JP2007224145A - Trioxetane compound, cationically polymerizable composition, optical film and display - Google Patents

Trioxetane compound, cationically polymerizable composition, optical film and display Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a new oxetane compound that has many numbers of oxetane groups bonded in one molecule and provides a strong polymer by a cationic polymerization and its use. <P>SOLUTION: The oxetane compound is represented by general formula (1) (R is each may be the same or different and is hydrogen, a methyl group or an ethyl group; L<SP>1</SP>is each may be the same or different and is a single bond or -(CH<SB>2</SB>)<SB>n</SB>- (n is an integer of 1-12); X is each may be the same or different and is a single bond, -O-, -O-CO- or -CO-O-; Y is each may be the same or different and is a single bond or -O-; M is each may be the same or different and is represented by formula (2) -P<SP>1</SP>-L<SP>2</SP>-P<SP>2</SP>- or formula (3) -P<SP>1</SP>- (P<SP>1</SP>and P<SP>2</SP>are each separately selected from groups represented by formula (4)); L<SP>2</SP>is a single bond, -CH<SB>2</SB>=CH<SB>2</SB>-, -C≡C-, -O-, -O-CO- or -CO-O-). <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、カチオン重合が可能なオキセタン基を1分子に3個有する新規な化合物、該化合物を含むカチオン重合性組成物および光学フィルム並びに該フィルムを配置した表示装置に関する。特に、分子量当りに結合されているオキセタン基の数が多く、カチオン重合を行わせることにより強固な高分子が得られるオキセタン化合物とその用途に関する。   The present invention relates to a novel compound having three oxetane groups capable of cationic polymerization per molecule, a cationically polymerizable composition containing the compound, an optical film, and a display device provided with the film. In particular, the present invention relates to an oxetane compound in which the number of oxetane groups bonded per molecular weight is large and a strong polymer can be obtained by performing cationic polymerization, and its use.

紫外線(UV)や電子線等の活性エネルギー線の照射による樹脂類の硬化はその速度が速く、場合によっては無溶媒でも行えることなどから、各種塗装、印刷、電子材料分野などに広く利用されている。これらの分野においては、従来からアクリロイル基やメタクリロイル基(以下、両者を合わせて(メタ)アクリロイル基ということがある。)を含む化合物が多く利用されているが、皮膚刺激性が強かったり、空気中で硬化しようとすると酸素による硬化阻害のため充分な硬化が行われ難く、また硬化時の収縮が大きいことなどの問題があった。
これらの問題のない硬化系として、カチオン重合性のビニルエーテル基やオキシラン基を有する化合物が検討されている。しかしながらビニルエーテル基は目的とする誘導体の合成過程で当該基の脱離が起こりやすい、オキシラン基は高反応性故に誘導体の合成が困難であるなどの欠点がある。
近年、上述の問題を解決しうる官能基としてオキセタン基の検討がなされ、多くのオキセタン誘導体が合成されている(例えば、特許文献1〜4参照)。
Curing of resins by irradiating with active energy rays such as ultraviolet rays (UV) and electron beams is fast, and in some cases it can be done without solvent, so it is widely used in various coating, printing, and electronic materials fields. Yes. In these fields, many compounds containing an acryloyl group or a methacryloyl group (hereinafter sometimes referred to as a (meth) acryloyl group together) have been used, but the skin irritation is strong, and air When trying to cure inside, there are problems such as insufficient curing due to inhibition of oxygen and large shrinkage during curing.
As a curing system free from these problems, compounds having a cationic polymerizable vinyl ether group or oxirane group have been studied. However, the vinyl ether group has drawbacks such that the elimination of the group tends to occur during the synthesis of the target derivative, and the oxirane group is difficult to synthesize the derivative because of high reactivity.
In recent years, oxetane groups have been studied as functional groups that can solve the above problems, and many oxetane derivatives have been synthesized (see, for example, Patent Documents 1 to 4).

一方、近年、性能向上の著しい液晶表示装置(LCD)の色補償や視野角拡大などを目的として種々の位相差フィルムの研究開発が活発に行われており、既に実用化されているものも数多くある。位相差フィルムには精密延伸した高分子フィルムや液晶化合物からなるフィルムが知られているが、前述のようにLCDの性能向上に伴い用いられる位相差フィルムに要求される性能もより過酷なものとなり、従来のフィルムでは充分とは言えなくなってきた。このため、耐熱温度の高いシクロオレフィン系ポリマーを延伸したフィルムが使用されだしたが光学的な補償機能は充分とは言い難い。   On the other hand, in recent years, various retardation films have been actively researched and developed for the purpose of color compensation and viewing angle expansion of a liquid crystal display (LCD) whose performance has been remarkably improved, and many have already been put into practical use. is there. As the retardation film, a precisely stretched polymer film and a film made of a liquid crystal compound are known, but as described above, the performance required for the retardation film used in conjunction with the improvement of the performance of the LCD becomes more severe. Conventional films are no longer sufficient. For this reason, a film obtained by stretching a cycloolefin polymer having a high heat-resistant temperature has been used, but it is difficult to say that the optical compensation function is sufficient.

液晶化合物からなる位相差フィルムは、配向後固定化された液晶の配向構造が、実使用条件下で保持されることが必須となる。液晶の配向構造を保持する方法として、重合性の液晶化合物を用いる方法、高分子液晶物質を用いる方法、更に、重合性の反応基を有する高分子液晶物質を用いる方法が提案されている。
重合性の液晶化合物を用いる方法として、メソゲンとしてベンゼン環2個あるいは3個をエステル基で結合したものが挙げられている(例えば、特許文献5および6参照。)。これらの低分子液晶化合物を位相差フィルムの材料として用いる場合には、低分子液晶化合物を加熱溶融し、液晶状態で基板フィルム上に塗布する方法が考えられるが、この方法では、位相差フィルムに要求される膜の均一性や膜厚精度を達成するのは困難である。また、溶液としてフィルム基板上に塗布する場合には、溶液粘度が低く、塗布自体が困難である場合が多い。従って、特許文献5および6の明細書においては、自立型の位相差フィルムを作製する場合には、ガラスセルの中に液晶材料を充填し、加熱下で紫外線照射を行う等により硬化させた後、ガラス基板を取り除き自立型の位相差フィルムとする方法が提案されているが、フィルム基板上に塗布する方法と比較すると煩雑である。
In a retardation film made of a liquid crystal compound, it is essential that the alignment structure of the liquid crystal fixed after alignment is maintained under actual use conditions. As a method for maintaining the alignment structure of the liquid crystal, a method using a polymerizable liquid crystal compound, a method using a polymer liquid crystal material, and a method using a polymer liquid crystal material having a polymerizable reactive group have been proposed.
As a method using a polymerizable liquid crystal compound, a method in which two or three benzene rings are bonded as an mesogen with an ester group (see, for example, Patent Documents 5 and 6). When these low-molecular liquid crystal compounds are used as a material for a retardation film, a method in which the low-molecular liquid crystal compound is heated and melted and coated on a substrate film in a liquid crystal state can be considered. It is difficult to achieve the required film uniformity and film thickness accuracy. Moreover, when apply | coating on a film substrate as a solution, solution viscosity is low and application | coating itself is difficult in many cases. Therefore, in the specifications of Patent Documents 5 and 6, when a self-supporting retardation film is produced, a liquid crystal material is filled in a glass cell and cured by, for example, irradiation with ultraviolet rays under heating. A method of removing the glass substrate to form a self-supporting retardation film has been proposed, but is more complicated than a method of coating on a film substrate.

高分子液晶物質を用いる方法として、配向保持能に優れた液晶性ポリエステルが提案されている(例えば、特許文献7参照。)。しかしながら、モバイル機器の普及に伴い、これら液晶性ポリエステルからなる位相差フィルムに対して、より厳しい使用環境での配向保持能、より優れた機械的強度が求められている。
一方、重合性の反応基を有する高分子液晶物質を用いる方法としては、高分子主鎖に重合性反応基を導入する方法、側鎖に重合性反応基を有するモノマー単位を導入する方法(例えば、特許文献8参照。)が提案されているが、これらいずれの方法においても液晶性を低下させるため、機械的強度を十分に高めるまでに多量の重合性反応基の導入には限度があり、他の手法が求められている。
As a method using a polymer liquid crystal substance, a liquid crystalline polyester excellent in alignment retention ability has been proposed (for example, see Patent Document 7). However, with the widespread use of mobile devices, the retardation films made of these liquid crystalline polyesters are required to have orientation retention ability and better mechanical strength in more severe use environments.
On the other hand, as a method of using a polymer liquid crystal substance having a polymerizable reactive group, a method of introducing a polymerizable reactive group into a polymer main chain, a method of introducing a monomer unit having a polymerizable reactive group into a side chain (for example, However, in any of these methods, the liquid crystallinity is lowered, so there is a limit to the introduction of a large amount of polymerizable reactive groups until the mechanical strength is sufficiently increased. Other methods are needed.

特開平11−106380号公報JP-A-11-106380 特開2001−163882号公報JP 2001-163882 A 特開2002−80581号公報JP 2002-80581A 国際公開第02/28985号パンフレットInternational Publication No. 02/28985 Pamphlet 特表平11−513019号公報Japanese National Patent Publication No. 11-513019 特表平11−513360号公報Japanese National Patent Publication No. 11-513360 特開平11−158258号公報JP-A-11-158258 特開平9−3454号公報JP-A-9-3454

本発明の目的は、上述のような問題を解決しうる合成が容易でオキセタン基を多数結合した新規な化合物を提供し、該化合物を含むカチオン重合性組成物およびその組成物から得られる耐熱性等の向上した光学フィルムを提供するものである。   An object of the present invention is to provide a novel compound which can easily solve the above-described problems and which has a large number of oxetane groups bonded thereto, a cationically polymerizable composition containing the compound, and heat resistance obtained from the composition An improved optical film is provided.

すなわち、本発明の第1は、下記一般式(1)で表されるトリオキセタン化合物、に関する。

Figure 2007224145
(式(1)において、Rは、それぞれ同じでも異なってもよく、水素、メチル基またはエチル基を表し、Lは、それぞれ同じでも異なってもよく、単結合または−(CH−(nは1〜12の整数)を表し、Xは、それぞれ同じでも異なってもよく、単結合、−O−、−O−CO−、または−CO−O−を表し、Yは、それぞれ同じでも異なってもよく、単結合または−O−を表し、Mは、それぞれ同じでも異なってもよく、式(2)または式(3)で表されるいずれかであり、式(2)および式(3)中のPおよびPは、それぞれ個別に、式(4)から選ばれる基を表し、Lは、単結合、−CH=CH−、−C≡C−、−O−、−O−CO−、または−CO−O−を表す。)
−P−L−P− (2)
−P− (3)
Figure 2007224145
That is, the first of the present invention relates to a trioxetane compound represented by the following general formula (1).
Figure 2007224145
(In Formula (1), R may be the same or different and each represents hydrogen, a methyl group or an ethyl group, L 1 may be the same or different, and may be a single bond or — (CH 2 ) n —. (N is an integer of 1 to 12), X may be the same or different and each represents a single bond, —O—, —O—CO—, or —CO—O—, and Y is the same. However, they may be different and each represents a single bond or —O—, and M may be the same as or different from each other, and is any one represented by the formula (2) or the formula (3). P 1 and P 2 in (3) each independently represent a group selected from Formula (4), and L 2 represents a single bond, —CH 2 ═CH 2 —, —C≡C—, —O. -Represents -O-CO- or -CO-O-.)
-P 1 -L 2 -P 2- (2)
-P 1- (3)
Figure 2007224145

本発明の第2は、一般式(1)において、Lが、−(CH−、−(CH−、または−(CH−であり、Xが、−O−CO−、または−CO−O−であることを特徴とする本発明の第1に記載のトリオキセタン化合物、に関する。 According to a second aspect of the present invention, in the general formula (1), L 1 is — (CH 2 ) 2 —, — (CH 2 ) 4 —, or — (CH 2 ) 6 —, and X is —O The trioxetane compound according to the first aspect of the present invention, which is —CO— or —CO—O—.

本発明の第3は、一般式(1)で表されるトリオキセタン化合物とカチオン重合性基を有する化合物(一般式(1)で表される化合物を除く。)とからなるカチオン重合性組成物、に関する。   A third aspect of the present invention is a cationically polymerizable composition comprising a trioxetane compound represented by the general formula (1) and a compound having a cationically polymerizable group (excluding the compound represented by the general formula (1)). , Regarding.

本発明の第4は、一般式(1)で表されるトリオキセタン化合物を少なくとも5質量%以上含有することを特徴とする本発明の第3に記載のカチオン重合性組成物、に関する。   4th of this invention is related with the cationically polymerizable composition as described in 3rd of this invention characterized by containing the trioxetane compound represented by General formula (1) at least 5 mass% or more.

本発明の第5は、カチオン重合性基を有する化合物が液晶性を示す化合物であることを特徴とする本発明の第3に記載のカチオン重合性組成物、に関する。   A fifth aspect of the present invention relates to the cationically polymerizable composition according to the third aspect of the present invention, wherein the compound having a cationically polymerizable group is a compound exhibiting liquid crystallinity.

本発明の第6は、液晶性を示す化合物が、オリゴマーまたは高分子化合物であることを特徴とする本発明の第5に記載のカチオン重合性組成物、に関する。   A sixth aspect of the present invention relates to the cationically polymerizable composition according to the fifth aspect of the present invention, wherein the compound exhibiting liquid crystallinity is an oligomer or a polymer compound.

本発明の第7は、カチオン重合開始剤を含有することを特徴とする本発明の第3〜6のいずれかに記載のカチオン重合性組成物、に関する。   7th of this invention is related with the cationically polymerizable composition in any one of the 3rd-6th of this invention characterized by containing a cationic polymerization initiator.

本発明の第8は、本発明の第3〜7のいずれかに記載のカチオン重合性組成物を重合して得られる光学フィルム、に関する。   8th of this invention is related with the optical film obtained by superposing | polymerizing the cationically polymerizable composition in any one of 3-7 of this invention.

本発明の第9は、本発明の第8に記載の光学フィルムを配置した表示装置、に関する。   9th of this invention is related with the display apparatus which has arrange | positioned the optical film as described in 8th of this invention.

