WO2018016567A1 - 重合性組成物及びそれを用いた光学異方体 - Google Patents
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- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
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- C08F2/46—Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation
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- C08F2/50—Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation by ultraviolet or visible light with sensitising agents
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
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- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
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- G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
Definitions
- the present invention has been intensively studied focusing on a polymerizable composition using a specific polymerizable compound having one or two or more polymerizable groups and a specific photopolymerization initiator. As a result, the present invention has been provided.
- the polymerizable composition of the present invention comprises a polymerizable compound having one or more polymerizable groups and having a maximum absorption peak of ultraviolet light at a wavelength of 320 to 380 nm, and a maximum of ultraviolet light at a wavelength of 260 to 330 nm.
- One or more intramolecular bond cleavage type photopolymerization initiator (B) having an absorption peak, one or more hydrogen abstraction type photopolymerization initiator (C) having a maximum absorption peak of ultraviolet-visible light at a wavelength of 360 to 420 nm (C) Can be used simultaneously to obtain a polymerizable composition having excellent solubility and storage stability, and while maintaining excellent orientation, a polymer having excellent coating curability and excellent productivity. , Optically anisotropic bodies, retardation films and the like can be obtained.
- the number of maximum absorption peaks of ultraviolet rays appearing at wavelengths of 320 to 380 nm may be plural, but is preferably 1 to 5, and more preferably 1 to 3.
- S 11 to S 72 represent a spacer group or a single bond, and when a plurality of S 11 to S 72 are present, they may be the same or different, X 11 to X 72 are —O—, —S—, —OCH 2 —, —CH 2 O—, —CO—, —COO—, —OCO—, —CO—S—, —S—CO—, — O—CO—O—, —CO—NH—, —NH—CO—, —SCH 2 —, —CH 2 S—, —CF 2 O—, —OCF 2 —, —CF 2 S—, —SCF 2 —, —CH ⁇ CH—COO—, —CH ⁇ CH—OCO—, —COO—CH ⁇ CH—, —OCO—CH ⁇ CH—, —COO—CH 2 CH 2 —, —OCO—CH 2 CH 2 —, —, —OCO—CH 2 CH 2 —, —,
- a 11 and A 12 are each independently 1,4-phenylene group, 1,4-cyclohexylene group, pyridine-2,5-diyl group, pyrimidine-2,5-diyl group, naphthalene-2,6-diyl.
- G is the following formula (G-1) to formula (G-6)
- W 81 represents a group having 5 to 30 carbon atoms having at least one aromatic group, and the group may be unsubstituted or substituted by one or more L 1
- the above —CH 2 — is independently —O—, —S—, —CO—, —COO—, —OCO—, —CO—S—, —S—CO—, —O—CO—O—.
- G represents Formula (G-6);
- L 1 is a fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, pentafluorosulfuranyl group, nitro group, isocyano group, amino group, hydroxyl group, mercapto group, methylamino group, dimethylamino group, diethylamino group, diisopropylamino.
- these polymerizable groups are polymerized by radical polymerization, radical addition polymerization, cationic polymerization and anionic polymerization.
- the formula (P-1), formula (P-2), formula (P-3), formula (P-4), formula (P-5), formula (P ⁇ 7), formula (P-11), formula (P-13), formula (P-15) or formula (P-18) are preferred, and formula (P-1), formula (P-2), formula (P-18) P-7), formula (P-11) or formula (P-13) is more preferred, formula (P-1), formula (P-2) or formula (P-3) is more preferred, and formula (P- Particular preference is given to 1) or formula (P-2).
- X 11 to X 72 are —O—, —S—, —OCH 2 —, —CH 2 O—, —CO—, —COO—, —OCO—, —CO—S—, —S—CO—, —O—CO—O—, —CO—NH—, —NH—CO—, —SCH 2 —, —CH 2 S—, —CF 2 O—, — OCF 2 —, —CF 2 S—, —SCF 2 —, —CH ⁇ CH—COO—, —CH ⁇ CH—OCO—, —COO—CH ⁇ CH—, —OCO—CH ⁇ CH—, —COO— CH 2 CH 2 —, —OCO—CH 2 CH 2 —, —CH 2 CH 2 —COO—, —CH 2 CH 2 —OCO—, —COO—CH 2 CH 2 —, —OCO—CH 2 CH 2 —, —CH 2 CH 2 —COO—
- a 11 and A 12 are each independently 1,4-phenylene group, 1,4-cyclohexylene group, pyridine-2,5-diyl group, pyrimidine-2. , 5-diyl group, naphthalene-2,6-diyl group, naphthalene-1,4-diyl group, tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group, decahydronaphthalene-2,6-diyl group or 1,3-dioxane -2,5-diyl groups, these groups may be unsubstituted or substituted by one or more L, but when multiple occurrences of A 11 and / or A 12 appear, they are the same.
- Z 11 and Z 12 are each independently —O—, —S—, —OCH 2 —, —CH 2 O—, —CH 2 CH 2 —, — CO—, —COO—, —OCO—, —CO—S—, —S—CO—, —O—CO—O—, —CO—NH—, —NH—CO—, —OCO—NH—, — NH—COO—, —NH—CO—NH—, —NH—O—, —O—NH—, —SCH 2 —, —CH 2 S—, —CF 2 O—, —OCF 2 —, —CF 2 S—, —SCF 2 —, —CH ⁇ CH—COO—, —CH ⁇ CH—OCO—, —COO—CH ⁇ CH—, —OCO—CH ⁇ CH—, —COO—CH 2 CH 2 —, — OCO—CH 2 CH 2 —, —,
- Z 11 and Z 12 are each independently a single bond, —OCH 2 —, —CH 2 O—, —COO—, —OCO— from the viewpoint of liquid crystallinity of the compound, availability of raw materials, and ease of synthesis.
- R 11 and R 31 are hydrogen atom, fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, pentafluorosulfuranyl group, cyano group, nitro group, isocyano group, A thioisocyano group, or one —CH 2 — or two or more non-adjacent —CH 2 — are each independently —O—, —S—, —CO—, —COO—, —OCO—, 1 to 20 carbon atoms which may be substituted by —CO—S—, —S—CO—, —O—CO—O—, —CO—NH—, —NH—CO— or —C ⁇ C—.
- a linear or branched alkyl group is represented, and any hydrogen atom in the alkyl group may be substituted with a fluorine atom.
- R 1 is a hydrogen atom in view of easiness of the liquid crystal and synthetic, fluorine atom, chlorine atom, cyano group, or one -CH 2 - or nonadjacent two or more -CH 2 - are each independently It preferably represents a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms which may be substituted by —O—, —COO—, —OCO—, —O—CO—O—, a hydrogen atom, fluorine It is more preferable to represent an atom, a chlorine atom, a cyano group, or a linear alkyl group or linear alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, and a linear alkyl group or linear alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms. It is particularly preferred to represent.
- G represents a group selected from the formulas (G-1) to (G-6).
- W 81 represents a group having 5 to 30 carbon atoms having at least one aromatic group, and the group may be unsubstituted or substituted by one or more L 1
- W 82 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and the alkyl group may be linear or branched, and any hydrogen atom in the alkyl group may be substituted by a fluorine atom and / or -OH, 1 single -CH 2 in the alkyl group - or nonadjacent two or more -CH 2 - are each independently -O -, - S—, —CO—, —COO—, —OCO—, —CO—S—, —S—CO—, —O—CO—O—, —CO—NH—, —NH—CO—, —CH ⁇ Substituted by CH—COO—, —CH ⁇ CH—OCO—, —COO—CH ⁇ CH—, —OCO—
- Q 1 Represents —O—, —S—, —NR 4 — (wherein R 4 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms) or —CO—.
- Each —CH ⁇ may be independently replaced by —N ⁇ , and each —CH 2 — independently represents —O—, —S—, —NR 4 — (wherein R 4 represents a hydrogen atom or carbon Represents an alkyl group having 1 to 8 atoms.) Or may be replaced by —CO—, but does not include an —O—O— bond, and the group represented by the formula (W-1) is unsubstituted. Or the following formula (W-1-1) to formula (W-1-8) which may be substituted by one or more L 1
- these groups may have a bond at an arbitrary position), preferably a group selected from the group represented by formula (W-10) is unsubstituted. Or one or more of L 1 may be substituted by the following formulas (W-10-1) to (W-10-8)
- these groups may have a bond at an arbitrary position, and R 6 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms).
- R 6 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
- these groups may have a bond at an arbitrary position, and R 6 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms).
- R 6 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
- Examples of the group represented by the formula (W-18) include the following formulas (W-18-1) to (W-18-6) which may be unsubstituted or substituted with one or more L 1 groups.
- R 6 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, each identical if R 6 there are a plurality of It is preferable that the group represented by the formula (W-19) is unsubstituted or substituted with one or more L 1 groups.
- r represents an integer of 0 to 5
- s represents an integer of 0 to 4
- t represents an integer of 0 to 3.
- W 82 represents a hydrogen atom, or one -CH 2 - or nonadjacent two or more -CH 2 - are each independently -O -, - S -, - CO -, - COO -, - OCO—, —CO—S—, —S—CO—, —O—CO—O—, —CO—NH—, —NH—CO—, —CH ⁇ CH—COO—, —CH ⁇ CH—OCO—.
- W 82 may represent the same meaning as W 81 , W 81 and W 82 may be combined to form a ring structure, or W 82 may be
- P W82 represents the same meaning as P 11
- S W82 represents the same meaning as S 11
- X W82 represents the same meaning as X 11
- n W82 represents the same meaning as m 11).
- W 82 is a hydrogen atom, or an arbitrary hydrogen atom may be substituted with a fluorine atom from the viewpoint of easy availability of raw materials and synthesis, and one —CH 2 — or two not adjacent to each other
- the above —CH 2 — is independently —O—, —CO—, —COO—, —OCO—, —CH ⁇ CH—COO—, —OCO—CH ⁇ CH—, —CH ⁇ CH—, — It preferably represents a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which may be substituted by CF ⁇ CF— or —C ⁇ C—, and represents a hydrogen atom or a carbon atom having 1 to 20 carbon atoms.
- W 82 represents a linear or branched alkyl group, and particularly preferably represents a hydrogen atom or a linear alkyl group having 1 to 12 carbon atoms.
- W 82 may be different even identical to W 81, the preferred group is the same as described for W 81.
- the cyclic group represented by —NW 81 W 82 may be unsubstituted or substituted with one or more L 1 Formula (Wb-1) to Formula (Wb-42)
- CW 81 W 82 may be unsubstituted or may be substituted with one or more L 1.
- R 6 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and when there are a plurality of R 6 s , they may be the same or different from each other).
- R 6 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and when there are a plurality of R 6 s , they may be the same or different from each other.
- Formula (Wc-11), Formula (Wc-12), which may be unsubstituted or substituted by one or more L, Formula (Wc-13), Formula (Wc-14), Formula (Wc-53), Formula (Wc-54), Formula (Wc-55), Formula (Wc -56), a group selected from formula (Wc-57) or formula (Wc-78) is particularly preferred.
- the total number of ⁇ electrons contained in W 81 and W 82 is preferably 4 to 24 from the viewpoint of wavelength dispersion characteristics, storage stability, liquid crystallinity, and ease of synthesis.
- W 83 and W 84 each independently has 5 to 30 carbon atoms having a halogen atom, a cyano group, a hydroxy group, a nitro group, a carboxyl group, a carbamoyloxy group, an amino group, a sulfamoyl group, or at least one aromatic group.
- alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms, cycloalkyl groups having 3 to 20 carbon atoms, alkenyl groups having 2 to 20 carbon atoms, cycloalkenyl groups having 3 to 20 carbon atoms, and 1 to 20 carbon atoms.
- a cyano group, a carboxyl group, one —CH 2 — or two or more non-adjacent —C H 2 — is each independently substituted by —CO—, —COO—, —OCO—, —O—CO—O—, —CO—NH—, —NH—CO— or —C ⁇ C—
- W84 is a cyano group, a nitro group, a carboxyl group, one —CH 2 — or adjacent group.
- Two or more —CH 2 — that are not present are each independently —O—, —S—, —CO—, —COO—, —OCO—, —CO—S—, —S—CO—, —O.
- m11 represents an integer of 0 to 8, and preferably represents an integer of 0 to 4 from the viewpoint of liquid crystallinity, availability of raw materials and ease of synthesis, and an integer of 0 to 2 Is more preferable, 0 or 1 is more preferable, and 1 is particularly preferable.
- m2 to m7 represent an integer of 0 to 5, but represent an integer of 0 to 4 from the viewpoints of liquid crystallinity, availability of raw materials, and ease of synthesis. Is preferable, it is more preferably an integer of 0 to 2, more preferably 0 or 1, and particularly preferably 1.
- the compounds represented by the general formula (1) are preferably compounds represented by the following formulas (1-a-1) to (1-a-105).
- the compound represented by the general formula (2) is preferably a compound represented by the following formula (2-a-1) to formula (2-a-71).
- liquid crystalline compounds can be used alone or in admixture of two or more. .
- n represents an integer of 1 to 10.
- the compound represented by the general formula (6) is preferably a compound represented by the following formula (6-a-1) to formula (6-a-25)
- liquid crystalline compounds can be used alone or in combination of two or more. You can also
- the compound represented by the general formula (7) is preferably a compound represented by the following formula (7-a-1) to formula (7-a-26).
- liquid crystalline compounds can be used alone or in combination of two or more.
- the total content of the liquid crystal compound having one or more polymerizable groups is preferably 60 to 100% by mass, and preferably 65 to 98% by mass, based on the total amount of the liquid crystal compound used in the polymerizable composition. More preferably, the content is 70 to 95% by mass.
