス（トリフェニルフォスフィン）パラジウム（０）を加えた（ベンザイン１，４−ジボロン酸のジプロピレングリコールエステルと比較して５×１０-3モル当量）。もたらされた懸濁物を２０時間撹拌した。次いで０．０４ｇのブロモベンゼンを加えた。さらに２時間後に、それを１５０ｍｌのエタノールの中へ注いでポリマーを沈殿させた。生成物を水で洗浄し、乾燥し、トルエン中で溶解した。濾過溶液を濃縮し、５倍の過剰量のエタノール中でポリマーを沈殿させ、乾燥した。ポリマーの収量は２．５ｇであった。
【０１２１】
８．８ｇの９５％硫酸を１１０℃まで加熱し２．７ｇのポリマーを加えた。温度を１４０℃まで上昇させ、４時間維持した。室温まで冷却した後８ｍｌの水を１滴づつ加え、混合物を冷却した。もたらされた懸濁物を濾過し、濃塩酸で洗浄し、乾燥さした。
【０１２２】
実施例１１
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この実施例は、ポリ（２−スルホフェニレン−１，２−エチレン−２’−スルホフェニレン）（表２中の構造１２）の合成を記載する。
【０１２３】
重合は窒素下で実行した。１０．２ｇの２，２’−［エタン−１，２−ジイルビス（４，１−フェニレン）］ビス−１，３，２−ジオキサボリナン、１０．５ｇの１，１’−エタン−１，２−ジイルビス（４−ブロモベンゼン）および１ｇのテトラキス（トリフェニルフォスフィン）パラジウム（０）を窒素下で混合した。５０ｍｌの２．４Ｍの炭酸カリウム溶液および３００ｍｌのテトラヒドロフランの混合物を窒素バブリングによって脱気した。得られた溶液を第１の混合物に加えた。その後に反応混合物を〜４０℃で７２時間撹拌した。それを１５０ｍｌのエタノールの中へ注いでポリマーを沈殿させた。生成物を水で洗浄して、乾燥した。ポリマーの収量は８．７ｇであった。
【０１２４】
８．５ｇのポリマーを４５ｍｌの９５％硫酸の中へチャージした。反応塊を〜１４０℃で４時間撹拌した。室温まで冷却した後に、７４ｍｌの水を１滴づつ加え、混合物を冷却した。もたらされた懸濁物を濾過し、濃塩酸で洗浄し、乾燥した。スルホン化ポリマーの収量は８ｇであった。
【０１２５】
実施例１２
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この実施例は、ポリ（２，２’−ジスルホビフェニル−２−スルホ−１，４−ジオキシメチルフェニレン）（表２中の構造１３）の合成を記載する。
【０１２６】
１９０ｇの４，４’−ジアミノビフェニル−２，２’−ジスルホン酸および４１．５ｇの水酸化ナトリウムを１３００ｍｌの水中で溶解した。１１８０ｇの氷を撹拌しながら溶液にチャージした。次いで７０．３ｇの亜硝酸ナトリウム、２３０ｍｌの硫酸および１１８０ｍｌの水を反応塊に加え、−２乃至０℃の温度で１時間撹拌した。次いでそれを濾過し、２．４Ｌの氷水で洗浄した。濾滓を８００ｍｌの水中で懸濁し、１００℃まで加熱した。次いでおよそ〜６００ｍｌの溶液が残存するまで水を蒸留して除いた。１１０ｍｌの水中の１６６ｇの水酸化セシウム水和物を溶液に加えた。次いでそれを６Ｌのエタノールに加え、もたらされた懸濁物を室温で撹拌し、濾過し、濾滓を６００ｍｌのエタノールで洗浄し、真空オーブン中で４５℃で乾燥した。４，４’−ジオキシビフェニル−２，２’−ジスルホン酸の収量は２３０ｇであった。
【０１２７】
３０ｍｌの９６％硫酸および２１ｇのｐ−キシレンを混合し、１００℃まで加熱し、その温度で１５分間維持した。反応塊を室温まで冷却し、５０ｇの水および氷で急冷した。もたらされた懸濁物を−１０℃まで冷却し、濾過し、得られた濾滓を冷塩酸（１５ｍｌの濃塩酸および１０ｍｌの水）で洗浄した。沈殿を圧搾し、塩酸溶液（４０ｍｌの濃塩酸および２５ｍｌの水）から再結晶させた。白色物質を９０℃の真空下で乾燥した。ｐ−キシレンスルホン酸の収量は３４ｇであった。
【０１２８】
３５ｍｌの四塩化炭素、２．５ｇのｐ−キシレンスルホン酸、４．８ｇのＮ−ブロモスクシンイミドおよび０．１６ｇの過酸化ベンゾイルの混合物を沸騰まで撹拌しながら加熱し、その温度で６０分間維持した。次いで追加の０．１６ｇの過酸化ベンゾイルを加え、混合物を追加の６０分間沸騰状態で維持した。冷却後に生成物を４５ｍｌの水で抽出し、２０％の塩酸から再結晶させた。２，５−ビス（ブロモメチル）ベンゼンスルホン酸の収量は約１ｇであった。
【０１２９】
０．２３ｇの４，４’−ジオキシビフェニル−２，２’−ジスルホン酸、１．２ｍｌのｏ−ジクロロベンゼン、０．２２ｇの２，５−ビス（ブロモメチル）ベンゼンスルホン酸、１．２ｍｌの１０Ｎ水酸化ナトリウムおよび０．０８１ｇの硫酸水素テトラブチルアンモニウムを、コンデンサーおよび窒素の出入り口を装備した２５ｍｌフラスコに連続的に加えた。反応混合物を８０℃の窒素下で撹拌した。６時間の反応後に有機層を単離し、水で洗浄し、続いて希塩酸、およびもう一度水で洗浄した。次いで溶液をメタノールに加えて白色ポリマーを沈殿させた。次いでアセトンおよびメタノールからポリマーを再沈殿させた。
【０１３０】
実施例１３