本発明のトリオキセタン化合物は新規な化合物であり、合成が容易で、該化合物を含むカチオン重合性組成物から耐熱性等の向上した光学フィルムが得られる。   The trioxetane compound of the present invention is a novel compound, is easily synthesized, and an optical film having improved heat resistance and the like can be obtained from a cationically polymerizable composition containing the compound.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、下記一般式(1)で表されるトリオキセタン化合物である。

Figure 2007224145
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The present invention is a trioxetane compound represented by the following general formula (1).
Figure 2007224145

式(1)において、Rは、それぞれ同じでも異なってもよく、水素、メチル基またはエチル基を表し、Lは、それぞれ同じでも異なってもよく、単結合または−(CH−(nは1〜12の整数)を表し、Xは、それぞれ同じでも異なってもよく、単結合、−O−、−O−CO−、または−CO−O−を表し、Yは、それぞれ同じでも異なってもよく、単結合または−O−を表し、Mは、それぞれ同じでも異なってもよく、式(2)または式(3)で表されるいずれかであり、式(2)および式(3)中のPおよびPは、それぞれ個別に、式(4)から選ばれる基を表し、Lは、単結合、−CH=CH−、−C≡C−、−O−、−O−CO−、または−CO−O−を表す。)
−P−L−P− (2)
−P− (3)
In the formula (1), R may be the same or different and each represents hydrogen, a methyl group or an ethyl group, and L 1 may be the same or different and each represents a single bond or — (CH 2 ) n — ( n represents an integer of 1 to 12, X may be the same or different, each represents a single bond, —O—, —O—CO—, or —CO—O—, and Y may be the same They may be different and each represents a single bond or —O—, and each M may be the same or different and is represented by formula (2) or formula (3). P 1 and P 2 in 3) each independently represent a group selected from Formula (4), and L 2 represents a single bond, —CH 2 ═CH 2 —, —C≡C—, —O—. , -O-CO-, or -CO-O-. )
-P 1 -L 2 -P 2- (2)
-P 1- (3)

Figure 2007224145
Figure 2007224145

一般式(1)で表される化合物は、L、X、YおよびMの選定により多くの化合物を例示できるが、好ましくはLが、−(CH−、−(CH−、または−(CH−であり、Xが、−O−CO−、または−CO−O−である化合物であり、より具体的には、

Figure 2007224145
Figure 2007224145
などが挙げられる。 The compound represented by the general formula (1) can be exemplified by many compounds by selecting L 1 , X, Y and M, but preferably L 1 is — (CH 2 ) 2 —, — (CH 2 ). 4 -, or - (CH 2) 6 - and is, X is a -O-CO-, or -CO-O-, compound, more specifically,
Figure 2007224145
Figure 2007224145
Etc.

式(1)で表される本発明のオキセタン化合物は、有機化学における通常の合成方法に従って合成することができ、合成方法は特に限定されるものではない。
合成にあたっては、オキセタン基がカチオン重合性を有するため、強い酸性条件下では、重合や開環などの副反応を起こすことを考慮して、反応条件を選ぶ必要がある。なお、オキセタン基は類似のカチオン重合性官能基であるオキシラン基などと比べて、副反応を起こす可能性が低い。さらに、類似したアルコール、フェノール、カルボン酸などの各種化合物をつぎつぎに反応させることもあり、適宜保護基の活用を考慮してもよい。合成された粗オキセタン誘導体は、再結晶、カラムクロマトグラフィーなどの方法で精製してもよい。特に結晶性がある程度高いものについては、再結晶は有効な手段であり、常温で再結晶が不可能な化合物についても、−20℃などの低温に冷却することで再結晶が可能になることもある。
The oxetane compound of the present invention represented by the formula (1) can be synthesized according to a usual synthesis method in organic chemistry, and the synthesis method is not particularly limited.
In the synthesis, since the oxetane group has cationic polymerizability, it is necessary to select reaction conditions in consideration of causing side reactions such as polymerization and ring opening under strong acidic conditions. Oxetane groups are less likely to cause side reactions than oxirane groups, which are similar cationically polymerizable functional groups. Furthermore, various compounds such as similar alcohols, phenols, carboxylic acids and the like may be reacted one after another, and utilization of protecting groups may be considered as appropriate. The synthesized crude oxetane derivative may be purified by a method such as recrystallization or column chromatography. In particular, recrystallization is an effective means for those having a certain degree of crystallinity, and even a compound that cannot be recrystallized at room temperature can be recrystallized by cooling to a low temperature such as −20 ° C. is there.

具体的な合成方法としては、例えば、ヒドロキシ安息香酸を出発化合物として、例えばウィリアムソンのエーテル合成法等によりオキセタン基を結合させ、次いで得られた化合物と本発明に適したトリオールとを、酸クロリド法やカルボジイミドによる縮合法等を用いて結合させる方法や、逆に予めヒドロキシ安息香酸の水酸基を適当な保護基で保護し、本発明に適したトリオールと縮合後、保護基を脱離させ、適当なオキセタン化合物、例えばハロアルキルオキセタン等と水酸基とを反応させる方法などが挙げられる。   As a specific synthesis method, for example, hydroxybenzoic acid is used as a starting compound, an oxetane group is bonded by, for example, Williamson's ether synthesis method, etc., and then the obtained compound and a triol suitable for the present invention are combined with an acid chloride. Or by condensing using a carbodiimide condensation method or the like, and conversely protecting the hydroxyl group of hydroxybenzoic acid with an appropriate protecting group in advance, condensing with a triol suitable for the present invention, removing the protecting group, and And a method of reacting a hydroxyl group with a oxetane compound such as a haloalkyloxetane.

オキセタン化合物と水酸基との反応は、用いられる化合物の形態や反応性により適した反応条件を選定すればよいが、通常、反応温度は−20℃〜180℃、好ましくは10℃〜150℃が選ばれ、反応時間は10分〜48時間、好ましくは30分〜24時間である。これらの範囲外では反応が充分に進行しなかったり、副反応が生じたりして好ましくない。また、両者の混合割合は、水酸基1当量につき、オキセタン化合物0.8〜1.2当量が好ましい。   For the reaction between the oxetane compound and the hydroxyl group, a reaction condition suitable for the form and reactivity of the compound used may be selected. Usually, the reaction temperature is -20 ° C to 180 ° C, preferably 10 ° C to 150 ° C. The reaction time is 10 minutes to 48 hours, preferably 30 minutes to 24 hours. Outside these ranges, the reaction does not proceed sufficiently or side reactions occur, which is not preferable. Moreover, the mixing ratio of both is preferably 0.8 to 1.2 equivalents of the oxetane compound per equivalent of hydroxyl group.

反応は、無溶媒でも可能であるが、通常は適当な溶媒下で行われる。使用される溶媒は目的とする反応を妨害しなければ特に制限はなく、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等のアミド類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、ジブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類、酢酸エチル、安息香酸エチル等のエステル類やこれらの混合物が挙げられる。   The reaction can be carried out without solvent, but is usually carried out in a suitable solvent. The solvent used is not particularly limited as long as it does not interfere with the intended reaction. For example, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene, amides such as dimethylformamide, dimethylacetamide and N-methylpyrrolidone, methyl ethyl ketone, Examples thereof include ketones such as methyl isobutyl ketone, ethers such as dibutyl ether, ethylene glycol dimethyl ether and diethylene glycol dimethyl ether, esters such as ethyl acetate and ethyl benzoate, and mixtures thereof.

本発明はまた、本発明のトリオキセタン化合物とカチオン重合性基を有する化合物とからなるカチオン重合性組成物に関する。
本発明のカチオン重合性組成物は、本発明のトリオキセタン化合物と、該オキセタン化合物を除くカチオン重合性基を有する化合物とからなり、好ましくは本発明のトリオキセタン化合物を少なくとも5質量%以上、より好ましくは10質量%以上含むカチオン重合性組成物である。トリオキセタン化合物の含有量が5質量%未満では組成物中に占める重合性基の濃度が低くなり、重合後の機械的強度等が必ずしも十分でないなど好ましくない。上限は特に限定されないが、80質量%以下が好ましい。80質量%を超えると架橋物に脆さが目立つようになり好ましくない。
The present invention also relates to a cationically polymerizable composition comprising the trioxetane compound of the present invention and a compound having a cationically polymerizable group.
The cationically polymerizable composition of the present invention comprises the trioxetane compound of the present invention and a compound having a cationically polymerizable group other than the oxetane compound, and preferably contains at least 5% by mass or more of the trioxetane compound of the present invention. Preferably, it is a cationically polymerizable composition containing 10% by mass or more. When the content of the trioxetane compound is less than 5% by mass, the concentration of the polymerizable group in the composition is low, and the mechanical strength after polymerization is not necessarily sufficient, which is not preferable. Although an upper limit is not specifically limited, 80 mass% or less is preferable. When it exceeds 80% by mass, brittleness becomes conspicuous in the crosslinked product, which is not preferable.

本発明のトリオキセタン化合物に配合されるカチオン重合性基を有する化合物としては、下記式(5)で表されるようなカチオン重合性基を有する化合物(ただし、本発明のトリオキセタン化合物を除く。)で、本発明のトリオキセタン化合物と混和しうるものであれば特に制限はなく、各種の低分子化合物、フィルム形成能を有する各種の高分子化合物、液晶性を示す各種の液晶性低分子化合物や液晶性高分子化合物などが挙げられる。さらに本発明の目的を損なわない範囲内でカチオン重合性基を持たない化合物や各種の染料、顔料や添加剤を配合することもできる。これらの中でも液晶性を示す化合物が好ましく、組成物全体として液晶性を示すことが後述の光学フィルムの製造には特に好ましい。   The compound having a cationically polymerizable group blended in the trioxetane compound of the present invention is a compound having a cationically polymerizable group represented by the following formula (5) (however, the trioxetane compound of the present invention is excluded). ), There is no particular limitation as long as it is miscible with the trioxetane compound of the present invention, various low molecular compounds, various high molecular compounds having film forming ability, and various liquid crystalline low molecular compounds exhibiting liquid crystallinity. And liquid crystalline polymer compounds. Furthermore, a compound having no cationically polymerizable group and various dyes, pigments and additives may be blended within a range not impairing the object of the present invention. Among these, a compound exhibiting liquid crystallinity is preferable, and the liquid crystallinity as a whole composition is particularly preferable for the production of an optical film described later.

Figure 2007224145
Figure 2007224145

カチオン重合性基を有する液晶性を示す化合物は種々あるが、液晶性を示すオリゴマーや高分子化合物が好ましく、液晶性高分子化合物としては主鎖型、側鎖型いずれも使用することができる。主鎖型液晶性高分子化合物としてポリエステル、ポリエステルアミド、ポリカーボネート等が挙げられ、側鎖型液晶性高分子化合物としてポリアクリレート、ポリシロキサン、ポリマロネート等が挙げられる。   There are various types of compounds having a cationic polymerizable group and exhibiting liquid crystallinity, but oligomers and polymer compounds exhibiting liquid crystallinity are preferable. As the liquid crystalline polymer compound, both a main chain type and a side chain type can be used. Examples of the main chain type liquid crystalline polymer compound include polyester, polyesteramide, and polycarbonate, and examples of the side chain type liquid crystalline polymer compound include polyacrylate, polysiloxane, and polymalonate.

主鎖型液晶性ポリエステルの合成方法としては、通常のポリエステルを合成する際に用いられる方法を採ることができ、特に限定されるものではない。例えば、カルボン酸単位を酸クロリドやスルホン酸無水物などに活性化し、それを塩基の存在下でフェノール単位と反応させる方法(酸クロリド法)や、カルボン酸単位とフェノール単位をDCC(ジシクロヘキシルカルボジイミド)などの縮合剤を用いて直接縮合させる方法、フェノール単位をアセチル化して、これとカルボン酸単位とを溶融条件下で脱酢酸重合する方法などを用いることが出来る。ただし、溶融条件下での脱酢酸重合を用いる場合には、カチオン重合性基を有するモノマー単位が反応条件下で重合や分解反応を起こすおそれがあるため、反応条件を厳密に制御する必要がある場合が多く、場合によっては適当な保護基を用いたり、あるいは一度別な官能基を有する化合物を反応させておいてから、後でカチオン重合性基を導入するなどの方法を採ることが望ましい場合もある。また、重合反応により得られた粗主鎖型液晶性ポリエステルを、再結晶、再沈などの方法により精製してもよい。   As a method for synthesizing the main-chain liquid crystalline polyester, a method used when synthesizing a normal polyester can be adopted, and the method is not particularly limited. For example, a method in which a carboxylic acid unit is activated to an acid chloride or a sulfonic acid anhydride, and this is reacted with a phenol unit in the presence of a base (acid chloride method), or a carboxylic acid unit and a phenol unit are converted into DCC (dicyclohexylcarbodiimide). A method of directly condensing using a condensing agent such as the above, a method of acetylating a phenol unit, and a method of deaceticating polymerization of this with a carboxylic acid unit under melting conditions can be used. However, in the case of using deacetic acid polymerization under melting conditions, it is necessary to strictly control the reaction conditions because the monomer unit having a cationic polymerizable group may cause polymerization or decomposition reaction under the reaction conditions. In many cases, it is desirable to use a method such as using an appropriate protective group or reacting a compound having another functional group once and then introducing a cationically polymerizable group later. There is also. The crude main chain type liquid crystalline polyester obtained by the polymerization reaction may be purified by a method such as recrystallization or reprecipitation.

側鎖型液晶性高分子化合物も種々の方法で合成することができ、例えばポリ(メタ)アクリレートの場合は、片末端にカチオン重合性基を有する(液晶性)(メタ)アクリル化合物と液晶性(メタ)アクリル化合物とを用いてラジカル重合またはアニオン重合により(メタ)アクリル基のみを重合して、カチオン重合性基を持つ側鎖型液晶性高分子化合物を得ることができる。   Side chain type liquid crystalline polymer compounds can also be synthesized by various methods. For example, in the case of poly (meth) acrylate, a (liquid crystalline) (meth) acrylic compound having a cationic polymerizable group at one end and liquid crystalline properties A side chain liquid crystalline polymer compound having a cationic polymerizable group can be obtained by polymerizing only a (meth) acrylic group by radical polymerization or anionic polymerization using a (meth) acrylic compound.

