JP2019095613A - Photosensitive monomer, optical alignment polymer, and film produced using the same - Google Patents

Photosensitive monomer, optical alignment polymer, and film produced using the same Download PDF

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田村 典央
Norihisa Tamura
典央 田村
稲垣 順一
Junichi Inagaki
順一 稲垣
大輔 大槻
Daisuke Otsuki
大輔 大槻
永久 宮川
Nagahisa Miyagawa
永久 宮川
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Abstract

To provide an optical alignment film which is highly sensitive to ultraviolet rays of long wavelengths, and a retardation film using the optical alignment film.SOLUTION: There is provided an optical alignment polymer having a constitutional unit represented by formula (1).SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、感光性基としてけい皮酸部位を有するポリマー、該ポリマーを用いた配向膜、および該ポリマーを用いた位相差フィルム、さらにはこれらを用いた光学フィルムに関する。より詳しくは、365nmの波長を持つ光源に対して、露光感度が高い光配向性ポリマー材料に関する。該ポリマーを液晶配向膜として用いる事で、液晶に対して高い配向性を与える配向膜が、低露光量で作製できる。または該ポリマーに液晶性を付与し、光配向性位相差材料とする事で、液晶配向膜を必要とせず所望の光学特性を有する位相差フィルムを、低露光量で作製できる。   The present invention relates to a polymer having a cinnamic acid moiety as a photosensitive group, an alignment film using the polymer, a retardation film using the polymer, and an optical film using the same. More particularly, it relates to a photoalignable polymer material having high exposure sensitivity to a light source having a wavelength of 365 nm. By using the polymer as a liquid crystal alignment film, an alignment film which gives high alignment to liquid crystals can be produced with a low exposure amount. Alternatively, by imparting liquid crystallinity to the polymer to form a photoalignable retardation material, a retardation film having desired optical properties can be produced with a low exposure amount without the need for a liquid crystal alignment film.

液晶表示素子は、スマートフォン、ノートパソコン、およびデスクトップパソコンのモニターをはじめ、ビデオカメラのビューファインダー、投写型のディスプレイ、テレビ等の様々な液晶表示装置に使われている。さらに、光プリンターヘッド、光フーリエ変換素子、ライトバルブ等のオプトエレクトロニクス関連素子としても利用されている。従来の液晶表示素子としては、ネマチック液晶を用いた素子が主流であり、当初、一方の基板近傍にある液晶の配向方向と他方の基板近傍にある液晶の配向方向とが90°の角度でねじれているTN(Twisted Nematic)モードが実用化された。   Liquid crystal display devices are used in various liquid crystal display devices such as smartphones, notebook computers, and monitors of desktop computers, as well as viewfinders of video cameras, projection displays, and televisions. Furthermore, it is utilized also as optoelectronics related elements, such as an optical printer head, an optical Fourier-transform element, and a light valve. As a conventional liquid crystal display element, an element using nematic liquid crystal is the mainstream, and the alignment direction of the liquid crystal in the vicinity of one substrate and the alignment direction of the liquid crystal in the vicinity of the other substrate are twisted at an angle of 90 °. The TN (Twisted Nematic) mode has been put to practical use.

しかしながら、TNモードは、画像を適正に認知できる視野角が狭く、斜め方向から見たときに、輝度やコントラストが低下することがあり、また中間調で輝度反転を生じることがある。近年では、この視野角の問題は、垂直配向と突起構造物の技術を併用したMVA(Multi−domain Vertical Alignment)モード、さらに、液晶が配向した状態で混合したモノマーを重合させ、液晶にプレチルト角を付与したPSA(Polymer Stabilized Alignment)モード、または横電界方式のIPS(In−Plane Switching)モード等により改良されている。   However, in the TN mode, the viewing angle at which the image can be properly recognized is narrow, and when viewed from an oblique direction, the brightness and contrast may be lowered, and the brightness may be inverted in the middle tone. In recent years, the problem of this viewing angle is due to the MVA (Multi-domain Vertical Alignment) mode combining the vertical alignment and the technology of the protrusion structure, and further, the monomer mixed in the liquid crystal alignment state is polymerized to pretilt the liquid crystal. It is improved by the PSA (Polymer Stabilized Alignment) mode which applied C., or the IPS (In-Plane Switching) mode of a transverse electric field method.

液晶表示素子の技術の発展は、単にこれらの駆動方式や素子構造の改良のみならず、表示素子に使用される部材の改良によっても達成されている。表示素子に使用される部材のなかでも、光学補償フィルムや位相差フィルムは画像表示装置のコントラスト向上や視野角範囲の拡大を実現するために、画像表示品位に係わる重要な要素の一つであり、表示素子の高品質化に伴って年々重要な役割を担ってきている。そのような光学補償フィルムや位相差フィルムとしては、屈折率異方性を有する延伸フィルムが使用されてきた。最近では、画像品質を向上させるため、重合性液晶化合物を配向させ重合したフィルムが用いられ始めている。   Advances in the technology of liquid crystal display elements are achieved not only by the improvement of these driving methods and element structures but also by the improvement of members used for display elements. Among the members used for the display element, the optical compensation film and the retardation film are one of the important elements related to the image display quality in order to realize the improvement of the contrast of the image display device and the expansion of the viewing angle range. As the quality of display devices has become higher, they have played an important role year after year. As such an optical compensation film or retardation film, a stretched film having refractive index anisotropy has been used. Recently, in order to improve the image quality, a film in which a polymerizable liquid crystal compound is aligned and polymerized has begun to be used.

重合性液晶を配向させるためには、主に配向膜が使われる。配向膜は異方性を付与される事により液晶配向能を発現するが、この異方性付与の手段として、光配向法が近年実用化されている。該光配向の配向機構は、光分解法、光異性化法、光二量化法、光架橋法等多くのが提案されている(特許文献1、特許文献2、特許文献3、および特許文献4参照。)。   In order to align the polymerizable liquid crystal, an alignment film is mainly used. The alignment film exhibits liquid crystal alignment ability by being imparted with anisotropy, and as a means for imparting this anisotropy, a photoalignment method has been put into practical use in recent years. As the alignment mechanism of the photoalignment, many have been proposed such as a photolysis method, a photoisomerization method, a photodimerization method, a photocrosslinking method and the like (see Patent Document 1, Patent Document 2, Patent Document 3, and Patent Document 4). ).

例えば近年、パッシブメガネ方式の3Dディスプレイが実用化されており、該ディスプレイでは、パターン化された位相差膜をディスプレイの視認者側に設置する事で、3D画像を得ている。この位相差膜は、光配向法で配向分割処理された配向膜上に、重合性液晶組成物を塗布し、液晶を配向させ、硬化して作製される。配向分割処理は、光配向膜に偏光方向が異なる直線偏光を照射する事で実施される。直線偏光は一般的に、光源からの光を偏光板に通す事で得られが、この時、光源光に対し光強度が1/3以下程度にまで低下する。そこで配向膜の生産性を向上させるため、感度の良い配向膜が求められる。特に広く使用されているi線露光装置を適用できるような、上記配向膜が求められている。   For example, in recent years, a passive glasses type 3D display has been put to practical use, and in this display, a 3D image is obtained by providing a patterned retardation film on the viewer side of the display. This retardation film is produced by applying a polymerizable liquid crystal composition on an alignment film subjected to alignment division processing by a photo alignment method, aligning the liquid crystal, and curing it. The orientation division processing is performed by irradiating the light alignment film with linearly polarized light having different polarization directions. Linearly polarized light is generally obtained by passing light from a light source through a polarizing plate, but at this time, the light intensity decreases to about 1/3 or less of the light source light. Therefore, in order to improve the productivity of the alignment film, an alignment film with high sensitivity is required. In particular, there is a demand for the above-mentioned alignment film to which the widely used i-ray exposure apparatus can be applied.

このようなi線露光装置が適用可能な光配向剤として、特許文献5のようなポリアミド酸系光配向剤が提案されている。しかしながら一般的に、位相差フィルムを形成する基板は、トリアセチルセルロース(TAC)や環状オレフィン系ポリマー等のプラスチックが多く用いられている。この様なプラスチック基板はガラスに比べ耐溶剤性や耐熱性が低いため、上記のポリアミド酸系光配向剤を使用する事は、困難である。   As a photoalignment agent to which such an i-line exposure apparatus can be applied, a polyamic acid photoalignment agent as disclosed in Patent Document 5 has been proposed. However, in general, as a substrate for forming a retardation film, plastics such as triacetyl cellulose (TAC) and cyclic olefin polymers are often used. Since such plastic substrates have lower solvent resistance and heat resistance compared to glass, it is difficult to use the above-described polyamic acid-based photoalignment agent.

このようなプラスチック基板に使用可能な光配向剤は、最近数多く提案されており、例えば特許文献6や文献1が挙げられる。しかしながら広く使用されているi線露光装置に適用でき、かつより高感度な材料が求められている。   Many photoalignment agents that can be used for such plastic substrates have recently been proposed, and examples thereof include Patent Document 6 and Document 1. However, materials that can be applied to widely used i-ray exposure apparatuses and have higher sensitivity are required.

また最近、液晶性ポリマーに光を照射し、分子配向を制御する位相差フィルムが提案されている(特許文献7〜11参照)。該液晶性ポリマーは光照射により反応する感光性基を有し、これにより配向軸を制御することが可能となる。そのため配向膜を使用することなく位相差フィルムを作製することが可能である。このようないわゆる光配向性位相差材料においても、生産性を向上させるため、より感度の良い材料が求められる。   In addition, recently, retardation films have been proposed in which liquid crystal polymers are irradiated with light to control molecular orientation (see Patent Documents 7 to 11). The liquid crystalline polymer has a photosensitive group that responds to light irradiation, which makes it possible to control the alignment axis. Therefore, it is possible to produce a retardation film without using an alignment film. Also in such a so-called photo-alignable phase difference material, in order to improve the productivity, a more sensitive material is required.

国際公開第2011/115079号パンフレットInternational Publication No. 2011/115079 brochure 特開2005−275364号公報JP, 2005-275364, A 特許第4011652号公報Patent No. 4011652 特開平12−212310号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 12-212310 特許第4620438号公報Patent No. 4620438 gazette 特開2014−501831号公報JP, 2014-501813, A 特開2008−276149号公報JP 2008-276149 A 特開2002−202409号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-202409 特開2003−307619号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-307619 特開2008−50440号公報JP, 2008-50440, A 国際公開2012/115017A1号International Publication 2012 / 115017A1

Liquid Crystal,27(3),349(2000).Liquid Crystal, 27 (3), 349 (2000).

本発明の目的は、露光感度の高い光配向性ポリマーを提供する事である。また複数の露光波長を使用でき、特に365nmの波長で配向可能な、着色の無い光配向性ポリマーを提供する事である。さらには、このような材料を安価に提供する事である。   An object of the present invention is to provide a photoalignable polymer with high exposure sensitivity. It is another object of the present invention to provide a non-colored photoalignable polymer which can be used at a plurality of exposure wavelengths, and is particularly orientable at a wavelength of 365 nm. Furthermore, it is to provide such a material inexpensively.

本発明者らは鋭意研究開発を進めた結果、特定の構造を有する感光基とポリマーを用いる事で、上記問題が解決することを見出した。すなわち本発明は以下のとおりである。   As a result of intensive research and development, the present inventors have found that the above problem is solved by using a photosensitive group and a polymer having a specific structure. That is, the present invention is as follows.

[1]式(1)で表される構成単位を有する光配向性ポリマー。

Figure 2019095613

式(1)中、Rは独立して水素またはメチルであり;
Spはメチレンまたは炭素数2〜20のアルキレンであり、このアルキレンにおける少なくとも一つの−CH−は−O−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく;
Aは独立して、ベンゾイミダゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、インドール、またはカルバゾールから選ばれるいずれかの二価基であり、該二価基において、少なくとも一つの水素はフッ素、塩素、シアノ、ヒドロキシ、ホルミル、アセトキシ、アセチル、トリフルオロアセチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数1〜5のアルキルまたは炭素数1〜5のアルコキシで置き換えられてもよく;
およびWは独立して水素、フッ素、トリフルオロメチル、炭素数1〜5のアルキルまたは炭素数1〜5のアルコキシであり;
は単結合、−O−、または−NH−であり;
は水素原子、メチル、炭素数2〜20のアルキル、または上記の基Aであり、該アルキルにおける少なくとも一つの−CH−は−O−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよい。 [1] A photoalignable polymer having a structural unit represented by the formula (1).

Figure 2019095613

In formula (1), R 1 is independently hydrogen or methyl;
Sp is methylene or alkylene having 2 to 20 carbon atoms, and at least one -CH 2- in this alkylene is replaced by -O-, -COO-, -OCO-, -CH = CH- or -C≡C- May be
A is independently any divalent group selected from benzimidazole, benzoxazole, benzothiazole, indole, or carbazole, and in the divalent group, at least one hydrogen is fluorine, chlorine, cyano, hydroxy, Formyl, acetoxy, acetyl, trifluoroacetyl, difluoromethyl, trifluoromethyl, alkyl having 1 to 5 carbons or alkoxy having 1 to 5 carbons;
W 1 and W 2 are independently hydrogen, fluorine, trifluoromethyl, alkyl having 1 to 5 carbons or alkoxy having 1 to 5 carbons;
X 1 is a single bond, -O-, or -NH-;
R 2 is a hydrogen atom, methyl, alkyl having 2 to 20 carbon atoms, or the above-mentioned group A, and at least one —CH 2 — in the alkyl is —O—, —COO—, —OCO—, —CH = It may be replaced by CH- or -C≡C-.

[2]式(1)中、Spが−(CHO−であり、nが1〜10の整数であり;WおよびWは水素であり;Xが−O−であり;Rが炭素数1〜10のアルキルである、[1]に記載の光配向性ポリマー。 [2] In the formula (1), Sp is-(CH 2 ) n O- and n is an integer of 1 to 10; W 1 and W 2 are hydrogen; and X 1 is -O- A photoalignable polymer according to [1], wherein R 2 is alkyl having 1 to 10 carbon atoms;

[3]式(1)中、Spが−(CHO−であり、nが1〜10の整数であり;WおよびWが水素であり;Xが単結合であり;Rがインドール、またはカルバゾールから選ばれるいずれかの二価基である、[1]に記載の光配向性ポリマー。 [3] In the formula (1), Sp is-(CH 2 ) n O- and n is an integer of 1 to 10; W 1 and W 2 are hydrogen; X 1 is a single bond; The photoalignable polymer according to [1], wherein R 2 is any divalent group selected from indole and carbazole.

[4]式(1)で表される構成単位に加え、水素結合性の基を有するモノマーから形成される構成単位を有する、[1]から[3]に記載の光配向性ポリマー。 [4] The photoalignable polymer according to [1] to [3], which has a structural unit formed from a monomer having a hydrogen bonding group in addition to the structural unit represented by the formula (1).

[5]水素結合性の基がカルボキシル基である、[4]に記載の光配向性ポリマー。 [5] The photoalignable polymer according to [4], wherein the hydrogen bonding group is a carboxyl group.

[6]水素結合性の基を末端に有するモノマーから形成される構成単位が、式(2)で表される構成単位である、[5]に記載の光配向性ポリマー。

Figure 2019095613

式(2)中、Rは水素またはメチルであり;Qは単結合または炭素数1〜20のアルキレンであり、このアルキレンにおける少なくとも一つの−CH−は−O−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく;Xは単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−OCOO−、−CH=CH−または−C≡C−であり;Aは独立して1,4−フェニレン、1,4−シクロへキシレン、ピリジン−2,5−ジイルまたはナフタレン−2,6−ジイルから選ばれるいずれかの二価基であり、該二価基において、任意の水素はフッ素、塩素、シアノ、ヒドロキシ、ホルミル、アセトキシ、アセチル、トリフルオロアセチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数1〜5のアルキルまたは炭素数1〜5のアルコキシで置き換えられてもよく;Zは独立して単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−COO−、−CHCH−COO−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、−CONH−、−NHCO−、−(CH−、−CHCH−、−CH=CH−または−C≡C−であり;cは0〜2の整数であり;Yは単結合、−CHCH−または−CH=CH−である。 [6] The photoalignable polymer according to [5], wherein the structural unit formed from the monomer having a hydrogen bonding group at the end is a structural unit represented by Formula (2).

Figure 2019095613

In formula (2), R 3 is hydrogen or methyl; Q is a single bond or an alkylene having 1 to 20 carbon atoms, and at least one -CH 2- in this alkylene is -O-, -COO-,- OCO-, -CH = CH- or -C≡C- may be replaced; X 2 is a single bond, -O-, -COO-, -OCO-, -OCOO-, -CH = CH- or- C≡C-; A 2 is any divalent independently selected from 1,4-phenylene, 1,4-cyclohexylene, pyridine-2,5-diyl or naphthalene-2,6-diyl Group, in the divalent group, any hydrogen is fluorine, chlorine, cyano, hydroxy, formyl, acetoxy, acetyl, trifluoroacetyl, difluoromethyl, trifluoromethyl, alkyl having 1 to 5 carbon atoms or May be replaced by alkoxy prime 1 to 5; Z 2 is independently a single bond, -O -, - COO -, - OCO -, - CH = CH-COO -, - CH 2 CH 2 -COO- , -CH 2 O -, - OCH 2 -, - CF 2 O -, - OCF 2 -, - CONH -, - NHCO -, - (CH 2) 4 -, - CH 2 CH 2 -, - CH = CH -Or -C≡C-; c is an integer of 0 to 2; Y 1 is a single bond, -CH 2 CH 2 -or -CH = CH-.

[7]式(2)中、Qは炭素数1〜12のアルキレンであり、このアルキレンにおける少なくとも一つの−CH−は−O−、−COO−または−OCO−で置き換えられてもよく;Xは−O−、−COO−または−OCO−であり;Aは独立して1,4−フェニレンまたはナフタレン−2,6−ジイルから選ばれるいずれかの二価基であり、該二価基において、任意の水素はフッ素、炭素数1〜5のアルキルまたは炭素数1〜5のアルコキシで置き換えられてもよく;Zは独立して単結合、−COO−、−CH=CH−COO−、−CHCH−COO−、−CHO−、−CONH−または−CHCH−であり;Yは単結合である、[6]に記載の光配向性ポリマー。 [7] In the formula (2), Q is alkylene having 1 to 12 carbons, and at least one -CH 2- in this alkylene may be replaced by -O-, -COO- or -OCO-; X 2 is —O—, —COO— or —OCO—; A 2 is any divalent group independently selected from 1,4-phenylene or naphthalene-2,6-diyl; In the valence group, any hydrogen may be replaced by fluorine, alkyl having 1 to 5 carbons or alkoxy having 1 to 5 carbons; Z 2 is independently a single bond, -COO-, -CH = CH- COO -, - CH 2 CH 2 -COO -, - CH 2 O -, - CONH- or -CH 2 CH 2 - and are; Y 1 is a single bond, photoalignment polymer according to [6].

