JP2012163945A - 液晶配向層用組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 (a)光化学的に異性化可能な部位を有するポリマーと、(b)光化学的に架橋可能な部位を有するポリマーとを含み、前記(a)及び(b)が異なった構造を有することを特徴とする液晶の配向層用組成物及び当該組成物を用いた液晶配向層を提供する。
【選択図】 図1
Description
垂直配向型の液晶層を用いた液晶表示装置(VAモード液晶表示装置と呼ばれることもある。)は、高コントラストなどの優れた表示特性から広くディスプレイに使用されている。しかし、その視野角特性は必ずしも十分とは言えず、改善のために様々な手法が検討されてきた。視野角特性の改善方法として、一つの画素中に各々配向方向の異なる複数の液晶ドメインを形成する(配向分割構造を導入する)マルチドメイン垂直配向方式(MVA方式)が一般化している。MVA方式においては、配向分割構造を形成するためには、液晶分子の傾斜配向を制御することが必要であり、その手法としては、電極に設けたスリット(開口部)あるいはリブ(突起構造)を設置する方法が用いられている。しかし、スリットやリブを用いると、従来のTNモードで用いられていた配向膜によってプレチルト方向を規定した場合と異なり、スリットやリブが線状であることから、液晶分子に対する配向規制力が画素内で不均一となるため、応答速度に分布が生じるといった問題がある。更に、スリットやリブを設けた領域の光の透過率が低下するので、表示輝度が低下するという問題もある。
これらの問題を回避するためには、VAモード液晶表示装置についても、配向膜によって傾斜配向を制御することによって配向分割構造を形成することが好ましい。垂直配向膜に傾斜配向を制御する力を付与する方法としては、ラビング法があり、ポリイミド等からなる配向膜を基板上に塗布し、さらに配向膜をラビング布でこする事により配向方向およびプレチルト角の制御が行われる。しかし、ラビング法では精密な配向分割構造を形成することが困難であり、摩擦による静電気や不純物成分の発生という問題がある。
こうした問題から、垂直配向型、水平配向型のいずれの配向方式においても、配向膜を用いた配向方向およびプレチルト角の制御は表示特性の向上のために重要である。配向膜により傾斜配向を制御する方法としては、ラビング処理によるものの他に、光配向法が知られている(特許文献2参照)。光配向法においては、光の照射パターンを変化させることにより精密な配向分割構造を容易に形成でき、ラビング処理と比較して、配向膜に対して非接触で処理を施すことができるので静電気や不純物の発生は起こりにくい。しかしながら、光配向膜には、少ない光の照射量で液晶の傾斜配向を制御する性能を発現し、かつ、アクティブマトリクス駆動においても使用できる信頼性等の諸特性が必要であり、これらを満たす液晶用光配向層が求められていた。
このような問題を解決する方法としても、光配向法は、量産性に優れ、大型の基板にも対応できることから実用化が期待されている。
しかし、アゾ基を有する化合物を使用した光配向層は低分子化合物であるため、液晶セル製造段階において、洗浄工程で洗い流されてしまう、シール剤等の接着部材で侵されるなどの問題が発生することがあった。又、光学異方体の製造において、光配向層と重合性液晶層の積層を繰り返すような積層された光学異方体を製造する場合、光配向層上に重合性液晶組成物溶液を塗布する工程や、重合性液晶層上に光配向膜用組成物溶液を塗布する工程を有するが、これらの塗布溶液に使用する溶剤等によって、既に作成後の液晶配向層や重合性液晶層が侵されることがあり、膜のはがれ、又は均一な光学特性が得られないことがあった。
しかし、桂皮酸誘導体等の光化学的に架橋可能な部位を有する化合物により構成された光配向層は、感度の点でアゾ基を有する化合物に劣り、光配向の際に強力な異方性を有する光照射が必要となり、装置が大がかりとなり実用化は容易なものでは無かった。
一方、光化学的に異性化可能な部位を有する骨格としてアゾ基を有し、光化学的に架橋可能な部位を有する骨格として桂皮酸骨格を有する骨格を有する高分子化合物は既に開示されている(特許文献7参照)。しかし、当該引用文献においては、当該高分子化合物を光学的非線形ポリマーとして用いており、光学異方体として使用することに関しての示唆は無く、具体的にどの様に使用し、どの様な特性を有するかについては明らかではなかった。
本発明は、(a)光化学的に異性化可能な部位を有するポリマーと、(b)光化学的に架橋可能な部位を有するポリマーとを含み、(a)と(b)が同一の構造ではないことを特徴とする液晶の配向層用材料及び当該配向層用材料組成物を用いた、光配向可能な液晶配向層を提供する。
2a、2b、2c、2d 光配向可能な液晶配向層
3a、3b、3c 基板
4 光学軸
5 光学軸の基板面への正射影
6 プレチルト角(θ)
該光化学的に異性化可能な部位を有するポリマーは、
下記一般式(Ia)〜(Id) 、(If)〜(Ii)及び(Im)〜(Ip)
からなる群より選ばれるポリマーを含むことが好ましい。
また、一般式(Ik−1)
一般式(Ia)〜(Ik)、(Im)〜(Iq)、(Ia-1)〜(Id-2) 、(If-1)〜(Ii-3)、(Ik-1)及び(Im-1)〜(Ip-2)において、光化学的に架橋可能な部位Dが、式(II-1)から式(II-8)
一般式(Ia)〜(Ik)、(Im)〜(Iq)、(Ia-1)〜(Ik-1) 及び(Im-1)〜(Iq-1)において、Ma、Mb及びMcが、それぞれ独立して式(III-1)から式(III-17)
一価の有機基としては、水素、炭素原子数1から12のアルキル基(該アルキル基中の任意の水素原子はフッ素原子、塩素原子、メチル基又はメトキシ基によって置換されていてもよく、また該アルキル基中の1つのCH2基又は2以上の非隣接CH2基は、-O-、-CO-O-、-O-CO-及び/又は-CH=CH-で置換されていても良い。)を例示することができる。また、トランス−1,4−シクロヘキシレン基、トランス−1,3−ジオキサン−2,5−イル基、1,4−ナフチレン基、2,6−ナフチレン基、2,5−ピリジル基、2,5−ピリミジル基、2,5−チオフェニレン基、2,5−フラニレン基又は1,4−フェニレン基(それぞれの構造中の任意の水素原子はフッ素原子、塩素原子、メチル基又はメトキシ基によって置換されていてもよい)を例示することができる。
Z1、Z2及びZ3は、それぞれ独立的に単結合、−(CH2)u−、−OCH2−、−CH2O−、―COO−、−OCO−、−CH=CH−、−CF=CF−、−CF2O−、−OCF2−、−CF2CF2−又は−C≡C−を表し、uは1〜20を表し、ここでアルキル基の非隣接CH2基の内の1つ以上が独立してQによって置換されることができ、ここでQは、−O−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−Si(CH3)2−O−Si(CH3)2―、−NR−、−NR−CO−、−CO−NR−、−NR−CO−O−、−O−CO−NR−、−NR−CO−NR−、−CH=CH−、−C≡C−、−O−CO−O−を表し、Rは独立して水素又は炭素原子数1から5のアルキル基を表し;