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この実施例は、２，２’−ジスルホ−４，４’−ベンジジン塩化テレフタロイルおよびポリエチレングリコール４００のコポリマー（ポリエチレングリコール鎖を加え、Ｍが水素である、表２中の構造３）の合成を記載する。４，４’−ジアミノビフェニル−２，２’−ジスルホン酸（４．１ｇ）を１Ｌビーカー中で水（１５０ｍｌ）中で水酸化セシウム水和物（４．０２ｇ、２．０当量）と混合し、固体が完全に溶解するまで撹拌した。１０ｍｌの水中で溶解された重炭酸セシウム（３．９ｇ、１．０当量）を溶液に加え、室温で１分間電気ミキサーにより撹拌した。クロロホルム（４０ｍｌ）およびポリエチレングリコール４００（８．０ｇ）を加えた。高速で撹拌しながら、１０ｍｌのクロロホルム中の塩化テレフタロイル（２．４２ｇ、１．０当量）の溶液を、ビーカーから注いで小分けで加えた。反応は周囲条件で撹拌せずに３０分間放置した。３００ｍｌのエタノールを加え、濃厚化した反応塊を撹拌機で破砕し、ポリマーを濾過した。生成物を２００ｍｌの８０％エタノールの中で懸濁し、１５分間撹拌し、濾過した。エタノールによる洗浄をもう１回反復した。２００ｍｌのアセトンにより同様の方法で生成物を洗浄した。固体コポリマーを８５℃で１４時間乾燥した。
【０１３１】
剛体コアポリマーの中へのエチレンオキシド断片の導入はマクロ分子弾性の修飾を可能にし、それはそこでゲスト−ホスト混合物中の相の共存を改善する。
【０１３２】
実施例１４
この実施例は、ポリ（２，２’−ジスルホ−４，４’−ベンジジンテレフタルアミド）（表２中の構造３）セシウム塩のリオトロピック液晶溶液からの＋Ａタイプの固体光学リタデーション層の調製を記載する。
【０１３３】
実施例１において記載されるように、ポリ（２，２’−ジスルホ−４，４’−ベンジジンテレフタルアミド）を合成した。リオトロピック液晶溶液を以下の手順に従って調製した。１％水溶液を調製し、機械的混和物から濾過し、蒸発によって約５．６重量％まで濃縮した。ＬＬＣ溶液の典型的な偏光顕微鏡法像を図１中に示す。
【０１３４】
フィッシャー（Ｆｉｓｈｅｒ）社ブランドの顕微鏡スライドグラスを１０％水酸化ナトリウム溶液で３０分間処置し、続いて脱イオン水によりリンスし、コンプレッサの補助によって気流中で乾燥した。２３℃の室温および５０％の相対的湿度で、〜１００ｍｍ／ｓの直線速度で移動するマイヤーロッド＃４で溶液をガラス板表面上へ適用した。溶液がコートされた液体層を同じ湿度および温度で乾燥した。
【０１３５】
固体リタデーション層の光学的特性を決定するために、光透過および反射スペクトルを、ケアリー（Ｃａｒｙ）社５００走査分光光度計を使用して、約４００乃至７００ｎｍの波長領域において測定した。固体リタデーション層の光透過は、コーティング方向に対して平行および垂直（それぞれ、ＴparおよびＴper）に直線的に偏光され、リタデーションフィルム面に垂直な方向で伝播する光ビームを使用して測定した。光学的反射は、リタデーションフィルム面の垂直面に対して１２度の角度で伝播し、コーティング方向に対して平行および垂直（それぞれ、ＲparおよびＲper）に偏光されるＳ偏光を使用して測定した。リタデーションフィルムサンプルの位相リタデーションは、アクソメトリックス（Ａｘｏｍｅｔｒｉｃｓ）社のミュラー行列偏光計を使用して、０、３０、４５および６０度の入射角で測定した。得られたデータを使用して図２中に提示されるようにリタデーションフィルムの主屈折率（ｎx、ｎyおよびｎz）を計算する。得られた固体リタデーション層は、ポジティブＡプレート（波長λ５５０＝ｎｍでｎx＝１．８３、ｎy＝１．５５、ｎz＝１．５５）として特徴づけられた。
【０１３６】
実施例１５
この実施例は、４，４’−（５，５−ジオキシドジベンゾ［ｂ，ｄ］チエン−３，７−ジイル）ジベンゼンスルホン酸（表４中の構造２８）の溶液からのＢAタイプの固体光学的リタデーション層の調製を記載する。
【０１３７】
実施例６において記載されるように、４，４’−（５，５−ジオキシドジベンゾ［ｂ，ｄ］チエン−３，７−ジイル）ジベンゼンスルホン酸を得て、５．８ｇの蒸留水および３．２ｇの水酸化セシウムの２０％水性溶液と混合し、次いでリオトロピック液晶溶液が形成されるまで室温（２３℃）で約１時間撹拌した。ＬＬＣ溶液の偏光顕微鏡法像を図３中に示す。
【０１３８】
実施例１４において記載されるようにコーティングを製造し、光学的に特性評価した。リタデーションフィルムの主屈折率スペクトル依存性を図４中に示す。得られた固体光学的リタデーション層を主屈折率によって特性を評価し、それはｎx＜ｎz＜ｎyの条件に従っていた。波長λ＝５５０ｎｍでＮＺファクターは約０．４である。
【０１３９】
実施例１６
この実施例は、（４，４’−（５，５−ジオキシドジベンゾ［ｂ，ｄ］チエン−３，７−ジイル）ジベンゼンスルホン酸（表４中の構造２８）の溶液からの−Ａタイプの固体光学的リタデーション層の調製を記載する。
【０１４０】