[8]液晶性を有する請求項1〜7のいずれか1項に記載の光配向性ポリマー。 [8] The photoalignable polymer according to any one of claims 1 to 7, which has liquid crystallinity.

[9]重量平均分子量が1000〜500000である請求項1〜8のいずれか1項に記載の光配向性ポリマー。 [9] The photoalignable polymer according to any one of claims 1 to 8, which has a weight average molecular weight of 1,000 to 500,000.

[10][1]〜[9]のいずれか1項に記載の光配向性ポリマーの少なくとも一種と溶媒を含有するインク。 [10] An ink comprising a solvent and at least one of the photoalignable polymers according to any one of [1] to [9].

[11]非光配向性のポリマーをさらに含む、請求項10に記載のインク。 [11] The ink according to claim 10, further comprising a non-photo-orientable polymer.

[12][10]または[11]に記載のインクを用いて作成したフィルムであり、このフィルムのリタデーションが5nm以下のフィルム。 [12] A film produced using the ink according to [10] or [11], wherein the film has a retardation of 5 nm or less.

[13][10]または[11]に記載のインクを用いて作成したフィルムであり、このフィルムのリタデーションが5nm以上のフィルム。 [13] A film produced using the ink according to [10] or [11], wherein the film has a retardation of 5 nm or more.

[14][12]または[13]に記載のフィルムを用いて製造される表示素子。 The display element manufactured using the film as described in [14] [12] or [13].

[15]式(1M)で表される感光性化合物。

Figure 2019095613

式(1M)中、Rは独立して水素またはメチルであり;
Spはメチレンまたは炭素数2〜20のアルキレンであり、このアルキレンにおける少なくとも一つの−CH−は−O−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく;
Aは独立して、ベンゾイミダゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、インドール、またはカルバゾールから選ばれるいずれかの二価基であり、該二価基において、少なくとも一つの水素はフッ素、塩素、シアノ、ヒドロキシ、ホルミル、アセトキシ、アセチル、トリフルオロアセチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数1〜5のアルキルまたは炭素数1〜5のアルコキシで置き換えられてもよく;
およびWは独立して水素、フッ素、トリフルオロメチル、炭素数1〜5のアルキルまたは炭素数1〜5のアルコキシであり;
は単結合、−O−、または−NH−であり;
は水素原子、メチル、炭素数2〜20のアルキル、または上記の基Aであり、該アルキルにおける少なくとも一つの−CH−は−O−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよい。 [15] A photosensitive compound represented by the formula (1M).

Figure 2019095613

In formula (1M), R 1 is independently hydrogen or methyl;
Sp is methylene or alkylene having 2 to 20 carbon atoms, and at least one -CH 2- in this alkylene is replaced by -O-, -COO-, -OCO-, -CH = CH- or -C≡C- May be
A is independently any divalent group selected from benzimidazole, benzoxazole, benzothiazole, indole, or carbazole, and in the divalent group, at least one hydrogen is fluorine, chlorine, cyano, hydroxy, Formyl, acetoxy, acetyl, trifluoroacetyl, difluoromethyl, trifluoromethyl, alkyl having 1 to 5 carbons or alkoxy having 1 to 5 carbons;
W 1 and W 2 are independently hydrogen, fluorine, trifluoromethyl, alkyl having 1 to 5 carbons or alkoxy having 1 to 5 carbons;
X 1 is a single bond, -O-, or -NH-;
R 2 is a hydrogen atom, methyl, alkyl having 2 to 20 carbon atoms, or the above-mentioned group A, and at least one —CH 2 — in the alkyl is —O—, —COO—, —OCO—, —CH = It may be replaced by CH- or -C≡C-.

本発明により、液晶を固定化した光学フィルムを、短いタクトタイムで得る事が可能になる。これによって該フィルムの製造コストを削減する事が出来る。   The present invention makes it possible to obtain an optical film on which liquid crystal is immobilized in a short tact time. This can reduce the production cost of the film.

本発明について詳細に説明する。
式(1)で表される構造を有する構成単位を材料に組み込む事により、本発明の特徴である感度の高い光配向性ポリマーが得られる。この時Aは、ベンゾイミダゾール、ベンゾオキサゾール、またはベンゾチアゾールから選ばれる基である。この時より感度を高めるためには、ベンゾチアゾールを選択する事が好ましい。
The present invention will be described in detail.
By incorporating a constituent unit having a structure represented by the formula (1) into a material, a highly sensitive photoalignable polymer, which is a feature of the present invention, can be obtained. At this time, A is a group selected from benzimidazole, benzoxazole or benzothiazole. At this time, in order to increase the sensitivity, it is preferable to select benzothiazole.

Spはメチレンまたは炭素数2〜20のアルキレンであり、このアルキレンにおける少なくとも一つの−CH−は−O−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよい。この時感度をより高めるためには、Spとして、炭素数2〜10のアルキレン、またはこのアルキレンの一つの−CH−が−O−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられた基を用いる事が、好ましい。 Sp is methylene or alkylene having 2 to 20 carbon atoms, and at least one -CH 2- in this alkylene is replaced by -O-, -COO-, -OCO-, -CH = CH- or -C≡C- It may be done. At this time, in order to further enhance the sensitivity, as Sp, an alkylene having 2 to 10 carbon atoms, or one -CH 2-of this alkylene is replaced by -O-, -CH = CH- or -C≡C- It is preferred to use a substituted group.

およびWは独立して水素、フッ素、トリフルオロメチル、炭素数1〜5のアルキルまたは炭素数1〜5のアルコキシである。この時感度をより高めるためには、WおよびW2として水素を選択する事が好ましい。 W 1 and W 2 are independently hydrogen, fluorine, trifluoromethyl, alkyl having 1 to 5 carbons or alkoxy having 1 to 5 carbons. At this time, in order to further enhance the sensitivity, it is preferable to select hydrogen as W 1 and W 2 .

は単結合、−O−、または−NH−であり、Rは水素原子、メチル、または炭素数2〜20のアルキルであり、このアルキルにおける少なくとも一つの−CH−は−O−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよい。この時感度をより高めるためには、Xとして−O−または−NH−を選択する事が好ましく、−O−を選択する事がさらに好ましい。またRは、水素原子、メチル、または炭素数2〜10のアルキル基を選択する事が好ましく、水素原子、メチル、または炭素数2〜5のアルキル基を選択する事が好ましい。 X 1 is a single bond, -O- or -NH-, and R 2 is a hydrogen atom, methyl or alkyl having 2 to 20 carbon atoms, and at least one -CH 2- in this alkyl is -O- , -COO-, -OCO-, -CH = CH- or -C≡C-. For greater this time sensitivity, it is preferable to select as the X 1 -O- or -NH-, it is more preferred to select -O-. The R 2 represents a hydrogen atom, it is preferable to select an alkyl group methyl or 2 to 10 carbon atoms, a hydrogen atom, it is preferable to select methyl, or an alkyl group having 2 to 5 carbon atoms.

本発明の光配向性ポリマーは、式(1)で表される構成単位を、単独で含んでいてもよいし、あるいは2つ以上含んでいてもよい。   The photoalignable polymer of the present invention may contain the constitutional unit represented by formula (1) alone or may contain two or more.

本発明の光配向性ポリマーを液晶に対する光配向膜として使用する場合、感度を向上させる目的で、式(1)に記載の構成単位に、公知の(メタ)アクリルモノマーから誘導される構成単位を共重合させる事が出来る。またこの手法により、ポリマーの屈折率や波長分散特性を調整する事も可能であり、液晶などの他部材との屈折率や波長分散特性のマッチングに伴う不具合を改善する事が出来る。   When the photoalignable polymer of the present invention is used as a photoalignment film for liquid crystal, a structural unit derived from a known (meth) acrylic monomer is added to the structural unit described in Formula (1) for the purpose of improving sensitivity. It can be copolymerized. Moreover, it is also possible to adjust the refractive index and the wavelength dispersion characteristic of the polymer by this method, and it is possible to improve the defect associated with the matching of the refractive index and the wavelength dispersion characteristic with other members such as liquid crystal.

上記(メタ)アクリルモノマーとしては、(メタ)アクリル酸;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート等のアルキルモノ(メタ)アクリレート;フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート等のアリールモノ(メタ)アクリレート;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、及び3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートなどのヒドロキシアルキルモノ(メタ)アクリレート;ω−カルボキシポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート、フタル酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、及び2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレートなどのカルボキシル基含有モノ(メタクリレート)及びヒドロキシアルキルモノ(メタ)アクリレート以外の水酸基含有モノ(メタ)アクリレート;
1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルジ(メタ)アクリレート、エトキシ化水添ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ビスフェノールSジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピルジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールビスヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、及びモノヒドロキシペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート等のシリコーン基、フッ素置換アルキル基、及び光配向性基を有さない多官能(メタ)アクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミドなどが挙げられる。
As the above (meth) acrylic monomer, (meth) acrylic acid; alkyl mono (meth) acrylate such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate; (Meth) acrylates, aryl mono (meth) acrylates such as benzyl (meth) acrylate; 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, and 3-hydroxy Hydroxyalkyl mono (meth) acrylates such as propyl (meth) acrylate; ω-carboxypolycaprolactone mono (meth) acrylate, monohydroxyethyl (meth) acrylate phthalate, and 2-hydroxy- - phenoxypropyl (meth) carboxyl group-containing mono (methacrylate) and hydroxyalkyl mono (meth) hydroxyl group-containing mono- other than acrylates (meth) acrylates such as acrylate;
1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene Glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, hydroxypivalate neopentyl glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, ethoxylated trimethylolpropane tri (meth) acrylate, ditrimethylolpropane Tetra (meth) acrylate, pentaerythritol di (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) Crylates, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dicyclopentanyl di (meth) acrylate, ethoxylated hydrogenated bisphenol A di (meth) acrylate, ethoxylated bisphenol A di (meth) Acrylate, ethoxylated bisphenol F di (meth) acrylate, ethoxylated bisphenol S di (meth) acrylate, hydroxypropyl di (meth) acrylate, diethylene glycol bishydroxypropyl (meth) acrylate, and monohydroxypentaerythritol tri (meth) acrylate Silicones, fluorine-substituted alkyl groups, and polyfunctional (meth) acrylates having no photoalignable group, acrylamide, methacrylamide and the like. .

また上記(メタ)アクリルモノマーとして、市販の単官能モノマー又は多官能モノマーをそのまま用いることもできる。具体的には、東亜合成化学工業(株)製のアロニックスM−5400(フタル酸モノヒドロキシエチルアクリレート)、同M−5700(2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート)、同M−215(イソシアヌル酸エチレンオキシサイド変性ジアクリレート)、同M−220(トリプロピレングリコールジアクリレート)、同M−245{ポリエチレングリコール(n≒9)ジアクリレート}、同M−305(ペンタエリスリトールトリアクリレート)、同M−309(トリメチロールプロパントリアクリレート)、同M−315(イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート)、同M−400{ジペンタエリスリトールペンタアクリレート及びジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(主成分)の混合物}、同M−450(ペンタエリスリトールテトラアクリレート)、同M−8060、及び同M−8560;
大阪有機化学工業(株)製のビスコート#295(トリメチロ−ルプロパントリアクリレート)、同#300(ペンタエリスリトールトリアクリレート)、同#360(トリメチロールプロパンエチレンオキサイド変性トリアクリレート)、及び同#400(ペンタエリスリトールテトラアクリレート);
日本化薬(株)製のKAYARAD TMPTA(トリメチロールプロパントリアクリレート)、同PET−30(ペンタエリスリトールトリアクリレート)、同DPHA{ジペンタエリスリトールペンタアクリレート及びジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(主成分)の混合物}、同D−310(ジペンタエリスリトールペンタアクリレート)、同D−330、及び同DPCA−60などが挙げられる。
Moreover, as said (meth) acrylic monomer, a commercially available monofunctional monomer or polyfunctional monomer can also be used as it is. Specifically, Aloniax M-5400 (phthalic acid monohydroxyethyl acrylate), M-5700 (2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate), M-215 (isocyanuric acid) manufactured by Toagosei Chemical Industry Co., Ltd. Ethylene oxide modified diacrylate), M-220 (tripropylene glycol diacrylate), M-245 {polyethylene glycol (n ≒ 9) diacrylate}, M-305 (pentaerythritol triacrylate), M- 309 (trimethylolpropane triacrylate), M-315 (isocyanuric acid ethylene oxide modified triacrylate), M-400 {a mixture of dipentaerythritol pentaacrylate and dipentaerythritol hexaacrylate (main component)} The M-450 (pentaerythritol tetraacrylate), the M-8060, and the M-8560;
Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd. Biscoat # 295 (trimethylolpropane triacrylate), # 300 (pentaerythritol triacrylate), # 360 (trimethylolpropane ethylene oxide modified triacrylate), and # 400 (trimethylolpropane ethylene oxide modified triacrylate) Pentaerythritol tetraacrylate);
Nippon Kayaku Co., Ltd. KAYARAD TMPTA (trimethylolpropane triacrylate), PET-30 (pentaerythritol triacrylate), DPHA {mixture of dipentaerythritol pentaacrylate and dipentaerythritol hexaacrylate (main component)} D-310 (dipentaerythritol pentaacrylate), D-330, and DPCA-60.

光配向膜の感度を維持し、光配向膜を塗布した場合のムラ改善を目的に、光配向性ポリマーの溶媒溶解性を改善させるために、上記公知の(メタ)アクリルモノマーの中でも、以下のモノマーを選択する事が好ましい。   Among the above-mentioned known (meth) acrylic monomers, the following may be mentioned in order to maintain the sensitivity of the photoalignment film and to improve the solvent solubility of the photoalignment polymer for the purpose of improving unevenness when the photoalignment film is applied. It is preferred to select a monomer.

メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート等のアルキルモノ(メタ)アクリレート;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、及び3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートなどのヒドロキシアルキルモノ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート。   Alkyl mono (meth) acrylates such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate; 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) Hydroxyalkyl mono (meth) acrylates such as acrylates, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, and 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, trimethylolpropane triacrylate.

上記の公知なモノマーは単独で又は2つ以上混合して使用することができる。   The above known monomers can be used alone or in combination of two or more.

光配向膜中の式(1)で表される構成単位と、上記公知の(メタ)アクリルモノマーに由来する構成単位の、本発明光配向性ポリマー中の比率に制限はない。しかしながら、感度を維持したまま、上記の不具合を改善するためには、式(1)で表される構成単位:公知の(メタ)アクリルモノマーに由来する構成単位の比(重量比)が10:0〜1:9である事が好ましく、10:0〜5:5である事がより好ましい。   There is no limitation on the ratio of the structural unit represented by the formula (1) in the photoalignment film and the structural unit derived from the above-mentioned known (meth) acrylic monomer in the photoalignable polymer of the present invention. However, in order to improve the above problems while maintaining the sensitivity, the ratio (weight ratio) of the constitutional unit represented by the formula (1) to the constitutional unit derived from a known (meth) acrylic monomer is 10: It is preferable that it is 0-1: 9, and it is more preferable that it is 10: 0-5: 5.

式(1)で表される構造を有する構成単位を用いた本発明の光配向性ポリマーとして、液晶性を付与した材料を用い、薄膜を形成した後露光し、必要に応じてポリマーの液晶温度以上に加熱する事により、本発明の光配向性ポリマー自体を位相差膜とする事が出来る。(ここで、本明細書において、「液晶性」なる語は、液晶相を有するという意味に限定されるものでなく、それ自体は液晶相を持たなくても、他の液晶化合物と混合したときに、液晶組成物の成分として使用できる特性を有するという意味をも包含する語として用いられる。)このようないわゆる光配向性位相差材料は、本発明の光配向性ポリマーに、以下に示す式(2)の構成単位を組み込む事で実現出来る。

Figure 2019095613

式(2)中、Rは水素またはメチルであり;Qは単結合または炭素数1〜20のアルキレンであり、このアルキレンにおける少なくとも一つの−CH2−は−O−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく;Xは単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−OCOO−、−CH=CH−または−C≡C−であり;Aは独立して1,4−フェニレン、1,4−シクロへキシレン、ピリジン−2,5−ジイルまたはナフタレン−2,6−ジイルから選ばれるいずれかの二価基であり、該二価基において、任意の水素はフッ素、塩素、シアノ、ヒドロキシ、ホルミル、アセトキシ、アセチル、トリフルオロアセチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数1〜5のアルキルまたは炭素数1〜5のアルコキシで置き換えられてもよく;Zは独立して単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−COO−、−CHCH−COO−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、−CONH−、−NHCO−、−(CH−、−CHCH−、−CH=CH−または−C≡C−であり;cは0〜2の整数であり;Yは単結合、−CHCH−または−CH=CH−である。 As a photoalignable polymer of the present invention using a structural unit having a structure represented by the formula (1), a material provided with liquid crystallinity is used, and after forming a thin film, exposure is performed, and the liquid crystal temperature of the polymer is used if necessary. By heating above, the photoalignable polymer itself of the present invention can be used as a retardation film. (Herein, in the present specification, the term "liquid crystalline" is not limited to the meaning of having a liquid crystal phase, and when it is mixed with another liquid crystal compound even if it has no liquid crystal phase itself) In addition, it is used as a term including the meaning of having the property that it can be used as a component of a liquid crystal composition.) Such a so-called photoalignable retardation material has the formula shown below in the photoalignable polymer of the present invention It can be realized by incorporating the constituent unit of (2).

Figure 2019095613

In formula (2), R 3 is hydrogen or methyl; Q is a single bond or an alkylene having 1 to 20 carbon atoms, and at least one -CH 2- in this alkylene is -O-, -COO-,- OCO-, -CH = CH- or -C≡C- may be replaced; X 2 is a single bond, -O-, -COO-, -OCO-, -OCOO-, -CH = CH- or- C≡C-; A 2 is any divalent independently selected from 1,4-phenylene, 1,4-cyclohexylene, pyridine-2,5-diyl or naphthalene-2,6-diyl Group, in the divalent group, any hydrogen is fluorine, chlorine, cyano, hydroxy, formyl, acetoxy, acetyl, trifluoroacetyl, difluoromethyl, trifluoromethyl, alkyl having 1 to 5 carbon atoms or carbon. May be replaced by the number 1-5 alkoxy; Z 2 independently represents a single bond, -O -, - COO -, - OCO -, - CH = CH-COO -, - CH 2 CH 2 -COO- , -CH 2 O -, - OCH 2 -, - CF 2 O -, - OCF 2 -, - CONH -, - NHCO -, - (CH 2) 4 -, - CH 2 CH 2 -, - CH = CH -Or -C≡C-; c is an integer of 0 to 2; Y 1 is a single bond, -CH 2 CH 2 -or -CH = CH-.