ラジカル重合の例としては、(メタ)アクリル化合物をジメチルホルムアミド(DMF)などの溶媒に溶かし、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)や過酸化ベンゾイル(BPO)などを開始剤として、60〜150℃で数時間反応させる方法が挙げられる。また、液晶相を安定に出現させるために、臭化銅(I)/2,2’−ビピリジル系や2,2,6,6−テトラメチルピペリジノオキシ・フリーラジカル(TEMPO)系などを開始剤としたリビングラジカル重合を行い、分子量分布を制御する方法も有効である。これらのラジカル重合は厳密に脱酸素条件で行う必要がある。   As an example of radical polymerization, a (meth) acrylic compound is dissolved in a solvent such as dimethylformamide (DMF), and 2,2′-azobisisobutyronitrile (AIBN), benzoyl peroxide (BPO), or the like is used as an initiator. The method of making it react at 60-150 degreeC for several hours is mentioned. Moreover, in order to make the liquid crystal phase appear stably, copper bromide (I) / 2,2′-bipyridyl series, 2,2,6,6-tetramethylpiperidinooxy free radical (TEMPO) series, etc. are used. A method of controlling the molecular weight distribution by conducting living radical polymerization as an initiator is also effective. These radical polymerizations must be carried out strictly under deoxygenation conditions.

アニオン重合の例としては、(メタ)アクリル化合物をテトラヒドロフラン(THF)などの溶媒に溶かし、有機リチウム化合物、有機ナトリウム化合物、グリニャール試薬などの強塩基を開始剤として、反応させる方法が挙げられる。また、開始剤や反応温度を最適化することでリビングアニオン重合とし、分子量分布を制御することもできる。これらのアニオン重合は、厳密に脱水かつ脱酸素条件で行う必要がある。
また、必要により他の共重合可能な化合物を共重合することもできる。共重合する化合物は特に限定されるものではないが、好ましくは合成される高分子化合物が液晶性を示すような化合物を用いて液晶性を高めるためにメソゲン基を有する(メタ)アクリル化合物が好ましい。
Examples of anionic polymerization include a method in which a (meth) acrylic compound is dissolved in a solvent such as tetrahydrofuran (THF) and reacted with a strong base such as an organic lithium compound, an organic sodium compound, or a Grignard reagent as an initiator. In addition, the molecular weight distribution can be controlled by optimizing the initiator and the reaction temperature for living anionic polymerization. These anionic polymerizations must be performed strictly under dehydration and deoxygenation conditions.
If necessary, other copolymerizable compounds can be copolymerized. The compound to be copolymerized is not particularly limited, but preferably a (meth) acrylic compound having a mesogenic group is preferred in order to enhance liquid crystallinity by using a compound in which the synthesized polymer compound exhibits liquid crystallinity. .

なお、カチオン重合性基を有する(メタ)アクリル化合物の合成法も特に制限されるものではなく、通常の有機化学合成法で用いられる方法を適用することによって合成することができる。
例えば、ウィリアムソンのエーテル合成法や、縮合剤を用いたエステル合成法などの手段でカチオン重合性基を持つ部位と(メタ)アクリル基を持つ部位を結合することで、カチオン重合性基と(メタ)アクリル基と全く異なる2つの官能基を持つ(メタ)アクリル化合物を容易に合成することができる。
The method for synthesizing the (meth) acrylic compound having a cationic polymerizable group is not particularly limited, and can be synthesized by applying a method used in a normal organic chemical synthesis method.
For example, by combining a site having a cationic polymerizable group and a site having a (meth) acrylic group by means of Williamson's ether synthesis method or ester synthesis method using a condensing agent, the cationic polymerizable group ( A (meth) acrylic compound having two functional groups completely different from the (meth) acrylic group can be easily synthesized.

本発明のカチオン重合性組成物はカチオン重合性基を有する化合物からなるため、その重合(硬化)にはカチオン重合開始剤の添加が好ましい。
カチオン重合開始剤には、適当な光によりカチオンを発生しうる光カチオン発生剤および熱によりカチオンを発生しうる熱カチオン発生剤(以下、両者を合わせてカチオン発生剤ということがある。)があり、本発明のカチオン重合性組成物においては、それぞれを個別に用いてもよく、両者を併用してもよい。また必要によっては各種の増感剤を併用してもよい。
Since the cationically polymerizable composition of the present invention comprises a compound having a cationically polymerizable group, it is preferable to add a cationic polymerization initiator for the polymerization (curing).
Cationic polymerization initiators include a photo cation generator capable of generating cations by appropriate light and a thermal cation generator capable of generating cations by heat (hereinafter, both may be referred to as a cation generator). In the cationically polymerizable composition of the present invention, each may be used individually, or both may be used in combination. If necessary, various sensitizers may be used in combination.

より詳細に説明すれば、本発明で言う光カチオン発生剤とは、適当な波長の光を照射することによりカチオンを発生する化合物を意味し、有機スルフォニウム塩系、ヨードニウム塩系、フォスフォニウム塩系などを例示することが出来る。これら化合物の対イオンとしては、アンチモネート、フォスフェート、ボレートなどが好ましく用いられる。具体的な化合物としては、ArSbF 、ArBF 、ArPF (ここで、Arはフェニル基または置換フェニル基を示す。)などが挙げられる。また、スルホン酸エステル類、トリアジン類、ジアゾメタン類、β−ケトスルホン、イミノスルホナート、ベンゾインスルホナートなども用いることができる。 More specifically, the photocation generator in the present invention means a compound that generates a cation when irradiated with light of an appropriate wavelength, and is an organic sulfonium salt type, iodonium salt type, phosphonium salt. A system etc. can be illustrated. Antimonates, phosphates, borates and the like are preferably used as counter ions of these compounds. Specific examples of the compound include Ar 3 S + SbF 6 , Ar 3 P + BF 4 , Ar 2 I + PF 6 (wherein Ar represents a phenyl group or a substituted phenyl group), and the like. . In addition, sulfonate esters, triazines, diazomethanes, β-ketosulfone, iminosulfonate, benzoinsulfonate, and the like can also be used.

また、本発明で言う熱カチオン発生剤とは、適当な温度に加熱されることによりカチオンを発生する化合物であり、例えば、ベンジルスルホニウム塩類、ベンジルアンモニウム塩類、ベンジルピリジニウム塩類、ベンジルホスホニウム塩類、ヒドラジニウム塩類、カルボン酸エステル類、スルホン酸エステル類、アミンイミド類、五塩化アンチモン−塩化アセチル錯体、ジアリールヨードニウム塩−ジベンジルオキシ銅、ハロゲン化ホウ素−三級アミン付加物などを挙げることができる。   The thermal cation generator referred to in the present invention is a compound that generates a cation when heated to an appropriate temperature. For example, benzylsulfonium salts, benzylammonium salts, benzylpyridinium salts, benzylphosphonium salts, hydrazinium salts Carboxylic acid esters, sulfonic acid esters, amine imides, antimony pentachloride-acetyl chloride complexes, diaryliodonium salts-dibenzyloxycopper, boron halide-tertiary amine adducts, and the like.

また、ルイス酸などのカチオンを発生する化合物を予め添加したカチオン重合性組成物を調製し、塗布・乾燥等の処理後、カチオンを発生させて重合させることができる。カチオン重合性組成物が液晶性を示す場合は、液晶の配向を形成後、あるいは液晶配向形成と同時にカチオン重合性基を重合させる方法を採ることも出来るが、液晶配向工程と重合工程を分離できた方が、十分な液晶配向と重合度とを両立できることが多く、実際には熱あるいは光などにより顕在化するカチオン発生剤を用いることがより好ましい。   Further, a cationically polymerizable composition to which a compound capable of generating a cation such as Lewis acid is added in advance is prepared, and after treatment such as coating and drying, a cation can be generated and polymerized. When the cationic polymerizable composition exhibits liquid crystallinity, a method of polymerizing the cationic polymerizable group after forming the liquid crystal alignment or simultaneously with forming the liquid crystal alignment can be employed, but the liquid crystal alignment step and the polymerization step can be separated. In many cases, sufficient liquid crystal alignment and degree of polymerization can be achieved at the same time. In practice, it is more preferable to use a cation generator that is manifested by heat or light.

熱カチオン発生剤を用いる場合には、熱カチオン発生剤の活性化温度(通常用いられる指標としては、50%解離温度)よりも低い温度で前記のカチオン重合性組成物の配向のために熱処理を行い、ついで本工程において活性化温度以上に加熱することにより、用いた熱カチオン発生剤を解離させ、発生したカチオンによりカチオン重合性基を反応させることが出来る。この方法のメリットとしては、熱処理設備のみにより液晶配向と重合反応を行うことが出来る点が挙げられる。しかしながら、反面、熱(温度の違い)のみにより配向と重合の工程を分離しているため、配向時に若干重合反応が進行してしまう、あるいは重合工程においても十分反応が進行しない場合があるなどのデメリットも挙げられる。   In the case of using a thermal cation generator, heat treatment is performed for the orientation of the cationic polymerizable composition at a temperature lower than the activation temperature of the thermal cation generator (a commonly used index is 50% dissociation temperature). Then, by heating to the activation temperature or higher in this step, the thermal cation generator used can be dissociated, and the cation polymerizable group can be reacted with the generated cations. The merit of this method is that liquid crystal alignment and polymerization reaction can be performed only by heat treatment equipment. However, since the alignment and polymerization processes are separated only by heat (difference in temperature), the polymerization reaction proceeds slightly during alignment, or the reaction may not sufficiently proceed even in the polymerization process. There are also disadvantages.

光カチオン発生剤を用いた場合、液晶配向のための熱処理を暗条件(光カチオン発生剤が解離しない程度の光遮断条件)で行えば、カチオン重合性組成物は配向段階で重合や分解をすることなく、十分な流動性をもって配向することが出来る。この後、適当な波長光を発する光源からの光を照射することによりカチオンを発生させ、カチオン重合性組成物を重合(硬化)させればよい。   When a photo cation generator is used, if the heat treatment for liquid crystal alignment is performed under dark conditions (light blocking conditions that do not allow the photo cation generator to dissociate), the cationic polymerizable composition undergoes polymerization and decomposition at the alignment stage. Without orientation, it can be oriented with sufficient fluidity. Then, the cation is generated by irradiating light from a light source that emits light of an appropriate wavelength, and the cationic polymerizable composition is polymerized (cured).

これらのカチオン発生剤のカチオン重合性組成物中への添加量は、用いるカチオン重合性組成物を構成する化合物、各種添加剤や、オキセタン基当量などにより異なるため一概には言えないが、カチオン重合性組成物に対する質量比にして通常100ppm〜20%、好ましくは1000ppm〜10%、より好ましくは0.2%〜7%、最も好ましくは0.5%〜5%の範囲である。100ppmよりも少ない場合には、発生するカチオンの量が十分でなく重合が進行しないおそれがあり、また20%よりも多い場合には、カチオン重合性組成物中に残存するカチオン発生剤の分解残存物等が多くなり耐光性などが悪化するおそれがあり、どちらの場合も好ましくない。
前記のカチオン発生剤の中では、光でカチオンを発生しうる光カチオン発生剤は、前記のカチオン重合性組成物が液晶性を有する場合などは液晶相を発現する任意の温度でカチオンを発生させて重合(硬化)を行うことができるため、特に好ましい。
The amount of these cation generators added to the cationic polymerizable composition varies depending on the compound constituting the cationic polymerizable composition to be used, various additives, oxetane group equivalent, etc. The mass ratio to the composition is usually 100 ppm to 20%, preferably 1000 ppm to 10%, more preferably 0.2% to 7%, and most preferably 0.5% to 5%. If the amount is less than 100 ppm, the amount of cations generated may not be sufficient and polymerization may not proceed. If the amount is more than 20%, the residual cation generator remaining in the cation polymerizable composition may remain decomposed. There is a risk that the light resistance and the like may be deteriorated due to an increase in the number of objects and the like, which is not preferable in either case.
Among the cation generators described above, the photo cation generator capable of generating cations by light is capable of generating cations at an arbitrary temperature at which a liquid crystal phase is developed, such as when the cation polymerizable composition has liquid crystallinity. It is particularly preferable because it can be polymerized (cured).

このように、本発明のカチオン重合性組成物を薄膜状にして重合(硬化)することにより、光学フィルムを製造することができる。
次に、本発明のカチオン重合性組成物を用いた光学フィルムの製造方法について詳細に説明する。光学フィルム製造の方法としてはこれらに限定されるものではないが、下記方法に示される各工程を踏むことが望ましい。
本発明のカチオン重合性組成物から製造される光学フィルムは、基板上に形成されたままの形態(基板/(配向膜)/光学フィルム)、基板とは異なる透明基板フィルム等に光学フィルムを転写した形態(透明基板フィルム/光学フィルム)、または光学フィルムに自己支持性がある場合には光学フィルム単層形態(フィルム)のいずれの形態であってもよい。
Thus, an optical film can be produced by polymerizing (curing) the cationically polymerizable composition of the present invention into a thin film.
Next, the manufacturing method of the optical film using the cationically polymerizable composition of this invention is demonstrated in detail. The method for producing the optical film is not limited to these, but it is desirable to take each step shown in the following method.
The optical film produced from the cationic polymerizable composition of the present invention is transferred onto the substrate as it is formed on the substrate (substrate / (alignment film) / optical film), a transparent substrate film different from the substrate, etc. When the optical film has a self-supporting form (transparent substrate film / optical film), the optical film single-layer form (film) may be used.