実施例６において記載されるよう、４，４’−（５，５−ジオキシドジベンゾ［ｂ，ｄ］チエン−３，７−ジイル）ジベンゼンスルホン酸を得て、８．５ｇの蒸留水および０．５ｇの水酸化リチウムの２０％水性溶液と混合し、次いでリオトロピック液晶溶液が形成されるまで室温（２３℃）で約１時間撹拌した。ＬＬＣ溶液の典型的な偏光顕微鏡法像を図５中に示す。
【０１４１】
実施例１４において記載されるようにコーティングを製造し、光学的に特性を評価した。主屈折率スペクトル依存性を図６中に示す。得られた固体光学的リタデーション層を主屈折率によって特性を評価し、それはｎx＜ｎz＝ｎyの条件に従っていた。波長λ＝５５０ｎｍでＮＺファクターは約０である。
【０１４２】
実施例１７
この実施例は、Ｐ１としてこの後示されるポリ（２，２’−ジスルホ−４，４’−ベンジジンテレフタルアミド）（表２中の構造３）酸、およびＣ１としてこの後示される（４，４’−（５，５−ジオキシドジベンゾ［ｂ，ｄ］チエン−３，７−ジイル）ジベンゼンスルホン酸（表４中の構造２８）の二成分組成物を含む溶液からのＡCタイプの固体光学的リタデーション層の調製を記載する。有機化合物の前記組成物は複合リオトロピック液晶システムを形成可能である。Ｐ１の剛体棒状マクロ分子は、板状超分子Ｃ１のπ−πスタック（カラム）と共に配向させることができる。
【０１４３】
以下のようにＰ１／Ｃ１＝７０／３０モル％組成物を調製した。５．１８ｇ（０．００７ｍｏｌ）のＰ１のセシウム塩を５１５ｇの脱イオン水（導電率〜５μＳｍ／ｃｍ）中で溶解し、懸濁物を磁石撹拌機で混合した。溶解後に、４５μｍの孔サイズを持つ親水性ナイロンフィルターで溶液を濾過した。別に、１．５９ｇ（０．００３ｍｏｌ）のＣ１を５０ｇの脱イオン水中で溶解し、懸濁物を磁石撹拌機で混合した。撹拌しながら、清澄溶液が形成されるまで、３．７５ｍｌ（０．００６ｍｏｌ）の２０重量％のＣｓＯＨを懸濁物の中へ徐々に一滴ずつ約１５分間で加えた。Ｐ１およびＣ１の清澄溶液を共に混合して、５７５ｇの清澄溶液を形成した。過剰な水を除去するためにこの組成物を回転蒸発装置で濃縮し、リオトロピック液晶（ＬＬＣ）溶液を表わす９５ｇの二成分組成物を形成した。組成物（Ｐ１＋Ｃ１）ＣTOTの全濃度は８％に等しかった。ＬＬＣ溶液の典型的な偏光顕微鏡法像を図７中に示す。
【０１４４】
実施例１４において記載されるようにコーティングを製造し、光学的に特性を評価した。フィッシャー社ブランドの顕微鏡スライドグラスを１０％ＮａＯＨ溶液中での３０分間の浸漬によってコーティングのために調製し、続いて脱イオン水でリンスし、コンプレッサによる気流中で乾燥した。２２℃の温度および５５％の相対的湿度で、約１００ｍｍ／ｓの直線速度で移動するガードナー（Ｇａｒｄｎｅｒ）（登録商標）ワイヤー状のステンレス鋼棒＃８で得られたＬＬＣ溶液をガラスパネル表面上へ適用した。光学フィルムを圧縮空気流で乾燥した。光学フィルムの典型的な偏光顕微鏡法像を図８中に示す。スロットダイ技術によってコーティングした光学フィルムの偏光顕微鏡法像を図９中に示す。
【０１４５】
実施例１４において記載されるようにコーティングを光学的に特性を評価した。リタデーションフィルムの主屈折率スペクトル依存性を図１０中に示す。屈折率ｎxおよびｎyについての２つの主方向はリタデーション層の面と一致するｘｙ−面に属し、屈折率ｎzについての１つの主方向は補償パネルに対する法線と一致する。得られた固体光学的リタデーション層を主屈折率によって特性を評価し、それはｎz＜ｎy＜ｎxの条件に従っていた。波長λ＝５５０ｎｍでＮＺファクターは約１．５に等しかった。
【０１４６】
図１１は、化合物Ｐ１およびＣ１の二成分組成物を含む溶液から調製された固体光学的リタデーション層の主屈折率（ｎx、ｎyおよびｎz）を示す。波長λ＝５５０ｎｍでＮＺファクターは約２．０に等しかった。この事例において、比Ｐ１／Ｃ１は６６／３４に等しく、組成物（Ｐ１＋Ｃ１）ＣTOTの全濃度は約８％に等しかった。
【０１４７】
図１２は、化合物Ｐ１およびＣ１の二成分組成物を含む溶液から調製された固体光学的リタデーション層の主屈折率（ｎx、ｎyおよびｎz）を示す。波長λ＝５５０ｎｍでＮＺファクターは約３．０に等しかった。この事例において、比Ｐ１／Ｃ１は約６０／４０に等しく、組成物（Ｐ１＋Ｃ１）ＣTOTの全濃度は約８％に等しかった。
【０１４８】
実施例１８
この実施例は、実施例１７において記載される有機化合物Ｐ１およびＣ１の組成物を含む溶液からのＢAタイプの固体光学的リタデーション層の調製を記載する。
【０１４９】
以下のように、Ｐ１／Ｃ１＝３８／６２モル％組成物を調製した。２．８１ｇ（０．００３８ｍｏｌ）のＰ１のセシウム塩を７０ｇの脱イオン水（導電率〜５μＳｍ／ｃｍ）中で溶解し、懸濁物を磁石撹拌機で混合した。溶解後に、孔サイズ４５μｍを持つ親水性ナイロンフィルターで溶液を濾過した。別に、３．２８ｇ（０．００６２ｍｏｌ）のＣ１を１０３ｇの脱イオン水中で溶解し、懸濁物を磁石撹拌機で混合した。撹拌しながら、清澄な溶液が形成されるまで、７．７５ｍｌの２０重量％の水酸化セシウムを懸濁物の中へ徐々に一滴ずつ約１５分間で加えた。Ｐ１およびＣ１の清澄溶液を共に混合して、４００ｇの清澄溶液を形成した。過剰な水を除去するためにこの組成物を回転蒸発装置で濃縮し、リオトロピック液晶（ＬＬＣ）溶液を表わす７０ｇの二成分組成物を形成した。組成物（Ｐ１＋Ｃ１）ＣTOTの全濃度は約１１％に等しかった。
