特許第6384559号(P6384559)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特許6384559光配向性基を有する高分子組成物、該高分子組成物から形成される液晶配向膜及び該液晶配向膜から形成される位相差板を備えた液晶表示素子
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6384559
(24)【登録日】2018年8月17日
(45)【発行日】2018年9月5日
(54)【発明の名称】光配向性基を有する高分子組成物、該高分子組成物から形成される液晶配向膜及び該液晶配向膜から形成される位相差板を備えた液晶表示素子
(51)【国際特許分類】
   C08L 33/14 20060101AFI20180827BHJP
   C08L 33/10 20060101ALI20180827BHJP
   C08F 220/30 20060101ALI20180827BHJP
   C08F 290/06 20060101ALI20180827BHJP
   G02F 1/1337 20060101ALI20180827BHJP
   G02B 5/30 20060101ALI20180827BHJP
【FI】
   C08L33/14
   C08L33/10
   C08F220/30
   C08F290/06
   G02F1/1337 520
   G02B5/30
【請求項の数】26
【全頁数】60
(21)【出願番号】特願2017-54679(P2017-54679)
(22)【出願日】2017年3月21日
(62)【分割の表示】特願2013-11964(P2013-11964)の分割
【原出願日】2013年1月25日
(65)【公開番号】特開2017-122241(P2017-122241A)
(43)【公開日】2017年7月13日
【審査請求日】2017年4月19日
(31)【優先権主張番号】特願2012-22389(P2012-22389)
(32)【優先日】2012年2月3日
(33)【優先権主張国】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】311002067
【氏名又は名称】JNC株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】596032100
【氏名又は名称】JNC石油化学株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001070
【氏名又は名称】特許業務法人SSINPAT
(72)【発明者】
【氏名】田辺 真裕美
(72)【発明者】
【氏名】大槻 大輔
(72)【発明者】
【氏名】窪内 希恵
【審査官】 松浦 裕介
(56)【参考文献】
【文献】 特開昭63−068604(JP,A)
【文献】 特表2011−507041(JP,A)
【文献】 特開2007−114739(JP,A)
【文献】 特開2008−276165(JP,A)
【文献】 国際公開第2011/010635(WO,A1)
【文献】 特開2011−227484(JP,A)
【文献】 特開2000−122069(JP,A)
【文献】 特開2009−173792(JP,A)
【文献】 特開2010−049230(JP,A)
【文献】 特開2008−033244(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
IPC C08L 1/00 − 101/14
C08K 3/00 − 13/08
C08C 19/00 − 19/44
C08F 6/00 − 246/00
C08F 301/00
G02F 1/1337
G02B 5/30
DB名 CAplus/REGISTRY(STN)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第一成分として光配向性ポリマーと、第二成分としてメタクリル酸及びメタクリル酸エステルからなる群より選ばれる少なくとも1種を含む単量体を重合して得られる非光配向性ポリマー(ただし、第一成分を除く)とを含有する光配向性高分子組成物であり、
第一成分の光配向性ポリマーが下記式(I−1−1)、(I−2−1)、又は(I−3−1)で表される構成単位と、下記式(I−4−1)若しくは(I−4−1')で表される構成単位、又は下記式(I−5−1)で表される構成単位とを含むポリマーである光配向性高分子組成物。
【化1】
(上記式中、添え字xが付された括弧部分がポリマー主鎖中に含まれる部分であり、xは光配向性ポリマー中に含まれる上記構成単位のモル分率(x<1)を表し、R1は水素、炭素数1〜20のアルキル基、又は炭素数1〜20のアルコキシ基を示し、R4は水素、炭素数1〜20のアルキル基、又は炭素数1〜20のアルコキシ基を示し、R6は水素、メチル基又は下記式(II)で表される基を示し、
1は単結合、−COO−、又は−OCO−を示し、oは2〜6の整数を表し、pは0〜2の整数を表し、qは0又は1を表し、上記式中に含まれるフェニレン基の任意の水素はフッ素、メチル基、メトキシ基で置き換えられてもよい。)
【化2】
(上記式中、R7は水素又はメチル基を示し、tは0又は1を表す。)
【化3】
(上記式中、添え字yが付された括弧部分がポリマー主鎖中に含まれる部分であり、yは光配向性ポリマー中に含まれる上記構成単位のモル分率(y<1)を表し、R2は水素、又は任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜5のアルキル基を示し、R6は水素、メチル基又は下記式(II)で表される基を示し、sは0〜6の整数、rは0〜6の整数を表し、uは1〜6の整数を表し、qは0又は1を表す。nは1〜200の整数を示す。
【化4】
(上記式中、R7は水素又はメチル基を示し、tは0又は1である。)
【化5】
(上記式中、添え字zが付された括弧部分がポリマー主鎖中に含まれる部分であり、zは光配向性ポリマー中に含まれる上記構成単位のモル分率(z<1)を表し、R3は任意の1以上の水素がフッ素で置き換えられている、炭素数1〜20のアルキル基を示し、R8は水素、メチル基又は下記式(II)で表される基を示し、qは0又は1を表す。)
【化6】
(上記式中、R7は水素又はメチル基を示し、tは0又は1である。x+y≦1またはx+z≦1)
【請求項2】
第二成分の非光配向性ポリマーが、メタクリル酸、メタクリル酸アルキル、炭素原子数2〜5のヒドロキシアルキル基を有するメタクリル酸ヒドロキシアルキル、カルボキシル基含有メタクリル酸エステル、及びフェノール性水酸基含有メタクリル酸エステルからなる群より選ばれる少なくとも1種を含む単量体を重合して得られるポリマーである請求項1に記載の光配向性高分子組成物。
【請求項3】
第一成分のポリマーが上記式(I−1−1) で表される構成単位及び上記式(I−4−1)又は式(I−4−1')で表される構成単位を含む請求項1又は2に記載の光配向性高分子組成物。
【請求項4】
第一成分のポリマーが下記式(I−1−1')及び上記式(I−4−1)で表される構成単位を含む請求項1又は2に記載の光配向性高分子組成物。
【化7】
(上記式中、R4は水素、炭素数1〜20のアルコキシ基を示し、R5は水素又はメチル基を示し、Z1は単結合、−COO−、又は−OCO−を示し、oは2〜6の整数、pは0〜2の整数を表し、xはモル分率(x<1)を表し、フェニレン基の任意の水素はフッ素、メチル基、メトキシ基で置き換えられてもよい。)
【請求項5】
第一成分のポリマーが上記式(I−2−1)で表される構成単位及び上記式(I−4−1)又は式(I−4−1')で表される構成単位を含む請求項1又は2に記載の光配向性高分子組成物。
【請求項6】
第一成分のポリマーが下記式(I−2−1')及び上記式(I−4−1)で表される構成単位を含む請求項1又は2に記載の光配向性高分子組成物。
【化8】
(上記式中、R4は水素、炭素数1〜20のアルキル基、又は炭素数1〜20のアルコキシ基を示し、R5は水素又はメチル基を示し、Z1は単結合、−COO−、又は−OCO−を示し、oは2〜6の整数、pは0〜2の整数を表し、xはモル分率(x<1)を表しフェニレン基の任意の水素はフッ素、メチル基、メトキシ基で置き換えられてもよい。)
【請求項7】
第一成分のポリマーが上記式(I−3−1)で表される構成単位及び上記式(I−4−1)又は式(I−4−1')で表される構成単位を含む請求項1又は2に記載の光配向性高分子組成物。
【請求項8】
第一成分のポリマーが下記式(I−3−1')及び上記式(I−4−1)で表される構成単位を含む請求項1〜4のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
【化9】
(上記式中、R1は水素、炭素数1〜20のアルキル基、又は炭素数1〜20のアルコキシ基を示し、R5は水素又はメチル基を示し、Z1は単結合、−COO−、又は−OCO−を示し、oは2〜6の整数、pは0〜2の整数を表し、xはモル分率(x<1)を表し、フェニレン基の任意の水素はフッ素、メチル基、メトキシ基で置き換えられてもよい。)
【請求項9】
第一成分のポリマーが上記式(I−1−1)で表される構成単位及び式(I−5−1)で表される構成単位を含む1又は2に記載の光配向性高分子組成物。
【請求項10】
第一成分のポリマーが下記式(I−1−1')及び上記式(I−5−1)で表される構成単位を含む請求項1〜3のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
【化10】
(上記式中、R4は水素、炭素数1〜20のアルキル基又は炭素数1〜20のアルコキシ基を示し、R5は水素又はメチル基を示し、Z1は単結合、−COO−、又は−OCO−を示し、oは2〜6の整数、pは0〜2の整数を表し、xはモル分率(x<1)を表し、フェニレン基の任意の水素はフッ素、メチル基、メトキシ基で置き換えられてもよい。)
【請求項11】
第一成分のポリマーが上記式(I−2−1)及び式(I−5−1)で表される構成単位を含む請求項1又は2に記載の光配向性高分子組成物。
【請求項12】
第一成分のポリマーが下記式(I−2−1')及び上記式(I−5−1)で表される構成単位を含む請求項1又は2に記載の光配向性高分子組成物。
【化11】
(上記式中、R4は水素、炭素数1〜20のアルキル基、又は炭素数1〜20のアルコキシ基を示し、R5は水素又はメチル基を示し、Z1は単結合、−COO−、又は−OCO−を示し、oは2〜6の整数、pは0〜2の整数を表し、xはモル分率(x<1)を表し、フェニレン基の任意の水素はフッ素、メチル基、メトキシ基で置き換えられてもよい。)
【請求項13】
第一成分のポリマーが上記式(I−3−1)及び式(I−5−1)で表される構成単位を含む請求項1又は2に記載の光配向性高分子組成物。
【請求項14】
第一成分のポリマーが下記式(I−3−1')及び上記式(I−5−1)で表される構成単位を含む請求項1又は2に記載の光配向性高分子組成物。
【化12】
(上記式中、R1は水素、炭素数1〜20のアルキル基、又は炭素数1〜20のアルコキシ基を示し、R5は水素又はメチル基を示し、Z1は単結合、−COO−、又は−OCO−を示し、oは2〜6の整数、pは0〜2の整数を表し、xはモル分率(x<1)を表し、フェニレン基の任意の水素はフッ素、メチル基、メトキシ基で置き換えられてもよい。)
【請求項15】
第一成分のポリマーがシリコーン基を有しており、そのシリコーン基の分子量が50000以下である請求項1〜8のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
【請求項16】
第一成分のポリマーがシリコーン基を有しており、そのシリコーン基の分子量が10000以下である請求項1〜8のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
【請求項17】
第一成分のポリマーがシリコーン基を有しており、第一成分のポリマーが、全モノマーに対し0.01〜50重量%の範囲でシリコーン基を有するモノマーを含有するモノマー混合物を重合することにより得られたものである請求項1〜8、15、及び16のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
【請求項18】
第一成分のポリマーがフッ素置換アルキル基を有しており、第一成分のポリマーが、全モノマーに対し0.01〜50重量%の範囲でフッ素置換アルキル基を有するモノマーを含有するモノマー混合物を重合することにより得られたものである請求項1、2及び9〜14のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
【請求項19】
第一成分のポリマーがさらにヒドロキシアルキルモノ(メタ)アクリレートが共重合されたものである請求項1〜18のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
【請求項20】
第一成分と第二成分との質量比(第一成分):(第二成分)が1:99〜50:50である、請求項1〜19のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
【請求項21】
第一成分と第二成分との質量比(第一成分):(第二成分)が5:95〜30:70である、請求項1〜19のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
【請求項22】
第一成分と第二成分との総重量に対して、増感剤及び架橋剤から選ばれる少なくとも1つの物質を1〜100重量%含有する、請求項1〜21のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
【請求項23】
第一成分及び第二成分を溶解可能なグリコール系溶媒又はグリコールエーテル系溶媒を更に含有することを特徴とする、請求項1〜22のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
【請求項24】
請求項1〜23のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物から形成される液晶配向膜。
【請求項25】
請求項1〜23のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物を用いて得られる位相差板を備えた光デバイス。
【請求項26】
請求項1〜23のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物から形成されるパターン化位相差板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光配向性高分子組成物、該高分子組成物から形成される液晶配向膜、該液晶配向膜を備えた光学フィルム、液晶表示素子などの光デバイスに関する。より詳しくは、本発明は、屈折率が低く、透明性、液晶配向能、耐溶剤性及び耐熱性に優れる光配向性高分子組成物、及びそれを用いた光学用途への応用に関するものである。本発明の光配向性高分子組成物は、特に、パッシブメガネ方式3D表示に用いられるパターン化位相差板、液晶ディスプレイにおける内蔵位相差板、光配向機能を有するカラーフィルタオーバーコートなどに好適である。
【背景技術】
【0002】
液晶表示素子は、ノートパソコンやデスクトップパソコンのモニターをはじめ、ビデオカメラのビューファインダー、投写型のディスプレイ、テレビ等の様々な液晶表示装置に使われている。さらに、光プリンターヘッド、光フーリエ変換素子、ライトバルブ等のオプトエレクトロニクス関連素子としても利用されている。従来の液晶表示素子としては、ネマチック液晶を用いた表示素子が主流であり、一方の基板近傍にある液晶の配向方向と他方の基板近傍にある液晶の配向方向とが90°の角度でねじれているTN(Twisted Nematic)モード、前記配向方向が通常180°以上の角度でねじれているSTN(Super Twisted Nematic)モード、薄膜トランジスタを使用した、いわゆるTFT(Thin−Film−Transistor)モードの液晶表示素子が実用化されている。
【0003】
しかしながら、これらの液晶表示素子は、画像が適正に視認できる視野角が狭く、斜め方向から見たときに、輝度やコントラストが低下することがあり、また中間調で輝度反転を生じることがある。近年では、この視野角の問題は、光学補償フィルムを用いたTN型液晶表示素子、垂直配向と突起構造物の技術を併用したMVA(Multi−domain Vertical Alignment)モード(特許文献1参照)又は横電界方式のIPS(In−Plane Switching)モード(特許文献2参照)等により改良されている。
【0004】
液晶表示素子の技術の発展は、単にこれらの駆動方式や素子構造の改良のみならず、表示素子に使用される構成部材の改良によっても達成されている。表示素子に使用される構成部材のなかでも、特に液晶配向膜は、液晶表示素子の表示品位に係わる重要な要素の一つであり、表示素子の高品質化に伴って液晶配向膜の役割が年々重要になってきている。
【0005】
液晶配向膜は、液晶表示素子の均一な表示特性のために液晶の分子配列を均一に制御することが必要である。そのため、基板上の液晶分子を一方向に均一に配向させ、更に基板面から一定の傾斜角(プレチルト角)を発現させることが求められる。
【0006】
また、画像表示装置のコントラスト向上や視野角範囲の拡大を実現するために、光学補償フィルムや位相差フィルムとして、例えば、屈折率異方性を有する延伸フィルムや重合性液晶性化合物を配向させて重合したフィルムが用いられている。