A1及びA2は、それぞれ独立的にトランス−1,4−シクロヘキシレン基、トランス−1,3−ジオキサン−2,5−イル基、1,4−ナフチレン基、2,6−ナフチレン基、2,5−ピリジル基、2,5−ピリミジル基、2,5−チオフェニレン基、2,5−フラニレン基又は1,4−フェニレン基を表し、これらは無置換であるか1個以上水素原子がフッ素原子、塩素原子、メチル基又はメトキシ基によって置換されていてもよく;
p及びqは、0又は1を表す。)
で表される構造であることが好ましく、Z1、Z2及びZ3は、それぞれ独立して単結合、−(CH2)u−(式中、uは1〜12を表し、非隣接のCH2基の一つ以上は独立して、−O−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−NR−、−NR−CO−、−CO−NR−、−NR−CO−NR−、−CH=CH−、−C≡C−又は−O−CO−O−を表し、Rは水素、メチル基又はエチル基を表す。)、−OCH2−、−CH2O−、―COO−、−OCO−、−CH=CH−、−CF2O−、−OCF2−又は−C≡C−が好ましく、A1及びA2は、それぞれ独立してトランス−1,4−シクロヘキシレン基、トランス−1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基、1,4−ナフチレン基、2,6−ナフチレン基、ピリジン−2,5−ジイル基、ピリミジン−2,5−ジイル基又は1,4−フェニレン基を表し、これらは無置換であるか又は一個以上の水素原子がフッ素原子、塩素原子、メチル基又はメトキシ基によって置換されていることが好ましく、Z1、Z2及びZ3は、それぞれ独立して単結合、−(CH2)u−(式中、uは1〜10を表し、非隣接のCH2基の一つ以上は独立して、−O−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−NR−、−NR−CO−、−CO−NR−、−CH=CH−又は−C≡C−を表し、Rは水素、メチル基又はエチル基を表す。)、−OCH2−、−CH2O−、―COO−、−OCO−、−CH=CH−、又は−C≡C−がより好ましく、A1及びA2は、それぞれ独立してトランス−1,4−シクロヘキシレン基、2,6−ナフチレン基、又は1,4−フェニレン基を表し、これらは無置換であるか又は一個以上の水素原子がフッ素原子、塩素原子、メチル基又はメトキシ基によって置換されていることがより好ましく、Z1、Z2及びZ3は、それぞれ独立して単結合、−(CH2)u−(式中、uは1〜6を表し、非隣接のCH2基の一つ以上は独立して、−O−、−CO−O−、−O−CO−、−CH=CH−又は−C≡C−を表す。)、−OCH2−、−CH2O−、―COO−、−OCO−、−CH=CH−、又は−C≡C−が特に好ましく、A1及びA2は、それぞれ独立してトランス−1,4−シクロヘキシレン基、2,6−ナフチレン基、又は1,4−フェニレン基を表し、これらは無置換であるか又は一個以上の水素原子がフッ素原子、メチル基又はメトキシ基によって置換されていることが特に好ましい。
一般式(IV)には多くの化合物が含まれるが、具体的には以下の式(S-a-1)〜式(S-ad-9)
一般式(Ia)〜(Ik)、(Im)〜(Iq)、(Ia-1)〜(Ik-1) 及び(Im-1)〜(Iq-1)において、V、Va、Vb及びVcが、下記一般式(V),
Z4、Z5、Z6及びZ7は、それぞれ独立的に単結合、−(CH2)u−、−OCH2−、−CH2O−、―COO−、−OCO−、−CH=CH−、−CF=CF−、−CF2O−、−OCF2−、−CF2CF2−又は−C≡C−を表し、uは1〜20を表し、ここでアルキル基の非隣接CH2基の内の1つ以上が独立してQによって置換されることができ、ここでQは、−O−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−Si(CH3)2−O−Si(CH3)2−、−NR−、−NR−CO−、−CO−NR−、−NR−CO−O−、−O−CO−NR−、−NR−CO−NR−、−CH=CH−、−C≡C−、−O−CO−O−を表し、Rは独立して水素又は炭素原子数1から5のアルキル基を表し;
A3、A4、A5及びA6は、それぞれ独立的にトランス−1,4−シクロヘキシレン基、トランス−1,3−ジオキサン−2,5−イル基、1,4−ナフチレン基、2,6−ナフチレン基、2,5−ピリジル基、2,5−ピリミジル基、2,5−チオフェニレン基、2,5−フラニレン基又は1,4−フェニレン基を表し、これらは無置換であるか1個以上水素原子がフッ素原子、塩素原子、メチル基又はメトキシ基によって置換されていてもよく;
r、s、t及びwは、0又は1を表し;
R2は、水素、フッ素、塩素、シアノ基又は炭素数1〜20のアルキル基(適宜フッ素置換されていてもよく、また適宜1つのCH2基又は2以上の非隣接CH2基は-O-、-CO-O-、-O-CO-及び/又は-CH=CH-で置換されていても良い)を表す。)
で表される構造であることが好ましい。
A3、A4、A5及びA6はそれぞれ独立してトランス−1,4−シクロヘキシレン基、2,6−ナフチレン基、ピリジン−2,5−ジイル基、ピリミジン−2,5−ジイル基又は1,4−フェニレン基を表し、これらは無置換であるか又は一個以上の水素原子がフッ素原子、塩素原子、メチル基又はメトキシ基によって置換されていることが好ましく、
r、s、t及びuはr+s+t+uが0以上3以下であることが好ましく、
R2は水素、フッ素、塩素、シアノ基又は炭素数1〜18のアルキル基(該アルキル基中の1つのCH2基又は2以上の非隣接CH2基は-O-、-CO-O-、-O-CO-及び/又は-CH=CH-で置換されていても良い。)で表される構造であることが好ましい。
中でも式(V-a-1)〜(V-a-15)、式(V-b-11)〜(V-b-15)、式(V-c-1)〜(V-c-11)、式(V-d-10)〜(V-d-15)、式(V-f-1)〜(V-f-10)、式(V-g-1)〜(V-g-10)、式(V-h-1)〜(V-h-10)、式(V-j-1)〜(V-j-9)、式(V-l-1)〜(V-l-11)又は式(V-m-1)〜(V-m-11)がさらに好ましい。
A1、A2、A3、A4及びA5は、それぞれ独立的に1,4−ナフチレン基、2,6−ナフチレン基、2,5−ピリジル基、2,5−ピリミジル基、2,5−チオフェニレン基、2,5−フラニレン基又は1,4−フェニレン基を表し、これらは無置換であるか、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、メチル基、メトキシ基、ニトロ基、−NR1R2によって、又は1〜10個の炭素原子を有する直鎖もしくは分岐アルキル残基によって1置換又は多置換されており、アルキル残基は非置換であるか、フッ素によって1置換又は多置換され、ここで非隣接CH2基の内の1つ以上が独立してQによって置換されることができ、ここでQは、−O−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−Si(CH3)2−O−Si(CH3)2−、−NR−、−NR−CO−、−CO−NR−、−NR−CO−O−、−O−CO−NR−、−NR−CO−NR−、−CH=CH−、−C≡C−、−O−CO−O−を表し、R、R1及びR2は、独立して水素又は炭素原子数1から5のアルキル基を表し;
p、q、r、s及びtは、それぞれ独立的に0又は1を表すが、0<q+r+s+tを表す。)
