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DE60121226T2 - Photoaktives copolymer - Google Patents

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DE60121226T2
DE60121226T2 DE60121226T DE60121226T DE60121226T2 DE 60121226 T2 DE60121226 T2 DE 60121226T2 DE 60121226 T DE60121226 T DE 60121226T DE 60121226 T DE60121226 T DE 60121226T DE 60121226 T2 DE60121226 T2 DE 60121226T2
Authority
DE
Germany
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groups
unsubstituted
copolymer according
carbon atoms
independently
Prior art date
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Application number
DE60121226T
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English (en)
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DE60121226D1 (en
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Richard Buchecker
Guy Marck
Olivier Muller
Hubert Seiberle
Andreas Schuster
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Rolic Technologies Ltd
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Rolic AG
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Publication date
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Publication of DE60121226T2 publication Critical patent/DE60121226T2/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F246/00Copolymers in which the nature of only the monomers in minority is defined
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/13378Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation
    • G02F1/133788Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation by light irradiation, e.g. linearly polarised light photo-polymerisation

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  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein neues photoaktives Copolymer und dessen Verwendung – allein oder in Mischung mit wenigstens einem weiteren photoaktiven Polymer – als Orientierungsschichten für Flüssigkristalle und bei der Herstellung von unstrukturierten und strukturierten optischen Elementen und Mehrschichtsystemen.
  • Das erfolgreiche Funktionieren einer Flüssigkristallvorrichtung hängt von der Fähigkeit der Flüssigkristallmoleküle innerhalb dieser Vorrichtung ab, eine Ausrichtung, welche ihnen auferlegt wird, anzunehmen und aufrecht zu erhalten. Die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle wird erreicht durch Verwendung einer Orientierungsschicht, welche eine Orientierungsrichtung für die Flüssigkristallmoleküle der Vorrichtung definiert, mit dem Resultat, dass die longitudinalen Achsen der Moleküle mit der Richtung der Orientierung, welche durch die Orientierungsschicht definiert ist, ausgerichtet werden. Zusätzlich zu dieser direktionalen Ausrichtung ist die Orientierungsschicht in der Lage, den Flüssigkristallmolekülen einen Tiltwinkel aufzuerlegen, so dass sich die Moleküle selber unter einem Winkel zur Oberfläche der Orientierungsschicht ausrichten, anstatt parallel dazuzuliegen.
  • Tiltwinkel zwischen 1° und 15° sind üblich für nematische Flüssigkristalldisplays (LCDs). Einige elektro-optische Effekte, welche für LCDs verwendet werden, erfordern aber Orientierungsschichten mit sehr hohen Pretiltwinkeln. Vertikal ausgerichtete nematische (VAN) LCDs beispielsweise erfordern Pretiltwinkel zwischen 85° und 90°, gemessen von der Ebene der Oberfläche. Im Fall von hybrid-ausgerichteten nematischen (HAN) LCDs muss der Pretiltwinkel bei einem der Substrate im oben angegebenen Bereich liegen, während der Tiltwinkel beim anderen Substrat niedrig ist (typischerweise 0° bis 10°).
  • Verfahren zur Herstellung strukturierter und unstrukturierter Orientierungsschichten sind dem Fachmann wohl bekannt. Normalerweise verwendete uniaxial geriebene Polymerorientierungsschichten, wie beispielsweise Polyimide, ziehen aber eine Anzahl von Nachteilen nach sich, wie die Erzeugung von Staub während des Reibeprozesses, die Zerstörung von Dünnfilm-Transistoren und der Mangel an Strukturierbarkeit. Der Reibeprozess erlaubt entsprechend nicht die Herstellung von strukturierten Schichten. Orientierungsschichten, in welchen die Orientierungsrichtung durch Einstrahlung mit polarisiertem Licht vorbestimmt werden kann, sind seit einiger Zeit bekannt. Es ist dadurch möglich, die dem Reibeprozess inhärenten Probleme zu vermeiden. Zusätzlich ist es möglich, Bereiche mit unterschiedlicher Orientierung vorzusehen und damit die Orientierungsschicht zu strukturieren, wie dies beispielsweise in Jpn. J. Appl. Phys., Vol. 31 (1992), 2155–64 (Schadt et al.) beschrieben ist. In diesem Verfahren wird die Dimerisierung von Polymer gebundenen photoaktiven Zimtsäuregruppen, induziert durch Einstrahlung mit linear polarisiertem Licht, verwendet, was zu einem anisotropen Polymernetzwerk führt. Diese photoorientierten Polymernetzwerke können immer dann verwendet werden, wenn strukturierte oder unstrukturierte Flüssigkristallorientierungsschichten benötigt sind.
  • EP-A-0611786 und WO-A-96/10049 (beide F. Hoffmann-La Roche AG) sowie auch EP-A-0763552 (Rolic AG) beschreiben Zimtsäurepolymere, welche im Prinzip geeignet sind für die Synthese von solchen anisotropen vernetzten photostrukturierten Orientierungsschichten für Flüssigkristalle. Im Falle der Komponenten, wie beschrieben in EP-A-0763552 und WO-A-96/10049, ist es bei Einstrahlung mit linear polarisiertem Licht möglich, zusätz lich zur Induzierung der gewünschten Orientierung, gleichzeitig einen Tiltwinkel zu induzieren. Es ist so möglich, Schichten zu produzieren, welche eine Strukturierung hinsichtlich der Oberflächenorientierung und des Tiltwinkels aufweisen.
  • Die oben angegebenen photostrukturierten Orientierungsschichten haben aber den Nachteil, dass für gewisse Anwendungen, insbesondere bei der Verwendung in TFT-Displays, sie in einer benachbarten Flüssigkristallmischung resultieren, welche einen ungenügenden Wert des elektrischen Widerstands aufweist. Auch in TFT-Displays führt ein zu niedriger Widerstandswert des Flüssigkristallmediums zu einer unangemessenen "Holding Ratio", welche ein Mass ist für den Spannungsabfall im Display, nachdem die Spannung ausgeschaltet worden ist. Niedrige Holding Ratio-Werte ziehen unerwünschte Veränderungen in Helligkeit und Kontrast im Laufe der Zeit nach sich und resultieren in instabilen Graduierungen der Grautöne.
  • Kürzlich wurden photoreaktive Materialien für Orientierungsschichten mit verbesserten Holding Ratios beschrieben in WO-A-99/49360 (Rolic AG), JP-A-10-195296, JP-A-10-232400 (beide von Samsung Electron Devices Co., Ltd.), WO-A-99/15576 (Rolic AG) und WO-A-99/51662 (Kanegafuchi Kagaku Kogyo KK) beschrieben. In der WO-A-99/49360, JP-A-10-195296 und JP-A-10-232400 werden Mischungen von polymeren Komponenten, enthaltend photoreaktive Polymere, auf der einen Seite und Polyimide auf der anderen Seite, vorgeschlagen. Ein Nachteil von derartigen Mischungen ist deren beschränkte Mischbarkeit. Niedrige Anteile von photoreaktiven Polymeren führen zu einem Verlust der Orientierungseigenschaften und entsprechend zu einem reduzierten Kontrastverhältnis der Flüssigkristallschichten, welche orientiert werden sollen, während auf der anderen Seite ein reduzierter Anteil an Polyimiden in ungenügenden Holding Ratios resultiert. In WO-A-99/15576 und WO-A-99/51662 werden Polyimide beschrieben, welche photoreaktive Zimtsäuregruppen in deren Seitenketten aufweisen.
  • Eine normalerweise wichtige Eigenschaft, notwendig für Orientierungsschichten verwendet in LCDs, ist die Photostabilität der Tiltwinkel. Insbesondere in Displays, welche hohe Lichtintensitäten verwenden, beispielsweise in Projektionsdisplays, werden häufig im Verlauf der Zeit bei den bekannten Photoorientierungsmaterialien Änderungen in den vorbestimmten Tiltwinkeln beobachtet. Solche Änderungen im Tiltwinkel führen aber zu einem kontinuierlichen Verlust des Bildkontrasts unter Lichteinwirkung. Entsprechend besteht ein Bedarf nach Photoorientierungsmaterialien mit guten Orientierungseigenschaften und gleichzeitig dem Vermögen, Tiltwinkel von unterschiedlicher Grösse zu induzieren, welche eine verbesserte Stabilität über eine lange Zeit aufweisen. Zusätzlich sollten hohe Voltage Holding Ratios machbar sein, wenn dies erforderlich ist.
  • Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass das photoreaktive Copolymer nach Anspruch 1 wenigstens teilweise diese Anforderungen erfüllt. Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt entsprechend ein photoaktives Copolymer zur Verfügung, welches Seitenketten aufweist, welche photoreaktive Gruppen beinhalten und gleichzeitig Seitenketten von der generellen Formel I:
    Figure 00040001
    wobei
    die totale Anzahl von Ringen (einschliesslich der Anzahl von Ringen in gegebenenfalls vorhandenen kondensierten Systemen) wenigstens zwei beträgt und höchstens sechs; und wobei die gestrichelte Linie den Anknüpfungspunkt zur Polymer-Hauptkette darstellt;
    A2 einen alizyklischen Ring oder ein kondensiertes Ringsystem mit 2–5 Ringen darstellt, in welchem eine oder mehrere nicht benachbarte CH2 Gruppen optional ersetzt sind durch Sauerstoff, welches unsubstituiert oder substituiert sein kann durch Fluor oder durch einen gradkettigen oder verzweigten Alkylrest, welcher unsubstituiert ist, monosubstituiert durch Cyano oder Halogeno, oder mehrfach substituiert durch Halogeno, mit 1–18 Kohlenstoffatomen und wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2 Gruppen unabhängig voneinander ersetzt sein können durch eine Gruppe Q, wobei Q gegeben ist durch -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-, -NR2-, -NR2-CO-, -CO-NR2-, -NR2-CO-O-, -O-CO-NR2-, -NR2-CO-NR2-, -CH=CH-, -C≡C-, -O-CO-O-, und R2 Wasserstoff oder ein niederes Alkyl darstellt;
    A1, A3 jeweils unabhängig voneinander eine aromatische oder alizyklische Gruppe darstellt, welche unsubstituiert oder substituiert durch Fluor, Chlor, Cyano oder durch einen zyklischen, gradkettigen oder verzweigten Alkylrest, welcher unsubstituiert, monosubstituiert durch Cyano oder Halogeno oder mehrfach substituiert ist durch Halogeno, mit 1–18 Kohlenstoffatomen und wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2 Gruppen unabhängig voneinander ersetzt sein können durch Q, wobei Q und R2 die Bedeutung haben, wie sie oben angegeben ist, mit der Massgabe, dass -CH=CH-, -C≡C- nicht in Konjugation sind mit aromatischen Ringen;
    S1 stellt eine einzelne kovalente Bindung oder eine "Spacer-Einheit" dar, wie beispielsweise einen gradkettigen oder verzweigten Alkylenrest, welcher unsubstituiert ist, monosubstituiert durch Cyano oder Halogeno, oder mehrfach substituiert durch Halogeno, mit 1–24 Kohlenstoffatomen, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2 Gruppen unabhängig voneinander ersetzt sein können durch Q, wobei Q und R2 die oben angegebene Bedeutung haben;
    Z1, Z2 eine einzelne kovalente Bindung oder eine "Spacer-Einheit" darstellen, wie beispielsweise einen gradkettigen oder verzweigten Alkylenrest, welcher unsubstituiert ist, monosubstituiert durch Cyano oder Halogeno, oder polysubstituiert durch Halogeno mit 1–8 Kohlenstoffatomen, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2 Gruppen unabhängig voneinander ersetzt sein können durch Q, wobei Q und R2 die oben angegebene Bedeutung haben;
    R1 ein Wasserstoffatom ist, ein Halogenatom, eine Cyanogruppe oder ein gradkettiger oder verzweigter Alkylrest, welcher substituiert ist, monosubstituiert durch Cyano oder Halogeno, oder polysubstituiert durch Halogeno, mit 1–18 Kohlenstoffatomen, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2 Gruppen unabhängig voneinander ersetzt sein können durch Q, wobei Q und R2 die oben angegebene Bedeutung haben, mit der Massgabe, dass die Gruppen -CH=CH-, -C≡C- nicht direkt an einen aromatischen Ring angeknüpft sind;
    n und m jeweils unabhängig voneinander 0, 1 oder 2 sind, so dass (m + n) ≤ 2 und
    q 0 oder 1 darstellt.
  • Unter dem Begriff "alizyklisch" soll verstanden werden, dass dies nicht aromatische carbozyklische oder heterozyklische Ringsysteme mit 3–10 Kohlenstoffatomen einschliesst, wie beispielsweise Cyclopropan, Cyclobutan, Cyclopentan, Cyclopenten, Cyclohexan, Cyclohexen und Cyclohexadien.