- the polymerizable composition of the present invention comprises one or more intramolecular bond-cleavage photopolymerization initiators (B) having a maximum absorption peak of ultraviolet light at a wavelength of 250 to 330 nm, an ultraviolet-ray at a wavelength of 360 to 420 nm. 1 type, or 2 or more types of hydrogen abstraction type photoinitiators (C) which have the maximum absorption peak of visible light are contained simultaneously.
- the intramolecular bond cleavage type polymerization initiator refers to a photopolymerization initiator that is excited when irradiated with light and generates cleavage in itself to generate a radical polymerization initiation point.
- the hydrogen abstraction type photopolymerization initiator refers to a photopolymerization initiator that extracts hydrogen from a polymer and creates a radical polymerization initiation point in the polymer.
- the photopolymerization initiator (B) is preferably at least one photopolymerization initiator selected from the group consisting of alkylphenone compounds, acylphosphine oxide compounds, and oxime ester compounds.
- alkylphenone photopolymerization initiator examples include compounds represented by the formula (b-1).
- R 2a , R 2b and R 2c each independently represent a group selected from the following formulas (R 2 -1) to (R 2 -7).
- acylphosphine oxide photopolymerization initiator examples include compounds represented by the formula (b-2).
- R 24 represents an alkyl group, an aryl group or a heterocyclic group
- R 25 and R 26 each independently represents an alkyl group, an aryl group, a heterocyclic group or an alkanoyl group. May be substituted with an alkyl group, a hydroxyl group, a carboxyl group, a sulfone group, an aryl group, an alkoxy group, or an arylthio group.
- compounds represented by the following formulas (b-2-1) to (b-2-5) are preferable.
- -1) or formula (b-2-5) is more preferable.
- Examples of the oxime ester photopolymerization initiator include compounds represented by formula (b-3-1) or formula (b-3-2).
- R 27 to R 31 each independently represents a hydrogen atom, a cyclic, straight-chain or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a phenyl group. May be substituted with a substituent selected from the group consisting of a halogen atom, an alkoxyl group having 1 to 6 carbon atoms, and a phenyl group, X 1 represents an oxygen atom or a nitrogen atom, and X 2 represents Represents an oxygen atom or NR, and R represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
- Specific examples of the compounds represented by the above formulas (b-3-1) and (b-3-2) include the following formulas (b-3-1-1) to (b-3-1-1): 2) and the compounds represented by formulas (b-3-2-1) to (b-3-2-2) are preferred, and the compounds represented by formula (b-3-1-1) and formula (b-3-2-2) More preferred is 1) or formula (b-3-2-2).
- Examples of the photopolymerization initiator (C) include compounds represented by general formula (c-1).
- R 11 to R 18 each independently represents a hydrogen atom, a chlorine atom, or a linear or branched alkyl group.
- the compounds represented by the above formula (c-1) are preferably compounds represented by the following formulas (c-1-1) to (c-1-8), ⁇ 5) or formula (c-1-7) is more preferable.
- the content of the photopolymerization initiator (B) is preferably 0.1 to 15% by mass, more preferably 1 to 12% by mass, and more preferably 2 to 10% by mass with respect to the total amount of the polymerizable compound contained in the polymerizable composition. % Is particularly preferred. These can be used alone or in combination of two or more.
- the content of the photopolymerization initiator (C) is preferably from 0.1 to 5% by weight, more preferably from 0.5 to 4% by weight, based on the total amount of the polymerizable compounds contained in the polymerizable composition. 3% by mass is particularly preferred. These can be used alone or in combination of two or more.
- additives can be used according to each purpose.
- Additives such as liquid crystalline compounds, other liquid crystal compounds, and alignment materials can be added to the extent that the alignment of the liquid crystal is not significantly reduced.
- the polymerizable composition used in the present invention can contain a polymerization inhibitor as necessary.
- a polymerization inhibitor there is no limitation in particular as a polymerization inhibitor to be used, A well-known usual thing can be used.
- N'-diphenyl-p-phenylenediamine Ni-propyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine, N- (1.3-dimethylbutyl) -N'-phenyl-p-phenylenediamine, N.I.
- Amine compounds such as N′-di-2-naphthyl-p-phenylenediamine, diphenylamine, N-phenyl- ⁇ -naphthylamine, 4.4′-dicumyl-diphenylamine, 4.4′-dioctyl-diphenylamine, phenothiazine, Thioether compounds such as distearyl thiodipropionate, N-nitrosodiphenylamine, N-nitrosophenylnaphthylamine, N-nitrosodinaphthylamine, p-nitrosophenol, nitrosobenzene, p-nitrosodiphenylamine, ⁇ -nitroso- ⁇ -naphthol N, N-dimethyl p-nitrosoaniline, p-nitrosodiphenylamine, p-nitronedimethylamine, p-nitrone-N, N-diethylamine, N
- the polymerizable composition used in the present invention can contain an antioxidant and the like as necessary.
- antioxidants include hydroquinone derivatives, nitrosamine polymerization inhibitors, hindered phenol antioxidants, and more specifically, tert-butyl hydroquinone, “Q-1300” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
- non-polymerizable liquid crystal compounds and the like can be added as necessary to adjust physical properties.
- a polymerizable compound having no liquid crystallinity is preferably added in the step of preparing a polymerizable solution by mixing the polymerizable compound with an organic solvent and stirring under heating. You may add in the process of mixing a polymerization initiator with a solution, and may add in both processes. The amount of these compounds added is preferably 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, and still more preferably 5% by mass or less, based on the polymerizable composition.
- n and n each independently represents an integer of 1 to 10
- R represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a fluorine atom. These may be the same or different.
- chiral compound having no polymerizable group examples include, for example, pelargonic acid cholesterol having a cholesteryl group as a chiral group, cholesterol stearate, and a product of BDH having a 2-methylbutyl group as a chiral group.
- a 83 and A 84 are each independently 1,4-phenylene group, 1,4-cyclohexylene group, pyridine-2,5-diyl group, pyrimidine-2,5-diyl group, naphthalene-2.
- L 2 is fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, pentafluorosulfuranyl group, nitro group, isocyano group, amino group, hydroxyl group, mercapto group, methylamino group, dimethylamino group, diethylamino group, diisopropylamino.
- R 111 and R 112 independently represent a hydrogen atom, an alkyl group or a fluorine atom having 1 to 10 carbon atoms, R 113 hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, pentafluorosulfuranyl group, a cyano group, a nitro group, an isocyano group, Chioisoshiano group, or one -CH 2 - 2 pcs or nonadjacent
- the above —CH 2 — is independently —O—, —S—, —CO—, —COO—, —OCO—, —CO—S—, —S—CO—, —O—CO—O—.
- n and n each independently represents an integer of 1 to 18, and R represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms or a cyano group.
- R represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms or a cyano group.
- these groups are alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms or alkoxy groups having 1 to 6 carbon atoms, they are all unsubstituted or substituted by one or more halogen atoms.
- These liquid crystal compounds can be used alone or in combination of two or more.
- Specific examples of the compound represented by the general formula (3-b) include compounds represented by the following formulas (3-b-1) to (3-b-16).
- liquid crystalline compounds can be used alone or in combination of two or more.
- R represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or a cyano group.
- these groups are alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms or alkoxy groups having 1 to 6 carbon atoms, they are all unsubstituted or substituted by one or more halogen atoms.
- These liquid crystalline compounds can be used alone or in combination of two or more.
- each n independently represents an integer of 1 to 10.
- R represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or a cyano group.
- these groups are alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, or alkoxy groups having 1 to 6 carbon atoms, they are all unsubstituted or substituted by one or more halogen atoms.
- These liquid crystalline compounds can be used alone or in combination of two or more.
- Specific examples of the compound represented by the general formula (6-b) include compounds represented by the following formulas (6-b-1) to (6-b-23).
- R represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or an alkoxy having 1 to 6 carbon atoms.
- These liquid crystal compounds may be used alone or in combination of two or more.
- Specific examples of the compound represented by the general formula (7-b) include compounds represented by the following formulas (7-b-1) to (7-b-25).
- R represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or a cyano group.
- These groups are alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms. Or in the case of an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, all may be unsubstituted or substituted by one or more halogen atoms.
- These liquid crystalline compounds It can also be used and can also be used in mixture of 2 or more types.
- the polymerizable composition of the present invention may contain an alignment material that improves the orientation in order to improve the orientation.
- the alignment material to be used may be a known and usual one as long as it is soluble in a solvent capable of dissolving the liquid crystalline compound having a polymerizable group used in the polymerizable composition of the present invention. It can be added as long as the orientation is not significantly deteriorated. Specifically, it is preferably 0.05 to 30% by weight, more preferably 0.5 to 15% by weight, and more preferably 1 to 10% by weight based on the total amount of the polymerizable liquid crystal compound contained in the polymerizable liquid crystal composition. Particularly preferred.
- the alignment material is polyimide, polyamide, BCB (Penzocyclobutene Polymer), polyvinyl alcohol, polycarbonate, polystyrene, polyphenylene ether, polyarylate, polyethylene terephthalate, polyether sulfone, epoxy resin, epoxy acrylate resin, acrylic Resin, coumarin compound, chalcone compound, cinnamate compound, fulgide compound, anthraquinone compound, azo compound, arylethene compound, and other compounds that can be photoisomerized or photodimerized, but materials that are oriented by UV irradiation or visible light irradiation (Photo-alignment material) is preferable.
- R represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxy group, a nitro group
- R ′ represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. May be linear or branched, and any hydrogen atom in the alkyl group may be substituted with a fluorine atom, and one —CH 2 — or adjacent group in the alkyl group may be substituted.
- two or more —CH 2 — groups independently represent —O—, —S—, —CO—, —COO—, —OCO—, —CO—S—, —S—CO—, —O—.
- the polymer of the present invention is obtained by polymerizing the polymerizable composition of the present invention in a state containing an initiator.
- the polymer of the present invention is used for optical anisotropic bodies, retardation films, lenses, colorants, printed materials and the like.
- optical anisotropic body manufacturing method (Optical anisotropic)
- the polymerizable composition of the present invention is coated on a substrate or a substrate having an alignment function, and the liquid crystal molecules in the polymerizable liquid crystal composition of the present invention are uniformly retained in a nematic phase or a smectic phase.
- the optical anisotropic body of the present invention is obtained by orienting and polymerizing.
- the base material used for the optical anisotropic body of the present invention is a base material usually used for liquid crystal display elements, organic light emitting display elements, other display elements, optical components, colorants, markings, printed matter and optical films, If it is the material which has heat resistance which can endure the heating at the time of drying after application
- base materials include glass base materials, metal base materials, ceramic base materials, plastic base materials, and organic materials such as paper.
- the substrate when the substrate is an organic material, examples thereof include cellulose derivatives, polyolefins, polyesters, polyolefins, polycarbonates, polyacrylates, polyarylates, polyether sulfones, polyimides, polyphenylene sulfides, polyphenylene ethers, nylons, and polystyrenes.
- plastic substrates such as polyester, polystyrene, polyolefin, cellulose derivatives, polyarylate, and polycarbonate are preferable.
- a shape of a base material you may have a curved surface other than a flat plate. These base materials may have an electrode layer, an antireflection function, and a reflection function as needed.
- surface treatment of these substrates may be performed.
- the surface treatment include ozone treatment, plasma treatment, corona treatment, silane coupling treatment, and the like.
- an organic thin film, an inorganic oxide thin film, a metal thin film, etc. are provided on the surface of the substrate by a method such as vapor deposition, or in order to add optical added value.
- the material may be a pickup lens, a rod lens, an optical disk, a retardation film, a light diffusion film, a color filter, or the like. Among these, a pickup lens, a retardation film, a light diffusion film, and a color filter that have higher added value are preferable.
- the base material may be subjected to a normal orientation treatment or may be provided with an orientation film so that the polymerizable composition is oriented when the polymerizable composition of the present invention is applied and dried.
- an orientation film so that the polymerizable composition is oriented when the polymerizable composition of the present invention is applied and dried.
- stretching, rubbing, polarization ultraviolet visible light irradiation treatment, ion beam treatment, oblique deposition process of the SiO 2 to the substrate, and the like When the alignment film is used, a known and conventional alignment film is used.
- Such alignment films include polyimide, polysiloxane, polyamide, polyvinyl alcohol, polycarbonate, polystyrene, polyphenylene ether, polyarylate, polyethylene terephthalate, polyethersulfone, epoxy resin, epoxy acrylate resin, acrylic resin, azo compound, coumarin.
- Examples thereof include compounds such as compounds, chalcone compounds, cinnamate compounds, fulgide compounds, anthraquinone compounds, azo compounds and arylethene compounds, and polymers and copolymers of the above compounds.
- the compound subjected to the alignment treatment by rubbing is preferably an alignment treatment or a compound in which crystallization of the material is promoted by inserting a heating step after the alignment treatment.
- an alignment film used for a TN type liquid crystal display element is provided on the substrate, a polymerizable liquid crystal layer having a slightly inclined alignment is obtained, and the alignment film used for an STN type liquid crystal display element is obtained.
- a polymerizable liquid crystal layer having a large alignment gradient can be obtained.
- Application methods for obtaining the optical anisotropic body of the present invention include applicator method, bar coating method, spin coating method, roll coating method, direct gravure coating method, reverse gravure coating method, flexo coating method, ink jet method, and die coating. Methods, cap coating methods, dip coating methods, slit coating methods, spray coating methods, and the like can be used. After applying the polymerizable composition, it is dried.
