(57)【要約】  開示される偏光子は、複屈折材料で作られた少なくとも１つの基材と、基材の上に配置された偏光板とを備える。基材は、ポジティブＡ型の異方性を有するとともに基材表面に平行な遅軸を有する。偏光板は、可視スペクトル領域の少なくとも１つの小領域において電磁放射の異方性吸収を有し、偏光板の透過軸と基材の遅軸とは、互いに実質的に平行に向けられる。【選択図】      図４
2013513133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複屈折材料で作られた少なくとも１つの基材と、
前記基材の上に配置された偏光板と、
を備え、
前記基材は、ポジティブＡ型の異方性を有するとともに該基材の表面に平行な遅軸を有し、
前記偏光板は、可視スペクトル領域の少なくとも１つの小領域において電磁放射の異方性吸収を有し、
前記偏光板の透過軸と前記基材の前記遅軸とは互いに実質的に平行である、
ことを特徴とする偏光子。
【請求項２】
前記複屈折材料は、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタラート（ＰＥＮ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、配向ポリプロピレン（ＯＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリイミド（ＰＩ）、及びポリエステルを含むリストから選択されることを特徴とする、請求項１に記載の偏光子。
【請求項３】
２つの前記基材を備え、前記偏光板は該基材の間に挟まれることを特徴とする、請求項１〜請求項２のいずれかに記載の偏光子。
【請求項４】
遅延板をさらに備え、前記遅延板の型は、ネガティブＣ型、ネガティブＡ型、及びＢA型を含むリストから選択されることを特徴とする、請求項１〜請求項３までのいずれかに記載の偏光子。
【請求項５】
前記偏光板は、延伸ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）で作られることを特徴とする、請求項１〜請求項４までのいずれかに記載の偏光子。
【請求項６】
前記遅延ＢA型板及びネガティブＡ型板は、少なくとも１つの第１の型の有機化合物、及び少なくとも１つの第２の型の有機化合物を含み、
前記第１の型の有機化合物は以下の一般構造式Ｉを有し、
【化１】
2013513133.tif 000026
式中、Ｃｏｒｅは剛体棒状高分子を形成することができる共役有機ユニットであり、
ｎは、前記剛体棒状高分子内の前記共役有機ユニットの数であり、Ｇkは一組の無機側基であり、ｋは前記一組のＧk内の側基の数であり、
前記第２の型の有機化合物は以下の一般構造式ＩＩを有し、
【化２】
2013513133.tif 000027
式中、Ｓｙｓは少なくとも部分的に共役する実質的に平面の多環式分子系であり、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｑ及びＲは置換基であり、置換基Ｘはカルボン酸基−ＣＯＯＨで、ｍは０、１、２、３又は４であり、置換基Ｙはスルホン酸基−ＳＯ3Ｈで、ｈは０、１、２、３又は４であり、置換基Ｚはカルボキサミド基−ＣＯ2ＮＨ2で、ｐは０、１、２、３又は４であり、置換基Ｑはスルホンアミド基−ＳＯ2ＮＨ2で、ｖは０、１、２、３又は４であり、
前記第２の型の有機化合物は、π−π結合を介して板状の超分子を形成し、前記遅延板は可視スペクトル領域の電磁放射に対して実質的に透明である、
ことを特徴とする、請求項４〜請求項５のいずれかに記載の偏光子。
【請求項７】
前記遅延ネガティブＣ型板は、ｎ個の有機ユニットを含む一般構造式ＩＩＩの少なくとも１つの有機ポリマー化合物を含み、
【化３】
2013513133.tif 000028
式中、数ｎは５から１０００迄の範囲の整数であり、前記有機ユニットは剛体棒状高分子を形成することができる共役有機成分Ｃｏｒｅ１、Ｃｏｒｅ２、Ｃｏｒｅ３及びＣｏｒｅ４を含み、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３及びＧ４は、−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−、−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−、−Ｎ＝（Ｃ（Ｏ））2＝、−Ｏ−ＮＨ−、直鎖及び分岐（Ｃ１−Ｃ４）アルキレン、直鎖及び分岐（Ｃ１−Ｃ４）アルキニレン、−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）−を含むリストから選択されるスペーサであり、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、前記有機ポリマー化合物又はその塩に、適切な溶媒中での溶解度をもたらす親液性側基であり、水又は水混和性溶媒に対して−ＣＯＯＭ、−ＳＯ3Ｍ、−ＨＭＰＯ3及び−Ｍ2ＰＯ3を含むリストから独立に選択される同じ又は異なる親液性側基であり、対イオンＭは、Ｈ+、Ｎａ+、Ｋ+、Ｌｉ+、Ｃｓ+、Ｂａ2+、Ｃａ2+、Ｍｇ2+、Ｓｒ2+、Ｐｂ2+、Ｚｎ2+、Ｌａ3+、Ｃｅ3+、Ｙ3+、Ｙｂ3+、Ｇｄ3+、Ｚｒ4+及びＮＨ4-kＱk+を含むリストから選択され、Ｑは、直鎖及び分岐（Ｃ１−Ｃ２０）アルキル、（Ｃ２−Ｃ２０）アルケニル、（Ｃ２−Ｃ２０）アルキニル、及び（Ｃ６−Ｃ２０）アリールアルキルを含むリストから独立に選択され、ｋは、０、１、２、３又は４であり、有機溶媒に対しては、直鎖及び分岐（Ｃ１−Ｃ２０）アルキル、（Ｃ２−Ｃ２０）アルケニル、及び（Ｃ２−Ｃ２０）アルキニルであり、ｍ１、ｍ２、ｍ３及びｍ４は、前記共役有機成分Ｃｏｒｅ１、Ｃｏｒｅ２、Ｃｏｒｅ３及びＣｏｒｅ４内の前記親液性側基Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４の数であり、従って、その和ｍ＝ｍ１＋ｍ２＋ｍ３＋ｍ４は、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８に等しく、ｔ２、ｔ３及びｔ４は、独立に０又は１に等しい数であり、前記固体光学的遅延層は、可視スペクトル領域の電磁放射に対して実質的に透明なネガティブＣ型板又はＡｃ型板である、
ことを特徴とする、請求項４〜請求項５のいずれかに記載の偏光子。
【請求項８】
液晶セルと、
前記液晶セルの両側に配置された前方偏光子及び後方偏光子と、
を備え、
前記偏光子は、互いに垂直な透過軸を有し、
前記偏光子の少なくとも１つは、複屈折材料で作られた少なくとも１つの基材と、前記基材上に配置された偏光板とを備え、
前記基材は、ポジティブＡ型の異方性を有するとともに該基材の表面に平行な遅軸を有し、
前記偏光板は、可視スペクトル領域の少なくとも１つの小領域において電磁放射の異方性吸収を有し、
前記偏光板の透過軸と前記基材の前記遅軸とは、互いに実質的に平行である、
ことを特徴とする液晶ディスプレイ。
【請求項９】
前記基材の複屈折材料は、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタラート（ＰＥＮ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、配向ポリプロピレン（ＯＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリイミド（ＰＩ）、及びポリエステルを含むリストから選択されることを特徴とする、請求項８に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項１０】