本発明に用いることのできる基板としては、カチオン重合性組成物が液晶性を示す場合のことも考慮して、配向基板となりうるものが好ましく、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンオキシド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアリレート、トリアセチルセルロース、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等のフィルムおよびこれらフィルムの一軸延伸フィルム等が例示できる。これらフィルムは製造方法によっては改めて配向能を発現させるための処理を行わなくとも本発明のカチオン重合性組成物に対して十分な能力を示すものもあるが、能力が不十分等の場合には、必要によりこれらのフィルムを適度な加熱下に延伸する、フィルム面をレーヨン布等で一方向に擦るいわゆるラビング処理を行う、フィルム上にポリイミド、ポリビニルアルコール、シランカップリング剤等の公知の配向剤からなる配向膜を設けてラビング処理を行う、酸化珪素等の斜方蒸着処理、あるいはこれらを適宜組み合わせるなどして配向能を発現させたフィルムを用いても良い。また表面に規則的な微細溝を設けたアルミニウム、鉄、銅などの金属板や各種ガラス板等も基板として使用することができる。   As the substrate that can be used in the present invention, in consideration of the case where the cationic polymerizable composition exhibits liquid crystallinity, a substrate that can be an alignment substrate is preferable, and polyimide, polyamide, polyamideimide, polyphenylene sulfide, polyphenylene oxide, Examples thereof include films of polyether ketone, polyether ether ketone, polyether sulfone, polysulfone, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyarylate, triacetyl cellulose, epoxy resin, phenol resin, and uniaxially stretched films of these films. Some of these films show sufficient ability for the cationic polymerizable composition of the present invention without performing treatment for expressing orientation ability again depending on the production method. If necessary, these films are stretched under moderate heating, the film surface is rubbed in one direction with a rayon cloth or the like, so-called rubbing treatment is performed, and known orientation agents such as polyimide, polyvinyl alcohol, silane coupling agent are applied on the film. Alternatively, a film that exhibits orientation ability by providing an alignment film made of the above, performing a rubbing process, oblique vapor deposition process such as silicon oxide, or a combination thereof may be used. Further, a metal plate such as aluminum, iron, copper, etc., and various glass plates provided with regular fine grooves on the surface can be used as the substrate.

基板として光学的に等方でない、あるいは得られる光学フィルムが最終的に目的とする使用波長領域において不透明な基板を使用した場合は、基板上で形成された形態から光学的に等方なフィルムや最終的に使用される波長領域において透明な基板上に転写した形態も使用し得る。該転写方法としては、例えば特開平4−57017号公報や特開平5−333313号公報に記載されているように光学フィルム層を粘・接着剤を介して、当初の基板とは異なる他の透明な基板を積層した後に、必要により粘・接着剤に硬化処理を施し、該積層体から当初の基板を剥離することで光学フィルムのみを転写する方法等を挙げることができる。   When using a substrate that is not optically isotropic as the substrate, or the obtained optical film is an opaque substrate in the intended wavelength range of use, an optically isotropic film from the form formed on the substrate A form transferred onto a transparent substrate in a wavelength region to be finally used can also be used. As the transfer method, for example, as described in JP-A-4-57017 and JP-A-5-333313, an optical film layer is bonded to another transparent material different from the original substrate through an adhesive / adhesive. A method of transferring only the optical film by laminating an appropriate substrate, then subjecting the adhesive / adhesive to curing treatment if necessary, and removing the original substrate from the laminate can be exemplified.

前記透明な基板としては、例えばフジタック(富士写真フィルム(株)製品)、コニカタック(コニカ(株)製品)などのトリアセチルセルロースフィルム、TPXフィルム(三井化学(株)製品)、アートンフィルム(JSR(株)製品)、ゼオネックスフィルム(日本ゼオン(株)製品)、アクリプレンフィルム(三菱レーヨン(株)製品)等が挙げられ、また必要によっては透明な基板として偏光板やポリカーボネート、シクロオレフィン系ポリマー、ポリエステル等を延伸して得られるフィルムを使用することもできる。さらに、石英板やガラス板を使用することもある。なお、前記偏光板は保護層の有無を問わず使用することができる。   Examples of the transparent substrate include triacetyl cellulose films such as Fujitac (product of Fuji Photo Film Co., Ltd.) and Konicatak (product of Konica Corp.), TPX film (product of Mitsui Chemicals Co., Ltd.), Arton Film (JSR). Products), ZEONEX film (product of Nippon Zeon Co., Ltd.), acrylene film (product of Mitsubishi Rayon Co., Ltd.), etc. A film obtained by stretching a polymer, polyester or the like can also be used. Further, a quartz plate or a glass plate may be used. In addition, the said polarizing plate can be used regardless of the presence or absence of a protective layer.

転写に使用される粘・接着剤は光学グレードのものであれば特に制限はなく、例えば、アクリル系、エポキシ樹脂系、エチレン−酢酸ビニル共重合体系、ゴム系、ウレタン系およびこれらの混合物系や、熱硬化型および/または光硬化型、電子線硬化型等の各種反応性のものを挙げることができる。
前記反応性のものの反応(硬化)条件は、粘・接着剤を構成する成分、粘度や反応温度等の条件により変化するため、それぞれに適した条件を選択して行えばよい。例えば、光硬化型の場合は後述する光カチオン発生剤の場合と同様な光源を使用し、同様な照射量でよく、電子線硬化型の場合の加速電圧は、通常10kV〜200kV、好ましくは25kV〜100kVである。
The adhesive / adhesive used for transfer is not particularly limited as long as it is of optical grade. For example, acrylic, epoxy resin, ethylene-vinyl acetate copolymer system, rubber system, urethane system, and mixtures thereof And various reactive types such as a thermosetting type and / or a photocurable type and an electron beam curable type.
Since the reaction (curing) conditions for the reactive substances vary depending on the components constituting the adhesive / adhesive, the viscosity, the reaction temperature, and the like, conditions suitable for each may be selected. For example, in the case of the photo-curing type, the same light source as in the case of the photocation generator described later may be used, and the same irradiation dose may be used. The acceleration voltage in the case of the electron beam-curing type is usually 10 kV to 200 kV, preferably 25 kV. ~ 100 kV.

光学フィルムは、カチオン重合性組成物を溶融状態で基板上に塗布する方法や、カチオン重合性組成物の溶液を基板上に塗布する方法等により製造することができる。基板上に塗布された塗膜は、乾燥、必要に応じて熱処理および/または延伸等の操作後、光照射および/または加熱処理(重合)を経て、光学フィルムとなる。   The optical film can be produced by a method of applying the cationic polymerizable composition on the substrate in a molten state, a method of applying a solution of the cationic polymerizable composition on the substrate, or the like. The coating applied on the substrate is subjected to light irradiation and / or heat treatment (polymerization) after operations such as drying, heat treatment and / or stretching, if necessary, to become an optical film.

カチオン重合性組成物の溶液の調製に用いる溶媒に関しては、本発明のカチオン重合性組成物を構成する各成分等を溶解でき、適当な条件で留去できる溶媒であれば特に制限は無く、一般的にアセトン、メチルエチルケトン、イソホロン、シクロヘキサノンなどのケトン類、ブトキシエチルアルコール、ヘキシルオキシエチルアルコール、メトキシ−2−プロパノールなどのエーテルアルコール類、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテルなどのグリコールエーテル類、酢酸エチル、酢酸メトキシプロピル、乳酸エチル、γ−ブチロラクトンなどのエステル類、フェノール、クロロフェノールなどのフェノール類、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンなどのアミド類、クロロホルム、テトラクロロエタン、ジクロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素類などやこれらの混合系が好ましく用いられる。また、基板上に均一な塗膜を形成するために、界面活性剤、消泡剤、レベリング剤等を溶液に添加しても良い。さらに、本発明の目的を逸脱しない範囲内で、着色を目的として染料や顔料等を添加することもできる。   The solvent used for preparing the cationic polymerizable composition solution is not particularly limited as long as it is a solvent that can dissolve each component constituting the cationic polymerizable composition of the present invention and can be distilled off under appropriate conditions. Acetone, methyl ethyl ketone, isophorone, cyclohexanone and other ketones, butoxyethyl alcohol, hexyloxyethyl alcohol, ether alcohols such as methoxy-2-propanol, ethylene glycol dimethyl ether, glycol ethers such as diethylene glycol dimethyl ether, ethyl acetate, acetic acid Esters such as methoxypropyl, ethyl lactate and γ-butyrolactone, phenols such as phenol and chlorophenol, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolide Amides such as chloroform, tetrachloroethane, halogenated hydrocarbons such or a mixture of these systems, such as dichlorobenzene are preferably used. Moreover, in order to form a uniform coating film on a board | substrate, you may add surfactant, an antifoamer, a leveling agent, etc. to a solution. Furthermore, dyes, pigments, and the like can be added for the purpose of coloring within a range not departing from the object of the present invention.

塗布方法については、塗膜の均一性が確保される方法であれば、特に限定されることはなく公知の方法を採用することができる。例えば、ロールコート法、ダイコート法、ディップコート法、カーテンコート法、スピンコート法などを挙げることができる。塗布の後に、ヒーターや温風吹きつけなどの方法による溶媒除去(乾燥)工程を入れても良い。   The application method is not particularly limited as long as the uniformity of the coating film is ensured, and a known method can be adopted. Examples thereof include a roll coating method, a die coating method, a dip coating method, a curtain coating method, and a spin coating method. After the application, a solvent removal (drying) step by a method such as a heater or hot air blowing may be added.

塗布膜厚は、用いるカチオン重合性組成物の物性(屈折率異方性、組成等)や得られる光学フィルムの用途等により調整されるため一概には決められないが、乾燥後の膜厚で0.1〜20μm、好ましくは0.3〜10μmである。カチオン重合性組成物が屈折率異方性を示す場合は、リタデーション値(屈折率異方性値×膜厚:Δnd)が20〜1000nm、好ましくは50〜800nmとなるようにする。この範囲外では、目的とする効果の発現が困難だったりして好ましくない。   The coating film thickness is not generally determined because it is adjusted depending on the physical properties (refractive index anisotropy, composition, etc.) of the cationic polymerizable composition to be used and the use of the optical film to be obtained. It is 0.1-20 micrometers, Preferably it is 0.3-10 micrometers. When the cationic polymerizable composition exhibits refractive index anisotropy, the retardation value (refractive index anisotropy value × film thickness: Δnd) is set to 20 to 1000 nm, preferably 50 to 800 nm. Outside this range, it is not preferable because it is difficult to achieve the desired effect.

塗膜に光照射および/または加熱処理して重合(硬化)を行う前に、必要なら熱処理などを行っても良い。この熱処理は、カチオン重合性組成物が液晶性を示す場合に好ましく組み込まれ、使用したカチオン重合性組成物の液晶相発現温度範囲に加熱することにより、該組成物が本来有する自己配向能により液晶を配向させる。熱処理の条件としては、用いるカチオン重合性組成物の液晶相挙動温度(転移温度)により最適条件や限界値が異なるため一概には言えないが、通常10〜250℃、好ましくは20〜200℃の範囲である。あまり低温では、液晶の配向が十分に進行しないおそれがあり、また高温では、オキセタン基を含むカチオン重合性基や基板に悪影響を与えるおそれがある。また、熱処理時間については、通常3秒〜30分、好ましくは10秒〜10分の範囲である。3秒よりも短い熱処理時間では、液晶の配向が十分に完成しないおそれがあり、また30分を超える熱処理時間では、生産性が極端に悪くなるなど、どちらの場合も好ましくない。該カチオン重合性組成物の熱処理などにより液晶の配向が終了したのち、そのままの状態で基板上の組成物を重合反応により硬化させる。本発明における重合・硬化工程とは、塗布した膜を重合・硬化反応により液晶配向状態を固定化し、より強固な膜に変成することを目的としている。   Before performing polymerization (curing) by light irradiation and / or heat treatment on the coating film, heat treatment or the like may be performed if necessary. This heat treatment is preferably incorporated when the cationic polymerizable composition exhibits liquid crystallinity, and is heated to the liquid crystal phase expression temperature range of the used cationic polymerizable composition, so that the liquid crystal exhibits the self-orientation ability inherent in the composition. Is oriented. As conditions for the heat treatment, the optimum conditions and limit values differ depending on the liquid crystal phase behavior temperature (transition temperature) of the cationic polymerizable composition to be used, but it cannot be generally stated, but is usually 10 to 250 ° C., preferably 20 to 200 ° C. It is a range. If the temperature is too low, the alignment of the liquid crystal may not proceed sufficiently, and if the temperature is high, the cationically polymerizable group containing the oxetane group or the substrate may be adversely affected. Moreover, about heat processing time, it is 3 seconds-30 minutes normally, Preferably it is the range of 10 seconds-10 minutes. If the heat treatment time is shorter than 3 seconds, the alignment of the liquid crystal may not be sufficiently completed, and if the heat treatment time exceeds 30 minutes, productivity is extremely deteriorated. After the alignment of the liquid crystal is completed by heat treatment or the like of the cationic polymerizable composition, the composition on the substrate is cured by a polymerization reaction as it is. The purpose of the polymerization / curing step in the present invention is to fix the applied film to a stronger film by fixing the liquid crystal alignment state by polymerization / curing reaction.

光カチオン発生剤を用いた場合、カチオンを発生させるために、適当な波長光を発する光源からの光を照射する。光照射の方法としては、用いる光カチオン発生剤の種類や量により照射波長、照射強度、照射時間等の最適値が異なるが、光カチオン発生剤の吸収波長領域付近にスペクトルを有するようなメタルハライドランプ、高圧水銀灯、低圧水銀灯、キセノンランプ、アークランプ、レーザー、シンクロトロン放射光源などの光源からの光を照射し、光カチオン発生剤を解裂させる。単位面積(1平方センチメートル)当たりの照射量としては、積算照射量として通常1〜2000mJ、好ましくは10〜1000mJの範囲である。ただし、光カチオン発生剤の吸収領域と光源のスペクトルが著しく異なる場合や、あるいはカチオン重合性組成物自身に光源波長の吸収能がある場合などにはこの限りではない。これらの場合には、適当な光増感剤や、あるいは吸収波長の異なる2種以上の光カチオン発生剤を混合して用いるなどの方法を採ることも出来る。   When a photocation generator is used, light is emitted from a light source that emits light of an appropriate wavelength in order to generate cations. As a method of light irradiation, the optimum value of irradiation wavelength, irradiation intensity, irradiation time, etc. varies depending on the type and amount of the photocation generator used, but a metal halide lamp having a spectrum near the absorption wavelength region of the photocation generator. The photocation generator is cleaved by irradiating light from a light source such as a high pressure mercury lamp, a low pressure mercury lamp, a xenon lamp, an arc lamp, a laser, or a synchrotron radiation source. The amount of irradiation per unit area (one square centimeter) is usually in the range of 1 to 2000 mJ, preferably 10 to 1000 mJ as the integrated irradiation amount. However, this is not the case when the absorption region of the photocation generator and the spectrum of the light source are significantly different, or when the cationic polymerizable composition itself has the ability to absorb the light source wavelength. In these cases, an appropriate photosensitizer, or a method of using a mixture of two or more photocation generators having different absorption wavelengths can be used.