で表される構造であることが好ましく、A1、A2、A3、A4及びA5は、それぞれ独立して1,4−ナフチレン基、2,6−ナフチレン基、ピリジン−2,5−ジイル基、ピリミジン−2,5−ジイル基又は1,4−フェニレン基を表し、これらは無置換であるか、又は一個以上の水素原子がフッ素原子、塩素原子、メチル基、メトキシ基で置換されていることが好ましく、A1、A2、A3、A4及びA5は、それぞれ独立して2,6−ナフチレン基、ピリジン−2,5−ジイル基、ピリミジン−2,5−ジイル基又は1,4−フェニレン基を表し、これらは無置換であるか、又は一個以上の水素原子がフッ素原子、塩素原子、メチル基、メトキシ基で置換されていることがより好ましく、q+r+s+tは1以上2以下がより好ましく、A1、A2、A3、A4及びA5は、それぞれ独立して2,6−ナフチレン基、又は1,4−フェニレン基を表し、これらは無置換であるか、又は一個以上の水素原子がフッ素原子、塩素原子、メチル基、メトキシ基で置換されていることが特に好ましく、p及びq+r+s+tは1であることが特に好ましい。
一般式(VI)には多くの化合物が含まれるが、具体的には以下の式(P-a-1)〜式(P-e-7)
A7は、それぞれ独立的に1,4−ナフチレン基、2,6−ナフチレン基、2,5−ピリジル基、2,5−ピリミジル基、2,5−チオフェニレン基、2,5−フラニレン基又は1,4−フェニレン基を表し、これらは無置換であるか1個以上水素原子がフッ素原子、塩素原子、メチル基又はメトキシ基によって置換されていてもよく;
X及びYは、それぞれ独立的に水素、フッ素、塩素、シアノ基又は炭素数1〜20のアルキル基(適宜フッ素置換されていてもよく、また適宜1つのCH2基又は2以上の非隣接CH2基は-O-、-CO-O-、-O-CO-及び/又は-CH=CH-で置換されていても良い)を表し;
Zは、単結合、-O-又は-NR1-(式中、R1は水素、適宜フッ素又は塩素で置換されていても良い直鎖又は分岐した炭素数1〜20のアルキル基又は適宜フッ素、塩素、アルキル基又はアルコキシ基で置換されていても良い3〜8の環員数を有するシクロアルキル基である)を表し;
rは、0、1又は2を表す。)
で表される構造であることが好ましく、配向の熱安定性を改善するためにはZは-NR1-が好ましい。又、液晶配向性を改善するためにはA7はピリジン−2,5−ジイル基、ピリミジン−2,5−ジイル基又は1,4−フェニレン基が好ましい。又、ポリマーの溶解性を改善するためにはA7は1,4−ナフチレン基、2,6−ナフチレン基、2,5−チオフェニレン基又は2,5−フラニレン基が好ましい。又、液晶を配向させるために必要な光照射量を少なくするためにはA7はピリジン−2,5−ジイル基、ピリミジン−2,5−ジイル基、2,5−チオフェニレン基又は1,4−フェニレン基が好ましく、Zは単結合又は-O-が好ましい。又、より長波長での光配向を行うためにはA7はピリミジン−2,5−ジイル基、2,5−チオフェニレン基、2,6−ナフチレン基、2,5−フラニレン基が好ましく、X及びYはフッ素原子、塩素原子又はシアノ基が好ましい。
Z4、Z5、Z6及びZ7は、それぞれ独立的に単結合、−(CH2)u−、−OCH2−、−CH2O−、―COO−、−OCO−、−CH=CH−、−CF=CF−、−CF2O−、−OCF2−、−CF2CF2−又は−C≡C−を表し、uは1〜20を表し、ここでアルキル基の非隣接CH2基の内の1つ以上が独立してQによって置換されることができ、ここでQは、−O−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−Si(CH3)2−O−Si(CH3)2−、−NR−、−NR−CO−、−CO−NR−、−NR−CO−O−、−O−CO−NR−、−NR−CO−NR−、−CH=CH−、−C≡C−、−O−CO−O−を表し、Rは独立して水素又は炭素原子数1から5のアルキル基を表し;
A3、A4、A5及びA6は、それぞれ独立的にトランス−1,4−シクロヘキシレン基、トランス−1,3−ジオキサン−2,5−イル基、1,4−ナフチレン基、2,6−ナフチレン基、2,5−ピリジル基、2,5−ピリミジル基、2,5−チオフェニレン基、2,5−フラニレン基又は1,4−フェニレン基を表し、これらは無置換であるか1個以上水素原子がフッ素原子、塩素原子、メチル基又はメトキシ基によって置換されていてもよく;
r、s、t及びwは、0又は1を表し;
R2は、水素、フッ素、塩素、シアノ基又は炭素数1〜20のアルキル基(適宜フッ素置換されていてもよく、また適宜1つのCH2基又は2以上の非隣接CH2基は-O-、-CO-O-、-O-CO-及び/又は-CH=CH-で置換されていても良い)を表す。)
で表される構造を必須成分として有する化合物であることが好ましい。
A3、A4、A5及びA6はそれぞれ独立してトランス−1,4−シクロヘキシレン基、2,6−ナフチレン基、ピリジン−2,5−ジイル基、ピリミジン−2,5−ジイル基又は1,4−フェニレン基を表し、これらは無置換であるか又は一個以上の水素原子がフッ素原子、塩素原子、メチル基又はメトキシ基によって置換されていることが好ましく、
r、s、t及びuはr+s+t+uが0以上3以下であることが好ましく、
R2は水素、フッ素、塩素、シアノ基又は炭素数1〜18のアルキル基(該アルキル基中の1つのCH2基又は2以上の非隣接CH2基は-O-、-CO-O-、-O-CO-及び/又は-CH=CH-で置換されていても良い。)で表される構造であることが好ましい。
中でも式(V-a-1)〜(V-a-15)、式(V-b-11)〜(V-b-15)、式(V-c-1)〜(V-c-11)、式(V-d-10)〜(V-d-15)、式(V-f-1)〜(V-f-10)、式(V-g-1)〜(V-g-10)、式(V-h-1)〜(V-h-10)、式(V-j-1)〜(V-j-9)、式(V-l-1)〜(V-l-11)又は式(V-m-1)〜(V-m-11)がさらに好ましい。
本発明の前記液晶配向層用組成物におけるポリマー同士の混合割合は、ポリマー中の光化学的に架橋可能な部位100倍モルに対して、ポリマー中の光化学的に異性化可能な部位が0.1〜30倍モルであることが好ましい。又、ポリマー中の光化学的に架橋可能な部位100倍モルに対して、ポリマー中の光化学的に異性化可能な部位が2〜10倍モルであることがさらに好ましい。又、これらの化合物は液晶性化合物であることが好ましい。
本発明における前記ポリマーに対し、光照射を行うことによって、液晶分子に対する配向制御能力の付与および配向の熱及び光に対する安定性の付与が可能である。本発明の光配向膜の製造方法の例としては、前記ポリマーを溶媒に溶解させ、基板上に塗布した後、塗膜を光照射して配向制御能力を発現させて配向膜とする方法が挙げられる。ポリマーを溶解させるために使用する溶媒は、本発明のポリマーおよび任意的に使用される他の成分を溶解し、これらと反応しないものが好ましく、例えば、1,1,2−トリクロロエタン、N−メチルピロリドン、ブトキシエタノール、γ−ブチロラクトン、エチレングリコール、ポ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、2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、フェノキシエタノール、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどが挙げられ、二種類以上の有機溶媒を併用してもよい。