前記偏光子の少なくとも１つは、２つの基材を備え、これら基材の間に前記偏光板が挟まれることを特徴とする、請求項８〜請求項９のいずれかに記載の液晶ディスプレイ。
【請求項１１】
前記偏光子の少なくとも１つは、遅延板を備え、前記遅延板の型は、ネガティブＣ型、ネガティブＡ型、及びＢA型を含むリストから選択されることを特徴とする、請求項８〜請求項１０のいずれかに記載の偏光子。
【請求項１２】
前記液晶セルは垂直配向モード型液晶セルであり、前記前方偏光子は前記ネガティブＣ型の前記遅延板を備えることを特徴とする、請求項１１に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項１３】
前記液晶セルは面内スイッチングモード型液晶セルであり、前記前方偏光子は前記ＢA型遅延板又は前記ネガティブＡ型遅延板を備えることを特徴とする、請求項１１に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項１４】
少なくとも１つの前記偏光子は、延伸ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）をベースとする前記偏光板を備えることを特徴とする、請求項８〜請求項１３のいずれか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】
本発明は一般に液晶ディスプレイの構成要素に関し、より具体的には偏光子に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学偏光子は、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などの製品の光学的コントラストを高めるために広く用いられている。
これらの用途に最も一般的に用いられている偏光子の型の１つが二色性偏光子であり、これは１つの偏光の光を吸収し、他の偏光の光を透過させる。二色性偏光子は、染料を、少なくとも一方向に延伸したポリマーマトリックス中に混和することによって作成することができる。二色性偏光子はまた、ポリマーマトリックスを一軸延伸し、このマトリックスを二色性染料で染色することによって作成することができる。代替的に、ポリマーマトリックスを配向二色性染料で染色することができる。二色性染料には、アントラキノン及びアゾ染料、並びにヨウ素が含まれる。多くの市販の二色性偏光子には、染料用のポリマーマトリックスとしてポリビニルアルコールが用いられている。
【０００３】
偏光子の性能の１つの尺度はそれらの消光比である。消光比は、優先的に透過させる偏光状態にある偏光子による透過光の、直交偏光状態における透過光に対する比である。これら２つの直交状態は、多くの場合、光の２つの直線偏光に関係付けられる。二色性偏光子の消光比は、それらの特定の構造及び目的の用途によって広範囲に変化する。例えば、二色性偏光子は、５：１と３０００：１の間の消光比を有することができる。ディスプレイシステムに用いられる二色性偏光子は、１００：１、さらには５００：１より大きいことが好ましい消光比を通常有する。二色性偏光子は他の光学装置、例えば他の型の反射偏光子又はミラーと共に用いることもできる（非特許文献１を参照されたい）。成長するＬＣＤ市場のために、偏光子の需要が増加しつつある。
【０００４】
ＬＣＤの全ての構成要素の耐久性及び機械的強度に対する要求は、特にディスプレイの新しい応用分野の発展に伴って、益々高くなりつつある。ＬＣＤ用の偏光子の従来の設計は、偏光板の両側に配置された保護基材を含む。保護基材は偏光子の耐久性及び機械的安定性を向上させるために用いられる。トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）が、保護基材の材料として広く使用されている。この材料は、高い透明度及び偏光板への良好な接着性を有する。
【０００５】
同時に、ＴＡＣ基材は、他のポリマー基材、例えば複屈折基材と比べて多くの欠点を有する。ＴＡＣ基材は高価な構成要素であり、機械的強度及び硬度が低く、かつ、高い吸水率を有する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｐ．Ｙｅｈ及びＣ．Ｇｕ著「Ｏｐｔｉｃｓ  ｏｆ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙｓ」、Ｗｉｌｅｙ、ニューヨーク、１９９９年
【発明の概要】
【０００７】
本発明の第１の態様において、複屈折材料でつくられた少なくとも１つの基材と、基材上に配置された偏光板とを備えた偏光子が提供される。基材は、ポジティブＡ型の異方性を有するとともに基材表面に平行な遅軸（ｓｌｏｗ  ｏｐｔｉｃａｌ  ａｘｉｓ）を有する。偏光板は、可視スペクトル領域の少なくとも１つの小領域において電磁放射の異方性吸収を有し、偏光板の透過軸と基材の遅軸とは、互いに実質的に平行に向けられる。
【０００８】
本発明の第２の態様において、液晶セルと、液晶セルの両側に配置された前方偏光子及び後方偏光子とを備えた液晶ディスプレイが提供される。これら偏光子は、互いに垂直な透過軸を有する。少なくとも１つの偏光子は、複屈折材料で作られた少なくとも１つの基材と、基材上に配置された偏光板とを備える。基材は、ポジティブＡ型の異方性を有するとともに基材表面に平行な遅軸を有する。偏光板は、可視スペクトル領域の少なくとも１つの小領域において電磁放射の異方性吸収を有し、偏光板の透過軸と基材の遅軸とは、互いに実質的に平行に向けられる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】共重合体中のテレフタルアミド／イソフタルアミドのモル比が５０：５０の、２,２’−ジスルホ−４,４’−ベンジジンテレフタルアミド−イソフタルアミド共重合体セシウム塩の吸収スペクトルを示す。
【図２】共重合体中のテレフタルアミド／イソフタルアミドのモル比が５０：５０の、２,２’−ジスルホ−４,４’−ベンジジンテレフタルアミド−イソフタルアミド共重合体セシウム塩を用いてガラス基材上に調製された有機遅延層の主屈折率スペクトルを示す。
【図３】共重合体中のテレフタルアミド／イソフタルアミドのモル比が５０：５０の、２,２’−ジスルホ−４,４’−ベンジジンテレフタルアミド−イソフタルアミド共重合体セシウム塩の水溶液の、粘性率の剪断速度に対する依存性を示す。
【図４】本発明による、ＰＥＴ基材をベースとする偏光子を用いた垂直配向モードの液晶ディスプレイの概略を示す。
【図５】図４に示す液晶ディスプレイの、計算された視角性能を示す。
【図６】本発明による、ＰＥＴ基材をベースとする偏光子を用いた面内スイッチングモードの液晶ディスプレイの概略を示す。
【図７】図６に示す液晶ディスプレイの、計算された視角性能を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の一般的説明は既に行ったが、特定の好ましい実施形態を参照することによりさらに進んだ理解を得ることができ、これらは本明細書において例証のみを目的として与えられるものであり、添付の特許請求の範囲を限定することを意図しない。
【００１１】
本発明の説明及び特許請求の範囲において用いられる種々の用語の定義を以下に列記する。
用語「可視スペクトル領域」は、およそ４００ｎｍに等しい下限及びおよそ７５０ｎｍに等しい上限を有するスペクトル領域を指す。