【０１５０】
実施例１７において記載されるようにコーティングを製造し、光学的に特性を評価した。溶液から調製された固体光学的リタデーション層の主屈折率スペクトル依存性を図１３中に示す。得られたリタデーション層を主屈折率によって特性を評価し、それはｎx＜ｎz＜ｎyの条件に従っていた。波長λ＝５５０ｎｍでＮＺファクターは約０．７５に等しい。
【０１５１】
図１４は、化合物Ｐ１およびＣ１の二成分組成物を含む溶液から調製された固体光学的リタデーション層の主屈折率（ｎx、ｎyおよびｎz）を示す。波長λ＝５５０ｎｍでＮＺファクターは約０．５に等しい。この事例において、比Ｐ１／Ｃ１は約１５／８５に等しく、組成物（Ｐ１＋Ｃ１）ＣTOTの全濃度は約１１％に等しかった。
【０１５２】
図１５は、およそ１６／４２／４２のモル比で、化合物Ｐ１のセシウム塩（「＋Ａ成分」）、化合物Ｃ１のセシウム塩（「ＢA成分」）および化合物Ｃ１のリチウム塩（「−Ａ成分」）の三成分組成物を含む溶液から調製された固体光学的リタデーション層の主屈折率（ｎx、ｎyおよびｎz）を示す。波長λ＝５５０ｎｍでＮＺファクターは約０．３に等しい。組成物（Ｐ１＋Ｃ１）ＣTOTの重量濃度は約１３％であった。
【０１５３】
実施例１９
この実施例は、実施例１７において記載されるものと同じ有機化合物Ｐ１およびＣ１の二成分組成物を含む溶液からの−Ａタイプの固体光学的リタデーション層の調製を記載する。
【０１５４】
以下のように、Ｐ１／Ｃ１＝１５／８５モル％組成物を調製した。１．４８ｇ（０．００２ｍｏｌ）のＰ１のセシウム塩を５０ｇの脱イオン水（導電率〜５／ｃｍμＳｍ）中で溶解し、懸濁物を磁石撹拌機で混合した。溶解後に、孔サイズ４５μｍを持つ親水性ナイロンフィルターで溶液を濾過した。別に、６．１２ｇ（０．０１１３ｍｏｌ）のＣ１化合物を１００ｇの脱イオン水中で溶解し、懸濁物を磁石撹拌機で混合した。撹拌しながら、清澄溶液が形成されるまで、３．０５ｇの２０重量％水酸化リチウムを懸濁物の中へ徐々に一滴ずつ約１５分間で加えた。Ｐ１およびＣ１の清澄溶液を共に混合して、１８０ｇの清澄な溶液を形成した。過剰な水を除去するために回転蒸発装置でこの組成物を濃縮し、３ｇの二成分組成物を形成してリオトロピック液晶（ＬＬＣ）溶液を製作した。組成物（Ｐ１＋Ｃ１）ＣTOTの全濃度は約１５％であった。
【０１５５】
実施例１７において記載されるようにコーティングを製造し、光学的に特性を評価した。溶液から調製された固体光学的リタデーション層の主屈折率スペクトル依存性を図１６中に示す。得られた固体光学的リタデーション層を主屈折率によって特性を評価し、それはｎx＜ｎz＜ｎyの条件に従っていた。波長λ＝５５０ｎｍでＮＺファクターは約０である。
【０１５６】
したがって、リタデーション層タイプの制御の原則は、少なくとも１つの第１のタイプの成分および少なくとも１つの第２のタイプの成分の混合に基づき、前記成分は別々に異なるタイプの光学的リタデーション層を形成することができる。
【０１５７】
第１のタイプの化合物は、一軸性の＋Ａプレートタイプ（図１７ａ）の光学的リタデーション層を形成可能なリオトロピック液晶溶液を形成可能な剛体ポリマー分子を表わし、屈折率ｎx1、ｎy1およびｎz1は、以下の条件を満たす：
ｎx1＞ｎy1＝ｎz1＝ｎ┴1  （Ｖ）
【０１５８】
第２のタイプの化合物は、二軸性ＢAタイプ（図１７ｂ）または一軸性の−Ａタイプ（図１７ｃ）の光学的リタデーション層を形成可能なリオトロピック液晶溶液を形成可能であり、屈折率ｎx2、ｎy2およびｎz2は以下の条件を満たす：
ｎx2＜ｎz2≦ｎｙ２  （ＶＩ）
【０１５９】
混合された場合、ゲスト−ホストタイプの複合ＬＬＣ溶液が形成される。複合ＬＬＣ溶液は基板上へコーティングすることができ、第１のタイプの化合物および第２のタイプの化合物の個別のＬＬＣ溶液と同じ方法で剪断応力によって配列することができる。一般的事例において、複合ＬＬＣ溶液は二軸性タイプの光学的リタデーション層を形成する（図１７ｄ）。固体光学的リタデーション層の主屈折率間の相関性は、複合リオトロピック液晶溶液中の第１のタイプの成分および第２のタイプの成分のモル比によって制御される。第１のタイプの化合物が多い溶液はＡCタイプの固体リタデーション層を形成し、第２のタイプの化合物が多い溶液はＢAタイプの固体リタデーション層を形成する。前記固体リタデーション層のＮＺファクターは広い範囲で変化し、下限は第２のタイプの化合物によって形成された固体リタデーション層のＮＺファクターによって定義される。
【０１６０】