  • Unter dem Begriff "aromatisch" soll verstanden werden, dass dies optional substituierte carbozyklische und heterozyklische Gruppen mit fünf, sechs oder zehn Atomen einschliesst, wie Furan, Phenyl, Pyridin, Pyrimidin, Naphthalin oder Tetralin-Einheiten.
  • Unter dem Begriff "Niederalkyl" soll verstanden werden, dass dies gradkettige und verzweigte Kohlenwasserstoffradikale einschliesst, welche 1–6 Kohlenstoffatome aufweisen, vorzugsweise 1–3 Kohlenstoffatome. Methyl, Ethyl, Propyl und Isopropyl-Gruppen sind besonders bevorzugt.
  • In weiteren Aspekten stellt die Erfindung auch die Verwendung der Polymere der generellen Formel I für die Herstellung von photoreaktiven Mischungen zur Verfügung und die Verwendung allein oder in Mischungen als Orientierungsschichten für Flüssigkristalle. Solche Orientierungsschichten können unstrukturiert sein oder strukturiert (gemustert, multi domain) und können vorteilhafterweise verwendet werden in der Herstellung von LCDs sowie auch in der Herstellung von unstrukturierten und strukturierten optischen Elementen und Mehrschichtsystemen, wie beispielsweise nicht absorptive Farbfilter, Linear- und Zirkularpolarisatoren, optische Verzögerungsschichten etc., welche beispielsweise exemplifiziert sind in EP-A-0611981, EP-A-0689084, EP-A-0753785 (alle F. Hoffmann-La Rohe AG) und WO-A-98/52077 (Rolic AG).
  • Das neue photoaktive Material zeigt eine exzellente Ausrichtung und induziert generell sehr hohe Tiltwinkel. In Mischungen mit anderen photoreaktiven Polymeren kann es verwendet werden, um definierte Pretiltwinkel im gesamten Bereich von 1° bis 90° zu erreichen. Überraschenderweise sind solche angepassten Pretiltwinkel stabil unter der Einstrahlung mit starkem sichtbarem Licht über eine sehr lange Zeitdauer.
  • Bevorzugte Ringe A2 sind unsubstituierte Fünf- oder Sechs-Ringe oder eine optional substituierte Gruppe von 2–5 kondensierten Ringen, in welchen eine oder zwei nicht benachbarte CH2 Gruppen optional ersetzt sein können durch Sauerstoff.
  • Weitere bevorzugte Ringe A2 sind Cyclopentan-1,3-Diyl, Cyclohexan-1,4-diyl, Decalin-2,6-diyl, Perhydrophenanthren-2,7-diyl, Perhydroanthracen-2,6-diyl oder eine Gruppe, welche ein kondensiertes Ringsystem einschliesst, ausgewählt aus einem Radikal von natürlich auftretenden, wenigstens bizyklischen Diterpenen oder Triterpenen oder von einem Steroid, insbesondere bevorzugt Cholesterol oder Cholestanol.
  • Die am meisten bevorzugten Ringe A2 sind Trans-decalin-2,6-diyl, Trans, transperhydrophenanthren-2,7-diyl oder eine Gruppe, welche ein kondensiertes Ringsystem einschliesst, ausgewählt aus einem Radikal eines natürlich auftretenden, wenigstens bizyklischen Diterpen oder Triterpen oder aus einem Steroid, insbesondere bevorzugt Cholesterol oder Cholesterol.
  • Bevorzugte Ringe A1 und A3 sind unabhängig voneinander unsubstituierte alizyklische Fünf- oder Sechs-Ringe oder aromatische Sechs-Ringe optional substituiert durch Fluor oder Chlor oder durch einen gradkettigen oder verzweigten Alkylrest, welcher unsubstituiert ist, monosubstituiert oder polysubstituiert durch Fluor mit 1–12 Kohlenstoffatomen, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2 Gruppen unabhängig voneinander ersetzt sein können durch -O-, -CO-O-, -O-CO-, -NR2-CO-, -CO-NR2-, -NR2-CO-O-, -O-CO-NR2-, -CH=CH-, -C≡C-, -O-CO-O-, mit der Massgabe, dass -CH=CH-, -C≡C- nicht in Konjugation sind mit einem aromatischen Ring und wobei R2 ein Wasserstoffatom oder ein Niederalkyl darstellt.
  • Weitere bevorzugte Ringe A1 und A3 sind unsubstituiertes Cyclopentan-1,3-diyl, Cyclohexan-1,4-diyl oder 1,4-Phenylen, welches unsubstituiert ist, mono- oder polysubstituiert durch Fluor oder Chlor oder einen gradkettigen oder verzweigten Akylrest, welcher unsubstituiert, mono- oder polysubstituiert ist durch Fluor mit 1–12 Kohlenstoffatomen, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2 Gruppen unabhängig voneinander ersetzt sein können durch -O-, -CO-O-, -O-CO-, -CH=CH-, -C≡C-, mit der Massgabe, dass CH=CH- und -C≡C- nicht in Konjugation sind mit aromatischen Ringen.
  • Bevorzugte "Spacer-Einheiten" S1 im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung sind eine Einfachbindung, -CH2- oder eine gradkettige oder verzweigte Akylengruppierung, dargestellt durch -(CH2)r-, und auch -(CH2)r-O-, -(CH2)r-CO-, -(CH2)r-CO-O-, -(CH2)r-O-CO-, -(CH2)r-CO-NR2-, -(CH2)r-NR2-CO-, -(CH2)r-NR2-, -(CH2)r-O-(CH2)s-, -(CH2)r-CO-O-(CH2)s-, -(CH2)r-O-CO-(CH2)s-, -(CH2)r-NR2-CO-(CH2)s-, -(CH2)r-NR2-CO-O-(CH2)s-, -(CH2)r-O-(CH2)s-O-, -(CH2)r-CO-O-(CH2)s-O-, -CH2),r-O-CO-(CH2)s-O-, -(CH2)r-NR2-CO-(CH2)s-O-, -(CH2)r-NR2-CO-O-(CH2)s-O-, und wenn angebunden an einem Polystyrol, Polyimid, oder Polyamidsäure oder ein Polyamidsäureesterbackbone auch -O-(CH2)r-, -CO-O-(CH2)r-, -O-CO-(CH2)r-, -NR2-CO-(CH2)r-, -CO-NR2-(CH2)r-, -NR2-(CH2)r-, -O-(CH2)r-CO-O-, -O-(CH2)r-O-CO-, -O-(CH2)r-CO-NR2-, -O-(CH2)r-NR2-, -O-(CH2)r-O-, -O-(CH2)r-NR2-CO-, -NR2-(CH2)r-CO-O-, -NR2-(CH2)r-O-, -NR2-(CH2)r-NR2-, -NR2-(CH2)r-O-CO-, -CO-NR2-(CH2)r-O-, -CO-NR2-(CH2)r-NR2-, -CO-NR2-(CH2)r-O-CO-, -O-CO-(CH2)r-CO-, -O-CO-(CH2)r-O-, -O-CO-(CH2)r-NR2-, -O-CO-(CH2)r-CO-O-, -O-CO-(CH2)r-CO-NR2-, -O-CO-(CH2)r-NR2-CO-, -O-(CH2)r-O-(CH2)s-, -O-(CH2)r-CO-O-(CH2)s-, -O-(CH2)r-NR2-CO-(CH2)s-, -O-(CH2)r-NR2-CO-O-(CH2)s-, -O-(CH2)r-CO-O-(CH2)s-O-, -O-(CH2)r-O-(CH2)s-O-, -O-(CH2)r-NR2-CO-(CH2)s-O-, -O-(CH2)r-NR2-CO-O-(CH2)s-O-, -CO-O-(CH2)r-O-(CH2)s-, -CO-O-(CH2)r-O-(CH2)s-O-, wobei r und s jeweils eine ganze Zahl sind von 1 bis 20, aber insbesondere von 2 bis 12, mit der Massgabe, dass r + s ≤ 21, insbesondere ≤ 15 und wobei R2 Wasserstoff oder Niederalkyl darstellt.
  • Weiter bevorzugte "Spacer-Einheiten" S1 sind eine Einfachbindung, -CH2-, eine gradkettige Alkylengruppierung, dargestellt durch -(CH2)r-, und auch -(CH2)r-O-, -(CH2)r-CO-O-, -(CH2)r-O-CO-, -(CH2)r-CO-NH-, -(CH2)r-NH-CO-, -(CH2)r-NH-CO-(CH2)s-, -(CH2)r-NH-CO-O-(CH2)s-, -CH2)r-O-(CH2)s-O-, -(CH2)r-NH-CO-(CH2)s-O-, -(CH2)r-NH-CO-O-(CH2)s-O-, und wenn angebunden an einem Polystyrol-, Polyimid-, Poliamidsäure- oder Polyamidsäu reesterbackbone auch -O-(CH2)r-, -CO-O-(CH2)r-, -CO-NH-(CH2)r-, -O-CO-(CH2)r-, -O-CO-(CH2)r-CO-O-, -O-(CH2)r-O-CO-, -O-(CH2)r-CO-NH-, -O-(CH2)r-NH-CO-, -CO-O-(CH2)r-O-, -CO-NH-(CH2)r-O-, -O-(CH2)r-O-, -O-(CH2)r-NH-CO-(CH2)s- , -O-(CH2)r-O-(CH2)s-O-, -O-CO-(CH2)r-O-(CH2)s-O-, -CO-O-(CH2)r-O-(CH2)s-O-, -O-(CH2)r-NH-CO-(CH2)s-O-, -O-CO-(CH2)r-NH-CO-(CH2)s-O-, wobei r und s jeweils eine ganze Zahl von 2 bis 12 sind und die Summe von r + s ≤ 15.
  • Am meisten bevorzugte "Spacer-Einheiten" von S1 sind eine Einfachbindung, -CH2-, eine gradkettige Alkylengruppierung, repräsentiert durch -(CH2)r- , und auch -(CH2)r-O- , -(CH2)r-CO-O-, -(CH2)r-O-CO-, -(CH2)r-O-(CH2)s-O-, -(CH2)r-NH-CO-O-(CH2)s-O-, und wenn angebunden an einem Polystyrol-, Polyimid-, Polyamidsäure- oder Polyamidsäuresterbackbone auch -O-(CH2)r-, -CO-O-(CH2)r-, -O-CO-(CH2)r-, -O-CO-(CH2)r-CO-O-, -O-(CH2)r-O-CO-, -CO-O-(CH2)r-O-, -O-(CH2)r-O-, -O-(CH2)r-O-(CH2)s-O-, -O-CO-(CH2)r-O-(CH2)s-O-, -CO-O-(CH2)r-O-(CH2)s-O-, wobei r und s jeweils eine ganze Zahl sind von 2 bis 8 und die Summe von r + s ≤ 8.
  • Beispiele von bevorzugten "Spacer-Einheiten" S1 sind 1,2 ethylen, 1,3-Propylen, 1,4-Butylen, 1,5-Pentylen, 1,6-Hexylen, 1,7-Heptylene, 1,8-Octylen, 1,9-Nonylen, 1,10-Decylen, 1,11-Undecylen, 1,12-Dodecylene, 3-Methyl-1,4-butylen, 3-Propylen-oxy, 3-Propylenoxycarbonyl, 2-Ethylen-carbonyloxy, 4-Butylen-oxy, 4-Butylenoxy-carbonyl, 3-Propylen-carbonyloxy, 5-Pentylenoxy, 5-Pentylenoxycarbonyl, 4-Butylen-carbonyl-oxy, 6-Hexylenoxy, 6-Hexylen-oxy-carbonyl, 5-Pentylen-carbonyloxy, 7-Heptylenoxy, 7-Heptylen-oxy-carbonyl, 6-Hexylen-carbonyloxy, 8-Octylenoxy, 8-Octylenoxycarbonyl, 7-Heptylen-carbonyl-oxy, 9-Bonylenoxy, 9-Nonylenoxycarbonyl, 8-Octylen-carbonyloxy, 10-Decylen-oxy, 10-Decylen-oxy-carbonyl, 9-Nonylen-carbonyloxy, 11-Undecylenoxy, 11-Undecylen-oxy-carbonyl, 10-Decylen-carbonyloxy, 12-Dodecylenoxy, 12-Dodecylen-oxy-carbonyl, 11-Undecylen-carbonyloxy, 3-Propylenimino-carbonyl, 4-Butylenimino-carbonyl, 5-Pentylenimino-carbonyl, 6-Hexylenimino-carbonyl, 7-Heptylenimino-carbonyl, 8-Octylenimino-carbonyl, 9-Nonylenimino-carbonyl, 10-Decylenimino-carbonyl, 11-Undecylenimino-carbonyl, 12-Dodecylenimino-carbonyl, 2-Ethylen-carbonyl-imino, 3-Propylen-carbonyl-imino, 4-Butylen-carbonyl-imino, 5-Pentylen-carbonyl-imino, 6-Hexylen-carbonyl-imino, 7-Heptylen-carbonyl-imino, 8-Octylen-carbonyl-imino, 9-Nonylen-carbonyl-imino, 10-Decylen-carbonyl-imino, 11-Undecylen-carbonyl-imino, 6-(3-propylen-imino-carbonyl-oxy)-hexylen, 6-(3-Propylen-oxy)-Hexylen, 6-(3-Propylen-oxy)-hexyleneoxy, 6-(3-Propylen-imino-carbonyl-oxy)-hexylenoxy, 6-(3-Propylen-imino-carbonyl)hexyl, 6-(3-Propylen-imino-carbonyl)hexyloxy, 1,2-Ethylen-dioxy, 1,3-Propylendioxy, 1,4-Butylendioxy, 1,5-Pentylen-dioxy, 1,6-Hexylen-dioxy, 1,7-Heptylendioxy, 1,8-Octylendioxy, 1,9-Nonylendioxy, 1,10-Decylen-dioxy, 1,11-Undecylendioxy, 1,12-Dodecylen-dioxy und ähnliche.