基板上で、熱重合で前記ポリマーを調製する場合、加熱温度は、重合が進行するのに十分であれば特に制限されないが、一般的には、50〜250℃程度であり、70〜200℃程度であることがさらに好ましい。又、組成物中に重合開始剤を添加しても添加しなくてもよい。
[液晶表示素子の製造方法]
上記の方法で形成された配向膜を用いて、例えば以下のようにして、一対の基板間に液晶組成物を挟持する液晶セル及びこれを用いた液晶表示素子を製造することができる。
いずれの方法により液晶セルを製造する場合でも、用いた液晶が等方相をとる温度まで加熱した後、室温まで徐冷することにより、注入時の流動配向を除去することが望ましい。
上記の方法で形成された配向膜を用いて、例えば以下のようにして、液晶表示素子の光学補償等に使用する光学異方性フィルムに有用な光学異方体を製造することができる。
程を複数繰り返せばよく、光学異方体の積層体を形成することができる。前記光配向膜上に前記光学異方体を形成した後、さらに光学異方体上に光配向膜と光学異方体を積層してもよく、前記光配向膜上に前記光学異方体を形成した後、さらに光学異方体を積層してもよい。こうして得られた、複数の光学異性体層を有する光学異方体は、液晶表示素子の液晶層と偏光板の光学補償を同時に行う、あるいは液晶表示素子の液晶層の光学補償と輝度向上を同時に行う、あるいは液晶表示素子の偏光板の光学補償と輝度向上を同時に行うなどの用途に用いることができる。
態を、電場、磁場又は温度等をかけて変化させ、その後該未重合部分を重合させると、異
なる配向方向をもった複数の領域を有する光学異方体を得ることもできる。
また、マスクを使用して特定の部分のみを紫外線照射で重合させる際に、予め未重合状
態の重合性液晶組成物に電場、磁場又は温度等をかけて配向を規制し、その状態を保った
ままマスク上から光を照射して重合させることによっても、異なる配向方向をもった複数
の領域を有する光学異方体を得ることができる。
本発明で光学異方体を製造する場合に使用する重合性液晶組成物は、単独又は他の液晶化合物との組成物において液晶性を示す、重合性液晶を含む液晶組成物である。例えば、Handbook of Liquid Crystals (D.Demus,J.W.Goodby,G.W.Gray,H.W.Spiess,V.Vill編集、Wiley−VCH社発行、1998年)、季刊化学総説No.22、液晶の化学(日本化学会編、1994年)、あるいは、特開平7−294735号公報、特開平8−3111号公報、特開平8−29618号公報、特開平11−80090号公報、特開平11−148079号公報、特開2000−178233号公報、特開2002−308831号公報、特開2002−145830号公報に記載されているような、1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基等の構造が複数繋がったメソゲンと呼ばれる剛直な部位と、(メタ)アクリロイルオキシ基、ビニルオキシ基、エポキシ基といった重合性官能基とを有する棒状重合性液晶化合物、あるいは特開2004−2373号公報、特開2004−99446号公報に記載されているようなマレイミド基を有する棒状重合性液晶化合物、あるいは特開2004−149522号公報に記載されているようなアリルエーテル基を有する棒状重号性液晶化合物、あるいは、例えば、Handbook of Liquid Crystals(D.Demus,J.W.Goodby,G.W.Gray,H.W.Spiess,V.Vill編集、Wiley−VCH社発行、1998年)、季刊化学総説No.22、液晶の化学(日本化学会編、1994年)や、特開平07−146409号公報に記載されているディスコティック重合性化合物があげられる。中でも、重合性基を有する棒状液晶化合物が、液晶温度範囲として室温前後の低温を含むものを作りやすく好ましい。
(液晶の配向層用組成物中のポリマーの原料となるモノマーの合成)
1H-NMR (400MHz, CDCl3)δ: 1.47-1.54 (m, 4H), 1.71-1.74 (m, 2H), 1.82-1.86 (m, 2H), 4.04 (t, J=6.4Hz, 2H), 4.18 (t, J=6.6Hz, 2H), 5.82 (dd, J=1.6Hz, 10.4Hz, 1H), 6.13 (dd, J= 10.4Hz, 17.4Hz, 1H), 6.41 (dd, J=1.2Hz, 17.2Hz, 1H), 7.00 (d, J=9.2Hz, 2H), 7.43-7.52 (m, 3H), 7.87-7.93 (d+d, J=7.2Hz, 9.2Hz, 2H)
EI-MS:352[M+]
1H-NMR (400MHz, CDCl3)δ: 1.46-1.53 (m, 4H), 1.70-1.74 (m, 2H), 1.80-1.84 (m, 2H), 4.01 (t, J=6.2Hz, 2H), 4.19 (t, J=6.6Hz, 2H), 5.82 (dd, J=1.6Hz, 10.4Hz, 1H), 6.14 (dd, J= 10.4Hz, 17.4Hz, 1H), 6.41 (dd, J=1.2Hz, 17.2Hz, 1H), 6.49 (d, J=16Hz, 1H), 6.92 (d, J=8.4Hz, 2H), 7.16 (d, J=8.4Hz, 2H), 7.25 (dd, J=6.8Hz, 1.0Hz, 1H)7.40 (dd, J=7.8 Hz, 7.8Hz, 2H), 7.53 (d, J=8.4Hz, 2H) 7.82 (d, J=16Hz, 1H)
EI-MS:394[M+]
1H-NMR (400MHz, CDCl3)δ: 0.88 (t, J=6.8Hz, 3H), 1.15-1.40 (m, 22H), 1.61-1.66 (tt, 2H), 4.14 (t, J=6.6Hz, 2H), 4.15 (s, 2H), 6.79 (s, 2H)
EI-MS:351[M+]
式(P−1)で表される化合物1部(10.0mmol)をエチルメチルケトン10部に溶解させ、溶液1を得た。次に溶液1にアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)を0.01部加え、窒素雰囲気下2日間加熱還流し、溶液2を得た。次に、溶液2をメタノール60部に滴下撹拌し、析出した固体をろ過した。得られた固体をテトラヒドロフラン(THF)5部に溶解させ、氷冷したヘキサン120部に滴下撹拌し、析出した固体をろ過した。得られた固体をTHF5部に溶解させ、氷冷したメタノール120部に滴下撹拌し、析出した固体をろ過した。得られた固体をTHFに溶解させた後真空乾燥することで、光化学的に異性化可能な部位を有するポリマー(A−1)を得た。
(A−1)と同様にして、光化学的に異性化可能な部位を有するポリマー(A−2)〜(A−6)を得た。各物質の組成は表1に示すとおりである。
あらかじめガラス表面をシリル化処理したシュレンクフラスコ中に、式(P−8)で表される化合物(10.0mmol)及び3,5−ジーt−ブチルフェノールを加え、乾燥したテトラヒドロフラン10mlを加えて溶解させ、反応系内を窒素置換した。次に、ホスファゼン(t-ブチルー4りん)の1Mヘキサン溶液を0.2ml加え、60℃で2日間加熱し、溶液5を得た。次に、溶液5を、600mlの混合溶媒(メタノール:濃塩酸:水=97:1:2(V:V:V))中に滴下撹拌し、析出した固体を分離した。次に、得られた固体を15mlのテトラヒドロフランに溶解させ、メタノール400ml中に滴下撹拌し、得られた固体を高真空中で乾燥することで、光配向膜用物質(A−8)を得た。