一方で主屈折率ｎxiはコーティング方向に対応し、他方で主屈折率ｎyiおよびｎziはコーティング方向に垂直な平面中にある直角方向に対応する。主屈折率ｎx1およびｎ┴1は第１のタイプの有機化合物の選択によって制御され、主屈折率ｎx2、ｎy2およびｎz2は第２のタイプの有機化合物の選択によって制御される。したがって、表２、３および４中に示される第１のタイプの有機化合物および第２のタイプの有機化合物の選択、ならびにモル比ｃは、主屈折率ｎx、ｎyおよびｎzの事前に設定された関係を持つ光学フィルムを調製することを可能にする。
【０１６１】
本発明中で開示された組成物および方法は光学フィルムの３つの主屈折率を独立して制御することを可能にする。光学フィルムの主屈折率は以下条件を満たす：
0005588443.tif 000032
（ＶＩＩ）
（式中、Ｎは成分の数であり、ｎxi、ｎyiおよびｎziはｉ成分に対応する主屈折率であり、ｃiは混合物中のｉ成分のモル部分であり、
0005588443.tif 000033
である）。
【０１６２】
いくつかの特定の事例は以下で考慮する。
【０１６３】
Ａ．第１のタイプの１つの化合物および第２のタイプの１つの化合物の二成分組成物の条件は次の通りである：ｎy1＝ｎz1＝ｎ┴1＜ｎx1  およびｎy2＝ｎz2＝ｎ┴2＞ｎx2。
【０１６４】
第２の化合物はネガティブＡタイプを形成するが、その遅延率は、第１の化合物から形成されるポジティブＡタイプの遅延率に等しくはない。そこで、関係式（ＶＩＩ）は、
0005588443.tif 000034
（式中、Ｎ＝２、ｃ1＝ｃ、ｃ2＝１−ｃ、およびｃは第１のタイプの成分のモル部分である）である。
【０１６５】
モル比ｃが０から１へ変化する場合、異方性光学フィルムのタイプはネガティブＡタイプからポジティブＡタイプへ転換する。
【０１６６】
Ｂ．第１のタイプの１つの化合物および第２のタイプの１つの化合物の二成分組成物。
【０１６７】
この事例において、光学フィルムの屈折率は以下の条件を満たす：
0005588443.tif 000035
（ＶＩＩＩ）
（式中、Ｎ＝２、ｃ1＝ｃ、ｃ2＝１−ｃ、およびｃは０乃至１の値を有するモル比である）。
【０１６８】
第１のタイプの化合物のモル部分の任意の値で関係式（ＶＩ）および（ＶＩＩＩ）のｎy＞ｎzに基づいて、ｃは０≦ｃ＜１の条件を満たす。ｎx1＞ｍａｘ（ｎ┴，ｎy2）およびｎx2＜ｍｉｎ（ｎ┴，ｎz2）ならば、モル比ｃが規定された範囲内で変化する場合、異方性光学フィルムのタイプは、ポジティブＢAタイプ（ｎx＜ｎz＜ｎy）からポジティブＡCタイプ（ｎz＜ｎy＜ｎx）へ変化するが、前記組成物から製造された異方性光学フィルムのＮＺファクターの下限は、第２のタイプの個別の化合物によって形成された異方性光学フィルムのＮＺファクターの値によって定義される。
【０１６９】
Ｃ．第１のタイプの１つの化合物（「＋Ａ成分」）および第２のタイプの２つの化合物（「ＢＡ成分」および「−Ａ成分」）を含む三成分組成物。
【０１７０】
ポリマー（「＋Ａ成分」）成分の存在が必要とされる場合、この組成物はリオトロピック液晶相または固体リタデーションフィルムに対して特定の所望される特性を与えるために使用することができるが、リタデーションフィルムのＮＺファクターの増加は所望されない。この事例において、ＮＺファクターの許容範囲は０乃至＋∞である。
【０１７１】
図１８は、Ｐ１化合物およびＣ１化合物の組成物に基づいた実験データを要約し、固体光学リタデーション層のＮＺファクターｖｓ組成物中の第２のタイプの成分のモル部分のプロットを表わし、ＮＺファクターの値の達成可能な範囲ｖｓ組成物を示す。
【０１７２】
実施例２０
この実施例は、Ｐ２としてこの後参照されるポリ（２，２’−ジスルホ−４，４’−ベンジジンスルホテレフタルアミド（表２中の構造４）セシウム塩、および実施例１７において記載される化合物Ｃ１の二成分組成物を含む溶液からのＡCタイプの固体光学的リタデーション層の調製を記載する。有機化合物の前記組成物は複合リオトロピック液晶システムを形成可能である。Ｐ２の剛体棒状マクロ分子は、板状超分子Ｃ１のπ−πスタック（カラム）と共に配向させることができる。
【０１７３】
以下のようにＰ２／Ｃ１＝６５／３５ｍｏｌ％組成物を調製した。５．３２ｇ（０．００６５ｍｏｌ）のＰ２のセシウム塩を４７５ｇの脱イオン水（導電率〜５μＳｍ／ｃｍ）中で溶解し、懸濁物を磁石撹拌機で混合した。溶解後に、孔サイズ４５μｍを持つ親水性ナイロンフィルターで溶液を濾過した。別に、１．８６ｇ（０．００３５ｍｏｌ）のＣ１を６０ｇの脱イオン水中で溶解し、懸濁物を磁石撹拌機で混合した。撹拌しながら、清澄溶液が形成されるまで、４．４ｍｌの２０重量％水酸化セシウム（０．００７ｍｏｌ）を懸濁物の中へ徐々に一滴ずつ約１５分間で加えた。Ｐ２およびＣ１の清澄溶液を共に混合して、５４７ｇの清澄溶液を形成した。過剰な水を除去するためにこの組成物を回転蒸発装置で濃縮し、リオトロピック液晶（ＬＬＣ）溶液を表わす１２７ｇの二成分組成物を形成した。組成物（Ｐ２＋Ｃ１）ＣTOTの全濃度は約６重量％に等しかった。
【０１７４】
実施例１４において記載されるようにコーティングを製造し、光学的に特性を評価した。コーティングのＮＺファクターの値は約２．０に等しい。
【０１７５】
実施例２１