【0007】
一般的に液晶配向膜は、液晶配向剤を用いて調製される。現在、主として用いられている液晶配向剤は、ポリアミック酸若しくは可溶性のポリイミドを有機溶媒に溶解させた溶液である。このような溶液を基板に塗布した後、加熱等の手段により成膜してポリイミド系液晶配向膜を形成する。ポリアミック酸以外の種々の液晶配向剤も検討されているが、耐熱性、耐薬品性(耐液晶性)、塗布性、液晶配向性、電気特性、光学特性、表示特性等の点から、ほとんど実用に至っていない。
【0008】
工業的には、簡便で大面積の高速処理が可能なラビング法が、配向処理法として広く用いられている。ラビング法は、ナイロン、レイヨン、ポリエステル等の繊維を植毛した布を用いて液晶配向膜の表面を一方向に擦る処理であり、これによって液晶分子の一様な配向を得ることが可能になる。しかし、ラビング法による発塵、静電気の発生等により配向欠陥や液晶素子への影響が問題視されている。またパターニング位相差フィルムの場合ラビング処理により配向パターンの制御をすることは困難である。
【0009】
そこで、近年、ラビング処理に代わる液晶配向制御方法が開発されている。光を照射して配向処理を施す光配向法については、光分解法、光異性化法、光二量化法、光架橋法等多くの配向機構が提案されている(特許文献3、特許文献4、特許文献5及び特許文献6参照。)。光配向法はラビング法と異なり非接触の配向方法であり、原理的に発塵や静電気の発生がラビング処理より少ない。
【0010】
光配向法により配向処理を施された、配向性の良好な液晶配向膜を用いることにより、液晶配向膜に接している液晶単分子層の分子配向状態を制御することで、液晶表示素子としての性能を改善することが期待できる。
【0011】
近年3Dディスプレイの方式の一つとしてパッシブメガネ方式の3Dディスプレイが実用化されているが、この3Dディスプレイでは、位相差板が液晶ディスプレイのパネル上に装着されている。この位相差板として、光配向法により配向処理を施された液晶配向膜に重合性液晶化合物を配向させることにより作製されたパターン化位相差板の検討が進められている。この位相差板のパターニングは、フィルムに偏光方向が異なる偏光UVを照射して液晶配向膜を作製した後、重合性液晶を塗布してパターニング配向させることにより行われる。パターン化位相差板を作製する際には、偏光UVの露光時間が工程の生産性に影響を与え得るが、その露光時間が短いほど生産性は上がる傾向にある。したがって、偏光UVの露光時間を短くすることが求められていた。
【0012】
また、位相差板用の基板には、トリアセチルセルロース(TAC)、環状オレフィン系ポリマー等のプラスチックが用いられる場合がある。この様なTACなどのプラスチックはガラスに比べ耐熱性が低いため、プラスチック基板上にポリアミック酸及び高沸点溶媒を含む溶液を塗布して、高温加熱して得られるポリイミドを液晶配向膜として使用することは困難である場合があった。さらにTACは耐溶剤性が低いため、液晶配向膜となる配向剤を基材に塗布して作製する方法では、使用できる溶媒が限られている。例えば、従来から使用されるポリイミドとなるポリアミック酸は、TACに塗布可能な溶媒に対する溶解性が低く問題であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0013】
【特許文献1】特許第2947350号公報
【特許文献2】特許第2940354号公報
【特許文献3】国際公開第2011/115079号パンフレット
【特許文献4】特開2005−275364号公報
【特許文献5】特許第4011652号公報
【特許文献6】特開平12−212310号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
本発明の目的は、露光時間が短くても配向可能で、各種基材に適用可能な溶媒に溶解可能な光配向性高分子組成物を提供すること、該高分子組成物から作製される、耐溶剤性及び透明性に優れ、重合性液晶に対して高い光配向能を有する光配向膜、典型的には液晶配向膜を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0015】
本発明者らは鋭意研究開発を進めた結果、特定の光配向性基を有するポリマーと非光配向性ポリマーとを含む光配向性高分子組成物により上記課題が解決することを見出した。すなわち本発明は以下のとおりである。
【0016】
本発明の光配向性高分子組成物は、第一成分としてシリコーン基又はフッ素置換アルキル基及び光配向性基を有するポリマーと、第二成分としてメタクリル酸及びメタクリル酸エステルからなる群より選ばれる少なくとも1種を含む単量体を重合して得られる非光配向性ポリマーとを含有することを特徴とする。
【0017】
第一成分の上記光配向性基は、光を照射することで光分解、光異性化、光二量化、光架橋等の反応により異方性が生じる構造を有する官能基であり、なかでも光二量化、光異性化が生じる構造が好ましい。
【0018】
[1]第一成分としてシリコーン基又はフッ素置換アルキル基及び光配向性基を有するポリマーと、第二成分としてメタクリル酸及びメタクリル酸エステルからなる群より選ばれる少なくとも1種を含む単量体を重合して得られる非光配向性ポリマーとを含有する光配向性高分子組成物。
【0019】
[2]第一成分の光配向性基が光二量化又は光異性化する構造を有する官能基である、項[1]に記載の光配向性高分子組成物。
【0020】
[3]第一成分の光配向性基が下記一般式(I−1)〜(I−3)で表される構造のうち少なくとも1種を有する項[1]又は項[2]に記載の光配向性高分子組成物。
【0021】
【化1】
(上記式中、R1は水素、又は任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜5のアルキル基を示し、mは0〜6の整数を表し、フェニレン基の任意の水素はフッ素、メチル基、又はメトキシ基で置き換えられてもよい。)
【0022】
[4]第一成分のポリマーがシリコーン基を有し、そのシリコーン基が下記一般式(I−4)で表される項[1]〜[3]のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
【0023】
【化2】
(上記式中、R2は水素、又は任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜5のアルキル基を示し、rは0〜6の整数、nは1〜200の整数を表す。)
【0024】
[5]第一成分のポリマーがフッ素置換アルキル基を有し、そのフッ素置換アルキル基が下記の一般式(I−5)で表される項[1]〜[3]のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
【0025】
【化3】
(上記式中、R3は任意の1以上の水素がフッ素で置き換えられている炭素数1〜20のアルキル基を示す。)
【0026】
[6]第二成分の非光配向性ポリマーが、メタクリル酸、メタクリル酸アルキル、炭素原子数2〜5のヒドロキシアルキル基を有するメタクリル酸ヒドロキシアルキル、カルボキシル基含有メタクリル酸エステル、及びフェノール性水酸基含有メタクリル酸エステルからなる群より選ばれる少なくとも1種を含む単量体を重合して得られるポリマーである項[1]〜[5]のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
【0027】
[7]第一成分のポリマーが下記式(I−1−1) で表される構成単位及び下記式(I−4−1)又は式(I−4−1')で表される構成単位を含む項[1]〜[4]のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
【0028】
【化4】
(上記式中、R2は水素、又は任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜5のアルキル基を示し、R4は水素、任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜20のアルキル基、又は任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基を示し、R6は水素、メチル基又は下記式(II)で表される基を示し、Z1は単結合、−COO−、又は−OCO−を示し、sは0〜6の整数、nは1〜200の整数、oは2〜6の整数、pは0〜2の整数、qは0又は1、uは1〜6の整数を表し、x及びyはモル分率でありx+y≦1の関係を満たし、フェニレン基の任意の水素はフッ素、メチル基、メトキシ基で置き換えられてもよい。)
【0029】
【化5】
(上記式中、R7は水素又はメチル基を示し、tは0又は1を表す。)
【0030】
[8]第一成分のポリマーが下記式(I−1−1')及び式(I−4−1)で表される構成単位を含む項[1]〜[4]のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
【0031】
【化6】
(上記式中、R2は水素、又は任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜5のアルキル基を示し、R4は水素、任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜20のアルキル基、又は任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基を示し、R5は水素又はメチル基を示し、R6は水素、メチル基又は下記式(II)で表される基を示し、Z1は単結合、−COO−、又は−OCO−を示し、rは0〜6の整数、nは1〜200の整数、oは2〜6の整数、pは0〜2の整数、qは0又は1を表し、x及びyはモル分率でありx+y≦1の関係を満たし、フェニレン基の任意の水素はフッ素、メチル基、メトキシ基で置き換えられてもよい。)
【0032】
【化7】
(上記式中、R7は水素又はメチル基を示し、tは0又は1を表す。)
【0033】
[9]第一成分のポリマーが下記式(I−2−1)で表される構成単位及び下記式(I−4−1)又は式(I−4−1')で表される構成単位を含む項[1]〜[4]のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
【0034】
【化8】
(上記式中、R2は水素、又は任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜5のアルキル基を示し、R4は水素、任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜20のアルキル基、又は任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基を示し、R6は水素、メチル基又は下記式(II)で表される基を示し、Z1は単結合、−COO−、又は−OCO−を示し、sは0〜6の整数、nは1〜200の整数、oは2〜6の整数、pは0〜2の整数、qは0又は1、uは1〜6の整数を表し、x及びyはモル分率でありx+y≦1の関係を満たし、フェニレン基の任意の水素はフッ素、メチル基、メトキシ基で置き換えられてもよい。)
【0035】
【化9】
(上記式中、R7は水素又はメチル基を示し、tは0又は1を表す。)
【0036】
[10]第一成分のポリマーが下記式(I−2−1')及び式(I−4−1)で表される構成単位を含む項[1]〜[4]のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
【0037】
【化10】
(上記式中、R2は水素、又は任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜5のアルキル基を示し、R4は水素、任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜20のアルキル基、又は任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基を示し、R5は水素又はメチル基を示し、R6は水素、メチル基又は下記式(II)で表される基を示し、Z1は単結合、−COO−、又は−OCO−を示し、rは0〜6の整数、nは1〜200の整数、oは2〜6の整数、pは0〜2の整数、qは0又は1を表し、x及びyはモル分率でありx+y≦1の関係を満たし、フェニレン基の任意の水素はフッ素、メチル基、メトキシ基で置き換えられてもよい。)
【0038】
【化11】
(上記式中、R7は水素又はメチル基を示し、tは0又は1を表す。)
【0039】
[11]第一成分のポリマーが下記式(I−3−1)で表される構成単位及び下記式(I−4−1)又は式(I−4−1')で表される構成単位を含む項[1]〜[4]のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
【0040】
【化12】
(上記式中、R1は水素、任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜20のアルキル基、又は任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基を示し、R2は水素、又は任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜5のアルキル基を示し、R6は水素、メチル基又は下記式(II)で表される基を示し、Z1は単結合、−COO−、又は−OCO−を示し、sは0〜6の整数、nは1〜200の整数、oは2〜6の整数、pは0〜2の整数、qは0又は1、uは1〜6の整数を表し、x及びyはモル分率でありx+y≦1の関係を満たし、フェニレン基の任意の水素はフッ素、メチル基、メトキシ基で置き換えられてもよい。)
【0041】
【化13】
(上記式中、R7は水素又はメチル基を示し、tは0又は1を表す。)
【0042】
[12]第一成分のポリマーが下記式(I−3−1')及び式(I−4−1)で表される構成単位を含む項[1]〜[4]のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
【0043】
【化14】
(上記式中、R1は水素、任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜20のアルキル基、又は任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基を示し、R2は水素、又は任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜5のアルキル基を示し、R5は水素又はメチル基を示し、R6は水素、メチル基又は下記式(II)で表される基を示し、Z1は単結合、−COO−、又は−OCO−を示し、rは0〜6の整数、nは1〜200の整数、oは2〜6の整数、pは0〜2の整数、qは0又は1を表し、x及びyはモル分率でありx+y≦1の関係を満たし、フェニレン基の任意の水素はフッ素、メチル基、メトキシ基で置き換えられてもよい。)
【0044】
【化15】
(上記式中、R7は水素又はメチル基を示し、tは0又は1を表す。)
【0045】
[13]第一成分のポリマーが下記式(I−1−1)及び式(I−5−1)で表される構成単位を含む項[1]〜[3]のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
【0046】
【化16】
(上記式中、R3は任意の1以上の水素がフッ素で置き換えられている炭素数1〜20のアルキル基を示し、R4は水素、任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜20のアルキル基、又は任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基を示し、R8は水素、メチル基又は下記式(II)で表される基を示し、Z1は単結合、−COO−、又は−OCO−を示し、oは2〜6の整数、pは0〜2の整数、qは0又は1を表し、x及びzはモル分率でありx+z≦1の関係を満たし、フェニレン基の任意の水素はフッ素、メチル基、メトキシ基で置き換えられてもよい。)
【0047】
【化17】
(上記式中、R7は水素又はメチル基を示し、tは0又は1を表す。)
【0048】
[14]第一成分のポリマーが下記式(I−1−1')及び式(I−5−1)で表される構成単位を含む項[1]〜[3]のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
【0049】
【化18】
(上記式中、R3は任意の1以上の水素がフッ素で置き換えられている炭素数1〜20のアルキル基を示し、R4は水素、任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜20のアルキル基、又は任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基を示し、R5は水素又はメチル基を示し、R8は水素、メチル基又は下記式(II)で表される基を示し、Z1は単結合、−COO−、又は−OCO−を示し、oは2〜6の整数、pは0〜2の整数、qは0又は1を表し、x及びzはモル分率でありx+z≦1の関係を満たし、フェニレン基の任意の水素はフッ素、メチル基、メトキシ基で置き換えられてもよい。)
【0050】
【化19】
(上記式中、R7は水素又はメチル基を示し、tは0又は1を表す。)
【0051】