本発明のいわゆる光配向性位相差材料において、ヘイズ発生などの不具合を抑え、所望の位相差を得るためには、式(2)のQ、X、A、Z、Y、およびcに関して、以下のような選択をする事が好ましい。すなわち、Qは炭素数1〜12のアルキレンであり、このアルキレンにおける少なくとも一つの−CH−は、−O−、−COO−、または−OCO−で置き換えられてもよく;Xは−O−、−COO−、または−OCO−であり;Aは独立して1,4−フェニレンまたはナフタレン−2,6−ジイルから選ばれるいずれかの二価基であり;Zは独立して単結合、−COO−、−CH=CH−COO−、−CHCH−COO−、−CHO−、または−CHCH−であり;cは0または1の整数であり;Yは単結合である。 In the so-called photo-alignable retardation material of the present invention, Q, X 2 , A 2 , Z 2 , Y 1 , and Q 2 in the formula (2) are used to suppress defects such as haze generation and obtain desired retardation. Regarding c, it is preferable to make the following selection. That is, Q is alkylene having 1 to 12 carbons, and at least one -CH 2- in this alkylene may be replaced by -O-, -COO-, or -OCO-; and X 2 is -O -, - COO-, or a -OCO-; a 2 is either a divalent radical selected from independently 1,4-phenylene or naphthalene-2,6-diyl; Z 2 is independently single bond, -COO -, - CH = CH -COO -, - CH 2 CH 2 -COO -, - CH 2 O-, or -CH 2 CH 2 - a and; c is an integer of 0 or 1; Y 1 is a single bond.

上記同様な理由で、式(2)で表される構成単位の最も好適な具体例として、以下のものが挙げられる。   For the same reason as described above, the following may be mentioned as the most preferable specific examples of the structural unit represented by the formula (2).

Figure 2019095613
Figure 2019095613


Figure 2019095613

Figure 2019095613

本発明はこれらの具体例によって限定されるものではない。   The present invention is not limited by these specific examples.

本発明の光配向性ポリマーを光配向性位相差材料用途で使用する場合、ポリマー中の上記式(1)で表される構成単位と、上記式(2)で表される構成単位の比に制限は無い。
しかしながら、露光感度を維持した上で均一な+Aプレートを得るためには、式(1)で表される構成単位:式(2)で表される構成単位の比(重量比)が9:1〜1:9である事が好ましく、5:5〜1:9である事がさらに好ましい。
When the photoalignable polymer of the present invention is used in a photoalignable retardation material application, the ratio of the structural unit represented by the above formula (1) in the polymer to the structural unit represented by the above formula (2) There is no limit.
However, in order to obtain a uniform + A plate while maintaining the exposure sensitivity, the ratio (weight ratio) of the constitutional unit represented by the formula (1) to the constitutional unit represented by the formula (2) is 9: 1 It is preferably 1 to 9 and more preferably 5: 5 to 1: 9.

式(2)で表される構成単位は、単独で含まれていてもよいし、あるいは2つ以上含まれていてもよい。   The structural unit represented by Formula (2) may be contained independently, or two or more may be contained.

本発明の光配向性ポリマーを光配向性位相差材料用途で使用する場合、本発明の光配向性ポリマーの液晶転移温度を調節する目的等で、さらに別の公知の(メタ)アクリルモノマーから誘導される構成単位を共重合させる事が出来る。このような目的としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート等のアルキルモノ(メタ)アクリレート;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、及び3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートなどのヒドロキシアルキルモノ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレートを用いる事が、特に好ましい。   When the photoalignable polymer of the present invention is used in a photoalignable retardation material application, it is derived from still another known (meth) acrylic monomer for the purpose of adjusting the liquid crystal transition temperature of the photoalignable polymer of the present invention, etc. Can be copolymerized. As such purpose, alkyl mono (meth) acrylates such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate; 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, Particular preference is given to using hydroxyalkyl mono (meth) acrylates such as 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate and 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, trimethylolpropane triacrylate.

上記光配向性ポリマーを光配向性位相差材料用途で使用する場合、目的とする感度を発現させるため、ポリマーの重量平均分子量は1000〜500000である事が好ましい。また光配向性位相差材料上に重合性液晶などの材料を積層する場合でも、この範囲の重量平均分子量を持つポリマーであれば、一定の溶剤耐性を有すため好適である。   When the photoalignable polymer is used in a photoalignable retardation material application, the weight average molecular weight of the polymer is preferably 1000 to 500,000 in order to develop the target sensitivity. Further, even in the case of laminating a material such as a polymerizable liquid crystal on the photoalignable retardation material, a polymer having a weight average molecular weight in this range is preferable because it has a certain solvent resistance.

液晶性を示すが光反応性基を有さないポリマーを液晶性ポリマーと呼ぶ。   A polymer that exhibits liquid crystallinity but does not have a photoreactive group is called a liquid crystalline polymer.

本願明細書の記載において、化学式の記号について説明する際に用いる用語「任意の」は、「元素(または官能基)の位置だけでなくその数においても自由に選択できること」を意味する。そして例えば、「任意のAがB、CまたはDで置き換えられてもよい」という表現は、1つのAはB、CおよびDのいずれか1つで置き換えられてもよく、Aの任意の2つは、B、CまたはDの2つで置き換えられてもよく、また、BとC、BとD、またはCとDで置き換えられてもよい。すなわち、ある官能基がAを1つ以上有しているときに当該官能基について「任意のAがB、CまたはDで置き換えられてもよい」という表現がある場合、当該官能基上に存在するAのうち少なくとも1つの代わりに、B、CおよびDから選ばれるいずれか1つ(ここで、選択された種をXとする。)が配置されていてもよいことを意味する。ここで、複数のAが置換されているときには、当該Aに代わって配置されている複数のXが同一であってもよいし、あるいは互いに異なっていてもよい。ただし、Aに代わって配置されるXの数は、1個のAに対して1つである。したがって、任意の−CH2−が−O−で置き換えられてもよいとするとき、結果として結合基−O−O−が生じるような置き換えは含まれない。 In the description of the present specification, the term "arbitrary" used in describing the symbols of chemical formulas means that "the number of elements (or functional groups) can be freely selected as well as the positions". And, for example, the expression "any A may be replaced by B, C or D" means that one A may be replaced by any one of B, C and D, and any two of A One may be replaced by two of B, C or D, and may be replaced by B and C, B and D, or C and D. That is, when a functional group has one or more of A and there is an expression that "optional A may be replaced by B, C or D" for the functional group, the presence on the functional group It means that any one selected from B, C and D (where the selected species is X) may be disposed instead of at least one of A. Here, when a plurality of A's are substituted, a plurality of X's disposed in place of the A's may be the same or may be different from each other. However, the number of X placed instead of A is one for one A. Therefore, when it is assumed that any —CH 2 — may be replaced by —O—, such a replacement that does not result in a linking group —O—O— is not included.

また、重合性基を一つ有することを単官能と呼ぶことがある。また、2つ以上の重合性基を有することを多官能、または、重合性基の数に応じた呼称(例えば、2つの重合性基を有する場合を2官能)で呼ぶことがある。   In addition, having one polymerizable group may be referred to as monofunctional. In addition, having two or more polymerizable groups may be referred to as polyfunctional or as a designation according to the number of the polymerizable groups (for example, bifunctional having two polymerizable groups).

また、あるA化合物に任意の官能基を導入した化合物、または任意の原子などの置き換えを行った化合物を、誘導体あるいはA誘導体と呼ぶことがある。
光配向性ポリマーを、単にポリマーと略すことがある。また、液晶表示素子を表示素子、液晶配向膜を配向膜と略すことがある。
In addition, a compound obtained by introducing an arbitrary functional group into a certain compound A, or a compound obtained by replacing an arbitrary atom or the like may be referred to as a derivative or an A derivative.
The photoalignable polymer may be simply referred to as the polymer. Moreover, a liquid crystal display element may be abbreviated as a display element, and a liquid crystal alignment film may be abbreviated as an alignment film.

式(1)の構造を有する光配向性ポリマーに加え、第二成分として、さらに別のポリマーを添加した本発明の高分子組成物も、光配向膜用途等への適用に有用である。この手法により、例えば、上記した露光感度の向上やポリマーの屈折率、波長分散特性の調整が可能である。またさらなる特性改善のため、これらのポリマーそれぞれの表面張力を制御する事により、該高分子組成物をフィルムとした時に光配向性ポリマーと第二のポリマーの成分比をフィルムの膜厚方向に傾斜させる手法がより有効である。この方法によれば、例えば本発明の式(1)の構造を有する光配向性ポリマーを空気界面に、第二のポリマーを基板面に濃縮させることができる。これにより本材料を光配向膜用途に使用する場合、より露光感度が高く、不具合の発生し難い材料とする事が出来る。   The polymer composition of the present invention to which another polymer is further added as a second component in addition to the photoalignable polymer having the structure of the formula (1) is also useful for application to photoalignment film applications and the like. By this method, for example, it is possible to improve the exposure sensitivity described above and adjust the refractive index of the polymer and the wavelength dispersion characteristics. When the polymer composition is formed into a film by controlling the surface tension of each of these polymers to further improve the properties, the component ratio of the photoalignable polymer to the second polymer is inclined in the film thickness direction of the film. Method is more effective. According to this method, for example, the photoalignable polymer having the structure of the formula (1) of the present invention can be concentrated at the air interface and the second polymer can be concentrated on the substrate surface. Thereby, when the present material is used for a photo alignment film, it can be made a material having higher exposure sensitivity and less occurrence of defects.

上記のような複数のポリマーの成分比が傾斜して存在するフィルムを、再現性良く作成するためには、式(1)で表される構成単位を有する本発明の光配向性ポリマーに、シロキサンやフルオロアルキル基等を有する構成単位を導入する事が好ましい。該構成単位の導入により、本発明の光配向性ポリマーの成膜時の表面張力が低下し、該光配向性ポリマーがフィルム中の空気界面に偏析し易くなるためである。   In order to produce a film in which component ratios of a plurality of polymers as described above exist with an inclination, with good reproducibility, the photoalignable polymer of the present invention having a constitutional unit represented by the formula (1) is a siloxane It is preferable to introduce a structural unit having a fluoroalkyl group or the like. By the introduction of the structural unit, the surface tension at the time of film formation of the photoalignable polymer of the present invention is lowered, and the photoalignable polymer is easily segregated at the air interface in the film.

シリコーン基を有するモノマーとしては、例えば、下記式(3M−1)〜(3M−3)で表されるモノマーなどが挙げられる。   As a monomer which has a silicone group, the monomer etc. which are represented by following formula (3M-1)-(3M-3) are mentioned, for example.


Figure 2019095613

(式中、R11は炭素数1〜20のアルキル基を示し、r1は2又は3、n1は1〜100の整数を示す。)
Figure 2019095613

(Wherein, R 11 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, r 1 represents 2 or 3, and n 1 represents an integer of 1 to 100).

これらモノマーの中でも、フィルムとした場合の層分離性を向上させつつポリマーの溶剤溶解性を維持するために、上記式(3M−1)で表されるモノマーで、n1が1から1000、R11が炭素数1〜5のアルキル基である化合物を使用する事が好ましい。さらにn1が1から100、R11が炭素数1〜5のアルキル基である化合物を使用する事が好ましい。 Among these monomers, n1 is 1 to 1000, and R 11 is a monomer represented by the above formula (3M-1) in order to maintain the solvent solubility of the polymer while improving the layer separation property in the film. It is preferred to use a compound in which is an alkyl group of 1 to 5 carbon atoms. Furthermore, it is preferable to use a compound in which n1 is 1 to 100 and R 11 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.

該シリコーン基を有するモノマーの含有量は、フィルムとした場合の層分離性を向上させつつポリマーの溶剤溶解性を維持するために、全モノマーに対して、好ましくは0.01〜50重量%、より好ましくは0.1〜10重量%である。   The content of the monomer having a silicone group is preferably 0.01 to 50% by weight with respect to all the monomers, in order to maintain the solvent solubility of the polymer while improving the layer separation when forming a film. More preferably, it is 0.1 to 10% by weight.

フッ素置換アルキル基を有するメタクリル酸エステルとしては、メタクリル酸1H,1H,2H,2H−ノナフルオロヘプチル、メタクリル酸1H,1H,2H,2H−ヘプタデカフルオロデシル、メタクリル酸1H,1H,7H−ドデカフルオロヘプチル、メタクリル酸1H,1H,2H,2H−トリデカフルオロオクチル、メタクリル酸1H,1H−パーフルオロノニル、メタクリル酸1H,1H,2H,2H−パーフルオロドデシルなどが挙げられる。フッ素置換アルキル基を有するイタコン酸誘導体としては、イタコン酸1H,1H,2H,2H−ノナフルオロヘプチル、イタコン酸1H,1H,2H,2H−ヘプタデカフルオロデシル、イタコン酸1H,1H,7H−ドデカフルオロヘプチル、イタコン酸1H,1H,2H,2H−トリデカフルオロオクチル、イタコン酸1H,1H−パーフルオロノニル、イタコン酸1H,1H,2H,2H−パーフルオロドデシル、メチルイタコン酸1H,1H,2H,2H−ノナフルオロヘプチル、メチルイタコン酸1H,1H,2H,2H−ヘプタデカフルオロデシル、メチルイタコン酸1H,1H,7H−ドデカフルオロヘプチル、メチルイタコン酸1H,1H,2H,2H−トリデカフルオロオクチル、メチルイタコン酸1H,1H−パーフルオロノニル、メチルイタコン酸1H,1H,2H,2H−パーフルオロドデシルなどが挙げられる。これらフッ素置換アルキル基を有するメタクリル酸エステル及びフッ素置換アルキル基を有するイタコン酸誘導体の中でも、フィルムとした場合の層分離性を向上させつつポリマーの溶剤溶解性を維持するために、メタクリル酸1H,1H,2H,2H−ノナフルオロヘプチル、メタクリル酸1H,1H,2H,2H−ヘプタデカフルオロデシル、メタクリル酸1H,1H,7H−ドデカフルオロヘプチル、メタクリル酸1H,1H,2H,2H−トリデカフルオロオクチル、メタクリル酸1H,1H−パーフルオロノニル、およびメタクリル酸1H,1H,2H,2H−パーフルオロドデシルが好ましい。   Examples of the methacrylic acid ester having a fluorine-substituted alkyl group include methacrylic acid 1H, 1H, 2H, 2H-nonafluoroheptyl, methacrylic acid 1H, 1H, 2H, 2H-heptadecafluorodecyl, methacrylic acid 1H, 1H, 7H-dodeca Fluoroheptyl, methacrylic acid 1H, 1H, 2H, 2H-tridecafluorooctyl, methacrylic acid 1H, 1H-perfluorononyl, methacrylic acid 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorododecyl etc. may be mentioned. As itaconic acid derivatives having a fluorine-substituted alkyl group, itaconic acid 1H, 1H, 2H, 2H-nonafluoroheptyl, itaconic acid 1H, 1H, 2H, 2H-heptadecafluorodecyl, itaconic acid 1H, 1H, 7H-dodeca Fluoroheptyl, itaconic acid 1H, 1H, 2H, 2H-tridecafluorooctyl, itaconic acid 1H, 1H-perfluorononyl itaconic acid 1H, 1H, 2H, 2H, 2H-perfluorododecyl, methyl itaconic acid 1H, 1H, 2H , 2H-nonafluoroheptyl, methylitaconic acid 1H, 1H, 2H, 2H-heptadecafluorodecyl, methylitaconic acid 1H, 1H, 7H-dodecafluoroheptyl, methylitaconic acid 1H, 1H, 2H, 2H- tridecafluoro Octyl, methyl itaconic acid 1 H, 1 H-Perf Orononiru, methyl itaconic acid IH, IH, 2H, etc. 2H- perfluoro dodecyl and the like. Among the methacrylic acid ester having a fluorine-substituted alkyl group and the itaconic acid derivative having a fluorine-substituted alkyl group, methacrylic acid 1H, in order to maintain the solvent solubility of the polymer while improving the layer separation in the film. 1H, 2H, 2H-nonafluoroheptyl, methacrylic acid 1H, 1H, 2H, 2H-heptadecafluorodecyl, methacrylic acid 1H, 1H, 7H-dodecafluoroheptyl, methacrylic acid 1H, 1H, 2H, 2H-tridecafluoro Octyl, 1H, 1H-perfluorononyl methacrylate, and 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorododecyl methacrylate are preferred.

使用する全モノマー混合物中、フッ素置換アルキル基を有するモノマーの含有量は、フィルムとした場合の層分離性を向上させつつポリマーの溶剤溶解性を維持するため、全モノマーに対して、好ましくは0.01〜50重量%、より好ましくは1〜10重量%である。   The content of the monomer having a fluorine-substituted alkyl group in the total monomer mixture to be used is preferably 0 with respect to all the monomers in order to maintain the solvent solubility of the polymer while improving the layer separation in the film. .01 to 50% by weight, more preferably 1 to 10% by weight.

さらに上記と同様な理由で、第二のポリマーの原料モノマーとして、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート等の短いアルキル鎖を持つアルキルモノ(メタ)アクリレート;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、及び3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートなどのヒドロキシアルキルモノ(メタ)アクリレートを用いる事が好ましい。該モノマーを原料とするポリマーは、成膜時の表面張力が上昇し、該ポリマーがフィルム中の基板界面に偏析し易くなるためである。良好な溶剤溶解性を維持しこのような偏析効果を向上させるため、上記モノマーの中でも、特に、ヒドロキシアルキルモノ(メタ)アクリレートを用いる事が最も好ましい。   Furthermore, for the same reason as described above, alkyl monomers having a short alkyl chain such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate and 2-ethylhexyl (meth) acrylate as raw material monomers for the second polymer Mono (meth) acrylates; hydroxyalkyl mono (meth) such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, and 3-hydroxypropyl (meth) acrylate It is preferred to use an acrylate. It is because the surface tension at the time of film-forming raises the polymer which uses this monomer as a raw material, and this polymer becomes easy to segregate at the board | substrate interface in a film. Among the above monomers, it is most preferable to use a hydroxyalkyl mono (meth) acrylate, in particular, in order to maintain good solvent solubility and improve such segregation effect.

