JP6026139B2 - 光配向膜用及び光学異方性フィルム用組成物 - Google Patents
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Description
〔1〕一般式(I)
で示される繰り返し単位を有する光反応性ポリマーを含んでなる,光配向膜用組成物,
〔2〕環Aの置換基及び環Bの置換基が,それぞれ独立に,アルキル基,アルコキシ基,シアノ基,ニトロ基及びハロゲン原子からなる群から選ばれる1又は2以上の基である,上記〔1〕の光配向膜用組成物,
〔3〕Mが,アクリレート,メタクリレート,2−クロロアクリレート,2−フェニルアクリレート,アクリロイルフェニレン,アクリルアミド,メタクリアミド,2−クロロアクリルアミド,2−フェニルアクリルアミド,ビニルエーテル,スチレン誘導体,ビニルエステル,マレイン酸誘導体,フマル酸誘導体,シロキサン,エポキシドからなる群から選ばれる1又は2種以上のモノマー単位であり,
SPCRが,−(CH2)p−(但し,pは1〜12のいずれかの整数である。),1,2−プロピレン,1,3−ブチレン,シクロペンタン−1,2−ジイル,シクロペンタン−1,3−ジイル,シクロヘキサン−1,3−ジイル,シクロヘキサン−1,4−ジイル,ピペリジン−1,4−ジイル,ピペラジン−1,4−ジイル,1,2−フェニレン,1,3−フェニレン,1,4−フェニレンからなる群から選ばれるスペーサー単位であり,
環Aが,
で示されるいずれかの基であり,
環Bが,
で示されるいずれかの基である,上記〔1〕の光配向膜用組成物,
〔4〕X1BとX4Bの少なくとも一方,X5BとX12Bの少なくとも一方,X13BとX24Bの少なくとも一方,X25BとX30Bの少なくとも一方,X31BとX38Bの少なくとも一方,及び,X39Bが水素原子である,上記〔3〕の光配向膜用組成物,
〔5〕一般式(I−a)
で示される繰り返し単位を有する光反応性ポリマーを含んでなる,光配向膜用組成物,
〔6〕X1BとX4Bの少なくとも一方が水素原子である,上記〔5〕の光配向膜用組成物,
〔7〕上記〔1〕〜〔6〕のいずれかの光配向膜用組成物を基材表面に塗布したものを準備し,これに直線偏光を照射してなる,光配向膜,
〔8〕上記〔7〕の光配向膜に,液晶性化合物,色素又は導電性化合物を配向させてなる,光学異方性フィルム又は光学材料,
〔9〕上記〔7〕の光配向膜2枚を,一方の光配向膜における直線偏光照射時の偏光軸の方向と,他方の光配向膜における直線偏光照射時の偏光軸の方向が,互いに所定の角度をなすように対向させ,該対向させた光配向膜の間に液晶性化合物を充填してなる,液晶セル,
〔10〕一般式(I)
で示される繰り返し単位を有する光反応性ポリマーを含んでなる,光学異方性フィルム用組成物,
〔11〕上記〔10〕の光学異方性フィルム用組成物を基材表面に塗布したものを準備し,これに直線偏光を照射した後,該光学異方性フィルム用組成物に含まれる液晶性化合物が液晶状態を示す温度以上に加熱し,更に該液晶性化合物が液晶状態を示す温度未満に冷却してなる,光学異方性フィルム,
に関する。
Rとしては,水素原子,メチル基,フェニル基,塩素原子が挙げられるが,このうち,水素原子,メチル基が好ましい。
nとしては、0であることが好ましい。
で示されるモノマーを,無溶媒又は溶媒中で,重合させることにより製造することができる。Mが1種のモノマー単位を表す場合,これを重合して得られる一般式(I)の光反応性ポリマーはホモポリマーとなり,一方,Mが2種以上のモノマー単位を表す場合,一般式(I)の光反応性ポリマーは,それら複数種のモノマー単位が重合したコポリマーとなる。重合は,光又は熱を用いて実施することができる。重合工程において,該モノマーや溶媒等を仕込む方法は特に限定されず,重合前に反応容器へ予め全材料を投入した後に重合を開始してもよいし,該モノマーや溶媒等の一部について重合開始した後に,残りを滴下又は分割投入などの方法により段階的に追加してもよい。