以上のような工程により製造した本発明の光学フィルムは、十分強固な膜になっている。具体的には、硬化反応により3次元的に結合され、硬化前に比べて耐熱性が向上するのみならず、耐スクラッチ性、耐摩耗性、耐クラック性などの機械的強度に関しても大幅に向上する。本発明は、熱的・機械的強度の向上という目的と同時に、カチオン重合性組成物が液晶性を有する場合は液晶配向という厳密な配向制御が達成できる方法を提供する意味で工業的な意義が大きい。   The optical film of the present invention produced by the above process is a sufficiently strong film. Specifically, it is three-dimensionally bonded by the curing reaction, not only improving heat resistance compared to before curing, but also greatly improving mechanical strength such as scratch resistance, abrasion resistance, crack resistance, etc. To do. The present invention has industrial significance in the sense of providing a method capable of achieving strict alignment control of liquid crystal alignment when the cationic polymerizable composition has liquid crystallinity as well as the purpose of improving thermal and mechanical strength. large.

なお、本発明のカチオン重合性組成物が液晶性を有する場合は、必要に応じて配合する化合物を適宜選定することにより、その配向構造を制御することができ、ネマチック配向、ねじれネマチック配向、コレステリック配向、ネマチックハイブリッド配向等を固定化した位相差フィルムを製造することが可能であり、その配向構造によって種々の用途がある。
これらの位相差フィルムのなかで、例えば、ネマチック配向、ねじれネマチック配向を固定化した位相差フィルムは、STN型、TN型、OCB型、HAN型等の透過型または反射型液晶表示装置の補償板として使用できる。コレステリック配向を固定化した位相差フィルムは、輝度向上用の偏光反射フィルム、反射型のカラーフィルター、選択反射能に基因する視角による反射光の色変化を生かした各種のセキュリティ素子や装飾フィルムなどに利用できる。またネマチックハイブリッド配向を固定化したフィルムは、正面から見たときのリターデーションを利用したり、またリターデーション値の向き(フィルムの傾き)による非対称性を生かしてTN型液晶表示装置の視野角改善フィルムなどに利用できる。また、1/4波長板機能を有する位相差フィルムは、偏光板と組み合わせ、反射型の液晶表示装置やEL表示装置の反射防止フィルターとして用いることができる。
In addition, when the cationic polymerizable composition of the present invention has liquid crystallinity, the alignment structure can be controlled by appropriately selecting the compound to be blended as necessary, and nematic alignment, twisted nematic alignment, cholesteric It is possible to produce a retardation film in which orientation, nematic hybrid orientation, etc. are fixed, and there are various uses depending on the orientation structure.
Among these retardation films, for example, a retardation film in which nematic alignment or twisted nematic alignment is fixed is a compensation plate for a transmissive or reflective liquid crystal display device such as STN type, TN type, OCB type, and HAN type. Can be used as Retardation film with fixed cholesteric orientation is used for various reflective elements such as polarized reflection films for improving brightness, reflective color filters, and various security elements and decorative films that take advantage of the color change of reflected light depending on the viewing angle due to selective reflectivity. Available. Films with a fixed nematic hybrid orientation use the retardation when viewed from the front, and take advantage of the asymmetry due to the direction of the retardation value (film tilt) to improve the viewing angle of TN liquid crystal display devices. It can be used for films. In addition, a retardation film having a 1/4 wavelength plate function can be combined with a polarizing plate and used as an antireflection filter for a reflective liquid crystal display device or an EL display device.

以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例で用いた各分析方法は以下の通りである。   EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In addition, each analysis method used in the Example is as follows.

(1)H−NMRおよび13C−NMRの測定
化合物を重水素化クロロホルムまたは重水素化ジメチルスルホキシドに溶解し、VARIAN社製INOVA 400で測定した。
(2)液晶相挙動の観察
相挙動はメトラー社製ホットステージFP82HT上で、試料を加熱しつつ、ニコン(株)製ECLIPSE E600POL偏光顕微鏡で観察した。
相転移温度は、Perkin−Elmer社製示差走査熱量計DSC7により測定した。
相挙動の記載において、Cは結晶相を、Chはコレステリック相を、Nmはネマチック相を、Isoは等方性液体相を表す。
(3)光学フィルムのパラメータ測定
ネマチック配向のリタデーション値(Δnd)の測定は、王子計測機器(株)製のKOBRA−20ADHを用いた。
ネマチックハイブリッド配向の平均チルト角は、王子計測機器(株)製のKOBRA−20ADHを用いて測定した−50°から50°までの10°刻みのリターデーション値を測定し、線形でチルト角が変化すると仮定したシミュレーションで求めた。なお、測定波長は550nmを用いた。
ねじれネマチック構造のねじれ角及びΔndは、シンテック(株)製のOptiproを用いて測定した。
(1) Measurement of 1 H-NMR and 13 C-NMR The compound was dissolved in deuterated chloroform or deuterated dimethyl sulfoxide, and measured with INOVA 400 manufactured by VARIAN.
(2) Observation of liquid crystal phase behavior The phase behavior was observed on a hot stage FP82HT manufactured by Mettler, with an ECLIPSE E600POL polarizing microscope manufactured by Nikon Corporation while heating the sample.
The phase transition temperature was measured with a differential scanning calorimeter DSC7 manufactured by Perkin-Elmer.
In the description of the phase behavior, C represents a crystalline phase, Ch represents a cholesteric phase, Nm represents a nematic phase, and Iso represents an isotropic liquid phase.
(3) Parameter measurement of optical film The retardation value (Δnd) of nematic alignment was measured using KOBRA-20ADH manufactured by Oji Scientific Instruments.
The average tilt angle of the nematic hybrid orientation was measured using a KOBRA-20ADH manufactured by Oji Scientific Instruments Co., Ltd., and the retardation value was measured linearly in increments of 10 ° from −50 ° to 50 °. Then, it was obtained by the assumed simulation. The measurement wavelength was 550 nm.
The twist angle and Δnd of the twisted nematic structure were measured using Optipro manufactured by Shintech Co., Ltd.

(4)GPCの測定
化合物をテトラヒドロフランに溶解し、東ソー社製8020GPCシステムで、TSK−GEL SuperH1000、SuperH2000、SuperH3000、SuperH4000を直列につなぎ、溶出液としてテトラヒドロフランを用いて測定した。分子量の較正にはポリスチレンスタンダードを用いた。
(5)透過スペクトルの測定
透過スペクトルの測定は、日本分光(株)製紫外・可視・近赤外分光光度計V−570を用いた。
(6)膜厚測定
SLOAN製SURFACE TEXTURE ANALYSIS SYSTEM Dektak 3030STを用いた。また、干渉波測定(日本分光(株)製 紫外・可視・近赤外分光光度計V−570)と屈折率のデータから膜厚を求める方法も併用した。
(4) Measurement of GPC The compound was dissolved in tetrahydrofuran, and TSK-GEL SuperH1000, SuperH2000, SuperH3000, and SuperH4000 were connected in series with an 8020 GPC system manufactured by Tosoh Corporation and measured using tetrahydrofuran as an eluent. Polystyrene standards were used for molecular weight calibration.
(5) Measurement of transmission spectrum The transmission spectrum was measured using an ultraviolet / visible / near infrared spectrophotometer V-570 manufactured by JASCO Corporation.
(6) Film thickness measurement SURFACE TEXTURE ANALYSIS SYSTEM Dektak 3030ST made by SLOAN was used. Moreover, the method of calculating | requiring a film thickness from the data of interference wave measurement (The JASCO Corporation UV / visible / near infrared spectrophotometer V-570) and refractive index data was used together.

なお、以下の参考例、実施例および比較例中に使用される略号を次に示す。
DCC:1,3−ジシクロヘキシルカルボジイミド
DMAP:4−ジメチルアミノピリジン
DCM:ジクロロメタン
PPTS:ピリジニウム−p−トルエンスルホネート
THF:テトラヒドロフラン
DMF:ジメチルホルムアミド
BHT:2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール
In addition, the symbol used in the following reference examples, examples, and comparative examples is shown below.
DCC: 1,3-dicyclohexylcarbodiimide DMAP: 4-dimethylaminopyridine
DCM: Dichloromethane PPTS: Pyridinium-p-toluenesulfonate THF: Tetrahydrofuran DMF: Dimethylformamide BHT: 2,6-Di-t-butyl-4-methylphenol

[参考例1(アクリル化合物1の合成)]
下記スキーム1に従い、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン(東亞合成社製、商品名OXT−101)を原料として、アクリル化合物1を合成した。

Figure 2007224145
[Reference Example 1 (Synthesis of Acrylic Compound 1)]
According to the following scheme 1, acrylic compound 1 was synthesized using 3-ethyl-3-hydroxymethyloxetane (trade name OXT-101, manufactured by Toagosei Co., Ltd.) as a raw material.
Figure 2007224145

[参考例2(アクリル化合物2の合成)]
スキーム2に従い、アクリル化合物2を合成した。

Figure 2007224145
[Reference Example 2 (Synthesis of Acrylic Compound 2)]
Acrylic compound 2 was synthesized according to Scheme 2.
Figure 2007224145

[参考例3(アクリル化合物3の合成)]
スキーム3に従い、アクリル化合物3を合成した。

Figure 2007224145
[Reference Example 3 (Synthesis of Acrylic Compound 3)]
Acrylic compound 3 was synthesized according to Scheme 3.
Figure 2007224145

[参考例4(アクリル化合物4の合成)]
スキーム4に従い、アクリル化合物4を合成した。

Figure 2007224145
[Reference Example 4 (Synthesis of Acrylic Compound 4)]
According to Scheme 4, acrylic compound 4 was synthesized.
Figure 2007224145

[参考例5(側鎖型液晶性ポリアクリレート5の合成)]
アクリル化合物1の2部(モル比)とアクリル化合物2の8部(モル比)とから、2,2’−アゾビスイソブチロニトリルを開始剤、DMFを溶媒として、窒素下、90℃、6時間、ラジカル重合を行い、メタノールに再沈して精製することで、側鎖型液晶性ポリアクリレート5を合成した。
GPCにより測定した側鎖型液晶性ポリアクリレート5の重量平均分子量は、9,100であった。
DSC測定より、ガラス転移点(Tg)は82℃であった。ホットステージ上での偏光顕微鏡観察より、Tg以上の温度でネマチック液晶相を発現し、Nm−Iso転移温度は248℃であった。
[Reference Example 5 (Synthesis of side chain liquid crystalline polyacrylate 5)]
From 2 parts (molar ratio) of acrylic compound 1 and 8 parts (molar ratio) of acrylic compound 2, 2,2′-azobisisobutyronitrile as an initiator and DMF as a solvent at 90 ° C. under nitrogen, Side chain type liquid crystalline polyacrylate 5 was synthesized by performing radical polymerization for 6 hours, reprecipitation in methanol and purification.
The weight average molecular weight of the side chain type liquid crystalline polyacrylate 5 measured by GPC was 9,100.
From the DSC measurement, the glass transition point (Tg) was 82 ° C. From a polarizing microscope observation on a hot stage, a nematic liquid crystal phase was developed at a temperature of Tg or higher, and the Nm-Iso transition temperature was 248 ° C.

[参考例6(側鎖型液晶性ポリアクリレート6の合成)]
アクリル化合物1の2部(モル比)、アクリル化合物2の6部(モル比)およびアクリル化合物3の2部(モル比)とから、2,2’−アゾビスイソブチロニトリルを開始剤、DMFを溶媒として、窒素下、90℃、6時間、ラジカル重合を行い、メタノールに再沈して精製することで、側鎖型液晶性ポリアクリレート6を合成した。
GPCにより測定した側鎖型液晶性ポリアクリレート6の重量平均分子量は、9,700であった。
DSC測定より、ガラス転移点(Tg)は78℃であった。ホットステージ上での偏光顕微鏡観察より、Tg以上の温度でネマチック液晶相を発現し、Nm−Iso転移温度は229℃であった。
[Reference Example 6 (Synthesis of side chain type liquid crystalline polyacrylate 6)]
From 2 parts (molar ratio) of acrylic compound 1, 6 parts (molar ratio) of acrylic compound 2 and 2 parts (molar ratio) of acrylic compound 3, 2,2′-azobisisobutyronitrile is used as an initiator, Side chain liquid crystalline polyacrylate 6 was synthesized by performing radical polymerization at 90 ° C. for 6 hours under nitrogen using DMF as a solvent, reprecipitating in methanol and purifying.
The weight average molecular weight of the side chain type liquid crystalline polyacrylate 6 measured by GPC was 9,700.
From the DSC measurement, the glass transition point (Tg) was 78 ° C. From a polarizing microscope observation on a hot stage, a nematic liquid crystal phase was developed at a temperature of Tg or higher, and the Nm-Iso transition temperature was 229 ° C.

[参考例7(側鎖型液晶性ポリアクリレート7の合成)]
アクリル化合物1の2部(モル比)、アクリル化合物2の7.3部(モル比)およびアクリル化合物4の0.7部(モル比)とから、2,2’−アゾビスイソブチロニトリルを開始剤、DMFを溶媒として、窒素下、90℃、6時間、ラジカル重合を行い、メタノールに再沈して精製することで、側鎖型液晶性ポリアクリレート7を合成した。
GPCにより測定した側鎖型液晶性ポリアクリレート7の重量平均分子量は、8,900であった。
DSC測定より、ガラス転移点(Tg)は85℃であった。ホットステージ上での偏光顕微鏡観察より、Tg以上の温度でコレステリック液晶相を発現し、Ch−Iso転移温度は218℃であった。
[Reference Example 7 (Synthesis of side chain liquid crystalline polyacrylate 7)]
2,2′-azobisisobutyronitrile from 2 parts (molar ratio) of acrylic compound 1, 7.3 parts (molar ratio) of acrylic compound 2 and 0.7 part (molar ratio) of acrylic compound 4 As a initiator, DMF was used as a solvent, radical polymerization was carried out under nitrogen at 90 ° C. for 6 hours, and then reprecipitation in methanol for purification, thereby synthesizing a side-chain liquid crystalline polyacrylate 7.
The weight average molecular weight of the side chain type liquid crystalline polyacrylate 7 measured by GPC was 8,900.
From the DSC measurement, the glass transition point (Tg) was 85 ° C. From observation with a polarizing microscope on a hot stage, a cholesteric liquid crystal phase was developed at a temperature of Tg or higher, and a Ch-Iso transition temperature was 218 ° C.