  • Bevorzugte Gruppen für Z1 und Z2 sind einzelne kovalente Bindungen oder ein gradkettiger oder verzweigter Alkylenrest, welcher unsubstituiert ist, monosubstituiert oder polysubstituiert durch Fluoro, welcher 1 bis 8 Kohlenstoffatome aufweist, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2 Gruppen unabhängig voneinander ersetzt sein können durch -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -NR2-CO-, -CO-NR2-, -NR2-CO-O-, -O-CO-NR2-, -CH=CH-, -C≡C-, -O-CO-O-, mit der Massgabe, dass -CH=CH- und -C≡C- nicht in Konjugation sind mit aromatischen Ringen und wobei R2 ein Wasserstoffatom oder ein Niederalkyl darstellt.
  • Weitere bevorzugte Gruppen für Z1 und Z2 sind eine einzelne kovalente Bindung oder ein gradkettiger oder verzweigter Alkylenrest mit 1–6 Kohlenstoffatomen, wobei eine oder mehre nicht benachbarte CH2 Gruppen unabhängig voneinander ersetzt werden können durch -O-, -CO-O-, -O-CO-, -CH=CH-, -C≡C-, -O-CO-O-, mit der Massgabe, dass -CH=CH- und -C≡C- nicht in Konjugation sind mit aromatischen Ringen.
  • Am meisten bevorzugte Gruppen für Z1 und Z2 sind eine einzelne kovalente Bindung oder ein gradkettiger oder verzweigter Alkylenrest mit 1–4 Kohlenstoffatomen, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2 Gruppen unabhängig voneinander ersetzt sein können durch -O-, -CO-O-, -O-CO-.
  • Vorzugsweise ist R1 ein Wasserstoffatom, ein Fluoratom, ein Chloratom, eine Cyanogruppe oder ein gradkettiger oder ein verzweigter Alkylrest, welcher unsubstituiert ist, monosubstituiert durch Cyano oder Halogeno oder mehrfach substituiert durch Fluoro, welcher 1–18 Kohlenstoffatome hat, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2 Gruppen unabhängig voneinander ersetzt sein können durch -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -NR2-CO-, -CO-NR2-, -NR2-CO-O-, -O-CO-NR2-, -CH=CH-, -C≡C-, -O-CO-O-, mit der Massgabe, dass -CH=CH- und -C≡C- nicht direkt mit einem aromatischen Ring verbunden sind und wobei R2 ein Wasserstoffatom oder ein Niederalkyl darstellt.
  • Weitere bevorzugte Gruppen von R1 sind ein Wasserstoffatom, ein Fluoroatom, ein Chloratom, eine Cyanogruppe oder ein gradkettiger oder verzweigter Alkylrest, welcher unsubstituiert ist mit 1–12 Kohlenstoffatomen, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2 Gruppen unabhängig voneinander ersetzt sein können durch -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -CH=CH-, -C≡C-, -O-CO-O-, mit der Massgabe, dass -CH=CH- und -C≡C- nicht direkt an einen aromatischen Ring angeknüpft sind.
  • Es ist bevorzugt, dass n und m beide so ausgewählt sind, dass die gesamte Anzahl von Ringen in der Substruktur nach Formel I 2–5 ist, einschliesslich der Nummer der Anzahl von Ringen in einem kondensierten System.
  • Weiter bevorzugt sind Substrukturen der Formel I, wobei m und n so ausgewählt sind, dass die Gesamtzahl von Ringen, einschliesslich der Ringe in einem kondensierten System 3 oder 4 ist.
  • Es ist bevorzugt, dass q 1 ist, ausgenommen dort, wo der Ring A1 ausgewählt ist von einem Radikal eines Di- oder Triterpens oder eines Steroids. In letzterem Fall hat q den Wert 0.
  • Das Seitenkettencopolymer nach der Erfindung weist zusätzlich zur Seitenkette der Formel I Seitenketten auf, welche photoreaktive Gruppen aufweisen, welche in der Lage sind, Photozyklisierungsreaktionen zu durchlaufen. Solche Seitenketten sind normalerweise in Polymeren für Photoorientierung verwendet und sind dem Fachmann bekannt, beispielsweise aus der EP-A-0611786, WO-A-96/10049, EP-A-0763552, EP-A-0860455, WO-A-00/59966 und PCT/EPOO/06788.
  • Vorzugsweise sind solche Seitenketten, welche photoreaktive Gruppen aufweisen, Substrukturen der generellen Formeln II oder III
    Figure 00150001
    wobei
    die gestrichelte Linie den Anknüpfungspunkt zur Polymerhauptkette darstellt;
    S1 die oben angegebene Bedeutung hat;
    B eine aromatische oder alizyklische Gruppe darstellt, welche unsubstituiert ist oder substituiert durch Fluor, Chlor, Cyano oder durch eine gradkettige oder verzweigte Akylgruppe, welche unsubstituiert ist, monosubstituiert durch Cyano oder Halogeno oder mehrfach substituiert durch Halogeno, mit 1–18 Kohlenstoffatomen und wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2 Gruppen unabhängig voneinander ersetzt sein können durch Q, wobei Q und R2 die oben angegebene Bedeutung haben;
    p1, p2 die photoreaktive Gruppe bedeuten;
    R3 ein Wasserstoffatom ist oder ein gradkettiger oder verzweigter Alkylrest, welcher unsubstituiert ist, monosubstituiert durch Cyano oder Halogeno oder polysubstituiert durch Halogeno, mit 1–18 Kohlenstoffatomen, wobei eine oder mehrere CH2 Gruppen unabhängig voneinander ersetzt sein können durch Q, wobei Q und R2 die oben angegebene Bedeutung haben; und
    p 0 ist oder 1.
  • Bevorzugte photoreaktive Gruppen p1 und p2 weisen Gruppen auf, welche Photozyklisierungsreaktionen durchlaufen und welche die allgemeine Formel IV respektive V haben
    Figure 00160001
    wobei
    die gestrichelte Linie den Anknüpfungspunkt an B respektive S1 darstellt;
    C ein Phenylen darstellt, welches unsubstituiert ist oder substituiert durch Fluor, Chlor oder Cyano oder durch
    einen zyklischen, gradkettigen oder verzweigten Alkylrest, welcher unsubstituiert ist, monosubstituiert durch Cyano oder Halogeno oder mehrfach substituiert durch
    Halogeno, mit 1–18 Kohlenstoffatomen und wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2 Gruppen unabhängig voneinander ersetzt sein können durch Q, wobei Q und R2 die oben angegebene Bedeutung haben, oder wobei C weitergegeben ist durch Pyrimidin-2,5-diyl, Pyridine-2,5-diyl,
    2,5-Thiophenylen, 2,5-Furanylen oder 1,4- oder 2,6-Naphtylen;
    E stellt -OR4, -NR5R6, oder ein Sauerstoffatom, angeknüpft an den Ring C in der Ortho-Position unter Ausbildung einer Coumarin-Einheit dar, wobei R4, R5 und R6 ein Wasserstoffatom sind oder ein zyklischer, gradkettiger oder verzweigter Alkyrest, der unsubstituiert ist, monosubstituiert durch Halogeno oder mehrfach substituiert durch Halogeno, mit 1–18 Kohlenstoffatomen und wobei eine oder mehrere CH2 Gruppen unabhängig voneinander ersetzt sein können durch -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -CH=CH-, mit der Massgabe, dass Sauerstoffatome nicht direkt miteinander verbunden sind oder R5 und R6 miteinander verbunden sind unter Ausbildung eines alizyklischen Rings mit 5–8 Atomen; und
    X, Y jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, Fluor, Chlor, Cyano, Alkyl darstellen, letzteres optional substituiert durch Fluor mit 1–12 Kohlenstoffatomen, wobei optional eine oder mehrere nicht benachbarte CH2 Gruppen ersetzt sein können durch -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- und/oder -CH=CH-.
  • Weitere bevorzugte Gruppen P1 und P2 haben die generelle Formel IV respektive V, wobei
    C Phenylen darstellt, welches unsubstituiert ist oder substituiert durch einen gradkettigen oder verzweigten Alkylrest, welcher unsubstituiert ist oder mono- oder polysubstituiert durch Fluor mit 1–18 Kohlenstoffatomen und wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2 Gruppen unabhängig voneinander ersetzt sein können durch -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO, -CH=CH- oder C weiterhin 2,5-Furanylen, 1,4- oder 2,6 Naphthylen darstellt.
    E -OR4 oder -NHR5 darstellt, wobei R4 und R5 ein zyklischer, gradkettiger oder verzweigter Alkyrest darstellen, welcher unsubstituiert oder mono- oder polysubstituiert durch Fluor ist, 1–18 Kohlenstoffatome aufweist und wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2 Gruppen unabhängig ersetzt sein können durch -O-; und
    X, Y Wasserstoffatome sind.
  • Die Polymerbackbones des Copolymers nach der Erfindung, an welche die Seitenketten nach Formel I und die photoreaktiven Seitenketten angeknüpft sind, sind jene, welche generell verwendet werden für photoorientierende Polymere und welche dem Fachmann in diesem Gebiet wohl bekannt sind. Beispiele sind publiziert beispielsweise in EP-A-0611786, WO-A-96/10049, EP-A-0763552, EP-A-0860455, WO-A-99/15576 und WO-A-00/59966.
  • Bevorzugte Polymerbackbones in der vorliegenden Erfindung sind Polymere, gebildet aus Acrylat, Methacrylat, 2-Chloroacrylat, 2-Phenylacrylat, optional N-Niederalkyl-substituierte Acrylamide, Methacrylamide, 2-Chloroacrylamide, 2-Phenylacrylamide, Vinyläther, Vinylester, Styrol-Derivate, Siloxane, Imide, Amidsäure und deren Ester, Amidimide, Maleinsäure-Derivate, Fumarsäure-Derivate.
  • Weiter bevorzugt sind Polymere, gebildet aus Acrylat, Methacrylat, optional N-Niederalkyl-substituierte Acrylamide, Methacrylamide, Vinyläther, Vinylester, Starolderivate, Idie, Amidsäure und deren Ester und Amidimide.
  • Insbesondere bevorzugt sind Polymere, gebildet aus Acrylat, Methacrylat, optional N-Niederalkyl-substituierte Acrylamide, Methacrylamide, Vinyläther, Vinylester und Styrolderivate.
  • Am meisten bevorzugt sind Polyacrylate, Polymethacrylate, Polyvinylether und Polyvinylester.
  • Die Proportionen der Seitengruppen nach Formel I relativ zu den photoreaktiven Seitengruppen in einem Copolymer nach der Erfindung ist normalerweise < 50%, vorzugsweise < 25% und am meisten bevorzugt < 20%.
  • Das erfindungsgemässe Copolymer kann allein verwendet werden oder vorzugsweise in Mischungen mit wenigstens einem anderen photoreaktiven Polymer oder Copolymer. Ein weiterer Aspekt der Erfindung umfasst entsprechend photoreaktive Mischungen, welche ein Copolymer nach der vorliegenden Erfindung aufweisen. Mischpartner sind Komponenten, beispielsweise bekannt für ihre photoorientierenden Eigenschaften, beispielsweise wie exemplifiziert in EP-A-0611786, WO-A-96/10049, EP-A-0763552 EP-A-0860455, WO-A-99/15576, WO-A-00/59966 und PCT/EPOO/06788.
  • Bevorzugte Komponenten für Mischungen zusammen mit dem Copolymer nach der Erfindung sind photoreaktive Polymere basierend auf Acrylat, Methacrylat, optional N-Niederalkyl-substituierte Acrylamide, Methacrylamide, Vinyläther, Vinylester, Styrol-Derivate, Imide, Amidsäure und deren Ester und Amidimide, wobei die Seitenketten als photoreaktive Gruppen Substrukturen der Formel II oder III aufweisen.
  • Weitere bevorzugte Komponenten für Mischungen zusammen mit den Copolymeren nach der Erfindung sind Photopolymere, basierend auf Imiden, Amidsäuren und Amidsäureester, welche Zimtsäure oder Coumarin-Derivate als photoreaktive Seitenketten aufweisen.