界面活性剤としては,均一な膜を形成させるために一般に用いられている界面活性剤をいずれも用いることができる。具体例としては,例えば,ラウリル硫酸ソーダ,ラウリル硫酸アンモニウム,ラウリル硫酸トリエタノールアミン,ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩,アルキルエーテルホスフェート,ナトリウムオレイルスクシネート,ミリスチン酸カリウム,ヤシ油脂肪酸カリウム,ナトリウムラウロイルサルコシネート等のアニオン性界面活性剤;ポリエチレングリコールモノラウレート,ステアリン酸ソルビタン,ミリスチン酸グリセリル,ジオレイン酸グリセリル,ソルビタンステアレート,ソルビタンオレエート等のノニオン性界面活性剤;ステアリルトリメチルアンモニウムクロリド,塩化ベヘニルトリメチルアンモニウム,塩化ステアリルジメチルベンジルアンモニウム,セチルトリメチルアンモニウムクロリド等のカオチン性界面活性剤;ラウリルベタイン,アルキルスルホベタイン,コカミドプロピルベタイン,アルキルジメチルアミノ酢酸ベタイン等のアルキルベタイン,アルキルイミダゾリン,ラウロイルサルコシンナトリウム,ココアンホ酢酸ナトリウム等の両性界面活性剤;更には,BYK−361,BYK−306,BYK−307(ビックケミージャパン社製),フロラードFC430(住友スリーエム社製),メガファックF171,R08(大日本インキ化学工業社製)等の界面活性剤が挙げられる。これらの界面活性剤は,何れかを単独で用いてもよいし,2種以上を併用することもできる。
収率69.5%,融点135〜140℃。
収率62.2%,融点81℃。
収率85.6%,融点56℃。
上記で得られたポリマーの重量平均分子量(MW)を,ゲル濾過クロマトグラフィー(GPC)を用いて測定した。得られた重量平均分子量(MW)は,21000であった。
上記で得られたポリマーの相転移温度を,示差走査熱量測定(DSC)を用いて測定したところ,45〜125℃であった。
上記で得られたポリマー5gを,THF95gに溶解し,光配向膜用組成物1とした。
上記で得られた光配向膜用組成物1を,石英ガラス基板上に,スピンコーターを用いて約100nmの厚みの薄膜になるように塗布し,乾燥した。得られた基板に,グランテーラープリズムを用いて直線偏光に変換した紫外線(10mW/cm2)を,基板に対し垂直方向から200秒照射し,基板上に光配向膜を製造した。
直線偏光照射により,チオベンゾエート(エステル)骨格の光解裂,ひいては光フリース転位が生じていることを確認するため,上記と同様にして直線偏光を照射した際の薄膜の変化を,顕微赤外分光法により観察した。結果は,図1のチャートに示すとおりである。
同図から明らかなとおり、直線偏光の照射により、その照射線量に応じて、1670cm-1付近の硫黄原子による吸収ピークが減少しており、チオベンゾエート骨格が光開裂を起こして一部消失したことが読み取れる。
一方、1700〜1730cm-1付近のケトンのカルボニル基による吸収ピークは、直線偏光の照射により、その照射線量に応じて、ケトンのカルボニル基による吸収ピークが増加しており、チオベンゾエートのカルボニル基が、光開裂や光フリース転位を経て、ケトンのカルボニル基に変換したことが読み取れる。
上記で得た,光配向膜が形成された基板2枚を,直線偏光紫外線を照射したときの偏光軸が平行になるように対向させて液晶セルを作製し,この液晶セルに,二色性色素Disperse Blue14(アルドリッチ社製)を分散させた液晶E7(メルクジャパン社製)を充填し,80℃まで加熱して液晶を等方相としたのち,室温まで冷却した。
偏光顕微鏡でこの液晶セルを観察したところ,液晶が,照射した直線偏光の偏光軸と垂直方向に配向していることが確認された。
上記6で得た,光配向膜が形成された基板2枚を,直線偏光紫外線を照射したときの偏光軸が直交するように対向させて液晶セルを作製し,この液晶セルに,液晶E7を充填し,TN型液晶セルを作製した。
このTN型液晶セルの両基板間へ電圧を印加することにより,該液晶セルが正しく駆動することが確認された。
上記4で得られたポリマー5gを,THF15gに溶解し,光学異方性フィルム用組成物1とした。
