JP6042544B2

JP6042544B2 - 光配向性共重合体、これを用いた光学異方性フィルムおよびその製造方法

Info

Publication number: JP6042544B2
Application number: JP2015528405A
Authority: JP
Inventors: ダイ−スン・チェ; ドン−ウー・ヨ; スン−ホ・チュン; ヒョン−ビン・ジャン; ミ−ラ・ホン
Original assignee: エルジー・ケム・リミテッド
Priority date: 2012-08-27
Filing date: 2013-08-27
Publication date: 2016-12-14
Anticipated expiration: 2033-08-27
Also published as: JP2015527459A; KR101592430B1; TW201422650A; US9720136B2; CN104603167A; KR20140027888A; US20150219794A1; TWI519549B; CN104603167B

Description

本発明は、光配向性共重合体、これを用いた光学異方性フィルムおよびその製造方法に関する。より具体的に、本発明は、より優れた光学的異方性を示す光学異方性フィルムの形成を可能にする光配向性共重合体、これを含む光学異方性フィルム形成用組成物、これを用いた光学異方性フィルムおよび製造方法に関する。

最近、液晶ディスプレイの大型化に伴ってモバイルフォンやノートパソコンなどの個人用から漸次に壁掛けＴＶなどの家庭用へ用途が拡張することによって、液晶ディスプレイに対しては高画質、高品位化および広視野角が要求されている。特に薄膜トランジスターにより駆動される薄膜トランジスター液晶ディスプレイ（ＴＦＴ−ＬＣＤ）は、個々の画素を独立的に駆動させるため、液晶の応答速度が非常に優れて高画質の動画を具現することができ、漸次に応用範囲が拡張している。

このようなＴＦＴ−ＬＣＤで液晶が光スイッチとして用いられるためには、ディスプレイセルの最内側の薄膜トランジスタが形成された層の上に液晶が一定の方向に初期配向されなければならず、そのために配向膜が用いられている。特に、最近は、ＵＶのような光により液晶配向層を配向させる光配向方法の適用が幅広く検討されている。

通常、このような光配向のためには、液晶層下部に光配向性重合体を含む配向層を形成し、このような配向層に線偏光されたＵＶを照射して光反応を起こす。その結果、光配向性重合体の主鎖が一定の方向に配列するようになる光配向が起こり、このように光配向された配向層の影響で上部層に含まれている液晶が配向される。

しかし、以前に知られた液晶配向層の場合、光学的異方性や液晶配向性などが充分でない場合が多かった。

そこで、本発明は、より優れた光学異方性を示す光学異方性フィルムの形成を可能にする光配向性共重合体を提供することにその目的がある。
また、本発明は、前記光配向性共重合体を含むことによって、別途の液晶層を形成する必要なしに、優れた光学的異方性を示すフィルムなどの提供を可能にする光学異方性フィルム形成用組成物を提供することにその目的がある。

本発明はまた、前記組成物を用いて形成される光学異方性フィルムおよび製造方法を提供することにその目的がある。

本発明は、シンナメート系作用基、カルコン系作用基、アゾ系作用基またはクマリン系作用基の光反応性作用基を有する光配向性繰り返し単位と、下記の化学式２の繰り返し単位と、を含む光配向性共重合体を提供する：

前記化学式２中、
Ａは、それぞれ独立して、水素または炭素数１〜３のアルキルであり、
ＢおよびＢ’は、それぞれ独立して、カルボニル、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、−Ｏ−または−Ｓ−を表し、
Ｌは、単一結合、または置換もしくは非置換の炭素数１〜２０のアルキレンであり、
Ｓ１は、カルボニル、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、−Ｏ−または−Ｓ−を表し、
Ｒ１は、水素、置換もしくは非置換の炭素数１〜２０のアルキル、または置換もしくは非置換の炭素数６〜１５のアリールである。

本発明はまた、前記光配向性共重合体を含む光学異方性フィルム形成用組成物を提供する。このような組成物は、反応性メソゲンをさらに含むことができ、光硬化可能なバインダーおよび光開始剤をさらに含むこともできる。

また、本発明は、前記光学異方性フィルム形成用組成物にＵＶ偏光を照射して光配向性共重合体に結合された光反応性作用基の少なくとも一部を光配向させる段階；および少なくとも一部の光反応性作用基が光配向された組成物を熱処理して光学異方性を増加させる段階を含む光学異方性フィルムの製造方法を提供する。

本発明はまた、前記光学異方性フィルム形成用組成物の硬化物を含む光学異方性フィルムを提供する。

このような光学異方性フィルムは、液晶表示素子のような各種光学素子などに適用可能な液晶配向フィルム、光学フィルター、位相差フィルム、偏光子または偏光発光体としての機能を有することができる。

本発明によれば、化学式２の繰り返し単位などにより光学的異方性が増強してより優れた光学的異方性を示す光学異方性フィルムの提供を可能にする新規な光配向性共重合体が提供され得る。

また、このような光配向性共重合体と共に、選択的に反応性メソゲンを用いる場合、液晶層などを別途形成する必要なしに、単純化した工程で優れた液晶配向性および光学的異方性を示す光学異方性フィルムなどを提供できるようになる。

図１は、製造例４で得られた光配向性繰り返し単位を得るためのモノマー化合物のＮＭＲデータを示す。

以下、発明の実施形態に係る光配向性共重合体、これを用いた光学異方性フィルムおよびその製造方法などについて説明する。

本明細書で使用される種々の用語は特別に別の意味が説明されない限り、次のような意味と定義され得る。

ある物質、重合体または作用基などが「光配向性」または「光反応性」を示すことができるということは、直線偏光、例えば、線偏光されたＵＶを照射する場合、当該物質、重合体または作用基（光反応性作用基）などが偏光方向に応じた所定方向に展開または配列可能であり、液晶化合物の整列または配向を誘発し得ることを意味する。

「反応性メソゲン（ｒｅａｃｔｉｖｅｍｅｓｏｇｅｎ、ＲＭ）」とは、分子中に重合、架橋または硬化可能な不飽和基を含んでＵＶ照射など光照射により重合、架橋または硬化可能であり、一つ以上のメソゲン基を含み、液晶相挙動を示す物質を称すことができる。前記メソゲン基は以前から知られた液晶化合物に含まれる任意のメソゲン系作用基になることができ、その範囲および種類は当業者に広く知られている。

「（光）硬化物」または「（光）硬化」されたということは、化学構造中に硬化または架橋可能な不飽和基を有する構成成分が全部硬化、架橋または重合された場合だけでなく、その一部が硬化、架橋または重合された場合まで包括することができる。

光学異方性フィルム形成用組成物またはその硬化物が「単一層」で形成されたということは、前記組成物と同種の構成成分を含む他の層が基材上に存在しないことを称すことができる。例えば、光配向性（共）重合体および反応性メソゲンなどの液晶化合物を含む組成物またはその硬化物が「単一層」で形成されたいうことは、同種の光配向性物質または液晶性物質（反応性メソゲンまたはその他液晶性物質）を含む他の層が基材上に存在せず、当該単一層内にだけ当該光配向性（共）重合体および反応性メソゲンなどの液晶化合物が含まれることを意味し得る。ただし、基材上に異種の構成成分を含む他の層が存在し得るのはもちろんである。

一方、発明の一実施形態によれば、シンナメート系作用基、カルコン系作用基、アゾ系作用基またはクマリン系作用基の光反応性作用基を有する光配向性繰り返し単位と、
下記の化学式２の繰り返し単位と、を含む光配向性共重合体が提供される：

前記一実施形態の光配向性共重合体は、シンナメート系作用基など所定の光反応性作用基が末端に結合された光配向性繰り返し単位と、フェニレン基を含む液晶性作用基が末端に結合された化学式２の繰り返し単位とを共に含む構造を有するものである。

このような光配向性共重合体は、前記光配向性繰り返し単位が優れた光反応性を示すものと知られたシンナメート系作用基など所定の光反応性作用基を含むことによって、線偏光されたＵＶに対して優れた光反応性および光配向性を示すことができる。