[15]第一成分のポリマーが下記式(I−2−1)及び上記式(I−5−1)で表される構成単位を含む項[1]〜[3]のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
【0052】
【化20】
(上記式中、R3は任意の1以上の水素がフッ素で置き換えられている炭素数1〜20のアルキル基を示し、R4は水素、任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜20のアルキル基、又は任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基を示し、R8は水素、メチル基又は下記式(II)で表される基を示し、Z1は単結合、−COO−、又は−OCO−を示し、oは2〜6の整数、pは0〜2の整数、qは0又は1を表し、x及びzはモル分率でありx+z≦1の関係を満たし、フェニレン基の任意の水素はフッ素、メチル基、メトキシ基で置き換えられてもよい。)
【0053】
【化21】
(上記式中、R7は水素又はメチル基を示し、tは0又は1を表す。)
【0054】
[16]第一成分のポリマーが下記式(I−2−1')及び式(I−5−1)で表される構成単位を含む項[1]〜[3]のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
【0055】
【化22】
(上記式中、R3は任意の1以上の水素がフッ素で置き換えられている炭素数1〜20のアルキル基を示し、R4は水素、任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜20のアルキル基、又は任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基を示し、R5は水素又はメチル基を示し、R8は水素、メチル基又は下記式(II)で表される基を示し、Z1は単結合、−COO−、又は−OCO−を示し、oは2〜6の整数、pは0〜2の整数、qは0又は1を表し、x及びzはモル分率でありx+z≦1の関係を満たし、フェニレン基の任意の水素はフッ素、メチル基、メトキシ基で置き換えられてもよい。)
【0056】
【化23】
(上記式中、R7は水素又はメチル基を示し、tは0又は1を表す。)
【0057】
[17]第一成分のポリマーが下記式(I−3−1)及び下記式(I−5−1)で表される構成単位を含む項[1]〜[3]のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
【0058】
【化24】
(上記式中、R1は水素、任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜20のアルキル基、又は任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基を示し、R3は任意の1以上の水素がフッ素で置き換えられている炭素数1〜20のアルキル基を示し、R4は水素、任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜20のアルキル基、又は任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基を示し、R8は水素、メチル基又は下記式(II)で表される基を示し、Z1は単結合、−COO−、又は−OCO−を示し、oは2〜6の整数、pは0〜2の整数、qは0又は1を表し、x及びzはモル分率でありx+z≦1の関係を満たし、フェニレン基の任意の水素はフッ素、メチル基、メトキシ基で置き換えられてもよい。)
【0059】
【化25】
(上記式中、R7は水素又はメチル基を示し、tは0又は1を表す。)
【0060】
[18]第一成分のポリマーが下記式(I−3−1')及び式(I−5−1)で表される構成単位を含む項[1]〜[3]のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
【0061】
【化26】
(上記式中、R1は水素、任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜20のアルキル基、又は任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基を示し、R3は任意の1以上の水素がフッ素で置き換えられている炭素数1〜20のアルキル基を示し、R4は水素、任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜20のアルキル基、又は任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基を示し、R5は水素又はメチル基を示し、R8は水素、メチル基又は下記式(II)で表される基を示し、Z1は単結合、−COO−、又は−OCO−を示し、oは2〜6の整数、pは0〜2の整数、qは0又は1を表し、x及びzはモル分率でありx+z≦1の関係を満たし、フェニレン基の任意の水素はフッ素、メチル基、メトキシ基で置き換えられてもよい。)
【0062】
【化27】
(上記式中、R7は水素又はメチル基を示し、tは0又は1を表す。)
【0063】
[19]第一成分のポリマーが上記一般式(I−3)で表される光配向基を有し、R2がメチル基である上記一般式(I−4)であるシリコーン基を有する項[1]〜[4]のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
【0064】
[20]第一成分のポリマーがシリコーン基を有しており、そのシリコーン基の分子量が50000以下である項[1]〜[4]、[6]〜[12]、及び[19]のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
【0065】
[21]第一成分のポリマーがシリコーン基を有しており、そのシリコーン基の分子量が10000以下である項[1]〜[4]、[6]〜[12]、及び[19]のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
【0066】
[22]第一成分のポリマーがシリコーン基を有しており、そのポリマーが、全モノマーに対し0.01〜50重量%の範囲でシリコーン基を有するモノマーを含有するモノマー混合物を重合することにより得られたものである項[1]〜[4]、[6]〜[12]、及び[19]〜[21]のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
【0067】
[23]第一成分のポリマーがフッ素置換アルキル基を有しており、そのポリマーが、全モノマーに対し0.01〜50重量%の範囲でフッ素置換アルキル基を有するモノマーを含有するモノマー混合物を重合することにより得られたものである項[1]〜[3]、[5]、及び[13]〜[18]のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
【0068】
[24]第一成分と第二成分との質量比(第一成分):(第二成分)が1:99〜50:50である、項[1]〜[23]のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
【0069】
[25]第一成分と第二成分との質量比(第一成分):(第二成分)が5:95〜30:70である、項[1]〜[23]のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
【0070】
[26]第一成分と第二成分との総重量に対して、増感剤及び架橋剤から選ばれる少なくとも1つの物質を1〜100重量%含有する、項[1]〜[25]のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
【0071】
[27]第一成分及び第二成分を溶解可能なグリコール系溶媒又はグリコールエーテル系溶媒を更に含有することを特徴とする、項[1]〜[26]のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
【0072】
[28]項[1]〜[27]のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物から形成される液晶配向膜。
【0073】
[29]項[1]〜[27]のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物を用いて得られる位相差板を備えた光デバイス。
【0074】
[30]項[1]〜[27]のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物から形成されるパターン化位相差板。
【0075】
また、本発明の構成は以下の通りである。
(1) 第一成分としてシリコーン基又はフッ素置換アルキル基及び光配向性基を有するポリマーと、第二成分としてメタクリル酸及びメタクリル酸エステルからなる群より選ばれる少なくとも1種を含む単量体を重合して得られる非光配向性ポリマーとを含有する光配向性高分子組成物であり、
第一成分のポリマーが下記式(I−1−1)、(I−2−1)、又は(I−3−1)で表される構成単位と、
下記式(I−4−1)若しくは(I−4−1’)で表される構成単位、又は下記式(I−5−1)で表される構成単位とを含むポリマーである光配向性高分子組成物。
【0076】
【化50】
(上記式中、添え字xが付された括弧部分がポリマー主鎖中に含まれる部分であり、xは光配向性ポリマー中に含まれる上記構成単位のモル分率(x<1)を表し、R1は水素、炭素数1〜20のアルキル基、又は炭素数1〜20のアルコキシ基を示し、R4は水素、炭素数1〜20のアルキル基、又は炭素数1〜20のアルコキシ基を示し、R6は水素、メチル基又は下記式(II)で表される基を示し、
1は単結合、−COO−、又は−OCO−を示し、oは2〜6の整数を表し、pは0〜2の整数を表し、上記式中に含まれるフェニレン基の任意の水素はフッ素、メチル基、メトキシ基で置き換えられてもよい。)
【0077】
【化51】
(上記式中、R7は水素又はメチル基を示し、tは0又は1を表す。)
【0078】
【化52】
(上記式中、添え字yが付された括弧部分がポリマー主鎖中に含まれる部分であり、yは光配向性ポリマー中に含まれる上記構成単位のモル分率(y<1)を表し、R2は水素、又は任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜5のアルキル基を示し、R6は水素、メチル基又は下記式(II)で表される基を示し、sは0〜6の整数、好ましくは2又は3を表し、uは1〜6の整数を表し、qは0又は1を表す。
【0079】
【化53】
(上記式中、R7は水素又はメチル基を示し、tは0又は1である。)
【0080】
【化54】
(上記式中、添え字zが付された括弧部分がポリマー主鎖中に含まれる部分であり、zは光配向性ポリマー中に含まれる上記構成単位のモル分率(z<1)を表し、R3は任意の1以上の水素がフッ素で置き換えられている、炭素数1〜20のアルキル基を示し、R8は水素、メチル基又は下記式(II)で表される基を示し、qは0又は1を表す。)
【0081】
【化55】
(上記式中、R7は水素又はメチル基を示し、tは0又は1である。x+y≦1またはx+z≦1)
(2) 第二成分の非光配向性ポリマーが、メタクリル酸、メタクリル酸アルキル、炭素原子数2〜5のヒドロキシアルキル基を有するメタクリル酸ヒドロキシアルキル、カルボキシル基含有メタクリル酸エステル、及びフェノール性水酸基含有メタクリル酸エステルからなる群より選ばれる少なくとも1種を含む単量体を重合して得られるポリマーである請求項1に記載の光配向性高分子組成物。
(3) 第一成分のポリマーが上記式(I−1−1) で表される構成単位及び上記式(I−4−1)又は式(I−4−1')で表される構成単位を含む(1)又は(2)に記載の光配向性高分子組成物。
(4) 第一成分のポリマーが下記式(I−1−1’)及び上記式(I−4−1)で表される構成単位を含む(1)又は(2)に記載の光配向性高分子組成物。
【0082】
【化56】
(上記式中、R4は水素、炭素数1〜20のアルコキシ基を示し、R5は水素又はメチル基を示し、Z1は単結合、−COO−、又は−OCO−を示し、oは2〜6の整数、pは0〜2の整数を表し、xはモル分率(x<1)を表し、フェニレン基の任意の水素はフッ素、メチル基、メトキシ基で置き換えられてもよい。)
(5) 第一成分のポリマーが上記式(I−2−1)で表される構成単位及び上記式(I−4−1)又は式(I−4−1')で表される構成単位を含む(1)又は(2)に記載の光配向性高分子組成物。
(6) 第一成分のポリマーが下記式(I−2−1’)及び上記式(I−4−1)で表される構成単位を含む(1)又は(2)に記載の光配向性高分子組成物。
【0083】
【化57】
(上記式中、R4は水素、炭素数1〜20のアルキル基、又は炭素数1〜20のアルコキシ基を示し、R5は水素又はメチル基を示し、Z1は単結合、−COO−、又は−OCO−を示し、oは2〜6の整数、pは0〜2の整数を表し、xはモル分率(x<1)を表しフェニレン基の任意の水素はフッ素、メチル基、メトキシ基で置き換えられてもよい。)
(7) 第一成分のポリマーが上記式(I−3−1)で表される構成単位及び上記式(I−4−1)又は式(I−4−1')で表される構成単位を含む(1)又は(2)に記載の光配向性高分子組成物。
(8) 第一成分のポリマーが下記式(I−3−1’)及び上記式(I−4−1)で表される構成単位を含む(1)〜(4)のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
【0084】
【化58】
(上記式中、R1は水素、炭素数1〜20のアルキル基、又は炭素数1〜20のアルコキシ基を示し、R5は水素又はメチル基を示し、1は単結合、−COO−、又は−OCO−を示し、oは2〜6の整数、pは0〜2の整数を表し、xはモル分率(x<1)を表し、フェニレン基の任意の水素はフッ素、メチル基、メトキシ基で置き換えられてもよい。)
(9) 第一成分のポリマーが上記式(I−1−1)で表される構成単位及び式(I−5−1)で表される構成単位を含む(1)又は(2)に記載の光配向性高分子組成物。
(10) 第一成分のポリマーが下記式(I−1−1’)及び上記式(I−5−1)で表される構成単位を含む(1)〜(3)のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
【0085】
【化59】
(上記式中、R4は水素、炭素数1〜20のアルキル基又は炭素数1〜20のアルコキシ基を示し、R5は水素又はメチル基を示し、Z1は単結合、−COO−、又は−OCO−を示し、oは2〜6の整数、pは0〜2の整数を表し、xはモル分率(x<1)を表し、フェニレン基の任意の水素はフッ素、メチル基、メトキシ基で置き換えられてもよい。)
(11) 第一成分のポリマーが上記式(I−2−1)及び式(I−5−1)で表される構成単位を含む(1)又は(2)に記載の光配向性高分子組成物。
(12) 第一成分のポリマーが下記式(I−2−1’)及び上記式(I−5−1)で表される構成単位を含む(1)又は(2)に記載の光配向性高分子組成物。
【0086】
【化60】
(上記式中、R4は水素、炭素数1〜20のアルキル基、又は炭素数1〜20のアルコキシ基を示し、R5は水素又はメチル基を示し、Z1は単結合、−COO−、又は−OCO−を示し、oは2〜6の整数、pは0〜2の整数を表し、xはモル分率(x<1)を表し、フェニレン基の任意の水素はフッ素、メチル基、メトキシ基で置き換えられてもよい。)
(13) 第一成分のポリマーが上記式(I−3−1)及び式(I−5−1)で表される構成単位を含む(1)又は(2)に記載の光配向性高分子組成物。
(14) 第一成分のポリマーが下記式(I−3−1’)及び上記式(I−5−1)で表される構成単位を含む(1)又は(2)に記載の光配向性高分子組成物。
【0087】
【化61】
(上記式中、R1は水素、炭素数1〜20のアルキル基、又は炭素数1〜20のアルコキシ基を示し、R5は水素又はメチル基を示し、Z1は単結合、−COO−、又は−OCO−を示し、oは2〜6の整数、pは0〜2の整数を表し、xはモル分率(x<1)を表し、フェニレン基の任意の水素はフッ素、メチル基、メトキシ基で置き換えられてもよい。)
(15) 第一成分のポリマーがシリコーン基を有しており、そのシリコーン基の分子量が50000以下である(1)〜(8)のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
(16) 第一成分のポリマーがシリコーン基を有しており、そのシリコーン基の分子量が10000以下である(1)〜(8)のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
(17) 第一成分のポリマーがシリコーン基を有しており、そのポリマーが、全モノマーに対し0.01〜50重量%の範囲でシリコーン基を有するモノマーを含有するモノマー混合物を重合することにより得られたものである(1)〜(8)、(15)、及び(16)のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
(18) 第一成分のポリマーがフッ素置換アルキル基を有しており、そのポリマーが、全モノマーに対し0.01〜50重量%の範囲でフッ素置換アルキル基を有するモノマーを含有するモノマー混合物を重合することにより得られたものである(1)、(2)及び(9)〜(14)のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