用語「遅延層」は、３つの主屈折率（ｎx、ｎy、ｎz）によって特徴付けられる光学的異方性層を指し、ここで、屈折率ｎx及びｎyに関する２つの主軸方向は遅延層の平面と一致するｘｙ面内にあり、屈折率ｎzに関する１つの主軸方向は遅延層の法線と一致し、少なくとも２つの主屈折率は異なる。
用語「ポジティブＡ型の異方性を有する基材」は、屈折率ｎx、ｎy、ｎzが可視スペクトル領域においてｎz＝ｎy＜ｎxの条件に従う、一軸性光学基材を指す。
用語「ネガティブＣ型の遅延板」は、屈折率ｎx、ｎy、ｎzが可視スペクトル領域においてｎz＜ｎy＝ｎxの条件に従う、一軸性光学遅延板を指す。
用語「ネガティブＡ型の遅延板」は、屈折率ｎx、ｎy、ｎzが可視スペクトル領域においてｎx＜ｎy＝ｎzの条件に従う、一軸性光学遅延板を指す。
用語「ネガティブＢA型の遅延板」は、屈折率ｎx、ｎy、ｎzが可視スペクトル領域においてｎx＜ｎz＜ｎyの条件に従う、二軸性光学遅延板を指す。
用語「厚さ遅延Ｒth」は、遅延層、基材又は板の厚さをｄとして、式Ｒth＝［ｎz−（ｎx＋ｎy）／２］＊ｄによって定義される、遅延層、基材又は板の遅延を指す。
用語「面内遅延Ｒ0」は、遅延層、基材又は板の厚さをｄとして、式Ｒ0＝（ｎx−ｎy）＊ｄによって定義される、遅延層、基材又は板の遅延を指す。
上記の定義は、全ての型の異方性層に関して、垂直ｚ軸回りの座標系（実験室系の）の回転に対して不変である。
【００１２】
本発明はまた、上記で開示した偏光子を提供する。本発明による偏光子の一実施形態において、複屈折材料は、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタラート（ＰＥＮ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、配向ポリプロピレン（ＯＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリイミド（ＰＩ）、及びポリエステルを含むリストから選択される。
【００１３】
以下の表１に、種々の複屈折材料の特性をＴＡＣ材料と比較して示す。
【表１】
2013513133.tif 000003
【００１４】
表１に示すように、ＰＥＴ材料は、ＴＡＣよりも遥かに優れた破壊強度及び破断伸度などの機械的特性を有するので、ＴＡＣ膜を、実質的により薄いＰＥＴ膜で効率的に置き換えることができる。ＰＥＴはまたＴＡＣより数倍も安価である。しかしＰＥＴ膜は、Δn＝０．０１−０．０５の高い複屈折性を示すポジティブＡ板として機能する。表１に示す他の複屈折材料もまた優れた機械的特性及びより高い環境耐性を示し、これはＴＡＣ材料と比べて有利である。
【００１５】
本発明の別の実施形態において、偏光子は、２つの基材及びそれら基材の間に挟まれた偏光板を備える。本発明のさらに別の実施形態において、偏光子は遅延板をさらに備え、遅延板の型は、ネガティブＣ型、ネガティブＡ型、及びＢA型を含むリストから選択される。偏光子のさらに別の実施形態において、偏光板は、延伸ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）をベースとするものである。
【００１６】
開示される偏光子の一実施形態において、遅延ＢA板及びネガティブＡ板の両方は、少なくとも１つの第１の型の有機化合物、及び少なくとも１つの第２の型の有機化合物を含む。第１の型の有機化合物は、以下の一般構造式Ｉを有する。
【化１】
2013513133.tif 000004
式中、Ｃｏｒｅは剛体棒状高分子を形成することができる共役有機ユニットであり、ｎは、剛体棒状高分子内の共役有機ユニットの数であり、Ｇkは一組の無機側基であり、ｋは組Ｇk内の側基の数である。第２の型の有機化合物は、以下の一般構造式ＩＩを有する。
【化２】
2013513133.tif 000005
式中、Ｓｙｓは少なくとも部分的に共役する実質的に平面の多環式分子系であり、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｑ及びＲは置換基であり、置換基Ｘはカルボキシル基−ＣＯＯＨで、ｍは０、１、２、３又は４であり、置換基Ｙはスルホン基−ＳＯ3Ｈで、ｈは０、１、２、３又は４であり、置換基Ｚはカルボキサミド基−ＣＯ2ＮＨ2で、ｐは０、１、２、３又は４であり、置換基Ｑはスルホンアミド基−ＳＯ2ＮＨ2で、ｖは０、１、２、３又は４である。第２の型の有機化合物は、π−π結合を介して板状の超分子を形成し、第１及び第２の型の化合物を含む組成物は、適切な溶媒の溶液中でリオトロピック液晶を形成する。固体遅延板はこの溶液から形成され、この遅延板は可視スペクトル領域の電磁放射に対して実質的に透明である。無機側基及びその数ｋは、溶媒中での第１の型の有機化合物の溶解度をもたらすとともに棒状高分子に剛性を与え、数ｎは、有機化合物又はその塩の溶液中での高分子の自己会合を促進する、分子異方性をもたらす。
【００１７】
開示される偏光子の別の実施形態において、遅延ネガティブＣ板は、ｎ個の有機ユニットを含む以下の一般式ＩＩＩの、少なくとも１つの有機ポリマー化合物を含む。
【化３】
2013513133.tif 000006
式中、数ｎは５から１０００迄の範囲の整数であり、有機ユニットは剛体棒状高分子を形成することができる共役有機成分Ｃｏｒｅ１、Ｃｏｒｅ２、Ｃｏｒｅ３及びＣｏｒｅ４を含み、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３及びＧ４は、−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−、−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−、−Ｎ＝（Ｃ（Ｏ））2＝、−Ｏ−ＮＨ−、直鎖及び分岐（Ｃ１−Ｃ４）アルキレン、直鎖及び分岐（Ｃ１−Ｃ４）アルキニレン、−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）−を含むリストから選択されるスペーサであり、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、有機ポリマー化合物又はその塩に、適切な溶媒中での溶解度をもたらす親液性側基であり、水又は水混和性溶媒に対しては、−ＣＯＯＭ、−ＳＯ3Ｍ、−ＨＭＰＯ3及び−Ｍ2ＰＯ3を含むリストから独立に選択される同じ又は異なる親液性側基であり、ここで対イオンＭは、Ｈ+、Ｎａ+、Ｋ+、Ｌｉ+、Ｃｓ+、Ｂａ2+、Ｃａ2+、Ｍｇ2+、Ｓｒ2+、Ｐｂ2+、Ｚｎ2+、Ｌａ3+、Ｃｅ3+、Ｙ3+、Ｙｂ3+、Ｇｄ3+、Ｚｒ4+及びＮＨ4-kＱk+を含むリストから選択され、Ｑは、直鎖及び分岐（Ｃ１−Ｃ２０）アルキル、（Ｃ２−Ｃ２０）アルケニル、（Ｃ２−Ｃ２０）アルキニル、及び（Ｃ６−Ｃ２０）アリールアルキルを含むリストから独立に選択され、ｋは、０、１、２、３又は４であり、有機溶媒に対しては、直鎖及び分岐（Ｃ１−Ｃ２０）アルキル、（Ｃ２−Ｃ２０）アルケニル、及び（Ｃ２−Ｃ２０）アルキニルであり、ｍ１、ｍ２、ｍ３及びｍ４は、共役有機成分Ｃｏｒｅ１、Ｃｏｒｅ２、Ｃｏｒｅ３及びＣｏｒｅ４内の親液性側基Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４の数であり、従って、その和ｍ＝ｍ１＋ｍ２＋ｍ３＋ｍ４は、０、１、２、３、４、５、６、７、又は８に等しく、ｔ２、ｔ３及びｔ４は、独立に０又は１に等しい数であり、固体光学的遅延層は、可視スペクトル領域の電磁放射に対して実質的に透明な、ネガティブＣ型又はＡｃ型板である。