これに加えて、前記光配向性共重合体において、化学式２の繰り返し単位に含まれている液晶性作用基は、熱を加えれば前記光反応または光配向された光反応性作用基と相互作用して光学的異方性を大きく増加させることができると確認された。その結果、前記光配向性共重合体を用いた液晶の配向がより円滑に起こるようにできる。

したがって、一実施形態の光配向性共重合体を用い、線偏光されたＵＶ照射後に熱処理する方法により光学異方性フィルムを形成する場合、光配向性および光学的異方性が以前に知られたものより大きく向上した光学異方性フィルムの形成が可能になる。また、このような光学異方性フィルムを用いてより向上した液晶配向性が示されるようにできる。

付加して、以下でより詳細に説明するが、一実施形態の光配向性共重合体と、反応性メソゲンを混合して組成物を形成し、これを用いて光学異方性フィルムを形成する場合、前記光配向性共重合体の光配向および光学的異方性の増加が起こりながら、このように光配向された共重合体の影響で反応性メソゲンが液晶配向され得ることが確認された。したがって、一実施形態の光配向性共重合体と共に反応性メソゲンを含む組成物などを用いる場合、別途の配向層および液晶層の２層を形成することなく、光配向を用いた液晶配向を行うことができる。

したがって、一実施形態の共重合体を用いれば、より優れた光学的異方性を示す光学異方性フィルムの形成が可能になり、ひいては、別途の液晶層などを形成する必要なしに単純化した工程で優れた液晶配向性および光学的異方性を示すフィルムなどを提供できるようになる。

一方、前記一実施形態の光配向性共重合体において、前記光反応性作用基は、下記の化学式１ａのシンナメート系作用基、下記の化学式１ｂのクマリン系作用基、下記の化学式１ｃのアゾ系作用基および下記の化学式１ｄのカルコン系作用基からなる群より選択される１種以上の作用基になることができる：

前記化学式１ａ〜１ｄ中、
ｎ１は、０〜４の整数であり、ｎ２は、０〜５の整数であり、
Ｂは、単純結合；置換もしくは非置換の炭素数１〜２０のアルキレン；カルボニル；カルボキシ；エステル；置換もしくは非置換の炭素数１〜１０のアルコキシレン；置換もしくは非置換の炭素数６〜４０のアリーレン；および置換もしくは非置換の炭素数６〜４０のヘテロアリーレンからなる群より選択され、
Ｅは、単純結合；−Ｏ−；置換もしくは非置換の炭素数１〜２０のアルキレン；または置換もしくは非置換の炭素数６〜４０のアリーレンオキシドであり、
Ｘは、酸素または硫黄であり、
ＹおよびＺは、それぞれ独立して、水素；または置換もしくは非置換の炭素数１〜２０のアルキルであり、
Ｐは、単純結合；置換もしくは非置換の炭素数１〜２０のアルキレン；カルボニル；置換もしくは非置換の炭素数２〜２０のアルケニレン；置換もしくは非置換の炭素数３〜１２のシクロアルキレン；置換もしくは非置換の炭素数６〜４０のアリーレン；置換もしくは非置換の炭素数７〜１５のアラルキレン；置換もしくは非置換の炭素数２〜２０のアルキニレン；および置換もしくは非置換の炭素数４〜８のシクロアルキレンからなる群より選択され、
Ｒ_１０、Ｒ_１１、Ｒ_１２、Ｒ_１３およびＲ_１４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；ハロゲン；置換もしくは非置換の炭素数１〜２０のアルキル；置換もしくは非置換の炭素数４〜８のシクロアルキル；置換もしくは非置換の炭素数１〜２０のアルコキシ；置換もしくは非置換の炭素数６〜３０のアリールオキシ；置換もしくは非置換の炭素数６〜４０のアリール；１４族、１５族または１６族のヘテロ元素を含む炭素数６〜４０のヘテロアリール；置換もしくは非置換の炭素数６〜４０のアルコキシアリール；シアノ；ニトリル；ニトロ；およびヒドロキシからなる群より選択され、
Ｒ_１５は、１個または２個の置換基であって、それぞれ独立して、水素；ハロゲン；シアノ；置換もしくは非置換の炭素数１〜２０のアルキル；置換もしくは非置換の炭素数１〜２０のアルコキシ；置換もしくは非置換の炭素数６〜３０のアリールオキシ；置換もしくは非置換の炭素数６〜４０のアリール；１４族、１５族または１６族のヘテロ元素を含む炭素数６〜４０のヘテロアリール；および置換もしくは非置換の炭素数６〜４０のアルコキシアリールからなる群より選択される。

前記光反応性作用基が前記化学式１ａ〜１ｄより選択される特定の構造を有することによって、前記光配向性繰り返し単位およびこれを含む光配向性共重合体の光反応性や光配向性がより向上することができる。

より具体的に、上述した化学式１ａ〜１ｄより選択される特定の光反応性作用基を有する光配向性繰り返し単位は、下記の化学式１の繰り返し単位を含むことができる：

前記化学式１中、
Ａは、それぞれ独立して、水素または炭素数１〜３のアルキルであり、
Ｌ’は、単一結合、カルボニル、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、−Ｏ−、−Ｓ−、置換もしくは非置換の炭素数１〜２０のアルキレンおよび置換もしくは非置換の炭素数６〜４０のアリーレンからなる群より選択された二価連結基の一つ以上が組み合わされたスペーサ基であり、
Ｗは、前記化学式１ａ〜１ｄからなる群より選択された光反応性作用基である。

前記化学式１の光配向性繰り返し単位では、既述したシンナメート系作用基など所定の光反応性作用基が所定のスペーサ基を媒介として末端に結合された構造を有する。これによって、このような光配向性繰り返し単位は、例えば、化学式２の繰り返し単位のような互いに隣接した異なる繰り返し単位や異なる作用基などの妨害を受けずに前記光反応性作用基がより円滑に光反応を起こすことができる。その結果、これを含む一実施形態の光配向性共重合体は、優れた光反応性、光反応速度および光配向性を示すことができ、これを用いてより向上した光学的異方性を示す光学異方性フィルムの形成が可能になる。

一方、前記化学式１の繰り返し単位において、前記Ｌ’のスペーサ基は、単一結合またはカルボニル、置換もしくは非置換の炭素数１〜２０のアルキレン、および置換もしくは非置換の炭素数６〜４０のアリーレンが−Ｏ−を媒介として順次連結された構造を有することができる。より具体的に、前記Ｌ’のスペーサ基は、「（単一結合またはカルボニル）−Ｏ−（置換もしくは非置換の炭素数１〜２０のアルキレン）−Ｏ−（置換もしくは非置換の炭素数６〜４０のアリーレン）−」の連結構造を有することができる。

このようなスペーサ基の連結構造によって、前記スペーサ基の末端に結合された光反応性作用基がより円滑に光反応を起こすことができ、前記光配向性共重合体がより向上した光反応性、光反応速度および光配向性を示すことができる。

また、前記化学式１のスペーサ基に含まれている「置換もしくは非置換の炭素数６〜４０のアリーレン」は、非置換された炭素数６〜４０のアリーレン、例えば、フェニレンになることもできるが、このようなアリーレンに一つ以上の他の作用基が置換されることもできる。この時、置換可能な作用基の例としては、炭素数１〜６のアルキル、炭素数１〜６のハロゲン（例えば、フッ素）化アルキル、ハロゲン（例えば、フッ素）、炭素数１〜６のアルコキシ、炭素数１〜６のハロゲン（例えば、フッ素）化アルコキシ、炭素数１〜６のアルキルエステル、炭素数１〜６のハロゲン（例えば、フッ素）化アルキルエステル、炭素数１〜６のアルキレートまたは炭素数１〜６のハロゲン（例えば、フッ素）化アルキレートなどが挙げられ、これらの中で選択された２種以上が共に置換されることもできることはもちろんである。