  • Am meisten bevorzugt sind Mischungen enthaltend ein Copolymer nach der vorliegenden Erfindung, basierend auf Polyacrylat, Polymethacrylat, Polyvinyläther und Polyvinylester zusammen mit einem photoreaktiven Polymer, basierend auf Polyimid, Polyamidsäure und Polyamidsäureester.
  • Der Gehalt des Copolymers nach der Erfindung in den Mischungen kann in einem breiten Bereich variieren, abhängig von der Mischbarkeit der Komponenten. Bevorzugt sind < 25 Gew.-%, weiter bevorzugt weniger als 15 Gew.-% und am meisten bevorzugt < 10 Gew.-% des Copolymers.
  • Das Polymer nach Formel I ist dadurch charakterisiert, dass es einfach zugänglich ist. Es kann hergestellt werden unter Verwendung von Methoden, welche dem Fachmann bekannt sind.
  • Das erfindungsgemässe Copolymer, mit Acrylat, Methacrylat, Acrylamid, Methacrylamid und Styrolderivaten als sich wiederholende Monomereinheit kann im Prinzip hergestellt werden nach zwei unterschiedlichen Verfahren. Zusätzlich zur direkten Polymerisierung der vorgefertigten Monomere gibt es die Möglichkeit von Polymeranalogrekationen von reaktiven photoaktiven Derivaten mit funktionalen Polymeren.
  • Für die direkte Polymerisierung werden die Monomere und die Comonomere zunächst separat hergestellt aus den individuellen Komponenten. Die Bildung des Copolymers wird anschliessend in einer an sich bekannten Weise bewirkt unter dem Einfluss von UV-Strahlung oder Hitze oder durch die Wirkung von radikalen oder ionischen Katalysatoren. Kaliumperoxodisulfat, Dibenzoylperoxid, Azobisisobutyronitril oder Di-tert-butylperoxid sind Beispiele von Radikalinitiatoren. Ionische Katalysatoren sind alkaliorganische Komponenten, wie beispielsweise Phenyllithium oder Naphthylnatrium oder Lewis-Säuren, wie beispielsweise BF3, AlCl3, SnCl3 oder TiCl4. Die Monomere können in Lösung, Suspension, Emulsion oder in Masse polymerisiert werden.
  • Im zweiten Prozess kann auch ein Polymer hergestellt werden in einer Polymeranalogreaktion aus einem vorgefertigten funktionalen Polymer und einem geeigneten funktionalisierten Seitenketten-Derivat. Viele bekannte Prozesse, wie beispielsweise Veresterung, Transveresterung, Amidierung oder Verätherung sind geeignet für Polymeranalogreaktionen.
  • Solche Copolymere haben ein Molekulargewicht MW zwischen 1'000 und 5'000,000, vorzugsweise aber zwischen 5'000 und 2'000'000, insbesondere vorteilhafterweise aber zwischen 10'000 und 1'000'000.
  • Die Herstellung der Polyamidsäuren und der Polyimide nach der Erfindung wird generell analog durchgeführt zu den Verfahren, welche häufig beschrieben sind in der Polyimid-Literatur, beispielsweise in Plast. Eng. 36 (19996) (Polyimides, fundamentals and applications).
  • Beispielsweise wird die Polykondensationsreaktion für die Herstellung der Polyamidsäure durchgeführt in Lösung in einem polaren aprotischen organischen Lösungsmittel, wie beispielsweise γ-Butyrolacton, N,N-Dimenthylacetamid, N-Methylpyrrolidon oder N,N-Dimethylformamid. In den meisten Fällen werden äquimolare Mengen des Dianhydrids und des Diamins verwendet, d.h. eine Aminogruppe pro Anhydridgruppe. wenn es gewünscht ist, das Molekulargewicht des Polymers zu stabilisieren, ist es zu diesem Zweck möglich, einen Über schuss oder einen niedriger als stoichiometrischen Anteil von einen der beiden Komponenten zuzufügen oder eine monofunktionale Komponente in der Form eines Dicarboxylsäuremonoanydrids oder in der Form eines Monoamins zuzufügen. Beispiele von solchen monofunktionalen Komponenten sind Maleinsäureanhydrid, Phthalsäureanhydrid, Anilin usw. Die Reaktion wird vorzugsweise bei einer Temperatur von weniger als 100°C durchgeführt.
  • Für die Herstellung von Mischungen, enthaltend vergleichsweise apolare Polymere wie Polyacrylate, Polymetacrylate, Polystyrole mit polaren Polymeren wie Polyamidsäuren, Polyimiden und Polyamidsäureester, kann die oben angegebene Polykondensationsreaktion auch in Anwesenheit eines weniger polaren Polymers durchgeführt werden.
  • Die Zyklisierung der Polyamidsäuren zur Bildung der Polyimide allein oder in Mischungen mit anderen Typen von Polymeren kann durchgeführt werden durch Erhitzen, d.h. durch Kondensation mit Entfernung von Wasser oder durch andere Imidisierungsreaktionen mit Reagenzien. Wenn rein thermisch durchgeführt, ist die Imidisierung der Polyamidsäure nicht immer vollständig, d.h. die resultierenden Polyimide können immer noch Anteile von Polyamidsäure aufweisen. Die Imidisierungsreaktionen werden generell durchgeführt bei einer Temperatur von 60 bis 250°C, aber vorzugsweise bei weniger als 200°C. Um Imidisierung bei vergleichsweise niedrigeren Temperaturen zu erreichen, werden der Mischung in die Reaktionsmischung zusätzlich Reagenzien zugefügt, welche die Entfernung von Wasser erleichtern. Solche Reagenzien sind beispielsweise Mischungen bestehend aus Säureanhydriden, wie beispielsweise Essigsäureanhydrid, Propionsäureanhydrid, Phtalsäureanhydrid, Trifluoroessigsäureanhydrid und tertiäre Amine, wie beispielsweise Triethylamin, Trimethylamin, Tributylamin, Pyridin, N,N- Dimethylanilin, Lutidin, Collidin etc. Die Menge von Reagenzien, welche in diesem Fall verwendet wird, ist vorzugsweise zwei Äquivalente von Amin und vier Äquivalente von Säureanhydrid pro Äquivalent von Polyamidsäure, welches zu kondensieren ist.
  • Die Imidisierungsreaktion kann vor oder alternativ erst nach der Anwendung auf einem Träger durchgeführt werden. Die letztere Variante wird insbesondere dann bevorzugt, wenn das in Frage stehende Polyimid eine schlechte Löslichkeit in den üblichen Lösungsmitteln aufweist.
  • Polyamidsäuren und Polyimide nach der vorliegenden Erfindung haben eine intrinsische Viskosität, vorzugsweise im Bereich von 0.05 bis 10 dL/g, insbesondere bevorzugt von 0.05 bis 5 dL/g. Die intrinsische Viskosität (ηinh = ln ηrel/C) wird hierbei bestimmt durch die Messung in einer Lösung enthaltend ein Polymer in einer Konzentration von 0.5 g/100 ml für seine Viskosität bei 30°C, wobei N-Methyl-2-Pyrrolidon als Lösungsmittel verwendet wird.
  • Die Anzahl von Monomer-Bausteinen, aus welchen die Polymerketten nach der Erfindung synthetisiert werden, kann in einem grossen Bereich variieren. Sie ist generell zwischen 2 und 2'000, aber insbesondere zwischen 3 und 200.
  • Das Copolymer und die Polymermischungen nach der Erfindung können Additive enthalten, wie beispielsweise Silan-enthaltende Komponenten und Epoxy-enthaltende Vernetzungsagenzien, um weiter die Adhäsion des Polymers an einem Substrat zu verbessern. Beispiele für Silan-Adhäsionsunterstützer wurden beschrieben in der Literatur, beispielsweise Plast. Eng. 36 (1996) (Polyimides, fundamentals and applications). Das oben angegebene Epoxy enthaltende Vernetzungsagens schliesst vorzugsweise 4,4'-Methylen-bis-(N,N-diglycidylanilin), Trimethylolpropantriglycidyläther, Benzol-1,2,4,5-Tetracarboxylsäure 1,2:4,5-N,N'-diglycidyldiimid, Polyethylenglycoldiglycidyläther, N,N0-diglycidyl-cyclohexylamine und ähnliche ein.
  • Das Copolymer und die Polymermischung nach der Erfindung können Additive, wie einem Photosensitizer, einen Photoradikalgenerator und/oder einen kationischen Photoinitiator enthalten. Beispiele für solche Additive waren 2,2-Dimethoxyphenylethanon, eine Mischung von Diphenylmethanon und N,N-Dimethylbenzolamin oder Ethyl 4-(Dimethylamino)benzoat, Xanthon, Thioxanthone, IRGACURETM 184, 269, 500, 651 und 907 (Ciba), Michler's Keton, Triarylsulfoniumsalz und ähnliche.
  • Das Copolymer und die Polymermischungen nach der Erfindung können auf einen Träger aufgetragen werden, und nach einem gegebenenfalls notwendigen Imidisierungsschritt, vernetzt werden durch Einstrahlung mit linear polarisiertem Licht, d.h. durch Cycloaddition von Seitenketten, welche die photoreaktive Gruppe enthalten, so dass abhängig von der Richtung der Polarisierung des eingestrahlten Lichtes, eine bevorzugte Orientierungsrichtung und ein Tiltwinkel für Flüssigkristalle erhalten wird, welche in Kontakt mit der Orientierungsschicht gebracht werden. Durch räumlich selektive Einstrahlung der molekularen Einheiten nach der Erfindung ist es somit möglich, sehr spezifische Regionen einer Oberfläche zu orientieren und mit einem definierten Tiltwinkel zu versehen. Gleichzeitig wird die Orientierungsschicht, die so hergestellt wird, auch durch die Cycloaddition stabilisiert.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich entsprechend auch auf die Verwendung des Polymers nach der Erfindung als Orientierungsschicht für Flüssigkristalle und auf dessen Verwendung für Flüssigkristallzellen für Displays und für Schichten von optischen Konstruktionselementen, insbesondere in der Herstellung von Hybridschichtelementen.
  • Solche Orientierungsschichten können beispielsweise hergestellt werden, indem zunächst eine Lösung des Polymermaterials hergestellt wird, welche dann auf einen Träger aufgebracht wird, so dass eine homogene Schicht von vorzugsweise 0.05 bis 50 μm Dicke erzeugt wird. Der Träger kann optional mit weiteren Konstruktionselementen, wie beispielsweise eine Elektrodenschicht (beispielsweise eine Glasplatte, beschichtet mit Indiumzinnoxid (ITO)) versehen sein. Zum Aufbringen der Lösung aus Polymermaterial können unterschiedliche Beschichtungstechniken verwendet werden, wie beispielsweise Spin-Coating, Miniscus-Coating, Wire-Coating, Slot-Coating, Offsetdrucken, Flexodrucken, Tiefdruck. Dann, optional nach vorgängiger Imidisierung, können die zu orientierenden Regionen eingestrahlt werden, beispielsweise mit einer Hochdruckquecksilberdampflampe, einer Xenonlampe oder einem gepulsten UV-Laser, unter Verwendung eines Polarisators und optional einer Maske zur Erzeugung von Mustern oder Strukturen. Die Einstrahlungszeit hängt vom Material und der Ausgangsleistung der verwendeten Lichtquelle ab. Die Dimerisierung kann auch durchgeführt werden durch Einstrahlung der homogenen Schicht unter Verwendung von Filtern, welche beispielsweise nur die Strahlung durchlassen, welche geeignet ist für die Vernetzungsreaktion.
  • Weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung sind:
    • a) Optische oder elektro-optische Vorrichtungen, welche wenigstens eine Orientierungsschicht haben, dadurch gekennzeichnet, dass die Orientierungsschicht ein photoreaktives Copolymer mit Seitenketten der Formel I aufweist; und
    • b) Verwendung von photoreaktiven Copolymeren mit Seitenketten gemäss Formel I in der Herstellung von unstrukturierten und strukturierten optischen Elementen und Mehrschichtsystemen.
  • Das Polymer nach der Erfindung wird in mehr Details in den nun folgenden Beispielen illustriert werden. In den Beispielen bezeichnet Tg die Glastemperatur. Relative Molekulargewichte (Mn) wurden bestimmt durch Gelpermeationschromatographie (GPC), beispielsweise bei 35°C unter Verwendung von THF als Lösungsmittel mit Polystyrolstandard.