光学異方性フィルム用組成物1を,ガラス基板上に,スピンコーターを用いて,約1.2μmの厚みになるように塗布し,乾燥した。得られた基板に,グランテーラープリズムを用いて直線偏光に変換した紫外線(10mW/cm2)を,基板に対し垂直方向から200秒照射した。この基板を,80℃で20分間加熱したのち,室温まで冷却した。
基板上に形成した膜を,偏光顕微鏡で観察したところ,明暗が観察され,光学異方性フィルムが作製できていることが確認できた。作製した光学異方性フィルムの複屈折を,偏光解析装置OPTIPRO(シンテック株式会社製)を用いて測定したところ,Δn=0.11,Re=132nmの値を示し,位相差フィルムとして使用可能であることが確認された。
光学異方性フィルム用組成物1を,ガラス基板上に,スピンコーターを用いて,約200nmの厚みになるように塗布し,乾燥した。得られた基板に,グランテーラープリズムを用いて直線偏光に変換した紫外線(10mW/cm2)を,基板に対し垂直方向から、300秒および1200秒照射した。この基板を,80℃で20分間加熱したのち,室温まで冷却した。
直線偏光を照射する前のガラス基板上のフィルムを、比較のための「乾燥フィルム」とし、直線偏光を照射したガラス基板上のフィルムを、それぞれ照射量に応じて「照射フィルム1(300S)」および「照射フィルム2(1200S)」として、それぞれのフィルムについて、400nmの波長の光を用いて、透過率を測定した。結果は第1表記載のとおりである。
Claims (12)
- 一般式(I)
で示される繰り返し単位を有する光反応性ポリマーを含んでなる,光配向膜用組成物。 - 環Aの置換基及び環Bの置換基が,それぞれ独立に,アルキル基,アルコキシ基,シアノ基,ニトロ基及びハロゲン原子からなる群から選ばれる1又は2以上の基である,請求項1の光配向膜用組成物。
- Mが,アクリレート,メタクリレート,2−クロロアクリレート,2−フェニルアクリレート,アクリロイルフェニレン,アクリルアミド,メタクリアミド,2−クロロアクリルアミド,2−フェニルアクリルアミド,ビニルエーテル,スチレン誘導体,ビニルエステル,マレイン酸誘導体,フマル酸誘導体,シロキサン,エポキシドからなる群から選ばれる1又は2種以上のモノマー単位であり,
SPCRが,−(CH2)p−(但し,pは1〜12のいずれかの整数である。),1,2−プロピレン,1,3−ブチレン,シクロペンタン−1,2−ジイル,シクロペンタン−1,3−ジイル,シクロヘキサン−1,3−ジイル,シクロヘキサン−1,4−ジイル,ピペリジン−1,4−ジイル,ピペラジン−1,4−ジイル,1,2−フェニレン,1,3−フェニレン,1,4−フェニレンからなる群から選ばれるスペーサー単位であり,
環Aが,
で示されるいずれかの基であり,
環Bが,
で示されるいずれかの基である,請求項1の光配向膜用組成物。 - X1BとX4Bの少なくとも一方,X5BとX12Bの少なくとも一方,X13BとX24Bの少なくとも一方,X25BとX30Bの少なくとも一方,X31BとX38Bの少なくとも一方,及び,X39Bが水素原子である,請求項3の光配向膜用組成物。
- 一般式(I−a)
で示される繰り返し単位を有する光反応性ポリマーを含んでなる,光配向膜用組成物。 - X1BとX4Bの少なくとも一方が水素原子である,請求項5の光配向膜用組成物。
- 請求項1〜請求項6のいずれかの光配向膜用組成物を用いて基材表面に形成された,光配向膜。
- 請求項7の光配向膜を用いて形成された,光学異方性フィルム。
- 請求項7の光配向膜を用いて形成された,光学材料。
- 対向させた請求項7の光配向膜2枚の間に液晶性化合物を充填してなる,液晶セル。
- 一般式(I)
で示される繰り返し単位を有する光反応性ポリマーを含んでなる,光学異方性フィルム用組成物。 - 請求項11の光学異方性フィルム用組成物を用いて基材表面に形成された,光学異方性フィルム。
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