特に、フッ素などのハロゲンを含む作用基が置換されることによって、前記一実施形態の光配向性共重合体がより優れた光反応性および光配向性を示すことができる。

また、一実施形態の光配向性共重合体の化学式１の光配向性繰り返し単位において、前記１４族、１５族または１６族のヘテロ元素が含まれている炭素数６〜４０のヘテロアリール、または炭素数６〜４０のアリールは、下記の作用基からなる群より選択された１種以上になることができるが、これに限定されない：

前記化学式中、Ｒ’_１０、Ｒ’_１１、Ｒ’_１２、Ｒ’_１３、Ｒ’_１４、Ｒ’_１５、Ｒ’_１６、Ｒ’_１７、およびＲ’_１８のうちの少なくとも一つは、置換もしくは非置換の炭素数１〜２０のアルコキシであるか、または置換もしくは非置換の炭素数６〜３０のアリールオキシであり、残りは、互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立して、水素、置換もしくは非置換の炭素数１〜２０のアルキル、置換もしくは非置換の炭素数１〜２０のアルコキシ、置換もしくは非置換の炭素数６〜３０のアリールオキシ、または置換もしくは非置換の炭素数６〜４０のアリールである。

一方、上述した一実施形態の光配向性共重合体において、前記化学式２の繰り返し単位のスペーサ基は、Ｂは、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−であり、Ｌは、置換もしくは非置換の炭素数１〜２０のアルキレンであり、Ｂ’は、−Ｏ−である構造を有することができる。より具体的に、前記−Ｂ−Ｌ−Ｂ’−のスペーサ基は、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、置換もしくは非置換の炭素数１〜２０のアルキレン、そして−Ｏ−が順次連結された構造を有することができる。具体的な一例において、前記スペーサ基は、「−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−（置換もしくは非置換の炭素数１〜２０のアルキレン）−Ｏ−」の連結構造を有することができる。

このようなスペーサ基の連結構造によって、前記スペーサ基の末端に結合された液晶性作用基が光反応性作用基の光反応を阻害しないながらも、熱を加えれば前記光反応または光配向された光反応性作用基とより円滑に相互作用して光学的異方性をより大きく増加させることができる。

そして、前記化学式２の繰り返し単位において、前記フェニレンに結合されたＳ１は、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−であり、Ｒ１は、置換もしくは非置換の炭素数１〜２０のアルキルになることがより適切である。このような作用基が液晶性作用基の末端に結合されることによって、前記液晶性作用基が熱を加えれば前記光反応または光配向された光反応性作用基とより円滑に相互作用して光学的異方性をより大きく増加させることができる。
上述した光配向性共重合体は、光配向性繰り返し単位および化学式２の繰り返し単位をそれぞれ１種ずつだけ含むこともできるが、これらの繰り返し単位をそれぞれ２種以上含むこともでき、上述した各繰り返し単位以外に光配向性高分子に含むことが可能であると知られた他の繰り返し単位をさらに含むこともできる。

ただし、前記光配向性共重合体がより優れた光学的異方性を示すフィルムなどを提供することができるように、前記光配向性共重合体は、光配向性繰り返し単位および化学式２の繰り返し単位を合わせて全体共重合体の約５０モル％以上、あるいは約７０モル％以上、あるいは約８０モル％以上、あるいは約９０モル％以上含むことができる。また、前記光配向性共重合体は、前記光配向性繰り返し単位および化学式２の繰り返し単位を前記光配向性繰り返し単位：化学式２の繰り返し単位＝約１０：９０〜９９：１のモル比、あるいは約３０：７０〜９０：１０のモル比、あるいは約５０：５０〜８０：２０のモル比で含むことができる。これによって、前記光配向性共重合体がより優れた光反応性および光配向性を示しながらも、化学式２の繰り返し単位の作用により前記共重合体およびこれを含むフィルムなどの光学的異方性がより効果的に増強され得る。

また、前記光配向性共重合体の優れた光反応性、光配向性および基材に対する塗布性などを考慮して、前記光配向性共重合体は、約２０，０００〜１，０００，０００、あるいは約５０，０００〜７００，０００、あるいは約１００，０００〜５００，０００の重量平均分子量を有することができる。

一方、上述した光配向性共重合体の構造および後述する反応性メソゲンの構造などを説明する本明細書全体において、各置換基は次のとおり定義され得る：

まず、「アルキル」は、１〜２０個、好ましくは１〜１０個、より好ましくは１〜６個の炭素原子の線状または分岐状の飽和一価炭化水素部位を意味する。アルキル基は、非置換されたものだけでなく、後述する一定の置換基によりさらに置換されたものも包括して称すことができる。アルキル基の例として、メチル、エチル、プロピル、２−プロピル、ｎ−ブチル、イソ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ドデシル、フルオロメチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、クロロメチル、ジクロロメチル、トリクロロメチル、ヨードメチル、ブロモメチルなどが挙げられる。

「アルケニル」は、１以上の炭素−炭素二重結合を含む２〜２０個、好ましくは２〜１０個、より好ましくは２〜６個の炭素原子の線状または分岐状の一価炭化水素部位を意味する。アルケニル基は、炭素−炭素二重結合を含む炭素原子を通じて、または飽和された炭素原子を通じて結合され得る。アルケニル基は、非置換されたものだけでなく、後述する一定の置換基によりさらに置換されたものも包括して称すことができる。アルケニル基の例として、エテニル、１−プロフェニル、２−プロフェニル、２−ブテニル、３−ブテニル、ペンテニル、５−ヘキセニル、ドデセニルなどが挙げられる。

「シクロアルキル」は、３〜１２個の環炭素の飽和または不飽和の非芳香族一価モノシクリック、バイシクリックまたはトリシクリック炭化水素部位を意味し、後述する一定の置換基によりさらに置換されたものも包括して称すことができる。例えば、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロペンテニル、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、シクロヘプチル、シクロオクチル、デカヒドロナフタレニル、アダマンチル、ノルボルニル（つまり、バイシクロ［２，２，１］ヘプト−５−エニル）などが挙げられる。

「アリール」は、６〜４０個、好ましくは６〜１２個の環原子を有する一価モノシクリック、バイシクリックまたはトリシクリック芳香族炭化水素部位を意味し、後述する一定の置換基によりさらに置換されたものも包括して称すことができる。アリール基の例として、フェニル、ナフタレニルおよびフルオレニルなどが挙げられる。

「アルコキシアリール」は、前記定義されたアリール基の水素原子１個以上がアルコキシ基で置換されているものを意味する。アルコキシアリール基の例として、メトキシフェニル、エトキシフェニル、プロポキシフェニル、ブトキシフェニル、ペントキシフェニル、ヘキトキシフェニル、ヘプトキシ、オキトキシ、ナノキシ、メトキシビフェニル、メトキシナフタレニル、メトキシフルオレニルあるいはメトキシアントラセニルなどが挙げられる。

「アラルキル」は、前記定義されたアルキル基の水素原子１個以上がアリール基で置換されているものを意味し、後述する一定の置換基によりさらに置換されたものも包括して称すことができる。例えば、ベンジル、ベンズヒドリルおよびトリチルなどが挙げられる。

「アルキニル」は、１以上の炭素−炭素三重結合を含む２〜２０個の炭素原子、好ましくは２〜１０個、より好ましくは２〜６個の線状または分岐状の一価炭化水素部位を意味する。アルキニル基は、炭素−炭素三重結合を含む炭素原子を通じて、または飽和された炭素原子を通じて結合され得る。アルキニル基は、後述する一定の置換基によりさらに置換されたものも包括して称すことができる。例えば、エチニルおよびプロピニルなどが挙げられる。

「アルキレン」は、１〜２０個、好ましくは１〜１０個、より好ましくは１〜６個の炭素原子の線状または分岐状の飽和された二価炭化水素部位を意味する。アルキレン基は、後述する一定の置換基によりさらに置換されたものも包括して称すことができる。アルキレン基の例として、メチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、へキシレンなどが挙げられる。

「アルケニレン」は、１以上の炭素−炭素二重結合を含む２〜２０個、好ましくは２〜１０個、より好ましくは２〜６個の炭素原子の線状または分岐状の二価炭化水素部位を意味する。アルケニレン基は、炭素−炭素二重結合を含む炭素原子を通じて、および／または飽和された炭素原子を通じて結合され得る。アルケニレン基は、後述する一定の置換基によりさらに置換されたものも包括して称すことができる。