[実施例1(オキセタン化合物1の合成)]

Figure 2007224145
[Example 1 (Synthesis of Oxetane Compound 1)]
Figure 2007224145

上記スキーム5に従い、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、ジブロモブタン、p−ヒドロキシ安息香酸エチル、および1,2,4−ベンゼントリオールを原料として、オキセタン化合物1の合成を行った。得られた化合物はヘキサン/酢酸エチル溶媒にてシリカゲルクロマトグラフィーで精製した。
精製した化合物を、H−NMRおよび13C−NMRで同定して、オキセタン化合物1であることを確認した。図1にH−NMRスペクトルを示す。
According to Scheme 5 above, oxetane compound 1 was synthesized using 3-ethyl-3-hydroxymethyloxetane, dibromobutane, ethyl p-hydroxybenzoate, and 1,2,4-benzenetriol as raw materials. The obtained compound was purified by silica gel chromatography using a hexane / ethyl acetate solvent.
The purified compound was identified by 1 H-NMR and 13 C-NMR and confirmed to be oxetane compound 1. FIG. 1 shows the 1 H-NMR spectrum.

(1)H−NMR(CDCl;TMS)におけるオキセタン化合物1のピーク位置
δ 0.8(t, 9H), 1.6 (m, 12H), 1.9(m, 6H), 3.5(t, 12H), 3.9(m, 4H), 4.0(m, 2H), 4.3(m, 6H), 4.4(m, 6H), 6.6-7.2(m, 2H), 6.8(m 6H), 7.9(m, 6H), 8.1(d, 1H)
(2)13C−NMR(CDCl;TMS)におけるオキセタン化合物1のピーク位置
δ 8.44, 26.28, 26.38, 27.02, 43.62, 68.18, 68.24, 71.25, 73.68, 73.70, 78.76, 78.79, 111.08, 113.46, 114.36, 114.39, 114.44, 114.55, 117.73, 119.81, 120.99, 121.12, 121.16, 121.33, 121.53, 123.94, 124.00, 131.80, 132.47, 132.53, 132.58, 136.03, 140.45, 143.16, 143.27, 148.72, 154.66, 163.52, 163.60, 163.65, 163.69, 163.74, 163.86, 164.14, 164.17, 164.66, 164.77.
(1) Peak position of oxetane compound 1 in 1 H-NMR (CDCl 3 ; TMS) δ 0.8 (t, 9H), 1.6 (m, 12H), 1.9 (m, 6H), 3.5 (t, 12H), 3.9 (m, 4H), 4.0 (m, 2H), 4.3 (m, 6H), 4.4 (m, 6H), 6.6-7.2 (m, 2H), 6.8 (m 6H), 7.9 (m, 6H), 8.1 (d, 1H)
(2) Peak position of oxetane compound 1 in 13 C-NMR (CDCl 3 ; TMS) δ 8.44, 26.28, 26.38, 27.02, 43.62, 68.18, 68.24, 71.25, 73.68, 73.70, 78.76, 78.79, 111.08, 113.46, 114.36 , 114.39, 114.44, 114.55, 117.73, 119.81, 120.99, 121.12, 121.16, 121.33, 121.53, 123.94, 124.00, 131.80, 132.47, 132.53, 132.58, 136.03, 140.45, 143.16, 143.27, 148.72, 154.66, 163.52, 3.6.60, 163.52, 3.6163 , 163.69, 163.74, 163.86, 164.14, 164.17, 164.66, 164.77.

[実施例2(オキセタン化合物2の合成)]

Figure 2007224145
[Example 2 (Synthesis of Oxetane Compound 2)]
Figure 2007224145

上記スキーム6に従い、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、ジブロモブタン、p−ヒドロキシ安息香酸エチル、および1,2,4−ベンゼントリオールを原料として、オキセタン化合物2を合成した。得られた化合物はヘキサン/酢酸エチル溶媒にてシリカゲルクロマトグラフィーで精製した。
精製した化合物を、H−NMRおよび13C−NMRで同定して、オキセタン化合物2であることを確認した。図2にH−NMRスペクトルを示す。
According to Scheme 6 above, oxetane compound 2 was synthesized using 3-ethyl-3-hydroxymethyloxetane, dibromobutane, ethyl p-hydroxybenzoate, and 1,2,4-benzenetriol as raw materials. The obtained compound was purified by silica gel chromatography using a hexane / ethyl acetate solvent.
The purified compound was identified by 1 H-NMR and 13 C-NMR and confirmed to be oxetane compound 2. FIG. 2 shows the 1 H-NMR spectrum.

(1)H−NMR(CDCl;TMS)におけるオキセタン化合物2のピーク位置
δ 0.9(t, 9H), 1.9 (m, 6H), 4.1(s, 2H), 4.1(s, 2H), 4.2(s, 2H), 4.5-4.6(m, 12H), 6.9(d, 2H), 6.9(d, 2H), 7.0(d, 2H), 7.2(dd, 1H), 7.3(d, 1H), 7.4(d, 1H), 8.0(d, 2H), 8.1(d, 2H), 8.2(d, 2H);
(2)13C−NMR(CDCl;TMS)におけるオキセタン化合物2のピーク位置
δ 8.23, 8.25, 26.65, 26.69, 43.15, 43.13, 43.18, 70.46, 70.50, 77.96, 78.03, 114.34, 114.42, 117.52, 119.64, 121.30, 121.43, 121.82, 123.75, 132.42, 140.21, 142.90, 148.51, 163.34, 163.37, 163.42, 163.51, 163.79, 164.33.
(1) Peak position δ 0.9 (t, 9H), 1.9 (m, 6H), 4.1 (s, 2H), 4.1 (s, 2H), 4.2 in 1 H-NMR (CDCl 3 ; TMS) (s, 2H), 4.5-4.6 (m, 12H), 6.9 (d, 2H), 6.9 (d, 2H), 7.0 (d, 2H), 7.2 (dd, 1H), 7.3 (d, 1H), 7.4 (d, 1H), 8.0 (d, 2H), 8.1 (d, 2H), 8.2 (d, 2H);
(2) Peak position δ 8.23, 8.25, 26.65, 26.69, 43.15, 43.13, 43.18, 70.46, 70.50, 77.96, 78.03, 114.34, 114.42, 117.52, 119.64 in 13 C-NMR (CDCl 3 ; TMS) , 121.30, 121.43, 121.82, 123.75, 132.42, 140.21, 142.90, 148.51, 163.34, 163.37, 163.42, 163.51, 163.79, 164.33.

[実施例3(光学フィルムの作成)]
参考例5で合成した側鎖型液晶性ポリアクリレート5の0.8gと、実施例1で得たオキセタン化合物1の0.2gを、9mlのシクロヘキサノンに溶かし、暗所でトリアリルスルフォニウムヘキサフルオロアンチモネート50%プロピレンカーボネート溶液(アルドリッチ社製、試薬)0.05gを加えた後、孔径0.45μmのポリテトラフルオロエチレン製フィルターで不溶分を濾過してカチオン重合性組成物の溶液を調製した。
この溶液を、表面をレーヨン布によりラビング処理した厚み100μmのポリイミドフィルム「カプトン」(デュポン社製)上にスピンコート法を用いて塗布し、塗布後60℃のホットプレート上で乾燥させた。得られたポリイミドフィルム上のカチオン重合性組成物層を145℃に加熱しながら、空気雰囲気下、高圧水銀ランプにより積算照射量300mJ/cmの紫外線光を照射した後、冷却して硬化したカチオン重合性組成物層を得た。
[Example 3 (Creation of optical film)]
0.8 g of the side chain type liquid crystalline polyacrylate 5 synthesized in Reference Example 5 and 0.2 g of the oxetane compound 1 obtained in Example 1 were dissolved in 9 ml of cyclohexanone, and triallylsulfonium hexaxa in the dark. After adding 0.05 g of fluoroantimonate 50% propylene carbonate solution (manufactured by Aldrich, reagent), the insoluble matter was filtered through a polytetrafluoroethylene filter having a pore size of 0.45 μm to prepare a solution of a cationic polymerizable composition. did.
This solution was applied onto a 100 μm-thick polyimide film “Kapton” (manufactured by DuPont) whose surface was rubbed with a rayon cloth, and dried on a hot plate at 60 ° C. after the application. The cationic polymerizable composition layer on the obtained polyimide film was heated to 145 ° C., irradiated with ultraviolet light with an integrated irradiation amount of 300 mJ / cm 2 with a high-pressure mercury lamp in an air atmosphere, and then cooled and cured. A polymerizable composition layer was obtained.

基板として用いたポリイミドフィルムは褐色であり光学用フィルムとして好ましくないため、得られたフィルムを紫外線硬化型接着剤UV−3400(東亜合成(株)製)を介して、トリアセチルセルロース(TAC)フィルムに転写して光学フィルム1を得た。すなわち、ポリイミドフィルム上の硬化したカチオン重合性組成物層の上に、UV−3400を5μm厚となるように塗布し、TACフィルムでラミネートして、TACフィルム側から400mJ/cmの紫外線光を照射して接着剤を硬化させた後、ポリイミドフィルムを剥離した。
得られた光学フィルム1を偏光顕微鏡下で観察すると、ディスクリネーションなどがないモノドメインの均一なネマチックハイブリッド液晶配向が観察され、正面から見たときのΔndは120nmであった。また、ラビング軸に沿って鉛直から40°傾いた場所から見たときのΔndは153nm、その反対の−40°傾いた場所から見たときのΔndは61nmと非対称であり、どの角度でもΔndが0nmになる点が存在しなかったことから、このフィルムはネマチックハイブリッド配向構造をとっているとわかる。
さらに光学フィルム1のカチオン重合性組成物部分のみを掻き取り、DSCを用いてガラス転移点(Tg)を測定したところ、Tgは観測されなかった。
Since the polyimide film used as the substrate is brown and is not preferable as an optical film, the resulting film is subjected to a triacetyl cellulose (TAC) film via an ultraviolet curable adhesive UV-3400 (manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.). To obtain an optical film 1. That is, UV-3400 is applied on the cured cationic polymerizable composition layer on the polyimide film so as to have a thickness of 5 μm, laminated with a TAC film, and 400 mJ / cm 2 of ultraviolet light is applied from the TAC film side. After irradiating and curing the adhesive, the polyimide film was peeled off.
When the obtained optical film 1 was observed under a polarizing microscope, a monodomain uniform nematic hybrid liquid crystal alignment without disclination was observed, and Δnd when viewed from the front was 120 nm. Further, Δnd when viewed from a position inclined by 40 ° from the vertical along the rubbing axis is 153 nm, and Δnd when viewed from a position inclined by −40 ° on the opposite side is 61 nm, which is asymmetric. Since the point which becomes 0 nm did not exist, it turns out that this film has taken the nematic hybrid orientation structure.
Furthermore, when only the cationic polymerizable composition part of the optical film 1 was scraped off and the glass transition point (Tg) was measured using DSC, Tg was not observed.

このフィルムを2mm厚のソーダガラスにノンキャリア粘着剤を介して貼り付け、その上にポリイミドフィルムのラビング方向と偏光板の吸収軸を一致させて、偏光板(住友化学社製SQW−862)を貼り付けた。このサンプルをバックライト上、偏光板を介して観察したところ、ムラのない均一なフィルムであった。このサンプルを100℃の恒温槽中で24時間経過させたのち、取り出して、同様の観察を行ったところ、特に変化はなく、液晶配向の乱れは観測されなかった。
またフィルムのカチオン重合性組成物層表面の鉛筆硬度は3H程度となり、充分に強固な膜が得られた。このように、側鎖型液晶性ポリアクリレート5を用いることで、良好な液晶配向性を維持し、液晶配向固定化後の熱安定性と強度に優れた光学フィルムが作成できることがわかった。
This film is affixed to 2 mm thick soda glass via a non-carrier adhesive, and the rubbing direction of the polyimide film is aligned with the absorption axis of the polarizing plate, and a polarizing plate (SQW-862 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) is used. Pasted. When this sample was observed on a backlight through a polarizing plate, it was a uniform film without unevenness. This sample was allowed to pass for 24 hours in a constant temperature bath at 100 ° C., and then taken out and observed in the same manner. As a result, there was no particular change, and no disturbance in liquid crystal alignment was observed.
The pencil hardness of the surface of the cationic polymerizable composition layer of the film was about 3H, and a sufficiently strong film was obtained. Thus, it was found that by using the side chain type liquid crystalline polyacrylate 5, it is possible to create an optical film that maintains good liquid crystal alignment and is excellent in thermal stability and strength after fixing the liquid crystal alignment.