本発明の光配向性ポリマーの製造方法については、特に限定されるものではなく、工業的に扱われている汎用な方法が利用できる。具体的には、構成モノマーのビニル、すなわち、式(1)で表される構成単位を形成可能なモノマー、式(2)で表される構成単位を形成可能なモノマー、および、他の構成単位を形成可能なモノマーのそれぞれに含まれるエチレン性不飽和二重結合を利用したカチオン重合法やラジカル重合法、アニオン重合法により製造することができる。これらの中では反応制御のしやすさなどの観点からラジカル重合法が特に好ましい。   The method for producing the photoalignable polymer of the present invention is not particularly limited, and a general method which is industrially treated can be used. Specifically, vinyl as a constituent monomer, that is, a monomer capable of forming a constituent unit represented by Formula (1), a monomer capable of forming a constituent unit represented by Formula (2), and other constituent units Can be produced by a cationic polymerization method, a radical polymerization method or an anionic polymerization method utilizing an ethylenically unsaturated double bond contained in each of the monomers capable of forming H. Among these, radical polymerization is particularly preferable from the viewpoint of ease of reaction control.

本発明の光配向性ポリマーが、1つ以上のモノマーを構成単位として有する場合、構成単位の配列順序からランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体を形成することができる。構成単位の配列順序は特に限定されるものではないが、重合法の容易さからランダム共重合体が特に好ましい。   When the photoalignable polymer of the present invention has one or more monomers as a structural unit, a random copolymer, a block copolymer, or a graft copolymer can be formed from the arrangement order of the structural units. The arrangement order of the constituent units is not particularly limited, but a random copolymer is particularly preferable in view of the easiness of the polymerization method.

本発明においては、光配向性ポリマーは、式(1)で表される構成単位を形成可能なモノマー、並びに、必要により用いられる式(2)で表される構成単位を形成可能なモノマーおよび他の構成単位を形成可能なモノマーを、適当な重合開始剤存在下でラジカル重合させることにより好適に得ることができる。   In the present invention, the photoalignable polymer is a monomer capable of forming the constitutional unit represented by the formula (1), and a monomer capable of forming the constitutional unit represented by the formula (2) optionally used and the like. The monomer capable of forming a structural unit of can be suitably obtained by radical polymerization in the presence of a suitable polymerization initiator.

ラジカル重合の重合開始剤としては、ラジカル熱重合開始剤や、ラジカル光重合開始剤等の公知の化合物を使用することができる。
ラジカル熱重合開始剤は、分解温度以上に加熱することにより、ラジカルを発生させる化合物である。このようなラジカル熱重合開始剤としては、例えば、メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド類;アセチルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド等のジアシルパーオキサイド類;過酸化水素、tert−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等のハイドロパーオキサイド類;ジ−tert−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジラウロイルパーオキサイド等のジアルキルパーオキサイド類;ジブチルパーオキシシクロヘキサン等のパーオキシケタール類、パーオキシネオデカン酸−tert−ブチルエステル、パーオキシピバリン酸−tert−ブチルエステル、パーオキシ−2−エチルシクロヘキサン酸−tert−アミルエステル等のアルキルパーエステル類;過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩類;並びに、アゾビスイソブチロニトリル、および2,2′−ジ(2−ヒドロキシエチル)アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系化合物が挙げられる。このようなラジカル熱重合開始剤は、単独で使用することもできるし、あるいは2つ以上を組み合わせて使用することもできる。
As a polymerization initiator for radical polymerization, known compounds such as a radical thermal polymerization initiator and a radical photopolymerization initiator can be used.
A radical thermal polymerization initiator is a compound which generates a radical by heating above the decomposition temperature. Such radical thermal polymerization initiators include, for example, ketone peroxides such as methyl ethyl ketone peroxide and cyclohexanone peroxide; diacyl peroxides such as acetyl peroxide and benzoyl peroxide; hydrogen peroxide, tert-butyl hydroperoxide Hydroperoxides such as oxides and cumene hydroperoxides; dialkyl peroxides such as di-tert-butyl peroxide, dicumyl peroxide and dilauroyl peroxide; peroxyketals such as dibutylperoxycyclohexane, peroxy Neodecanoic acid-tert-butyl ester, peroxypivalic acid-tert-butyl ester, peroxy-2-ethylcyclohexanoic acid-tert-amyl ester Alkyl per esters of potassium persulfate, sodium persulfate, ammonium persulfate and the like; and azobisisobutyronitrile, and 2,2'-di (2-hydroxyethyl) azobisisobutyronitrile And azo compounds such as Such radical thermal polymerization initiators can be used alone or in combination of two or more.

ラジカル光重合開始剤は、ラジカル重合を光照射によって開始する化合物であれば特に限定されない。このようなラジカル光重合開始剤としては、ベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、キサントン、チオキサントン、イソプロピルキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2−エチルアントラキノン、アセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−4’−イソプロピルプロピオフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、イソプロピルベンゾインエーテル、イソブチルベンゾインエーテル、2,2−ジエトキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、カンファーキノン、ベンズアントロン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタノン−1、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、4,4’−ジ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,4,4’−トリ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、2−(4’−メトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(3’,4’−ジメトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(2’,4’−ジメトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(2’−メトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4’−ペンチルオキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−[p−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)]−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、1,3−ビス(トリクロロメチル)−5−(2’−クロロフェニル)−s−トリアジン、1,3−ビス(トリクロロメチル)−5−(4’−メトキシフェニル)−s−トリアジン、2−(p−ジメチルアミノスチリル)ベンズオキサゾール、2−(p−ジメチルアミノスチリル)ベンズチアゾール、2−メルカプトベンゾチアゾール、3,3’−カルボニルビス(7−ジエチルアミノクマリン)、2−(o−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス(4−エトキシカルボニルフェニル)−1,2’−ビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4−ジクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、2,2’ビス(2,4−ジブロモフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4,6−トリクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、3−(2−メチル−2−ジメチルアミノプロピオニル)カルバゾール、3,6−ビス(2−メチル−2−モルホリノプロピオニル)−9−n−ドデシルカルバゾール、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ビス(5−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)−ビス(2,6−ジフルオロ−3−(1H−ピロール−1−イル)−フェニル)チタニウム、3,3’,4,4’−テトラ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3’,4,4’−テトラ(t−ヘキシルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3’−ジ(メトキシカルボニル)−4,4’−ジ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,4’−ジ(メトキシカルボニル)−4,3’−ジ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4,4’−ジ(メトキシカルボニル)−3,3’−ジ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2−(3−メチル−3H−ベンゾチアゾール−2−イリデン)−1−ナフタレン−2−イル−エタノン、又は2−(3−メチル−1,3−ベンゾチアゾール−2(3H)−イリデン)−1−(2−ベンゾイル)エタノン等を挙げることができる。これらの化合物は単独で使用してもよく、2つ以上を混合して使用することもできる。   The radical photopolymerization initiator is not particularly limited as long as it is a compound which initiates radical polymerization by light irradiation. Such radical photopolymerization initiators include benzophenone, Michler's ketone, 4,4'-bis (diethylamino) benzophenone, xanthone, thioxanthone, isopropyl xanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2-ethyl anthraquinone, acetophenone, 2-hydroxy -2-methylpropiophenone, 2-hydroxy-2-methyl-4'-isopropylpropiophenone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, isopropylbenzoin ether, isobutylbenzoin ether, 2,2-diethoxyacetophenone, 2,2 -Dimethoxy-2-phenylacetophenone, camphorquinone, benzanthrone, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one, 2- Ndidyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1,4-dimethylaminoethylbenzoate, 4-dimethylaminobenzoate isoamyl, 4,4′-di (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone 3,4,4'-tri (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 2,4,6-trimethyl benzoyl diphenyl phosphine oxide, 2- (4'-methoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -S-triazine, 2- (3 ', 4'-dimethoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (2', 4'-dimethoxystyryl) -4,6-bis (Trichloromethyl) -s-triazine, 2- (2'-methoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) ) -S-triazine, 2- (4'-pentyloxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 4- [p-N, N-di (ethoxycarbonylmethyl)]-2, 6-di (trichloromethyl) -s-triazine, 1,3-bis (trichloromethyl) -5- (2′-chlorophenyl) -s-triazine, 1,3-bis (trichloromethyl) -5- (4 ′ -Methoxyphenyl) -s-triazine, 2- (p-dimethylaminostyryl) benzoxazole, 2- (p-dimethylaminostyryl) benzthiazole, 2-mercaptobenzothiazole, 3,3'-carbonylbis (7-diethylamino) Coumarin), 2- (o-chlorophenyl) -4,4 ', 5,5'-tetraphenyl-1,2'-biimidazole, 2,2'-biimidazole (2-chlorophenyl) -4,4 ', 5,5'-tetrakis (4-ethoxycarbonylphenyl) -1,2'-biimidazole, 2,2'-bis (2,4-dichlorophenyl) -4, 4 ', 5,5'-tetraphenyl-1,2'-biimidazole, 2,2'-bis (2,4-dibromophenyl) -4,4', 5,5'-tetraphenyl-1,2 ' -Biimidazole, 2,2'-bis (2,4,6-trichlorophenyl) -4,4 ', 5,5'-tetraphenyl-1,2'-biimidazole, 3- (2-methyl-2 -Dimethylaminopropionyl) carbazole, 3,6-bis (2-methyl-2-morpholinopropionyl) -9-n-dodecylcarbazole, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, bis (5-2,4-cyclopentadi) -1-yl) -bis (2,6-difluoro-3- (1H-pyrrol-1-yl) -phenyl) titanium, 3,3 ′, 4,4′-tetra (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone 3,3 ', 4,4'-tetra (t-hexylperoxycarbonyl) benzophenone, 3,3'-di (methoxycarbonyl) -4,4'-di (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 3,4 '-Di (methoxycarbonyl) -4,3'-di (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 4,4'-di (methoxycarbonyl) -3,3'-di (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 2 -(3-Methyl-3H-benzothiazol-2-ylidene) -1-naphthalen-2-yl-ethanone or 2- (3-methyl-1 3- benzothiazol -2 (3H) - ylidene) -1- (2-benzoyl) ethanone, and the like. These compounds may be used alone or in combination of two or more.

ラジカル重合法は、特に制限されるものでなく、乳化重合法、懸濁重合法、分散重合法、沈殿重合法、塊状重合法、溶液重合法等を用いることができる。他の重合法についても同様であり、その詳細は「高分子の合成(上)」(遠藤剛著 講談社 2010年発行)等に記載されている。一般的なラジカル重合法である溶液重合法について以下に概要を説明する。   The radical polymerization method is not particularly limited, and emulsion polymerization, suspension polymerization, dispersion polymerization, precipitation polymerization, bulk polymerization, solution polymerization, and the like can be used. The same applies to other polymerization methods, and the details thereof are described in “Polymer synthesis (upper)” (by Takeshi Endo, Kodansha 2010 issue). The outline of the solution polymerization method which is a general radical polymerization method will be described below.

溶液重合法とは油溶性の重合触媒を用いて溶媒中で重合を行う反応である。これらの有機溶媒は発明の目的、効果に適した範囲で任意に選択可能である。これらの有機溶媒は通常、大気圧下での沸点が50〜200℃の範囲内である有機化合物であり、モノマーや重合過程成分等を均一に溶解させる有機化合物が好ましい。   Solution polymerization is a reaction in which polymerization is carried out in a solvent using an oil-soluble polymerization catalyst. These organic solvents can be arbitrarily selected in the range suitable for the object and effect of the invention. These organic solvents are usually organic compounds having a boiling point of 50 to 200 ° C. at atmospheric pressure, and organic compounds capable of uniformly dissolving monomers, polymerization process components and the like are preferable.

ここで用いられる有機溶媒は、ラジカル重合に対する阻害作用がなければよく、好ましくは、ベンゼン、トルエン、キシレン、およびエチルベンゼンなどの芳香族化合物;ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、およびシクロヘプタンなどの脂肪族化合物;メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、およびエチレングリコール等のアルコール類;ジブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフランおよびジオキサン等のエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンおよびシクロヘキサノン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミルおよびγ−ブチロラクトン等のエステル類;などが挙げられる。なお、これらの有機溶媒は、単独または2つ以上を組み合わせて用いることが可能である。   The organic solvent used here is not to have an inhibitory effect on radical polymerization, preferably aromatic compounds such as benzene, toluene, xylene and ethylbenzene; such as pentane, hexane, heptane, octane, cyclohexane and cycloheptane Aliphatic compounds; alcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol and ethylene glycol; dibutyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl Ketones and ketones such as cyclohexanone; esters such as ethyl acetate, butyl acetate, amyl acetate and γ-butyrolactone; It is. In addition, it is possible to use these organic solvents individually or in combination of 2 or more.

また、溶液重合条件も特に制限されるものではないが、例えば、50〜200℃の温度範囲内で、10分〜20時間加熱することが好ましい。さらに、発生したラジカルが失活しないように、溶液重合中はもちろんのこと、溶液重合開始前にも、窒素などの不活性ガスパージを行うことが好ましい。   The solution polymerization conditions are also not particularly limited, but for example, heating for 10 minutes to 20 hours in a temperature range of 50 to 200 ° C. is preferable. Furthermore, it is preferable to perform an inert gas purge such as nitrogen, not only during solution polymerization but also before solution polymerization is initiated, so that the generated radicals are not inactivated.

感光性ポリマーの分子量の制御や分子量分布の均一化あるいは重合を促進するために、連鎖移動剤を用いたラジカル重合法が特に有効である。これにより好ましい分子量範囲でより均一な分子量分布の重合体を得ることができる。   A radical polymerization method using a chain transfer agent is particularly effective in order to control the molecular weight of the photosensitive polymer, to homogenize the molecular weight distribution, or to promote polymerization. This makes it possible to obtain a polymer having a more uniform molecular weight distribution in a preferred molecular weight range.

連鎖移動剤としては、β−メルカプトプロピオン酸、β−メルカプトプロピオン酸メチルエステル、イソプロピルメルカプタン、オクチルメルカプタン、デシルメルカプタン、ドデシルメルカプタン、tert−ドデシルメルカプタン、オクタデシルメルカプタン、チオフェノールおよびp−ノニルチオフェノール、チオサリシル酸、メルカプト酢酸、およびメルカプト等のメルカプタン類;四塩化炭素、クロロホルム、塩化ブチル、1,1,1−トリクロロエタンおよび1,1,1−トリブロモオクタン等のポリハロゲン化アルキル;α−メチルスチレン、α−メチルスチレンダイマー等の低活性モノマー類;を用いることができる。これらの連鎖移動剤の使用量は、連鎖移動剤の活性やモノマーの組み合わせ、溶剤や温度やその他の重合条件等により決められる。通常は使用するモノマーの全モル数に対して0.01モル%〜50モル%程度である。   As a chain transfer agent, β-mercaptopropionic acid, β-mercaptopropionic acid methyl ester, isopropyl mercaptan, octyl mercaptan, decyl mercaptan, decyl mercaptan, dodecyl mercaptan, tert-dodecyl mercaptan, octadecyl mercaptan, thiophenol and p-nonyl thiophenol, thiosalicyl Acid, mercaptoacetic acid, and mercaptans such as mercapto; carbon tetrachloride, chloroform, butyl chloride, polyhalogenated alkyls such as 1,1,1-trichloroethane and 1,1,1-tribromooctane; α-methylstyrene, Low activity monomers such as α-methylstyrene dimer can be used. The amount of the chain transfer agent used is determined by the activity of the chain transfer agent, the combination of monomers, the solvent, the temperature, other polymerization conditions, and the like. Usually, it is about 0.01 mol% to 50 mol% with respect to the total number of moles of monomers used.

[添加剤]
本願の光配向性ポリマーを用いたフィルムは、主に基板上に形成して用いる。該フィルムは良好な配向性や基板との密着性、塗布均一性、耐薬品性、耐熱性、透過度、ガスバリア性といった、光学フィルムや光学表示素子に必要な特性が要求される。そのような特性を付与するために、添加剤を用いることができる。
[Additive]
The film using the photoalignable polymer of the present invention is mainly formed on a substrate and used. The film is required to have properties required for an optical film or an optical display element, such as good orientation, adhesion to a substrate, coating uniformity, chemical resistance, heat resistance, permeability, gas barrier properties, and the like. Additives can be used to impart such properties.

各種の添加剤の添加量は、要求される特性に応じて決定されるが、好ましくは、本願感光性ポリマーの100重量部に対し0.01〜10重量部である。
添加剤としては、アクリル系、スチレン系、ポリエチレンイミン系又はウレタン系の高分子分散剤、アニオン系、カチオン系、ノニオン系又はフッ素系の界面活性剤、シリコーン樹脂等の塗布性向上剤、シランカップリング剤等の密着性向上剤、アルコキシベンゾフェノン類等の紫外線吸収剤、ポリアクリル酸ナトリウム等の凝集防止剤、オキシラン化合物、メラミン化合物又はビスアジド化合物等の熱架橋剤、有機カルボン酸等のアルカリ溶解性促進剤等がある。
The addition amount of various additives is determined according to the required properties, but is preferably 0.01 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the photosensitive polymer of the present invention.
Additives include acrylic, styrene, polyethyleneimine or urethane polymer dispersants, anionic, cationic, nonionic or fluorine surfactants, coatability improvers such as silicone resins, and silane cups Adhesion improvers such as ring agents, ultraviolet absorbers such as alkoxybenzophenones, aggregation inhibitors such as sodium polyacrylate, thermal crosslinkers such as oxirane compounds, melamine compounds or bisazide compounds, alkali solubility such as organic carboxylic acids There is an accelerator etc.