「シクロアルキレン」は、３〜１２個の環炭素の飽和または不飽和の非芳香族二価モノシクリック、バイシクリックまたはトリシクリック炭化水素部位を意味し、後述する一定の置換基によりさらに置換されたものも包括して称すことができる。例えば、シクロプロピレン、シクロブチレンなどが挙げられる。

「アリーレン」は、６〜２０個、好ましくは６〜１２個の環原子を有する二価モノシクリック、バイシクリックまたはトリシクリック芳香族炭化水素部位を意味し、後述する一定の置換基によりさらに置換されたものも包括して称すことができる。芳香族部分は炭素原子だけを含む。アリーレン基の例としてはフェニレンなどが挙げられる。

「アラルキレン」は、前記定義されたアルキル基の水素原子１個以上がアリール基で置換されている二価部位を意味し、後述する一定の置換基によりさらに置換されたものも包括して称すことができる。例えば、ベンジレンなどが挙げられる。

「アルキニレン」は、１以上の炭素−炭素三重結合を含む２〜２０個の炭素原子、好ましくは２〜１０個、より好ましくは２〜６個の線状または分岐状の二価炭化水素部位を意味する。アルキニレン基は、炭素−炭素三重結合を含む炭素原子を通じて、または飽和された炭素原子を通じて結合され得る。アルキニレン基は、後述する一定の置換基によりさらに置換されたものも包括して称すことができる。例えば、エチニレンまたはプロピニレンなどが挙げられる。

以上で説明した置換基が「置換もしくは非置換」されたということは、これらの各置換基自体だけでなく、一定の置換基によりさらに置換されたものも包括されることを意味する。本明細書で、他の特別な説明がない限り、各置換基にさらに置換可能な置換基の例としては、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、ハロアルケニル、ハロアルキニル、アリール、ハロアリール、アラルキル、ハロアラルキル、アルコキシ、ハロアルコキシ、カルボニルオキシ、ハロカルボニルオキシ、アリールオキシ、ハロアリールオキシ、シリルまたはシロキシなどが挙げられる。

上述した光配向性共重合体は、光配向性繰り返し単位、例えば、化学式１の繰り返し単位と、化学式２の繰り返し単位にそれぞれ対応するアクリレート系モノマーまたはビニルアルコール系モノマーなどを通常の条件により自由ラジカル重合することによって、各モノマーのビニル基を連結して製造することができる。このような自由ラジカル重合反応の条件および方法は当業者によく知られているため、これに関する追加的な説明は省略する。

一方、発明の他の実施形態によれば、上述した一実施形態の光配向性共重合体を含む光学異方性フィルム形成用組成物が提供される。このような他の実施形態の組成物は、上述した一実施形態の共重合体の作用によって、より向上した光配向性および光学的異方性を示す光学異方性フィルムの提供を可能にする。

また、前記他の実施形態の組成物は、前記光配向性共重合体以外にも、反応性メソゲンをさらに含むことができる。このような反応性メソゲンは、液晶相挙動を示すメソゲン基と、少なくとも一側末端に光重合、光架橋または光硬化が可能な不飽和作用基、例えば、ビニル基、（メト）アクリル基またはエポキシ基などを有する化合物と定義され、このような定義を満たす任意の化合物を反応性メソゲンとして他の実施形態の組成物に含めることができる。

他の実施形態の組成物を用いて光学異方性フィルムを形成する過程において、このような組成物に線偏光されたＵＶが照射されると、上述した光配向性共重合体の光反応性作用基が光反応および光配向を起こすことができ、以降、熱処理が行われると化学式２の繰り返し単位の影響により光学的異方性が大きく増強し得ることは既述したとおりである。ところで、他の実施形態の組成物に反応性メソゲンが含まれる場合、前記光配向性共重合体が光配向されたり、熱処理により光学的異方性が増強する過程で、前記光配向性共重合体の影響を受けて反応性メソゲンが漸進的に液晶配向され得る。

その結果、別途の液晶層を形成することなく、前記光配向性共重合体を用いて液晶を配向させるための別途の工程などを行うことなく、光配向を用いた液晶配向を行うことができる。したがって、より単純化した工程で優れた液晶配向性および光学的異方性を示す光学異方性フィルムなどの提供が可能になる。

付加して、このような反応性メソゲンの液晶配向は、後述するバインダーから形成されたバインダー樹脂の架橋構造により安定化することができる。これによって、他の実施形態の組成物から、優れた液晶配向性および配向安定性を示す光学異方性フィルムなどの提供も可能になる。

上述した反応性メソゲンとしては、上述した光配向性共重合体との優れた相互作用およびより向上した液晶配向性などを考慮して、下記の化学式３または４の化合物やこれらの混合物を用いることができる。その他にも、これらの化学式３または４の化合物に由来するメソゲン基を含む多様な反応性メソゲンを用いたり、その他以前から知られた多様な反応性メソゲンを用いることもできる。また、前記反応性メソゲンは、ネマチック相、コレステリック相または強誘電性相などの多様な液晶相挙動を示すことができる：

前記化学式３および４中、Ｌ_１、Ｌ_２は、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、置換もしくは非置換の炭素数１〜２０のアルキル、置換もしくは非置換の炭素数１〜８のアルキルエステル、置換もしくは非置換の炭素数１〜８のアルキルエーテル、および置換もしくは非置換の炭素数１〜８のアルキルケトンからなる群より選択され、Ｂ_１、Ｂ_２は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数６〜２０のアリーレン、または置換もしくは非置換の炭素数４〜８のシクロアルキレンであり、Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ独立して、（メト）アクリル基またはエポキシ基であり、Ｘ_１は、フッ素置換もしくは非置換の炭素数１〜７のアルキル、フッ素置換もしくは非置換の炭素数１〜７のアルコキシ、フッ素置換もしくは非置換の炭素数２〜７のアルケニル、フッ素置換もしくは非置換の炭素数２〜７のアルケニルオキシ、およびフッ素置換もしくは非置換の炭素数１〜７のアルコキシアルキルからなる群より選択され、Ｚ_１、Ｚ_２、Ｚ_３、Ｚ_４は、それぞれ独立して、単純結合、Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−または−ＯＣ（Ｏ）Ｏ−である。

一方、他の実施形態の光学異方性フィルム形成用組成物は、上述した光配向性共重合体および反応性メソゲンと共に光硬化可能なバインダーを含むことができる。このようなバインダーは、光硬化により網状架橋構造を有するバインダー樹脂を形成して、光配向性共重合体および／または反応性メソゲンの配向性を安定化することができる。

前記バインダーとしては、ＵＶなどの光照射により硬化可能な任意の重合性化合物、オリゴマーまたは重合体を特別な制限なく用いることができる。ただし、適切な重合、硬化または架橋構造の側面で、（メタ）アクリレート系化合物、例えば、二官能以上のアクリレート基を有する多官能（メタ）アクリレート系化合物を用いることができる。

このようなバインダーの具体的な例としては、ペンタエリトリトールトリアクリレート（ｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｒｉｔｏｌｔｒｉａｃｒｙｌａｔｅ）、トリ（２−アクリロイルオキシエチル）イソシアヌレート（ｔｒｉｓ（２−ａｃｒｙｌｏｌｙｌｏｘｙｅｔｈｙｌ）ｉｓｏｃｙｎｕｒａｔｅ）、トリメチロールプロパントリアクリレート（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｏｌｐｒｏｐａｎｅｔｒｉａｃｒｙｌａｔｅ）またはジペンタエリトリトールヘキサアクリレート（ｄｉｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｒｉｔｏｌｈｅｘａａｃｒｙｌａｔｅ）などが挙げられ、これらの中で選択された２種以上を共に用いることもできる。

上述した他の実施形態の組成物は、上述した各構成成分以外にも光開始剤をさらに含むことができる。このような光開始剤は、バインダーの光硬化を開始および促進すると知られた任意の開始剤になることができ、例えば、商品名Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７または８１９などと知られた開始剤を用いることができる。