(19) 第一成分のポリマーがさらにヒドロキシアルキルモノ(メタ)アクリレートが共重合されたものである(1)〜(18)のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
(20) 第一成分と第二成分との質量比(第一成分):(第二成分)が1:99〜50:50である、(1)〜(19)のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
(21) 第一成分と第二成分との質量比(第一成分):(第二成分)が5:95〜30:70である、(1)〜(19)のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
(22) 第一成分と第二成分との総重量に対して、増感剤及び架橋剤から選ばれる少なくとも1つの物質を1〜100重量%含有する、(1)〜(21)のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
(23) 第一成分及び第二成分を溶解可能なグリコール系溶媒又はグリコールエーテル系溶媒を更に含有することを特徴とする、(1)〜(22)のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物。
(24) (1)〜(23)のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物から形成される液晶配向膜。
(25) (1)〜(23)のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物を用いて得られる位相差板を備えた光デバイス。
(26) (1)〜(23)のいずれか1項に記載の光配向性高分子組成物から形成されるパターン化位相差板。
【発明の効果】
【0088】
本発明の光配向性高分子組成物は、特定の光配向性ポリマーと非光配向性ポリマーを含むため、この組成物からなる光配向剤を基材等に塗布して乾燥させて得た光配向性膜は、感度に優れ短時間の露光でも光配向が可能である。しかも、光配向法により液晶配向膜を形成するため、従来のラビング処理に見られる煩雑な処理工程やその後の発塵や静電気が発生しない。そのため配向欠陥のない光学均一性の高い、液晶配向膜を作製できる。そのため、この液晶配向膜から製造された位相差板は、高い配向安定性を保つことができる。
【発明を実施するための形態】
【0089】
本発明について詳細に説明する。
本発明の光配向性高分子組成物は、シリコーン基又はフッ素置換アルキル基及び光配向性基を有するポリマー(以下、「光配向性ポリマー」)である第一成分と、メタクリル酸及びメタクリル酸エステルからなる群より選ばれる少なくとも1種を含む単量体を重合して得られる非光配向性ポリマーである第二成分とを含有することに特徴がある。
【0090】
第一成分として含まれる上記光配向性ポリマーとは、光、例えば平面偏光の照射により、ポリマー中の分子構造に変化が起こり異方性が生じ得るポリマーであり、典型的には、光、例えば平面偏光の照射により、光異性化反応、光二量化反応、及び光分解反応から選ばれる少なくとも1つの光反応が引き起こされるポリマーをいう。また、上記光配向性基とは、光、例えば平面偏光の照射により、その基中の分子構造に変化が起こり得る基であり、典型的には、光、例えば平面偏光の照射により、光異性化反応、光二量化反応、及び光分解反応から選ばれる少なくとも1つの光反応が引き起こされる基をいう。これら光配向性基の中でも、光異性化反応を起こす基及び光二量化反応を起こす基が好ましく、光二量化反応を起こす基がより好ましい。
【0091】
上記光異性化反応とは、光の作用で立体異性化、構造異性化を引き起こす反応をいう。このような光異性化反応を起こす物質としては、例えば、桂皮酸骨格を有する物質(K.Ichimura et al.,Macromolecules,30,903(1997))、アゾベンゼン骨格を有する物質(K. Ichimura et al.,Mol.Cryst.Liq.Cryst .,298,221(1997))、ヒドラゾノ−β−ケトエステル骨格を有する物質(S. Yamamura et al., Liquid Crystals, vol. 13, No. 2, page 189 (1993))、スチルベン骨格を有する物質(J.G.Victor and J.M.Torkelson,Macromolecules,20,2241(1987))、及びスピロピラン骨格を有する物質(K. Ichimura et al., Chemistry Letters, page 1063 (1992) ;K.Ichimura et al., Thin Solid Films, vol. 235, page 101 (1993) )などが知られている。
【0092】
上記光異性化反応を起こす基としては、C=C結合又はN=N結合を含む光異性化反応を起こす基が好ましく、このような基としては、例えば、桂皮酸骨格を有する基、アゾベンゼン骨格を有する基、ヒドラゾノ−β−ケトエステル骨格を有する基、スチルベン骨格を有する基、スピロピラン骨格を有する基などが挙げられる。これら基はポリマー主鎖中に含まれていてもよく、側鎖に含まれていてもよい。
【0093】
上記光二量化反応とは、光の作用で二つの基の間で付加反応が起こり、典型的には環構造が形成される反応をいう。このような光二量化を起こす物質としては、例えば、桂皮酸骨格を有する物質(M. Schadt et al., J. Appl. Phys., vol. 31, No. 7, page 2155 (1992))、クマリン骨格を有する物質(M. Schadt et al., Nature., vol. 381, page 212 (1996))、カルコン骨格を有する物質(小川俊博他、液晶討論会講演予稿集,2AB03(1997))、ベンゾフェノン骨格を有する物質(Y. K. Jang et al., SID Int. Symposium Digest,P-53(1997))などが知られている。
【0094】
上記光二量化反応を起こす基としては、例えば、桂皮酸骨格を有する基、クマリン骨格を有する基、カルコン骨格を有する基、ベンゾフェノン骨格を有する基などが挙げられる。これら基の中でも、桂皮酸骨格を有する基、クマリン骨格を有する基が好ましく、桂皮酸骨格を有する基がより好ましい。これら基はポリマー主鎖中に含まれていても、側鎖に含まれていてもよいが、側鎖に含まれていることが好ましい。
【0095】
上記桂皮酸骨格を有する基としては、例えば下記一般式(I−1)〜(I−3)で表される構造のうち少なくとも1種を有する基が挙げられる。
【0096】
【化28】
上記式中、R1は水素、又は任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜5のアルキル基を示し、好ましくはメチル基を示す。mは0〜6の整数を表し、好ましくは式(I−1)中のmは2,4,6です。を表す。また上記式中に含まれるフェニレン基の任意の水素はフッ素、メチル基、又はメトキシ基で置き換えられてもよい。上記(I−1)〜(I−3)で示される基の中でも、(I−3)で示される基が好ましい。
【0097】
上記光配向性ポリマーはさらにシリコーン基又はフッ素置換アルキル基を有する。これら基が光配向性ポリマーに含まれていることにより、この光配向ポリマーと後述する非光配向性ポリマーとを含む光配向性高分子組成物を基材に塗布した際に、外気に接する表面に光配向性基を濃縮させることが可能となる。
【0098】
上記シリコーン基としては、例えば、下記一般式(I−4)で表される基が挙げられる。
【0099】
【化29】
上記式中、R2は水素、又は任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜5のアルキル基を示し、好ましくはメチル基又はブチル基を示す。rは0〜6の整数を表し、好ましくは2又は3を表す。nは1〜200の整数を表し、好ましくは1〜100の整数を表す。
【0100】
光配向性ポリマーに含まれるシリコーン基の分子量は本発明の効果が発現する限り特に制限はないが、好ましくは50000以下、より好ましくは10000以下、さらに好ましくは5000以下であり、好ましくは400以上、より好ましくは500以上である。
【0101】
上記フッ素置換アルキル基としては、例えば、下記一般式(I−5)で表される基が挙げられる。
【0102】
【化30】
上記式中、R3は任意の1以上の水素がフッ素で置き換えられている炭素数1〜20のアルキル基を示し、好ましくは炭素数6〜12のアルキル基を示す。
【0103】
上記一般式(I−5)で表されるフッ素置換アルキル基としては、例えば1H,1H,2H,2H−ノナフルオロヘプチル、1H,1H,2H,2H−ヘプタデカフルオロデシル、1H,1H,7H−ドデカフルオロヘプチル、1H,1H,2H,2H−トリデカフルオロオクチル、1H,1H−パーフルオロノニル、1H,1H,2H,2H−パーフルオロドデシルなどが挙げられる。これらフッ素置換アルキル基の中でも、1H,1H,2H,2H−ヘプタデカフルオロデシル、1H,1H,2H,2H−トリデカフルオロオクチルが好ましい。
【0104】
光配向性ポリマーには複数のシリコーン基又はフッ素置換アルキル基が含まれていてもよく、フッ素置換アルキル基及びシリコーン基の両方が含まれていてもよい。
第一成分となる上記光配向性ポリマーは、例えば、光配向性基を有するモノマー、シリコーン基又はフッ素アルキル基を有するモノマー、及びさらに必要に応じて他のモノマーを共重合することにより製造できる。
【0105】
光配向性基を有するモノマーとしては、ポリマー中にとりこまれることに下記式(I−1−1)、(I−2−1)、又は(I−3−1)で表される構成単位となるモノマーを例示することができる。
【0106】
【化31】
上記式中、添え字xが付された括弧部分がポリマー主鎖中に含まれる部分であり、xは光配向性ポリマー中に含まれる上記構成単位のモル分率(x<1)を表す。上記式中、R1は水素、任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜20のアルキル基、又は任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基を示し、好ましくは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜5のアルキル基、又は任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜5のアルコキシ基を示し、より好ましくはメチル基を示す。上記式中、R4は水素、任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜20のアルキル基、又は任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基を示し、好ましくは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜5のアルキル基、又は任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜5のアルコキシ基を示し、より好ましくはメチル基又はメトキシ基を示す。上記式中、R6は水素、メチル基又は下記式(II)で表される基を示し、
【0107】
【化32】
(上記式中、R7は水素又はメチル基を示し、tは0又は1を表す。)上記式中、Z1は単結合、−COO−、又は−OCO−を示し、好ましくは、−COO−を示す。上記式中、oは2〜6の整数、好ましくは2、4又は6を表し、pは0〜2の整数、好ましくは0を表す。上記式中に含まれるフェニレン基の任意の水素はフッ素、メチル基、メトキシ基で置き換えられてもよいが、好ましくは未置換又はメトキシ基置換である。
【0108】
上記式(I−1−1)、(I−2−1)、又は(I−3−1)で表される構成単位の好ましい態様としては、下記式(I−1−1')、(I−2−1')、又は(I−3−1')で表される構成単位を挙げることができる。
【0109】
【化33】
上記式中、x、R1、R4、Z1、o、pの定義および好ましい態様は、上記式(I−1−1)、(I−2−1)及び(I−3−1)の場合と同様である。上記式中、R5は水素又はメチル基を示し、好ましくはメチル基を示す。
【0110】
上記式(I−1−1)の構成単位となる光配向性モノマーとしては、例えば、下記式(I−1−1−a)〜(I−1−1−l)、及び式(I−1−1−m)〜(I−1−1−x)で表されるモノマー(下記式中、R9は水素又はメチル基、R10は炭素数1〜20のアルキル基を示す。)など挙げられる。
【0111】
【化34】
【0112】
【化35】
上記式(I−2−1)の構成単位となる光配向性モノマーとしては、例えば、下記式(I−2−1−a)〜(I−2−1−l)、及び式(I−2−1−m)〜(I−2−1−x)で表されるモノマー(下記式中、R9は水素又はメチル基を示し、R10は炭素数1〜20のアルキル基を示す。)などが挙げられる。
【0113】
【化36】
【0114】
【化37】
上記式(I−3−1)の構成単位となる光配向性モノマーとしては、例えば、下記式(I−3−1−a)〜(I−3−1−i)、及び式(I−3−1−j)〜(I−3−1−r)で表されるモノマー(下記式中、R9は水素又はメチル基を示し、R10は炭素数1〜20のアルキル基を示す。)などが挙げられる。
【0115】
【化38】
【0116】
【化39】
これらモノマーの中でも、上記式(I−3−1)の構成単位となる光配向性モノマーが好ましく、上記式(I−3−1)で表され、R5がメチル基、o=2、p=0、R1がメチル基の構成単位となる光配向性モノマーがより好ましい。
【0117】
使用する全モノマー混合物中、光配向性基を有するモノマーの含有量は、全モノマーに対して、通常20重量%以上100重量%未満であり、好ましくは40〜99.99重量%、より好ましくは60〜99.9重量%である。
【0118】
シリコーン基を有するモノマーとしては、ポリマー中にとりこまれることにより下記式(I−4−1)又は(I−4−1')で表される構成単位となるモノマーを例示することができる。
【0119】
【化40】
上記式中、添え字yが付された括弧部分がポリマー主鎖中に含まれる部分であり、yは光配向性ポリマー中に含まれる上記構成単位のモル分率(y<1)を表す。上記式中、R2は水素、又は任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数1〜5のアルキル基を示し、好ましくはメチル基又はブチル基を示す。上位式中、R6は水素、メチル基又は下記式(II)で表される基を示す。上記式中、sは0〜6の整数、好ましくは2又は3を表し、uは1〜6の整数、好ましくは2又は4を表し、nは1〜200の整数、好ましくは1〜100の整数を表し、qは0又は1を表す。上記式中、q=0のときR6は好ましくはメチル基又は式(II)で表される基を示し、q=1のときR6は好ましくは式(II)で表される基を示す。
【0120】
【化41】
上記式中、R7は水素又はメチル基を示し、好ましくは水素を示し、tは0又は1である。上記式中、好ましくは、上記式(1−4−1)においてq=1のときp=0であり、上記式(1−4−1)においてq=0のときP=1及びR7がメチル基であり、上記式(1−4−1')においてq=0のときt=1及びR7が水素である。
【0121】
シリコーン基を有するモノマーとしては、例えば、下記式(I−4−1−a)〜(I−4−1−f)で表されるモノマー(下記式中、R11は炭素数1〜5のアルキル基を示し、sは2又は3、uは2又は4、nは1〜100の整数を示す。)などが挙げられる。
【0122】
【化42】
これらモノマーの中でも、上記式(I−4−1−a)〜(I−4−1−f)で表され、s=3、u=2、R11がブチル基であるモノマーが好ましい。なお、これらシリコーン基を有するモノマーの重量平均分子量は本発明の効果が発現する限り特に制限はないが、好ましくは50000以下、より好ましくは10000以下、さらに好ましくは5000以下であり、好ましくは400以上、より好ましくは500以上である。また、シリコーン基の分子量とはモノマーの重量平均分子量から重合性基の分子量を引いた値を意味する。
【0123】
使用する全モノマー混合物中、シリコーン基を有するモノマーの含有量は、全モノマーに対して、好ましくは0.01〜50重量%、より好ましくは0.1〜10重量%である。シリコーン基を有するモノマーの含有量が上記範囲にあると、光配向性重合体組成物を基材等に塗布した際に、光配向性基が外気に接する表面により濃縮され易い傾向にある。
【0124】
フッ素置換アルキル基を有するモノマーとしては、ポリマー中にとりこまれることにより下記式(I−5−1)で表される構成単位となるモノマーを例示することができる。
【0125】
【化43】
上記式中、添え字zが付された括弧部分がポリマー主鎖中に含まれる部分であり、zは光配向性ポリマー中に含まれる上記構成単位のモル分率(z<1)を表す。上記式中、R3は任意の1以上の水素がフッ素で置き換えられている、炭素数1〜20、好ましくは炭素数6〜12のアルキル基を示す。上記式中、R8は水素、メチル基又は下記式(II)で表される基を示し、好ましくはメチル基又は式(II)で表される基を示す。上記式中、qは0又は1を表す。上記式中、q=0のときR6は好ましくはメチル基又は式(II)で表される基を示し、q=1のときR6は好ましくは式(II)で表される基を示す。
【0126】
【化44】