【００１８】
本発明はまた、上記で開示した液晶ディスプレイを提供する。開示される液晶ディスプレイの一実施形態において、基材の複屈折材料は、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタラート（ＰＥＮ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、配向ポリプロピレン（ＯＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリイミド（ＰＩ）、及びポリエステルを含むリストから選択される。開示される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つの偏光子は、２つの基材及びそれら基材の間に挟まれた偏光板を備える。
【００１９】
開示する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つの偏光子は遅延板を備え、遅延板の型は、ネガティブＣ型、ネガティブＡ型、及びＢA型を含むリストから選択される。開示される液晶ディスプレイのさらに別の実施形態において、液晶セルは垂直配向モードの液晶セルであり、前方偏光子はネガティブＣ型の遅延板を備える。液晶ディスプレイの一実施形態において、液晶セルは面内スイッチングモードの液晶セルであり、前方偏光子はＢA型の遅延板又はネガティブＡ型の遅延板を備える。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つの偏光子は、延伸ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）をベースとする偏光板を備える。
【００２０】
本発明をより容易に理解できるように、以下の実施例について言及するが、これらは本発明を例証するためのものであり、範囲の限定を意図したものではない。
【実施例】
【００２１】
[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）セシウム塩の合成を説明するものであり、この化合物は親液性側基としてＳＯ3Ｍを有する構造式ＩＩＩの有機化合物の一例である。
【化４】
2013513133.tif 000007
１１．００ｇ（３１．３ｍｍｏｌ）の４，４’−ジアミノビフェニル−２，２’−ジスルホン酸を、３１．３１ｇ（９５．６ｍｍｏｌ）の炭酸セシウム、０．６０ｇ（１５．７ｍｍｏｌ）の水素化ホウ素ナトリウム及び２９７ｍｌの水と混合し、分散撹拌器を用いて溶解する迄撹拌した。得られた溶液を１００００ｒｐｍで撹拌しながら、７．１２ｇ（３４．９ｍｍｏｌ）のテレフタロイルジクロリド及び０．２１ｇ（１．５ｍｍｏｌ）のベンゾイルジクロリドを乾燥トルエン（５９５ｍＬ）に入れた溶液を、徐々に５分以内に加えた。撹拌をさらに５分間続けると、粘性のある白色エマルジョンが生じた。５０ｍｌのトルエン中の４．４２ｍｌの塩化ベンゾイルを加えて反応を停止させ、さらに３分間撹拌した。次いで、このエマルジョンを６００ｍｌのアセトンで希釈し、さらに３分間撹拌した。分離が起きて水相が分離するまでエマルジョンを放置した。３３３０ｍｌのエタノールでポリマーを沈殿させ、５９０ｍｌの水に溶解させ、２３６０ｍｌのアセトンで再び沈殿させた。沈殿物をろ過して乾燥させた。
【００２２】
試料のゲル浸透クラマトグラフ（ＧＰＣ）分析を、ダイオードアレイ検出器（λ＝２３０ｍｍ）を備えたＨｅｗｌｅｔｔ  Ｐａｃｋａｒｄ  １０５０クロマトグラフにより、Ｖａｒｉａｎ  ＧＰＣソフトウェアＣｉｒｒｕｓ３．２及びＳｈｏｄｅｘ  Ａｓａｈｉｐａｋ  ６Ｆ−７Ｍ  ＨＱカラムを用いて実施した。アセトニトリルと０．０５Ｍリン酸緩衝液（ｐＨ＝７）とのそれぞれ４０／６０の比の混合物を移動相とした。ポリ（パラ−スチレンスルホン酸）ナトリウム塩をＧＰＣ標準として用いた。数平均分子量Ｍｎ、重量平均分子量Ｍｗ、及び多分散性Ｐは、それぞれ、６．２×１０5、１．２×１０6、及び２．０と見出された。
【００２３】
［実施例２］
この実施例は、ポリ（２，２’−ジスルホ−４，４’−ベンジジンイソフタルアミド）セシウム塩の合成を説明するものであり、この化合物は親液性側基としてＳＯ3Ｍを有する構造式ＩＩＩの有機化合物の一例である。
【化５】
2013513133.tif 000008
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ＣｓＯＨ一水和物及び４０ｍｌの水と混合し、分散撹拌器を用いて溶解する迄撹拌した。この溶液に０．６７２ｇ（０．００８ｍｏｌ）の重炭酸ナトリウムを加えて撹拌した。溶液を高速（２５００ｒｐｍ）で撹拌しながら、０．８１２ｇ（０．００４ｍｏｌ）のイソフタロイルジクロリドを乾燥トルエン（１５ｍＬ）に入れた溶液を徐々に５分以内に加えた。撹拌をさらに５分間続けると、粘性のある白色エマルジョンが生じた。ついで、エマルジョンを４０ｍｌの水で希釈し、撹拌速度を１００ｒｐｍに下げた。反応物が均質になった後、２５０ｍｌのアセトンを加えてポリマーを沈殿させた。繊維状沈殿物をろ過して乾燥させた。
【００２４】
ポリマー試料のモル質量をゲル浸透クロマトグラフィ（ＧＰＣ）によって決定した。ポリマー試料のＧＰＣ分析は、Ｈｅｗｌｅｔｔ  Ｐａｃｋａｒｄ  １０５０ＨＰＬＣシステム及びダイオードアレイ検出器（λ＝２３０ｎｍ）を用いて実施した。クロマトグラフ分離は、ＴＯＳＨＯバイオサイエンス製のＴＳＫゲルＧ５０００ＰＷXLカラムを用いて行った。リン酸バッファ０．２Ｍ（ｐＨ＝６．９−７．０）を移動相として用いた。クロマトグラフィデータは、ＣｈｅｍＳｔａｔｉｏｎ  Ｂ１０．０３（Ａｇｉｌｅｎｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）及びＧＰＣソフトウェアＣｉｒｒｕｓ  ３．２（Ｖａｒｉａｎ）を用いて収集し処理した。ポリ（パラ−スチレンスルホン酸）ナトリウム塩をＧＰＣ標準として用いた。
【００２５】
［実施例３］
実施例３は、２，２’−ジスルホ−４，４’−ベンジジンテレフタルアミド−イソフタルアミド共重合体のセシウム塩の合成を説明するものである。
【化６】
2013513133.tif 000009
同じ又は類似の合成法を用いて、種々のモル比の共重合体を調製することができる。
３６．６９ｇ（１１４ｍｍｏｌ）の４，４’−ジアミノビフェニル−２，２’−ジスルホン酸を、水（２１８ｍｌ）に入れた２５．６８ｇ（２３８ｍｍｏｌ）の炭酸ナトリウム及び２．１９ｇ（５７ｍｍｌ）の水素化ホウ素ナトリウムと、３Ｌのビーカ中で混合し、固形物が完全に溶解する迄撹拌した。次いでトルエン（２１８ｍｌ）を加えた。得られた溶液を１００００ｒｐｍで撹拌しながら、１６．９ｇ（８３ｍｍｏｌ）のテレフタロイルクロリド（ＴＰＣ）、６．３２ｇ（３１ｍｍｏｌ）のイソフタロイルクロリド（ＩＰＣ）及び２．５９ｇ（１８ｍｍｏｌ）を塩化ベンゾイルのトルエン（１０９ｍｌ）に入れた溶液を加えた。得られた混合物を３分間撹拌し、次いで１４．２ｇ（１００ｍｍｏｌ）の塩化ベゾイル及び２２０ｍｌのアセトンを加えた。得られたエマルジョンを分液ロートに移して水相を分離させた。１６４０ｍｌのアセトンを加えてポリマーを沈殿させ、懸濁液をろ過し、ろ過ケーキを２２００ｍｌのエタノール及び１１００ｍｌのアセトンを用いて洗浄した。得られたポリマーを８０℃で乾燥させた。この物質は、図１に示す吸収スペクトルで特徴付けられた。試料のＧＰＣ分子量分析は実施例１及び２で説明したように実施した。