  • Beispiel 1 Poly-cholesteryl-2-methacrylat-co-6-[4-(2-methoxycarbonylvinyl)phenyloxylhexyl-2-methacrylat (1:4)
    Figure 00270001
  • Eine Mischung von 0.115 g (0.25 mmol) Cholesteryl-2-methacrylat und 0.35 g (1.01 mmol) 6-[4-(2-methoxycarbonylvinyl)phenyloxy]hexyl-2-methacrylat (Herstellung entsprechend EP-A-0763552 und 3.1 mg (0.032 mmol) α,α'-Azobicyclohexancarbonitril (ACN) in 3.2 ml trockenem Dimethylformamid (DMF) wurden in einer versiegelbaren Röhre entgast. Die Röhre wurde dann unter Argon versiegelt und bei 80°C während 15 Std. gerührt. Dann wurde die Reaktionsmischung mit 5 ml Tetrahydrofuran (THF) verdünnt, in 400 ml Methanol gestürzt und durch Filtration gesammelt. Das Polymer wurde ausgefällt aus THF (4.0 ml) in 300 ml Methanol unter Ausbeute von 0.35 g Poly-(Cholesteryl-2-methacrylat)-co-6-[4-(2-methoxycarbonylvinyl)-phenyloxy]-hexyl-2-methacrylat (1:4) als weisser Festkörper; Mn = 1.85 × 105, pdi = 4.23.
  • Das Cholesteryl-2-methacrylat, welches als Ausgangsmaterial verwendet wurde, wurde hergestellt in Übereinstimmung mit dem folgenden Verfahren:
    Zu einer Lösung von 2 g (5.2 mmol) Cholesterol, 0.49 g (5.7 mmol) 2-Methacrylsäure und 0.09 g N,N-Dimethylaminopyridin in 50 ml CH2Cl2 bei 10°C wurde eine Lösung von 1.5 g Dicyclohexylcarbodiimid (DCC) in 20 ml CH2Cl2 langsam zugefügt. Die Lösung wurde dann während 15 Std. bei Raumtemperatur gerührt, dann filtriert und die Lösung anschliessend zur Trockenheit gedampft. Chromatographie des Überrests über Silicagel mit Ethylacetat/Hexan (1:9) ergab 1.2 g des Acrylats als farblosen Festkörper.
  • Die folgenden Komponenten wurden in analoger Weise hergestellt:
    Poly-cholesteryl-2-methacrylat-co-6-[4-(2-methoxycarbonylvinyl)phenyloxy]hexyl-2-methacrylat (1:9),
    Mn = 2.3 × 105, pdi = 2.47;
    Poly-2-(cholesterylcarbamoyl)ethyl-2-methacrylat-co-6-[4-(2-methoxycarbonylvinyl)phenyloxy]hexyl-2-methacrylat (1:4);
    Poly-cholesteryl-2-methacrylat-co-6-[4-(2-methoxycarbonylvinyl)benzoyloxy]hexyl-2-methacrylat (1:4),
    Mn = 7.6 × 104, pdi = 2.46;
    Poly-cholesteryl-2-methacrylat-co-6-[4-(2-methoxycarbonylvinyl)benzoyloxy]hexyl-2-methacrylat (1:9)
    Mn = 3.7 × 105, pdi = 7.03;
    Poly-cholesteryl-2-methacrylat-co-6-[2-methoxy-4-(2-methoxycarbonylvinyl)phenyloxy]hexyl-2-methacrylat (1:5);
    Poly-cholesteryl-2-methacrylat-co-6-[2-methoxy-4-(2-methoxycarbonylvinyl)phenyloxy]hexyl-2-methacrylat (1:9);
    Poly-6-(cholesteryl)hexyl-2-methacrylat-co-6-[4-(2-methoxycarbonylvinyl)phenyloxy]hexyl-2-methacrylat (1:9);
    Poly-6-(cholesteryl)hexyl-2-methacrylat-co-6-[4-(2-methoxycarbonylvinyl)phenyloxy]hexyl-2-methacrylat (1:9);
    Poly-all trans-[2-(phenyl)decahydro-6-naphthyl]methyl-co-6-[4-(2-methoxycarbonylvinyl)phenyloxy]hexyl-2-methacrylat (1:4);
    Poly-all trans-[2-(phenyl)decahydro-6-naphthyl]methyl-co-6-[4- (2-methoxycarbonylvinyl)benzoyloxy]hexyl-2-methacrylat (1:4);
    Poly-all trans-[6-[2-(phenyl)decahydro-6-naphthyl]methyloxy]hexyl-co-6-[4-(2-methoxy-car-bonylvinyl)benzoyloxy]hexyl-2-methacrylat (1:4).
  • Beispiel 2 Poly-3-[(E)-4-[(E)-4-(4-Methylphenyl)cyclohexyl]cyclohexyl]propyl-2-methacrylat-co-2-[4-(2-methoxycarbonylvinyl)phenyloxy]ethyl-2-methacrylat (1:3)
    Figure 00290001
  • Eine Mischung von 0.31 g (0.8 mmol) 3-[trans-4-[trans-4-(4-methylphenyl)cyclohexyl]cyclohexyl]propyl-2-methacrylat und 0.7 g (2.41 mmol) 2-[4-(2-methoxycarbonyl-vinyl)-phenyloxy]ethyl-2-methacrylat (Herstellung entsprechend EP-A-0763553) und 5.3 mg (0.032 mml) α.α'-Azoisobutyronitril (AIBN) in 19 ml trockenem Tetrahydrofuran (THF) wurde in einer versiegelbaren Röhre entgast. Die Röhre wurde dann unter Argon versiegelt und bei 57°C während 15 Std. gerührt. Das Polymer wurde in 500 ml Diethyläther gestürzt und durch Filtration gesammelt. Das Polymer wurde umkristallisiert aus THF (6.0 ml) in 300 ml Methanol unter Ausbeute von 0.58 (80%) Poly-3-[(E)-4-[(E)-4-(4-methylphenyl)cyclohexyl]cyclohexyl]propyl-2-methacrylat-co-2-[4-(2-methoxycarbonylvinyl)phenyloxy]ethyl-2-methacrylat (1:3) als weissen Festkörper; Mn = 8.15 × 104, pdi = 2.16.
  • Das 3-[trans-4-[trans-4-(4-methylphenyl)cyclohexyl]cyclohexyl]-propyl-2-methacrylat, welches als Ausgangsmaterial verwendet worden war, wurde hergestellt in Übereinstimmung mit dem folgenden Verfahren:
    Zu einer Lösung von 3 g (9.54 mml) 3-[trans-4-[trans-4-(4-methylphenyl)cyclohexyl]cyclohexyl]propropanol, hergestellt nach US 5,454,974 , 1.94 g 2-Methacrylsäure und 0.33 g N,N-dimethylaminopyridine in 60 ml CH2Cl2 bei 0°C wurde eine Lösung von 5.5 g Dicyclohexylcarbodiimide (DCC) in 20 ml CH2Cl2 langsam zugefügt. Die Lösung wurde dann während 72 Std. bei Raumtemperatur gerührt. Dann wurde die organische Phase filtriert, mit Wasser gewaschen, getrocknet über Na2SO4, filtriert und bis zur Trockenheit abgedampft. Chromatographie des Überrests über Silicagel mit Hexan/Äther (19:1) ergaben 2.73 g des Acrylats als farblosen Festkörper.
  • Die folgenden Komponenten wurden in analoger Weise hergestellt:
    Poly-3-[trans-4-[trans-4-(4-methylphenyl)cyclohexyl]cyclohexyl]-propyl-2-methacrylat-co-2-[2-methoxy-4-(2-methoxycarbonylvinyl)phenyloxy]ethyl-2-methacrylat (1:3),
    Mn = 9.1 × 104, pdi = 2.08;
    Poly-3-[trans-4-[trans-4-(4-methylphenyl)cyclohexyl]cyclohexyl]-propyl-2-methacrylat-co-2-[4-(2-methoxycarbonylvinyl)phenyloxy]ethyl-2-methacrylat (1.9);
    Poly-3-[trans-4-[trans-4-(4-methylphenyl)cyclohexyl]cyclohexyl]-propyl-2-methacrylat-co-2-[2-methoxy-4-(2-methoxycarbonylvinyl)phenyloxy]ethyl-2-methacrylat (1:9),
    Mn = 9.8 × 104, pdi = 2.58;
    Poly-3-[trans-4-[trans-4-(4-methylphenyl)cyclohexyl]cyclohexyl]-propyl-2-methacrylat-co-6-[4-(2-methoxycarbonylvinyl)benzoyloxy]hexyl-2-methacrylat (1.9);
    Poly-3-[trans-4-[-4-(4-cyanophenyl)phenyl]cyclohexyl]propyl-2-methacrylat-co-2-[4-(2-methoxycarbonylvinyl)phenyloxy]ethyl-2-methacrylat (1:3),
    Mn = 8.75 × 104, pdi = 2.27;
    Poly-3-[trans-4-[-4-(4-cyanophenyl)phenyl]cyclohexyl]propyl-2-methacrylat-co-2-[2-methoxy-4-(2-methoxycarbonylvinyl)phenyloxy]ethyl-2-methacrylat (1:3),
    Mn = 7.9 × 104, pdi = 2.17;
    Poly-3-[trans-4-[trans-4-(3,4-difluorophenyl)cyclohexyl]cyclohexyl]propyl-2-methacrylat-co-2-[4-(2-methoxycarbonylvinyl)phenyloxy]ethyl-2-methacrylat (1:3),
    Mn = 7.4 × 104, pdi = 2.29;
    Poly-3-[trans-4-[trans-4-(3,4-difluorophenyl)cyclohexyl]cyclohexyl]propyl-2-methacrylat-co-2-[2-methoxy-4-(2-methoxycarbonylvinyl)phenyloxy]ethyl-2-methacrylat (1:3),
    Mn = 8.5 × 104, pdi = 2.14;
    Poly-3-[trans-4-[trans-4-(3,4-difluorophenyl)cyclohexyl]cyclohexyl]-propyl-2-methacrylat-co-2-[2-methoxy-4-(2-methoxycarbonylvinyl)phenyloxy]ethyl-2-methacrylat (1:9);
    Poly-3-[trans-4-(4-methoxyphenyl)cyclohexyl]propyl-2-methacrylat-co-2-[2-methoxy-4-(2-methoxycarbonylvinyl)phenyloxy]ethyl-2-methacrylat (1:3);
    Poly-3-[trans-4-(4-methoxyphenyl)cyclohexyl]propyl-2-methacrylat-co-2-[2-methoxy-4-(2-methoxycarbonylvinyl)phenyloxy]ethyl-2-methacrylat (1:9).
  • Beispiel 3
  • Polyimid
  • 0.199 g (0.02 mml) von 1,2,3,4,-Cyclobutantetracarboxylsäuredianhydrid wurden zu einer Lösung von 0.059 g (0.113 mmol) von 3,5-Diaminobenzoesäurecholesterylester und 0.45 g (1.02 mmol) von 3,5-Diaminobenzoesäure 6-[2-Methoxy-4-(2-methoxycarbonylvinyl)phenyloxy]hexylester in 3.5 ml Tetrahydrofuran zugefügt. Anschliessend wurde bei 23°C während 2 Std. gerührt. Dann wurden weitere 0.022 g (0.113 mmol) von 1,2,3,4-Cyclobutantetracarboxylsäuredianhydrid hinzugefügt. Man liess die Mischung anschliessend während 22 Std. bei Raumtemperatur reagieren. Die Polymermischung wurde mit 3.5 ml THF verdünnt, in 200 ml Diethyläther gestürzt und durch Filtration gesammelt. Das Polymer wurde aus THF (10 ml) nach Filtration in 600 ml Wasser umkristallisiert unter Ausbeute, nach Trocknung bei Raumtemperatur im Vakuum, von 0.687 g Polyamidsäure in Form eines beigen Pulvers; [η] = 0.57 dL/g.
  • Der 3,5-Diaminobenzoesäurecholesterylester und der 3,5-Diaminobenzoesäure 6-[2-methoxy-4-(2-Methoxycarbonylvinyl)phenyloxy]hexylester, welche als Ausgangsmaterial verwendet worden waren, wurden hergestellt in Übereinstimmung mit dem folgenden Verfahren: 3,5-Dinitrobenzoesäurecholesterylester
    Figure 00320001
    3.89 g (10.1 mmol) Cholesterol, 2.44 g (10.5 mmol) 3,5-Dinitrobenzoylchlorid, 12.3 mg 4-Dimethylaminopyridin wurden in 76 ml Dichloromethan gelöst. Die Lösung wurde anschliessend auf 0°C gekühlt und dann wurden 4.1 ml Pyridin tropfenweise zugegeben über einen Zeitraum von 25 Minuten. Nach 4.75 Std. bei 0°C wurde die Reaktionsmischung zwischen Dichloromethan und Wasser getrennt; die organische Phase wurde mit einer gesättigten Lösung von Natriumbicarbonat gewaschen sowie wiederholt mit Wasser, über Natriumsulfat getrocknet, filtriert und durch Rotationsverdampfen konzentriert. Chromatographie des Restes über 100 g Silicagel unter Verwendung von Toluol ergab 5.56 g (95%) 3,5-Dinitrobenzoesäurecholesterylester als gelbes Pulver. 3,5-Diaminobenzoesäurecholesterylester
    Figure 00330001
    5.54 g (9.54 mmol) von 3,5-Dinitrobenzoesäurecholesterylester und 2.0 g (37.39 mmol) von Ammoniumchlorid wurden in 80 ml einer Mischung bestehend aus Methanol:Wasser 9:1 suspendiert. 12.48 g (191 mmol) Zinkpulver wurden dann in einer Portion zugefügt und die resultierende Mischung wurde bei 40°C gerührt. Nach 4.5 Std. wurden 20 ml einer weiteren Mischung aus Methanol: Wasser 9:1 zugeführt zu der dicken Suspension und die Reaktion wurde während weiteren 4.25 Std. zugelassen. Die Reaktionsmischung wurde dann auf Raumtemperatur gekühlt, mit 100 ml Methanol/Wasser (9:1) verdünnt und dann zwischen Dichloromethan und Wasser getrennt. Die organische Phase wurde mit einer gesättigten Natriumbicarbonatlösung gewaschen und wiederholt mit Wasser, dann über Natriumsulfat getrocknet, filtriert und durch Rotationsverdampfen konzentriert. Chromatographie des Restes über 100 g Silicagel unter Verwendung von Toluol/Ethylacetat (7.3) ergab nach Trocknen unter Hochvakuum 2.82 g eine pastöse Komponente.