この実施例は、実施例２０において記載される有機化合物Ｐ２および実施例１７において記載されるＣ１の二成分組成物を含む溶液からのＢＡタイプの固体光学的リタデーション層の調製を記載する。
【０１７６】
以下のようにＰ２／Ｃ１＝３５／６５モル％組成物を調製した。２．８６ｇ（０．００３５ｍｏｌ）のＰ２のセシウム塩を７０ｇの脱イオン水（導電率〜５μＳｍ／ｃｍ）中で溶解し、懸濁物を磁石撹拌機で混合した。溶解後に、孔サイズ４５μｍを持つ親水性ナイロンフィルターで溶液を濾過した。別に、３．４４ｇ（０．００６５ｍｏｌ）のＣ１を１０３ｇの脱イオン水中で溶解し、懸濁物を磁石撹拌機で混合した。撹拌しながら、清澄溶液が形成されるまで、７．７５ｍｌの２０重量％水酸化セシウムを懸濁物の中へ徐々に一滴ずつ約１５分間で加えた。Ｐ２およびＣ１の清澄溶液を共に混合して、４００ｇの清澄溶液を形成した。過剰な水を除去するためにこの組成物を回転蒸発装置で濃縮し、リオトロピック液晶（ＬＬＣ）溶液を表わす７０ｇの二成分組成物を形成した。組成物（Ｐ２＋Ｃ１）ＣTOTの全濃度は約１１％に等しかった。
【０１７７】
実施例１４において記載されるようにコーティングを製造し、光学的に特性を評価したが、ガードナーの（登録商標）ワイヤー状のステンレス鋼棒＃４をガードナーの（登録商標）ワイヤー状のステンレス鋼棒＃８の代わりに使用した。得られた固体光学的リタデーション層を主屈折率によって特性を評価し、それはｎx＜ｎz＜ｎyの条件に従っていた。波長λ＝５５０ｎｍでのＮＺファクターは約０．７に等しい。
【０１７８】
実施例２２
この実施例は、Ｐ３としてこの後参照されるポリ（２，２’−ジスルホ−４，４’−ベンジジンナフタレン−２，６−ジカルボキサミド（表２中の構造７）、および実施例１７において記載されるＣ１の二成分組成物を含む溶液からのＡＣタイプの固体光学的リタデーション層の調製を記載する。有機化合物の前記組成物は複合リオトロピック液晶システムを形成可能である。Ｐ３の剛体棒状マクロ分子は、板状超分子Ｃ１のπ−πスタック（カラム）と共に配向させることができる。
【０１７９】
以下のように、Ｐ３／Ｃ１＝６５／３５ｍｏｌ％組成物を調製した。５．１２ｇのＰ３のセシウム塩（０．００６５ｍｏｌ）を４７５ｇの脱イオン水（導電率〜５／ｃｍμＳｍ）中で溶解し、懸濁物は磁石撹拌機で混合した。溶解後に、孔サイズ４５μｍを持つ親水性ナイロンフィルターで溶液を濾過した。別に、１．８６ｇ（０．００３５ｍｏｌ）のＣ１を６０ｇの脱イオン水中で溶解し、懸濁物を磁石撹拌機で混合した。撹拌しながら、清澄溶液が形成されるまで、４．４ｍｌの２０重量％水酸化セシウム（０．００７ｍｏｌ）を懸濁物の中へ徐々に一滴ずつ約１５分間で加えた。Ｐ３およびＣ１の清澄溶液は共に混合して、５４７ｇの清澄溶液を形成した。過剰な水を除去するために回転蒸発装置でこの組成物を濃縮し、リオトロピック液晶（ＬＬＣ）溶液を表わす１２７ｇの二成分組成物を形成した。組成物（Ｐ３＋Ｃ１）ＣTOTの全濃度は約６重量％に等しかった。
【０１８０】
実施例１４において記載されるようにコーティングを製造し、光学的に特性を評価した。コーティングのＮＺファクターの値は約２．４に等しい。
【０１８１】
実施例２３
この実施例は、実施例１７において記載されるものと同じ有機化合物Ｐ３およびＣ１の二成分組成物を含む溶液からのＢＡタイプの固体光学的リタデーション層の調製を記載する。
【０１８２】
以下のようにＰ３／Ｃ１＝３０／７０モル％組成物を調製した。２．３６ｇ（０．００３０ｍｏｌ）のＰ３のセシウム塩を７０ｇの脱イオン水（導電率〜５／ｃｍμＳｍ）中で溶解し、懸濁物を磁石撹拌機で混合した。溶解後に、孔サイズ４５μｍを持つ親水性ナイロンフィルターで溶液を濾過した。別に、３．７０ｇ（０．００７０ｍｏｌ）のＣ１を１０３ｇの脱イオン水中で溶解し、懸濁物を磁石撹拌機で混合した。撹拌しながら、清澄溶液が形成されるまで、７．７５ｍｌの２０重量％水酸化セシウムを懸濁物の中へ徐々に一滴ずつ約１５分間で加えた。Ｐ３およびＣ１の清澄溶液は共に混合して、４００ｇの清澄溶液を形成した。過剰な水を除去するために回転蒸発装置でこの組成物を濃縮し、リオトロピック液晶（ＬＬＣ）溶液を表わす７０ｇの二成分組成物を形成した。組成物（Ｐ３＋Ｃ１）ＣTOTの全濃度は約１１％に等しかった。
【０１８３】
実施例１４において記載されるようにコーティングを製造し、光学的に特性を評価したが、ガードナー（登録商標）ワイヤー状のステンレス鋼棒＃４をガードナー（登録商標）ワイヤー状のステンレス鋼棒＃８の代わりに使用した。得られた固体光学的リタデーション層は、約３５０ｎｍに等しい厚み、およびｎx＜ｎz＜ｎyの条件に従う主屈折率によって特徴づけられる。波長λ＝５５０ｎｍでのＮＺファクターは約０．６に等しい。
【０１８４】
上記実施例は、組成物中の第１のタイプの有機化合物および第２のタイプの有機化合物の比の変動によって、固体光学的リタデーション層の二軸性の程度を調整する能力を示す。
【０１８５】
実施例２４