【００２６】
［実施例４］
この実施例は、ポリマー、すなわちポリ（スルホフェニルエチレン）のナトリウム塩の合成を説明し、この化合物は構造式Ｉの有機化合物の一例である。
【化７】
2013513133.tif 000010
周囲条件下２５００ｍｌのビーカ内で、４１０．０ｍｌの（真空引きして脱ガスし、アルゴンで充填し、次いでアルゴンでパージした）水に、０．６５４ｇの塩化第二銅（４．８２ｍｍｏｌ、０．０７当量）を撹拌しながら溶解させた。得られた溶液に、２６．０ｇの２，５−ビス−（ブロモメチル）−ベンゼンスルホン酸（６６．０２ｍｍｏｌ）を加え、次いで２５．８２ｇの臭化ナトリウム（２５０．８８ｍｍｏｌ、３．８当量）を白濁した懸濁液に加えた。激しく撹拌しながら反応混合物に１１５．５ｍｌのｎ−アミルアルコールを加えた。激しく撹拌しながら反応混合物に５２．０ｍｌの水に入れた１０．０３ｇの水素化ホウ素ナトリウム（２６４．０８ｍｍｏｌ、４．０当量）を一度に加えた。得られた混合物を１０分間撹拌した。下部の水層を分離し、得られた暗色の濁った溶液を二重層ガラスろ紙（Ｄ＝１８５ｍｍ）を通してろ過した。得られた溶液を、撹拌限外ろ過セルを用いてフィルタ膜（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ、ＰＨＷＰ２９３２５、混合セルロースエステル、０．３ｍｋｍ）を通してろ過した。水を蒸発させて２４．１ｇの乾燥ポリマーを得た（Ｍｎ＝２０５３６、Ｍｗ＝１３０４８０、Ｐｄ＝６．３）。
【００２７】
［実施例５］
この実施例は、ポリマー、すなわちポリ（（１，４−ジメチレン−２−スルホフェニル）−（４，４’−ジオキシ−１，１’−ジスルホビフェニル）エーテル）のナトリウム塩の合成を説明するものであり、この化合物は構造式Ｉの有機化合物の一例である。
【化８】
2013513133.tif 000011
５５６ｍｇの２，５−ビス（ブロモメチル）ベンゼンスルホン酸、５５７ｍｇの４，４’−ジヒドロキシビフェニル−２，２’−ジスルホン酸及び５００ｍｇのテトラ−ｎ−臭化ブチルアンモニウムを、１０ｍｌの純Ｎ−メチルピロリドンに溶解させた。この溶液に３３２ｍｇの６０％水素化ナトリウム（５．１当量）を少量ずつ加え、混合物を４日間５０℃で撹拌した。その後、この混合物を１００ｍｌのエタノール中に注いでろ別した。沈殿を水（〜５ｍｌ）に溶解させ、１００ｍｌのエタノール中で沈殿させ、再びろ別した。Ｍｎ＝９Ｋ、Ｍｗ＝１５Ｋのポリマー３４０ｍｇが得られた。
【００２８】
［実施例６］
この実施例は、ポリマー、すなわちポリ（（４，４’−ジメチレン−１，１’−ジスルホビフェニル）−（４，４’−ジオキシ−１，１’−ジスルホビフェニル）エーテル）のナトリウム塩の合成を説明するものであり、この化合物は構造式Ｉの有機化合物の一例である。
【化９】
2013513133.tif 000012
４００ｍｇの４，４’−ビス（クロロメチル）ビフェニル−２，２’−ジスルホン酸、３３７ｍｇの４，４’−ジヒドロキシビフェニル−２，２’−ジスルホン酸及び４００ｍｇのテトラ−ｎ−臭化ブチルアンモニウムを、１０ｍｌの純Ｎ−メチルピロリドンに溶解させた。この溶液に２３８ｍｇの６０％水素化ナトリウム（６．１当量）を少量ずつ加え、混合物を４日間５０℃で撹拌した。その後、この混合物を１００ｍｌのエタノール中に注いでろ別した。沈殿を水（〜５ｍｌ）に溶解させ、１００ｍｌのエタノール中で沈殿させ、再びろ別した。Ｍｎ＝３Ｋ、Ｍｗ＝５Ｋのポリマー３３０ｍｇが得られた。
【００２９】
このポリマー用のモノマーの合成は以下のように行った。
［中間体Ｉ］
【化１０】
2013513133.tif 000013
２−ヨード−５−メチルベンゼンスルホン酸（４６ｇ、１３７ｍｍｏｌ）を二口フラスコ（容積５００ｍＬ）に入れ、水（２００ｍＬ）を加えた。得られた溶液に、水（４０ｍＬ）に入れた硫酸銅（ｂｌｕｅ  ｃｏｐｐｅｒａｓ  ｃｏｐｐｅｒ  ｓｕｌｆａｔｅ）（０．２５ｇ、１ｍｍｏｌ）を加え、生じた混合物を８５℃に１５分間加熱した。暗色の溶液に銅粉（１４ｇ、２２７ｍｍｏｌ）を加えた。温度を９０℃まで上げ、次いで反応混合物を３時間８０−８５℃で撹拌した。反応混合物を２回ろ過し、溶液をロータリエバポレータ上で７５ｍＬまで濃縮し、０℃まで冷やしてエタノールを滴下した（２５ｍＬ）。生じた沈殿をろ別し、エタノールで洗浄し、５０℃で乾燥させた。収量２８ｇ。
【００３０】
[中間体２］
【化１１】
2013513133.tif 000014
４，４’−ジメチルビフェニル−２，２’−ジスルホン酸（３０．０ｇ、７１．７ｍｍｏｌ）を水（６００ｍＬ）に溶解させ、水酸化ナトリウム（１２ｇ、３００ｍｍｏｌ）を加えた。得られた溶液を４５−５０℃に加熱し、過マンガン酸カリウム（７２g、４５ｍｍｏｌ）を１時間３０分かけて少量ずつ加えた。得られた混合物を５０−５４℃で１６時間撹拌し、次いで４０℃に冷却し、メタノール（５ｍＬ）を加え、温度を７０℃に上げた。混合物を４０℃に冷却し、酸化マンガンからろ過された清澄な無色溶液を１００ｍＬに濃縮し、塩酸（５０ｍＬ）で酸性にした。得られた混合物を一晩放置し、０℃に冷却してろ別し、アセトニトリル（１００ｍＬ、再懸濁）及びジエチルエーテルで洗浄し、乾燥させた。１３．５ｇの繊維状白色固体が得られた。
【００３１】
［中間体３］
【化１２】
2013513133.tif 000015
２，２’−ジスルホビフェニル−４，４’−ジカルボン酸（７．５ｇ、１８．６ｍｍｏｌ）を、ｎ−ペンタノール（８５ｍＬ、６８ｇ、７７２ｍｍｏｌ）及び硫酸（０．５ｍＬ）と混合し、ディーンスターク（Ｄｅａｎ−Ｓｔａｒｋ）トラップを用いて還流しながら３時間加熱した。反応混合物を５０℃に冷却し、ヘキサン（１５０ｍＬ）で希釈し、同じ温度で１０分間撹拌し、沈殿物をろ別し、ヘキサン（３×５０ｍＬ）で洗浄し、次いで５０℃で４時間乾燥させた。収量は、重量８．５６ｇ（８４％）、白色固体であった。
【００３２】
［中間体４］
【化１３】
2013513133.tif 000016
無水テトラヒドロフラン（４００ｍＬ）を、冷却器、マグネチックスターラ、温度計及びアルゴンＴ字管を取り付けたフラスコに入れた。リチウムアルモヒドリド（Ｌｉｔｈｉｕｍ  ａｌｕｍｏｈｙｄｒｉｄｅ）（３．５ｇ、９２ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフランに加え、得られた懸濁液を５０℃に加熱し、４，４’−ビス［（ペンチルオキシ）カルボニル］ビフェニル−２，２’−ジスルホン酸（２０．０ｇ、３７ｍｍｏｌ）を、効率的に撹拌しながら１０分間かけて少量ずつ加えた。得られた懸濁液を還流（６３−６４℃）させながら１．５時間穏やかに沸騰させた。
反応混合物を温度１０℃（氷−水）まで冷却し、撹拌しながら、水素発生が終る迄水を加えた（５−５．２ｍＬ）。次に混合物を無水ヒドロフラン（１００ｍＬ）で希釈して、効率的に撹拌されるようにした。得られた白色懸濁液を１Ｌ容積のフラスコに移し、塩酸３６％（２４ｇ）で酸性にした。粘着性の沈殿が生じ、ガラス棒で良く撹拌した。混合物をロータリエバポレータで乾燥させ、残留物を無水テトラヒドロフラン（１００ｍＬ）と混合し、溶媒をロータリエバポレータで除去し、白色の固形残留物を乾燥ピストル（ｄｒｙｉｎｇ  ｐｉｓｔｏｌ）中、６７℃／１０ｍｍＨｇ（沸騰メタノール）で２時間乾燥させた。白色片を粉末にして、さらに１時間乾燥させた。結果として、３０ｇの白色粉末が得られた。計算された生成物含有量は、無機塩（ＡｌＣｌ3、ＬｉＣｌ）混合物及び溶媒和水中、ジオールが約１．２５ｍｍｏｌ／ｇ（５０％）である。