(A−1)と同様にして、光化学的に異性化可能な部位を有するポリマー(AV−1)〜(AV−4)を得た。各物質の組成は表2に示すとおりである。
式(P−7)で表される化合物(0.7mmol)、式(V−5)で表される化合物(0.7mmol)及びポリ(メチル水素シロキサン)0.04gをトルエン3mlに溶解させ、溶液3を得た。溶液1を入れた反応系内の減圧脱気および窒素置換を行った。次に、攪拌しつつ、溶液3に対して白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体溶液8μlを反応混合物に室温で吹き付け、55℃で24時間攪拌して溶液4を得た。次に、溶液4をヘキサン400ml中に滴下撹拌し、析出した固体を分離、乾燥した。次に、得られた固体をトルエン約5mlに溶解させ、メタノール400ml中で沈澱させた。この操作を2回繰り返した後、高真空中で乾燥することで、光化学的に異性化可能な部位を有するポリマー(AV−7)を得た。
あらかじめガラス表面をシリル化処理したシュレンクフラスコ中に、式(P−8)で表される化合物(5.0mmol),式(V−6)で表される化合物(5.0mmol)及び3,5−ジーt−ブチルフェノールを加え、乾燥したテトラヒドロフラン10mlを加えて溶解させ、反応系内を窒素置換した。次に、ホスファゼン(t-ブチルー4りん)の1Mヘキサン溶液を0.2ml加え、60℃で2日間加熱し、溶液5を得た。次に、溶液5を、600mlの混合溶媒(メタノール:濃塩酸:水=97:1:2(V:V:V))中に滴下撹拌し、析出した固体を分離した。次に、得られた固体を15mlのテトラヒドロフランに溶解させ、メタノール400ml中に滴下撹拌し、得られた固体を高真空中で乾燥することで、光化学的に異性化可能な部位を有するポリマー(AV−8)を得た。
式(P−1)で表される化合物0.5部(5,0mmol)、及び式(D−1)で表される化合物0.63部(5.0mmol)をエチルメチルケトン10部に溶解させ、溶液1を得た。次に溶液1にアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)を0.01部加え、窒素雰囲気下2日間加熱還流し、溶液2を得た。次に、溶液2をメタノール60部に滴下撹拌し、析出した固体をろ過した。得られた固体をテトラヒドロフラン(THF)5部に溶解させ、氷冷したヘキサン120部に滴下撹拌し、析出した固体をろ過した。得られた固体をTHF5部に溶解させ、氷冷したメタノール120部に滴下撹拌し、析出した固体をろ過した。得られた固体をTHFに溶解させた後真空乾燥することで、光化学的に異性化可能な部位および光化学的に架橋可能な部位を有するポリマー(AC−1)を得た。
(AC−1)と同様にして(AC−2)〜(AC−8)を得た。各物質の組成は表3に示すとおりである。
式(P−7)で表される化合物(0.7mmol)、式(D−5)で表される化合物(0.7mmol)及びポリ(メチル水素シロキサン)0.04gをトルエン3mlに溶解させ、溶液3を得た。溶液1を入れた反応系内の減圧脱気および窒素置換を行った。次に、攪拌しつつ、溶液3に対して白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体溶液8μlを反応混合物に室温で吹き付け、55℃で24時間攪拌して溶液4を得た。次に、溶液4をヘキサン400ml中に滴下撹拌し、析出した固体を分離、乾燥した。次に、得られた固体をトルエン約5mlに溶解させ、メタノール400ml中で沈澱させた。この操作を2回繰り返した後、高真空中で乾燥することで、光化学的に異性化可能な部位および光化学的に架橋可能な部位を有するポリマー(AC−9)を得た。
あらかじめガラス表面をシリル化処理したシュレンクフラスコ中に、式(P−8)で表される化合物(5.0mmol),式(D−6)で表される化合物(5.0mmol)及び3,5−ジーt−ブチルフェノールを加え、乾燥したテトラヒドロフラン10mlを加えて溶解させ、反応系内を窒素置換した。次に、ホスファゼン(t-ブチルー4りん)の1Mヘキサン溶液を0.2ml加え、60℃で2日間加熱し、溶液5を得た。次に、溶液5を、600mlの混合溶媒(メタノール:濃塩酸:水=97:1:2(V:V:V))中に滴下撹拌し、析出した固体を分離した。次に、得られた固体を15mlのテトラヒドロフランに溶解させ、メタノール400ml中に滴下撹拌し、得られた固体を高真空中で乾燥することで、光化学的に異性化可能な部位および光化学的に架橋可能な部位を有するポリマー(AC−10)を得た。
式(D−1)で表される化合物1部(10.0mmol)をエチルメチルケトン10部に溶解させ、溶液1を得た。次に溶液1にアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)を0.01部加え、窒素雰囲気下2日間加熱還流し、溶液2を得た。次に、溶液2をメタノール60部に滴下撹拌し、析出した固体をろ過した。得られた固体をテトラヒドロフラン(THF)5部に溶解させ、氷冷したヘキサン120部に滴下撹拌し、析出した固体をろ過した。得られた固体をTHF5部に溶解させ、氷冷したメタノール120部に滴下撹拌し、析出した固体をろ過した。得られた固体をTHFに溶解させた後真空乾燥することで、光化学的に架橋可能な部位を有するポリマー(C−1)を得た。
(C−1)と同様にして、光化学的に異性化可能な部位を有するポリマー(C−2)〜(C−4)を得た。各物質の組成は表4に示すとおりである。
(C−1)と同様にして、光化学的に異性化可能な部位を有するポリマー(CV−1)〜(CV−4)を得た。各物質の組成は表5に示すとおりである。
(A−1)0.05gおよび(C−1)0.95gをナスフラスコ中でテトラヒドロフラン10ml中に溶解させた後、減圧下でテトラヒドロフランを留去することにより、光配向可能な液晶配向層用組成物(LPM−1)を得た。
(LPM−1)と同様にして、光配向可能な液晶配向層用組成物(LPM−2)〜(LPM−9)を得た。各物質の組成は表6および表7に示すとおりである。
(LPM−1)と同様にして、光配向可能な液晶配向層用組成物(LPM−10)〜(LPM−21)を得た。各物質の組成は表8および表9に示すとおりである。
(LPM−1)と同様にして、光配向可能な液晶配向層用組成物(LPM−10)〜(LPM−21)を得た。各物質の組成は表10、表11、表12および表13に示すとおりである。
(実施例1)
光配向可能な液晶配向層用組成物(LPM−1)をN-メチルピロリドン(NMP)中に0.5%溶解させ、室温で10分間撹拌した。次に、溶液をスピンコーターを用いて基材であるガラスプレート上に塗布し、100℃で30分間乾燥した。
次に、超高圧水銀ランプに波長カットフィルター、バンドパスフィルター、及び、偏光フィルターを介して、可視紫外光(波長365nm、照射強度:20mW/cm2)の直線偏光でかつ平行光を、コーティングしたガラスプレート基材に対して斜め45度方向から照射した。照射量は90mJ/cm2であった。
比較のため、実施例1と同様の方法で表18に示す光配向可能な液晶配向層用組成物(LPM-A1)、(LPM-C1)、(LPM-AV1)及び(LPM-CV1)を調製した。
したがって、本発明によって、少ない紫外線照射量で配向およびプレチルト角の制御が可能であり、配向安定性および光安定性に優れるといった効果を有する垂直配向用組成物及び当該組成物を用いた垂直配向層を得られることが分かる。