- the liquid crystal molecules in the polymerizable composition of the present invention are preferably uniformly aligned while maintaining the smectic phase or nematic phase.
- One of the methods is a heat treatment method. Specifically, after coating the polymerizable composition of the present invention on a substrate, the N (nematic phase) -I (isotropic liquid phase) transition temperature (hereinafter abbreviated as the NI transition temperature) of the liquid crystal composition. ) By heating to the above, the liquid crystal composition is brought into an isotropic liquid state. From there, it is gradually cooled as necessary to develop a nematic phase.
- a heat treatment may be performed such that the temperature is maintained for a certain time within a temperature range in which the nematic phase of the polymerizable composition of the present invention is expressed.
- the heating temperature is too high, the polymerizable liquid crystal compound may deteriorate due to an undesirable polymerization reaction. Moreover, when it cools too much, a polymeric composition raise
- the liquid crystal phase is cooled to a minimum temperature at which phase separation does not occur, that is, is supercooled, and polymerization is performed in a state where the liquid crystal phase is aligned at the temperature.
- a minimum temperature at which phase separation does not occur that is, is supercooled
- polymerization is performed in a state where the liquid crystal phase is aligned at the temperature.
- the polymerization treatment of the dried polymerizable composition is generally performed by light irradiation such as visible ultraviolet rays or heating in a uniformly oriented state.
- light irradiation such as visible ultraviolet rays or heating in a uniformly oriented state.
- visible ultraviolet light having a wavelength of 420 nm or less is preferably irradiated, and ultraviolet light having a wavelength of 250 to 400 nm is most preferably irradiated.
- the polymerizable composition causes decomposition or the like due to visible ultraviolet light of 420 nm or less, it may be preferable to perform polymerization treatment with visible ultraviolet light of 420 nm or more.
- Examples of the method for polymerizing the polymerizable composition of the present invention include a method of irradiating active energy rays and a thermal polymerization method. However, the reaction proceeds at room temperature without requiring heating, and the active energy rays are irradiated. Among them, a method of irradiating light such as ultraviolet rays is preferable because the operation is simple.
- the temperature at the time of irradiation is preferably set to 30 ° C. or less as much as possible in order to avoid the induction of thermal polymerization of the polymerizable composition by setting the temperature at which the polymerizable composition of the present invention can maintain the liquid crystal phase.
- the polymerizable liquid crystal composition usually has a temperature within the range from the C (solid phase) -N (nematic) transition temperature (hereinafter abbreviated as the CN transition temperature) to the NI transition temperature range during the temperature rising process. Shows liquid crystal phase.
- the CN transition temperature N (nematic) transition temperature
- the NI transition temperature N (nematic) transition temperature range during the temperature rising process. Shows liquid crystal phase.
- the temperature lowering process since the thermodynamically non-equilibrium state is obtained, there is a case where the liquid crystal state is not solidified even at a temperature below the CN transition temperature. This state is called a supercooled state.
- the liquid crystal composition in a supercooled state is also included in the state in which the liquid crystal phase is retained.
- irradiation with ultraviolet light of 400 nm or less is preferable, and irradiation with light having a wavelength of 250 to 400 nm is most preferable.
- the polymerizable composition causes decomposition or the like due to ultraviolet light of 400 nm or less, it may be preferable to perform the polymerization treatment with visible light of 400 nm or more.
- This light is preferably diffused light and unpolarized light.
- Ultraviolet irradiation intensity in the range of 0.05kW / m 2 ⁇ 10kW / m 2 is preferred. In particular, the range of 0.1 kW / m 2 to 2 kW / m 2 is preferable.
- the ultraviolet intensity is less than 0.05 kW / m 2 , it takes a lot of time to complete the polymerization.
- the strength exceeds 2 kW / m 2 , the liquid crystal molecules in the polymerizable composition tend to be photodegraded, or a large amount of polymerization heat is generated to increase the temperature during the polymerization. May change, and the retardation of the film after polymerization may be distorted.
- the orientation state of the unpolymerized part is changed by applying an electric field, a magnetic field or temperature, and then the unpolymerized part is polymerized.
- An optical anisotropic body having a plurality of regions having orientation directions can also be obtained.
- the alignment was regulated in advance by applying an electric field, magnetic field or temperature to the unpolymerized polymerizable liquid crystal composition, and the state was maintained.
- An optical anisotropic body having a plurality of regions having different orientation directions can also be obtained by irradiating light from above the mask and polymerizing it.
- the optical anisotropic body obtained by polymerizing the polymerizable liquid crystal composition of the present invention can be peeled off from the substrate and used alone as an optical anisotropic body, or it can be used as an optical anisotropic body as it is without peeling off from the substrate. You can also In particular, since it is difficult to contaminate other members, it is useful when used as a laminated substrate or by being attached to another substrate.
- the retardation film of the present invention contains the optical anisotropic body, and the liquid crystalline compound forms a uniform continuous alignment state with respect to the substrate, and is in-plane with respect to the substrate. It is only necessary to have biaxiality outside, in-plane and out-of-plane, or in-plane.
- an adhesive, an adhesive layer, an adhesive, an adhesive layer, a protective film, a polarizing film, or the like may be laminated.
- a retardation film for example, a positive A plate in which a rod-like liquid crystalline compound is substantially horizontally aligned with respect to a base material, and a negative A plate in which a disk-like liquid crystalline compound is vertically uniaxially oriented with respect to a base material
- a positive C plate in which rod-like liquid crystalline compounds are aligned substantially vertically with respect to the substrate, a rod-like liquid crystalline compound is cholesteric aligned with respect to the substrate, or a negative C in which disc-like liquid crystalline compounds are horizontally aligned uniaxially.
- orientation mode of a plate, a biaxial plate, a positive O plate in which a rod-like liquid crystalline compound is hybrid-aligned with respect to a substrate, and a negative O plate in which a disc-like liquid crystalline compound is hybrid-aligned with respect to a substrate can be applied.
- various orientation modes can be applied without particular limitation as long as the viewing angle dependency is improved.
- orientation modes of positive A plate, negative A plate, positive C plate, negative C plate, biaxial plate, positive O plate, and negative O plate can be applied.
- the positive A plate means an optical anisotropic body in which the polymerizable liquid crystal composition is homogeneously aligned.
- a negative C plate means the optically anisotropic body which made the polymerizable liquid crystal composition the cholesteric orientation.
- a positive A plate it is preferable to use a positive A plate as the first retardation layer in order to compensate the viewing angle dependence of polarization axis orthogonality and widen the viewing angle.
- the positive A plate has a refractive index in the in-plane slow axis direction of the film as nx, a refractive index in the in-plane fast axis direction of the film as ny, and a refractive index in the thickness direction of the film as nz,
- the positive A plate preferably has an in-plane retardation value in the range of 30 to 500 nm at a wavelength of 550 nm.
- the thickness direction retardation value is not particularly limited.
- the Nz coefficient is preferably in the range of 0.9 to 1.1.
- a so-called negative C plate having negative refractive index anisotropy as the second retardation layer.
- a negative C plate may be laminated on a positive A plate.
- the negative C plate has a refractive index nx in the in-plane slow axis direction of the retardation layer, ny in the in-plane fast axis direction of the retardation layer, and a refractive index in the thickness direction of the retardation layer.
- the thickness direction retardation value of the negative C plate is preferably in the range of 20 to 400 nm.
- the refractive index anisotropy in the thickness direction is represented by a thickness direction retardation value Rth defined by the following formula (2).
- a thickness direction retardation value Rth an in-plane retardation value R 0 , a retardation value R 50 measured with a slow axis as an inclination axis and an inclination of 50 °, a film thickness d, and an average refractive index n 0 of the film are used.
- nx, ny, and nz can be obtained by numerical calculation from the equation (1) and the following equations (4) to (7), and these can be substituted into the equation (2).
- the polymerizable composition of the present invention is coated on a base material or a base material having an orientation function, or injected into a lens-shaped mold, and uniformly oriented while maintaining a nematic phase or a smectic phase. By polymerizing, it can be used for the lens of the present invention.
- the shape of the lens include a simple cell type, a prism type, and a lenticular type.
- the polymerizable composition of the present invention is coated on a substrate or a substrate having an alignment function, and is uniformly aligned and polymerized while maintaining a nematic phase or a smectic phase. It can be used for an element. Examples of usage forms include optical compensation films, patterned retardation films for liquid crystal stereoscopic display elements, retardation correction layers for color filters, overcoat layers, alignment films for liquid crystal media, and the like.
- the liquid crystal display element has a liquid crystal medium layer, a TFT drive circuit, a black matrix layer, a color filter layer, a spacer, and a liquid crystal medium layer at least sandwiched by corresponding electrode circuits on at least two base materials.
- the layer, the polarizing plate layer, and the touch panel layer are arranged outside the two substrates, but in some cases, the optical compensation layer, the overcoat layer, the polarizing plate layer, and the electrode layer for the touch panel are narrowed in the two substrates. May be held.
- Alignment modes of liquid crystal display elements include TN mode, VA mode, IPS mode, FFS mode, OCB mode, etc.
- a phase difference corresponding to the orientation mode is used.
- the liquid crystalline compound in the polymerizable composition may be substantially horizontally aligned with the substrate.
- a liquid crystalline compound having more polymerizable groups in one molecule may be thermally polymerized.
- the organic light emitting display of the present invention can be used for an element.
- it can be used as an antireflection film of an organic light emitting display element by combining the retardation film obtained by the polymerization and a polarizing plate.
- the angle formed by the polarizing axis of the polarizing plate and the slow axis of the retardation film is preferably about 45 °.
- the polarizing plate and the retardation film may be bonded together with an adhesive or a pressure-sensitive adhesive. Moreover, you may laminate
- the polarizing plate used at this time may be in the form of a film doped with a pigment or in the form of a metal such as a wire grid.
- a polymer obtained by polymerizing the polymerizable composition of the present invention in a nematic phase, a smectic phase, or in a state of being oriented on a substrate having an orientation function should be used as a heat dissipation material for an illumination element, particularly a light emitting diode element. You can also.
- the form of the heat dissipation material is preferably a prepreg, a polymer sheet, an adhesive, a sheet with metal foil, or the like.
- the polymerizable composition of the present invention can be used as the optical component of the present invention by polymerizing the polymerizable composition while maintaining a nematic phase or a smectic phase, or in combination with an alignment material.
- the polymerizable composition of the present invention can be combined with or added to a dichroic dye, a lyotropic liquid crystal, a chromonic liquid crystal, or the like to be used as a polarizing film.
- CPN cyclopentanone
- Example 1 After the dissolution was confirmed, the solution was returned to room temperature, and 4 parts of the compound represented by the formula (b-1-1), the formula (b-3-1) -1), 2 parts of the compound represented by the formula (c-1-7), and 0.1 part of Megafac F-554 (F-554: manufactured by DIC Corporation) were added. Further stirring was performed to obtain a solution. The solution was clear and uniform. The resulting solution was filtered through a 0.20 ⁇ m membrane filter to obtain the polymerizable composition (1) of Example 1.
- Examples 2 to 52, Comparative Examples 1 to 4 The polymerizable compositions (2) to 52 of Examples 2 to 52 were prepared under the same conditions as the preparation of the polymerizable composition (1) of Example 1 except that the respective compounds shown in the following table were changed to the ratios shown in the following table. Polymeric compositions (C1) to (C4) of (52) and Comparative Examples 1 to 4 were obtained.
- Tables 1 to 6 below show specific compositions of the polymerizable compositions (1) to (52) of Examples 1 to 52 of the present invention and the polymerizable compositions (C1) to (C4) of Comparative Examples 1 to 4. Indicates.
- Examples 91 to 99, 102 The polymerizable composition used was changed to the polymerizable composition (4) to (6), (12), (19), (20), (24) to (27), and (40) of the present invention, respectively. Obtained optical anisotropic bodies of Examples 91 to 99 and Example 102 under the same conditions as in Example 90. The orientation evaluation, retardation ratio, and curability evaluation of the obtained optical anisotropic body were performed in the same manner as in Example 53.
- Example 111 The polymerizable composition (49) obtained in Example 49 was applied to a glass substrate having a thickness of 0.7 mm using a spin coating method, dried at 60 ° C. for 2 minutes, and further dried at 120 ° C. for 2 minutes. Then, the temperature was returned to 60 ° C., and 313 nm linearly polarized light was irradiated at an intensity of 10 mW / cm 2 for 50 seconds. Thereafter, the coating film was returned to room temperature and irradiated with ultraviolet rays at an intensity of 30 mW / cm 2 for 30 seconds using a high-pressure mercury lamp to obtain the optical anisotropic body of Example 111.
- Example 115 to 137 The polymerizable compositions (53) to 115 of Examples 115 to 137 were prepared under the same conditions as the preparation of the polymerizable composition (1) of Example 1 except that the respective compounds shown in the following table were changed to the ratios shown in the following table. (75) was obtained.
- the maximum absorption wavelength of UV-visible light of the polymerizable compound satisfying the general formula (I) is shown in the table below.
- the maximum absorption wavelength of UV-visible light is determined by dissolving the polymerizable compound and the photopolymerization initiator in acetonitrile so as to have a concentration of 20 ppm, and placing the solution in a quartz cell having an optical path length of 1 cm. This is a value measured with a photometer “V-560” (manufactured by JASCO Corporation).
- phase transition temperature T NI Phase transition temperature T NI
- N a nematic phase
- I an isotropic phase
- T NI a transition temperature (unit: ° C.) between the nematic phase and the isotropic phase.