【００３３】
粗４，４’−ビス（ヒドロキシメチル）ビフェニル−２，２’−ジスルホン酸（３．０ｇ、３ｍｍｏｌ）を塩酸３６％（１０ｍＬ）と混合し、８５℃の浴温で１．５時間撹拌した。加熱１５分後及び１時間２０分後の２回、反応混合物中に気体塩化水素を１０分間通した。清澄な溶液は形成されず、ほぼ清澄な懸濁が観測された。反応混合物を氷水浴で０℃まで冷却し、その温度において塩化水素気流下で撹拌し、白色沈殿物をろ別し、真空中、水酸化カルシウム上で一晩乾燥させた。収量は２．６ｇであった。
【００３４】
［実施例７］
この実施例は、ポリマー、すなわちポリ（（４，４’−ジメチレン−１−スルホビフェニル）−（４，４’−ジオキシ−１，１’−ジスルホビフェニル）エーテル）のナトリウム塩の合成を説明するものであり、この化合物は構造式Ｉの有機化合物の一例である。
【化１４】
2013513133.tif 000017
１００ｍｇの４，４’−ビス（ブロモメチル）ビフェニル−２−スルホン酸、８３ｍｇの４，４’−ジヒドロキシビフェニル−２，２’−ジスルホン酸及び８０ｍｇのテトラ−ｎ−臭化ブチルアンモニウムを、２ｍｌの純Ｎ−メチルピロリドンに溶解させた。この溶液に５０ｍｇの６０％水素化ナトリウム（５．１当量）を少量ずつ加え、混合物を４日間５０℃で撹拌した。その後、この混合物を２０ｍｌのエタノール中に注いでろ別した。沈殿を水（〜２−３ｍｌ）に溶解させ、５０ｍｌのエタノール中で沈殿させ、再びろ別した。Ｍｎ＝１０Ｋ、Ｍｗ＝２３Ｋのポリマー１００ｍｇが得られた。
【００３５】
このポリマー用のモノマーの合成は以下のように行った。
［中間体５］
【化１５】
2013513133.tif 000018
２−スルホ−ｐ−トルイジン（５０g、２６７ｍｍｏｌ）を、水（１００ｍＬ）及び塩酸３６％（１００ｍＬ）と混合した。混合物を撹拌し０℃に冷却した。亜硝酸ナトリウム（２０ｇ、２８９ｍｍｏｌ）を水（５０ｍＬ）に入れた溶液を、温度３−５℃に保ちながらゆっくり加えた（滴下ロート、１．２５時間）。次に得られた懸濁液を０−３℃において１時間４５分の間撹拌し、ろ過により暗色湿塊が得られ、これを少量ずつ、マグネチックスターラ及び温度計が取り付けられ、２５％硫酸（２１２ｍＬ）に溶解したヨウ化カリウム（６６．５ｇ、４００ｍｍｏｌ）を入れたトールビーカに、温度を１０℃付近に保ちながら加えた。大量の窒素が発生し、泡立つので、大きなマグネチックバーが必要である。次に反応混合物を室温まで暖め、硫酸の２５％溶液（２００ｍＬ）を加えた。７０℃で３０分間加熱を続け、硫酸の２５％溶液（１５０ｍＬ）を加え、しばらくの間撹拌した。混合物を黒色不溶固形物から高温ろ過し、撹拌しながら室温迄冷却した。沈殿が生じ、溶液は暗色であった。沈殿物をＰａｌｌガラスシート上でろ過し、エタノール−水１：１（１００ｍＬ）で洗浄し、再懸濁させ（エタノール１００ｍＬ）、再びろ過し、フィルタ上にてエタノール（５０ｍＬ）で洗浄し、乾燥器内５０℃で乾燥させた。得られた化合物は薄茶色で、収量は４６ｇ（５７％）であった。
【００３６】
［中間体６］
【化１６】
2013513133.tif 000019
水（５００ｍＬ）を一口フラスコ（容積１Ｌ）に注ぎ入れ、次いで水酸化ナトリウム（６．５ｇ、１６０ｍｍｏｌ）及び３−スルホ−４−ヨードトルエン（２０．０ｇ、６７．１ｍｍｏｌ）を加えた。得られた溶液を４０℃に加熱し、液体を良く撹拌しながら、微粉末の過マンガン酸カリウム（３１．８ｇ、２０１ｍｍｏｌ）を１０分間隔で少量ずつ添加した。添加は１時間３０分かけて行った。添加中、温度は４０−４５℃（浴）に保った。次に反応混合物を７５−８０℃（浴）に加熱し、この温度で１６時間放置した。メタノール−水１：１の混合物（５．５ｍＬ）を６０℃で加え、暗色懸濁液を３５−４０℃まで冷却してろ別した。清澄な透明溶液を塩酸３６％（１３０ｍＬ）で酸性にし、ロータリエバポレータ上で、約１／３の溶媒を蒸留して濃縮した。白色沈殿が生じた。懸濁液を氷上で冷却し、ろ過し、アセトニトリル（５０ｍＬ）及びジエチルエーテル（５０ｍＬ）で洗浄した。白色固体を５０℃の乾燥器内で、塩酸臭が消えるまで乾燥した（４時間）。収量２２ｇ。
【００３７】
［中間体７］
【化１７】
2013513133.tif 000020
水（５５０ｍＬ）を、温度計、マグネチックスターラ、アルゴン導入管及びバブルカウンタを取り付けたフラスコに入れ、４０℃に加熱し、炭酸カリウム（４０．２ｇ、２９１ｍｍｏｌ）を加え、次いで、４−ヨード−３−スルホ安息香酸（１９．１ｇ、５８．３ｍｍｏｌ）及び４−メチルフェニルボロン酸（８．３３ｇ、６１．２ｍｍｏｌ）を加えた。溶液が生じた。撹拌しながら装置の排気及びアルゴン充填を４回行った。Ｐｄ／Ｃ１０％（Ａｌｄｒｉｃｈ、１．５４ｍｇ、１．４６ｍｍｏｌ）を加え、装置をさらに３回アルゴンでフラッシュした。溶液の温度を７５−８０℃に上昇させ、得られた混合物（Ｃ以外は透明）をアルゴン雰囲気下で１６時間撹拌した。反応混合物を４０℃に冷却し、２回ろ過し（ＰＡＬＬ）、塩酸３６％を、ＣＯ2発生が終わる迄滴下し（氷浴）さらに少量滴下した（５５ｇ）。得られた懸濁液を氷上で冷却し、ろ別し、ビーカ中アセトニトリル（５０ｍＬ）で洗浄し、ろ過し、ろ紙上でジエチルエーテル（５０ｍＬ）で洗浄し、次いで乾燥器中４５℃で３時間乾燥させた。収量１０．０ｇ（５８％）。
【００３８】
［中間体８］
【化１８】
2013513133.tif 000021
水（５００ｍＬ）を二口フラスコ（容積１Ｌ）に入れ、次いで水酸化ナトリウム（４．４ｇ、１０９ｍｍｏｌ）及び４’−メチル−２−スルホビフェニル−４−カルボン酸（１０．０ｇ、３４．２ｍｍｏｌ）を加えた。得られた溶液を４０℃に加熱し（油浴、内部温度）、液体を良く撹拌しながら微粉末の過マンガン酸カリウム（１６．２ｇ、１０２．６ｍｍｏｌ）を少量ずつ１０分間隔で添加した。添加ステップは４５分かけて行った。添加中、温度は４０−４５℃（浴）に保った。次に反応混合物を５０℃（内部）に加熱し、この温度で１８時間撹拌を続けた。メタノール−水１：１の混合物（２ｍＬ）を４５℃で加え、暗色懸濁液を室温まで冷却してろ別した。清澄な透明溶液を塩酸３６％（１３ｇ）で酸性にした。白色沈殿が生じた。懸濁液を氷上で冷却し、ろ別し、ビーカ内でアセトニトリル（５０ｍＬ）で洗浄し、ろ過し、フィルタ上でジエチルエーテル（５０ｍＬ）で洗浄した。白色固体を５０℃の乾燥器内で、塩酸臭が消えるまで乾燥した（４時間）。収量７．５ｇ（６８％）。
【００３９】
［中間体９］
【化１９】
2013513133.tif 000022
粉末の２−スルホビフェニル−４，４’−ジカルボン酸（７．５ｇ、２３．３ｍｍｏｌ）を、無水（マグネシウム上で蒸留）メタノール（１００ｍＬ）及び硫酸（密度１．８４、２．２２ｍＬ、４．０ｇ、４２．６ｍｍｏｌ）と混合した。得られた懸濁液を２日間撹拌し、かつ穏やかに沸騰させ続けた。メタノール溶液に炭酸ナトリウム（５．０１ｇ、４７．７ｍｍｏｌ）を加え、４５分間撹拌し、次いでロータリエバポレータ上で蒸発させた。残留物（白色粉末）をテトラヒドロフラン（１００ｍＬ）と混合して全ての大粒子を除去し、得られた懸濁液をロータリエバポレータ上で乾燥させ、次いで、減圧デシケータ内で、酸化リン上で一晩乾燥させた。得られた残留物をさらに別のステップで用いた。
乾燥させた粗４，４’−ビス（メトキシカルボニル）ビフェニル−２−スルホン酸及びマグネチックスターラを入れた、栓で塞がれた一口フラスコ（容積２５０ｍＬ）に、テトラヒドロフラン（ナトリウム上で無水、１５０ｍＬ）を充填した。白色懸濁液を室温で２０分間撹拌して確実に滑らかにし、次にリチウムアルモヒドリドを少量ずつ（０．２−０．３ｇ）４０分かけて加えた。発熱効果が観測された。温度が４５−５０℃に上昇した。次に連結部を柔らかなティッシュで拭き、冷却器及びアルゴンバブルＴカウンタを取り付けた。得られた懸濁液を撹拌しながら３時間加熱した（浴温７４℃）。