  • Beispiel 4
  • Herstellung einer Zelle mit hohem Tilt
  • Eine 2 Gew.-% Lösung des photoreaktiven Copolymers Poly-3-[trans-4-[trans-4-(4-methylphenyl)cyclohexyl]cyclohexyl]propyl-2-methacrylat-co-2-[2-methoxy-4-(2-methoxycarbonylvinyl)phenyloxy]ethyl-2-methacrylat (1:3) (Herstellung vgl. Beispiel 1) wurde hergestellt unter Verwendung von Cyclopentanon als Lösungsmittel. Die Lösung wurde während 30 Min. bei Raumtemperatur gerührt.
  • Diese Lösung wurde bei 2000 Rotationen/Min. auf 2 ITO (Indiumzinnoxid) beschichtete Glasplatten, unter Verwendung von Spin-Coating aufgebracht und diese wurden anschliessend während 30 Min. bei 140°C getrocknet.
  • Beide Substrate wurden anschliessend während 1 Min. dem polarisierten ultravioletten Licht einer 350 W Hochdruckquecksilber-dampflampe ausgesetzt. Die Intensität des UV-Lichts bei der Position des Substrats wurde ermittelt als 1.1 mW/cm2.
  • Mit den beschichteten Seiten nach innen gerichtet wurden die zwei Platten zu einer parallelen Flüssigkristallzelle zusammengesetzt unter Verwendung von 20 μm dicken Glasstäben als Abstandshalter. Die Zelle wurde mit der nematischen Flüssigkristallmischung MLC12000-000 (Merck) bei 105°C gefüllt, was gut oberhalb der Klartemperatur (Tc = 90°C) der Flüssigkristallmischung ist. Die Zelle wurde anschliessend auf 95°C heruntergekühlt mit einer Kühlrate von 3°C/min., von 95°C auf 85°C mit einer Kühlrate von 0.3°C/min. und von 85°C bis 25°C mit einer Kühlrate von 5°C/min. Die oben genannte Kühlprozedur wurde angewendet, um eine stressfreie Ausrichtung der Flüssigkristallmischung beim Übergang der Klartemperatur zu erlauben. Als die Zelle mit einem Polarisationsmikroskop untersucht wurde, wurde gefunden, dass die Orientierungsqualität exzellent ist. Mit einem Tiltkompensator, welcher in das Mikroskop eingeführt wurde, wurde gefunden, dass die Ausrichtung der langen Achse der Flüssigkristallmoleküle parallel zur Polarisationsrichtung des Lichtes ausgerichtet war, welches dazu verwendet worden war, das Photopolymer im Photoorientierungsprozess auszurichten.
  • Der Tiltwinkel, welcher im Flüssigkristallmaterial erzeugt worden war durch die photoorientierte Schicht, wurde gemessen unter Verwendung der Standardkristallrotationsmethode. Das kommerzielle Instrument TBA105 von Autronics Melchers wurde zu diesem Zweck verwendet. Der Pretiltwinkel wurde ermittelt als 89.1° bezüglich der Oberflächenebene.
  • Beispiel 5
  • Herstellung der Zelle mit mittlerem Tilt
  • Unter exaktem Befolgen des Verfahrens gemäss Beispiel 5 wurde eine zweite parallele Zelle hergestellt. Im Unterschied zu Beispiel 4 wurde aber eine 2 Gew-%. Lösung des photoreaktiven Copolymers Poly-3-[trans-4-[trans-4-(3,4-difluorophenyl)cyclohexyl]cyclohexyl]-propyl-2-methacrylat-co-2-[2-methoxy-4-(2-methoxycarbonylvinyl)phenyloxy]ethyl-2-methacrylat (1:3) von Beispiel 1 in Cyclopentanon verwendet.
  • Diese Lösung wurde auf beide Substrate beschichtet und anschliessend photoorientiert unter Verwendung der Bedingungen von Beispiel 4.
  • Aus der Messung nach der Kristallrotationsmethode wurde ein Pretiltwinkel von 49.6° beobachtet.
  • Beispiel 6
  • Herstellung einer Orientierungsschicht unter Verwendung von Blends
  • Lösung 1: Eine Mischung einer photoreaktiven Polyamidsäure (9 Teile) des Typs wie offenbart in WO-A-99/14476 – auch erhältlich als ROP-401 von Rolic Research Ltd., Switzerland – und Poly-(cholesteryl-2-methacrylat)-co-6[4-(2-methoxycarbonyl-vinyl)phenyloxy]-hexyl-2-methacrylat (1:4) aus Beispiel 1 (1 Teil) wurde Cyclopentanon hinzugefügt unter Bildung einer insgesamt 2 Gew.-% Lösung des Polymers. Die Mischung wurde dann bei Raumtemperatur während 10 Min. gerührt, um eine klare Lösung zu erhalten.
  • Lösung 2: Eine Lösung der photoreaktiven Polyamidsäure ROP-401 (97 Teile) und von Poly-(cholesteryl-2-methacrylat)-co-6-[4-(2-methoxycarbonylvinyl)phenyloxy]hexyl-2-methacrylat (1:4) (3 Teile) wurde hergestellt entsprechend dem Verfahren gemäss Lösung 1.
  • Lösung 1 und Lösung 2 wurden jeweils gefiltert über einem 0.2 μm Teflonfilter und auf eine Glasplatte aufgebracht, welche mit Indium-Zinnoxid (ITO) beschichtet war, dies mit einem Spin-Coating-Apparat bei 3'000 Umdrehungen/min. über einen Zeitraum von 60 Sek. Der resultierende Film wurde dann während 15 Min. vorgetrocknet bei 130°C und dann imidisiert während 1 Std. bei 200°C unter Ausbildung des Polyimids.
  • Die derart beschichtete Glasplatte wurde dann während 15 Sek. mit dem linear polarisierten UV-Licht einer 350 W Hochdruckquecksilberdampflampe bestrahlt. Eine flüssigkristalline Mischung von Diacrylaten wurde dann unter Zuhilfenahme von Spin-Coating auf die bestrahlte Schicht aufgebracht und anschliessend durch isotropes UV-Licht während 5 Min. vernetzt. Unter einem Polarisationsmikroskop wurde eine uniaxial doppelbrechende Schicht von orientierten Flüssigkristallmolekülen beobachtet und ein Kontrastverhältnis von 1500:1 wurde gemessen. Unter Verwendung eines Tiltkompensators wurde versichert, dass die Richtung der Orientierung mit der Richtung der Polarisation des UV-Lichts, welches für die Bestrahlung der Polyimidschicht verwendet worden war, übereinstimmte.
  • Beispiel 7
  • Herstellung einer Orientierungsschicht mit einem definierten hohen Tiltwinkel
  • Zwei Glasplatten, beschichtet mit Lösung 1 entsprechend Beispiel 6 wurden während 4 Min. mit linear polarisiertem UV-Licht bestrahlt, wobei der Einfallswinkel des Lichtes bezüglich der Plattennormalen um 40°C gekippt war. Die Richtung der Polarisation des Lichtes wurde in der Ebene gehalten, welche definiert war durch die Richtung des Einfalls des Lichtes und der Plattennormale. Aus beiden Platten wurde eine Zelle mit 20 μm gebaut, so dass die bestrahlten Schichten aufeinander gerichtet waren und die vorherigen Polarisations richtungen der Einstrahlung parallel waren. Die Zelle wurde dann mit der Flüssigkristallmischung MLC12000-000 von Merck bei einer Temperatur von 100°C (isotrope Phase) gefüllt. Die Zelle wurde dann langsam abgekühlt auf Raumtemperatur mit einer Rate im Bereich von 0.1°C/min. bis 2°C/min. Zwischen gekreuzten Polarisatoren wurde eine uniform orientierte Flüssigkristallschicht beobachtet. Der Tiltwinkel von dieser parallelen Zelle, bestimmt unter Zuhilfenahme der Kristallrotationsmethode, war 70°.
  • Beispiel 8
  • Herstellung einer Orientierungsschicht mit einem definierten niedrigen Tiltwinkel
  • Unter Befolgung des gleichen Verfahrens wie Beispiel 7, aber unter Verwendung der Lösung 2 von Beispiel 6, wurde ein Tiltwinkel von 5.5° erhalten.
  • Beispiel 9
  • Optische Stabilität des Tiltwinkels
  • Die Zelle gemäss Beispiel 6 mit einer Orientierungsschicht mit einem definierten Tiltwinkel von 5.5° wurde Photostabilitätsexperimenten unterzogen unter Verwendung einer fokussierten Halogenlampe. Der Lichteinfall auf der Probe hatte einen Cut-Off bei 400 nm und eine Einstrahlungsintensität von 3 W/cm2. Nach einer Einstrahlungszeit von 600 Std. wurde keine wesentliche Veränderung des oben angegebenen Tiltwinkels beobachtet.
  • Beispiel 10
  • Bestimmung der Voltage Holding Ratio (VHR)
  • Zwei Glasplatten wurden mit Lösung 2 gemäss Beispiel 6 beschichtet und senkrecht bestrahlt während 4 Min. mit linear polarisiertem UV-Licht. Aus beiden Platten wurde eine Zelle mit 10 μm Abstand gebaut, so dass die bestrahlten Oberflächen aufeinander gerichtet waren und die vorherigen Polarisationsrichtungen der Einstrahlung parallel waren. Diese Zelle wurde dann bei 120°C unter Hochvakuum während 14 Std. gehalten und anschliessend gefüllt mit TFT Liquid Crystal Mixture MLC12000-000 von Merck im Vakuum bei Raumtemperatur. Zwischen gekreuzten Polarisatoren wurde eine uniform orientierte Flüssigkristallschicht beobachtet. Vor der Ausmessung der Voltage Holding Ratio (VHR) wurde die Zelle zunächst einem Alterungsprozess während 50 Std. bei 120°C unterzogen. Der Spannungsabfall V (bei T = 20 ms) eines Spannungsstosses von 64 μs mit V0 (V bei t = 0) = 0.2 V wurde dann gemessen über einen Zeitraum von T = 20 ms. Die Voltage Holding Ratio so bestimmt, gegeben durch VHR = Vrms(t = T)/V0 war 99% bei Raumtemperatur und 88% bei 80°C.