- the polymerizable compositions (53) to (75) of the present invention were applied to the rubbed substrate by a spin coating method and dried at 80 ° C. for 2 minutes. After the obtained coating film was cooled to room temperature, the temperature was raised from 80 ° C. at a rate of temperature rise of 2 ° C./min using a melting point measuring device, and the phase transition temperature T NI was measured. The results obtained are shown in the table below.
- Example 138 The polyimide solution for alignment film was applied to a glass substrate having a thickness of 0.7 mm using a spin coating method, dried at 100 ° C. for 10 minutes, and then baked at 200 ° C. for 60 minutes to obtain a coating film. The obtained coating film was rubbed. The rubbing treatment was performed using a commercially available rubbing apparatus.
- the polymerizable composition (53) of the present invention was applied to the rubbed substrate by a spin coating method and dried at a phase transition temperature T NI -20 ° C. for 2 minutes so that a nematic phase could be developed.
- the obtained coating film was cooled to room temperature, and then irradiated with ultraviolet rays at an intensity of 30 mW / cm 2 for 30 seconds using a high pressure mercury lamp, to obtain an optical anisotropic body of Example 53.
- the obtained optical anisotropic body was evaluated for orientation, retardation ratio, and curability according to the following criteria.
- an in-plane retardation (Re ( 550)) was 138 nm.
- the ratio Re (450) / Re (550) between the in-plane retardation (Re (450)) and Re (550) at a wavelength of 450 nm was 0.864, and a retardation film with good uniformity was obtained.
- An optical anisotropic body prepared as a sample for evaluation was placed under crossed Nicols, and the film surface as an optical anisotropic body was rubbed with a cotton swab soaked with methyl isobutyl ketone, and the number of times until the film was peeled off was visually evaluated.
- Examples 139 to 154 Optical anisotropic bodies of Examples 139 to 154 were obtained under the same conditions as in Example 138, except that the polymerizable compositions used were changed to the polymerizable compositions (54) to (69) of the present invention, respectively. .
- the orientation evaluation, retardation ratio, and curability evaluation of the obtained optical anisotropic body were performed in the same manner as in Example 53.
- Example 155 After laminating a silane coupling type vertical alignment film on the TAC film substrate, the polymerizable composition (70) of the present invention was applied by a bar coating method and dried at 90 ° C. for 2 minutes. The obtained coating film is cooled to room temperature, and then irradiated with ultraviolet rays at a conveyor speed of 6 m / min using a UV conveyor device (manufactured by GS Yuasa Co., Ltd.), and is an optical anisotropic body that is a positive C plate of Example 155 Got. The orientation evaluation, retardation ratio, and coating unevenness evaluation of the obtained optical anisotropic body were performed in the same manner as in Example 138.
- Examples 156 to 158 Under the same conditions as in Example 155, except that the polymerizable composition used was changed to the polymerizable compositions (71) to (73) of the present invention, the homeotropically aligned optically anisotropic bodies of Examples 156 to 158 were used. Obtained. The orientation evaluation, retardation ratio, and curability evaluation of the obtained optical anisotropic body were performed in the same manner as in Example 155.
- Example 160 A hybrid-oriented optically anisotropic body of Example 160 was obtained under the same conditions as Example 159 except that the polymerizable composition used was changed to the polymerizable composition (75) of the present invention.
- the orientation evaluation, retardation ratio, and curability evaluation of the obtained optical anisotropic body were performed in the same manner as in Example 138.
- Example 161 A PET film having a thickness of 180 ⁇ m was rubbed using a commercially available rubbing apparatus, and then the polymerizable composition (60) of the present invention was applied by a bar coating method and dried at 80 ° C. for 2 minutes. The obtained coating film is cooled to room temperature, and then irradiated with ultraviolet rays at a conveyor speed of 5 m / min using a UV conveyor device (manufactured by GS Yuasa Co., Ltd.) having a lamp output of 2 kW to obtain a homogeneously oriented optical anisotropic body. It was. The orientation evaluation, retardation ratio, and curability evaluation of the obtained optical anisotropic body were performed in the same manner as in Example 138.
- the obtained optical anisotropic body has a phase difference Re (550) of 137 nm and a ratio Re (450) / Re (550) of the in-plane phase difference (Re (450)) and Re (550) at a wavelength of 450 nm of 0.837.
- a retardation film with good uniformity was obtained.
- the film did not peel at all even when rubbed 20 times or more.
- a polyvinyl alcohol film having an average degree of polymerization of about 2400 and a saponification degree of 99.9 mol% or more and a thickness of 75 ⁇ m was uniaxially stretched about 5.5 times in a dry manner, and further kept at 60 ° C.
- After being immersed in pure water for 60 seconds it was immersed in an aqueous solution having a weight ratio of iodine / potassium iodide / water of 0.05 / 5/100 at 28 ° C. for 20 seconds. Then, it was immersed in an aqueous solution having a weight ratio of potassium iodide / boric acid / water of 8.5 / 8.5 / 100 at 72 ° C. for 300 seconds.
- the film was washed with pure water at 26 ° C. for 20 seconds and then dried at 65 ° C. to obtain a polarizing film in which iodine was adsorbed and oriented on a polyvinyl alcohol resin.
- the optically anisotropic body formed from the polymerizable compositions (1) to (75) of the present invention using one or more hydrogen abstraction type photopolymerization initiators (C) having a peak is evaluated for orientation.
- the retardation ratio and curability evaluation results are all good, and it can be said that the productivity is excellent.
- a photopolymerization initiator a compound represented by formula (b-1-1), a compound represented by formula (b-3-2-1), and a compound represented by formula (c-1-5)
- the results of evaluation of alignment, retardation ratio, and evaluation of curability were very good.
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Abstract
Description
即ち本発明は、
a)波長320~380nmに紫外光線の極大吸収ピークを有し、1つまたは2つ以上の重合性基を有し、かつ、式(I)を満たす1種又は2種以上の重合性化合物、
Re(450nm)/Re(550nm)<1.0 (I)
(式中、Re(450nm)は、前記1つまたは2つ以上の重合性基を有する重合性化合物を基板上に分子の長軸方向が実質的に基板に対して水平に配向させたときの450nmの波長における面内位相差、Re(550nm)は、前記1つまたは2つ以上の重合性基を有する重合性化合物を基板上に分子の長軸方向が実質的に基板に対して水平に配向させたときの550nmの波長における面内位相差を表す。)
b)波長250~330nmに紫外光線の極大吸収ピークを有する1種又は2種以上の分子内結合開裂型光重合開始剤(B)、
c)波長360~420nmに紫外-可視光線の極大吸収ピークを有する1種又は2種以上の水素引き抜き型光重合開始剤(C)を含有する重合性組成物を提供する。
本発明の1つまたは2つ以上の重合性基を有する重合性化合物は、前記化合物の複屈折性が可視光領域において、短波長側より長波長側で大きい特徴を有する。具体的には、波長320~380nmに紫外光線の極大吸収ピークを有し、式(I)
Re(450nm)/Re(550nm)<1.0 (I)
(式中、Re(450nm)は、前記1つまたは2つ以上の重合性基を有する重合性化合物を基板上に分子の長軸方向が実質的に基板に対して水平に配向させたときの450nmの波長における面内位相差、Re(550nm)は、前記1つまたは2つ以上の重合性基を有する重合性化合物を基板上に分子の長軸方向が実質的に基板に対して水平に配向させたときの550nmの波長における面内位相差、を表す。)
を満たしていればよく、紫外線領域や赤外線領域では複屈折性が短波長側より長波長側で大きい必要はない。