添加剤として、光増感剤を用いることもできる。無色増感剤および三重項増感剤が好ましい。
光増感剤としては、芳香族ニトロ化合物、クマリン(7−ジエチルアミノ−4−メチルクマリン、7−ヒドロキシ4−メチルクマリン、ケトクマリン、カルボニルビスクマリン)、芳香族2−ヒドロキシケトン、およびアミノ置換された、芳香族2−ヒドロキシケトン(2−ヒドロキシベンゾフェノン、モノ−もしくはジ−p−(ジメチルアミノ)−2−ヒドロキシベンゾフェノン)、アセトフェノン、アントラキノン、キサントン、チオキサントン、ベンズアントロン、チアゾリン(2−ベンゾイルメチレン−3−メチル−β−ナフトチアゾリン、2−(β−ナフトイルメチレン)−3−メチルベンゾチアゾリン、2−(α−ナフトイルメチレン)−3−メチルベンゾチアゾリン、2−(4−ビフェノイルメチレン)−3−メチルベンゾチアゾリン、2−(β−ナフトイルメチレン)−3−メチル−β−ナフトチアゾリン、2−(4−ビフェノイルメチレン)−3−メチル−β−ナフトチアゾリン、2−(p−フルオロベンゾイルメチレン)−3−メチル−β−ナフトチアゾリン)、オキサゾリン(2−ベンゾイルメチレン−3−メチル−β−ナフトオキサゾリン、2−(β−ナフトイルメチレン)−3−メチルベンゾオキサゾリン、2−(α−ナフトイルメチレン)−3−メチルベンゾオキサゾリン、2−(4−ビフェノイルメチレン)−3−メチルベンゾオキサゾリン、2−(β−ナフトイルメチレン)−3−メチル−β−ナフトオキサゾリン、2−(4−ビフェノイルメチレン)−3−メチル−β−ナフトオキサゾリン、2−(p−フルオロベンゾイルメチレン)−3−メチル−β−ナフトオキサゾリン)、ベンゾチアゾール、ニトロアニリン(m−もしくはp−ニトロアニリン、2,4,6−トリニトロアニリン)またはニトロアセナフテン(5−ニトロアセナフテン)、(2−[(m−ヒドロキシ−p−メトキシ)スチリル]ベンゾチアゾール、ベンゾインアルキルエーテル、N−アルキル化フタロン、アセトフェノンケタール(2,2−ジメトキシフェニルエタノン)、ナフタレン、アントラセン(2−ナフタレンメタノール、2−ナフタレンカルボン酸、9−アントラセンメタノール、および9−アントラセンカルボン酸)、ベンゾピラン、アゾインドリジン、フロクマリン等がある。
好ましくは、芳香族2−ヒドロキシケトン(ベンゾフェノン)、クマリン、ケトクマリン、カルボニルビスクマリン、アセトフェノン、アントラキノン、キサントン、チオキサントン、およびアセトフェノンケタールである。
A photosensitizer can also be used as an additive. Colorless sensitizers and triplet sensitizers are preferred.
As photosensitizers, aromatic nitro compounds, coumarins (7-diethylamino-4-methyl coumarin, 7-hydroxy 4-methyl coumarin, ketocoumarin, carbonyl bis coumarin), aromatic 2-hydroxy ketones, and amino-substituted ones Aromatic 2-hydroxy ketone (2-hydroxy benzophenone, mono- or di-p- (dimethylamino) 2-hydroxy benzophenone), acetophenone, anthraquinone, xanthone, thioxanthone, benzanthrone, thiazoline (2-benzoyl methylene-3) -Methyl-β-naphthothiazoline, 2- (β-naphthoylmethylene) -3-methylbenzothiazoline, 2- (α-naphthoylmethylene) -3-methylbenzothiazoline, 2- (4-biphenoylmethylene)- 3-Methylbenzothia Phosphorus, 2- (β-naphthoylmethylene) -3-methyl-β-naphthothiazoline, 2- (4-biphenoylmethylene) -3-methyl-β-naphthothiazoline, 2- (p-fluorobenzoylmethylene)- 3-Methyl-β-naphthothiazoline), oxazoline (2-benzoylmethylene-3-methyl-β-naphthoxazoline, 2- (β-naphthoylmethylene) -3-methylbenzoxazoline, 2- (α-naphthoylmethylene) )) 3-Methylbenzoxazoline, 2- (4-biphenoylmethylene) -3-methylbenzoxazoline, 2- (β-naphthoylmethylene) -3-methyl-β-naphthoxazoline, 2- (4-biphenoyl) Methylene) -3-methyl-β-naphthoxazoline, 2- (p-fluorobenzoylmethylene) -3-methyl-β- Futoxazoline), benzothiazole, nitroaniline (m- or p-nitroaniline, 2,4,6-trinitroaniline) or nitroacenaphthene (5-nitroacenaphthene), (2-[(m-hydroxy-p) -Methoxy) styryl] benzothiazole, benzoin alkyl ether, N-alkylated phthalone, acetophenone ketal (2,2-dimethoxyphenyl ethanone), naphthalene, anthracene (2-naphthalenemethanol, 2-naphthalenecarboxylic acid, 9-anthracenemethanol And 9-anthracenecarboxylic acid), benzopyran, azoindolizine, furocumarin and the like.
Preferred are aromatic 2-hydroxy ketone (benzophenone), coumarin, ketocoumarin, carbonyl bis coumarin, acetophenone, anthraquinone, xanthone, thioxanthone and acetophenone ketal.

また、本発明の光配向性ポリマーは、この光増感剤を添加剤として配合する代わりに、光配向性ポリマーを得る際に、他の構成単位を形成可能なモノマーとして重合性基を有する光増感剤を用いることによっても、光増感能を付与することができる。この態様においては、感光性ポリマーとして、重合性基を有する光増感剤から誘導される構成単位、すなわち、重合性基を有する光増感剤に含まれる、エチレン性不飽和二重結合などの重合反応性多重結合を構成するπ結合が開くことにより形成される構成単位をさらに含むポリマーが用いられることになる。本発明において、「重合性基を有する光増感剤」として、原型となる光増感剤に重合性基を導入したものが用いられ、「重合性基を有する光増感剤」を構成する重合性基としてはアクリロイル、メタクリロイル、ビニル、マレイミド並びにイタコニルおよびその誘導体などがあげられる。   In addition, the photoalignable polymer of the present invention has a polymerizable group as a monomer capable of forming another structural unit when obtaining the photoalignable polymer instead of blending the photosensitizer as an additive. The photosensitizing ability can also be imparted by using a sensitizer. In this embodiment, as the photosensitive polymer, a structural unit derived from a photosensitizer having a polymerizable group, that is, an ethylenically unsaturated double bond or the like included in the photosensitizer having a polymerizable group A polymer further comprising a structural unit formed by opening of a π bond constituting the polymerization reactive multiple bond will be used. In the present invention, as the "photosensitizer having a polymerizable group", one having a polymerizable group introduced into a prototype photosensitizer is used to constitute a "photosensitizer having a polymerizable group". Examples of the polymerizable group include acryloyl, methacryloyl, vinyl, maleimide, itaconyl and derivatives thereof.

以下に、重合性基を有する光増感剤から誘導される構成単位の具体例を示す。ただし、本発明はこれらの具体例によって限定されるものではない。   Below, the specific example of the structural unit derived from the photosensitizer which has a polymeric group is shown. However, the present invention is not limited by these specific examples.


Figure 2019095613

これらの化合物において、Rは独立して水素またはメチルであり;qは独立して1〜12の整数である。
Figure 2019095613

In these compounds, R 3 is independently hydrogen or methyl; q is independently an integer of 1-12.

なお、本発明においては、感光性ポリマーに、「重合性基を有する光増感剤」から誘導される構成単位を、式(1)で表される構成単位と式(2)で表される構成単位との合計のモル数を100として、30〜1モル、好ましくは5〜1モルの割合で含むことができる。   In the present invention, the structural unit derived from the “photosensitizer having a polymerizable group” in the photosensitive polymer is represented by the structural unit represented by the formula (1) and the formula (2) It can be contained in a ratio of 30 to 1 mole, preferably 5 to 1 mole, where the total number of moles with the structural unit is 100.

添加剤として、基板との密着性を向上させるためにカップリング剤を用いることができる。カップリング剤としては、シラン系、アルミニウム系およびチタネート系の化合物が用いられる。具体的には、3−グリシドキシプロピルジメチルエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランなどのシラン系、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレートなどのアルミニウム系、テトライソプロピルビス(ジオクチルホスファイト)チタネートなどのチタネート系化合物を挙げることができる。   As an additive, a coupling agent can be used to improve the adhesion to the substrate. As the coupling agent, silane based, aluminum based and titanate based compounds are used. Specifically, silanes such as 3-glycidoxypropyldimethylethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, and aluminums such as acetoalkoxyaluminum diisopropylate And titanate compounds such as tetraisopropyl bis (dioctyl phosphite) titanate.

添加剤として、下地基板への濡れ性、レベリング性、塗布性を向上させるために界面活性剤を用いることができる。界面活性剤としては、シリコーン系界面活性剤、アクリル系界面活性剤、フッソ系界面活性剤などが用いられる。具体的には、ビック・ケミー(株)製のByk(登録商標)−300、同306、同335、同310、同341、同344、同370などのシリコーン系界面活性剤、ビック・ケミー(株)製のByk(登録商標)−354、同358、同361などのアクリル系界面活性剤、旭硝子(株)製のSC−101、(株)トーケムプロダクツ製のEF−351、同352などのフッ素系界面活性剤を挙げることができる。   As an additive, a surfactant can be used to improve the wettability to the underlying substrate, the leveling property, and the coating property. As the surfactant, silicone surfactants, acrylic surfactants, fluoro surfactants and the like are used. Specifically, silicone-based surfactants such as Byk (registered trademark) -300, 306, 335, 310, 341, 344, and 370 manufactured by Big Chemie Co., Ltd., Big Chemie Acrylic surfactants such as Byk (registered trademark) -354, 358, 361 manufactured by KK Co., Ltd., SC-101 manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., EF-351 manufactured by Tochem Products Co., Ltd., etc. And fluorine-containing surfactants.

本発明の光配向性ポリマーを位相差膜用途等に使用する場合、液晶温度範囲や光学異方性を調節するなどの目的のために液晶性低分子化合物を含有してもよい。液晶性低分子化合物のなかでも重合性基を有する化合物が好ましい。
[光配向用インク組成物]
When the photoalignable polymer of the present invention is used for retardation film applications and the like, a liquid crystalline low molecular weight compound may be contained for the purpose of adjusting the liquid crystal temperature range and the optical anisotropy. Among the liquid crystalline low molecular weight compounds, compounds having a polymerizable group are preferable.
[Ink composition for photo alignment]

本発明の光配向用インク組成物(光配向剤)は、典型的には、本発明の光配向性ポリマーを有機溶剤に溶解させた塗布液として使用する。
このとき用いられる有機溶剤としては、感光性ポリマーの重合時に使用した溶媒をそのまま使用してもよく、あるいは、重合時の溶媒を一旦除去し、改めて新たな溶剤を使用してもよい。このとき新たに使用する有機溶剤としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、およびエチルベンゼンなどの芳香族化合物;ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、およびシクロヘプタンなどの脂肪族化合物;メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、およびエチレングリコール等のアルコール類;ジブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフランおよびジオキサン等のエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンおよびシクロヘキサノン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミルおよびγ−ブチロラクトン等のエステル類;などが挙げられる。毒性や環境負荷の観点から、1−プロパノール、2−プロパノール、1−メトキシ−2−プロパノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、2−ブトキシエタノール、3−メトキシ−3−メチルブタノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、イソホロン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテートまたは酢酸ブチルなどが好ましい。また、プラスチック基板に対する耐溶剤性の観点から、1−メトキシ−2−プロパノール、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノンなどが好ましい。なお、これらの有機溶媒は、1種単独または2種以上を組み合わせて用いることが可能である。
[光配向性フィルム]
The photoalignment ink composition (photoalignment agent) of the present invention is typically used as a coating solution in which the photoalignment polymer of the present invention is dissolved in an organic solvent.
As the organic solvent used at this time, the solvent used at the time of polymerization of the photosensitive polymer may be used as it is, or the solvent at the time of polymerization may be once removed and a new solvent may be used again. At this time, as organic solvents to be newly used, aromatic compounds such as benzene, toluene, xylene and ethylbenzene; aliphatic compounds such as pentane, hexane, heptane, octane, cyclohexane and cycloheptane; methanol, ethanol, 1- Alcohols such as propanol, 2-propanol and ethylene glycol; Ethers such as dibutyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, tetrahydrofuran and dioxane; Ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone; Ethyl acetate , Esters such as butyl acetate, amyl acetate and γ-butyrolactone; and the like. From the viewpoint of toxicity and environmental impact, 1-propanol, 2-propanol, 1-methoxy-2-propanol, ethylene glycol, diethylene glycol, 2-butoxyethanol, 3-methoxy-3-methylbutanol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol Preferred are dimethyl ether, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, isophorone, cyclohexanone, cyclopentanone, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, butyl acetate and the like. Further, from the viewpoint of solvent resistance to a plastic substrate, 1-methoxy-2-propanol, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone and the like are preferable. These organic solvents can be used singly or in combination of two or more.
[Photo-alignment film]

本発明の光配向性ポリマーから作成されるフィルムは、上記光配向剤を既知の方法(例えば、スピンコーティング、グラビアコーター、リバースグラビア、メイヤーバーコーター、ダイコーター、リバースロールコーター、ファンテンリバースロールコーター、キスロールコーター、バーコーター、ナイフコーター、リップコーター、レジストコーター、インクジェット法)により基板に塗布し、有機溶媒を除去した後、得られた塗膜へ偏光照射し、必要に応じて加熱処理により配向処理し、得ることができる。   The film produced from the photoalignable polymer of the present invention can be produced by the method described above (for example, spin coating, gravure coater, reverse gravure, Mayer bar coater, die coater, reverse roll coater, fountain reverse roll coater) Applied to the substrate by a kiss roll coater, a bar coater, a knife coater, a lip coater, a resist coater, an ink jet method), and after removing the organic solvent, the coated film obtained is irradiated with polarized light, and heat treatment is performed if necessary. It can be oriented and obtained.

このとき、塗膜への偏光照射は、本発明の光配向性ポリマーを配向させるために行うものであり、膜に対して単一な方向から光を照射することによって行われる。光照射によって光配向性フィルムに配向軸が形成される。この際、照射光としてはX線、電子線、紫外線、可視光線または赤外線(熱線)が用いられ、紫外線を用いることが特に好ましい。   At this time, polarized light irradiation to the coating film is performed to orient the photoalignable polymer of the present invention, and is performed by irradiating the film with light from a single direction. The light irradiation forms an orientation axis on the photoalignable film. At this time, X-rays, electron beams, ultraviolet rays, visible light or infrared rays (heat rays) are used as the irradiation light, and ultraviolet rays are particularly preferably used.

本発明の光配向性フィルムは、紫外線の長波長領域、特に365nmに大きな感度を有するため、この波長の光源を持つ露光機に対して好適に用いられる。しかしながら、本発明の光配向性フィルムは、365nm以外の紫外線の広い領域にも感度を有するため、254〜360nmの波長を照射する露光機も使用する事が出来る。
光源としては低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、高圧放電ランプ、ショートアーク放電ランプ(メタルハライドランプ)、あるいはLEDランプが用いられ、好ましくは高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、あるいはLEDランプが用いられる。
Since the photoalignable film of the present invention has high sensitivity in the long wavelength region of ultraviolet light, particularly at 365 nm, it is suitably used for an exposure machine having a light source of this wavelength. However, since the photoalignable film of the present invention is sensitive to a wide range of ultraviolet rays other than 365 nm, an exposure machine which emits a wavelength of 254 to 360 nm can also be used.
As a light source, a low pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, an ultra high pressure mercury lamp, a high pressure discharge lamp, a short arc discharge lamp (metal halide lamp), or an LED lamp is used, preferably a high pressure mercury lamp, an ultra high pressure mercury lamp, a metal halide lamp Alternatively, an LED lamp is used.

配向に使用する光の種類は、偏光および無偏光に関わらず使用できるが、より確実に配向機能を付与するためには、直線偏光を用いることが特に好ましい。照射量は10mJ/cm〜20000mJ/cmが好ましく、20mJ/cm〜5000mJ/cmであることが最も好ましい。 The type of light used for alignment can be used regardless of polarization and non-polarization, but in order to more reliably impart an alignment function, it is particularly preferable to use linear polarization. Irradiation dose is preferably 10mJ / cm 2 ~20000mJ / cm 2 , and most preferably 20mJ / cm 2 ~5000mJ / cm 2 .

本発明の光配向性フィルムは、位相差フィルムとしても好適に用いることができる。本発明において、位相差フィルムは、上述した本発明の光配向性ポリマーから形成される塗膜に直線偏光を含む光を照射し、さらに必要に応じてこれを加熱して得られる。該加熱処理は、偏光照射により付与された光配向性フィルムの異方性を、さらに増大させるために行うものであり、これにより位相差フィルムが得られる。このとき、加熱温度Tは、ポリマーが液晶相を有する温度の下限および上限をそれぞれTmおよびTiとして、
Tm−80℃≦T≦Ti
であることが好ましい。一般的には、60℃〜250℃程度であり、80℃〜150℃程度であることが好ましい。なお、Tmはポリマーの結晶相−液晶相転移温度もしくはガラス転位温度であり、Tiは液晶相−等方相転移温度に対応する。
The photoalignable film of the present invention can also be suitably used as a retardation film. In the present invention, a retardation film is obtained by irradiating a light film containing linearly polarized light to a coating film formed of the above-described photoalignable polymer of the present invention, and further heating the film if necessary. The heat treatment is performed to further increase the anisotropy of the photoalignable film imparted by the polarized light irradiation, whereby a retardation film is obtained. At this time, the heating temperature T is such that the lower limit and the upper limit of the temperature at which the polymer has a liquid crystal phase are Tm and Ti, respectively
Tm-80 ° C. ≦ T ≦ Ti
Is preferred. In general, the temperature is about 60 ° C. to 250 ° C., and preferably about 80 ° C. to 150 ° C. Tm is the crystal phase-liquid crystal phase transition temperature or glass transition temperature of the polymer, and Ti corresponds to the liquid crystal phase-isotropic phase transition temperature.

誘起された配向を固定化するために、加熱処理後再度光を照射してもよい。配向を固定化するための光は、紫外線であることが好ましく、直線偏光であっても非偏光であってもよい。   After the heat treatment, light may be irradiated again to fix the induced orientation. The light for fixing the orientation is preferably ultraviolet light, and may be linearly polarized light or non-polarized light.

さらに本発明の光配向性インク組成物に、二色性色素を添加してもよい。該光配向性インク組成物から作成したフィルムは、情報記録デバイスや偏光板、偽造防止媒体などへ利用することが可能である。   Furthermore, a dichroic dye may be added to the photoalignable ink composition of the present invention. A film prepared from the photoalignable ink composition can be used as an information recording device, a polarizing plate, an anti-counterfeit medium, and the like.