また、前記他の実施形態の光学異方性フィルム形成用組成物は、上述した各成分を溶解するために、有機溶媒をさらに含むことができる。このような有機溶媒の例としては、トルエン（ｔｏｌｕｅｎｅ）、キシレン（ｘｙｌｅｎｅ）、アニソール（ａｎｉｓｏｌｅ）、クロロベンゼン（ｃｈｌｏｒｏｂｅｎｚｅｎｅ）、ジクロロメタン（ｄｉｃｈｌｏｒｏｍｅｔｈａｎｅ）、酢酸エチル（ｅｔｈｙｌａｃｅｔａｔｅ）、ジクロロエタン（ｄｉｃｈｌｏｒｏｅｔｈａｎｅ）、シクロヘキサノン（ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｏｎｅ）、シクロペンタノン（ｃｙｃｌｏｐｅｎｔａｎｏｎｅ）またはプロピレングリコールメチルエーテルアセテート（ｐｒｏｐｙｌｅｎｅｇｌｙｃｏｌｍｅｔｈｙｌｅｔｈｅｒａｃｅｔａｔｅ）などが挙げられ、これらの中で選択された２種以上の混合溶媒を用いることもできる。その他にも、各成分の種類に応じてこれらを効果的に溶解して基材上に塗布可能な任意の溶媒を用いることができる。

上述した他の実施形態の組成物は、総固形分重量を基準に、光配向性共重合体の約１〜５０重量％、反応性メソゲンの約１０〜９０重量％、光硬化可能なバインダーの約１〜５０重量％、および光開始剤約０．１〜５重量％を含むことができる。この時、固形分の重量とは、前記他の実施形態の組成物の構成成分の中で、有機溶媒を除いた残りの成分の重量合計を意味し得る。

また、前記他の実施形態の組成物内の固形分含量は、約１０〜８０重量％になることができる。したがって、前記組成物が好ましい塗布特性を示すことができる。より具体的に、前記組成物からフィルム形態でキャスティングしようとする場合、前記固形分含量は約１５〜８０重量％になることができ、薄膜で形成しようとする場合、前記固形分含量は約１０〜４０重量％になることができる。

一方、発明のさらに他の実施形態によれば、上述した他の実施形態の組成物を用いた光学異方性フィルムの製造方法が提供される。このような方法は上述した他の実施形態の光学異方性フィルム形成用組成物にＵＶ偏光、例えば、線偏光されたＵＶを照射して光配向性共重合体に結合された光反応性作用基（例えば、化学式１などの光配向性繰り返し単位の結合された光反応性作用基など）の少なくとも一部を光配向させる段階；および少なくとも一部の光反応性作用基が光配向された組成物を熱処理して光学異方性を増加させる段階を含むことができる。

このような製造方法において、ＵＶ偏光の照射下に光配向段階を行うようになると、前記光配向性共重合体の光反応性作用基の少なくとも一部が異性化（ｉｓｏｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）または二量化（ｄｉｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）のような光反応を起こして一定の方向に配列されながら光配向が行われ得る。以降、前記熱処理段階を行うようになると、上述した化学式２の繰り返し単位の影響により光学的異方性が大きく増強し、その結果、以前に知られたものより非常に優れた光配向性および光学的異方性を示す光学異方性フィルムが製造され得る。

付加して、前記光配向性共重合体と共に反応性メソゲンを含む組成物を用いて光学異方性フィルムを得る場合、前記少なくとも一部の光反応性作用基が光配向され、光学異方性が増強した共重合体の影響により反応性メソゲンが前記共重合体の配向を採択して液晶配向され得る。このような反応性メソゲンの液晶配向は、前記光配向段階および熱処理による光学的異方性の増強段階にかけて漸進的に行われ得る。これによって、液晶層を別途に形成せずに、単一層の形成だけでも、非常に容易且つ単純化した工程を通じて、優れた光学異方性および液晶配向性を示す光学異方性フィルムの提供が可能になる。

一方、前記光配向段階では、前記光学異方性フィルム形成用組成物に波長範囲が約１５０〜４５０ｎｍ領域のＵＶ偏光を照射することができる。ただし、光配向性共重合体の具体的な構造や光反応性作用基の種類などに応じて、ＵＶ偏光の波長範囲を調節することができる。そして、ＵＶの照射強さは、光配向性共重合体やこれに結合された光反応性作用基の具体的な種類などに応じて変わり得るが、約５０ｍＪ／ｃｍ^２〜１０Ｊ／ｃｍ^２のエネルギー、好ましくは約５００ｍＪ／ｃｍ^２〜５Ｊ／ｃｍ^２のエネルギーになることができる。

前記ＵＶは、(1) 石英ガラス、ソダライムガラス、ソダライムフリーガラスなどの透明基材表面に誘電異方性の物質がコーティングされた基材を用いた偏光装置、(2) 微細にアルミニウムまたは金属ワイヤーが蒸着された偏光板、または(3) 石英ガラスの反射によるブルースター偏光装置などを通過または反射させる方法で偏光処理され、このように偏光処理されたＵＶが組成物に照射され得る。ＵＶ偏光は基材面に垂直に照射されることもできるが、特定の入射角で傾斜照射されることもできる。

また、前記ＵＶ照射時の基材温度は常温に近辺の温度になることができるが、場合によっては約１００℃以下の温度範囲内で加熱された状態でＵＶが調査されることもできる。

一方、前記光配向段階後に進行される熱処理を通じた光学異方性の増加段階は、例えば、約１００〜３００℃で、約１〜３０分間行うことができる。このような熱処理工程を通じて、光配向された共重合体の光学異方性を効果的に増加させ、より優れた光学的異方性を示すフィルムなどの提供が可能になる。

一方、前記光配向段階のＵＶ偏光照射下、前記光学異方性フィルム形成用組成物に含まれているバインダーおよび／または反応性メソゲンの光硬化が共に行われることもできる。この場合、単一の光配向段階および熱処理段階の進行で、硬化した形態の光学異方性フィルムが製造され得る。ただし、より効果的な光硬化のために、前記熱処理段階後、前記組成物にＵＶを照射して光硬化可能なバインダーおよび／または反応性メソゲンを光硬化させる段階をさらに行うこともできる。

このような光硬化が行われると、網状架橋構造を有するバインダー樹脂、例えば、多官能（メタ）アクリレート系化合物が光硬化（架橋）された形態である（メタ）アクリレート系架橋重合体が形成され、反応性メソゲンの硬化可能な不飽和基の少なくとも一部が光硬化された硬化物が形成され得る。これによって、前記バインダー樹脂の架橋構造などにより、光配向性共重合体および／または反応性メソゲンの配向性が安定化することができる。

一方、上述した製造方法において、前記光学異方性フィルム形成用組成物は、基材上に塗布され、乾燥された後、前記ＵＶ偏光による光配向が行われ得る。この時、前記塗布方法は、光配向性共重合体、反応性メソゲンまたは基材の種類に応じて適切に決定され得る。例えば、前記塗布方法は、ロールコーティング法、スピンコーティング法、印刷法、インクジェット噴射法またはスリットノズル法などになることができる。

追加的に、基材に対する接着性をより向上させるために、官能性シラン含有化合物、官能性フルオロ含有化合物または官能性チタン含有化合物を予め基材に塗布することもできる。

そして、有機溶媒の除去のための乾燥段階では、塗膜を加熱したり、真空蒸発法などにより乾燥を行って溶媒を除去することができる。このような乾燥段階は約５０〜２５０℃で約１〜２０分間行うことができる。

一方、発明のさらに他の実施形態によれば、基材上に形成された上述した光学異方性フィルム形成用組成物の硬化物を含む光学異方性フィルムが提供される。このような光学異方性フィルムは、同種の光配向性共重合体および／または反応性メソゲンなどの液晶性物質を含む別途の層、例えば、別途の液晶層などを含まずに、前記硬化物の単一層だけを含むことができる。