上記式中、R7は水素又はメチル基を示し、好ましくは水素を示し、tは0又は1である。
【0127】
フッ素置換アルキル基を有するモノマーとしては、例えば、フッ素置換アルキル基を有する、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、アクリルアミド、メタクリルアミド、ビニルエーテル、スチレン誘導体、ビニルエステル、マレイン酸誘導体、マレイミド類、フマル酸誘導体、及びイタコン酸などのビニルモノマーが使用可能である。これらの中でも、フッ素置換アルキル基を有するメタクリル酸エステル及びフッ素置換アルキル基を有するイタコン酸誘導体が好ましい。
【0128】
フッ素置換アルキル基を有するメタクリル酸エステルとしては、メタクリル酸1H,1H,2H,2H−ノナフルオロヘプチル、メタクリル酸1H,1H,2H,2H−ヘプタデカフルオロデシル、メタクリル酸1H,1H,7H−ドデカフルオロヘプチル、メタクリル酸1H,1H,2H,2H−トリデカフルオロオクチル、メタクリル酸1H,1H−パーフルオロノニル、メタクリル酸1H,1H,2H,2H−パーフルオロドデシルなどが挙げられる。フッ素置換アルキル基を有するイタコン酸誘導体としては、イタコン酸1H,1H,2H,2H−ノナフルオロヘプチル、イタコン酸1H,1H,2H,2H−ヘプタデカフルオロデシル、イタコン酸1H,1H,7H−ドデカフルオロヘプチル、イタコン酸1H,1H,2H,2H−トリデカフルオロオクチル、イタコン酸1H,1H−パーフルオロノニル、イタコン酸1H,1H,2H,2H−パーフルオロドデシル、メチルイタコン酸1H,1H,2H,2H−ノナフルオロヘプチル、メチルイタコン酸1H,1H,2H,2H−ヘプタデカフルオロデシル、メチルイタコン酸1H,1H,7H−ドデカフルオロヘプチル、メチルイタコン酸1H,1H,2H,2H−トリデカフルオロオクチル、メチルイタコン酸1H,1H−パーフルオロノニル、メチルイタコン酸1H,1H,2H,2H−パーフルオロドデシルなどが挙げられる。これらフッ素置換アルキル基を有するメタクリル酸エステル及びフッ素置換アルキル基を有するイタコン酸誘導体の中でも、メタクリル酸1H,1H,2H,2H−ヘプタデカフルオロデシル、メタクリル酸1H,1H,2H,2H−トリデカフルオロオクチル、イタコン酸1H,1H,2H,2H−ヘプタデカフルオロデシル、イタコン酸1H,1H,2H,2H−トリデカフルオロオクチルが好ましい。
【0129】
使用する全モノマー混合物中、フッ素置換アルキル基を有するモノマーの含有量は、全モノマーに対して、好ましくは0.01〜50重量%、より好ましくは1〜10重量%である。フッ素置換アルキル基を有するモノマーの含有量が上記範囲にあると、光配向性重合体組成物を基材等に塗布した際に、光配向性基が外気に接する表面により濃縮され易い傾向にある。
【0130】
上記モノマー混合物から製造される光配向性ポリマーのうち、上記式(I−1−1)及び式(I−4−1)で表される構成単位を含む光配向性ポリマー(x+y≦1の関係を満たす。)、上記式(I−2−1)及び式(I−4−1)で表される構成単位を含む光配向性ポリマー(x+y≦1の関係を満たす。)、上記式(I−3−1)及び式(I−4−1)(x+y≦1の関係を満たす。)で表される構成単位を含む光配向性ポリマー、上記式(I−1−1)及び式(I−5−1)で表される構成単位を含む光配向性ポリマー(x+z≦1の関係を満たす。)、上記式(I−2−1)及び式(I−5−1)で表される構成単位を含む光配向性ポリマー(x+z≦1の関係を満たす。)、上記式(I−3−1)及び式(I−5−1)で表される構成単位を含む光配向性ポリマー(x+z≦1の関係を満たす。)が好ましい。また、上記式(I−1−1)及び式(I−4−1')で表される構成単位を含む光配向性ポリマー(x+y≦1の関係を満たす。)、上記式(I−2−1)及び式(I−4−1')で表される構成単位を含む光配向性ポリマー(x+y≦1の関係を満たす。)、上記式(I−3−1)及び式(I−4−1')(x+y≦1の関係を満たす。)で表される構成単位を含む光配向性ポリマーが好ましい。
【0131】
また、上記モノマー混合物から製造される光配向性ポリマーのうち、上記式(I−1−1')及び式(I−4−1)で表される構成単位を含む光配向性ポリマー(x+y≦1の関係を満たす。)、上記式(I−2−1')及び式(I−4−1)で表される構成単位を含む光配向性ポリマー(x+y≦1の関係を満たす。)、上記式(I−3−1')及び式(I−4−1)(x+y≦1の関係を満たす。)で表される構成単位を含む光配向性ポリマー、上記式(I−1−1')及び式(I−5−1)で表される構成単位を含む光配向性ポリマー(x+z≦1の関係を満たす。)、上記式(I−2−1')及び式(I−5−1)で表される構成単位を含む光配向性ポリマー(x+z≦1の関係を満たす。)、上記式(I−3−1')及び式(I−5−1)で表される構成単位を含む光配向性ポリマー(x+z≦1の関係を満たす。)も好ましい。
【0132】
光配向性ポリマーを製造する際には、上記光配向性基を有するモノマー、シリコーン基又はフッ素アルキル基を有するモノマーに加え、さらに必要に応じて他のモノマーを共重合してもよい。
【0133】
上記他のモノマーとしては、(メタ)アクリル酸;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート等のアルキルモノ(メタ)アクリレート;フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート等のアリールモノ(メタ)アクリレート;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、及び3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートなどのヒドロキシアルキルモノ(メタ)アクリレート;ω−カルボキシポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート、フタル酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、及び2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレートなどのカルボキシル基含有モノ(メタクリレート)及びヒドロキシアルキルモノ(メタ)アクリレート以外の水酸基含有モノ(メタ)アクリレート;1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルジ(メタ)アクリレート、エトキシ化水添ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ビスフェノールSジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピルジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールビスヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、及びモノヒドロキシペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート等のシリコーン基、フッ素置換アルキル基、及び光配向性基を有さない多官能(メタ)アクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、ビニルエーテル、スチレン誘導体、ビニルエステル、マレイン酸誘導体、マレイミド類、フマル酸誘導体、及びイタコン酸等その他ビニルモノマーなどが挙げられる。
【0134】
これら他のモノマーの中でも、光配向性高分子組成物の溶媒への溶解性、第二成分である非光配向性ポリマーの極性との関係も考慮すると、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート等のアルキルモノ(メタ)アクリレート;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、及び3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートなどのヒドロキシアルキルモノ(メタ)アクリレートが好ましい。
【0135】
また、上記他のモノマーとして、市販の単官能モノマー又は多官能モノマーをそのまま用いることもできる。具体的には、東亜合成化学工業(株)製のアロニックスM−5400(フタル酸モノヒドロキシエチルアクリレート)、同M−5700(2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート)、同M−215(イソシアヌル酸エチレンオキシサイド変性ジアクリレート)、同M−220(トリプロピレングリコールジアクリレート)、同M−245{ポリエチレングリコール(n≒9)ジアクリレート}、同M−305(ペンタエリスリトールトリアクリレート)、同M−309(トリメチロールプロパントリアクリレート)、同M−315(イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート)、同M−400{ジペンタエリスリトールペンタアクリレート及びジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(主成分)の混合物}、同M−450(ペンタエリスリトールテトラアクリレート)、同M−8060、及び同M−8560; 大阪有機化学工業(株)製のビスコート#295(トリメチロ−ルプロパントリアクリレート)、同#300(ペンタエリスリトールトリアクリレート)、同#360(トリメチロールプロパンエチレンオキサイド変性トリアクリレート)、及び同#400(ペンタエリスリトールテトラアクリレート); 日本化薬(株)製のKAYARAD TMPTA(トリメチロールプロパントリアクリレート)、同PET−30(ペンタエリスリトールトリアクリレート)、同DPHA{ジペンタエリスリトールペンタアクリレート及びジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(主成分)の混合物}、同D−310(ジペンタエリスリトールペンタアクリレート)、同D−330、及び同DPCA−60などが挙げられる。
【0136】
これら他のモノマーの中でも、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、東亜合成化学工業(株)製のアロニックスM−305、同#309、同M−400、同M−450、大阪有機化学工業(株)製のビスコート#295、同#300、同#400、日本化薬(株)製のKAYARADTMPTA、同DPHA、同D−310、同PET−30などの3官能以上の多官能アクリレートも好ましい。
【0137】
上記他のモノマーは単独で又は2種類以上混合して使用することができる。
上記光配向性ポリマーの製造方法は特に限定されず、工業的に扱われている通常の方法により製造可能である。例えば、上記光配向性基を有するモノマー、シリコーン基又はフッ素アルキル基を有するモノマー、及びさらに必要に応じて添加される他のモノマーを、カチオン重合、ラジカル重合、又はアニオン重合等することにより製造ができる。これら重合法の中でも、反応制御のしやすさなどの観点からラジカル重合が好ましい。
【0138】
ラジカル重合の重合開始剤としては、熱ラジカル重合開始剤、光ラジカル重合開始剤等、種々の重合開始剤を使用できる。
熱ラジカル重合開始剤は、分解温度以上に加熱することにより、ラジカルを発生させる重合開始剤である。熱ラジカル重合開始剤としては、例えば、ケトンパーオキサイド類(メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド等)、ジアシルパーオキサイド類(アセチルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド等)、ハイドロパーオキサイド類(過酸化水素、tert−ブチルハイドパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等)、ジアルキルパーオキサイド類 (ジ−tert−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジラウロイルパーオキサイド等)、パーオキシケタール類(ジブチルパーオキシ シクロヘキサン等)、アルキルパーエステル類(パーオキシネオデカン酸−tert−ブチルエステル、 パーオキシピバリン酸−tert−ブチルエステル、パーオキシ 2−エチルシクロヘキサン酸−tert−アミルエステル等)、過硫酸塩類(過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等)、アゾ系化合物(アゾビスイソブチロニトリル、ジメチル2,2′−アゾビスイソブチレート、及び2,2′−ジ(2−ヒドロキシエチル)アゾビスイソブチロニトリル等)が挙げられる。これら熱ラジカル重合開始剤は、1種を単独で使用することもできるし、あるいは2種以上組み合わせて使用することもできる。
【0139】
光ラジカル重合開始剤は、光照射によってラジカルを発生させる重合開始剤である。光ラジカル重合開始剤としては、ベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、4,4'−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、キサントン、チオキサントン、イソプロピルキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2−エチルアントラキノン、アセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−4'−イソプロピルプロピオフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、イソプロピルベンゾインエーテル、イソブチルベンゾインエーテル、2,2−ジエトキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、カンファーキノン、ベンズアントロン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタノン−1、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、4,4'−ジ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,4,4'−トリ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、2−(4'−メトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(3',4'−ジメトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(2',4'−ジメトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(2'−メトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4'−ペンチルオキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−[p−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)]−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、1,3−ビス(トリクロロメチル)−5−(2'−クロロフェニル)−s−トリアジン、1,3−ビス(トリクロロメチル)−5−(4'−メトキシフェニル)−s−トリアジン、2−(p−ジメチルアミノスチリル)ベンズオキサゾール、2−(p−ジメチルアミノスチリル)ベンズチアゾール、2−メルカプトベンゾチアゾール、3,3'−カルボニルビス(7−ジエチルアミノクマリン)、2−(o−クロロフェニル)−4,4',5,5'−テトラフェニル−1,2'−ビイミダゾール、2,2'−ビス(2−クロロフェニル)−4,4',5,5'−テトラキス(4−エトキシカルボニルフェニル)−1,2'−ビイミダゾール、2,2'−ビス(2,4−ジクロロフェニル)−4,4',5,5'−テトラフェニル−1,2'−ビイミダゾール、2,2'ビス(2,4−ジブロモフェニル)−4,4',5,5'−テトラフェニル−1,2'−ビイミダゾール、2,2'−ビス(2,4,6−トリクロロフェニル)−4,4',5,5'−テトラフェニル−1,2'−ビイミダゾール、3−(2−メチル−2−ジメチルアミノプロピオニル)カルバゾール、3,6−ビス(2−メチル−2−モルホリノプロピオニル)−9−n−ドデシルカルバゾール、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ビス(η5−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)−ビス(2,6−ジフルオロ−3−(1H−ピロール−1−イル)−フェニル)チタニウム、3,3',4,4'−テトラ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3',4,4'−テトラ(t−ヘキシルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3'−ジ(メトキシカルボニル)−4,4'−ジ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,4'−ジ(メトキシカルボニル)−4,3'−ジ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4,4'−ジ(メトキシカルボニル)−3,3'−ジ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2−(3−メチル−3H−ベンゾチアゾール−2−イリデン)−1−ナフタレン−2−イル−エタノン、又は2−(3−メチル−1,3−ベンゾチアゾール−2(3H)−イリデン)−1−(2−ベンゾイル)エタノンなどが挙げられる。これら光重合開始剤は、1種を単独で使用することもできるし、あるいは2種以上組み合わせて使用することもできる。