[積層体]
本発明の光配向性フィルムは、液晶材料を配向させる能力を有する。そのため、この位相差フィルム上に重合性液晶や液晶性ポリマーなどを塗布することで容易に光学的異方性を有するフィルムおよびその積層体を成形することが可能となる。重合性液晶材料としては、分子中に少なくとも一つの重合性基を有する液晶性(メタ)アクリル化合物、液晶性オキシラン化合物および液晶性オキセタン化合物などを含む重合性液晶組成物が挙げられる。これらのうち配向性が良好な事から、液晶性(メタ)アクリル化合物を用いた重合性液晶組成物を使用することがより好ましい。
[Laminate]
The photoalignable film of the present invention has the ability to align liquid crystal materials. Therefore, a film having optical anisotropy and a laminate thereof can be easily formed by applying a polymerizable liquid crystal, a liquid crystalline polymer or the like on the retardation film. Examples of the polymerizable liquid crystal material include polymerizable liquid crystal compositions containing a liquid crystalline (meth) acrylic compound having at least one polymerizable group in the molecule, a liquid crystalline oxirane compound, a liquid crystalline oxetane compound, and the like. Among these, it is more preferable to use a polymerizable liquid crystal composition using a liquid crystalline (meth) acrylic compound because the alignment property is good.

以下に、重合性液晶化合物の具体例を示す。ただし、本発明はこれらの具体例によって限定されるものではない。   Below, the specific example of a polymeric liquid crystal compound is shown. However, the present invention is not limited by these specific examples.


Figure 2019095613

これら(LC−1)〜(LC−10)の化合物において、rは独立して1〜12の整数である。
Figure 2019095613

In the compounds (LC-1) to (LC-10), r is independently an integer of 1 to 12.

本発明の光学フィルムは、各種光学部材や液晶表示素子などの表示素子その他の光学素子として有用である。   The optical film of the present invention is useful as various optical members, display elements such as liquid crystal display elements, and other optical elements.

以下、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により制限されない。化合物の構造は、核磁気共鳴スペクトル、赤外吸収スペクトル、質量スペクトルで確認した。相転移温度の単位は℃であり、Cは結晶を、Gはガラス状態を、Sはスメクチック相を、Nはネマチック相を、Iは等方性液体相を示す。以下に、物性値の測定法を示す。   Hereinafter, the present invention will be more specifically described by way of examples, but the present invention is not limited by these examples. The structure of the compound was confirmed by nuclear magnetic resonance spectrum, infrared absorption spectrum and mass spectrum. The unit of phase transition temperature is ° C, C represents a crystal, G represents a glass state, S represents a smectic phase, N represents a nematic phase, and I represents an isotropic liquid phase. Below, the measuring method of physical-property value is shown.

<化合物の構造確認>
500MHzのプロトンNMR(ブルカー:DRX−500)の測定により合成した化合物の構造を確認した。記載した数値はppmを表し、sはシングレット、dはダブレット、tはトリプレット、mはマルチプレットを表す。
<Structural confirmation of compound>
The structure of the compound synthesized was confirmed by measurement of 500 MHz proton NMR (Bruker: DRX-500). The stated values represent ppm, s is a singlet, d is a doublet, t is a triplet, and m is a multiplet.

<相転移温度>
偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレートに試料を置き、10℃/分の速度で昇温した。相が別の相に転移する温度を測定した。Cは結晶、Gはガラス状態、Nはネマチック相、Iは等方性液体を意味する。NI点は、ネマチック相の上限温度またはネマチック相から等方性液体への転移温度である。「C 50 N 63 I」は、50℃で結晶からネマチック相に転移し、63℃でネマチック相から等方性液体へ転移したことを示す。括弧内はモノトロピックの液晶相を示す。
<Phase transition temperature>
The sample was placed on a hot plate of a melting point measuring apparatus equipped with a polarizing microscope, and heated at a rate of 10 ° C./min. The temperature at which one phase transferred to another was measured. C is a crystal, G is a glass state, N is a nematic phase, and I is an isotropic liquid. The NI point is the upper limit temperature of the nematic phase or the transition temperature from the nematic phase to the isotropic liquid. “C 50 N 63 I” indicates that the crystal transitioned from the crystalline phase to the nematic phase at 50 ° C., and the transition from the nematic phase to the isotropic liquid at 63 ° C. The parentheses show a monotropic liquid crystal phase.

<重量平均分子量(Mw)および多分散度(Mw/Mn)>
島津製作所製の島津LC−9A型ゲル浸透クロマトグラフ(GPC)、および昭和電工製のカラムShodex(商標登録) GF−7M HQ(展開溶媒はTHF、標準物質は分子量既知のポリスチレン)を用いた。
<Weight average molecular weight (Mw) and polydispersity (Mw / Mn)>
Shimadzu LC-9A gel permeation chromatograph (GPC) manufactured by Shimadzu Corporation and column Shodex (registered trademark) GF-7M HQ (trade name: THF, standard substance: polystyrene of known molecular weight) were used.

<共重合比>
再沈殿処理したポリマーサンプルを1H NMR測定し、各モノマー成分のプロトン比から、ポリマーにおける実際の共重合比を算出した。
<Copolymerization ratio>
The reprecipitated polymer sample was subjected to 1 H NMR measurement, and the actual copolymerization ratio in the polymer was calculated from the proton ratio of each monomer component.

<膜厚測定>
配向膜の膜厚は、光学膜厚測定システム(DF−1030R、有限会社テクノ・シナジー)を用いて測定した。位相差膜の膜厚は、ガラス基板から、位相差層部分を削りだし、その部分の段差を微細形状測定装置であるKLA TENCOR(株)製のアルファステップIQで膜厚を測定した。
<Film thickness measurement>
The film thickness of the alignment film was measured using an optical film thickness measurement system (DF-1030R, Techno Synergy, a limited company). The film thickness of the retardation film was obtained by scraping the retardation layer portion from the glass substrate, and measuring the film thickness of the step at that portion with Alpha Step IQ manufactured by KLA TENCOR Co., Ltd. which is a fine shape measuring device.

<露光>
ウシオ電機(株)の250Wの超高圧水銀灯(マルチライト−250)を使用した。または東芝ライテック製のUV-LED照射ユニット(365nm)を使用した。直線偏光は、紫外域用ワイヤーグリッド偏光板(ポラテクノ社製)を用いる事で、得た。
<Exposure>
Ushio Electric Co., Ltd.'s 250 W ultra-high pressure mercury lamp (Multilight-250) was used. Alternatively, a UV-LED irradiation unit (365 nm) manufactured by Toshiba Litec was used. Linearly polarized light was obtained by using a wire grid polarizing plate for ultraviolet region (manufactured by Polatechno Co., Ltd.).

<位相差フィルムの配向>
以下に示す方法により確認した。
(1)目視による観察方法
クロスニコルに配置した2枚の偏光板の間に位相差フィルムを形成した基板を挟持して観察し、基板を水平面内で回転させ、明暗の状態を確認した。位相差フィルムを形成した基板を偏光顕微鏡観察し、配向欠陥の有無や光抜けを確認した。液晶に対する配向規制力が弱いと、ぶつぶつした光抜けが多く観察される。
<Orientation of retardation film>
It confirmed by the method shown below.
(1) Visual Observation Method A substrate on which a retardation film was formed was sandwiched between two polarizing plates arranged in cross nicol, and observed, and the substrate was rotated in a horizontal plane to confirm the light and dark state. The substrate on which the retardation film was formed was observed with a polarizing microscope to confirm the presence or absence of alignment defects and light leakage. When the alignment control force with respect to the liquid crystal is weak, many broken light leakage is observed.

(2)偏光解析装置による測定
シンテック(株)製のOPTIPRO(登録商標)偏光解析装置を用い、位相差フィルムを形成した基板に波長が550nmの光を照射した。この光の入射角度をフィルム面に対して90°から減少させながらレタデーションを測定した。レタデーション(retardation;位相遅れ)はΔn×dで表される。記号Δnは光学異方性値であり、記号dは重合体フィルムの厚さである。
(2) Measurement by Polarization Analyzer A substrate on which a retardation film was formed was irradiated with light having a wavelength of 550 nm using OPTIPRO (registered trademark) polarization analyzer manufactured by Syntech Co., Ltd. The retardation was measured while decreasing the incident angle of this light from 90 ° to the film surface. The retardation (phase delay) is represented by Δn × d. The symbol Δn is the optical anisotropy value, and the symbol d is the thickness of the polymer film.

<コントラスト測定>
位相差膜のコントラストは以下の式から算出した。
コントラスト=パラレルニコル状態での輝度/クロスニコル状態での輝度
この時、クロスニコル状態での輝度及びパラレルニコル状態での輝度は、位相差フィルムを形成した基材を、偏光顕微鏡の2枚の偏光板の間に挟持し、輝度計を用いて測定した。輝度計はYOKOGAWA 3298Fを使用した。該基材を水平に回転させ、最小となる輝度を「クロスニコル状態での輝度」とした。該基材を水平面内で回転させ、最大となる輝度を「パラレルニコル状態での輝度」とした。
<Contrast measurement>
The contrast of the retardation film was calculated from the following equation.
Contrast = brightness in parallel nicol state / brightness in cross nicol state At this time, the brightness in the cross nicol state and the brightness in the parallel nicol state are obtained by using the substrate on which the retardation film is formed as two polarizations of polarization microscope. It pinched between boards and measured using a luminance meter. The luminance meter used YOKOGAWA 3298F. The base material was rotated horizontally, and the minimum luminance was taken as "luminance in cross nicol state". The base material was rotated in a horizontal plane, and the maximum luminance was taken as "luminance in the parallel nicol state".

化合物(2M−1)は、特開2009−191117号公報に記載の方法に従い合成した。

Figure 2019095613
Compound (2M-1) was synthesized according to the method described in JP-A-2009-191117.
Figure 2019095613

[実施例1]化合物(1M−1)の合成
化合物(1M−1)は、以下のスキームに従って合成した。
Example 1 Synthesis of Compound (1M-1) Compound (1M-1) was synthesized according to the following scheme.


Figure 2019095613
以下、化合物(1M−1)の合成について、より具体的に説明する。
Figure 2019095613
Hereinafter, the synthesis of compound (1M-1) will be described more specifically.

(第1段階:化合物(ex−1)の合成)
4−Chloro−3−nitrophenol 25.0g (144mmol)、6−Chlorohexanol 25.6g (187mmol)、KI 2.4g (14.5mmol)、およびK2CO3 30.0g (217mmol)の混合物を、DMF(125ml)中、窒素雰囲気下、80℃で8時間撹拌した。冷却後、反応液を純水(200ml)にあけ、トルエン(200ml)で抽出した。有機層を純水(100ml)で2回洗浄後、無水MgSO4で乾燥した。ろ過後、溶媒を減圧留去し、目的物の(ex−1)を得た。この化合物はこれ以上の精製を行わず、次の反応に用いた。29.1g (82%)。
(Step 1: Synthesis of Compound (ex-1))
A mixture of 25.0 g (144 mmol) 4-Chloro-3-nitrophenol, 25.6 g (187 mmol) 6-chlorohexanol, 2.4 g (14.5 mmol) KI, and 30.0 g (217 mmol) K2CO3 in DMF (125 ml) The mixture was stirred at 80 ° C. for 8 hours under a nitrogen atmosphere. After cooling, the reaction solution was poured into pure water (200 ml) and extracted with toluene (200 ml). The organic layer was washed twice with pure water (100 ml) and then dried over anhydrous MgSO4. After filtration, the solvent was evaporated under reduced pressure to obtain the desired product (ex-1). This compound was used in the next reaction without further purification. 29.1 g (82%).

(第2段階:化合物(ex−2)の合成)
化合物(ex−1) 20.0g (81.1mmol)およびNa2S・9H2O 48.0g (200mmol)の混合物を、純水(140ml)およびEtOH(60ml)中、窒素雰囲気下、8時間還流した。冷却後、撹拌しながら酢酸(12ml)をゆっくり加えた。この反応液にAcOEt(200ml)を加え、抽出を行った。抽出液を純水(100ml)で2回洗浄した。有機層を無水MgSO4で乾燥し、ろ過後、溶媒を減圧留去した。残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル/トルエン:AcOEt=1:1→1:5)で精製する事により、目的物の(ex−2)を得た。8.4g (43%)。
(Step 2: Synthesis of Compound (ex-2))
A mixture of 20.0 g (81.1 mmol) of compound (ex-1) and 48.0 g (200 mmol) of Na2S 9H2O was refluxed in pure water (140 ml) and EtOH (60 ml) under a nitrogen atmosphere for 8 hours. After cooling, acetic acid (12 ml) was slowly added with stirring. AcOEt (200 ml) was added to the reaction solution for extraction. The extract was washed twice with pure water (100 ml). The organic layer was dried over anhydrous MgSO4, filtered, and the solvent was evaporated under reduced pressure. The residue was purified by column chromatography (silica gel / toluene: AcOEt = 1: 1 → 1: 5) to obtain the desired product (ex-2). 8.4 g (43%).

(第3段階:化合物(ex−3)の合成)
化合物(ex−2) 8.0g (33.1mmol)、Methyl 4−formylcinnamate 6.0g (31.5mmol)、およびNaHSO3 3.50g (33.6mmol)の混合物を、N,N−Dimethylacetamide (30ml)中、窒素雰囲気下、80℃で2時間撹拌した。冷却後、この反応液にAcOEt(200ml)を加え、抽出液を純水(100ml)で2回洗浄した。有機層を無水MgSO4で乾燥し、ろ過後、溶媒を減圧留去した。残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル/トルエン:AcOEt=5:1)で精製する事により、目的物の(ex−3)を得た。9.6g (74%)。
(Third step: synthesis of compound (ex-3))
A mixture of 8.0 g (33.1 mmol) of the compound (ex-2), 6.0 g (31.5 mmol) of Methyl 4-formylcinnamate, and 3.50 g (33.6 mmol) of NaHSO3 was subjected to N, N-Dimethylacetamide (30 ml). The mixture was stirred at 80 ° C. for 2 hours under nitrogen atmosphere. After cooling, AcOEt (200 ml) was added to the reaction solution, and the extract was washed twice with pure water (100 ml). The organic layer was dried over anhydrous MgSO4, filtered, and the solvent was evaporated under reduced pressure. The residue was purified by column chromatography (silica gel / toluene: AcOEt = 5: 1) to obtain the desired product (ex-3). 9.6 g (74%).

(第4段階:化合物(1M−1)の合成)
化合物(ex−3) 9.0g (21.9mmol)、Et3N 4.0ml (28.7mmol)、およびCH2Cl2(60ml)の混合物に、窒素雰囲気下、Chloro methacrylate 2.5ml (26.5mmol)を、10℃以下でゆっくりと加えた。室温で一晩撹拌後、反応液を純水(50ml)で2回洗浄した。有機層を無水MgSO4で乾燥し、ろ過後、溶媒を減圧留去した。残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル/トルエン:AcOEt=10:1)で精製する事により、目的物の(1M−1)を得た。8.5g (81%)。
(Step 4: Synthesis of Compound (1M-1))
A mixture of 9.0 g (21.9 mmol) of compound (ex-3), 4.0 ml (28.7 mmol) of Et3N, and 60 ml of CH2 Cl2 (60 ml) under a nitrogen atmosphere was 2.5 ml (26.5 mmol) of Chloro methacrylate. Add slowly below 10 ° C. After stirring overnight at room temperature, the reaction solution was washed twice with pure water (50 ml). The organic layer was dried over anhydrous MgSO4, filtered, and the solvent was evaporated under reduced pressure. The residue was purified by column chromatography (silica gel / toluene: AcOEt = 10: 1) to obtain the desired product (1M-1). 8.5 g (81%).

得られた化合物(1M−1)のNMR分析値は以下の通りである。
1H−NMR(CDCl3;δppm):8.10(d,2H,J=8.35Hz),7.75(d,1H,J=7.30Hz),7.73(d,1H,J=14.40Hz),7.64(d,2H,J=8.30Hz),7.55(d,1H,J=2.35Hz),7.05(dd,1H,J=8.80,2.45Hz),6.53(d,1H,J=16.15Hz),6.10(s,1H),5.55(s,1H),4.17(t,2H,J=6.55Hz),4.07(t,2H,J=6.40Hz),3.83(s,3H),1.95−1.48(m,11H).
The NMR analysis value of the obtained compound (1M-1) is as follows.
1 H-NMR (CDCl 3 ; δ ppm): 8.10 (d, 2 H, J = 8.35 Hz), 7.75 (d, 1 H, J = 7.30 Hz), 7.73 (d, 1 H, J = 14.40 Hz), 7.64 (d, 2 H, J = 8. 30 Hz), 7.55 (d, 1 H, J = 2. 35 Hz), 7.05 (dd, 1 H, J = 8.80, 2.45 Hz), 6.53 (d, 1 H, J = 16.15 Hz), 6.10 (s, 1 H), 5.55 (s, 1 H), 4.17 (t, 2 H, J = 6. 55 Hz), 4.07 (t, 2 H, J = 6.40 Hz), 3.83 (s, 3 H), 1.95 to 1.48 (m, 11 H).

[実施例2]化合物(1M−2)の合成 Example 2 Synthesis of Compound (1M-2)


Figure 2019095613

Figure 2019095613

(第1段階:化合物(ex−4)の合成)
実施例1の方法と同様に合成し、目的物を得た。収率54%。
(Step 1: Synthesis of Compound (ex-4))
It synthesize | combined similarly to the method of Example 1, and obtained the target object. 54% yield.

(第2段階:化合物(ex−5)の合成)
化合物(ex−4) 12.0g (48.8mmol)およびベンジルアミン 11.0g (103mmol) の混合物を、窒素雰囲気下、130℃で2時間撹拌した。冷却後、反応液を純水(100ml)にあけ、酢酸エチル(100ml)を加え抽出した。有機層を無水MgSO4で乾燥し、ろ過後、溶媒を減圧留去した。残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル/トルエン:AcOEt=5:1)で精製する事により、目的物の(ex−5)を得た。8.0g (52%)。
(Step 2: Synthesis of Compound (ex-5))
A mixture of 12.0 g (48.8 mmol) of compound (ex-4) and 11.0 g (103 mmol) of benzylamine was stirred at 130 ° C. for 2 hours under a nitrogen atmosphere. After cooling, the reaction solution was poured into pure water (100 ml) and extracted by adding ethyl acetate (100 ml). The organic layer was dried over anhydrous MgSO4, filtered, and the solvent was evaporated under reduced pressure. The residue was purified by column chromatography (silica gel / toluene: AcOEt = 5: 1) to obtain the desired product (ex-5). 8.0 g (52%).