このような光学異方性フィルムは、例えば、発明の他の実施形態の製造方法により得られるものであって、上述した光配向性共重合体と、選択的に、反応性メソゲン、光硬化可能なバインダーおよび光開始剤などを含む組成物を塗布し、光配向段階、熱処理段階および選択的に光硬化段階を行って得られる。これによって、上述した単一層形態の光学異方性フィルムが提供され得るが、このようなフィルムは非常に単純化した工程を通じて得られながらも、優れた光学異方性などを示すことができる。

このような光学異方性フィルムにおいて、前記硬化物は、少なくとも一部の光反応性作用基が光配向された光配向性重合体を含むことができ、選択的に前記光配向された光反応性作用基により液晶配向された反応性メソゲンの硬化物および／または（メタ）アクリレート系架橋重合体を含むバインダー樹脂をさらに含むことができる。

この時、前記反応性メソゲンが液晶配向された程度は、直交交差した偏光の間の輝度で確認することができる。例えば、直交された偏光板の間に４５°に前記光学異方性フィルムを置いた時、光漏れが小さく、輝度が約２０ｃｄ／ｃｍ^２以下、あるいは約１０ｃｄ／ｃｍ^２以下に得られる場合、液晶配向の程度が良好であると見ることができる。

上述した光学異方性フィルムは、液晶表示素子のような光学照射などに適用可能な液晶配向フィルム、光学フィルター、位相差フィルム、偏光子または偏光発光体などの機能を有することができる。

以下、本発明の理解のために好適な実施例を提示する。しかし、下記の実施例は、本発明をより容易に理解するために提供させるものに過ぎず、これによって本発明の内容が限定されるのではない。

［製造例１］：ｍｅｔｈｙｌ４−（（６−（ａｃｒｙｌｏｙｌｏｘｙ）ｈｅｘｙｌ）ｏｘｙ）ｂｅｎｚｏａｔｅの製造（化学式２の繰り返し単位を得るためのアクリレート系モノマー化合物の製造）

Ｍｅｔｈｙｌ４−ｈｙｄｒｏｘｙｂｅｎｚｏａｔｅ６．０８ｇ（４０ｍｍｏｌ）を２−ｂｕｔａｎｏｎｅ５０ｍｌに溶かした後、Ｋ_２ＣＯ_３８．２９ｇ（６０ｍｍｏｌ）を添加した後、６−ｃｈｌｏｒｏ−１−ｈｅｘａｎｏｌ５．４４ｇ（４０ｍｍｏｌ）を徐々に滴下（ｄｒｏｐｗｉｓｅ）した。強く攪拌しながら温度を８５℃に上げて１８時間還流（ｒｅｆｌｕｘ）して反応を行った。

反応終了後、ジクロロメタン（ｄｉｃｈｌｏｒｏｍｅｔｈａｎｅ）と水（ｗａｔｅｒ）で抽出し、有機層を分離してＭｇＳＯ_４で水層を取った後、ロータリーエバポレーター（ｒｏｔａｒｙｅｖａｐｏｒａｔｏｒ）で溶媒を除去し、シリカカラム（ｓｉｌｉｃａｃｏｌｕｍｎ）で精製して収率７６％でｍｅｔｈｙｌ４−（（６−ｈｙｄｒｏｘｙｈｅｘｙｌ）ｏｘｙ）ｂｅｎｚｏａｔｅを得た。ｍｅｔｈｙｌ４−（（６−ｈｙｄｒｏｘｙｈｅｘｙｌ）ｏｘｙ）ｂｅｎｚｏａｔｅ（１ｅｑ）をジメチルアセトアミド（ｄｉｍｅｔｈｙｌａｃｅｔａｍｉｄｅ）に溶かした後、０℃で塩化アクリロイル（ａｃｒｙｌｏｙｌｃｈｌｏｒｉｄｅ）（２．５ｅｑ）を徐々に滴下しながら添加した後、温度を室温に上げて２時間攪拌した。反応終了後、ＮａＣｌ水溶液とジエチルエテール（ｄｉｅｔｈｙｌｅｔｈｅｒ）で抽出（ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）した後、シリコンカラムで精製して７３％の収率にｍｅｔｈｙｌ４−（（６−（ａｃｒｙｌｏｙｌｏｘｙ）ｈｅｘｙｌ）ｏｘｙ）ｂｅｎｚｏａｔｅを得た。このような表題化合物のＮＭＲデータは次のとおりである。
ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３（５００ＭＨｚ），ｐｐｍ）：１．４３−１．７７（８Ｈ，ｍ）３．８９（３Ｈ，ｓ）３．９２（２Ｈ，ｍ）４．０６（２Ｈ，ｍ）５．８３（１Ｈ，ｄｄ）６．１２（１Ｈ，ｄｄ）６．４１（１Ｈ，ｄｄ）７．０７（２Ｈ，ｄ）７．９４（２Ｈ，ｄ）

［製造例２］：ｐｒｏｐｙｌ４−（（６−（ａｃｒｙｌｏｙｌｏｘｙ）ｈｅｘｙｌ）ｏｘｙ）ｂｅｎｚｏａｔｅの製造（化学式２の繰り返し単位を得るためのアクリレート系モノマー化合物の製造）

製造例１でＭｅｔｈｙｌ４−ｈｙｄｒｏｘｙｂｅｎｚｏａｔｅの代わりにｐｒｏｐｙｌ４−ｈｙｄｒｏｘｙｂｅｎｚｏａｔｅを用いたことを除いては、同様な方法および条件で反応を行って、表題のｐｒｏｐｙｌ４−（（６−（ａｃｒｙｌｏｙｌｏｘｙ）ｈｅｘｙｌ）ｏｘｙ）ｂｅｎｚｏａｔｅを製造した。このような表題化合物のＮＭＲデータは次のとおりである。
ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３（５００ＭＨｚ），ｐｐｍ）：１．４３−１．８９（１０Ｈ，ｍ）３．９０（３Ｈ，ｓ）３．９７（２Ｈ，ｍ）４．０８（２Ｈ，ｍ）５．８７（１Ｈ，ｄｄ）６．１７（１Ｈ，ｄｄ）６．４６（１Ｈ，ｄｄ）７．１０（２Ｈ，ｄ）７．８８（２Ｈ，ｄ）

［製造例３］：ｍｅｔｈｙｌ４−（（６−（ａｃｒｙｌｏｙｌｏｘｙ）ｐｒｏｐｙｌ）ｏｘｙ）ｂｅｎｚｏａｔｅの製造（化学式２の繰り返し単位を得るためのアクリレート系モノマー化合物の製造）

製造例１で６−ｃｈｌｏｒｏ−１−ｈｅｘａｎｏｌの代わりに６−ｃｈｌｏｒｏ−１−ｐｒｏｐａｎｏｌを用いたことを除いては、同様な方法および条件で反応を行って、表題のｐｒｏｐｙｌ４−（（６−（ａｃｒｙｌｏｙｌｏｘｙ）ｈｅｘｙｌ）ｏｘｙ）ｂｅｎｚｏａｔｅを製造した。このような表題化合物のＮＭＲデータは次のとおりである。
ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３（５００ＭＨｚ），ｐｐｍ）：１．５４（２Ｈ，ｍ）３．８９（３Ｈ，ｓ）３．９２（２Ｈ，ｍ）４．０６（２Ｈ，ｍ）５．８１（１Ｈ，ｄｄ）６．１４（１Ｈ，ｄｄ）６．４１（１Ｈ，ｄｄ）７．０７（２Ｈ，ｄ）７．９５（２Ｈ，ｄ）

［製造例４］：４−３−（ａｃｒｙｌｏｙｌｏｘｙ）ｐｒｏｐｏｘｙ）ｐｈｅｎｙｌ（Ｅ）−３−（４−ｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）ａｃｒｙｌａｔｅの製造（光配向性繰り返し単位を得るためのモノマー化合物の製造）