【0140】
ラジカル重合の形態は、特に制限されるものでなく、乳化重合、懸濁重合、分散重合、沈殿重合、塊状重合、溶液重合等種々の形態で行うことができる。なお重合の形態については、カチオン重合、アニオン重合等他の重合方法の場合も同様、種々の形態で行うことができる。その他の形態については、例えば「高分子の合成(上)」(遠藤剛著 講談社 2010年発行)等に記載されている。
【0141】
以下、ラジカル重合の形態の1つとして一般的な溶液重合について説明する。溶液重合は溶媒中で通常溶媒に溶解可能な重合触媒により行う重合形態である。溶液重合の溶媒としては、使用するモノマー等に応じて適宜選択可能である。有機溶媒は通常、大気圧下での沸点が50〜200℃の範囲内である有機化合物であり、モノマー、重合過程で生成する成分等を均一に溶解させる有機化合物が好ましい。
【0142】
ラジカル重合で使用する溶媒としては、ラジカル重合を阻害しなければ特に制限はなく、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、及びエチルベンゼンなどの芳香族化合物;ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、及びシクロヘプタンなどの脂肪族化合物;メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、及びエチレングリコール等のアルコール;ジブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン及びジオキサン等のエーテル;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン及びシクロペンタノン等のケトン;酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル及びγ−ブチロラクトン等のエステル;エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール系溶媒;ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、1−メトキシ−2−プロパノール、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノールと等のグリコールエーテル系溶媒などが挙げられる。なお、これら有機溶媒は、1種を単独で使用することもできるし、あるいは2種以上組み合わせて使用することもできる。
【0143】
光配向性ポリマーの分子量制御、分子量分布制御、重合促進などの観点から、ラジカル重合する際には、連鎖移動剤を用いてもよい。連鎖移動剤を用いることにより、好ましい分子量範囲でより均一な分子量分布のポリマーを得ることができる。
【0144】
連鎖移動剤としては、例えば、β-メルカプトプロピオン酸、β-メルカプトプロピオン酸メチルエステル、イソプロピルメルカプタン、オクチルメルカプタン、デシルメルカプタン、ドデシルメルカプタン、tert−ドデシルメルカプタン、オクタデシルメルカプタン、チオフェノール及びp−ノニルチオフェノール、チオサリシル酸、メルカプト酢酸、及びメルカプト等のメルカプタン類;四塩化炭素、クロロホルム、塩化ブチル、1,1,1−トリクロロエタン及び1,1,1−トリブロモオクタン等のハロゲン化アルキル;α−メチルスチレン、α−メチルスチレンダイマー等の低活性モノマー類;などが挙げられる。これら連鎖移動剤の使用量は、連鎖移動剤の活性、モノマーとの組み合わせ、溶媒、重合温度等により適宜設定できるが、通常、使用するモノマーの全モル数に対して0.01モル%〜50モル%程度である。
【0145】
また、溶液重合する際の重合条件も特に制限されるものではないが、例えば、50〜200℃の温度範囲内で、10分〜20時間反応することにより行うことができる。また、ラジカルが失活しないようにする観点から、重合は窒素などの不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
【0146】
上記光配向性ポリマーの重量平均分子量は、1000以上500,000以下が好ましく、5000以上200,000以下がより好ましい。なお、上記重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いたポリスチレン(PS)換算の値である。
【0147】
上記第一成分である光配向性ポリマーは1種単独のポリマーであってもよいが、異なる2種以上のポリマー混合物であってもよい。
本発明の光配向性高分子組成物には、さらに第二成分として、光、例えば平面偏光の照射により、ポリマー中の分子構造に変化が起こり異方性を生じ得ない非光配向性ポリマーが含まれている。上記第一成分に加えて、この第二成分が光配向性高分子組成物に含まれていることにより、溶媒への溶解性などの特性改善が可能となり、さらにこの高分子組成物から作製された光配向膜の透過率、色差などの光学特性、基板への密着性などの改善が可能となる。なお、透過率が100%に近いほど、また色差が0に近いほど、光学特性が良好であるといえる。また、非光配向性ポリマーである第二成分が光配向性高分子組成物に含まれていることにより、この組成物を基材に塗布した際に、外気と接する表面に光配向性基をより容易に濃縮させることができる。
【0148】
非光配向性ポリマーは、例えば、光配向性基を有さないモノマーを重合することにより製造できる。
光配向性基を有さないモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート等のアルキルモノ(メタ)アクリレート;フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート等のアリールモノ(メタ)アクリレート;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、及び3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートなどのヒドロキシアルキルモノ(メタ)アクリレート;ω−カルボキシポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート、フタル酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、及び2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレートなどのカルボキシル基含有モノ(メタクリレート)及びヒドロキシアルキルモノ(メタ)アクリレート以外の水酸基含有モノ(メタ)アクリレート;4−ヒドロキシフェニル(メタ)アクリル酸などのフェノール性水酸基含有メタクリル酸エステル;1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルジ(メタ)アクリレート、エトキシ化水添ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ビスフェノールSジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピルジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールビスヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、及びモノヒドロキシペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート等のシリコーン基、フッ素置換アルキル基、及び光配向性基を有さない多官能(メタ)アクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、ビニルエーテル、スチレン誘導体、ビニルエステル、マレイン酸誘導体、マレイミド類、フマル酸誘導体、及びイタコン酸等その他ビニルモノマーなどが挙げられる。
【0149】
これら光配向性基を有さないモノマーの中でも、得られる光配向性高分子組成物の溶媒への溶解性、第二成分である非光配向性ポリマーと第一成分である光配向性ポリマーの極性なども考慮すると、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート等のアルキルモノ(メタ);アクリレート2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、及び3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートなどのヒドロキシアルキルモノ(メタ)アクリレートが好ましい。
【0150】
また、光配向性基を有さないモノマーとして、市販の単官能モノマー又は多官能モノマーをそのまま用いることもできる。具体的には、東亜合成化学工業(株)製のアロニックスM−5400(フタル酸モノヒドロキシエチルアクリレート)、同M−5700(2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート)、同M−215(イソシアヌル酸エチレンオキシサイド変性ジアクリレート)、同M−220(トリプロピレングリコールジアクリレート)、同M−245{ポリエチレングリコール(n≒9)ジアクリレート}、同M−305(ペンタエリスリトールトリアクリレート)、同M−309(トリメチロールプロパントリアクリレート)、同M−315(イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート)、同M−400{ジペンタエリスリトールペンタアクリレート及びジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(主成分)の混合物}、同M−450(ペンタエリスリトールテトラアクリレート)、同M−8060、及び同M−8560; 大阪有機化学工業(株)製のビスコート#295(トリメチロ−ルプロパントリアクリレート)、同#300(ペンタエリスリトールトリアクリレート)、同#360(トリメチロールプロパンエチレンオキサイド変性トリアクリレート)、及び同#400(ペンタエリスリトールテトラアクリレート); 日本化薬(株)製のKAYARAD TMPTA(トリメチロールプロパントリアクリレート)、同PET−30(ペンタエリスリトールトリアクリレート)、同DPHA{ジペンタエリスリトールペンタアクリレート及びジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(主成分)の混合物}、同D−310(ジペンタエリスリトールペンタアクリレート)、同D−330、及び同DPCA−60などが挙げられる。
【0151】
これら光配向性基を有さないモノマーの中でも、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、東亜合成化学工業(株)製のアロニックスM−305、同#309、同M−400、同M−450、大阪有機化学工業(株)製のビスコート#295、同#300、同#400、日本化薬(株)製のKAYARADTMPTA、同DPHA、同D−310、同PET−30などの3官能以上の多官能アクリレートも好ましい。
【0152】
上記他のモノマーは1種を単独で使用することもできるし、あるいは2種以上組み合わせて使用することもできる。第一成分である光配向性ポリマーの極性との関係も考慮すると、アルキルモノ(メタ)アクリレート、アリールモノ(メタ)アクリレートなどの非極性基含有(メタ)アクリレート、ヒドロキシアルキルモノ(メタ)アクリレートなどの水酸基含有モノ(メタ)アクリレート、フェノール性水酸基含有メタクリル酸エステル及びメタアクリル酸、カルボキシル基含有モノ(メタクリレート)などのカルボキシル基含有モノマーとの混合物であることが好ましい。また、第一成分である光配向性ポリマーの極性との関係も考慮すると、アルキルモノ(メタ)アクリレート、アリールモノ(メタ)アクリレート等の非極性基含有(メタ)アクリレートと、ヒドロキシアルキルモノ(メタ)アクリレートなどの水酸基含有モノ(メタ)アクリレート、フェノール性水酸基含有メタクリル酸エステル、メタアクリル酸、カルボキシル基含有モノ(メタクリレート)等のカルボキシル基含有モノマーなどの極性基含有(メタ)アクリレートとの混合物であることが好ましい。
【0153】
上記非光配向性ポリマーの製造方法は、光配向性ポリマーの場合と同様に特に限定されず、工業的に扱われている通常の方法により製造可能であり、カチオン重合、ラジカル重合、又はアニオン重合等することにより製造ができるが、反応制御のしやすさなどの観点からラジカル重合が好ましい。
【0154】
ラジカル重合の重合開始剤も、光配向性ポリマーの場合と同様に、熱ラジカル重合開始剤、光ラジカル重合開始剤等、種々の重合開始剤を使用できる。また、熱ラジカル重合開始剤、光ラジカル重合開始剤として、光配向性ポリマーと同様の重合開始剤を同様の方法で使用できる。ラジカル重合の形態も光配向性ポリマーの場合と同様であり、溶媒、連鎖移動剤についても、光配向性ポリマーと同様の溶媒、同様の連鎖移動剤を同様の方法により使用できる。また。溶液重合する際の重合条件も、光配向性ポリマーの場合と同様である。
【0155】
上記非光配向性ポリマーの重量平均分子量は、1000以上500,000以下が好ましく、5000以上200,000以下がより好ましい。上記第二成分である非光配向性ポリマーは1種単独のポリマーであってもよいが、異なる2種以上のポリマー混合物であってもよい。
【0156】
上記第一成分、及び第二成分の配合量は、本発明の効果が発現する限り特に制限はないが、第一成分と第二成分との質量比(第一成分):(第二成分)は、通常1:99〜50:50、好ましくは5:95〜30:70、より好ましくは10:90〜25:75である。
【0157】
第一成分である光配向性ポリマーとなる光配向性基を含むモノマー、例えば桂皮酸骨格を有する基を有するモノマーは比較的屈折率が高い場合がある。そのため、光配向性基を有する構成単位が多くなりすぎると、光配向性高分子組成物から、光配向膜を基板上などに作製した場合、その膜全体の透過率、色差などに影響を与える場合がある。このような影響を低減するためには、光配向性基、例えば桂皮酸骨格を有する基の含有量を低減すればよいが、光配向性基の低下は一般に、光配向膜の光に対する感度の低下をもたらす。しかし、本発明の光配向性高分子組成物の場合は、第一成分である光配向性ポリマーが、シリコーン基又はフッ素置換アルキル基及び光配向性基を有するため、第二成分である非光配向性ポリマーとの組成物を、基板等に塗布した際に、外気と接する表面に光配向性基をより容易に濃縮させることが可能となる。その結果、光配向性高分子組成物中に含まれる光配向性基の含有量が少ない場合であっても、光に対して高感度の光配向膜を作製可能となる。
【0158】
本発明の光配向性高分子組成物は、好適には基板に塗布して積層し、例えば液晶配向膜として用いるため、配向能、基板との密着性、塗布均一性、耐薬品性、耐熱性、透過度、ガスバリア性などといった、光学フィルム、光学表示素子等に必要な特性が要求される場合がある。そのため、これら特性等を付与することなどを目的に、光配向性高分子組成物には、種々の添加剤が含まれていてもよい。
【0159】
上記添加剤としては、高分子分散剤、塗布性向上剤、密着性向上剤、紫外線吸収剤、凝集防止剤、アルカリ溶解性促進剤、増感剤、架橋剤などが挙げられる。
上記高分子分散剤としては、例えば、アクリル系高分子分散剤、スチレン系高分子分散剤、ポリエチレンイミン系高分子分散剤及びウレタン系高分子分散剤などが挙げられる。上記塗布性向上剤としては、例えば、シリコーン樹脂などが挙げられる。上記密着性向上剤としては、例えば、シランカップリング剤などが挙げられる。上記紫外線吸収剤としては、例えば、アルコキシベンゾフェノン類などが挙げられる。上記凝集防止剤としては、例えば、ポリアクリル酸ナトリウムなどが挙げられる。上記熱架橋剤としては、例えば、オキシラン化合物、メラミン化合物及びビスアジド化合物などが挙げられる。上記アルカリ溶解性促進剤としては、例えば、有機カルボン酸などが挙げられる。
【0160】