S11~S72はスペーサー基を又は単結合を表すが、S11~S72が複数存在する場合それらは各々同一であっても異なっていても良く、
X11~X72は-O-、-S-、-OCH2-、-CH2O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-、-COO-CH2-、-OCO-CH2-、-CH2-COO-、-CH2-OCO-、-CH=CH-、-N=N-、-CH=N-N=CH-、-CF=CF-、-C≡C-又は単結合を表すが、X11~X72が複数存在する場合それらは各々同一であっても異なっていても良く(ただし、各P-(S-X)-結合には-O-O-を含まない。)、
MG11~MG71は各々独立して式(a)を表し、
A11、A12は各々独立して1,4-フェニレン基、1,4-シクロヘキシレン基、ピリジン-2,5-ジイル基、ピリミジン-2,5-ジイル基、ナフタレン-2,6-ジイル基、ナフタレン-1,4-ジイル基、テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基又は1,3-ジオキサン-2,5-ジイル基を表すが、これらの基は無置換又は1つ以上のL1によって置換されても良いが、A11及び/又はA12が複数現れる場合は各々同一であっても異なっていても良く、
Z11及びZ12は各々独立して-O-、-S-、-OCH2-、-CH2O-、-CH2CH2-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-、-COO-CH2-、-OCO-CH2-、-CH2-COO-、-CH2-OCO-、-CH=CH-、-N=N-、-CH=N-、-N=CH-、-CH=N-N=CH-、-CF=CF-、-C≡C-又は単結合を表すが、Z11及び/又はZ12が複数現れる場合は各々同一であっても異なっていても良く、
Mは下記の式(M-1)から式(M-11)
Gは下記の式(G-1)から式(G-6)
W81は少なくとも1つの芳香族基を有する、炭素原子数5から30の基を表すが、当該基は無置換又は1つ以上のL1によって置換されても良く、
W82は水素原子、又は、炭素原子数1から20のアルキル基を表すが、当該アルキル基は直鎖状であっても分岐状であっても良く、当該アルキル基中の任意の水素原子はフッ素原子及び/又は-OHに置換されても良く、当該アルキル基中の1個の-CH2-又は隣接していない2個以上の-CH2-は各々独立して-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-又は-C≡C-によって置換されても良く、若しくは、W82はW81と同様の意味を表しても良く、また、W81及びW82は互いに連結し同一の環構造を形成しても良く、或いはW82は下記の基
W83及びW84はそれぞれ独立してハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシ基、ニトロ基、カルボキシル基、カルバモイルオキシ基、アミノ基、スルファモイル基、少なくとも1つの芳香族基を有する炭素原子数5から30の基、炭素原子数1から20のアルキル基、炭素原子数3から20のシクロアルキル基、炭素原子数2から20のアルケニル基、炭素原子数3から20のシクロアルケニル基、炭素原子数1から20のアルコキシ基、炭素原子数2から20のアシルオキシ基、炭素原子数2から20の又は、アルキルカルボニルオキシ基を表すが、前記アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルコキシ基、アシルオキシ基、アルキルカルボニルオキシ基中の1個の-CH2-又は隣接していない2個以上の-CH2-は各々独立して-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-又は-C≡C-によって置換されても良く、但し、上記Mが式(M-1)~式(M-10)から選択される場合Gは式(G-1)~式(G-5)から選択され、Mが式(M-11)である場合Gは式(G-6)を表し、
L1はフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、ペンタフルオロスルフラニル基、ニトロ基、イソシアノ基、アミノ基、ヒドロキシル基、メルカプト基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、トリメチルシリル基、ジメチルシリル基、チオイソシアノ基、又は、炭素原子数1から20のアルキル基を表すが、当該アルキル基は直鎖状であっても分岐状であっても良く、任意の水素原子はフッ素原子に置換されても良く、当該アルキル基中の1個の-CH2-又は隣接していない2個以上の-CH2-は各々独立して-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-又は-C≡C-から選択される基によって置換されても良いが、化合物内にL1が複数存在する場合それらは同一であっても異なっていても良く、
j11は1から5の整数、j12は1~5の整数を表すが、j11+j12は2から5の整数を表す。)、R11及びR31は水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、ペンタフルオロスルフラニル基、シアノ基、ニトロ基、イソシアノ基、チオイソシアノ基、又は、炭素原子数1から20のアルキル基を表すが、当該アルキル基は直鎖状であっても分岐状であっても良く、当該アルキル基中の任意の水素原子はフッ素原子に置換されても良く、当該アルキル基中の1個の-CH2-又は隣接していない2個以上の-CH2-は各々独立して-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-又は-C≡C-によって置換されても良く、m11は0~8の整数を表し、m2~m7、n2~n7、l4~l6、k6は各々独立して0から5の整数を表す。)
一般式(1)から一般式(7)において、重合性基P11~P74は下記の式(P-1)から式(P-20)
W81は少なくとも1つの芳香族基を有する、炭素原子数5から30の基を表すが、当該基は無置換であるか又は1つ以上のL1によって置換されても良く、
W82は、水素原子、又は、炭素原子数1から20のアルキル基を表すが、当該アルキル基は直鎖状であっても分岐状であっても良く、当該アルキル基中の任意の水素原子はフッ素原子及び/又は-OHに置換されても良く、当該アルキル基中の1個の-CH2-又は隣接していない2個以上の-CH2-は各々独立して-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-又は-C≡C-によって置換されても良く、若しくは、W82はW81と同様の意味を表しても良く、また、W81及びW82は一緒になって環構造を形成しても良く、或いはW82は下記の基
本発明の重合性組成物には、波長250~330nmに紫外光線の極大吸収ピークを有する1種又は2種以上の分子内結合開裂型光重合開始剤(B)、波長360~420nmに紫外-可視光線の極大吸収ピークを有する1種又は2種以上の水素引き抜き型光重合開始剤(C)を同時に含有する。分子内結合開裂型重合開始剤とは、光を照射すると励起状態となり自分子内で開裂を生じ、ラジカル重合開始点を生じる光重合開始剤をいう。また、水素引き抜き型光重合開始剤とは、重合体から水素を引き抜き、重合体にラジカル重合開始点を作る光重合開始剤をいう。
R2a、R2b及びR2cは、それぞれ独立して、下記の式(R2-1)から式(R2-7)から選ばれる基を表す。)
上記式(b-2)で表される化合物として具体的には、下記の式(b-2-1)~式(b-2-5)で表される化合物が好ましく、式(b-2-1)又は式(b-2-5)がより好ましい。
上記式(b-3-1)および式(b-3-2)で表される化合物として具体的には、下記の式(b-3-1-1)~式(b-3-1-2)及び式(b-3-2-1)~(b-3-2-2)で表される化合物が好ましく、式(b-3-1-1)、式(b-3-2-1)又は式(b-3-2-2)がより好ましい。
上記式(c-1)で表される化合物として具体的には、下記の式(c-1-1)~式(c-1-8)で表される化合物が好ましく、式(c-1-5)又は式(c-1-7)がより好ましい。
本発明に用いる重合性組成物は、各々の目的に応じて汎用の添加剤を使用することもできる。例えば、重合禁止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、レベリング剤、配向制御剤、連鎖移動剤、赤外線吸収剤、チキソ剤、帯電防止剤、色素、フィラー、キラル化合物、重合性基を有する非液晶性化合物、その他液晶化合物、配向材料等の添加剤を液晶の配向性を著しく低下させない程度添加することができる。
本発明に用いる重合性組成物は、必要に応じて重合禁止剤を含有することができる。用いる重合禁止剤としては、特に限定はなく、公知慣例のものが使用できる。
本発明に用いる重合性組成物は、必要に応じて酸化防止剤等を含有することができる。そのような化合物として、ヒドロキノン誘導体、ニトロソアミン系重合禁止剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤等が挙げられ、より具体的には、tert-ブチルハイドロキノン、和光純薬工業社の「Q-1300」、「Q-1301」、ペンタエリスリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート「IRGANOX1010」、チオジエチレンビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート「IRGANOX1035」、オクタデシル-3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート「IRGANOX1076」、「IRGANOX1135」、「IRGANOX1330」、4,6-ビス(オクチルチオメチル)-o-クレゾール「IRGANOX1520L」、「IRGANOX1726」、「IRGANOX245」、「IRGANOX259」、「IRGANOX3114」、「IRGANOX3790」、「IRGANOX5057」、「IRGANOX565」(以上、BASF株式会社製)、株式会社ADEKA製のアデカスタブAO-20、AO-30、AO-40、AO-50、AO-60、AO-80、住友化学株式会社のスミライザーBHT、スミライザーBBM-S、およびスミライザーGA-80等々があげられる。
本発明に用いる重合性組成物は、必要に応じて紫外線吸収剤や光安定剤を含有することができる。用いる紫外線吸収剤や光安定剤は特に限定はないが、光学異方体や光学フィルム等の耐光性を向上させるものが好ましい。
(レベリング剤)
本発明の重合性組成物は、必要に応じてレベリング剤を含有することができる。用いるレベリング剤は特に限定はないが、光学異方体や光学フィルム等の薄膜を形成する場合に膜厚むらを低減させるためものが好ましい。 前記レベリング剤としては、アルキルカルボン酸塩、アルキルリン酸塩、アルキルスルホン酸塩、フルオロアルキルカルボン酸塩、フルオロアルキルリン酸塩、フルオロアルキルスルホン酸塩、ポリオキシエチレン誘導体、フルオロアルキルエチレンオキシド誘導体、ポリエチレングリコール誘導体、アルキルアンモニウム塩、フルオロアルキルアンモニウム塩類等が挙げられる。
「フタージェント100」、「フタージェント100C」、「フタージェント110」、「フタージェント150」、「フタージェント150CH」、「フタージェント100A-K」、「フタージェント300」、「フタージェント310」、「フタージェント320」、「フタージェント400SW」、「フタージェント251」、「フタージェント215M」、「フタージェント212M」、「フタージェント215M」、「フタージェント250」、「フタージェント222F」、「フタージェント212D」、「FTX-218」、「フタージェント209F」、「フタージェント245F」、「フタージェント208G」、「フタージェント240G」、「フタージェント212P」、「フタージェント220P」、「フタージェント228P」、「DFX-18」、「フタージェント601AD」、「フタージェント602A」、「フタージェント650A」、「フタージェント750FM」、「FTX-730FM」、「フタージェント730FL」、「フタージェント710FS」、「フタージェント710FM」、「フタージェント710FL」、「フタージェント750LL」、「FTX-730LS」、「フタージェント730LM」、(以上、株式会社ネオス製)、
「BYK-300」、「BYK-302」、「BYK-306」、「BYK-307」、「BYK-310」、「BYK-315」、「BYK-320」、「BYK-322」、「BYK-323」、「BYK-325」、「BYK-330」、「BYK-331」、「BYK-333」、「BYK-337」、「BYK-340」、「BYK-344」、「BYK-370」、「BYK-375」、「BYK-377」、「BYK-350」、「BYK-352」、「BYK-354」、「BYK-355」、「BYK-356」、「BYK-358N」、「BYK-361N」、「BYK-357」、「BYK-390」、「BYK-392」、「BYK-UV3500」、「BYK-UV3510」、「BYK-UV3570」、「BYK-Silclean3700」(以上、BYK株式会社製)、
「TEGO Rad2100」、「TEGO Rad2011」、「TEGO Rad2200N」、「TEGO Rad2250」、「TEGO Rad2300」、「TEGO Rad2500」、「TEGO Rad2600」、「TEGO Rad2650」、「TEGO Rad2700」、「TEGO Flow300」、「TEGO Flow370」、「TEGO Flow425」、「TEGO Flow ATF2」、「TEGO Flow ZFS460」、「TEGO Glide100」、「TEGO Glide110」、「TEGO Glide130」、「TEGO Glide410」、「TEGO Glide411」、「TEGO Glide415」、「TEGO Glide432」、「TEGO Glide440」、「TEGO Glide450」、「TEGO Glide482」、「TEGO Glide A115」、「TEGO Glide B1484」、「TEGO Glide ZG400」、「TEGO Twin4000」、「TEGO Twin4100」、「TEGO Twin4200」、「TEGO Wet240」、「TEGO Wet250」、「TEGO Wet260」、「TEGO Wet265」、「TEGO Wet270」、「TEGO Wet280」、「TEGO Wet500」、「TEGO Wet505」、「TEGO Wet510」、「TEGO Wet520」、「TEGO Wet KL245」、(以上、エボニック・インダストリーズ株式会社製)、「FC-4430」、「FC-4432」(以上、スリーエムジャパン株式会社製)、「ユニダインNS」(以上、ダイキン工業株式会社製)、「サーフロンS-241」、「サーフロンS-242」、「サーフロンS-243」、「サーフロンS-420」、「サーフロンS-611」、「サーフロンS-651」、「サーフロンS-386」(以上、AGCセイミケミカル株式会社製)、「DISPARLON OX-880EF」、「DISPARLON OX-881」、「DISPARLON OX-883」、「DISPARLON OX-77EF」、「DISPARLON OX-710」、「DISPARLON 1922」、「DISPARLON 1927」、「DISPARLON 1958」、「DISPARLON P-410EF」、「DISPARLON P-420」、「DISPARLON P-425」、「DISPARLON PD-7」、「DISPARLON 1970」、「DISPARLON 230」、「DISPARLON LF-1980」、「DISPARLON LF-1982」、「DISPARLON LF-1983」、「DISPARLON LF-1084」、「DISPARLON LF-1985」、「DISPARLON LHP-90」、「DISPARLON LHP-91」、「DISPARLON LHP-95」、「DISPARLON LHP-96」、「DISPARLON OX-715」、「DISPARLON 1930N」、「DISPARLON 1931」、「DISPARLON 1933」、「DISPARLON 1934」、「DISPARLON 1711EF」、「DISPARLON 1751N」、「DISPARLON 1761」、「DISPARLON LS-009」、「DISPARLON LS-001」、「DISPARLON LS-050」(以上、楠本化成株式会社製)、「PF-151N」、「PF-636」、「PF-6320」、「PF-656」、「PF-6520」、「PF-652-NF」、「PF-3320」(以上、OMNOVA SOLUTIONS社製)、「ポリフローNo.7」、「ポリフローNo.50E」、「ポリフローNo.50EHF」、「ポリフローNo.54N」、「ポリフローNo.75」、「ポリフローNo.77」、「ポリフローNo.85」、「ポリフローNo.85HF」、「ポリフローNo.90」、「ポリフローNo.90D-50」、「ポリフローNo.95」、「ポリフローNo.99C」、「ポリフローKL-400K」、「ポリフローKL-400HF」、「ポリフローKL-401」、「ポリフローKL-402」、「ポリフローKL-403」、「ポリフローKL-404」、「ポリフローKL-100」、「ポリフローLE-604」、「ポリフローKL-700」、「フローレンAC-300」、「フローレンAC-303」、「フローレンAC-324」、「フローレンAC-326F」、「フローレンAC-530」、「フローレンAC-903」、「フローレンAC-903HF」、「フローレンAC-1160」、「フローレンAC-1190」、「フローレンAC-2000」、「フローレンAC-2300C」、「フローレンAO-82」、「フローレンAO-98」、「フローレンAO-108」(以上、共栄社化学株式会社製)、「L-7001」、「L-7002」、「8032ADDITIVE」、「57ADDTIVE」、「L-7064」、「FZ-2110」、「FZ-2105」、「67ADDTIVE」、「8616ADDTIVE」(以上、東レ・ダウシリコーン株式会社製)等の例を挙げることができる。