[比較例1]
参考例5で合成した側鎖型液晶性ポリアクリレート4の1gを9mlのシクロヘキサノンに溶かし、暗所でトリアリルスルフォニウムヘキサフルオロアンチモネート50%プロピレンカーボネート溶液(アルドリッチ社製、試薬)0.05gを加えた後、孔径0.45μmのポリテトラフルオロエチレン製フィルターで不溶分を濾過して液晶性材料溶液を調整した。
この溶液を用いる以外は実施例3と同様に行い配向フィルム2を得た。
得られた配向フィルム2を偏光顕微鏡下で観察すると、ディスクリネーションなどがないモノドメインの均一なネマチック液晶配向が観察され、そのΔndは100nmであった。しかし、配向フィルム2の液晶材料層部分のみを掻き取り、DSCを用いてガラス転移点を測定したところ、Tgは90℃と低く、またフィルムの液晶材料層表面の鉛筆硬度はHB程度と軟らかいものだった。
このフィルムを2mm厚のソーダガラスにノンキャリア粘着剤を介して貼り付け、その上にポリイミドフィルムのラビング方向と偏光板の吸収軸を一致させて、偏光板(住友化学工業社製SQW−862)を貼り付けた。このサンプルをバックライト上、偏光板を介して観察したところ、ムラのない均一なフィルムであった。このサンプルを100℃の恒温槽中で24時間経過させたのち、取り出して、同様の観察を行ったところ、液晶配向の乱れが著しく白抜けが発生していた。
[Comparative Example 1]
1 g of the side chain type liquid crystalline polyacrylate 4 synthesized in Reference Example 5 was dissolved in 9 ml of cyclohexanone, and 0.05 g of a triallylsulfonium hexafluoroantimonate 50% propylene carbonate solution (aldrich, reagent) in the dark. Then, the insoluble matter was filtered through a polytetrafluoroethylene filter having a pore diameter of 0.45 μm to prepare a liquid crystal material solution.
An oriented film 2 was obtained in the same manner as in Example 3 except that this solution was used.
When the obtained alignment film 2 was observed under a polarizing microscope, a monodomain uniform nematic liquid crystal alignment without disclination was observed, and its Δnd was 100 nm. However, when only the liquid crystal material layer portion of the alignment film 2 is scraped and the glass transition point is measured using DSC, the Tg is as low as 90 ° C. and the pencil hardness of the liquid crystal material layer surface of the film is as soft as HB. was.
This film is affixed to 2 mm thick soda glass with a non-carrier adhesive, and the rubbing direction of the polyimide film and the absorption axis of the polarizing plate are aligned with each other to obtain a polarizing plate (SQW-862, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.). Was pasted. When this sample was observed on a backlight through a polarizing plate, it was a uniform film without unevenness. This sample was allowed to elapse for 24 hours in a 100 ° C. constant temperature bath, then taken out and observed in the same manner. As a result, the liquid crystal alignment was significantly disturbed and white spots were generated.

[実施例4(側鎖型液晶性ポリアクリレート5を用いた位相差フィルムの作成)]
参考例5で合成した側鎖型液晶性ポリアクリレート5を5.00gおよびオキセタン化合物2を1.00gとり、35.0gのシクロヘキサノンに溶解させた。この溶液に、ダウケミカル製UVI−6992(50%プロピレンカーボネート溶液)0.06gを添加し、孔径0.45μmのポリテトラフロロエチレン製フィルターにより不溶分を濾過してカチオン重合性組成物の溶液を調製した。
この溶液を、表面をレーヨン布によりラビング処理した厚み50μmのポリエチレンナフタレートフィルム「テオネックスQ−51」(帝人(株)製)上にスピンコート法を用いて塗布し、塗布後約60℃の温風を緩やかに吹き付けることにより溶剤を除去し、ついでオーブン中で150℃で3分加熱することにより、まず均一な液晶配向を形成させた(フィルム3a)。フィルム3a表面の鉛筆硬度は6B以下と弱いものであった。
[Example 4 (Production of retardation film using side-chain liquid crystalline polyacrylate 5)]
5.00 g of side chain type liquid crystalline polyacrylate 5 synthesized in Reference Example 5 and 1.00 g of oxetane compound 2 were taken and dissolved in 35.0 g of cyclohexanone. To this solution, 0.06 g of Dow Chemical UVI-6992 (50% propylene carbonate solution) was added, and the insoluble matter was filtered through a polytetrafluoroethylene filter having a pore size of 0.45 μm to obtain a solution of the cationic polymerizable composition. Prepared.
This solution was applied onto a polyethylene naphthalate film “Teonex Q-51” (manufactured by Teijin Ltd.) having a thickness of 50 μm whose surface was rubbed with a rayon cloth using a spin coating method. The solvent was removed by gently blowing air, and then heated in an oven at 150 ° C. for 3 minutes to form a uniform liquid crystal alignment (film 3a). The pencil hardness on the surface of the film 3a was as weak as 6B or less.

硬化したカチオン重合性組成物層を得るため、フィルム3aに高圧水銀ランプにより積算照射量450mJ/cm2の紫外線光を照射し、硬化したカチオン重合性組成物層を得た(フィルム3b)。なお基板として用いたポリエチレンナフタレートフィルムが複屈折を有し好ましくないため、フィルム3bを紫外線硬化型接着剤「UV−3400」(東亞合成(株)製)を介してTACフィルム上に転写し光学フィルム3を得た。転写は、ポリエチレンナフタレートフィルム上の硬化したカチオン重合性組成物層の上にUV−3400を5μm厚となるように塗布しTACフィルムでラミネートし、TACフィルム側から400mJ/cm2の紫外光を照射して接着剤を硬化した後、ポリエチレンナフタレートフィルムを剥離した。
光学フィルム3を偏光顕微鏡下で観察すると、均一な液晶配向を有していた。また、光学フィルム3の正面から見たΔndは98nmであった。さらに光学フィルム3のカチオン重合性組成物層部分のみを掻き取り、DSCによりガラス転移点(Tg)を測定したところ、Tgは130℃であった。光学フィルム3のカチオン重合性組成物層表面の鉛筆硬度を測定したところ2H程度であり、強固な膜が得られていた。
In order to obtain a cured cationic polymerizable composition layer, the film 3a was irradiated with ultraviolet light having an integrated irradiation amount of 450 mJ / cm 2 by a high-pressure mercury lamp to obtain a cured cationic polymerizable composition layer (film 3b). Since the polyethylene naphthalate film used as the substrate is not preferable because it has birefringence, the film 3b is transferred onto the TAC film via an ultraviolet curable adhesive “UV-3400” (manufactured by Toagosei Co., Ltd.) and optically used. Film 3 was obtained. For transfer, UV-3400 was applied on the cured cationic polymerizable composition layer on the polyethylene naphthalate film to a thickness of 5 μm, laminated with a TAC film, and 400 mJ / cm 2 of ultraviolet light was applied from the TAC film side. The polyethylene naphthalate film was peeled off after curing the adhesive by irradiation.
When the optical film 3 was observed under a polarizing microscope, it had a uniform liquid crystal alignment. Moreover, (DELTA) nd seen from the front of the optical film 3 was 98 nm. Further, only the cationic polymerizable composition layer portion of the optical film 3 was scraped off, and the glass transition point (Tg) was measured by DSC. The Tg was 130 ° C. When the pencil hardness of the surface of the cationic polymerizable composition layer of the optical film 3 was measured, it was about 2H, and a strong film was obtained.

[実施例5(光学フィルムの作成)]
参考例7で合成した側鎖型液晶性ポリアクリレート7の0.9gと、実施例1で得たオキセタン化合物1の0.1gを、9mlのシクロヘキサノンに溶かし、暗所でトリアリルスルフォニウムヘキサフルオロアンチモネート50%プロピレンカーボネート溶液(アルドリッチ社製、試薬)0.05gを加えた後、孔径0.45μmのポリテトラフルオロエチレン製フィルターで不溶分を濾過してカチオン重合性組成物の溶液を調製した。
この溶液を、表面をレーヨン布によりラビング処理した厚み50μmのポリエチレンナフタレートフィルム「テオネックスQ−51」(帝人(株)製)上にスピンコート法を用いて塗布し、塗布後60℃のホットプレート上で乾燥させた。得られたポリエチレンナフタレートフィルム上のカチオン重合性組成物層を150℃に加熱しながら、空気雰囲気下、高圧水銀ランプにより積算照射量300mJ/cmの紫外線光を照射した後、冷却して硬化したカチオン重合性組成物層を得た。
[Example 5 (Preparation of optical film)]
0.9 g of the side chain type liquid crystalline polyacrylate 7 synthesized in Reference Example 7 and 0.1 g of the oxetane compound 1 obtained in Example 1 were dissolved in 9 ml of cyclohexanone, and triallylsulfonium hexaxa in the dark. After adding 0.05 g of fluoroantimonate 50% propylene carbonate solution (manufactured by Aldrich, reagent), the insoluble matter was filtered through a polytetrafluoroethylene filter having a pore size of 0.45 μm to prepare a solution of a cationic polymerizable composition. did.
This solution was applied onto a 50 μm thick polyethylene naphthalate film “Teonex Q-51” (manufactured by Teijin Limited) whose surface was rubbed with a rayon cloth using a spin coating method. Dry above. While the cationic polymerizable composition layer on the obtained polyethylene naphthalate film was heated to 150 ° C., it was irradiated with ultraviolet light with an integrated irradiation amount of 300 mJ / cm 2 in an air atmosphere and then cooled and cured. A cationically polymerizable composition layer was obtained.

なお基板として用いたポリエチレンナフタレートフィルムが複屈折を有し好ましくないため、得られたフィルムを紫外線硬化型接着剤UV−3400(東亜合成(株)製)を介して、トリアセチルセルロース(TAC)フィルムに転写して光学フィルム4を得た。すなわち、ポリイミドフィルム上の硬化したカチオン重合性組成物層の上に、UV−3400を5μm厚となるように塗布し、TACフィルムでラミネートして、TACフィルム側から400mJ/cmの紫外線光を照射して接着剤を硬化させた後、ポリエチレンナフタレートフィルムを剥離した。 In addition, since the polyethylene naphthalate film used as the substrate is not preferable because it has birefringence, the obtained film is triacetylcellulose (TAC) via UV curable adhesive UV-3400 (manufactured by Toagosei Co., Ltd.). It transferred to the film and the optical film 4 was obtained. That is, UV-3400 is applied on the cured cationic polymerizable composition layer on the polyimide film so as to have a thickness of 5 μm, laminated with a TAC film, and 400 mJ / cm 2 of ultraviolet light is applied from the TAC film side. After irradiation and curing the adhesive, the polyethylene naphthalate film was peeled off.

得られた光学フィルム4を偏光顕微鏡で観察すると、ディスクリネーションのないモノドメインの均一なコレステリック配向が観察された。また、このフィルムを正面からみるとコレステリック特有の選択反射光を有しており、分光器により透過スペクトルを評価したところ、可視光領域の530nm近辺に選択反射に由来する透過光の低下領域が見られた。
さらに光学フィルム4のカチオン重合性組成物層部分のみを掻き取り、DSCを用いてガラス転移点(Tg)を測定したところ、Tgは観測されなかった。
このフィルムを2mm厚のソーダガラスにノンキャリア粘着剤を介して貼り付け、その上にポリエチレンナフタレートフィルムのラビング方向と偏光板の吸収軸を一致させて、偏光板(住友化学社製SQW−862)を貼り付けた。このサンプルをバックライト上、偏光板を介して観察したところ、ムラのない均一なフィルムであった。このサンプルを100℃の恒温槽中で24時間経過させたのち、取り出して、同様の観察を行ったところ、特に変化はなく、液晶配向の乱れは観測されなかった。
またフィルムのカチオン重合性組成物層表面の鉛筆硬度は2H程度となり、充分に強固な膜が得られた。このように、側鎖型液晶性ポリアクリレート7を用いることで、良好な液晶配向性を維持し、液晶配向固定化後の熱安定性と強度に優れた光学フィルムが作成できることがわかった。
When the obtained optical film 4 was observed with a polarizing microscope, uniform cholesteric alignment of monodomains without disclination was observed. Further, when this film is viewed from the front, it has selective reflection light peculiar to cholesteric, and when the transmission spectrum is evaluated by a spectroscope, a reduced light transmission region derived from selective reflection is seen around 530 nm of the visible light region. It was.
Furthermore, when only the cationic polymerizable composition layer portion of the optical film 4 was scraped and the glass transition point (Tg) was measured using DSC, Tg was not observed.
This film was affixed to a 2 mm thick soda glass with a non-carrier adhesive, and the rubbing direction of the polyethylene naphthalate film was aligned with the absorption axis of the polarizing plate to obtain a polarizing plate (SQW-862 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.). ) Was pasted. When this sample was observed on a backlight through a polarizing plate, it was a uniform film without unevenness. This sample was allowed to pass for 24 hours in a constant temperature bath at 100 ° C., and then taken out and observed in the same manner. As a result, there was no particular change, and no disturbance in liquid crystal alignment was observed.
The pencil hardness of the surface of the cationic polymerizable composition layer of the film was about 2H, and a sufficiently strong film was obtained. Thus, it was found that by using the side chain type liquid crystalline polyacrylate 7, it is possible to maintain an excellent liquid crystal orientation and to produce an optical film excellent in thermal stability and strength after fixing the liquid crystal orientation.

[実施例6(側鎖型液晶性ポリアクリレート6を用いた位相差フィルムの作成)]
参考例6で合成した側鎖型液晶性ポリアクリレート6を10.0gおよびオキセタン化合物2を2.0gとり、20gのN−メチル−2−ピロリドンに溶解させた。この溶液に、ダウケミカル社製UVI−6992(50%プロピレンカーボネート溶液)1.2gを添加し、孔径0.45μmのポリテトラフロロエチレン製フィルターにより不溶分を濾過してカチオン重合性組成物の溶液を調製した。
この溶液を、表面をレーヨン布によりラビング処理した厚み50μmのポリエチレンナフタレートフィルム「テオネックスQ−51」(帝人(株)製)上にスピンコート法を用いて塗布し、塗布後約60℃の温風を緩やかに吹き付けることにより溶剤を除去し、ついでオーブン中で150℃で10分加熱することにより、まず均一な液晶配向を形成させた(フィルム5)。
[Example 6 (Creation of retardation film using side-chain liquid crystalline polyacrylate 6)]
10.0 g of the side chain type liquid crystalline polyacrylate 6 synthesized in Reference Example 6 and 2.0 g of oxetane compound 2 were taken and dissolved in 20 g of N-methyl-2-pyrrolidone. To this solution, 1.2 g of UVI-6992 (50% propylene carbonate solution) manufactured by Dow Chemical Co. was added, and the insoluble matter was filtered through a polytetrafluoroethylene filter having a pore size of 0.45 μm. Was prepared.
This solution was applied onto a polyethylene naphthalate film “Teonex Q-51” (manufactured by Teijin Ltd.) having a thickness of 50 μm whose surface was rubbed with a rayon cloth using a spin coating method. The solvent was removed by gently blowing air, and then heated in an oven at 150 ° C. for 10 minutes to form a uniform liquid crystal alignment (film 5).