Claims (42)

  1. Ein photoaktives Copolymer, welches Seitenketten mit photoreaktiven Gruppen aufweist und gleichzeitig Seitenketten der generellen Formel I:
    Figure 00400001
    wobei die totale Anzahl von Ringen, einschliesslich der Anzahl von Ringen in optional vorhandenen kondensierten Systemen wenigstens zwei und höchstens sechs ist; und wobei die gestrichelte Linie den Anknüpfungspunkt an die Polymerhauptkette darstellt; A2 einen alizyklischen Ring oder ein kondensiertes Ringsystem mit 2–5 Ringen darstellt, in welchem ein oder mehrere nicht benachbarte CH2 Gruppen optional ersetzt sind durch Sauerstoff, welcher unsubstituiert oder substituiert ist durch Fluor oder durch einen gradkettigen oder verzweigten Alkylrest, welcher unsubstituiert ist, monosubstituiert durch Cyano oder Halogeno oder polysubstituiert durch Halogeno, mit 1–18 Kohlenstoffatomen und wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2 Gruppen unabhängig voneinander ersetzt sein können durch eine Gruppe Q, wobei Q dargestellt ist durch -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-, -NR2-, -NR2-CO-, -CO-NR2-, -NR2-CO-O-, -O-CO-NR2-, -NR2-CO-NR2-, -CH=CH-, -C≡C-, -O-CO-O-, und R2 Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1–6 Kohlenstoffatomen darstellt; A1, A3 jeweils unabhängig voneinander eine aromatische oder alizyklische Gruppe darstellen, welche unsubstituiert ist oder substituiert durch Fluor, Chlor, Cyano oder durch einen zyklischen gradkettigen oder verzweigten Alkylrest, welcher unsubstituiert ist, monosubstituiert durch Cyano oder Halogeno, oder polysubstituiert durch Halogeno, mit 1–18 Kohlenstoffatomen und wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2 Gruppen unabhängig voneinander ersetzt sein können durch Q, wobei Q und R2 die Bedeutung haben, wie sie oben angegeben ist, mit der Massgabe, dass -CH=CH-, -C≡C- nicht in Konjugation sind mit aromatischen Ringen; S1 eine einzelne kovalente Bindung oder eine Spacer-Einheit darstellt, wie beispielsweise einen gradkettigen oder verzweigten Alkylenrest, welcher unsubstituiert ist, monosubstituiert durch Cyano oder Halogeno, oder polysubstituiert durch Halogeno, mit 1–24 Kohlenstoffatomen, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2 Gruppen unabhängig voneinander ersetzt sein können durch Q, wobei Q und R2 die oben angegebene Bedeutung haben; Z1 und Z2 eine einzelne kovalente Bindung oder eine Spacer-Einheit darstellen, so wie beispielsweise einen gradkettigen oder verzweigten Alkylenrest, welcher unsubstituiert ist, monosubstituiert durch Cyano oder Halogeno oder polysubstituiert durch Halogeno, mit 1–8 Kohlenstoffatomen, wobei eine oder mehrere nicht be nachbarte CH2 Gruppen unabhängig voneinander ersetzt sein können durch Q, wobei Q und R2 die oben angegebene Bedeutung haben; R1 ein Wasserstoffatom ist, ein Halogenatom, eine Cyanogruppe oder ein gradkettiger oder verzweigter Alkylrest, welcher unsubstituiert ist, monosubstituiert durch Cyano oder Halogeno oder polysubstituiert durch Halogeno mit 1–18 Kohlenstoffatomen, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2 Gruppen unabhängig voneinander ersetzt sein können durch Q, wobei Q und R2 die oben angegebene Bedeutung haben, mit der Massgabe, dass die Gruppen -CH=CH-, -C≡C- nicht direkt an einen aromatischen Ring angebunden sind; n und m jeweils unabhängig voneinander 0, 1 oder 2 sind (m + n) ≤ 2 und q 0 oder 1 ist.
  2. Ein photoaktives Copolymer nach Anspruch 1, wobei A2 ein unsubstituierter Fünf- oder Sechs-Ring ist oder eine optional substituierte Gruppe von 2–5 kondensierten Ringen, in welchem eine oder zwei nicht benachbarte CH2 Gruppen optional ersetzt sind durch Sauerstoff.
  3. Ein photoaktives Copolymer nach Anspruch 1, wobei A2 Cyclopentan-1,3-diyl, Cyclohexan-1,4-diyl, Decalin-2,6-diyl, Perhydrophenanthren-2,7-diyl, Perhydroanthracen-2,6-diyl oder eine Gruppe mit einem kondensierten Ringsystem, ausgewählt aus einem Radi kal eines natürlich auftretenden, wenigstens bizyklischen Diterpens oder Triterpens oder von einem Steroid, insbesondere bevorzugt Cholesterol oder Cholestanol ist.
  4. Ein photoaktives Copolymer nach Anspruch 1, wobei A2 Trans-decalin-2,6-diyl ist, Trans,trans-perhydrophenanthren-2,7-diyl oder eine Gruppe mit einem kondensierten Ringsystem, ausgewählt aus einem Radikal eines natürlich auftretenden, wenigstens bizyklischen Diterpens oder Triterpens oder von einem Steroid, insbesondere bevorzugt Cholesterol oder Cholestanol.
  5. Ein photoaktives Copolymer nach Anspruch 1, wobei A1 und A3 unabhängig voneinander unsubstituierte, gesättigte alizyklische Fünf- oder Sechs-Ringe sind oder aromatische Sechs-Ringe, optional substituiert durch Fluor oder Chlor oder durch einen gradkettigen oder verzweigten Alkylrest, welcher unsubstituiert ist, monosubstituiert oder polysubstituiert durch Fluor, mit 1–12 Kohlenstoffatomen, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2 Gruppen unabhängig voneinander ersetzt sein können durch -O-, -CO-O-, -O-CO-, -NR2-CO-, -CO-NR2-, -NR2-CO-O-, -O-CO-NR2-, -CH=CH-, -C≡C-, -O-CO-O-, mit der Massgabe, dass -CH=CH-, -C≡C- nicht in Konjugation sind mit einem aromatischen Ring und wobei R2 ein Wasserstoffatom oder einen Alkylrest mit 1–6 Kohlenstoffatomen darstellt.
  6. Ein photoaktives Copolymer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Ringe A1 und A3 unsubstituiertes Cyclopentan-1,3-diyl, Cyclohexan-1,4-diyl oder 1,4-phenylen sind, welches unsubstituiert ist, mono- oder polysubstituiert durch Fluor oder Chlor oder durch einen gradkettigen oder verzweigten Alkylrest, welcher unsubstituiert ist, mono- oder polysubstituiert durch Fluor, mit 1–12 Kohlenstoffatomen, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2 Gruppen unabhängig ersetzt sein können durch -O-, -CO-O-, -O-CO-, -CH=CH-, -C≡C-, mit der Massgabe, dass -CH=CH-, -C≡C- nicht in Konjugation sind mit aromatischen Ringen.
  7. Ein photoaktives Copolymer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei S1 eine Einfachbindung ist, -CH2- oder eine gradkettige oder verzweige Alkylengruppierung, repräsentiert durch -(CH2)r-, und auch -(CH2)r-O-, -(CH2)r-CO-, -(CH2)r-CO-O-, -(CH2)r-O-CO-, -(CH2)r-CO-NR2-, -(CH2)r-NR2-CO-, -(CH2)r-NR2-, -(CH2)r-O-(CH2)s-, -(CH2)r-CO-O-(CH2)s-, -(CH2)r-O-CO-(CH2)s-, -(CH2)r-NR2-CO-(CH2)s-, -(CH2)r-NR2-CO-O-(CH2)s-, -(CH2)r-O-(CH2)s-O-, -(CH2)r-CO-O-(CH2)s-O-, -(CH2)r-O-CO-(CH2)s-O-, -(CH2)r-NR2-CO.(CH2)s-O-, -(CH2)r-NR2-CO-O-(CH2)s-O-, und wenn angebunden an einem Polystyrol-, Polyimid-, Polyamidsäure- oder Polyamidsäureesterbackbone auch -O-(CH2)r-, -CO-O-(CH2)r-, -O-CO-(CH2)r-, -NR2-CO-(CH2)r-, -CO-NR2-(CH2)r-, -NR2-(CH2)r-, -O-(CH2)r-CO-O-, -O-(CH2)r-O-CO-, -O-(CH2)r-CO-NR2-, -O-(CH2)r-NR2-, -O-(CH2)r-O-, -O-(CH2)r-NR2-CO-, -NR2-(CH2)r-CO-O-, -NR2-(CH2)r-O-, -NR2-(CH2)r-NR2-, -NR2-(CH2)r-O-CO-, -CO-NR2-(CH2)r-O-, -CO-NR2-(CH2)r-NR2-, -CO-NR2-(CH2)r-O-CO-, -O-CO-(CH2)r-CO-, -O-CO-(CH2)r-O-, -O-CO-(CH2)r-NR2-, -O-CO-(CH2)r-CO-O-, -O-CO-(CH2)r-CO-NR2-, -O-CO-(CH2)r-NR2-CO-, -O-(CH2)r-O-(CH2)s-, -O-(CH2)r-CO-O-(CH2)s-, -O-(CH2)r-NR2-CO-(CH2)s-, -O-(CH2)r-NR2-CO-O-(CH2)s-, -O-(CH2)r-CO-O-(CH2)s-O-, -O-(CH2)r-O-(CH2)s-O-, -O-(CH2)r-NR2-CO-(CH2)s-O-, -O-(CH2)r-NR2-CO-O-(CH2)s-O-, -CO-O-(CH2)r-O-(CH2)s-, -CO-O-(CH2)r-O-(CH2)s-O-, wobei r und s jeweils eine ganze Zahl von 1 bis 20 sind, aber insbesondere von 2 bis 12, mit der Massgabe, dass r + s ≤ 21, insbesondere ≤ 15, und wobei R2 Wasserstoff darstellt oder eine Alkylgruppe mit 1–6 Kohlenstoffatomen.
  8. Ein photoaktives Copolymer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei S1 eine Einfachbindung ist, -CH2- eine gradkettige Alkylengruppe, repräsentiert durch -(CH2)r-, und auch -(CH2)r-O-, -(CH2)r-CO-O-, -(CH2)r-O-CO-, -(CH2)r-CO-NH-, -(CH2)r-NH-CO-, -(CH2)r-NH-CO-(CH2)s-, -(CH2)r-NH-CO-O-(CH2)s-, -(CH2)r-O-(CH2)s-O-, -(CH2)r-NH-CO-(CH2)s-O-, -(CH2)r-NH-CO-O-(CH2)s-O- und wenn angebunden an einem Polystyrol-, Polyamid-, Polyimidsäure-, Polamidsäureesterbackbone auch -O-(CH2)r-, -CO-O-(CH2)r-, -CO-NH-(CH2)r-, -O-CO-(CH2)r-, -O-CO-(CH2)r-CO-O-, -O-(CH2)r-O-CO-, -O-(CH2)r-CO-NH-, -O-(CH2)r-NH-CO-, -CO-O-(CH2)r-O-, -CO-NH-(CH2)r-O-, -O-(CH2)r-O-, -O-(CH2)r-NH-CO-(CH2)s-, -O-(CH2)r-O-(CH2)s-O-, -O-CO-(CH2)r-O-(CH2)s-O-, -CO-O-(CH2)r-O-(CH2)s-O-, -O-(CH2)r-NH-CO-(CH2)s-O-, -O-CO-(CH2)r-NH-CO-(CH2)s-O-, wobei r und s jeweils eine ganze Zahl von 2 bis 12 sind und die Summe r + s ≤ 15 ist.
  9. Ein photoaktives Copolymer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei S1 eine Einfachbindung, -CH2- oder eine gradkettige Alkylengruppe darstellt durch -(CH2)r-, und auch -(CH2)r-O-, -(CH2)r-CO-O-, -(CH2)r-O-CO-, -(CH2)r-O-(CH2)s-O-, -(CH2)r-NH-CO-O-(CH2)s-O- und wenn angebunden an einem Polystyrol-, Polyimid-, Polyamidsäure- oder Polyamidsäureesterbackbone auch -O-(CH2)r-, -CO-O-(CH2)r-, -O-CO-(CH2)r-, -O-CO-(CH2)r-CO-O-, -O-(CH2)r-O-CO-, -CO-O-(CH2)r-O-, -O-(CH2)r-O-, -O-(CH2)r-O-(CH2)s-O-, -O-CO-(CH2)r-O-(CH2)s-O-, -CO-O-(CH2)r-O-(CH2)s-O-, wobei r und s jeweils eine ganze Zahl von 2 bis 8 sind und die Summe von r + s ≤ 10.
  10. Ein photoaktives Copolymer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei wenigstens einer von Z1 und Z2 eine Einfachbindung ist oder ein gradkettiger oder verzweigter Alkylenrest, welcher unsubstituiert ist, monosubstituiert oder polysubstituiert durch Fluor, mit 1–8 Kohlenstoffatomen, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2 Gruppen unabhängig voneinander ersetzt sein können durch -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -NR2-CO-, -CO-NR2-, -NR2-CO-O-, -O-CO-NR2-, -CH=CH-, -C≡C-, -O-CO-O-, mit der Massgabe, dass -CH=CH- und -C≡C nicht in Konjugation sind mit aromatischen Ringen und wobei R2 ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1–6 Kohlenstoffatomen darstellen.
  11. Ein photoaktives Copolymer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei wenigstens eine der Gruppen Z1 und Z2 eine kovalente Einfachbindung oder ein gradkettiger oder verzweigter Alkylenrest ist, mit 1–6 Kohlenstoffatomen, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2 Gruppen unabhängig voneinander ersetzt sein können durch -O-, -CO-O-, -O-CO-, -CH=CH-, -C≡C-, -O-CO-O-, mit der Massgabe, dass -CH=CH- und -C≡C- nicht in Konjugation sind mit aromatischen Ringen.
  12. Ein photoaktives Copolymer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei wenigstens eine der Gruppen Z1 und Z2 eine kovalente Einfachbindung oder ein gradkettiger oder verzweigter Alkylenrest ist, mit 1–4 Kohlenstoffatomen, wobei eine oder zwei nicht benachbarte CH2 Gruppen unabhängig voneinander ersetzt sein können durch -O-, -CO-O-, -O-CO-.