上記増感剤としては、無色増感剤及び三重項増感剤が好ましい。上記光増感剤としては、例えば、芳香族ニトロ化合物、クマリン(7−ジエチルアミノ−4−メチルクマリン、7−ヒドロキシ4−メチルクマリン)、ケトクマリン、カルボニルビスクマリン、芳香族2−ヒドロキシケトン、及びアミノ置換された、芳香族2−ヒドロキシケトン(2−ヒドロキシベンゾフェノン、モノ−もしくはジ−p−(ジメチルアミノ)−2−ヒドロキシベンゾフェノン)、アセトフェノン、アントラキノン、キサントン、チオキサントン、ベンズアントロン、チアゾリン(2−ベンゾイルメチレン−3−メチル−β−ナフトチアゾリン、2−(β−ナフトイルメチレン)−3−メチルベンゾチアゾリン、2−(α−ナフトイルメチレン)−3−メチルベンゾチアゾリン、2−(4−ビフェノイルメチレン)−3−メチルベンゾチアゾリン、2−(β−ナフトイルメチレン)−3−メチル−β−ナフトチアゾリン、2−(4−ビフェノイルメチレン)−3−メチル−β−ナフトチアゾリン、2−(p−フルオロベンゾイルメチレン)−3−メチル−β−ナフトチアゾリン)、オキサゾリン(2−ベンゾイルメチレン−3−メチル−β−ナフトオキサゾリン、2−(β−ナフトイルメチレン)−3−メチルベンゾオキサゾリン、2−(α−ナフトイルメチレン)−3−メチルベンゾオキサゾリン、2−(4−ビフェノイルメチレン)−3−メチルベンゾオキサゾリン、2−(β−ナフトイルメチレン)−3−メチル−β−ナフトオキサゾリン、2−(4−ビフェノイルメチレン)−3−メチル−β−ナフトオキサゾリン、2−(p−フルオロベンゾイルメチレン)−3−メチル−β−ナフトオキサゾリン)、ベンゾチアゾール、ニトロアニリン(m−もしくはp−ニトロアニリン、2,4,6−トリニトロアニリン)又はニトロアセナフテン(5−ニトロアセナフテン)、(2−[(m−ヒドロキシ−p−メトキシ)スチリル]ベンゾチアゾール、ベンゾインアルキルエーテル、N−アルキル化フタロン、アセトフェノンケタール(2,2−ジメトキシフェニルエタノン)、ナフタレン(2−ナフタレンメタノール、2−ナフタレンカルボン酸)アントラセン(9−アントラセンメタノール、9,10-ジプロポキシアントラセン、9,10-ジブトキシアントラセン及び9−アントラセンカルボン酸)、ベンゾピラン、アゾインドリジン、メロクマリンなどがあげられる。これら光増感剤の中でも、芳香族2−ヒドロキシケトン(ベンゾフェノン)、クマリン、ケトクマリン、カルボニルビスクマリン、アセトフェノン、アントラキノン、キサントン、チオキサントン、及びアセトフェノンケタールが好ましい。
【0161】
上記架橋剤としては、例えば、オキシラン化合物、メラミン化合物、エポキシ化合物、イソシアナート化合物、グリコールウリル化合物及びビスアジド化合物などが挙げられる。
【0162】
上記各種添加剤の添加量は、用途、特性などに応じて適宜決定されるが、第一成分と第二成分との総重量に対し好ましくは0.01〜20重量%である。なお、上記増感剤及び架橋剤の添加量は、第一成分と第二成分と総重量に対して、通常1〜100重量%である。
【0163】
上記添加剤としては、他に、カップリング剤、界面活性剤なども使用できる。
カップリング剤は、基板との密着性を向上させるために使用する。上記カップリング剤としては、例えば、3−グリシドキシプロピルジメチルエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のシラン系カップリング剤;アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート等のアルミニウム系カップリング剤;及びテトライソプロピルビス(ジオクチルホスファイト)チタネート等のチタネート系カップリング剤などが挙げられる。カップリング剤の添加量は、光配向性高分子組成物中に含まれる溶媒を除いた成分(固形分)100重量部に対し、通常10重量部以下である。
【0164】
界面活性剤は、下地基板への濡れ性、レベリング性、塗布性を向上させるために使用する。上記界面活性剤としては、例えば、DIC(株)製のメガファック F−555、同556、同557、同558、同559、同561等のフッ素系界面活性剤;ビック、・ケミー(株)製のByk−300、同306、同335、同310、同341、同344、同370等のシリコン系界面活性剤;ビック・ケミー(株)製のByk−354、同358、同361等のアクリル系界面活性剤;旭硝子(株)製のSC−101、(株)トーケムプロダクツ製のEF−351、同352等のフッソ系界面活性剤などが挙げられる。界面活性剤の添加量は、光配向性高分子組成物100重量部に対し、通常0.01〜1重量部である。
【0165】
本発明の光配向性重合体組成物は、例えば光配向剤として基材に塗布するために、さらに溶媒を含んでいてもよい。上記溶媒としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール系溶媒;ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコール-1-モノメチルエーテルアセテート、1−メトキシ−2−プロパノール 、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノール等のグリコールエーテル系溶媒やシクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒やトルエン、p−シメン、リモネン等の芳香族炭化水素系の溶媒やシクロヘキサン等のシクロアルカン系溶媒などが挙げられる。上記溶媒の中でも、グリコールエーテル系溶媒を用いた場合には、上記組成物を光配向剤等としてトリアセチルセルロース(TAC)から形成された基板に塗布した場合であっても、基板を浸食しない傾向にある。さらに基板との密着性を向上させるために1−メトキシ−2−プロパノール等のグリコールエーテル系溶媒にシクロペンタノン、シクロヘキサノンやメチルイソブチルケトンなどのケトン系溶媒を混合させる場合がある。混合量はグリコールエーテル系溶媒に対して1〜50wt%程であり、5〜30wt%が好まく、10〜25wt%がより好ましい。また製膜時の膜表面を均一にするために数種の溶媒を混合する場合がある。例えばケトン系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒とシクロアルカン系混合溶媒やグルコールエーテル系溶媒と芳香族炭化水素系溶媒などが挙げられる。使用する溶媒は光配向膜ポリマーの溶解性、基板との密着性、製膜時の膜表面均一性、位相差フィルムと作製時の重合性液晶の配向感度などに影響を与える場合がある。それらの特性を満足させる溶媒を用いる必要がある。
【0166】
上記溶媒の添加量は、第一成分及び第二成分の合計100重量部に対し通常、70〜99重量部である。
溶媒を含む光配向性重合体組成物を、基材等に塗布し、溶媒を除去して積層膜を得た後、これに偏光等の光を照射することにより、光配向膜を得ることができる。基材等への塗布は、スピンコーティング法、グラビアコーター法、リバースグラビア法、メイヤーバーコーター法、ダイコーター法、リバースロールコーター法、ファンテンリバースロールコーター法、キスロールコーター法、バーコーター法、ナイフコーター法、リップコーター法、レジストコーター法、他の公知の方法などに行うことができる。
【0167】
上記塗布後溶媒を除去して積層膜を得た後、偏光等の光照射を行う。光照射は、膜に対して好ましくは単一な方向から行う。この光照射によって膜中に含まれる光配向性ポリマーに含まれる光配向性基の分子が配向し、光配向機能、光学異方性が発現する。そのため、この光配向膜は液晶配向膜として好適に使用できる。
【0168】
上記光照射に使用する光としては、例えば、X線、電子線、紫外線、可視光線、赤外線(熱線)などが挙げられる。これら光の中でも、紫外線が好ましい。紫外線の波長は400nm以下であることが好ましく、180〜360nmであることがより好ましい。光源としては低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、高圧放電ランプ、ショートアーク放電ランプなどが好ましい。
【0169】
光照射は、配向機能を付与することができれば、非偏光によって行ってもよいが、好ましくは直線偏光により行う。照射量は5mJ/cm2〜2000mJ/cm2が好ましく、10mJ/cm2〜1000mJ/cm2がより好ましい。
【0170】
このようにして得られた光配向膜は、例えば液晶配向膜として好適に使用できる。
本発明の液晶配向膜を用いて、光学フィルムを得ることができる。上記光学フィルムは、液晶表示素子のコントラスト向上や視野角範囲の拡大を実現するための光学補償フィルム、パターン化位相差板などの位相差板などに好適である。
【0171】
上記光学フィルムは、一般的に基材と、液晶配向膜と、光学異方性層とを有する。光学異方性層は、重合性液晶性化合物、及びその他必要に応じて添加する各種成分を含有する重合性液晶組成物を、基材上に形成された上記液晶配向膜上に塗布し、液晶性化合物の分子を配向させたのち重合させることにより得ることができる。上記光学異方性層は、液晶性化合物の分子配向によって発現した光学異方性を示す。そのため、この光学フィルムは、例えばパターン化位相差板として好適に使用できる。このような光学フィルムは種々の光デバイス、例えば液晶表示素子に好適に用いることができる。
【実施例】
【0172】
以下、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により制限されない。化合物の構造は、核磁気共鳴スペクトルで確認した。また相転移温度の測定も行っているが、相転移温度の単位は℃であり、Cは結晶を、Nはネマチック相を、SAはスメクチックA相を、SBはスメクチックB相を、Iは等方性液体相を示す。以下に、物性値の測定法を示す。
【0173】
<光配向膜付基板の作成>
光配向性高分子組成物(光配向剤)をスピンコーターを用いてガラス基板上に塗布した後、この基板を80℃で1分間加熱し、溶媒を除去することで塗膜を形成した。超高圧水銀ランプより、この塗膜表面に塗布面に対して90°の方向から313nm付近の波長の直線偏光紫外線を照射することで、光配向膜付基板を作製した。
【0174】
<光位相差板の作製>
光配向膜付基板上に重合性液晶組成物を含む溶液を塗布した後、この基板を60℃で1分間加熱し溶媒を除去した。その後室温で1分間冷却することで重合成液晶の塗膜を形成した。窒素雰囲気下又は大気中において、室温で500Wの超高圧水銀灯を用いて90mW/cm2(365nm)の強度の光を30秒間照射し、光位相差板を作成した。
【0175】
<液晶分子の配向確認>
クロスニコルに配置した2枚の偏光板の間に重合性液晶が塗布された光配向膜付基板を挟持して観察し、基板を水平面内で回転させ、明暗の状態や配向欠陥の有無を確認した。
【0176】
<光透過率の確認>
日本分光(株)製のJASCO V−650型分光光度計を用い、430nmの波長を照射し光配向膜付基板の透過率を測定した。
【0177】
<色差の確認>
日本分光(株)製のJASCO V−650型分光光度計を用い、380〜780nmの波長を照射し各波長における透過率を測定した後、JIS Z8729−2004に記載されている計算式にそった色彩計算プログラムソフト(JASCO V−600 for windouws)を用いたスペクトル解析によりL***表色系によるb*の計算を行なった。b*は黄色味や青味の指標であり、b*が0に近いほど、より無彩色であることを示す。
【0178】
<重量平均分子量(Mw)の測定>
島津製作所製の島津LC−9A型ゲル浸透クロマトグラフ(GPC)、及び昭和電工製のカラムShodex GF−7M HQ(展開溶媒はDMFあるいはTHF、標準物質は分子量既知のポリスチレン)を用いた。
【0179】
<膜厚測定>
異方性ポリマー付き基板の異方性ポリマーの層を削りだして、その段差を微細形状測定装置(KLA TENCOR(株)製 アルファステップIQ)を用いて測定した。
【0180】
<溶解性の確認>
濃度が20wt%の光配向剤を配向剤濃度が5wt%になるまでシクロペンタノン、1−メトキシ2−プロパノールで希釈し、光配向性高分子組成物の溶解性を確認した。室温で白濁あるいは固形物が残存している場合溶解していないものと評価した。
【0181】
<重合性液晶組成物(1)の調製>
化合物(LC−1):化合物(LC−2):化合物(LC−3):化合物(LC−4)=50:15:10:25(重量比)で4つの化合物を混合した。この組成物をMIX1とする。このMIX1の全重量を基準として、重量比0.002の非イオン性のフッ素系界面活性剤(ネオス(株)製、商品名フタージェント(商標登録) FTX−218)、および重量比0.06の重合開始剤irgacure907(BASF社製、商標登録)を添加した。この組成物にMIBK(メチルイソブチルケトン)溶媒を加えて、この溶媒の割合が80重量%である重合性液晶組成物(1)とした。
【0182】
【化45】
上記記載の化合物(LC−1)および化合物(LC−2)は、Dirk J. BroerらによりMakromolekulare Chemie 190(9)、3201-3215(1989)に開示されている方法、あるいは類似した方法によって製造することができる。化合物(LC−3)はドイツ特許公開DE2722589A1公報に記載の方法に従い製造した。(LC−4)はMichael Portugallらによる、 Makromolekulare Chemie 183(10)、 2311-21(1982)に記載の方法に従い製造した。
【0183】
[合成例1]
光配向性基を有するモノマー(1−1)〔上述のI−1−1−aに含まれる〕を以下のようにして合成した。
【0184】
【化46】
メトキシ桂皮酸22.8g、2−ヒドロキシブチルメタクリレート16.7g及び4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)3.2gを、ジクロロメタン230mlに加え、窒素雰囲気下で撹拌した。そこへ、1,3−ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)27.7gのジクロロメタン溶液60mLを滴下した。滴下後、室温で8時間撹拌した。析出した沈殿物を濾別し、有機層を水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下で溶媒を留去し、残査をカラムクロマトグラフィーで精製し、エタノールで再結晶することにより、上記光配向性基を有するモノマー(1−1)30.0gを得た。得られたモノマー(1−1)の相転移温度及び核磁気共鳴スペクトルの測定結果は以下の通りである。相転移温度:C 37 I1H−NMR(CDCl3;δppm):7.67(d,1H),7.49(d,2H),6.91(d,2H),6.33(d,1H),6.16(s,1H),5.60(s,1H),4.48−4.40(m,4H),3.84(s,3H),1.96(s,3H). [合成例2] 光配向性基を有するモノマー(1−2)〔上述のI−2−1−aに含まれる〕を以下のようにして合成した。
【0185】
【化47】
【0186】
(第一段階)
4−ヒドロキシ桂皮酸エチルエステル1120mmol、水酸化ナトリウム1230mmol及びヨウ化ナトリウム120mmolを、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)1000mLに加え、窒素雰囲気下60℃で撹拌した。そこへ、6−クロロヘキサノール1230mmolを滴下した。滴下後、80℃で8時間撹拌した。反応液に酢酸エチル及び水を加え有機層を抽出した。得られた有機層を水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下で溶媒を留去した。得られた残渣、水酸化ナトリウム1230mmolを水800ml及びメタノール800mlの混合溶液に加え、加熱還流下3時間攪拌した。減圧下で溶媒を留去し、得られた残渣を3N塩酸へ注ぎ込み再沈殿化した。結晶をろ別し、エタノールで再結晶することにより、化合物(ex−1)840mmolを得た。
【0187】
(第二段階)
化合物(ex−1)110mmol、アクリル酸1100mmol及びp−トルエンスルホン酸(p−TsOH)240mmolを、クロロホルム600mlに加え、Dean-Starkを用い加熱還流下脱水しながら8時間攪拌した。反応液に水を加え有機層を抽出し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下で溶媒を留去した。得られた残渣をクロロホルムとメタノールの混合溶媒で再結晶することにより、化合物(ex−2)34mmolを得た。
【0188】
(第三段階)
化合物(ex−2)16mmol、4−メトキシフェノール16mmol及び4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)3mmolを、ジクロロメタン50mlに加え、窒素雰囲気下で撹拌した。そこへ、1,3−ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)17mmolのジクロロメタン溶液10mLを滴下した。滴下後、室温で8時間撹拌した。析出した沈殿物を濾別し、有機層を水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下で溶媒を留去し、残査をカラムクロマトグラフィーで精製し、エタノールで再結晶することにより、上記光配向性基を有するモノマー(1−2)12mmolを得た。得られたモノマー(1−2)の相転移温度及び核磁気共鳴スペクトルの測定結果は以下の通りである。相転移温度:C 64 (SB 34 SA 63)N 93 I1H−NMR(CDCl3;δppm):7.81(d,1H),7.52(d,2H),7.07(m,2H),6.92(m,4H),6.47(d,1H),6.40(dd,1H),6.12(m,1H),5.82(dd,1H),4.17(t,2H),4.00(t,2H),3.81(s,3H),1.79(m,2H),1.70(m,2H),1.54−1.44(m,4H).