本発明に用いる重合性組成物は、重合性化合物の配向状態を制御するために、配向制御剤を含有することができる。用いる配向制御剤としては、液晶性化合物が、基材に対して実質的に水平配向、実質的に垂直配向、実質的にハイブリッド配向するものが挙げられる。また、キラル化合物を添加した場合には実質的に平面配向するものが挙げられる。前述したように、界面活性剤によって、水平配向、平面配向が誘起される場合もあるが、各々の配向状態が誘起されるものであれば、特に限定はなく、公知慣用のものを使用することができる。
また、フルオロアルキル基で変性された棒状液晶性化合物、円盤状液晶性化合物、分岐構造を有してもよい長鎖脂肪族アルキル基を含有した重合性化合物、等も挙げられる。
本発明に用いる重合性組成物は、重合体や光学異方体と基材との密着性をより向上させるため、連鎖移動剤を含有することができる。連鎖移動剤としては、芳香族炭化水素類、クロロホルム、四塩化炭素、四臭化炭素、ブロモトリクロロメタン等のハロゲン化炭化水素類、
オクチルメルカプタン、n―ブチルメルカプタン、n―ペンチルメルカプタン、n-ヘキサデシルメルカプタン、n-テトラデシルメル、n―ドデシルメルカプタン、t-テトラデシルメルカプタン、t―ドデシルメルカプタン等のメルカプタン化合物、ヘキサンジチオール、デカンジチオール、1,4-ブタンジオールビスチオプロピオネート、1,4-ブタンジオールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトブチレート)、ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート、トリメルカプトプロピオン酸トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、1,4-ジメチルメルカプトベンゼン、2、4、6-トリメルカプト-s-トリアジン、2-(N,N-ジブチルアミノ)-4,6-ジメルカプト-s-トリアジン等のチオール化合物、ジメチルキサントゲンジスルフィド、ジエチルキサントゲンジスルフィド、ジイソプロピルキサントゲンジスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド等のスルフィド化合物、N,N-ジメチルアニリン、N,N-ジビニルアニリン、ペンタフェニルエタン、α-メチルスチレンダイマー、アクロレイン、アリルアルコール、ターピノーレン、α-テルピネン、γ-テルビネン、ジペンテン、等が挙げられるが、2,4-ジフェニル-4-メチル-1-ペンテン、チオール化合物がより好ましい。
本発明に用いる重合性組成物は、必要に応じて赤外線吸収剤を含有することができる。用いる赤外線吸収剤は、特に限定はなく、配向性を乱さない範囲で公知慣用のものを含有することができる。
本発明に用いる重合性組成物は、必要に応じて帯電防止剤を含有することができる。用いる帯電防止剤は、特に限定はなく、配向性を乱さない範囲で公知慣用のものを含有することができる。
本発明に用いる重合性組成物は、必要に応じて色素を含有することができる。用いる色素は、特に限定はなく、配向性を乱さない範囲で公知慣用のものを含有することができる。
CRC Press、1994年、および「機能性色素市場の新展開」、第一章、1頁、1994年、CMC株式会社発光、等に記載の色素を使用することができる。
本発明に用いる重合性組成物は、必要に応じてフィラーを含有することができる。用いるフィラーは、特に限定はなく、得られた重合物の熱伝導性が低下しない範囲で公知慣用のものを含有することができる。
本発明の重合性組成物には、キラルネマチック相を得ることを目的としてキラル化合物を含有してもよい。前記キラル化合物は、それ自体が液晶性を示す必要はなく、また、重合性基を有していても、有していなくてもよい。また、キラル化合物の螺旋の向きは、重合体の使用用途によって適宜選択することができる。
A1、A2、A3、A4、A5及びA6はそれぞれ独立して、1,4-フェニレン基、1,4-シクロヘキシレン基、1,4-シクロヘキセニル基、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル基、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル基、テトラヒドロチオピラン-2,5-ジイル基、1,4-ビシクロ(2,2,2)オクチレン基、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基、ピリジン-2,5-ジイル基、ピリミジン-2,5-ジイル基、ピラジン-2,5-ジイル基、チオフェン-2,5-ジイル基-、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基、2,6-ナフチレン基、フェナントレン-2,7-ジイル基、9,10-ジヒドロフェナントレン-2,7-ジイル基、1,2,3,4,4a,9,10a-オクタヒドロフェナントレン-2,7-ジイル基、1,4-ナフチレン基、ベンゾ[1,2-b:4,5-b‘]ジチオフェン-2,6-ジイル基、ベンゾ[1,2-b:4,5-b‘]ジセレノフェン-2,6-ジイル基、[1]ベンゾチエノ[3,2-b]チオフェン-2,7-ジイル基、[1]ベンゾセレノフェノ[3,2-b]セレノフェン-2,7-ジイル基、又はフルオレン-2,7-ジイル基を表し、n、l及びkはそれぞれ独立して、0又は1を表し、0≦n+l+k≦3となり、
m5は0又は1を表し、
Z0、Z1、Z2、Z3、Z4、Z5及びZ6はそれぞれ独立して、-COO-、-OCO-、-CH2 CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=CHCOO-、-OCOCH=CH-、-CH2CH2COO-、-CH2CH2OCO-、-COOCH2CH2-、-OCOCH2CH2-、-CONH-、-NHCO-、炭素数2~10のハロゲン原子を有してもよいアルキル基又は単結合を表し、
R5a及びR5bは、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基又は炭素原子数1~18のアルキル基を表すが、該アルキル基は1つ以上のハロゲン原子又はCNにより置換されていても良く、この基中に存在する1つのCH2基又は隣接していない2つ以上のCH2基はそれぞれ相互に独立して、酸素原子が相互に直接結合しない形で、-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、-COS-又は-C≡C-により置き換えられていても良く、あるいはR5a及びR5bは一般式(10-a)
P5aは、下記の式(P-1)から式(P-20)で表される重合性基から選ばれる置換基を表す。
本発明の重合性組成物は、重合性基を有するが液晶化合物ではない化合物を添加することもできる。このような化合物としては、通常、この技術分野で重合性モノマーあるいは重合性オリゴマーとして認識されるものであれば特に制限なく使用することができる。添加する場合は、本発明の重合性組成物に用いる重合性化合物の合計量に対して、15質量%以下であることが好ましく、10質量%以下が更に好ましい。
本発明に用いる重合性組成物は、一般式(1)から一般式(7)の液晶性化合物以外にも、重合性基を1つ以上有する液晶性化合物を含有することができる。しかし、添加量が多すぎると、位相差板として用いた場合に位相差比が大きくなる恐れがあり、添加する場合は、本発明の重合性組成物に用いる重合性化合物の合計量に対して30質量%以下とすることが好ましく、10質量%以下がさらに好ましく、5質量%以下が特に好ましい。
Z83及びZ84はそれぞれ独立して-O-、-S-、-OCH2-、-CH2O-、-CH2CH2-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-、-COO-CH2-、-OCO-CH2-、-CH2-COO-、-CH2-OCO-、-CH=CH-、-N=N-、-CH=N-、-N=CH-、-CH=N-N=CH-、-CF=CF-、-C≡C-又は単結合を表すが、Z83及び/又はZ84が複数現れる場合は各々同一であっても異なっていても良く、
M81は1,4-フェニレン基、1,4-シクロヘキシレン基、1,4-シクロヘキセニル基、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル基、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル基、テトラヒドロチオピラン-2,5-ジイル基、1,4-ビシクロ(2,2,2)オクチレン基、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基、ピリジン-2,5-ジイル基、ピリミジン-2,5-ジイル基、ピラジン-2,5-ジイル基、チオフェン-2,5-ジイル基-、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基、ナフチレン-1,4-ジイル基、ナフチレン-1,5-ジイル基、ナフチレン-1,6-ジイル基、ナフチレン-2,6-ジイル基、フェナントレン-2,7-ジイル基、9,10-ジヒドロフェナントレン-2,7-ジイル基、1,2,3,4,4a,9,10a-オクタヒドロフェナントレン-2,7-ジイル基、ベンゾ[1,2-b:4,5-b‘]ジチオフェン-2,6-ジイル基、ベンゾ[1,2-b:4,5-b‘]ジセレノフェン-2,6-ジイル基、[1]ベンゾチエノ[3,2-b]チオフェン-2,7-ジイル基、[1]ベンゾセレノフェノ[3,2-b]セレノフェン-2,7-ジイル基、又はフルオレン-2,7-ジイル基から選ばれる基を表すが、これらの基は無置換又は1つ以上のL2によって置換されても良く、
L2はフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、ペンタフルオロスルフラニル基、ニトロ基、イソシアノ基、アミノ基、ヒドロキシル基、メルカプト基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、トリメチルシリル基、ジメチルシリル基、チオイソシアノ基、又は、炭素原子数1から20のアルキル基を表すが、当該アルキル基は直鎖状であっても分岐状であっても良く、任意の水素原子はフッ素原子に置換されても良く、当該アルキル基中の1個の-CH2-又は隣接していない2個以上の-CH2-はそれぞれ独立して-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-又は-C≡C-から選択される基によって置換されても良いが、化合物内にL2が複数存在する場合それらは同一であっても異なっていても良く、mは0から8の整数を表し、j83及びj84はそれぞれ独立して0から5の整数を表すが、j83+j84は1から5の整数を表す。)、R11及びR31は水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、ペンタフルオロスルフラニル基、シアノ基、ニトロ基、イソシアノ基、チオイソシアノ基、又は、炭素原子数1から20のアルキル基を表すが、当該アルキル基は直鎖状であっても分岐状であっても良く、当該アルキル基中の任意の水素原子はフッ素原子に置換されても良く、当該アルキル基中の1個の-CH2-又は隣接していない2個以上の-CH2-はそれぞれ独立して-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-又は-C≡C-によって置換されても良く、m11は0~8の整数を表し、m2~m7、n2~n7、l4~l6、k6はそれぞれ独立して0から5の整数を表す。但し、一般式(1)から一般式(7)を除く。)
一般式(1-b)で表される化合物として具体的には、下記の式(1-b-1)から式(1-b-39)で表される化合物が挙げられる。
一般式(2-b)で表される化合物として具体的には、下記の式(2-b-1)から式(2-b-33)で表される化合物が挙げられる。
一般式(3-b)で表される化合物として具体的には、下記の式(3-b-1)から式(3-b-16)で表される化合物が挙げられる。
本発明の重合性組成物は、配向性を向上させるために配向性が向上する配向材料を含有することができる。用いる配向材料は、本発明の重合性組成物に用いられる、重合性基を有する液晶性化合物を溶解させることができる溶剤に可溶であれば、公知慣用のものでよいが、添加することにより配向性を著しく劣化させない範囲で添加することができる。具体的には、重合性液晶組成物に含まれる重合性液晶性化合物の総量に対して0.05~30重量%が好ましく、0.5~15重量%がさらに好ましく、1~10重量%が特に好ましい。
本発明の重合性組成物に開始剤を含有した状態で重合させることにより、本発明の重合体が得られる。本発明の重合体は、光学異方体、位相差フィルム、レンズ、着色剤、印刷物等に利用される。
(光学異方体)
本発明の重合性組成物を、基材、あるいは、配向機能を有する基材上に塗布し、本発明の重合性液晶組成物中の液晶分子を、ネマチック相やスメクチック相を保持した状態で均一に配向させ、重合させることによって、本発明の光学異方体が得られる。
本発明の光学異方体に用いられる基材は、液晶表示素子、有機発光表示素子、その他表示素子、光学部品、着色剤、マーキング、印刷物や光学フィルムに通常使用する基材であって、本発明の重合性組成物溶液の塗布後の乾燥時における加熱に耐えうる耐熱性を有する材料であれば、特に制限はない。そのような基材としては、ガラス基材、金属基材、セラミックス基材、プラスチック基材や紙等の有機材料が挙げられる。特に基材が有機材料の場合、セルロース誘導体、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリアリレート、ポリエーテルサルホン、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンエーテル、ナイロン又はポリスチレン等が挙げられる。中でもポリエステル、ポリスチレン、ポリオレフィン、セルロース誘導体、ポリアリレート、ポリカーボネート等のプラスチック基材が好ましい。基材の形状としては、平板の他、曲面を有するものであっても良い。これらの基材は、必要に応じて、電極層、反射防止機能、反射機能を有していてもよい。