  13. Ein photoaktives Copolymer nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei R1 ein Wasserstoffatom, ein Fluoratom, ein Chloratom, eine Cyanogruppe oder ein gradkettiger oder verzweigter Aklyrest ist, welcher unsubstituiert ist, monosubstituiert durch Cyano oder Halogeno oder mehrfach substituiert durch Fluor, mit 1–18 Kohlenstoffatomen, wobei ein oder mehrere nicht benachbarte CH2 Gruppen unabhängig voneinander ersetzt sein können durch -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -NR2-CO-, -CO-NR2-, -NR2-CO-O-, -O-CO-NR2-, -CH=CH-, -C≡C-, -O-CO-O-, mit der Massgabe, dass -CH=CH- und -C≡C- nicht direkt an einen aromatischen Ring angebunden sind und wobei R2 ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1–6 Kohlenstoffatomen darstellt.
  14. Ein photoaktives Copolymer nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei R1 ein Wasserstoffatom ist, ein Fluoratom, ein Chloratom, eine Cyanogruppe oder eine gradkettige oder verzweigte Alkylgruppe, welche unsubstituiert ist, mit 1–12 Kohlenstoffatomen, wobei ein oder mehrere nicht benachbarte CH2 Gruppen unabhängig voneinander ersetzt sein können durch -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -CH=CH-, -C≡C-, -O-CO-O-, mit der Massgabe, dass -CH=CH- and -C≡C- nicht direkt an einen aromatischen Ring angebunden sind.
  15. Ein photoaktives Copolymer nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei n und m derart ausgewählt sind, dass die totale Anzahl von Ringen in der Substruktur nach Formel I 2–5 ist, einschliesslich der Ringe in einem kondensierten System.
  16. Ein photoaktives Copolymer nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei m und n derart ausgewählt sind, dass die totale Anzahl von Ringen, einschliesslich der Ringe in einem kondensierten System 3 oder 4 ist.
  17. Ein photoaktives Copolymer nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei q 1 ist, ausser wenn Ring A1 aus einem Radikal eines Di- oder Triterpens oder eines Steroids ausgewählt ist.
  18. Ein photoaktives Copolymer nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei A1 ein Radikal eines Steroids ist und q den Wert 0 hat.
  19. Ein photoaktives Copolymer nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei es zusätzlich zu den Seitenketten gemäss Formel I Seitenketten mit photoreaktiven Gruppen aufweist, welche dazu in der Lage sind, Photozyklisierungsreaktionen zu durchlaufen.
  20. Ein photoaktives Copolymer nach Anspruch 19, wobei die Seitenkette mit photoreaktiven Gruppen Substrukturen der generellen Formeln II oder III sind
    Figure 00480001
    wobei die gestrichelte Linie die Anknüpfung an die Polymerhauptkette darstellt; S1 die oben angegebene Bedeutung hat; B eine aromatische oder alizyklische Gruppe darstellt, welche unsubstituiert ist oder substituiert durch Fluor, Chlor, Cyano oder durch einen gradkettigen oder verzweigten Akylrest, welcher unsubstituiert ist, monosubstituiert durch Cyano oder Halogeno oder mehrfach substituiert durch Halogeno, mit 1–18 Kohlenstoffatomen und wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2 Gruppen unabhängig voneinander ersetzt sein können durch Q, wobei Q und R2 die oben angegebene Bedeutung haben; p1, p2 photoreaktive Gruppen darstellen; R3 ein Wasserstoffatom ist oder ein gradkettiger oder verzweigter Alkylrest, welcher unsubstituiert, monosubstituiert ist durch Cyano oder Halogeno, oder polysubstituiert durch Halogeno, mit 1–18 Kohlenstoffatomen, wobei ein oder mehrere nicht benachbarte CH2 Gruppen unabhängig voneinander ersetzt sein können durch Q, wobei Q und R2 die oben angegebene Bedeutung haben; und p 0 oder 1 ist.
  21. Ein photoaktives Copolymer nach Anspruch 20, wobei p1 und p2 Gruppen aufweisen, welche eine Photozyklisierung durchlaufen und die generelle Formel IV resp. V aufweisen
    Figure 00500001
    wobei die gestrichelte Linie ein Anknüpfungspunkt an B resp. S1 darstellt; C Phenylen darstellt, welches unsubstituiert ist oder substituiert durch Fluor, Chlor oder Cyano oder durch einen zyklischen, gradkettigen und verzweigten Alkylrest, welcher unsubstituiert, monosubstituiert durch Cyano oder Halogeno oder mehrfach substituiert durch Halogeno, mit 1–18 Kohlenstoffatomen, wobei ein oder mehrere nicht benachbarte CH2 Gruppen unabhängig voneinander ersetzt sein können durch Q, wobei Q und R2 die oben angegebene Bedeutung haben oder C weiter Pyrimidin-2,4-diyl, Pyridin-2,5-diyl, 2,5-Thiophenylen, 2,5-Furanylen, oder 1,4- oder 2,6-Naphthylen sein kann; E -OR4, -NR5R6 darstellt oder ein Sauerstoffatom, angebunden an Ring C in der Orthoposition unter Bildung einer Coumarin-Einheit, wobei R4, R5, R6 Wasserstoffatome sind oder ein zyklischer, gradkettiger oder verzweigter Aklylrest, welcher unsubstituiert ist, monosubstituiert durch Halogeno, oder polysubstituiert durch Halogeno mit 1–18 Kohlenstoffatomen und wobei ein oder mehrere nicht benachbarte CH2 Gruppen unabhängig voneinander ersetzt sein können durch -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -CH=CH-, mit der Massgabe, dass Sauerstoffatome nicht direkt miteinander verbunden sind oder R5 oder R6 miteinander verbunden sind, unter Ausbildung eines alizyklischen Rings mit 5–8 Atomen; und X, Y jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff darstellen, Fluor, Chlor, Cyano, Alkyl optional substituierter Fluor mit zwischen 1–12 Kohlenstoffatomen, in welchem optional eine oder mehrere nicht benachbarte CH2 Gruppen ersetzt sind durch -O-, -CO-O-, -O-CO- und/oder -CH=CH-.
  22. Ein photoaktives Copolymer nach Anspruch 21, wobei C Phenylen darstellt, welches unsubstituiert ist oder substituiert durch einen gradkettigen oder verzweigten Alkylrest, welcher unsubstituiert oder mono- oder polysubstituiert ist durch Fluor, mit 1–18 Kohlenstoffatomen, wobei ein oder mehrere nicht benachbarte CH2 Gruppen unabhängig voneinander ersetzt sein können durch -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO, -CH=CH-, oder C weiter 2,5-Furanylen, 1,4- oder 2,6-Naphthylen darstellt; E -OR4 oder -NHR5 darstellt, wobei R4 und R5 ein zyklischer, gradkettiger oder verzweigter Alkylrest sind, welcher unsubstituiert oder mono- oder polysubstituiert durch Fluor ist, mit 1–18 Kohlenstoffatomen, wobei ein oder mehrere nicht benachbarte CH2 Gruppen unabhängig voneinander ersetzt sein können durch -O-; und X, Y Wasserstoffatome sind.
  23. Ein photoaktives Copolymer nach einem der Ansprüche 1 bis 22, wobei die Polymerbackbones, an welchen die Seitenketten der Formel I und die photoreaktiven Seitenketten angebunden sind, jene sind, welche generell für photoorientierende Polymere verwendet werden.
  24. Ein photoaktives Copolymer nach Anspruch 23, wobei die Backbones gebildet sind aus Acrylat, Methacrylat, 2-Chloroacrylat, 2-Phenylacrylat, optional N-Niederalkyl-substituiertes Acrylamid, Methacrylamid, 2-Chloroacrylamid, 2-Phenylacrylamid, Vinyläther, Vinylester, Styrol-Derivate, Siloxane, Imide, Amidsäuren und deren Ester, Amidimide, Maleinsäure-Derivate, Fumarsäure-Derivate.
  25. Ein photoaktives Copolymer nach Anspruch 23, wobei die Backbones gebildet sind aus Acrylat, Methacrylat, optional N-Niederalkyl-substituiertes Acrylamid, Methacrylamid, Vinyläther, Vinylester, Styrol-Derivate, Imide, Amidsäure und deren Ester und Amidimide.
  26. Ein photoaktives Copolymer nach Anspruch 23, wobei die Backbones gebildet sind aus Acrylat, Methacrylat, optional N-Niederalkyl-substituiertes Acrylamid, Methacrylamid, Vinyläther, Vinylester und Styrol-Derivate.
  27. Ein photoaktives Copolymer nach Anspruch 23, wobei die Backbones gebildet sind aus Polyacrylat, Polymethacrylat, Polyvinläther und Polyvinylester.
  28. Ein photoaktives Copolymer nach einem der Ansprüche 1 bis 27, wobei die Proportion der Seitengruppen nach Formel I relativ zu den photoreaktiven Seitengruppen normalerweise ≤ 50%, vorzugsweise ≤ 25%, und am bevorzugtesten ≤ 20% ist.
  29. Eine Polymermischung, enthaltend wenigstens zwei Komponenten, wobei wenigstens eine Komponente ein photoaktives Copolymer nach einem der Ansprüche 1 bis 28 ist und wenigstens eine weitere Komponente ein anderes photoreaktives Polymer oder Copolymer ist.
  30. Eine Mischung nach Anspruch 29, wobei das andere photoreaktive Polymer oder Copolymer auf Acrylat, Methacrylat, optional N-Niederalkyl-substitutioniertes Acrylamid, Methacrylamid, Vinyläther, Vinylester, Styrol-Derivate, Imiden, Amidsäure und deren Ester oder Amidimide beruht, wo die Seitenkette als photoreaktive Gruppe Substrukturen der Formeln II oder III ist.
  31. Eine Mischung nach Anspruch 29, wobei das andere photoreaktive Polymer oder Copolymer basiert auf Imiden, Amidsäuren oder Amidsäureestern mit Zimtsäuren oder Coumarin-Derivaten als photoreaktive Seitenketten.
  32. Eine Mischung nach Anspruch 29, wobei das photoaktive Copolymer nach einem der Ansprüche 1 bis 28 basiert auf Polyacrylat, Polymethacrylat, Polyvinläther oder Polyvinylester und das andere photoreaktive Polymer oder Copolymer basiert auf Polyimid, Polyamisäure oder Polyamidsäureester.
  33. Eine Mischung nach einem der Ansprüche 29 bis 32, wobei der Gehalt des photoaktiven Copolymers nach einem der Ansprüche 1 bis 28 ≤ 25 Gew.-%, bevorzugt ≤ 15 Gew.-%, insbesondere bevorzugt ≤ 10 Gew.-% ist.
  34. Eine Polymerschicht, enthaltend ein oder mehrere Copolymere, wie beansprucht in einem der Ansprüche 1 bis 28 oder eine Mischung, wie beansprucht in einem der Ansprüche 29 bis 33 in wenigstens teilweise vernetzter Form.
  35. Eine Orientierungsschicht für Flüssigkristalle, enthaltend eine oder mehrere Polymere, wie beansprucht in einem der Ansprüche 1 bis 28 oder eine Mischung, wie beansprucht in einem der Ansprüche 29 bis 33 in wenigstens teilweise vernetzter Form.
  36. Eine optische oder elektro-optische Vorrichtung, enthaltend ein oder mehrere Copolymere, wie beansprucht in einem der Ansprüche 1 bis 28 oder eine Mischung, wie beansprucht in einem der Ansprüche 29 bis 33 in wenigstens teilweise vernetzter Form.
  37. Ein optisches Konstruktionselement, enthaltend ein oder mehrere Copolymere, wie beansprucht in einem der Ansprüche 1 bis 28 oder eine Mischung, wie beansprucht in einem der Ansprüche 29 bis 33 in wenigstens teilweise vernetzter Form.
  38. Die Verwendung eines photoaktiven Copolymers nach einem der Ansprüche 1 bis 28 oder einer Mischung nach einem der Ansprüche 29 bis 33 in einer Orientierungsschicht für Flüssigkristalle.
  39. Die Verwendung eines photoaktiven Copolymers nach einem der Ansprüche 1 bis 28 oder einer Mischung nach einem der Ansprüche 29 bis 33 bei der Herstellung von optischen oder elektro-optischen Vorrichtungen.
  40. Die Verwendung eines photoaktiven Copolymers nach einem der Ansprüche 1 bis 28 oder einer Mischung nach einem der Ansprüche 29 bis 33 bei der Herstellung eines optischen Konstruktionselements.
  41. Die Verwendung eines photoaktiven Copolymers nach einem der Ansprüche 1 bis 28 oder einer Mischung nach einem der Ansprüche 29 bis 33 in der Herstellung von unstrukturierten optischen Elementen.
  42. Die Verwendung eines photoaktiven Copolymers nach einem der Ansprüche 1 bis 28 oder einer Mischung nach einem der Ansprüche 29 bis 33 bei der Herstellung eines Mehrschichtsystems.
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