(重合性液晶組成物(LC−1)の調製)
(重合性液晶組成物(LC−2)の調製)
光学異方体の配向性は、外観目視、及び、偏光顕微鏡観察することにより、5段階で評価した。
A:目視で均一な配向が得られており、偏光顕微鏡観察でも欠陥が全くない
B:目視では均一な配向が得られているが、偏光顕微鏡観察での配向面積は90〜100%
C:目視ではA、B程の配向は得られていないが、偏光顕微鏡観察での配向面積は60〜90%
D:目視では無配向に近いが、偏光顕微鏡観察での配向面積は40〜60%
E:目視では無配向で、偏光顕微鏡観察での配向面積も40%以下
光学異方体の耐溶剤・耐薬品性は、試験用溶剤としてNMP/2−ブトキシエタノール(BC)をスピンコーターで得られた光学異方体上に塗布し、80℃で1分間乾燥したときの膜状態を観察した結果を、外観目視、及び、偏光顕微鏡観察することにより5段階で評価した。尚、ここで使用した試験用溶剤は、配向膜用組成物の希釈目的に汎用に使用される溶剤の組み合わせである。
A:目視で膜の変化が全くなく、偏光顕微鏡観察でも欠陥が全くない
B:目視では膜の変化が全くないが、偏光顕微鏡観察ではクラックが発生している
C:目視では一部膜が剥がれているが、偏光顕微鏡観察でのクラック発生はBと同レベル
D:目視では膜の大半が剥がれている
E:目視で膜全体が剥がれている
(実施例42)
光配向膜用物質(LPM−1)をN-メチルピロリドン(NMP)中に0.5%溶解させ、室温で10分間撹拌した。次に、溶液をスピンコーターを用いて基材であるガラスプレート上に塗布し、100℃で30分間乾燥した。
次に、超高圧水銀ランプに波長カットフィルター、バンドパスフィルター、及び、偏光フィルターを介して、可視紫外光(波長365nm、照射強度:20mW/cm2)の直線偏光でかつ平行光を、コーティングしたガラスプレート基材に対して斜め45度方向から照射した。照射量は90mJ/cm2であった。
得られた光配向膜上にスピンコーターで重合性液晶組成物(LC−1)を塗布し、80℃で1分乾燥後、窒素雰囲気下で紫外線を1J/cm2照射して、(LC−1)を重合させ、光学異方体を得た。その結果、配向性はAであり、90mJ/cm2という少ない照射量で良配向を得ることができた。光学異方体の耐溶剤・耐薬品性の評価結果はBであった。配向方向を観察したところ、ホモジニアス配向となっていた。
光配向膜用物質(LPM−1)に替えて光配向膜用物質(LPM−2)〜(LPM−41)を使用し、実施例1と同様にして、実施例43から88の光学異方体を作製し配向性、耐溶剤・耐薬品性、配向方向を検討した結果を併せて表20、表21、表22および表23に示す。
比較のため、光配向可能な液晶配向層用組成物(LPM-A1)、(LPM-C1)、(LPM-AV1)及び(LPM-CV1)を、表18に示した割合でそれぞれ調製した。
(LPM-A1)及び(LPM-AV1)は、光化学的に架橋可能な部位を有する化合物を含有せず、(LPM-C1)及び(LPM-CV1)は光化学的に異性化可能な部位を有する化合物を含有しないものである。これらの光配向可能な液晶配向層用組成物を使用し、実施例1と同様にして、比較例5から8の光学異方体を作製し配向性、耐溶剤・耐薬品性、配向方向を検討した結果を併せて表24に示す。
Claims (26)
- (a)光化学的に異性化可能な部位を有するポリマーと、(b)光化学的に架橋可能な部位を有するポリマーとを含み、前記(a)及び(b)が異なった構造を有することを特徴とする液晶の配向層用組成物。
- 前記(a)が、その異性化可能な部位において光化学的に架橋反応を行わない、請求項1記載の組成物。
- 少なくとも1種のさらなるモノマー又はポリマーを含む請求項1又は2記載の組成物。
- 光化学的に異性化可能な部位を有するポリマーを2種以上含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の組成物。
- 光化学的に架橋可能な部位を有するポリマーを2種以上含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の組成物。
- 光化学的に異性化可能な部位を有するポリマーとして、下記一般式(Ia-1)〜(Id-1) 、(If-1)〜(Ii-1)、(Im-1)〜(Ip-1)
(式中、Maはポリマーのモノマー単位を表し、Sa及びSaaは各々同一であっても異なっていても良いスペーサー単位を表し、Pは光化学的に異性化可能であり、かつ光化学的に架橋されない部位を表し、Vは側鎖末端を表す。)、
(式中、Sa、Saa、Saaaは各々同一であっても異なっていても良いスペーサー単位、Dは光化学的に架橋可能な部位を表し、Ma、P及びV、は一般式(Ia-1)と同じ意味を表す。)、
(式中、Sa、Saa、Saaa、D、Ma、P及びVは一般式(Ib-1)と同じ意味を表す。)、
(式中、Ma及びMbは各々同一であっても異なっていても良いポリマーのモノマー単位を表し、Sa、Saa、Sb、Sbbは各々同一であっても異なっていても良いスペーサー単位を表し、Va及びVbは側鎖末端を表し、D及びPは一般式(Ib-1)と同じ意味を表す。)、
(式中、Ma及びMcは、各々同一であっても異なっていても良いポリマーのモノマー単位を表し、Sa及びScは各々同一であっても異なっていても良いスペーサー単位を表し、Vcは側鎖末端を表し、Pは、一般式(Ia-1)と同じ意味を表す。)、
(式中、Ma及びMcは、各々同一であっても異なっていても良いポリマーのモノマー単位を表し、Sa、Saa及びScは各々同一であっても異なっていても良いスペーサー単位を表し、Vcは側鎖末端を表し、P及びDは、一般式(Ib-1)と同じ意味を表す。)、
(式中、Ma及びMcは、各々同一であっても異なっていても良いポリマーのモノマー単位を表し、Sa、Saa及びScは各々同一であっても異なっていても良いスペーサー単位を表し、Vcは側鎖末端を表し、P及びDは、一般式(Ib-1)と同じ意味を表す。)、
(式中、Ma、Mb及びMcは、各々同一であっても異なっていても良いポリマーのモノマー単位を表し、Sa、Sb及びScは各々同一であっても異なっていても良いスペーサー単位を表し、Vcは側鎖末端を表し、P及びDは、一般式(Ib-1)と同じ意味を表す。)、
(式中、Saはスペーサー単位、Ma及びPは一般式(Ia-1)と同じ意味を表す。)、
(式中、Sa、Saa、D、Ma及びPは一般式(Ib-1)と同じ意味を表す。)、
(式中、Sa、Saa、D、Ma及びPは一般式(Ib-1)と同じ意味を表す。)、
(式中、Ma及びMbは、各々同一であっても異なっていても良いポリマーのモノマー単位を表し、Sa及びSbは各々同一であっても異なっていても良いスペーサー単位を表し、P及びDは、一般式(Ib-1)と同じ意味を表す。)からなる群より選ばれるモノマーの硬化物を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の組成物。 - 光化学的に異性化可能な部位を有するポリマーとして、下記一般式(Ia)〜(Id) 、(If)〜(Ii)、(Im)〜(Ip)
(式中、Ma及びMdは各々同一であっても異なっていても良いポリマーのモノマー単位を表し、Mdのモノマー単位は1種類でも2種類以上の異なる単位からなっていても良く、Sa及びSaaは各々異なっていても良いスペーサー単位を表し、Pは光化学的に異性化可能であり、かつ光化学的に架橋されない部位を表し、Vは側鎖末端を表し、x及びwはコポリマーのモル分率を表すものであって、いずれの場合にも0<x≦1かつ0≦w<1であり、nは4〜1000000を表す。)、