(第3段階:化合物(ex−6)の合成)
化合物(ex−5) 7.5g (23.7mmol)および10% Pd/C (NXタイプ、NEケムキャット社) 750mg の混合物を、トルエン/EtOH(100ml/100ml)の混合溶媒中、室温で一晩、水素添加反応を行った(水素圧;980kPa)。触媒をろ過後、反応液を濃縮し、目的物の(ex−6)を得た。4.7g (95%)。この化合物はこれ以上の精製をせずに、このまま次の反応に用いた。
Step 3: Synthesis of Compound (ex-6)
A mixture of 7.5 g (23.7 mmol) of compound (ex-5) and 750 mg of 10% Pd / C (NX type, NE Chemcat) in a mixed solvent of toluene / EtOH (100 ml / 100 ml) at room temperature overnight And hydrogen addition reaction (hydrogen pressure; 980 kPa). After filtering the catalyst, the reaction mixture was concentrated to obtain the desired product (ex-6). 4.7 g (95%). This compound was used as it was in the next reaction without further purification.

(第4段階:化合物(ex−7)の合成)
化合物(ex−6) 4.5g (23mmol)、Ethyl 4−formylcinnamate 4.5g (22mmol)、およびNaHSO3 2.5g (24mmol)の混合物を、N,N−Dimethylacetamide (20ml)中、窒素雰囲気下、80℃で2時間撹拌した。ここにおいて、Ethyl 4−formylcinnamateはJournal of Medicinal Chemistry,59(19),8967−9004(2016)に従い、合成した。冷却後、この反応液にAcOEt(150ml)を加え、抽出液を純水(100ml)で2回洗浄した。有機層を無水MgSO4で乾燥し、ろ過後、溶媒を減圧留去した。残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル/トルエン:AcOEt=5:1)で精製する事により、目的物の(ex−7)を得た。5.4g (65%)。
(Step 4: Synthesis of Compound (ex-7))
A mixture of 4.5 g (23 mmol) of compound (ex-6), 4.5 g (22 mmol) of Ethyl 4-formylcinnamate, and 2.5 g (24 mmol) of NaHSO 3 in N, N-Dimethylacetamide (20 ml) under a nitrogen atmosphere Stir at 80 ° C. for 2 hours. Here, Ethyl 4-formylcinnamate was synthesized according to Journal of Medicinal Chemistry, 59 (19), 8967-9004 (2016). After cooling, AcOEt (150 ml) was added to the reaction solution, and the extract was washed twice with pure water (100 ml). The organic layer was dried over anhydrous MgSO4, filtered, and the solvent was evaporated under reduced pressure. The residue was purified by column chromatography (silica gel / toluene: AcOEt = 5: 1) to obtain the desired product (ex-7). 5.4 g (65%).

(第4段階:化合物(1M−2の合成))
化合物(ex−7) 5.0g (13mmol)、Et3N 2.2ml (16mmol)、およびCH2Cl2(50ml)の混合物に、窒素雰囲気下、Chloro methacrylate 1.2ml (13mmol)を、10℃以下でゆっくりと加えた。室温で一晩撹拌後、反応液を純水(50ml)で2回洗浄した。有機層を無水MgSO4で乾燥し、ろ過後、溶媒を減圧留去した。残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル/トルエン:AcOEt=10:1)で精製する事により、目的物の(1M−2)を得た。2.2g (38%)。
(Step 4: Compound (Synthesis of 1M-2))
In a mixture of 5.0 g (13 mmol) of the compound (ex-7), 2.2 ml (16 mmol) of Et 3 N, and 50 ml of CH 2 Cl 2, 1.2 ml (13 mmol) of Chloro methacrylate slowly under nitrogen added. After stirring overnight at room temperature, the reaction solution was washed twice with pure water (50 ml). The organic layer was dried over anhydrous MgSO4, filtered, and the solvent was evaporated under reduced pressure. The residue was purified by column chromatography (silica gel / toluene: AcOEt = 10: 1) to obtain the desired product (1M-2). 2.2 g (38%).

得られた化合物(1M−2)のNMR分析値は以下の通りである。
1H−NMR(CDCl3;δppm):11.85(s,1H),8.10(d,2H),7.73(d,1H),7.62(d,2H),7.38(d,1H),7.29(d,1H),7.03(dd,1H),6.50(d,1H),6.10(s,1H),5.55(s,1H),4.16(t,2H),4.05(t,2H),1.95−1.20(m,7H).
The NMR analysis value of the obtained compound (1M-2) is as follows.
1 H-NMR (CDCl 3 ; δ ppm): 11.85 (s, 1 H), 8. 10 (d, 2 H), 7.73 (d, 1 H), 7.62 (d, 2 H), 7.38 (D, 1 H), 7. 29 (d, 1 H), 7.0 3 (dd, 1 H), 6. 50 (d, 1 H), 6. 10 (s, 1 H), 5.5 5 (s, 1 H) , 4.16 (t, 2H), 4.05 (t, 2H), 1.95 to 1.20 (m, 7H).

[実施例3]化合物(1M−3)の合成
化合物(1M−3)は、以下のスキームに従って合成した。
Example 3 Synthesis of Compound (1M-3) Compound (1M-3) was synthesized according to the following scheme.


Figure 2019095613

インドール 3.34g (28.5 mmol)およびトリエチルアミン 4.8 ml (34.4 mmol) の塩化メチレン(60ml)溶液に、化合物(ex−8) 10.0g (28.5 mmol)の塩化メチレン(40ml)溶液を、窒素雰囲気下、10℃以下で加えた。この時化合物(ex−8)はPolymer, 52巻(25号), 5788(2011)に記載の方法に従って得た。反応液を室温で一晩撹拌後、純水(100ml)にあけ、有機層を分離した。有機層は、さらに純水(80ml)で洗浄後、無水MgSO4で乾燥し、ろ過後、溶媒を減圧留去した。残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル/トルエン→トルエン:AcOEt=10:1)で精製する事により、目的物の(1M−3)を得た。3.2g (26%)。
Figure 2019095613

Into a solution of 3.34 g (28.5 mmol) of indole and 4.8 ml (34.4 mmol) of triethylamine in 60 ml of methylene chloride, 10.0 g (28.5 mmol) of methylene chloride (28.5 mmol) of the compound (ex-8) 40 ml) solution was added below 10 ° C. under nitrogen atmosphere. At this time, the compound (ex-8) was obtained according to the method described in Polymer, 52 (25), 5788 (2011). The reaction solution was stirred at room temperature overnight, poured into pure water (100 ml), and the organic layer was separated. The organic layer was further washed with pure water (80 ml), dried over anhydrous MgSO4, filtered, and the solvent was evaporated under reduced pressure. The residue was purified by column chromatography (silica gel / toluene → toluene: AcOEt = 10: 1) to obtain the desired product (1M-3). 3.2 g (26%).

得られた化合物(1M−3)のNMR分析値は以下の通りである。
1H−NMR(CDCl3;δppm):8.54(d,1H),7.98(d,1H),7.68(d,1H),7.59(d,2H),7.12(d,1H),6.95(d,2H),6.69(d,1H),6.10(s,1H),5.55(s,1H),4.17(t,2H),4.05(t,2H),1.95−1.40(m,8H).
The NMR analysis value of the obtained compound (1M-3) is as follows.
1 H-NMR (CDCl 3 ; δ ppm): 8.54 (d, 1 H), 7.98 (d, 1 H), 7.68 (d, 1 H), 7.59 (d, 2 H), 7.12 (D, 1H), 6.95 (d, 2H), 6.69 (d, 1H), 6.10 (s, 1H), 5.55 (s, 1H), 4.17 (t, 2H) , 4.05 (t, 2H), 1.95 to 1.40 (m, 8H).

[実施例4]光配向膜用ポリマー(1−1)の製造
上記モノマー(1M−1) 4.5000g、2−ヒドロキシエチルメタアクリレート 0.5000g、およびアゾビスイソブチロニトリル(AIBN) 0.1500gの混合物を、シクロペンタノン(11.7g)中、窒素雰囲気下、85℃で2時間反応させ、その後90℃で1時間反応させた。冷却後、反応液をトルエン(100ml)に加え、生じた沈殿をろ過した。沈殿をトルエン(50ml)で洗浄後、ポリマーを真空乾燥し、ポリマー(1−1)約4.3gを得た。得られたポリマー(1−1)は、Mwが32000、Mw/Mnが2.7であった。また共重合比はモル分率で1M−1= 0.72、2−ヒドロキシエチルメタアクリレート= 0.28であった。
Example 4 Production of Polymer (1-1) for Photo-alignment Film The above monomer (1M-1) 4.5000 g, 2-hydroxyethyl methacrylate 0.5000 g, and azobisisobutyronitrile (AIBN) 0. The mixture of 1500 g was reacted in cyclopentanone (11.7 g) under nitrogen atmosphere at 85 ° C. for 2 hours and then at 90 ° C. for 1 hour. After cooling, the reaction solution was added to toluene (100 ml), and the resulting precipitate was filtered. After washing the precipitate with toluene (50 ml), the polymer was dried under vacuum to obtain about 4.3 g of polymer (1-1). Mw of the obtained polymer (1-1) was 32000, and Mw / Mn was 2.7. Moreover, the copolymerization ratio was 1M-1 = 0.72 and 2-hydroxyethyl methacrylate = 0.28 in molar fraction.

上記同様にして、表1に示したように、以下の光配向膜用ポリマーを製造した。

Figure 2019095613

上記表中、カッコ内は全モノマーに対する該当モノマーの重量%を示す。 In the same manner as described above, as shown in Table 1, the following polymers for photoalignment film were produced.
Figure 2019095613

In the above table, the parentheses indicate the weight% of the corresponding monomer with respect to all the monomers.

[実施例13]光配向性位相差材料用ポリマー(1−10)の製造
以下の手順により、化合物(1M−1)および化合物(2M−1)からポリマー(1−10)を重合した。化合物(1M−1) 3.0000g、化合物(2M−1) 7.0000g、およびAIBN 0.3800gのTHF (40ml)溶液を、窒素雰囲気下、10時間加熱還流下撹拌した。反応後の溶液をトルエンへ注ぎ込み再沈殿化した。結晶をろ過し、乾燥することにより、ポリマー(1−10)7.3gを得た。共重合比はモル分率で1M−1=0.21、2M−1=0.79であった。得られたポリマー(1−10)は、Mwが18000、Mw/Mnが2.8であり、71℃〜145℃の範囲に液晶相を有していた。
Example 13 Production of Polymer (1-10) for Photo-alignable Retardation Material Polymer (1-10) was polymerized from compound (1M-1) and compound (2M-1) according to the following procedure. A solution of 3.0000 g of compound (1M-1), 7.0000 g of compound (2M-1), and 0.3800 g of AIBN in THF (40 ml) was stirred under heating under reflux for 10 hours under a nitrogen atmosphere. The solution after reaction was poured into toluene to reprecipitate. The crystals were filtered and dried to obtain 7.3 g of polymer (1-10). The copolymerization ratio was 1M-1 = 0.21 and 2M-1 = 0. 79 in molar fraction. The obtained polymer (1-10) had an Mw of 18,000, an Mw / Mn of 2.8, and a liquid crystal phase in the range of 71 ° C to 145 ° C.

上記同様にして、表2に示したように、以下の光配向性位相差材料用ポリマーを製造した。

Figure 2019095613
In the same manner as described above, as shown in Table 2, the following polymers for photoalignable retardation materials were produced.
Figure 2019095613

[実施例17]光配向膜およびこれに重合性液晶を積層させた位相差膜の作成
(第1段階:光配向膜の作成)
ポリマー(1−1)をシクロペンタノンに溶解させ、固形分濃度3重量%の溶液とした。この溶液を孔径0.2μmのフィルターで濾過することにより、光配向剤(AM−1)を調製した。このAM−1を、ガラス基板上へスピンコートにより塗布した(回転数1200rpm)。この時、塗布性は良好であった。この基板を80℃で2分間加熱し、溶剤を除去することで塗膜を形成した。次に超高圧水銀灯を光源として、320nm以下の波長をカットするフィルターを通し、塗布面に対して鉛直方向からこの塗膜に直線偏光を照射した(露光量200mJ/cm、365nm)。このようにして光配向処理された配向膜(AF−1)を得た。AF−1の膜厚を測定した結果、約120nmであった。
(第2段階:位相差膜の積層)
特開2015−127793の実施例に記載の、重合性液晶組成物(A−1)を調製した(固形分濃度は17wt%とした)。このA−1を上記AF−1が製膜されたガラス基板へスピンコートにより塗布した(回転数1000rpm)。この基板を80℃で3分間加熱、室温で3分間冷却し、その後空気中で露光し(露光量;365nmで500mJ)、液晶硬化膜(位相差フィルム)を得た。この位相差フィルムを観察したところ配向欠陥は見られず、コントラストは5600であった。
Example 17 Preparation of Photoalignment Film and Retardation Film in which Polymerizable Liquid Crystal is Laminated (First Step: Preparation of Photoalignment Film)
The polymer (1-1) was dissolved in cyclopentanone to form a solution with a solid concentration of 3% by weight. The solution was filtered through a filter with a pore size of 0.2 μm to prepare a photo-alignment agent (AM-1). The AM-1 was applied by spin coating on a glass substrate (rotational speed: 1200 rpm). At this time, the coatability was good. The substrate was heated at 80 ° C. for 2 minutes to remove the solvent to form a coating. Next, using a super high pressure mercury lamp as a light source, a filter for cutting a wavelength of 320 nm or less was passed, and this coated film was irradiated with linearly polarized light from the vertical direction with respect to the coated surface (exposure amount 200 mJ / cm 2 , 365 nm). Thus, an alignment film (AF-1) subjected to the photoalignment treatment was obtained. As a result of measuring the film thickness of AF-1, it was about 120 nm.
(Second stage: lamination of retardation film)
The polymerizable liquid crystal composition (A-1) described in the example of JP-A-2015-127793 was prepared (solid content concentration was 17 wt%). This A-1 was apply | coated to the glass substrate in which said AF-1 was formed into a film by spin coating (rotation speed 1000rpm). The substrate was heated at 80 ° C. for 3 minutes, cooled at room temperature for 3 minutes and then exposed in air (exposure dose: 500 mJ at 365 nm) to obtain a cured liquid crystal film (retardation film). Observation of this retardation film revealed no orientation defect, and the contrast was 5600.

[実施例18]光配向膜およびこれに重合性液晶を積層させた位相差膜の作成2
光配向処理を、カットフィルターを使わずに、露光量を100mJ/cm(365nm)する以外は、実施例13と同様な方法に従って、光配向膜(AF−1−1)を得た。さらに実施例17と同様な方法に従って、AF−1−1上へ重合性液晶組成物(A−1)を製膜した。この位相差フィルムを観察したところ配向欠陥は見られず、コントラストは5000であった。
Example 18 Preparation of Photoalignment Film and Retardation Film in which Polymerizable Liquid Crystal is Laminated 2
A photoalignment film (AF-1-1) was obtained in the same manner as in Example 13, except that the photoalignment treatment was performed without using a cut filter and the exposure dose was 100 mJ / cm 2 (365 nm). Furthermore, a polymerizable liquid crystal composition (A-1) was formed into a film on AF-1-1 in the same manner as in Example 17. When this retardation film was observed, no orientation defect was observed, and the contrast was 5,000.

[実施例19]LED光源を使用した光配向処理
光配向処理の光源としてLED光源を使用する以外、実施例17と同様な方法に従って、光配向膜(AF−1−2)を得た。さらに実施例17と同様な方法に従って、AF−1−2上へ重合性液晶組成物(A−1)を製膜した。この位相差フィルムを観察したところ配向欠陥は見られず、コントラストは5800であった。
Example 19 Photoalignment Process Using LED Light Source A photoalignment film (AF-1-2) was obtained in the same manner as in Example 17 except that an LED light source was used as a light source for the photoalignment process. Furthermore, a polymerizable liquid crystal composition (A-1) was formed into a film on AF-1-2 in the same manner as in Example 17. Observation of this retardation film revealed no orientation defect, and the contrast was 5800.

上記実施例のポリマーを用い、上記実施例17と同様にして、光配向膜AF−2〜AF−9を作成した。さらにこれらの光配向膜上にA−1を製膜し、位相差フィルムを得た。目視観察及びコントラスト測定結果を以下の表3に示す。

Figure 2019095613
Photoalignment films AF-2 to AF-9 were formed in the same manner as in Example 17 using the polymers of the examples. Furthermore, A-1 was formed into a film on these photo-alignment films, and retardation film was obtained. The visual observation and the contrast measurement results are shown in Table 3 below.
Figure 2019095613

[実施例24]ポリマーブレンドした光配向膜およびこれに重合性液晶を積層させた位相差膜の作成
(第1段階:非光配向性ポリマーの重合)
特開2013−177561のポリマー調製例5に記載と同様な方法で、非光配向性ポリマー溶液を得た。この非光配向性ポリマー溶液に対して、再沈殿の溶媒としてヘプタンを用いた以外は上記実施例4と同様に再沈殿を行い、非光配向性ポリマー(NP−1)を得た。このNP−1のMwは58000、Mw/Mnは2.3であった。
[Example 24] Preparation of a polymer-blended photoalignment film and a retardation film in which a polymerizable liquid crystal is laminated thereon (the first step: polymerization of non-photoalignment polymer)
A non-photo-alignable polymer solution was obtained by the same method as described in Polymer Preparation Example 5 of JP-A-2013-177561. The non-photo-alignable polymer solution was subjected to re-precipitation in the same manner as in Example 4 except that heptane was used as a solvent for re-precipitation to obtain a non-photo-alignable polymer (NP-1). Mw of this NP-1 was 58000, and Mw / Mn was 2.3.

(第2段階:ポリマーブレンドした光配向剤の調製)
実施例7で得たポリマー(1−4)0.3000gおよび非光配向性ポリマー(NP−1)0.7000gの混合物に、シクロペンタノン(32ml)に溶解させ、固形分濃度約3重量%の溶液を得た。この溶液を孔径0.2μmのフィルターで濾過することにより、光配向剤(BAM−4)を調製した。
(Step 2: Preparation of polymer-blended photoalignment agent)
A mixture of 0.3000 g of the polymer (1-4) obtained in Example 7 and 0.7000 g of the non-photo-alignable polymer (NP-1) was dissolved in cyclopentanone (32 ml) to give a solid concentration of about 3% by weight Solution was obtained. The solution was filtered through a filter with a pore size of 0.2 μm to prepare a photoalignment agent (BAM-4).