また、上記基材には、本発明の重合性組成物を塗布乾燥した際に重合性組成物が配向するように、通常配向処理が施されている、あるいは配向膜が設けられていても良い。配向処理としては、延伸処理、ラビング処理、偏光紫外可視光照射処理、イオンビーム処理、基材へのSiO2の斜方蒸着処理、等が挙げられる。配向膜を用いる場合、配向膜は公知慣用のものが用いられる。そのような配向膜としては、ポリイミド、ポリシロキサン、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリフェニレンエーテル、ポリアリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルホン、エポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂、アクリル樹脂、アゾ化合物、クマリン化合物、カルコン化合物、シンナメート化合物、フルギド化合物、アントラキノン化合物、アゾ化合物、アリールエテン化合物等の化合物、もしくは、前記化合物の重合体や共重合体が挙げられる。ラビングにより配向処理する化合物は、配向処理、もしくは配向処理の後に加熱工程を入れることで材料の結晶化が促進されるものが好ましい。ラビング以外の配向処理を行う化合物の中では光配向材料を用いることが好ましい。
本発明の光学異方体を得るための塗布法としては、アプリケーター法、バーコーティング法、スピンコーティング法、ロールコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、フレキソコーティング法、インクジェット法、ダイコーティング法、キャップコーティング法、ディップコーティング法、スリットコーティング法、スプレーコーティング法等、公知慣用の方法を行うことができる。重合性組成物を塗布後、乾燥させる。
乾燥した重合性組成物の重合処理は、一様に配向した状態で一般に可視紫外線等の光照射、あるいは加熱によって行われる。重合を光照射で行う場合は、具体的には420nm以下の可視紫外光を照射することが好ましく、250~400nmの波長の紫外光を照射することが最も好ましい。但し、420nm以下の可視紫外光により重合性組成物が分解などを引き起こす場合は、420nm以上の可視紫外光で重合処理を行ったほうが好ましい場合もある。
本発明の重合性組成物を重合させる方法としては、活性エネルギー線を照射する方法や熱重合法等が挙げられるが、加熱を必要とせず、室温で反応が進行することから活性エネルギー線を照射する方法が好ましく、中でも、操作が簡便なことから、紫外線等の光を照射する方法が好ましい。照射時の温度は、本発明の重合性組成物が液晶相を保持できる温度とし、重合性組成物の熱重合の誘起を避けるため、可能な限り30℃以下とすることが好ましい。尚、重合性液晶組成物は、通常、昇温過程において、C(固相)-N(ネマチック)転移温度(以下、C-N転移温度と略す。)から、N-I転移温度範囲内で液晶相を示す。一方、降温過程においては、熱力学的に非平衡状態を取るため、C-N転移温度以下でも凝固せず液晶状態を保つ場合がある。この状態を過冷却状態という。本発明においては、過冷却状態にある液晶組成物も液晶相を保持している状態に含めるものとする。具体的には400nm以下の紫外光を照射することが好ましく、250~400nmの波長の光を照射することが最も好ましい。但し、400nm以下の紫外光により重合性組成物が分解などを引き起こす場合は、400nm以上の可視光で重合処理を行ったほうが好ましい場合もある。この光は、拡散光で、かつ偏光していない光であることが好ましい。紫外線照射強度は、0.05kW/m2~10kW/m2の範囲が好ましい。特に、0.1kW/m2~2kW/m2の範囲が好ましい。紫外線強度が0.05kW/m2未満の場合、重合を完了させるのに多大な時間がかかる。一方、2kW/m2を超える強度では、重合性組成物中の液晶分子が光分解する傾向にあることや、重合熱が多く発生して重合中の温度が上昇し、重合性液晶のオーダーパラメーターが変化して、重合後のフィルムのリタデーションに狂いが生じる可能性がある。
本発明の位相差フィルムは、前記光学異方体を含有しており、液晶性化合物が基材に対して一様に連続的な配向状態を形成して、基材に対して面内、面外、面内と面外の両方、あるいは面内において2軸性を有していればよい。また、接着剤や接着層、粘着剤や粘着層、保護フィルムや偏光フィルム等が積層されていてもよい。
例えば、ポジティブAプレート、ネガティブAプレート、ポジティブCプレート、ネガティブCプレート、二軸性プレート、ポジティブOプレート、ネガティブOプレートの配向モードを適用できる。その中でも、ポジティブAプレート及びネガティブCプレートを使用することが好ましい。更に、ポジティブAプレート及びネガティブCプレートを積層することがより好ましい。
位相差フィルムを利用した液晶セルでは、偏光軸直交性の視野角依存を補償して視野角を広げるため、第1の位相差層として、ポジティブAプレートを使用することが好ましい。ここで、ポジティブAプレートは、フィルムの面内遅相軸方向の屈折率をnx、フィルムの面内進相軸方向の屈折率をny、フィルムの厚み方向の屈折率をnzとしたときに、「nx>ny=nz」の関係となる。ポジティブAプレートとしては、波長550nmにおける面内位相差値が30~500nmの範囲にあるものが好ましい。また、厚み方向位相差値は特に限定されない。Nz係数は、0.9~1.1の範囲が好ましい。
Rth=[(nx+ny)/2-nz]×d (2)
Nz係数=(nx-nz)/(nx-ny) (3)
R50=(nx-ny’)×d/cos(φ) (4)
(nx+ny+nz)/3=n0 (5)
ここで、
φ=sin-1[sin(50°)/n0] (6)
ny’=ny×nz/[ny2×sin2(φ)+nz2×cos2(φ)]1/2 (7)
市販の位相差測定装置では、ここに示した数値計算を装置内で自動的に行い、面内位相差値R0や厚み方向位相差値Rthなどを自動的に表示するようになっているものが多い。このような測定装置としては、例えば、RETS-100(大塚化学(株)製)を挙げることができる。
本発明の重合性組成物を、基材、あるいは、配向機能を有する基材上に塗布し、もしくは、レンズ形状の金型に注入し、ネマチック相やスメクチック相を保持した状態で均一に配向させ、重合させることによって、本発明のレンズに使用することができる。レンズの形状は単純セル型、プリズム型、レンチキュラー型、等が挙げられる。
本発明の重合性組成物を、基材、あるいは、配向機能を有する基材上に塗布し、ネマチック相やスメクチック相を保持した状態で均一に配向させ、重合させることにより、本発明の液晶表示素子に使用することができる。使用形態としては、光学補償フィルム、液晶立体表示素子のパターン化された位相差フィルム、カラーフィルターの位相差補正層、オーバーコート層、液晶媒体用の配向膜、等が挙げられる。液晶表示素子は、少なくとも二つの基材に液晶媒体層、TFT駆動回路、ブラックマトリックス層、カラーフィルター層、スペーサー、液晶媒体層に相応の電極回路が最低限狭持されており、通常、光学補償層、偏光板層、タッチパネル層は二つの基材の外側に配置されるが、場合によっては、光学補償層、オーバーコート層、偏光板層、タッチパネル用の電極層が二つの基材内に狭持されてもよい。
本発明の重合性組成物を、基材、あるいは、配向機能を有する基材に塗布し、ネマチック相やスメクチック相を保持した状態で均一に配向させ、重合させることにより、本発明の有機発光表示素子に使用することができる。使用形態としては、前記重合により得られた位相差フィルムと偏光板と組み合わせることにより、有機発光表示素子の反射防止フィルムとして使用することができる。反射防止フィルムとして使用する場合、偏光板の偏光軸と位相差フィルムの遅相軸のなす角度は45°程度が好ましい。偏光板と前記位相差フィルムは、接着剤や粘着剤等で貼り合わせてもよい。また、偏光板上にラビング処理や光配向膜を積層した配向処理等により、直接積層してもよい。このとき使用する偏光板は、色素をドープしたフィルム形態のものでも、ワイヤーグリッドのような金属状のものでもよい。
本発明の重合性組成物を、ネマチック相やスメクチック相、あるいは、配向機能を有する基材上に配向させた状態で重合させた重合体は照明素子、特に発光ダイオード素子の放熱材料として使用することもできる。放熱材料の形態としては、プリプレグ、重合体シート、接着剤、金属箔付きシート、等が好ましい。
本発明の重合性組成物を、ネマチック相やスメクチック相を保持した状態、あるいは、配向材料と組み合わせた状態で重合させることにより、本発明の光学部品として使用することができる。
本発明の重合性組成物は、染料や有機顔料等の着色剤を添加して、着色剤として使用することもできる。
本発明の重合性組成物は、2色性色素、リオトロピック液晶やクロモニック液晶等と組み合わせる、あるいは添加して、偏光フィルムとして使用することもできる。
式(1-a-5)で表される化合物10部、式(1-a-6)で表される化合物20部、式(2-a-1)で表され、n=6である化合物20部、式(2-a-11)で表され、n=6である化合物50部、及び式(I-1)で表される化合物0.1部をシクロペンタノン(CPN)300部に加えた後、60℃に加温、撹拌して溶解させ、溶解が確認された後、室温に戻し、式(b-1-1)で表される化合物4部、式(b-3-1-1)で表される化合物2部、式(c-1-7)で表される化合物2部、及びメガファックF-554(F-554:DIC株式会社製)0.1部を加えてさらに撹拌を行い、溶液を得た。溶液は透明で均一であった。得られた溶液を0.20μmのメンブランフィルターでろ過し、実施例1の重合性組成物(1)を得た。
下記表に示す各化合物をそれぞれ下記表に示す割合に変更した以外は実施例1の重合性組成物(1)の調整と同一条件で、実施例2~52の重合性組成物(2)~(52)及び比較例1~4の重合性組成物(C1)~(C4)を得た。
イルガノックス1076(I-2)
ポリプロピレン(重量平均分子量1200)(PP)
流動パラフィン(LP)
シクロペンタノン(CPN)
トルエン(TOL)
クロロホルム(CHL)
実施例1~52、比較例1~4の相転移温度TNIは以下のようにして評価した。なお、Nはネマチック相、Iは等方相であり、TNIはネマチック相と等方相の間の転移温度(単位:℃)を表す。
配向膜用ポリイミド溶液を厚さ0.7mmのガラス基材にスピンコート法を用いて塗布し、100℃で10分乾燥した後、200℃で60分焼成することにより塗膜を得た。得られた塗膜をラビング処理した。ラビング処理は、市販のラビング装置を用いて行った。
◎:目視で欠陥が全くなく、偏光顕微鏡観察でも欠陥が全くない。
○:目視では欠陥がないが、偏光顕微鏡観察で一部に無配向部分が存在している。
△:目視では欠陥がないが、偏光顕微鏡観察で全体的に無配向部分が存在している。
×:目視で一部欠陥が生じており、偏光顕微鏡観察でも全体的に無配向部分が存在している。
(位相差比)
評価用サンプルとして作成した光学異方体のリタデーション(位相差)を位相差フィルム・光学材料検査装置RETS-100(大塚電子株式会社製)で測定したところ、波長550nmにおける面内位相差(Re(550))は140nmであった。また、波長450nmにおける面内位相差(Re(450))とRe(550)の比Re(450)/Re(550)は0.847であり、均一性良好な位相差フィルムが得られた。
(硬化性評価)
評価用サンプルとして作成した光学異方体をクロスニコル下に置き、光学異方体である膜表面を、メチルイソブチルケトンを染み込ませた綿棒で擦り、膜が剥がれるまでの回数を目視評価した。
◎:20回以上擦らないと膜は剥がれない。
○:11~20回で膜が剥がれる。
△:5~10回で膜が剥がれる。
×:5回以下で膜が剥がれる。
用いる重合性組成物をそれぞれ、本発明の重合性組成物(2)~(37)、比較用重合性組成物(C1)~(C4)に変更した以外は、実施例53と同一条件にて、実施例54~89、及び比較例1~4の光学異方体を得た。得られた光学異方体の配向性評価、位相差比、硬化性評価を、実施例53と同様に行った。得られた結果を下記表に示す。
厚さ50μmの一軸延伸PETフィルムを市販のラビング装置を用いてラビング処理した後、本発明の重合性組成物(2)をバーコーター(番手4)で塗布し、相転移温度TNI-20℃で2分乾燥した。得られた塗布膜を室温まで冷却した後、ランプ出力2kW(80W/cm)のUVコンベア装置(GSユアサ株式会社製)を用いてコンベア速度4m/minで紫外線を照射して、実施例90の光学異方体を得た。得られた光学異方体の配向性評価、位相差比、硬化性評価を、実施例53と同様に行った。
用いる重合性組成物をそれぞれ、本発明の重合性組成物(4)~(6)、(12)、(19)、(20)、(24)~(27)、(40)に変更した以外は、実施例90と同一条件にて、実施例91~99および実施例102の光学異方体を得た。得られた光学異方体の配向性評価、位相差比、硬化性評価を、実施例53と同様に行った。
用いる重合性組成物をそれぞれ、本発明の重合性組成物(38)及び(39)に変更し、バーコーター(番手10)に変更し、乾燥温度を140℃に変更した以外は、実施例90と同一条件にて、実施例100及び101の光学異方体を得た。得られた光学異方体の配向性評価、位相差比、硬化性評価を、実施例53と同様に行った。
下記式(PA-1)で表される光配向材料3部をシクロペンタノン97部に溶解させ、溶液を得た。得られた溶液を0.45μmのメンブランフィルターでろ過し、光配向溶液(1)を得た。次に厚さ0.7mmのガラス基材にスピンコート法を用いて塗布し、80℃で2分乾燥した後、直ぐに313nmの直線偏光を10mW/cm2の強度で20秒間照射して、乾燥膜厚100nmの光配向膜(1)を得た。得られた光配向膜上に重合性組成物(41)をスピンコート法で塗布し、相転移温度TNI-20℃で2分乾燥した。得られた塗布膜を室温まで冷却した後、高圧水銀ランプを用いて、30mW/cm2の強度で30秒間紫外線を照射して実施例103の光学異方体を得た。得られた光学異方体の配向性評価、位相差比、硬化性評価を、実施例53と同様に行った。配向性評価の結果、目視では欠陥が全くなく、偏光顕微鏡観察でも欠陥が全くなかった。また、得られた光学異方体のリタデーションをRETS-100(大塚電子株式会社製)で測定したところ、波長550nmにおける面内位相差(Re(550))は135nmであり、均一性良好な位相差フィルムが得られた。
用いる重合性組成物をそれぞれ、本発明の重合性組成物(42)~(45)に変更した以外は、実施例103と同一条件にて、実施例104~107の光学異方体を得た。得られた光学異方体の配向性評価、位相差比、硬化性評価を、実施例53と同様に行った。
得られた結果を下記表に示す。
厚さ180μmの一軸延伸PETフィルムを市販のラビング装置を用いてラビング処理した後、本発明の重合性組成物(46)をバーコート法で塗布し、相転移温度TNI-20℃で2分乾燥した。得られた塗布膜を室温まで冷却した後、ランプ出力2kW(80W/cm)のUVコンベア装置(GSユアサ株式会社製)を用いてコンベア速度4m/minで紫外線を照射して、実施例108の光学異方体を得た。得られた光学異方体の配向性を評価したところ、目視では欠陥が全くなく、偏光顕微鏡観察でも欠陥が全くなかった。また、得られた光学異方体は緑色を呈しており、反射フィルムになっていることがわかった。
重合性組成物(46)を重合性組成物(47)に代えた以外は実施例108と同一条件にて、実施例109の光学異方体を得た。得られた光学異方体の配向性を評価したところ、目視では欠陥が全くなく、偏光顕微鏡観察でも欠陥が全くなかった。また得られた光学異方体は透明であり、分光光度計(日立ハイテクサイエンス株式会社製)で透過率を測定したところ、赤外線領域に透過率が減少する領域が観測され、赤外線反射フィルムになっていることがわかった。さらにRETS-100を用いて入射光の角度を-50°から50°まで10°単位で変え、位相差を測定し、得られた位相差から波長550nmにおける面外位相差(Rth)を計算したところ、132nmであり、ネガCプレートになっていることがわかった。
重合性組成物(46)を重合性組成物(48)に代えた以外は実施例108と同様にして、実施例110の光学異方体を得た。得られた光学異方体の配向性を評価したところ、目視では欠陥が全くなく、偏光顕微鏡観察でも欠陥が全くなかった。また得られた光学異方体は透明であり、分光光度計(日立ハイテクサイエンス株式会社製)で透過率を測定したところ、紫外線領域に透過率が減少する領域が観測され、紫外線反射フィルムになっていることがわかった。さらにRETS-100を用いて入射光の角度を-50°から50°まで10°単位で変え、位相差を測定し、得られた位相差から波長550nmにおける面外位相差(Rth)を計算したところ、130nmであり、ネガCプレートになっていることがわかった。
実施例49で得られた重合性組成物(49)を厚さ0.7mmのガラス基材にスピンコート法を用いて塗布し、60℃で2分乾燥した後、さらに120℃で2分乾燥し、60℃に戻して313nmの直線偏光を10mW/cm2の強度で50秒間照射した。その後、塗布膜を室温まで戻し、高圧水銀ランプを用いて、30mW/cm2の強度で30秒間紫外線を照射して実施例111の光学異方体を得た。得られた光学異方体の配向性を評価したところ、目視では欠陥が全くなく、偏光顕微鏡観察でも欠陥が全くなかった。また、得られた光学異方体のリタデーションをRETS-100(大塚電子株式会社製)で測定したところ、波長550nmにおける面内位相差(Re(550))は130nmであり、均一性良好な位相差フィルムが得られた。