図１９は、基板１上で形成された光学フィルムの横断面を示す。フィルムは、固体光学的リタデーション層２、粘着層３および保護層４を含有する。固体光学的リタデーション層は、実施例１４または１６において記載される方法を使用して製作することができる。ポリマー層４は、輸送過程における損傷から光学結晶フィルムを守る。
【０１８６】
この光学フィルムは半生成物であり、それは例えば、外部リターダーとしてＬＣＤ中で使用することができる。保護層４の除去に際して、光学フィルムは粘着層３によりガラス上へ適用することができる。
【０１８７】
実施例２５
基板上に形成された追加の反射防止層５を持つ上記の光学フィルムは、ＬＣＤ前面に適用することができる（図２０）。例えば、二酸化ケイ素の反射防止層は、ＬＣＤ前面から反射される光の割合を３０％低下させる。
【０１８８】
実施例２６
電気光学装置またはＬＣＤの前面に適用された上記の光学フィルムに対して、追加の反射層６を基板上に形成することができる（図２１）。反射層は、例えばアルミニウムフィルムの沈着によって得ることができる。
実施例２７
【０１８９】
この実施例において、固体光学的リタデーション層２は、基板として働く、拡散半透明反射体または鏡面半透明反射体６上へ適用される（図２２）。反射体層６は平坦化層７（省略可能）で覆われてもよい。ポリウレタンポリマーもしくはアクリルポリマーまたは他の材料もこの平坦化層の作製のために使用することができる。
実施例２８
【０１９０】
この実施例は、本発明に記載の単一二軸性ＡCタイプのプレートで補償されたマルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ（ＭＶＡ  ＬＣＤ）を記載する。シミュレートしたＭＶＡ  ＬＣＤデザインの光学層を図２３中で示し、これらは液晶セル１０の各々の側に配置された２つの偏光板８および１１、ならびに前面の偏光板８と液晶セル１０との間に位置する１つの補償構造９を含む。ＬＣＤはバックライト１２をさらに含む。補償構造は、進相軸および遅相軸にそれぞれ対応する２つの面内屈折率（ｎｆおよびｎｓ）および法線方向での１つの屈折率（ｎｎ）によって特徴づけられ、可視スペクトル範囲における電磁放射についてのｎｓ＞ｎｆ＞ｎｎの条件に従う、単一リタデーション層を含む。このリタデーション層は以下のパラメーターを有する二軸性ＡCタイプのプレートである。波長λ＝５５０ｎｍで、厚みｄ＝１．２ミクロンおよびｎs＝１．７２、ｎf＝１．６８、ｎn＝１．６２（ｎs＞ｎf＞ｎn）。このタイプのリタデーション層の調製は実施例１７、２０および２２中に記載され、ｎx＝ｎs、ｎy＝ｎfおよびｎz＝ｎnである。
【０１９１】
前部８および後部１１の偏光板は各々、５０ｎｍのリタデーションを提供するネガティブＣタイプのプレートの典型的な特性を持つ１つの内部ＴＡＣ層を含む。このＴＡＣフィルムのリタデーションは光学的補償に影響を及ぼし、考慮される。セットアップは、アジマス角４５、１３５、−４５、−１３５での再配向面を持つ４つのＬＣドメインが使用される、マルチドメイン垂直配向液晶（ＭＶＡ  ＬＣ）セルに基づく。Δｎｄ≒２７５ｎｍのセルリタデーションを提供するために、ＬＣ光学異方性ΔｎのためにＶＡセルの厚みｄを選択した。層表面に対するＬＣディレクタープレチルト角は８９°である。負の誘電異方性（ε||−ε┴＝−３．５）および低複屈折（Δｎ≒０．０８）を持つＬＣ材料は、４５、１３５；−４５、−１３５のアジマス角で配向される。シミュレーションにおいて使用されるＬＣの弾性モジュールは、Ｋ11＝１０ｐＮ、Ｋ22＝５ｐＮおよびＫ33＝１５ｐＮという典型的な値であった。与えられたＬＣパラメーターについて、最大値に近い透過率を持つ状態は実験と一致する８Ｖの適用電圧で達成される。
【０１９２】
図２３中に示される光学的異方性要素の主軸の角度方向は、以下の通りである。
・前部偏光板および後部偏光板の透過軸は、それぞれφ＝９０°およびφ＝０°である、
・二軸性ＡCタイプのプレートリターダーの事例においてｎs方向はφ＝９０°である。
【０１９３】
ＡCタイプのプレート厚みの最適化は、５５０ｎｍでの最大のコントラスト比のために行われた。コントラスト比ｖｓ視野角を図２４ａおよび２４ｂ中で示す。比較のために、非補償マルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ（ＭＶＡ  ＬＣＤ）のコントラスト比ｖｓ視野角を図２５ａおよび２５ｂ中で示す。
【０１９４】
実施例２９
この実施例は、本発明に記載の二軸性ＡＣタイプのプレートおよび一軸性のネガティブＣ−プレートで補償されたマルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ（ＭＶＡ  ＬＣＤ）を記載する。シミュレートしたＭＶＡ  ＬＣＤデザインの光学層を図２６中で示し、これらは液晶セル１０の各々の側に配置された２つの偏光板８および１１、ならびに前面の偏光板８と液晶セル１０との間に位置する１つの補償構造９を含む。ＬＣＤはバックライト１２も含む。補償構造は二軸性ＡCタイプのプレート１４およびプレートに対して垂直な光学軸を有する一軸性のネガティブＣプレート１３を含む。二軸性ＡＣタイプのプレートは以下のパラメーターを有する。波長λ＝５５０ｎｍで、厚みｄ＝１．２ミクロンおよびｎs＝１．７２、ｎf＝１．６８、ｎn＝１．６２（ｎs＞ｎf＞ｎn）。このタイプのリタデーション層の調製は実施例１７、２０および２２中に記載され、ｎx＝ｎs、ｎy＝ｎfおよびｎz＝ｎnである。一軸性のネガティブＣ−プレートは７０ｎｍに等しいリタデーションによって特徴づけられる。