(第3段階:光配向膜および位相差膜の作成)
実施例17と同様な方法で、光配向膜(BAF−4)を作成した。BAF−4の膜厚を測定した結果、約100nmであった。このBAF−6上に、重合性液晶組成物(A−1)を用い、実施例17と同様な方法で位相差フィルムを作成した。この位相差フィルムを観察したところ配向欠陥は見られず、コントラストは6100であった。
(Third step: Preparation of photo alignment film and retardation film)
A photoalignment film (BAF-4) was produced in the same manner as in Example 17. As a result of measuring the film thickness of BAF-4, it was about 100 nm. A retardation film was formed on this BAF-6 in the same manner as in Example 17 using the polymerizable liquid crystal composition (A-1). When this retardation film was observed, no orientation defect was observed, and the contrast was 6,100.

[実施例25]
ポリマー(1−4)に変え、実施例8で得たポリマー(1−5)を用いた以外は、実施例24と同様な方法で、ポリマーブレンドした光配向剤から作成した光配向膜(BAF−5)を得た。BAF−5の膜厚を測定した結果、約100nmであった。このBAF−5上に、重合性液晶組成物(A−1)を用い、実施例19と同様な方法で位相差フィルムを作成した。この位相差フィルムを観察したところ配向欠陥は見られず、コントラストは4800であった。
[Example 25]
A photoalignment film (BAF) prepared from a polymer alignment photoalignment agent in the same manner as in Example 24 except that the polymer (1-4) is used and the polymer (1-5) obtained in Example 8 is used. -5) was obtained. As a result of measuring the film thickness of BAF-5, it was about 100 nm. A retardation film was formed on this BAF-5 in the same manner as in Example 19 using the polymerizable liquid crystal composition (A-1). Observation of this retardation film revealed no orientation defect, and the contrast was 4800.

[実施例26]光配向性位相差材料を用いた位相差膜の作成
実施例13で得たポリマー(1−10)をシクロペンタノンに溶解させ、固形分濃度20重量%の溶液とした。この溶液を孔径0.2μmのフィルターで濾過することにより、光配向性位相差剤(AM−10)を調製した。このAM−10を、ガラス基板上へスピンコートにより塗布した(回転数1500rpm)。この時、塗布性は良好であった。この基板を80℃で2分間加熱し、溶剤を除去することで塗膜を形成した。次に超高圧水銀灯を光源として、320nm以下の波長をカットするフィルターを通し、塗布面に対して鉛直方向からこの塗膜に直線偏光を照射した(露光量400mJ/cm、365nm)。この基板を135℃で5分間加熱することで位相差フィルム(AF−10)を得た。AF−10の膜厚を測定した結果、約2.0μmであった。位相差フィルム(AF−10)をクロスニコルにした二枚の偏光板の間に挟み水平面内で回転させると、明暗の状態になり水平配向(ホモジニアス配向)であることを確認した。目視観察の結果、配向欠陥はなかった。また位相差膜のリタデーションは、128nmであった。
Example 26 Preparation of Retardation Film Using Photo-Alignment Retardation Material The polymer (1-10) obtained in Example 13 was dissolved in cyclopentanone to prepare a solution having a solid content concentration of 20% by weight. The solution was filtered through a filter with a pore size of 0.2 μm to prepare a photoalignable phase difference agent (AM-10). The AM-10 was applied onto a glass substrate by spin coating (rotational speed 1500 rpm). At this time, the coatability was good. The substrate was heated at 80 ° C. for 2 minutes to remove the solvent to form a coating. Next, using a super high pressure mercury lamp as a light source, a filter for cutting a wavelength of 320 nm or less was passed, and this coated film was irradiated with linearly polarized light from a perpendicular direction to the coated surface (exposure amount 400 mJ / cm 2 , 365 nm). The substrate was heated at 135 ° C. for 5 minutes to obtain a retardation film (AF-10). As a result of measuring the film thickness of AF-10, it was about 2.0 μm. When the retardation film (AF-10) was sandwiched between two crossed polarizers and rotated in a horizontal plane, it became bright and dark, and was confirmed to be in a horizontal orientation (homogeneous orientation). As a result of visual observation, there were no orientation defects. The retardation of the retardation film was 128 nm.

[実施例27]光配向性位相差材料を用いた位相差膜の作成2
実施例14で得たポリマー(1−11)を用い、アニール温度を130℃にした以外は、実施例21の方法と同様な方法で、位相差フィルム(AF−11)を得た。AF−11の膜厚を測定した結果、約2.0μmであった。位相差フィルム(AF−11)をクロスニコルにした二枚の偏光板の間に挟み水平面内で回転させると、明暗の状態になり水平配向(ホモジニアス配向)であることを確認した。目視観察の結果、配向欠陥はなかった。また位相差膜のリタデーションは、119nmであった。
[Example 27] Preparation of retardation film using photoalignable retardation material 2
Retardation film (AF-11) was obtained in the same manner as in Example 21 except that the polymer (1-11) obtained in Example 14 was used and the annealing temperature was 130 ° C. As a result of measuring the film thickness of AF-11, it was about 2.0 μm. When the retardation film (AF-11) was sandwiched between two crossed polarizers and rotated in a horizontal plane, it became bright and dark, and was confirmed to be in a horizontal orientation (homogeneous orientation). As a result of visual observation, there were no orientation defects. The retardation of the retardation film was 119 nm.

[比較例1]
特開2014−501831に記載の以下の式(10)の構成単位から成るポリマーを重合した。このポリマーは、Mwが35000、Mw/Mnが2.8であった。

Figure 2019095613

このポリマーを用い、実施例17と同様な方法に従い、位相差フィルムを作成した。この位相差フィルムを観察したところ配向欠陥は見られなかったが光抜けが多く、コントラストは3000であった。 Comparative Example 1
The polymer which consists of a structural unit of following formula (10) of Unexamined-Japanese-Patent No. 2014-501813 was superposed | polymerized. This polymer had Mw of 35,000 and Mw / Mn of 2.8.

Figure 2019095613

Using this polymer, a retardation film was produced in the same manner as in Example 17. As a result of observation of this retardation film, no orientation defect was observed but light leakage was frequent, and the contrast was 3,000.

実施例17および20〜23と比較例1の比較により、本発明の式(1)で表される構成単位を有する光配向性ポリマーを用いると、長波長のUVに感度の良い光配向膜が得られる事が分かる。   According to the comparison of Examples 17 and 20 to 23 and Comparative Example 1, when a photoalignment polymer having a constitutional unit represented by the formula (1) of the present invention is used, a photoalignment film which is sensitive to UV at a long wavelength can be obtained. I know that I can get it.

本発明の光配向性ポリマーは、365nmに代表される長波長の紫外線に高い感度を有する。このため本材料を用いる事により、広く使用されているi線露光装置や、最近製品化されているLEDランプを使用した露光機を用いて、光配向膜を作成する事が可能となる。さらに本発明の光配向性ポリマーは、高い感度を有するため、歩留まり良く光配向膜を製造する事が可能となる。   The photoalignable polymer of the present invention has high sensitivity to long wavelength ultraviolet light represented by 365 nm. Therefore, by using the present material, it is possible to form a photoalignment film using a widely used i-line exposure apparatus or an exposure apparatus using a recently commercialized LED lamp. Furthermore, since the photoalignable polymer of the present invention has high sensitivity, it is possible to produce a photoalignment film with a high yield.

Claims (15)

式(1)で表される構成単位を有する光配向性ポリマー。

Figure 2019095613

式(1)中、Rは独立して水素またはメチルであり;
Spはメチレンまたは炭素数2〜20のアルキレンであり、このアルキレンにおける少なくとも一つの−CH−は−O−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく;
Aは独立して、ベンゾイミダゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、インドール、またはカルバゾールから選ばれるいずれかの二価基であり、該二価基において、少なくとも一つの水素はフッ素、塩素、シアノ、ヒドロキシ、ホルミル、アセトキシ、アセチル、トリフルオロアセチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数1〜5のアルキルまたは炭素数1〜5のアルコキシで置き換えられてもよく;
およびWは独立して水素、フッ素、トリフルオロメチル、炭素数1〜5のアルキルまたは炭素数1〜5のアルコキシであり;
は単結合、−O−、または−NH−であり;
は水素原子、メチル、炭素数2〜20のアルキル、または上記の基Aであり、該アルキルにおける少なくとも一つの−CH−は−O−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよい。
Photoalignment polymer which has a structural unit represented by Formula (1).

Figure 2019095613

In formula (1), R 1 is independently hydrogen or methyl;
Sp is methylene or alkylene having 2 to 20 carbon atoms, and at least one -CH 2- in this alkylene is replaced by -O-, -COO-, -OCO-, -CH = CH- or -C≡C- May be
A is independently any divalent group selected from benzimidazole, benzoxazole, benzothiazole, indole, or carbazole, and in the divalent group, at least one hydrogen is fluorine, chlorine, cyano, hydroxy, Formyl, acetoxy, acetyl, trifluoroacetyl, difluoromethyl, trifluoromethyl, alkyl having 1 to 5 carbons or alkoxy having 1 to 5 carbons;
W 1 and W 2 are independently hydrogen, fluorine, trifluoromethyl, alkyl having 1 to 5 carbons or alkoxy having 1 to 5 carbons;
X 1 is a single bond, -O-, or -NH-;
R 2 is a hydrogen atom, methyl, alkyl having 2 to 20 carbon atoms, or the above-mentioned group A, and at least one —CH 2 — in the alkyl is —O—, —COO—, —OCO—, —CH = It may be replaced by CH- or -C≡C-.
式(1)中、Spが−(CHO−であり、nが1〜10の整数であり;WおよびWが水素であり;Xが−O−であり;Rが炭素数1〜10のアルキルである、請求項1に記載の光配向性ポリマー。 Wherein (1), Sp is - (CH 2) n is O-, n is located at integer from 1 to 10; W 1 and W 2 are hydrogen; X 1 is -O-; R 2 The photoalignable polymer according to claim 1, wherein is an alkyl having 1 to 10 carbon atoms. 式(1)中、Spが−(CHO−であり、nが1〜10の整数であり;WおよびWが水素であり;Xが単結合であり;Rがインドール、またはカルバゾールから選ばれるいずれかの二価基である、請求項1に記載の光配向性ポリマー。 In the formula (1), Sp is-(CH 2 ) n O- and n is an integer of 1 to 10; W 1 and W 2 are hydrogen; X 1 is a single bond; R 2 is The photoalignable polymer according to claim 1, which is any divalent group selected from indole and carbazole. 式(1)で表される構成単位に加え、水素結合性の基を有するモノマーから形成される構成単位を有する、請求項1から3に記載の光配向性ポリマー。   The photoalignable polymer according to any one of claims 1 to 3, which has a structural unit formed from a monomer having a hydrogen bonding group in addition to the structural unit represented by the formula (1). 水素結合性の基がカルボキシル基である、請求項4に記載の光配向性ポリマー。   The photoalignable polymer according to claim 4, wherein the hydrogen bonding group is a carboxyl group. 水素結合性の基を末端に有するモノマーから形成される構成単位が、式(2)で表される構成単位である、請求項5に記載の光配向性ポリマー。

Figure 2019095613

式(2)中、Rは水素またはメチルであり;Qは単結合または炭素数1〜20のアルキレンであり、このアルキレンにおける少なくとも一つの−CH2−は−O−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく;Xは単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−OCOO−、−CH=CH−または−C≡C−であり;Aは独立して1,4−フェニレン、1,4−シクロへキシレン、ピリジン−2,5−ジイルまたはナフタレン−2,6−ジイルから選ばれるいずれかの二価基であり、該二価基において、任意の水素はフッ素、塩素、シアノ、ヒドロキシ、ホルミル、アセトキシ、アセチル、トリフルオロアセチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数1〜5のアルキルまたは炭素数1〜5のアルコキシで置き換えられてもよく;Zは独立して単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−COO−、−CH2CH2−COO−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、−CONH−、−NHCO−、−(CH−、−CHCH−、−CH=CH−または−C≡C−であり;cは0〜2の整数であり;Yは単結合、−CHCH−または−CH=CH−である。
The photoalignable polymer according to claim 5, wherein the constituent unit formed from the monomer having a hydrogen bondable group at the end is a constituent unit represented by the formula (2).

Figure 2019095613

In formula (2), R 3 is hydrogen or methyl; Q is a single bond or an alkylene having 1 to 20 carbon atoms, and at least one -CH 2- in this alkylene is -O-, -COO-,- OCO-, -CH = CH- or -C≡C- may be replaced; X 2 is a single bond, -O-, -COO-, -OCO-, -OCOO-, -CH = CH- or- C≡C-; A 2 is any divalent independently selected from 1,4-phenylene, 1,4-cyclohexylene, pyridine-2,5-diyl or naphthalene-2,6-diyl Group, in the divalent group, any hydrogen is fluorine, chlorine, cyano, hydroxy, formyl, acetoxy, acetyl, trifluoroacetyl, difluoromethyl, trifluoromethyl, alkyl having 1 to 5 carbon atoms or carbon. May be replaced by the number 1-5 alkoxy; Z 2 independently represents a single bond, -O -, - COO -, - OCO -, - CH = CH-COO -, - CH 2 CH 2 -COO- , -CH 2 O -, - OCH 2 -, - CF 2 O -, - OCF 2 -, - CONH -, - NHCO -, - (CH 2) 4 -, - CH 2 CH 2 -, - CH = CH -Or -C≡C-; c is an integer of 0 to 2; Y 1 is a single bond, -CH 2 CH 2 -or -CH = CH-.
式(2)中、Qが炭素数1〜12のアルキレンであり、このアルキレンにおける少なくとも一つの−CH−は−O−、−COO−または−OCO−で置き換えられてもよく;Xは−O−、−COO−または−OCO−であり;Aが独立して1,4−フェニレンまたはナフタレン−2,6−ジイルから選ばれるいずれかの二価基であり、該二価基において、任意の水素はフッ素、炭素数1〜5のアルキルまたは炭素数1〜5のアルコキシで置き換えられてもよく;Zが独立して単結合、−COO−、−CH=CH−COO−、−CHCH−COO−、−CHO−、−CONH−または−CHCH−であり;Yが単結合である、請求項6に記載の光配向性ポリマー。 In the formula (2), Q is an alkylene having 1 to 12 carbon atoms, and at least one -CH 2- in this alkylene may be replaced by -O-, -COO- or -OCO-; and X 2 is -O-, -COO- or -OCO-; and A 2 is any divalent group independently selected from 1,4-phenylene or naphthalene- 2, 6 -diyl, in the divalent group And any hydrogen may be replaced by fluorine, alkyl having 1 to 5 carbons or alkoxy having 1 to 5 carbons; Z 2 is independently a single bond, -COO-, -CH = CH-COO-, -CH 2 CH 2 -COO -, - CH 2 O -, - CONH- or -CH 2 CH 2 - and are; Y 1 is a single bond, photoalignment polymer of claim 6. 液晶性を有する請求項1〜7のいずれか1項に記載の光配向性ポリマー。   The photoalignable polymer according to any one of claims 1 to 7, which has liquid crystallinity. 重量平均分子量が1000〜500000である請求項1〜8のいずれか1項に記載の光配向性ポリマー。   The photoalignable polymer according to any one of claims 1 to 8, which has a weight average molecular weight of 1,000 to 500,000. 請求項1〜9のいずれか1項に記載の光配向性ポリマーの少なくとも一種と溶媒を含有するインク。   An ink comprising at least one photoalignment polymer according to any one of claims 1 to 9 and a solvent. 非光配向性のポリマーをさらに含む、請求項10に記載のインク。   11. The ink of claim 10, further comprising a non-photo-orientable polymer. 請求項10または請求項11に記載のインクを用いて作成したフィルムであり、このフィルムのリタデーションが5nm以下のフィルム。   It is a film created using the ink of Claim 10 or 11, The retardation film of this film is 5 nm or less. 請求項10または請求項11に記載のインクを用いて作成したフィルムであり、このフィルムのリタデーションが5nm以上のフィルム。   It is a film created using the ink of Claim 10 or Claim 11, The retardation film of this film is 5 nm or more. 請求項12または請求項13に記載のフィルムを用いて製造される表示素子。   The display element manufactured using the film of Claim 12 or Claim 13. 式(1M)で表される感光性化合物。
Figure 2019095613
式(1M)中、Rは独立して水素またはメチルであり;
Spはメチレンまたは炭素数2〜20のアルキレンであり、このアルキレンにおける少なくとも一つの−CH−は−O−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく;
Aは独立して、ベンゾイミダゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、インドール、またはカルバゾールから選ばれるいずれかの二価基であり、該二価基において、少なくとも一つの水素はフッ素、塩素、シアノ、ヒドロキシ、ホルミル、アセトキシ、アセチル、トリフルオロアセチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数1〜5のアルキルまたは炭素数1〜5のアルコキシで置き換えられてもよく;
およびWは独立して水素、フッ素、トリフルオロメチル、炭素数1〜5のアルキルまたは炭素数1〜5のアルコキシであり;
は単結合、−O−、または−NH−であり;
は水素原子、メチル、炭素数2〜20のアルキル、または上記の基Aであり、該アルキルにおける少なくとも一つの−CH−は−O−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよい。
The photosensitive compound represented by Formula (1M).
Figure 2019095613
In formula (1M), R 1 is independently hydrogen or methyl;
Sp is methylene or alkylene having 2 to 20 carbon atoms, and at least one -CH 2- in this alkylene is replaced by -O-, -COO-, -OCO-, -CH = CH- or -C≡C- May be
A is independently any divalent group selected from benzimidazole, benzoxazole, benzothiazole, indole, or carbazole, and in the divalent group, at least one hydrogen is fluorine, chlorine, cyano, hydroxy, Formyl, acetoxy, acetyl, trifluoroacetyl, difluoromethyl, trifluoromethyl, alkyl having 1 to 5 carbons or alkoxy having 1 to 5 carbons;
W 1 and W 2 are independently hydrogen, fluorine, trifluoromethyl, alkyl having 1 to 5 carbons or alkoxy having 1 to 5 carbons;
X 1 is a single bond, -O-, or -NH-;
R 2 is a hydrogen atom, methyl, alkyl having 2 to 20 carbon atoms, or the above-mentioned group A, and at least one —CH 2 — in the alkyl is —O—, —COO—, —OCO—, —CH = It may be replaced by CH- or -C≡C-.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2020031830A1 (en) * 2018-08-09 2020-02-13 住友化学株式会社 Resin and pressure-sensitive adhesive composition
WO2023140322A1 (en) * 2022-01-20 2023-07-27 日産化学株式会社 Weak-anchoring liquid crystal alignment agent, and liquid cyrstal display element

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