まず、ヒドロキノン（Ｈｙｄｒｏｑｕｉｎｏｎｅ）と４−メチルけい皮酸（４−ｍｅｔｈｙｌｃｉｎｎａｍｉｃａｃｉｄ）のカップリング（ｃｏｕｐｌｉｎｇ）反応を通じて得た４−ｈｙｄｒｏｘｙｐｈｅｎｙｌ（Ｅ）−３−（４−ｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）ａｃｒｙｌａｔｅ化合物４Ａを出発物質として用いた。ＰＰＴＳを触媒として用い、２Ｈ−ｐｙｒａｎと３−ｃｈｌｏｒｏｐｒｏｐａｎｏｌを塩化メチレン（ｍｅｔｈｙｌｅｎｅｃｈｌｏｒｉｄｅ）溶媒下で反応を進行させてＴＨＰで保護された２−（３−ｃｈｌｏｒｏｐｒｏｐｏｘｙ）ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏ−２Ｈ−ｐｙｒａｎ（４Ｂ化合物）を得ることができた。このように得られた２−（３−ｃｈｌｏｒｏｐｒｏｐｏｘｙ）ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏ−２Ｈ−ｐｙｒａｎ（４Ｂ）と出発物質である４−ｈｙｄｒｏｘｙｐｈｅｎｙｌ（Ｅ）−３−（４−ｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）ａｃｒｙｌａｔｅ（４Ａ）を、ＫＯＨを塩基として用いてメチルエチルケトン（ｍｅｔｈｙｌｅｔｈｙｌｋｅｔｏｎｅ）溶媒下で抽出しながら反応を行った。約２４時間後、反応がそれ以上進行させないことを確認し、仕上げ（ｗｏｒｋ−ｕｐ）を行った。酢酸エチルと水を入れて抽出後、上層部の酢酸エチル層を別に受けた後、塩水（Ｂｒｉｎｅ）でもう一度洗浄した。ＭｇＳＯ_４で残っている水を除去しフィルターした後、減圧下に溶媒を除去した。溶媒除去後、ＥＡ：Ｈｅｘ＝１：４の混合溶液を展開溶媒として用いてカラムクロマトグラフィーを行った後、所望の中間体である４−（３−（（ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏ−２Ｈ−ｐｙｒａｎ−２−ｙｌ）ｏｘｙ）ｐｒｏｐｏｘｙ）ｐｈｅｎｙｌ（Ｅ）−３−（４−ｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）ａｃｒｙｌａｔｅ化合物４Ｃを５５％の収率にきれいに得ることができた。
その後、ＰＰＴＳを用いてＴＨＦ：ｅｔｈａｎｏｌ＝１：５の混合溶媒下、２時間抽出した後、酢酸エチル：Ｈｅｘａｎｅｓ＝１：４の混合溶液を展開溶媒として用い、カラムクロマトグラフィーを行った後、ＴＨＰが離れた中間体４−（３−ｈｙｄｒｏｘｙｐｒｏｐｏｘｙ）ｐｈｅｎｙｌ（Ｅ）−３−（４−ｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）ａｃｒｙｌａｔｅ化合物４Ｄを１００％の収率にきれいに得ることができた。化合物４Ｄ（１ｅｑ）をジメチルアセトアミドに溶かした後、０℃で塩化アクリロイル（２．５ｅｑ）を徐々に滴下しながら添加した後、温度を室温に上げて２時間攪拌した。反応終了後、ＮａＣｌ水溶液とジエチルエテールで抽出した後、シリコンカラムで精製して７９％の収率に表題の４−（３−（ａｃｒｙｌｏｙｌｏｘｙ）ｐｒｏｐｏｘｙ）ｐｈｅｎｙｌ（Ｅ）−３−（４−ｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）ａｃｒｙｌａｔｅ化合物４Ｅを得た。このような表題化合物のＮＭＲデータは図１に示されたとおりである。

［製造例５］：４−（３−（ａｃｒｙｌｏｙｌｏｘｙ）ｐｒｏｐｏｘｙ）ｐｈｅｎｙｌ（Ｅ）−３−（４−ｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）ａｃｒｙｌａｔｅの製造（光配向性繰り返し単位を得るためのモノマー化合物の製造）

製造例４で４−ｈｙｄｒｏｘｙｐｈｅｎｙｌ（Ｅ）−３−（４−ｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）ａｃｒｙｌａｔｅ化合物４Ａの代わりに、４−ｈｙｄｒｏｘｙｐｈｅｎｙｌ（Ｅ）−３−（４−ｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）ａｃｒｙｌａｔｅ化合物を用いたことを除いては、同様な方法および条件で反応を行って、４−（３−（ａｃｒｙｌｏｙｌｏｘｙ）ｐｒｏｐｏｘｙ）ｐｈｅｎｙｌ（Ｅ）−３−４−ｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）ａｃｒｙｌａｔｅを製造した。

［製造例６］：４−（３−（ａｃｒｙｌｏｙｌｏｘｙ）ｐｒｏｐｏｘｙ）ｐｈｅｎｙｌ（Ｅ）−３−（４−ｃｈｌｏｒｏｐｈｅｎｙｌ）ａｃｒｙｌａｔｅの製造（光配向性繰り返し単位を得るためのモノマー化合物の製造）

製造例４で４−ｈｙｄｒｏｘｙｐｈｅｎｙｌ（Ｅ）−３−（４−ｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）ａｃｒｙｌａｔｅ化合物４Ａの代わりに、４−ｈｙｄｒｏｘｙｐｈｅｎｙｌ（Ｅ）−３−（４−ｃｈｌｏｒｏｐｈｅｎｙｌ）ａｃｒｙｌａｔｅ化合物を用いたことを除いては、同様な方法および条件で反応を行って、４−（３−（ａｃｒｙｌｏｙｌｏｘｙ）ｐｒｏｐｏｘｙ）ｐｈｅｎｙｌ（Ｅ）−３−（４−ｃｈｌｏｒｏｐｈｅｎｙｌ）ａｃｒｙｌａｔｅを製造した。

［製造例７］：４−（３−（ａｃｒｙｌｏｙｌｏｘｙ）ｐｒｏｐｏｘｙ）ｐｈｅｎｙｌ（Ｅ）−３−（４−ｃｙａｎｏｐｈｅｎｙｌ）ａｃｒｙｌａｔｅの製造（光配向性繰り返し単位を得るためのモノマー化合物の製造）

製造例４で４−ｈｙｄｒｏｘｙｐｈｅｎｙｌ（Ｅ）−３−（４−ｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）ａｃｒｙｌａｔｅ化合物４Ａの代わりに、４−ｈｙｄｒｏｘｙｐｈｅｎｙｌ（Ｅ）−３−（４−ｃｙａｎｏｐｈｅｎｙｌ）ａｃｒｙｌａｔｅ化合物を用いたことを除いては、同様な方法および条件で反応を行って、４−（３−（ａｃｒｙｌｏｙｌｏｘｙ）ｐｒｏｐｏｘｙ）ｐｈｅｎｙｌ（Ｅ）−３−（４−ｃｙａｎｏｐｈｅｎｙｌ）ａｃｒｙｌａｔｅを製造した。

［実施例１］：光配向性共重合体の製造
製造例１の化合物：製造例４の化合物＝５：５の重量比率で用いて酢酸エチルに溶かした後、ラジカル開始剤（ＡＩＢＮ）をモノマーに対して１：２５０の重量比率で添加して６０℃で１８時間反応を行った。最終の高分子化合物を７８％の収率で製造した。質量平均分子量（Ｍｗ）は３５，０００であり、ＰＤＩ値は３．７８であった。

［実施例２］：光配向性共重合体の製造
製造例１の化合物：製造例５の化合物＝５：５の重量比率で用いて酢酸エチルに溶かした後、ラジカル開始剤（ＡＩＢＮ）をモノマーに対して１：２５０の重量比率で添加して６０℃で１８時間反応を行った。最終の高分子化合物を７５％の収率で製造した。質量平均分子量（Ｍｗ）は４２，０００であり、ＰＤＩ値は３．８９であった。