【0189】
[合成例3]
光配向性基を有するモノマー(1−3)〔上述のI−3−1−aに含まれる〕を以下のようにして合成した。
【0190】
【化48】
【0191】
(第1段階)
2−ヒドロキシブチルメタクリレート50g、ピリジン50mlをトルエン150mlに加え、冷却下p−トルエンスルホン酸クロリド80gを添加し、窒素雰囲気下室温で16時間攪拌した。析出した塩を減圧濾過により除去した。濾液に水(100ml)を加え40℃で2時間攪拌した。有機層を分離し、得られた有機層を2N塩酸、飽和重曹水及び水を順次用いて洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。トルエンを減圧留去し、粗製の無色の液体(ex−3)98gを得た。
【0192】
(最終段階)
化合物(ex−4)30g、水酸化ナトリウム7.4gをN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)150mlに加え、窒素雰囲気下50℃で撹拌した。そこへ、化合物(ex−3)48gを滴下した。滴下後、80℃で8時間撹拌した。室温まで冷却した後、酢酸エチル200ml及び水(150ml)を加え有機層を分離した。析出した沈殿物を濾別し、有機層を水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた有機層を2N塩酸、飽和重曹水及び水を順次用いて洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下で酢酸エチルを留去し、残査をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、溶離液:トルエン−酢酸エチル混合物(容量比:トルエン/酢酸エチル=8/1))で精製し、メタノールで再結晶することにより、化合物(1−3)27gを得た。
【0193】
得られた化合物(1−3)の相転移温度及び核磁気共鳴スペクトルの測定結果は以下の通りである。相転移温度:C 83 I1H−NMR(CDCl3;δppm):7.65(d,1H),7.48(d,2H),6.92(m,2H),6.32(d,1H),6.14(d,1H),5.60(s,1H),4.51(t,2H),4.25(t,2H),3.80(s,3H),1.95(s,3H). [合成例4] 光配向性基を有するモノマー(1−3−1)〔上述のI−3−1−jに含まれる〕を以下のようにして合成した。
【0194】
【化49】
【0195】
(第1段階)
イタコン酸モノメチル28g、 化合物(ex−5)44gおよび4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)1.2gを、ジクロロメタン200mlに加え、窒素雰囲気下冷却しながら撹拌した。そこへ、1,3−ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)22gのジクロロメタン溶液50mlを滴下した。滴下後、室温で16時間撹拌した。析出した沈殿物を濾別し、有機層を水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下でジクロロメタンを留去し、残査をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、溶離液:トルエン−酢酸エチル混合物(容量比:トルエン/酢酸エチル=8/1))で精製し、メタノールで再結晶することにより、化合物(1−3−1)28gを得た。
【0196】
得られた化合物(1−3−1)の相転移温度は以下の通りである。相転移温度:C 47 I 得られた化合物(1−3−1)の相転移温度及び核磁気共鳴スペクトルの測定結果は以下の通りである。1H−NMR(CDCl3;δppm):7.65(d,1H),7.48(d,2H),6.92(m,2H),6.32(d,1H),6.14(d,1H),5.60(s,1H),4.51(t,2H),4.25(t,2H),3.80(s,3H),3.70(s,3H)3.42(s,2H).
【0197】
[調製例1] 合成例3で得た光配向性基を有するモノマー(1−3)2.07g、2−ヒドロキシエチルメタクリレート0.93g、シリコーン基を有するモノマー〔上記式(I−4−1−a)で表され、r=3、R11がブチル基であり、重量平均分子量が約1000:サイラプレーン FM−0711(JNC(株)社製、登録商標)〕0.03g、及びアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.03gを1−メトキシ2−プロパノール12gに加え、窒素雰囲気下で10時間加熱還流下撹拌して重合した。その結果、光配向性ポリマー(A−1)の溶液15gを得た。得られた光配向性ポリマー(A−1)のMwは58000であった。
【0198】
[調製例2]
メタクリル酸メチル2.4g、2−ヒドロキシエチルメタクリレート0.6g、及びアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.03gを1−メトキシ2−プロパノール12gに加え、窒素雰囲気下で10時間加熱還流下撹拌して重合した。その結果、非光配向性ポリマー(B−1)の溶液15gを得た。得られた非光配向性ポリマー(B−1)のMwは47000であった。
【0199】
[調製例3]
合成例3で得た光配向性基を有するモノマー(1−3)1.95g、2−ヒドロキシエチルメタクリレート0.90g、1H,1H,2H,2H−ヘプタデカフルオロデシルメタクリレート0.15g、及びアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.03gを1−メトキシ2−プロパノール12gに加え、窒素雰囲気下で10時間加熱還流下撹拌して重合した。その結果、光配向性ポリマー(C−1)の溶液15gを得た。得られた光配向性ポリマー(C−1)のMwは65000であった。
【0200】
[調製例4]
メタクリル酸メチル2.1g、メタクリル酸0.9g、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.03gを1−メトキシ2−プロパノール12gに加え、窒素雰囲気下で10時間加熱還流下撹拌して重合した。その結果、非光配向性ポリマー(D−1)の溶液15gを得た。得られた非光配向性ポリマー(D−1)のMwは47000であった。
【0201】
[調製例5]
メタクリル酸メチル0.4g、メタクリル酸0.2g、2−ヒドロキシエチルメタクリレート0.4g、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.03gを1−メトキシ2−プロパノール12gに加え、窒素雰囲気下で10時間加熱還流下撹拌して重合した。その結果、非光配向性ポリマー(E−1)の溶液15gを得た。得られた非光配向性ポリマー(E−1)のMwは58000であった。
【0202】
[調製例6]
合成例4で得た光配向性基を有するモノマー(1−3−1)2.07g、2−ヒドロキシエチルメタクリレート0.93g、シリコーン基を有するモノマー〔上記式(I−4−1−a)で表され、r=3、R11がブチル基であり、重量平均分子量が約1000:サイラプレーン FM−0711(JNC(株)社製、登録商標)〕0.03g、及びアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.03gを1−メトキシ2−プロパノール12gに加え、窒素雰囲気下で10時間加熱還流下撹拌して重合した。その結果、光配向性ポリマー(M−1)の溶液15gを得た。得られた光配向性ポリマー(M−1)のMwは47000であった。
【0203】
[実施例1]
調製例1で得た光配向性ポリマー(A−1)の溶液0.25g、及び調製例5で得た非光配向性ポリマー(E−1)の溶液2.25gを1−メトキシ2−プロパノール7.5gに混合して均一な溶液とし、光配向性高分子組成物を含有する配向剤(F−1)10gを得た。この光配向剤(F−1)を、ガラス基板上へスピンコートにより塗布した。この基板を80℃で1分間加熱し、溶媒を除去することで塗膜を形成した。超高圧水銀ランプより、この塗膜表面に塗布面に対して90°の方向から313nm付近の波長の直線偏光紫外線を15mJ/cm2照射することで、光配向処理した膜厚約0.2μmの光配向膜(液晶配向膜)(F−2)を得た。この液晶配向膜に重合性液晶組成物(MIX1)を含む重合性液晶組成物(1)をスピンコート塗布した後、この基板を60℃で1分間加熱し溶媒を除去し、重合性液晶の塗膜を形成した。90mW/cm2(365nm)の強度の光を30秒間照射し、光位相差板(F−3)を作製した。評価結果を下記表1に示す。
【0204】
[実施例2]
調製例3で得た光配向性ポリマー(C−1)の溶液0.5g、及び調製例2で得た非光配向性ポリマー(B−1)の溶液2.0gを1−メトキシ2−プロパノール7.5gに混合して均一な溶液とし、光配向性高分子組成物を含有する配向剤(G−1)10gを得た。この光配向剤(G−1)を、ガラス基板上へスピンコートにより塗布した。この基板を80℃で1分間加熱し、溶媒を除去することで塗膜を形成した。超高圧水銀ランプより、この塗膜表面に塗布面に対して90°の方向から313nm付近の波長の直線偏光紫外線を20mJ/cm2照射することで、光配向処理した膜厚約0.2μmの光配向膜(液晶配向膜)(G−2)を得た。この液晶配向膜に重合性液晶組成物(MIX1)を含む重合性液晶組成物(1)をスピンコート塗布した後、この基板を60℃で1分間加熱し溶媒を除去し、重合性液晶の塗膜を形成した。90mW/cm2(365nm)の強度の光を30秒間照射し、光位相差板(G−3)を作製した。評価結果を下記表1に示す。評価結果を下記表1に示す。
【0205】
[実施例3]
調製例3で得た光配向性ポリマー(C−1)の溶液0.5g、及び調製例4で得た非光配向性ポリマー(D−1)の溶液2.0gを1−メトキシ2−プロパノール7.5gに混合して均一な溶液とし、光配向性高分子組成物を含有する配向剤(H−1)10gを得た。この光配向剤(G−1)を、ガラス基板上へスピンコートにより塗布した。この基板を80℃で1分間加熱し、溶媒を除去することで塗膜を形成した。超高圧水銀ランプより、この塗膜表面に塗布面に対して90°の方向から313nm付近の波長の直線偏光紫外線を20mJ/cm2照射することで、光配向処理した膜厚約0.2μmの光配向膜(液晶配向膜)(H−2)を得た。この液晶配向膜に重合性液晶組成物(MIX1)を含む重合性液晶組成物(1)をスピンコート塗布した後、この基板を60℃で1分間加熱し溶媒を除去し、重合性液晶の塗膜を形成した。90mW/cm2(365nm)の強度の光を30秒間照射し、光位相差板(H−3)を作製した。評価結果を下記表1に示す。評価結果を下記表1に示す。
【0206】
[実施例4]
調製例6で得た光配向性ポリマー(M−1)の溶液0.5g、及び調製例1で得た非光配向性ポリマー(B−1)の溶液3.0gを1−メトキシ2−プロパノール7.5gに混合して均一な溶液とし、光配向性高分子組成物を含有する配向剤(N−1)10gを得た。この光配向剤(N−1)を、ガラス基板上へスピンコートにより塗布した。この基板を80℃で1分間加熱し、溶媒を除去することで塗膜を形成した。超高圧水銀ランプより、この塗膜表面に塗布面に対して90°の方向から313nm付近の波長の直線偏光紫外線を20mJ/cm2照射することで、光配向処理した膜厚約0.2μmの光配向膜(液晶配向膜)(N−2)を得た。この液晶配向膜に重合性液晶組成物(MIX1)を含む重合性液晶組成物(1)をスピンコート塗布した後、この基板を60℃で1分間加熱し溶媒を除去し、重合性液晶の塗膜を形成した。90mW/cm2(365nm)の強度の光を30秒間照射し、光位相差板(N−3)を作製した。評価結果を下記表1に示す。評価結果を下記表1に示す。
【0207】
[調製例7]
合成例3で得た光配向性基を有するモノマー(1−3)2.4g、2−ヒドロキシエチルメタクリレート0.6g、及びアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.03gを1−メトキシ2−プロパノール12gに加え、窒素雰囲気下で10時間加熱還流下撹拌して重合した。その結果、光配向性ポリマー(I−1)の溶液15gを得た。得られた光配向性ポリマー(I−1)のMwは68000であった。
【0208】
[調製例8]
ベンジルメタクリレート2.1g、メタクリル酸メチル0.9g、及びアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.03gをシクロペンタノン12gに加え、窒素雰囲気下で10時間加熱還流下撹拌して重合した。その結果、非光配向性ポリマー(J−1)の溶液を15gを得た。得られた非光配向性ポリマー(J−1)のMwは50000であった。
【0209】
[比較例1]
調製例7で得た光配向性ポリマー(I−1)の溶液1.0gのみを1−メトキシ2−プロパノール3.0gに混合して均一な溶液とし、光配向性ポリマーを含有する配向剤(K−1)4gを得た。この光配向剤(K−1)を、ガラス基板上へスピンコートにより塗布した。この基板を80℃で1分間加熱し、溶媒を除去することで塗膜を形成した。超高圧水銀ランプより、この塗膜表面に塗布面に対して90°の方向から313nm付近の波長の直線偏光紫外線を20mJ/cm2照射することで、光配向処理した膜厚約0.2μmの光配向膜(液晶配向膜)(K−2)を得た。この液晶配向膜に重合性液晶組成物(MIX1)を含む重合性液晶組成物(1)をスピンコート塗布した後、この基板を60℃で1分間加熱し溶媒を除去し、重合性液晶の塗膜を形成した。90mW/cm2(365nm)の強度の光を30秒間照射し、光位相差板(K−3)を作製した。評価結果を下記表1に示す。評価結果を下記表1に示す。
【0210】
[比較例2]
調製例7で得た光配向性ポリマー(I−1)の溶液0.5g、及び調製例8で得た非光配向性ポリマー(J−1)の溶液2.0gを1−メトキシ2−プロパノール7.5gに混合して均一な溶液とし、光配向性ポリマーを含有する配向剤(L−1)10gを得た。この光配向剤(L−1)を、ガラス基板上へスピンコートにより塗布した。この基板を80℃で1分間加熱し、溶媒を除去することで塗膜を形成した。超高圧水銀ランプより、この塗膜表面に塗布面に対して90°の方向から313nm付近の波長の直線偏光紫外線を100mJ/cm2照射した光配向膜(液晶配向膜)(L−2)を作製した。この液晶配向膜に重合性液晶組成物(MIX1)を含む重合性液晶組成物(1)をスピンコート塗布した後、この基板を60℃で1分間加熱し溶媒を除去し、重合性液晶の塗膜を形成した。90mW/cm2(365nm)の強度の光を30秒間照射したところ光位相差板は得られなかった。評価結果を下記表1に示す。
【0211】
【表1】
【産業上の利用可能性】
【0212】
本発明の光配向性高分子組成物は、光配向性ポリマーである上記第一成分及び非光配向性ポリマーである上記第二成分を含むため、この組成物からなる光配向剤を基材等に塗布して乾燥させて得た光配向性膜は、感度に優れ短時間の露光でも光配向が可能であるため、光配向法に適した組成物である。また、本発明の光配向性高分子組成物を用いて得られた液晶配向膜は、ラビング処理の必要性がないため、配向欠陥がない、液晶分子の配向が均一な液晶配向膜である。そのため、光学フィルム、液晶表示素子など光デバイス用途への使用に適している。