反応混合物を氷上で１０℃に冷却し、水を、水素発生（注意！）が終わる迄滴下した（４ｍＬ）。臭化水素酸（４８％）を少量ずつ、懸濁液が乳白色になる（４３ｇ、指示紙で酸性反応）まで加えた。懸濁液を０．５Ｌ容積のフラスコに移し、ロータリエバポレータ上でほとんど乾燥させた。フラスコに臭化水素酸４８％（１６０ｍＬ）を加え、得られた濁った溶液をろ過し（ＰＡＬＬ）、フラスコに、温度計及びアルゴン導入管を伴うｈ型管を取り付けた。装置をアルゴンでフラッシュし、油浴上に置いた。撹拌しながら１５分で温度（内部）を７５℃まで上昇させた。この温度で７分後に白色沈殿の形成が観測された。７０−７５℃で１．５時間撹拌し、次いで、懸濁液を３０℃に冷却し、ろ別し、沈殿物をフィルタ上で僅かに押圧して冷臭化水素酸４８％（３０ｍＬ）で洗浄した。ろ過ケーキを減圧デシケータ内で、周期的にアルゴン充填しながら、水酸化ナトリウム上で乾燥させた。収量７．０ｇ（二塩基酸について７２％）。
【００４０】
［実施例８］
この実施例は、７−（４−スルホフェニル）ジベンゾ［ｂ，ｄ］チオフェン−３−スルホン酸５，５−ジオキシドの合成を説明するものであり、この化合物は構造式ＩＩの有機化合物の一例である。
【化２０】
2013513133.tif 000023
７．８３ｇのｐ−テルフェニルを１０−２０℃において５５ｍｌの１０％発煙硫酸に溶解させ、この混合物を室温で２０時間撹拌した。生じた懸濁液に２０ｇの氷を加え、混合物を０℃に冷却した。固形物をろ過し、３６％塩酸で洗浄し、最小量の水に溶解させ（溶液を不純物からろ過した）、３６％塩酸で沈殿させた。生成物をろ過し、３６％塩酸で洗浄して乾燥させた。９．２３ｇが得られた。
【００４１】
［実施例９］
この実施例は、ポリ（２，２’−ジスルホ−４，４’−ベンジジンイソフタルアミド）の溶液からのネガティブＣ型の固体光学的遅延層の調製について説明する。２ｇのポリ（２，２’−ジスルホ−４，４’−ベンジジンイソフタルアミド）セシウム塩を実施例２で説明したように生成し、１００ｇの脱イオン水（導電率〜５μＳｍ／ｃｍ）に溶解させ、その懸濁液をマグネチックスターラによって混合した。溶解後、溶液を４５μｍ孔径の親水性フィルタでろ過し、蒸発させて、固形分濃度約６％の粘性等方性溶液にした。
Ｆｉｓｈｅｒブランドの顕微鏡スライドガラスを、１０％ＮａＯＨ溶液に３０分間浸し、脱イオン水ですすぎ洗いし、コンプレッサを用いて空気流で乾燥させて準備した。温度２２℃及び相対湿度５５％において、得られたＬＬＣ溶液を、Ｇａｒｄｎｅｒ（登録商標）のワイヤ付きステンレススチールロッド＃１４を約１０ｍｍ／ｓの直線速度で動かして、ガラスパネル表面に塗布した。光学膜を圧縮空気流で乾燥させた。
固体光学的遅延層の光学的特性を決定するために、透過及び反射スペクトルを４００ｎｍから７００ｎｍまでの波長範囲においてＣａｒｙ５００走査型分光光度計を用いて測定した。遅延層の光透過及び反射は、コーティング方向に平行及び垂直に直線偏光した光ビーム（それぞれ、Ｔpar及びＴper）を用いて測定した。得られたデータは、面内屈折率（ｎx及びｎy）の計算に用いた。種々の入射角における光学的遅延スペクトルを４００ｎｍから７００ｎｍまでの波長範囲においてＡｘｏｍｅｔｒｉｃｓ  Ａｘｏｓｃａｎミュラー行列分光偏光計を用いて測定し、面外屈折率（ｎz）を、これらのデータと、Ｄｅｃｔａｋ3ＳＴ電気機械式プロフィルメータを用いた物理的厚さ測定の結果とを用いて計算した。得られた固体光学的遅延層は、約７５０ｎｍの厚さ、及び、条件ｎz＜ｎy≒ｎxに従う主屈折率を有するものであった。面外複屈折性は０．０９に等しい。
【００４２】
［実施例１０］
この実施例は、実施例３で説明したように調製された２，２’−ジスルホ−４，４’−ベンジジンテレフタルアミド−イソフタルアミド共重合体（テレフタルアミド／イソフタルアミドのモル比５０：５０）によるネガティブＣ型の固体光学的遅延層の調製について説明する。
２ｇのポリ（２，２’−ジスルホ−４，４’−ベンジジンテレフタルアミド−ベンジジンイソフタルアミド共重合体）セシウム塩を実施例３で説明したように生成し、１００ｇの脱イオン水（導電率〜５μＳｍ／ｃｍ）に溶解させた。この懸濁液をマグネチックスターラによって混合した。溶解後、溶液を４５μｍ孔径の親水性フィルタでろ過し、蒸発させて、固形分濃度約６％の粘性等方性溶液にした。
Ｆｉｓｈｅｒブランドの顕微鏡スライドガラスを、１０％ＮａＯＨ溶液に３０分間浸し、脱イオン水ですすぎ洗いし、コンプレッサを用いて空気流で乾燥させて準備した。温度２２℃及び相対湿度５５％において、得られたＬＬＣ溶液を、Ｇａｒｄｎｅｒ（登録商標）のワイヤ付きステンレススチールロッド＃１４を約１０ｍｍ／ｓの直線速度で動かして、ガラスパネル表面に塗布した。光学膜を圧縮空気流で乾燥させた。乾燥には、なにも熱処理を行わず、およそ数分かかった。
固体光学的遅延層の光学的特性を決定するために、透過及び反射スペクトルを４００ｎｍから７００ｎｍまでの波長範囲においてＣａｒｙ５００走査型分光光度計を用いて測定した。遅延層の光透過及び反射は、コーティング方向に平行及び垂直に直線偏光した光ビーム（それぞれ、Ｔpar及びＴper）を用いて測定した。得られたデータは、面内屈折率（ｎx及びｎy）の計算に用いた。種々の入射角における光学的遅延スペクトルを４００ｎｍから７００ｎｍまでの波長範囲においてＡｘｏｍｅｔｒｉｃｓ  Ａｘｏｓｃａｎミュラー行列分光偏光計を用いて測定し、面外屈折率（ｎz）を、これらのデータと、Ｄｅｃｔａｋ3ＳＴ電気機械式プロフィルメータを用いた物理的厚さ測定の結果とを用いて計算した。屈折率のスペクトル依存性を図２に示す。得られた固体光学的遅延層は、約８００ｎｍに等しい厚さ、及び、条件ｎz＜ｎy≒ｎxに従う主屈折率により特徴付けられる。面外複屈折性は０．１１に等しい。
図３は、応力制御ＡＲ５５０レオメータを用いて測定された、溶液の粘性率の剪断速度に対する依存性を示す。測定は２５℃で行った。円錐平板の幾何学形状（円錐直径＝６０ｍｍ、空隙＝２°）を用いた。
【００４３】
［実施例１１］
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）の合成を説明するものであり、この化合物はイオノゲン側基ＧkとしてＳＯ3Ｈを有する構造式Ｉの有機化合物の一例である。
【化２１】
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１０ｇ（４０ｍｍｏｌ）の２−スルホテレフタル酸、２７．５ｇ（８８．７ｍｍｏｌ）のトリフェニルホスフィン、２０ｇの塩化リチウム及び５０ｍｌのピリジンを、５００ｍｌの三口フラスコ中の２００ｍｌのＮ−メチルピロリドンに溶解させた。混合物を４０℃で１５分間撹拌し、次いで１３．７７ｇ（４０ｍｍｏｌ）の４，４’−ジアミノビフェニル−２，２’−ジスルホン酸を加えた。反応混合物を１１５℃で３時間撹拌した。この粘性溶液に１Ｌのメタノールを加え、生じた黄色沈殿をろ過し、順次、メタノール（５００ｍｌ）及びジエチルエーテル（５００ｍｌ）を用いて洗浄した。黄色固形物を真空中８０℃で一晩乾燥させた。
【００４４】
［実施例１２］
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）ジベンゾスルホン酸の合成を説明するものであり、この化合物は構造式ＩＩの有機化合物の一例である。