(式中、Sa、Saa、Saaaは各々同一であっても異なっていても良いスペーサー単位、Dは光化学的に架橋可能な部位を表し、Ma、Md、P、V、x、w及びnは一般式(Ia)と同じ意味を表す。)、
(式中、Sa、Saa、Saaa、D、Ma、Md、P、V、x、w及びnは一般式(Ib)と同じ意味を表す。)、
(式中、Ma、Mb及びMdは各々同一であっても異なっていても良いポリマーのモノマー単位を表し、Ma、Mb及びMdの並びは式と同一であっても異なっていても良く、Mdのモノマー単位は1種類でも2種類以上の異なる単位からなっていても良く、Sa、Saa、Sb、Sbbは各々同一であっても異なっていても良いスペーサー単位を表し、Va及びVbは側鎖末端を表し、x、y及びwはコポリマーのモル分率を表すものであって、いずれの場合にも0<x<1かつ0<y<1かつ0≦w<1であり、D、P及びnは一般式(Ib)と同じ意味を表す。)、
(式中、Ma、Mc及びMdは、各々同一であっても異なっていても良いポリマーのモノマー単位を表し、Ma、Mc及びMdの並びは式と同一であっても異なっていても良く、Mdのモノマー単位は1種類でも2種類以上の異なる単位からなっていても良く、x、z及びwは、コポリマーのモル分率を表すものであって、0<x<1かつ、0<z<1かつ、0≦w<1を満たし、Sa及びScは各々同一であっても異なっていても良いスペーサー単位を表し、Vcは側鎖末端を表し、P及びnは、一般式(Ia)と同じ意味を表す。)、
(式中、Ma、Mc及びMdは、各々同一であっても異なっていても良いポリマーのモノマー単位を表し、Ma、Mc及びMdの並びは式と同一であっても異なっていても良く、Mdのモノマー単位は1種類でも2種類以上の異なる単位からなっていても良く、x、z及びwは、コポリマーのモル分率を表すものであって、0<x<1かつ、0<z<1かつ、0≦w<1を満たし、Sa、Saa及びScは各々同一であっても異なっていても良いスペーサー単位を表し、Vcは側鎖末端を表し、P、D及びnは、一般式(Ib)と同じ意味を表す。)、
(式中、Ma、Mc及びMdは、各々同一であっても異なっていても良いポリマーのモノマー単位を表し、Ma、Mc及びMdの並びは式と同一であっても異なっていても良く、Mdのモノマー単位は1種類でも2種類以上の異なる単位からなっていても良く、x、z及びwは、コポリマーのモル分率を表すものであって、0<x<1かつ、0<z<1かつ、0≦w<1を満たし、Sa、Saa及びScは各々同一であっても異なっていても良いスペーサー単位を表し、Vcは側鎖末端を表し、P、D及びnは、一般式(Ib)と同じ意味を表す。)、
(式中、Ma、Mb、Mc及びMdは、各々同一であっても異なっていても良いポリマーのモノマー単位を表し、Ma、Mb、Mc及びMdの並びは式と同一であっても異なっていても良く、Mdのモノマー単位は1種類でも2種類以上の異なる単位からなっていても良く、x、y、z及びwは、コポリマーのモル分率を表すものであって、0<x<1かつ、0<y<1かつ、0<z<1かつ、0≦w<1を満たし、Sa、Sb及びScは各々同一であっても異なっていても良いスペーサー単位を表し、Vcは側鎖末端を表し、P、D及びnは、一般式(Ib)と同じ意味を表す。)、
(式中、Saはスペーサー単位、Ma、Md、P、x、w及びnは一般式(Ia)と同じ意味を表す。)、
(式中、Sa、Saa、D、Ma、Md、P、x、w及びnは一般式(Ib)と同じ意味を表す。)、
(式中、Sa、Saa、D、Ma、Md、P、x、w及びnは一般式(Ib)と同じ意味を表す。)、
(式中、Ma、Mb及びMdは、各々同一であっても異なっていても良いポリマーのモノマー単位を表し、Ma、Mb及びMdの並びは式と同一であっても異なっていても良く、Mdのモノマー単位は1種類でも2種類以上の異なる単位からなっていても良く、x、y及びwは、コポリマーのモル分率を表すものであって、0<x<1かつ、0<y<1かつ、0≦w<1を満たし、Sa及びSbは各々同一であっても異なっていても良いスペーサー単位を表し、P、D及びnは、一般式(Ib)と同じ意味を表す。)
からなる群より選ばれるポリマーを含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の組成物。 - 光化学的に架橋可能な部位を有するポリマーとして、一般式(Ie-1)
(式中、Maはポリマーのモノマー単位を表し、Sa及びSaaは各々同一であっても異なっていても良いスペーサー単位を表し、Dは光化学的に架橋可能な部位を表し、Vは側鎖末端を表す。)で表されるモノマーの硬化物、一般式(Ij-1)及び一般式(Ij-2)
(式中、Ma及びMcは各々同一であっても異なっていても良いポリマーのモノマー単位を表し、Sa及びScは各々同一であっても異なっていても良いスペーサー単位を表し、Dは光化学的に架橋可能な部位を表し、Vcは側鎖末端を表す。)で表されるモノマーの硬化物、又は一般式(Iq-1)
(式中、Maポリマーのモノマー単位を表し、Saはスペーサー単位を表し、Dは光化学的に架橋可能な部位を表す。)で表されるモノマーの硬化物を含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の組成物。 - 光化学的に架橋可能な部位を有するポリマーとして、一般式(Ie)
(式中、Ma及びMdは各々同一であっても異なっていても良いポリマーのモノマー単位を表し、Mdのモノマー単位は1種類でも2種類以上の異なる単位からなっていても良く、Sa及びSaaは各々同一であっても異なっていても良いスペーサー単位を表し、Dは光化学的に架橋可能な部位を表し、Vは側鎖末端を表し、x及びwはコポリマーのモル分率を表すものであって、いずれの場合にも0<x≦1かつ0≦w<1であり、nは4〜1000000を表す。)で表わされるポリマー、一般式(Ij)
(式中、Ma、Mc及びMdは各々同一であっても異なっていても良いポリマーのモノマー単位を表し、Ma、Mc及びMdの並びは式と同一であっても異なっていても良く、Mdのモノマー単位は1種類でも2種類以上の異なる単位からなっていても良く、x、z及びwは、コポリマーのモル分率を表すものであって、0<x<1かつ、0<z<1かつ、0≦w<1を満たし、Sa及びScは各々同一であっても異なっていても良いスペーサー単位を表し、Dは光化学的に架橋可能な部位を表し、Vcは側鎖末端を表し、nは4〜1000000を表す。)で表されるポリマー、又は一般式(Iq)
(式中、Ma及びMdは各々同一であっても異なっていても良いポリマーのモノマー単位を表し、Mdのモノマー単位は1種類でも2種類以上の異なる単位からなっていても良く、Saはスペーサー単位を表し、Dは光化学的に架橋可能な部位を表し、x及びwはコポリマーのモル分率を表すものであって、いずれの場合にも0<x≦1かつ0≦w<1であり、nは4〜1000000を表す。)で表されるポリマーを含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の組成物。 - 光化学的に異性化可能な部位を有するポリマーが、アゾ基を有するホモポリマーである、請求項1〜13のいずれか一項に記載の組成物。