【０１９５】
前部８および後部１１の偏光板は各々、５０ｎｍのリタデーションを提供するネガティブＣタイプのプレートの典型的な特性を持つＴＡＣ層を含む。このＴＡＣフィルムのリタデーションは光学的補償に影響を及ぼし、考慮される。セットアップは、アジマス角４５、１３５、−４５、−１３５での再配向面を持つ４つのＬＣドメインが使用される、マルチドメイン垂直配向液晶（ＭＶＡ  ＬＣ）セルに基づく。Δｎｄ≒２７５ｎｍのセルリタデーションを提供するために、ＬＣ光学異方性ΔｎのためにＶＡセルの厚みｄを選択した。層表面に対するＬＣディレクタープレチルト角は８９°であった。負の誘電異方性（ε||−ε┴＝３．５）および低複屈折（Δｎ≒０．０８）を持つＬＣ材料は、４５、１３５；−４５、−１３５のアジマス角で配向される。シミュレーションにおいて使用されるＬＣの弾性モジュールは、Ｋ11＝１０ｐＮ、Ｋ22＝５ｐＮおよびＫ33＝１５ｐＮという典型的な値であった。かかるＬＣパラメーターで最大値に近い透過率を持つ状態は実験と一致する８Ｖの適用電圧で達成される。
【０１９６】
図２６中に示される光学的異方性要素の主軸の角度方向は、以下の通りである。
・前部偏光板および後部偏光板の透過軸は、それぞれφ＝９０°およびφ＝０°である、
・二軸性ＡCタイプのプレートリターダーの事例においてｎｓ方向はφ＝９０°である。
【０１９７】
至適な二重プレートの補償ＭＶＡ  ＬＣＤのコントラスト比ｖｓ視野角を図２７ａおよび２７ｂ中で示す。比較のために、マルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ（ＭＶＡ  ＬＣＤ）の補償なしのコントラスト比ｖｓ視野角（曲線１）、単一プレート補償のコントラスト比ｖｓ視野角（曲線２）、および二重プレート補償のコントラスト比ｖｓ視野角（曲線３）を、図２８中で示す。
【０１９８】
本発明は特定の好ましい実施形態に関して詳細に記載したが、当業者は様々な修飾および増強が以下の請求項の趣旨および範囲から逸脱せずになされてもよいことを認識するだろう。
【図１】
0005588443.tif 000042
【図２】
0005588443.tif 000043
【図３】
0005588443.tif 000044
【図４】
0005588443.tif 000045
【図５】
0005588443.tif 000046
【図６】
0005588443.tif 000047
【図７】
0005588443.tif 000048
【図８】
0005588443.tif 000049
【図９】
0005588443.tif 000050
【図１０】
0005588443.tif 000051
【図１１】
0005588443.tif 000052
【図１２】
0005588443.tif 000053
【図１３】
0005588443.tif 000054
【図１４】
0005588443.tif 000055
【図１５】
0005588443.tif 000056
【図１６】
0005588443.tif 000057
【図１７ａ】
0005588443.tif 000058
【図１７ｂ】
0005588443.tif 000059
【図１７ｃ】
0005588443.tif 000060
【図１７ｄ】
0005588443.tif 000061
【図１８】
0005588443.tif 000062
【図１９】
0005588443.tif 000063
【図２０】
0005588443.tif 000064
【図２１】
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【図２２】
0005588443.tif 000066
【図２３】
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【図２４ａ】
0005588443.tif 000068
【図２４ｂ】
0005588443.tif 000069
【図２５ａ】
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【図２５ｂ】
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【図２６】
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【図２７ａ】
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【図２７ｂ】
0005588443.tif 000074
【図２８】
0005588443.tif 000075