【化２２】
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１，１’：４’，１’’４’’１’’’−クアテルフェニル（１０ｇ）を０％−２０％発煙硫酸（１００ｍｌ）に入れた。反応塊を５０℃に加熱して５時間撹拌した。その後、反応混合物を水（１７０ｍｌ）で希釈した。最終的な硫酸濃度は約５５％であった。沈殿物をろ過し、氷酢酸（〜２００ｍｌ）ですすぎ洗いした。ろ過ケーキをオーブン中１１０℃で乾燥させた。
試料のＨＰＬＣ分析を、ダイオードアレイ検出器（λ＝３１０ｎｍ）を備えたＨｅｗｌｅｔｔ  Ｐａｃｋａｒｄ  １０５０クロマトグラフにより、Ｒｅｐｒｏｓｉｌ（商標）Ｇｏｌｄ  Ｃ８カラム、及びアセトニトリル／０．４Ｍ酢酸アンモニウム（ｐＨ＝３．５酢酸）水溶液による線形勾配溶離法を用いて行った。
【００４５】
［実施例１３］
この実施例は、実施例１１で説明された、以下でＰ２と記すポリ（２，２’−ジスルホ−４，４’−ベンジジンスルホテレフタルアミド）と、実施例１２で説明された、以下でＣ１と記す４，４’−（５，５−ジオキシドジベンゾ［ｂ，ｄ］チエン−３，７−ジイル）ジベンゾスルホン酸との２成分組成物を含む溶液からの、ＢA型の固体光学的遅延層の調製を説明する。
Ｐ２／Ｃ１＝３５／６５モル％組成物を以下のように調製した。２．８６ｇ（０．００３５ｍｏｌ）のＰ２セシウム塩を７０ｇの脱イオン水（導電率〜５μＳｍ／ｃｍ）に溶解させ、懸濁液をマグネチックスターラによって混合した。溶解後、孔径４５μｍの親水性ナイロンフィルターで溶液をろ過した。別に、３．４４ｇ（０．００６５ｍｏｌ）のＣ１を１０３ｇの脱イオン水に溶解させ、懸濁液をマグネチックスターラによって混合した。撹拌しながら７．７５ｍｌの２０重量％水酸化セシウムを懸濁液に、清澄な溶液が形成されるまで約１５分かけて徐々に滴下した。Ｐ２及びＣ１の清澄な溶液を混ぜ合せて４００ｇの清澄な溶液を形成した。この組成物を過剰の水を除去するためにロータリエバポレータ上で濃縮すると、リオトロピック液晶（ＬＣＣ）溶液に相当する７０ｇの２成分組成物が生じた。組成物（Ｐ２＋Ｃ１）の全濃度ＣTOTは約１１％であった。実施例１１に記載したように、コーティングを作成し、光学的な特徴付けを行ったが、但しＧａｒｄｎｅｒ（登録商標）ワイヤ付きステンレススチールロッド＃８の代りにＧａｒｄｎｅｒ（登録商標）ワイヤ付きステンレススチールロッド＃４を用いた。得られた固体光学的遅延層は、条件ｎx＜ｎz＜ｎyに従う主屈折率によって特徴付けられた。波長λ＝５５０ｎｍにおけるＮＺ係数は約０．７に等しい。
【００４６】
［実施例１４］
この実施例は、本発明による液晶ディスプレイの好ましい一実施形態を説明する。
図４は、光ビーム（１）、並びに、垂直配向モードの液晶セル（２）と、液晶セルの両側に配置された後方偏光子及び前方偏光子（３及び４）とを備えた液晶ディスプレイを概略的に示す。液晶セルは、約３００ｎｍに等しい厚さ遅延Ｒthを有する。前方偏光子の透過軸は、後方偏光子の透過軸に対して垂直である。
後方偏光子（３）は、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）で作られた２つの基材（６及び７）の間に挟まれた、延伸ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）をベースとする偏光板（５）を備える。基材（６）及び（７）は、厚さｄ＝５０μｍ、厚さ遅延Ｒth＝−５０ｎｍ及び面内遅延Ｒ0＝０ｎｍによって特徴付けられる。
前方偏光子（４）は、２つの基材（９及び１０）の間に挟まれた、延伸ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）をベースとする偏光板（８）を備える。基材（９）は、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）で作られ、厚さｄ＝５０μｍ、厚さ遅延Ｒth＝−５０ｎｍ及び面内遅延Ｒ0＝０ｎｍによって特徴付けられる。基材（１０）は、配向ポリプロピレン（ＯＰＰ）で作られ、厚さｄ＝１５μｍ、厚さ遅延Ｒth＝−７２ｎｍ及び面内遅延Ｒ0＝１４４ｎｍによって特徴付けられる。基材（１０）は、ポジティブＡ型の補償層であり、その遅軸（最大主屈折率）は、前方ＰＶＡ偏光子の吸収軸に対して垂直となる。ネガティブＣ型の補償コーティング層（１１）が基材（１０）と液晶セル（２）の間に配置され、これは厚さｄ＝１．４μｍ、厚さ遅延Ｒth＝−１６８ｎｍによって特徴付けられる。
このような設計の計算された視角性能を図５に示す。
【００４７】
［実施例１５］
この実施例は、本発明による液晶ディスプレイの好ましい一実施形態を説明する。
図６は、光ビーム（１）、並びに、面内スイッチングモードの液晶セル（１２）と、液晶セルの両側に配置された後方偏光子及び前方偏光子（１３及び１４）とを備えた液晶ディスプレイを概略的に示す。液晶セルは、−２７５ｎｍに等しい面内遅延Ｒ0を有する。前方偏光子の透過軸は、後方偏光子の透過軸に対して垂直である。
後方偏光子（１３）は、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）で作られた２つの基材（１６及び１７）の間に挟まれた、延伸ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）をベースとする偏光板（１５）を備える。基材（１６）及び（１７）は、厚さｄ＝５０μｍ、厚さ遅延Ｒth＝−５０ｎｍ及び面内遅延Ｒ0＝０ｎｍによって特徴付けられる。
前方偏光子（１４）は、２つの基材（１９及び２０）の間に挟まれた、延伸ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）をベースとする偏光板（１８）を備える。基材（１９）は、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）で作られ、厚さｄ＝５０μｍ、厚さ遅延Ｒth＝−５０ｎｍ及び面内遅延Ｒ0＝０ｎｍによって特徴付けられる。基材（２０）は、配向ポリプロピレン（ＯＰＰ）で作られ、厚さｄ＝４５μｍ、厚さ遅延Ｒth＝−２２５ｎｍ及び面内遅延Ｒ0＝４５０ｎｍによって特徴付けられる。基材（２０）は、ポジティブＡ型の補償層であり、その遅軸（最大主屈折率）は、前方ＰＶＡ偏光子の吸収軸に対して垂直となる。二軸ＢA型の補償コーティング層（２１）が基材（２０）と液晶セル（１２）の間に配置され、これは厚さｄ＝１μｍ、厚さ遅延Ｒth＝１００ｎｍ及び面内遅延Ｒ0＝２００ｎｍによって特徴付けられ、その速光軸（ｆａｓｔ  ｏｐｔｉｃａｌ  ａｘｉｓ）（最小主屈折率）は、前方ＰＶＡ偏光子の吸収軸に対して垂直となる。このような設計の計算された視角性能を図７に示す。
【００４８】
当業者であれば、本発明の趣旨及び範囲内で種々の他の修正を行うことができることを認識するであろう。全てのこれら又は他の変形及び修正は、本発明者等によって考慮され、本発明の範囲に入る。
【符号の説明】
【００４９】
１：光ビーム
２、１２：液晶セル
３、１３：後方偏光子
４、１４：前方偏光子
５、８、１５、１８：偏光板
６、７、９、１６、１７、１９：基材
１０、２０：基材（ポジティブＡ型の補償層）
１１、２１：補償コーティング層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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