- 光化学的に架橋可能な部位を有するポリマーが、式(II-6)〜(II-8)から選ばれる基を有するポリマーである、請求項1〜14のいずれか一項に記載の組成物。
- Sa、Saa、Saaa、Sb、 Sbb及びScが、それぞれ下記一般式(IV)
(式中、破線はMa、Mb、Mc、P、V、Va、Vb、Vc又はDへの結合を表し;
Z1、Z2及びZ3は、それぞれ独立的に単結合、−(CH2)u−、−OCH2−、−CH2O−、―COO−、−OCO−、−CH=CH−、−CF=CF−、−CF2O−、−OCF2−、−CF2CF2−又は−C≡C−を表し、uは1〜20を表し、ここでアルキル基の非隣接CH2基の内の1つ以上が独立してQによって置換されることができ、ここでQは、−O−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−Si(CH3)2−O−Si(CH3)2―、−NR−、−NR−CO−、−CO−NR−、−NR−CO−O−、−O−CO−NR−、−NR−CO−NR−、−CH=CH−、−C≡C−、−O−CO−O−を表し、Rは独立して水素又は炭素原子数1から5のアルキル基を表し;
A1及びA2は、それぞれ独立的にトランス−1,4−シクロヘキシレン基、トランス−1,3−ジオキサン−2,5−イル基、1,4−ナフチレン基、2,6−ナフチレン基、2,5−ピリジル基、2,5−ピリミジル基、2,5−チオフェニレン基、2,5−フラニレン基又は1,4−フェニレン基を表し、これらは無置換であるか1個以上水素原子がフッ素原子、塩素原子、メチル基又はメトキシ基によって置換されていてもよく;
p及びqは、0又は1を表す。)
で表される、請求項1〜15のいずれか一項に記載の組成物。 - V、Va、Vb及びVcが、下記一般式(V),
(式中、破線はSc、Saa、Sbb又はSaaaへの結合を表し;
Z4、Z5、Z6及びZ7は、それぞれ独立的に単結合、−(CH2)u−、−OCH2−、−CH2O−、―COO−、−OCO−、−CH=CH−、−CF=CF−、−CF2O−、−OCF2−、−CF2CF2−又は−C≡C−を表し、uは1〜20を表し、ここでアルキル基の非隣接CH2基の内の1つ以上が独立してQによって置換されることができ、ここでQは、−O−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−Si(CH3)2−O−Si(CH3)2−、−NR−、−NR−CO−、−CO−NR−、−NR−CO−O−、−O−CO−NR−、−NR−CO−NR−、−CH=CH−、−C≡C−、−O−CO−O−を表し、Rは独立して水素又は炭素原子数1から5のアルキル基を表し;
A3、A4、A5及びA6は、それぞれ独立的にトランス−1,4−シクロヘキシレン基、トランス−1,3−ジオキサン−2,5−イル基、1,4−ナフチレン基、2,6−ナフチレン基、2,5−ピリジル基、2,5−ピリミジル基、2,5−チオフェニレン基、2,5−フラニレン基又は1,4−フェニレン基を表し、これらは無置換であるか1個以上水素原子がフッ素原子、塩素原子、メチル基又はメトキシ基によって置換されていてもよく;
r、s、t及びwは、0又は1を表し;
R2は、水素、フッ素、塩素、シアノ基又は炭素数1〜20のアルキル基(適宜フッ素置換されていてもよく、また適宜1つのCH2基又は2以上の非隣接CH2基は-O-、-CO-O-、-O-CO-及び/又は-CH=CH-で置換されていても良い)を表す。)
で表される、請求項1〜16のいずれかに記載の組成物。 - Pが、下記一般式(VI)
(式中、破線はSa、Sb、Saa、及びSaaaへの結合を表すが、一方の破線のみで結合している場合はもう一方の破線は水素原子に結合しており;
A1、A2、A3、A4及びA5は、それぞれ独立的に1,4−ナフチレン基、2,6−ナフチレン基、2,5−ピリジル基、2,5−ピリミジル基、2,5−チオフェニレン基、2,5−フラニレン基又は1,4−フェニレン基を表し、これらは無置換であるか、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、メチル基、メトキシ基、ニトロ基、−NR1R2によって、又は1〜10個の炭素原子を有する直鎖もしくは分岐アルキル残基によって1置換又は多置換されており、アルキル残基は非置換であるか、フッ素によって1置換又は多置換され、ここで非隣接CH2基の内の1つ以上が独立してQによって置換されることができ、ここでQは、−O−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−Si(CH3)2−O−Si(CH3)2−、−NR−、−NR−CO−、−CO−NR−、−NR−CO−O−、−O−CO−NR−、−NR−CO−NR−、−CH=CH−、−C≡C−、−O−CO−O−を表し、R、R1及びR2は、独立して水素又は炭素原子数1から5のアルキル基を表し;
p、q、r、s及びtは、それぞれ独立的に0又は1を表すが、0<q+r+s+tを表す。)
で表される請求項1〜17のいずれか一項に記載の組成物。 - Dが、下記一般式(VII)
(式中、破線はSa、Saa、Saaa、Sb及びSbbへの結合を表すが、一方の破線のみで結合している場合はもう一方の破線は水素原子に結合しており;
A7は、それぞれ独立的に1,4−ナフチレン基、2,6−ナフチレン基、2,5−ピリジル基、2,5−ピリミジル基、2,5−チオフェニレン基、2,5−フラニレン基又は1,4−フェニレン基を表し、これらは無置換であるか1個以上水素原子がフッ素原子、塩素原子、メチル基又はメトキシ基によって置換されていてもよく;
X及びYは、それぞれ独立的に水素、フッ素、塩素、シアノ基又は炭素数1〜20のアルキル基(適宜フッ素置換されていてもよく、また適宜1つのCH2基又は2以上の非隣接CH2基は-O-、-CO-O-、-O-CO-及び/又は-CH=CH-で置換されていても良い)を表し;
Zは、単結合、-O-又は-NR1-(式中、R1は水素、適宜フッ素又は塩素で置換されていても良い直鎖又は分岐した炭素数1〜20のアルキル基又は適宜フッ素、塩素、アルキル基又はアルコキシ基で置換されていても良い3〜8の環員数を有するシクロアルキル基である)を表し;
rは、0、1又は2を表す。)
で表される、請求項1〜18のいずれか一項に記載の組成物。 - Ma、Mb及びMcが、それぞれ独立してアクリレート、メタクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、マレイン酸誘導体類、シロキサン類又はエポキシド類を表す、請求項1〜19のいずれか一項に記載の組成物。
- (c)少なくとも1種のさらなる物質として、垂直配向を安定化する化合物を含むことを特徴とする、請求項1〜20のいずれか一項に記載の組成物。
- 請求項1〜21の何れか一項に記載の組成物を用いた垂直配向モード液晶表示素子用の液晶配向層。
- 請求項22記載の液晶配向膜を用いた垂直配向モード液晶表示素子。
- 請求項1〜20の何れか一項に記載の組成物を用いた水平配向モード液晶表示素子用の液晶配向層。
- 請求項24記載の液晶配向層を用いた水平配向モード液晶表示素子。
- 重合性液晶組成物の重合体により構成される光学異方体において、該重合性液晶組成物中の重合性液晶分子を、請求項1〜21の何れか一項に記載の組成物を用いて配向させたことを特徴とする光学異方体。
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