実施例50で得られた重合性組成物(50)を厚さ0.7mmのガラス基材にスピンコート法を用いて塗布し、60℃で2分乾燥した後、さらに120℃で2分乾燥し、60℃に戻して313nmの直線偏光を10mW/cm2の強度で50秒間照射した。その後、塗布膜を室温まで戻し、高圧水銀ランプを用いて、30mW/cm2の強度で30秒間紫外線を照射して実施例111の光学異方体を得た。得られた光学異方体の配向性を評価したところ、目視では欠陥が全くなく、偏光顕微鏡観察でも欠陥が全くなかった。また、得られた光学異方体のリタデーションをRETS-100(大塚電子株式会社製)で測定したところ、波長550nmにおける面内位相差(Re(550))は110nmであり、均一性良好な位相差フィルムが得られた。
実施例51で得られた重合性組成物(51)を厚さ0.7mmのガラス基材にスピンコート法を用いて塗布し、60℃で2分乾燥した後、さらに120℃で2分乾燥し、60℃に戻して313nmの直線偏光を10mW/cm2の強度で50秒間照射した。その後、塗布膜を室温まで戻し、高圧水銀ランプを用いて、30mW/cm2の強度で30秒間紫外線を照射して実施例111の光学異方体を得た。得られた光学異方体の配向性を評価したところ、目視では欠陥が全くなく、偏光顕微鏡観察でも欠陥が全くなかった。また、得られた光学異方体のリタデーションをRETS-100(大塚電子株式会社製)で測定したところ、波長550nmにおける面内位相差(Re(550))は130nmであり、均一性良好な位相差フィルムが得られた。
厚さ180μmのPETフィルムを市販のラビング装置を用いてラビング処理した後、実施例52で得られた重合性組成物(52)をバーコート法で塗布し、相転移温度TNI-20℃で2分乾燥した。得られた塗布膜を室温まで冷却した後、ランプ出力2kWのUVコンベア装置(GSユアサ株式会社製)を用いてコンベア速度4m/minで紫外線を照射して、光学異方体を得た。得られた光学異方体の配向性評価、位相差比、硬化性評価を、実施例53と同様に行った。
下記表に示す各化合物をそれぞれ下記表に示す割合に変更した以外は実施例1の重合性組成物(1)の調整と同一条件で、実施例115~137の重合性組成物(53)~(75)を得た。
実施例115~137の相転移温度TNIは以下のようにして評価した。なお、Nはネマチック相、Iは等方相であり、TNIはネマチック相と等方相の間の転移温度(単位:℃)を表す。
配向膜用ポリイミド溶液を厚さ0.7mmのガラス基材にスピンコート法を用いて塗布し、100℃で10分乾燥した後、200℃で60分焼成することにより塗膜を得た。得られた塗膜をラビング処理した。ラビング処理は、市販のラビング装置を用いて行った。
◎:目視で欠陥が全くなく、偏光顕微鏡観察でも欠陥が全くない。
○:目視では欠陥がないが、偏光顕微鏡観察で一部に無配向部分が存在している。
△:目視では欠陥がないが、偏光顕微鏡観察で全体的に無配向部分が存在している。
×:目視で一部欠陥が生じており、偏光顕微鏡観察でも全体的に無配向部分が存在している。
(位相差比)
評価用サンプルとして作成した光学異方体のリタデーション(位相差)を位相差フィルム・光学材料検査装置RETS-100(大塚電子株式会社製)で測定したところ、波長550nmにおける面内位相差(Re(550))は138nmであった。また、波長450nmにおける面内位相差(Re(450))とRe(550)の比Re(450)/Re(550)は0.864であり、均一性良好な位相差フィルムが得られた。
(硬化性評価)
評価用サンプルとして作成した光学異方体をクロスニコル下に置き、光学異方体である膜表面を、メチルイソブチルケトンを染み込ませた綿棒で擦り、膜が剥がれるまでの回数を目視評価した。
◎:20回以上擦らないと膜は剥がれない。
○:11~20回で膜が剥がれる。
△:5~10回で膜が剥がれる。
×:5回以下で膜が剥がれる。
用いる重合性組成物をそれぞれ、本発明の重合性組成物(54)~(69)に変更した以外は、実施例138と同一条件にて、実施例139~154の光学異方体を得た。得られた光学異方体の配向性評価、位相差比、硬化性評価を、実施例53と同様に行った。
TACフィルム基材上にシランカップリング系垂直配向膜を積層したのちに、本発明の重合性組成物(70)をバーコート法で塗布し、90℃で2分乾燥した。得られた塗布膜を室温まで冷却した後、UVコンベア装置(GSユアサ株式会社製)を用いてコンベア速度6m/minで紫外線を照射して、実施例155のポジティブCプレートである光学異方体を得た。得られた光学異方体の配向性評価、位相差比、及び塗布ムラ評価を、実施例138と同様に行った。
用いる重合性組成物を本発明の重合性組成物(71)~(73)に変更した以外は、実施例155と同一条件にて、実施例156~158のホメオトロピック配向した光学異方体を得た。得られた光学異方体の配向性評価、位相差比、硬化性評価を、実施例155と同様に行った。
配向膜用ポリイミド溶液を厚さ0.7mmのガラス基材にスピンコート法を用いて塗布し、100℃で10分乾燥した後、200℃で60分焼成することにより塗膜を得た。得られた塗膜をラビング処理した。ラビング処理は、市販のラビング装置を用いて行った。
用いる重合性組成物を本発明の重合性組成物(75)に変更した以外は、実施例159と同一条件にて、実施例160のハイブリッド配向した光学異方体を得た。得られた光学異方体の配向性評価、位相差比、硬化性評価を、実施例138と同様に行った。
厚さ180μmのPETフィルムを市販のラビング装置を用いてラビング処理した後、本発明の重合性組成物(60)をバーコート法で塗布し、80℃で2分乾燥した。得られた塗布膜を室温まで冷却した後、ランプ出力2kWのUVコンベア装置(GSユアサ株式会社製)を用いてコンベア速度5m/minで紫外線を照射して、ホモジニアス配向した光学異方体を得た。得られた光学異方体の配向性評価、位相差比、硬化性評価を、実施例138と同様に行った。
a)波長320~380nmに紫外光線の極大吸収ピークを有し、1つ又は2つ以上の重合性基を有し、かつ、式(I)を満たす1種又は2種以上の重合性化合物、
Re(450nm)/Re(550nm)<1.0 (I)、
b)波長250~330nmに紫外光線の極大吸収ピークを有する1種又は2種以上の分子内結合開裂型光重合開始剤(B)、及び
c)波長360~420nmに紫外-可視光線の極大吸収ピークを有する1種又は2種以上の水素引き抜き型光重合開始剤(C)を使用した本願発明の重合性組成物(1)~(75)から形成される光学異方体は、配向性評価、位相差比、硬化性評価結果が全て良好であり、生産性に優れているといえる。そのうち、特に、光重合開始剤として式(b-1-1)で表される化合物、式(b-3-2-1)で表される化合物、式(c-1-5)で表される化合物を用いた重合性液晶組成物は、配向性評価、位相差比、硬化性評価結果が非常に良好な結果となった。一方、上記比較例の結果から、本願発明における特定の重合性化合物、特定の光重合開始剤を用いない場合、配向性評価、硬化性評価結果が不良であり、本発明の重合性液晶組成物に比べ劣る結果となった。
Claims (21)
- a)波長320~380nmに紫外光線の極大吸収ピークを有し、
1つまたは2つ以上の重合性基を有し、かつ、式(I)を満たす1種又は2種以上の重合性化合物、
Re(450nm)/Re(550nm)<1.0 (I)
(式中、Re(450nm)は、前記1つまたは2つ以上の重合性基を有する重合性化合物を基板上に分子の長軸方向が実質的に基板に対して水平に配向させたときの450nmの波長における面内位相差、Re(550nm)は、前記1つまたは2つ以上の重合性基を有する重合性化合物を基板上に分子の長軸方向が実質的に基板に対して水平に配向させたときの550nmの波長における面内位相差を表す。)
b)波長250~330nmに紫外光線の極大吸収ピークを有する1種又は2種以上の分子内結合開裂型光重合開始剤(B)、
c)波長360~420nmに紫外-可視光線の極大吸収ピークを有する1種又は2種以上の水素引き抜き型光重合開始剤(C)
を含有する重合性組成物。 - 前記光重合開始剤(B)がアルキルフェノン系光重合開始剤、アシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤、オキシムエステル系光重合開始剤のいずれかを少なくとも1つ以上含有する請求項1に記載の重合性組成物。
- 前記重合性化合物が、一般式(1)~(7)のいずれかの液晶性化合物である請求項1~6のいずれか一項に記載の重合性組成物。
(式中、P11~P74は、それぞれ独立して重合性基を表し、
S11~S72は、それぞれ独立してスペーサー基又は単結合を表すが、S11~S72が複数存在する場合それらは各々同一であっても異なっていても良く、
X11~X72は、それぞれ独立して、-O-、-S-、-OCH2-、-CH2O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-、-COO-CH2-、-OCO-CH2-、-CH2-COO-、-CH2-OCO-、-CH=CH-、-N=N-、-CH=N-N=CH-、-CF=CF-、-C≡C-又は単結合を表すが、X11~X72が複数存在する場合それらは各々同一であっても異なっていても良く(ただし、各P-(S-X)-結合には-O-O-を含まない。)、
MG11~MG71は、それぞれ独立して式(a)を表し、
(式中、
A11、A12はそれぞれ独立して1,4-フェニレン基、1,4-シクロヘキシレン基、ピリジン-2,5-ジイル基、ピリミジン-2,5-ジイル基、ナフタレン-2,6-ジイル基、ナフタレン-1,4-ジイル基、テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基又は1,3-ジオキサン-2,5-ジイル基を表すが、これらの基は無置換又は1つ以上のL1によって置換されても良いが、A11及び/又はA12が複数現れる場合は各々同一であっても異なっていても良く、
Z11及びZ12はそれぞれ独立して-O-、-S-、-OCH2-、-CH2O-、-CH2CH2-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-、-COO-CH2-、-OCO-CH2-、-CH2-COO-、-CH2-OCO-、-CH=CH-、-N=N-、-CH=N-、-N=CH-、-CH=N-N=CH-、-CF=CF-、-C≡C-又は単結合を表すが、Z11及び/又はZ12が複数現れる場合は各々同一であっても異なっていても良く、
Mは下記の式(M-1)から式(M-11)
から選ばれる基を表すが、これらの基は無置換又は1つ以上のL1によって置換されても良く、
Gは下記の式(G-1)から式(G-6)
(式中、R3は水素原子、又は、炭素原子数1から20のアルキル基を表すが、当該アルキル基は直鎖状であっても分岐状であっても良く、当該アルキル基中の任意の水素原子はフッ素原子に置換されても良く、当該アルキル基中の1個の-CH2-又は隣接していない2個以上の-CH2-は各々独立して-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-又は-C≡C-によって置換されても良く、
W81は少なくとも1つの芳香族基を有する、炭素原子数5から30の基を表すが、当該基は無置換又は1つ以上のL1によって置換されても良く、
W82は水素原子、又は、炭素原子数1から20のアルキル基を表すが、当該アルキル基は直鎖状であっても分岐状であっても良く、当該アルキル基中の任意の水素原子はフッ素原子及び/又は-OHに置換されても良く、当該アルキル基中の1個の-CH2-又は隣接していない2個以上の-CH2-は各々独立して-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-又は-C≡C-によって置換されても良く、若しくは、W82はW81と同様の意味を表しても良く、また、W81及びW82は互いに連結し同一の環構造を形成しても良く、或いはW82は下記の基
(式中、PW82はP11と同じ意味を表し、SW82はS11と同じ意味を表し、XW82はX11と同じ意味を表し、nW82はm11と同じ意味を表す。)を表し、
W83及びW84はそれぞれ独立してハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシ基、ニトロ基、カルボキシル基、カルバモイルオキシ基、アミノ基、スルファモイル基、少なくとも1つの芳香族基を有する炭素原子数5から30の基、炭素原子数1から20のアルキル基、炭素原子数3から20のシクロアルキル基、炭素原子数2から20のアルケニル基、炭素原子数3から20のシクロアルケニル基、炭素原子数1から20のアルコキシ基、炭素原子数2から20のアシルオキシ基、炭素原子数2から20の又は、アルキルカルボニルオキシ基を表すが、前記アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルコキシ基、アシルオキシ基、アルキルカルボニルオキシ基中の1個の-CH2-又は隣接していない2個以上の-CH2-は各々独立して-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-又は-C≡C-によって置換されても良く、但し、上記Mが式(M-1)~式(M-10)から選択される場合Gは式(G-1)~式(G-5)から選択され、Mが式(M-11)である場合Gは式(G-6)を表し、
L1はフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、ペンタフルオロスルフラニル基、ニトロ基、イソシアノ基、アミノ基、ヒドロキシル基、メルカプト基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、トリメチルシリル基、ジメチルシリル基、チオイソシアノ基、又は、炭素原子数1から20のアルキル基を表すが、当該アルキル基は直鎖状であっても分岐状であっても良く、任意の水素原子はフッ素原子に置換されても良く、当該アルキル基中の1個の-CH2-又は隣接していない2個以上の-CH2-は各々独立して-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-又は-C≡C-から選択される基によって置換されても良いが、化合物内にL1が複数存在する場合それらは同一であっても異なっていても良く、
j11は1から5の整数、j12は1~5の整数を表すが、j11+j12は2から5の整数を表す。)、R11及びR31は水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、ペンタフルオロスルフラニル基、シアノ基、ニトロ基、イソシアノ基、チオイソシアノ基、又は、炭素原子数1から20のアルキル基を表すが、当該アルキル基は直鎖状であっても分岐状であっても良く、当該アルキル基中の任意の水素原子はフッ素原子に置換されても良く、当該アルキル基中の1個の-CH2-又は隣接していない2個以上の-CH2-は各々独立して-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-又は-C≡C-によって置換されても良く、m11は0~8の整数を表し、m2~m7、n2~n7、l4~l6、k6は各々独立して0から5の整数を表す。) - 請求項1~8のいずれかに記載の重合性組成物の重合体。
- 請求項9に記載の重合体を用いた光学異方体。
- 請求項10に記載の光学異方体を用いた位相差フィルム。
- 請求項10に記載の光学異方体又は請求項11に記載の位相差フィルムを含有する表示素子。
- 請求項10に記載の光学異方体又は請求項11に記載の位相差フィルムを含有する発光素子。
- 請求項9に記載の重合体を含有する発光ダイオード照明装置。
- 請求項11に記載の位相差フィルムを含有する反射フィルム。
- 請求項11に記載の位相差フィルムを含有する円偏光板。
- 請求項9に記載の重合体を含有するレンズシート。
- 2色性色素を含有する請求項1~8のいずれか一項に記載の重合性組成物。
- 請求項18に記載の重合性組成物の重合体。
- 請求項19に記載の重合体を用いた偏光フィルム。
- シンナメート誘導体を含有する請求項1~8のいずれか一項に記載の重合性組成物。
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