硬化したカチオン重合性組成物層を得るため、フィルム5に高圧水銀ランプにより積算照射量600mJ/cm2の紫外線光を照射し、硬化したカチオン重合性組成物層を得た。なお基板として用いたポリエチレンナフタレートフィルムが複屈折を有し好ましくないため、フィルム5を紫外線硬化型接着剤「UV−3400」(東亞合成(株)製)を介してTACフィルム上に転写し光学フィルム5を得た。転写は、ポリエチレンナフタレートフィルム上の硬化したカチオン重合性組成物層の上にUV−3400を5μm厚となるように塗布しTACフィルムでラミネートし、TACフィルム側から400mJ/cm2の紫外光を照射して接着剤を硬化した後、ポリエチレンナフタレートフィルムを剥離した。
光学フィルム5を偏光顕微鏡下で観察すると、均一な液晶配向を有していた。また、光学フィルム5の正面から見たΔndは350nmであった。さらに光学フィルム5のカチオン重合性組成物層部分のみを掻き取り、DSCによりガラス転移点(Tg)を測定したところ、Tgは観測されなかった。光学フィルム5のカチオン重合性組成物層表面の鉛筆硬度を測定したところ3H程度であり、強固な膜が得られていた。
In order to obtain a cured cationically polymerizable composition layer, the film 5 was irradiated with ultraviolet light having an integrated irradiation amount of 600 mJ / cm 2 with a high-pressure mercury lamp to obtain a cured cationically polymerizable composition layer. In addition, since the polyethylene naphthalate film used as a substrate is not preferable because it has birefringence, the film 5 is transferred onto a TAC film via an ultraviolet curable adhesive “UV-3400” (manufactured by Toagosei Co., Ltd.) and optically used. Film 5 was obtained. For transfer, UV-3400 was applied on the cured cationic polymerizable composition layer on the polyethylene naphthalate film to a thickness of 5 μm, laminated with a TAC film, and 400 mJ / cm 2 of ultraviolet light was applied from the TAC film side. The polyethylene naphthalate film was peeled off after curing the adhesive by irradiation.
When the optical film 5 was observed under a polarizing microscope, it had a uniform liquid crystal alignment. Further, Δnd viewed from the front of the optical film 5 was 350 nm. Further, only the cationic polymerizable composition layer portion of the optical film 5 was scraped, and when the glass transition point (Tg) was measured by DSC, Tg was not observed. When the pencil hardness of the surface of the cationic polymerizable composition layer of the optical film 5 was measured, it was about 3H, and a strong film was obtained.

[実施例7]
実施例3で得た光学フィルム1を用いて半透過反射型液晶表示装置を作製し、視野角特性を調べた。
作製した半透過反射型液晶表示装置の断面の概略を図3に示す。
第2の基板8にAl等の反射率の高い材料で形成された反射電極6とITO等の透過率の高い材料で形成された透過電極7とが設けられ、第1の基板3に対向電極4が設けられ、反射電極6及び透過電極7と対向電極4との間に正の誘電率異方性を示す液晶材料からなる液晶層5が挟持されている。第1の基板3の対向電極4が形成された側の反対面に第1の光学異方素子2(高分子延伸フィルム13および14から構成)及び偏光板1が設けられており、第2の基板8の反射電極6及び透過電極7が形成された面の反対側に第2の光学異方素子9(液晶フィルム15および高分子延伸フィルム16から構成)及び偏光板10が設けられている。偏光板10の背面側にはバックライト11が設けられている。
[Example 7]
A transflective liquid crystal display device was produced using the optical film 1 obtained in Example 3, and the viewing angle characteristics were examined.
FIG. 3 shows an outline of a cross section of the produced transflective liquid crystal display device.
The second substrate 8 is provided with a reflective electrode 6 made of a material having a high reflectance such as Al and a transmissive electrode 7 made of a material having a high transmittance such as ITO, and the counter electrode is provided on the first substrate 3. 4, and a liquid crystal layer 5 made of a liquid crystal material exhibiting positive dielectric anisotropy is sandwiched between the reflective electrode 6 and the transmissive electrode 7 and the counter electrode 4. A first optical anisotropic element 2 (consisting of polymer stretched films 13 and 14) and a polarizing plate 1 are provided on the opposite surface of the first substrate 3 to the side on which the counter electrode 4 is formed. A second optical anisotropic element 9 (consisting of a liquid crystal film 15 and a polymer stretched film 16) and a polarizing plate 10 are provided on the opposite side of the surface of the substrate 8 on which the reflective electrode 6 and the transmissive electrode 7 are formed. A backlight 11 is provided on the back side of the polarizing plate 10.

使用した液晶セル12は、液晶材料としてZLI−1695(Merck社製)を用い、液晶層厚は反射電極領域6(反射表示部)で2.4μm、透過電極領域7(透過表示部)で4.8μmとした。液晶層の基板両界面のプレチルト角は2度であり、液晶セルのΔndは、反射表示部で略150nm、透過表示部で略300nmであった。
液晶セル12の観察者側(図の上側)に偏光板1(厚み約180μm;住友化学(株)製SQW−862)を配置し、偏光板1と液晶セル12との間に、第1の光学異方素子2として、一軸延伸したポリカーボネートフィルムからなる高分子延伸フィルム13及び14を配置した。高分子延伸フィルム13のΔndは略268nm、高分子延伸フィルム14のΔndは略98nmであった。
また、第2の光学異方素子9として、観察者から見て液晶セル12の後方に液晶フィルム15及び一軸延伸したポリカーボネートフィルムからなる高分子延伸フィルム16を配置し、更に背面に偏光板10を配置した。液晶フィルム15は実施例3で得たハイブリッド配向を固定化した光学フィルム1であり、Δndは120nm、平均チルト角は28度である。さらに高分子延伸フィルム16のΔndは272nmであった。
The liquid crystal cell 12 used is ZLI-1695 (manufactured by Merck) as the liquid crystal material, and the liquid crystal layer thickness is 2.4 μm in the reflective electrode region 6 (reflective display portion) and 4 in the transmissive electrode region 7 (transmissive display portion). .8 μm. The pretilt angle at the substrate interface of the liquid crystal layer was 2 degrees, and Δnd of the liquid crystal cell was about 150 nm in the reflective display portion and about 300 nm in the transmissive display portion.
A polarizing plate 1 (thickness: about 180 μm; SQW-862 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) is disposed on the viewer side (upper side of the drawing) of the liquid crystal cell 12, and the first polarizing plate 1 and the liquid crystal cell 12 have a first As the optical anisotropic element 2, polymer stretched films 13 and 14 made of a uniaxially stretched polycarbonate film were disposed. Δnd of the polymer stretched film 13 was approximately 268 nm, and Δnd of the polymer stretched film 14 was approximately 98 nm.
Further, as the second optical anisotropic element 9, a liquid crystal film 15 and a polymer stretched film 16 made of a uniaxially stretched polycarbonate film are disposed behind the liquid crystal cell 12 as viewed from the observer, and a polarizing plate 10 is further disposed on the back. Arranged. The liquid crystal film 15 is the optical film 1 in which the hybrid alignment obtained in Example 3 is fixed, Δnd is 120 nm, and the average tilt angle is 28 degrees. Furthermore, Δnd of the polymer stretched film 16 was 272 nm.

偏光板1及び10の吸収軸、高分子延伸フィルム13,14及び16の遅相軸、液晶セル12の両界面のプレチルト方向、液晶フィルム15のチルト方向は図4に記載した条件で配置した。
光学フィルム1の代わりにポリカーボネート15(Δndが略137nm)を用い、液晶セル12の背面側に配置した偏光板10の吸収軸、高分子延伸フィルム15及び16の遅相軸を図5に記載した条件で配置にした場合の全方位の等コントラスト曲線を比較したところ、光学フィルム1を用いることにより、約20°視野角特性が広がっていることを確認できた。
The absorption axes of the polarizing plates 1 and 10, the slow axes of the polymer stretched films 13, 14 and 16, the pretilt direction of both interfaces of the liquid crystal cell 12, and the tilt direction of the liquid crystal film 15 were arranged under the conditions described in FIG.
The polycarbonate 15 (Δnd is approximately 137 nm) is used instead of the optical film 1, and the absorption axis of the polarizing plate 10 disposed on the back side of the liquid crystal cell 12 and the slow axes of the polymer stretched films 15 and 16 are shown in FIG. Comparing iso-contrast curves in all directions when arranged under conditions, it was confirmed that by using the optical film 1, a viewing angle characteristic of about 20 ° spreads.

実施例1で得られたトリオキセタン化合物1のH−NMRスペクトルを示す。なお、図中の×印は精製に使用した溶媒である酢酸エチルのピークである。The 1 H-NMR spectrum of the trioxetane compound 1 obtained in Example 1 is shown. In addition, the x mark in a figure is the peak of ethyl acetate which is a solvent used for refinement | purification. 実施例2で得られたトリオキセタン化合物1のH−NMRスペクトルを示す。なお、図中の×印は精製に使用した溶媒である酢酸エチルのピークである。The 1 H-NMR spectrum of the trioxetane compound 1 obtained in Example 2 is shown. In addition, the x mark in a figure is the peak of ethyl acetate which is a solvent used for refinement | purification. 実施例7で作製した半透過反射型液晶表示装置の断面の概略模式図を示す。FIG. 6 shows a schematic cross-sectional schematic view of a transflective liquid crystal display device fabricated in Example 7. FIG. 実施例7の各層の軸配置を表した模式図を示す。The schematic diagram showing the axial arrangement | positioning of each layer of Example 7 is shown. 実施例7の比較例となる各層の軸配置を表した模式図を示す。The schematic diagram showing the axial arrangement | positioning of each layer used as the comparative example of Example 7 is shown.

符号の説明Explanation of symbols

1,10 偏光板
2 第1の光学異方素子
3 第1の基板
4 対向電極
5 液晶層(駆動用)
6 反射電極
7 透過電極
8 第2の基板
9 第2の光学異方素子
11 バックライト
12 液晶セル
13,14,16 高分子延伸フィルム
15 液晶フィルム(または高分子延伸フィルム)
1,10 Polarizing plate
2 First optical anisotropic element 3 First substrate 4 Counter electrode 5 Liquid crystal layer (for driving)
6 reflective electrode 7 transmissive electrode 8 second substrate 9 second optical anisotropic element 11 backlight 12 liquid crystal cell 13, 14, 16 polymer stretched film 15 liquid crystal film (or polymer stretched film)

Claims (9)

下記一般式(1)で表されるトリオキセタン化合物。
Figure 2007224145
(式(1)において、Rは、それぞれ同じでも異なってもよく、水素、メチル基またはエチル基を表し、Lは、それぞれ同じでも異なってもよく、単結合または−(CH−(nは1〜12の整数)を表し、Xは、それぞれ同じでも異なってもよく、単結合、−O−、−O−CO−、または−CO−O−を表し、Yは、それぞれ同じでも異なってもよく、単結合または−O−を表し、Mは、それぞれ同じでも異なってもよく、式(2)または式(3)で表されるいずれかであり、式(2)および式(3)中のPおよびPは、それぞれ個別に、式(4)から選ばれる基を表し、Lは、単結合、−CH=CH−、−C≡C−、 −O−、−O−CO−、または−CO−O−を表す。)
−P−L−P− (2)
−P− (3)
Figure 2007224145
A trioxetane compound represented by the following general formula (1).
Figure 2007224145
(In Formula (1), R may be the same or different and each represents hydrogen, a methyl group or an ethyl group, L 1 may be the same or different, and may be a single bond or — (CH 2 ) n —. (N is an integer of 1 to 12), X may be the same or different and each represents a single bond, —O—, —O—CO—, or —CO—O—, and Y is the same. However, they may be different and each represents a single bond or —O—, and M may be the same as or different from each other, and is any one represented by the formula (2) or the formula (3). P 1 and P 2 in (3) each independently represent a group selected from Formula (4), and L 2 represents a single bond, —CH 2 ═CH 2 —, —C≡C—, —O. -Represents -O-CO- or -CO-O-.)
-P 1 -L 2 -P 2- (2)
-P 1- (3)
Figure 2007224145
一般式(1)において、Lが、−(CH−、−(CH−、または−(CH−であり、Xが、−O−CO−、または−CO−O−であることを特徴とする請求項1記載のトリオキセタン化合物。 In General Formula (1), L 1 is — (CH 2 ) 2 —, — (CH 2 ) 4 —, or — (CH 2 ) 6 —, and X is —O—CO— or —CO The trioxetane compound according to claim 1, which is -O-. 一般式(1)で表されるトリオキセタン化合物とカチオン重合性基を有する化合物(一般式(1)で表される化合物を除く。)とからなるカチオン重合性組成物。   A cationically polymerizable composition comprising a trioxetane compound represented by the general formula (1) and a compound having a cationically polymerizable group (excluding the compound represented by the general formula (1)). 一般式(1)で表されるトリオキセタン化合物を少なくとも5質量%以上含有することを特徴とする請求項3記載のカチオン重合性組成物。   The cationically polymerizable composition according to claim 3, comprising at least 5% by mass of the trioxetane compound represented by the general formula (1). カチオン重合性基を有する化合物が液晶性を示す化合物であることを特徴とする請求項3記載のカチオン重合性組成物。   The cationically polymerizable composition according to claim 3, wherein the compound having a cationically polymerizable group is a compound exhibiting liquid crystallinity. 液晶性を示す化合物が、オリゴマーまたは高分子化合物であることを特徴とする請求項5記載のカチオン重合性組成物。   6. The cationically polymerizable composition according to claim 5, wherein the compound exhibiting liquid crystallinity is an oligomer or a polymer compound. カチオン重合開始剤を含有することを特徴とする請求項3〜6のいずれかに記載のカチオン重合性組成物。   The cationic polymerizable composition according to claim 3, further comprising a cationic polymerization initiator. 請求項3〜7のいずれかに記載のカチオン重合性組成物を重合して得られる光学フィルム。   The optical film obtained by superposing | polymerizing the cationically polymerizable composition in any one of Claims 3-7. 請求項8記載の光学フィルムを配置した表示装置。
The display apparatus which has arrange | positioned the optical film of Claim 8.
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