［実施例３］：光配向性共重合体の製造
製造例１の化合物：製造例６の化合物＝５：５の重量比率で用いて酢酸エチルに溶かした後、ラジカル開始剤（ＡＩＢＮ）をモノマーに対して１：２５０の重量比率で添加して６０℃で１８時間反応を行った。最終の高分子化合物を８３％の収率で製造した。質量平均分子量（Ｍｗ）は５４，５００であり、ＰＤＩ値は４．３１であった。

［実施例４］：光配向性共重合体の製造
製造例１の化合物：製造例７の化合物＝５：５の重量比率で用いて酢酸エチルに溶かした後、ラジカル開始剤（ＡＩＢＮ）をモノマーに対して１：２５０の重量比率で添加して６０℃で１８時間反応を行った。最終の高分子化合物を８３％の収率で製造した。質量平均分子量（Ｍｗ）は４６，１００であり、ＰＤＩ値は４．１２であった。

［実施例５］：光配向性共重合体の製造
製造例２の化合物：製造例４の化合物＝５：５の重量比率で用いて酢酸エチルに溶かした後、ラジカル開始剤（ＡＩＢＮ）をモノマーに対して１：２５０の重量比率で添加して６０℃で１８時間反応を行った。最終の高分子化合物を８１％の収率で製造した。質量平均分子量（Ｍｗ）は５７，６００であり、ＰＤＩ値は３．４７であった。

［実施例６］：光配向性共重合体の製造
製造例２の化合物：製造例５の化合物＝３：７の重量比率で用いて酢酸エチルに溶かした後、ラジカル開始剤（ＡＩＢＮ）をモノマーに対して１：２５０の比率で添加して６０℃で１８時間反応を行った。最終の高分子化合物を８０％の収率で製造した。質量平均分子量（Ｍｗ）は６１，８００であり、ＰＤＩ値は３．７８であった。

［実施例７］：光配向性共重合体の製造
製造例３の化合物：製造例４の化合物＝３：７の重量比率で用いて酢酸エチルに溶かした後、ラジカル開始剤（ＡＩＢＮ）をモノマーに対して１：５００の重量比率で添加して６０℃で１８時間反応を行った。最終の高分子化合物を８６％の収率で製造した。質量平均分子量（Ｍｗ）は３１，９００であり、ＰＤＩ値は３．４７であった。

［実施例８］：光配向性共重合体の製造
製造例３の化合物：製造例５の化合物＝３：７の重量比率で用いて酢酸エチルに溶かした後、ラジカル開始剤（ＡＩＢＮ）をモノマーに対して１：２５０の重量比率で添加して６０℃で１８時間反応を行った。最終の高分子化合物を８６％の収率で製造した。質量平均分子量（Ｍｗ）は４１，３００であり、ＰＤＩ値は３．８６であった。

［比較例１］：光配向性重合体の製造
製造例４の化合物だけをモノマーとして用い、酢酸エチルに溶かした後、ラジカル開始剤（ＡＩＢＮ）をモノマーに対して１：５００の重量比率で添加して６０℃で１８時間反応を行った。最終の高分子化合物を７９％の収率で製造した。質量平均分子量（Ｍｗ）は４５，６００であり、ＰＤＩ値は４．０６であった。

［比較例２］：光配向性重合体の製造
製造例５の化合物だけをモノマーとして用い、酢酸エチルに溶かした後、ラジカル開始剤（ＡＩＢＮ）をモノマーに対して１：２５０の重量比率で添加して６０℃で１８時間反応を行った。最終の高分子化合物を８３％の収率で製造した。質量平均分子量（Ｍｗ）は４５，６００であり、ＰＤＩ値は４．４１であった。

［試験例］：配向膜および液晶フィルムなどの製造および特性評価
ガラス基板上に実施例および比較例の光配向性（共）重合体（溶液に対して２〜３ｗｔ％）を溶かしたトルエン溶液を落とし、バーコーティング（ｂａｒｃｏａｔｉｎｇ）を行った。８０℃で２分間１次乾燥した後、２８０〜３１５ｎｍの波長と、一定の偏光方向を有するＵＶ偏光を照射して光配向を行った。以降、１５０〜２００℃で１０〜３０分間２次乾燥した後、光学異方性を測定した。追加的に、前記製造された光配向膜の上に２０〜２５ｗｔ％の反応性液晶（反応性メソゲン）を落とし、バーコーティングを行った。６０℃で２分間乾燥した後、非偏光ＵＶを照射して最終の液晶フィルムを製造した。

一方、前記で言及した光配向後、異方性を測定するために次のような実験を行った。
まず、それぞれ製作された光配向膜の吸光度をＵＶ吸光度（ＵＶａｂｓｏｒｂａｎｃｅ）を通じて測定した。この時、基準波長は３００ｎｍを用い、ＵＶ−ｖｉｓスペクトロメータ（ＵＶ−ｖｉｓｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）を用いてそれぞれの吸光度を測定した。このような吸光度の測定結果から、照射したＵＶ偏光方向と垂直な方向の吸光度Ａ１と一致する方向の吸光度Ａ２を導き出し、下記式１から異方性値（ｄｉｃｒｏｉｃｒａｔｉｏ＝ＤＲ）を求めて下記表１に共に示した。
［式１］
異方性（ＤＲ）＝（Ａ１−Ａ２）／（Ａ１＋Ａ２）
上記式中、Ａ１は、照射したＵＶ偏光方向と垂直な方向の吸光度を表し、Ａ２は、照射したＵＶ偏光方向と一致する方向の吸光度を表す。

そして、前記条件で光配向した後に反応性液晶を塗布して、全体配向膜の面積に対する未配向部分（肉眼判別）の面積比率を算出し、これに基づいて５点を基準に配向性を評価して下記表１に共に示した。

前記表１を参照すれば、、０．１６以上の異方性（ＤＲ）を満たすＥｎｔｒｙ２〜１８は、実施例の光配向性共重合体を用いた実験結果であり、２次乾燥後に異方性が増加することが確認された。これと比較して、２次乾燥を実施しないＥｎｔｒｙ１では異方性の増加が相対的に小さく示されることが確認された。これは化学式２の繰り返し単位が熱処理過程で光配向性繰り返し単位の光反応性作用基と相互作用して光学異方性を大きく増加させるためであると見られる。

一方、前記実施例と比較して、比較例１および２の光配向性重合体を用いた場合、光学異方性の値が０．９以下の値を示して相対的に小さかった。

また、前記表１によれば、実施例の光配向性共重合体を用いた場合、比較例に比べて優れた液晶配向性を示すことが確認された。

Claims

下記の化学式１の光配向性繰り返し単位と、
下記の化学式２の繰り返し単位と、を含む光配向性共重合体：

前記化学式１中、
Ａは、それぞれ独立して、水素または炭素数１〜３のアルキルであり、
Ｌ’は、単一結合、カルボニル、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、−Ｏ−、−Ｓ−、置換もしくは非置換の炭素数１〜２０のアルキレンおよび置換もしくは非置換の炭素数６〜４０のアリーレンからなる群より選択された二価連結基の一つ以上が組み合わされたスペーサ基であり、
Ｗは、下記化学式１ａの光反応性作用基であり、

前記化学式１ａ中、
Ｅは、単純結合；−Ｏ−；置換もしくは非置換の炭素数１〜２０のアルキレン；または置換もしくは非置換の炭素数６〜４０のアリーレンオキシドであり、
Ｘは、酸素または硫黄であり、
ＹおよびＺは、それぞれ独立して、水素；または置換もしくは非置換の炭素数１〜２０のアルキルであり、
Ｒ _１０、Ｒ _１１、Ｒ _１２、Ｒ _１３およびＲ _１４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；ハロゲン；置換もしくは非置換の炭素数１〜２０のアルキル；置換もしくは非置換の炭素数４〜８のシクロアルキル；置換もしくは非置換の炭素数１〜２０のアルコキシ；置換もしくは非置換の炭素数６〜３０のアリールオキシ；置換もしくは非置換の炭素数６〜４０のアリール；１４族、１５族または１６族のヘテロ元素を含む炭素数６〜４０のヘテロアリール；置換もしくは非置換の炭素数６〜４０のアルコキシアリール；シアノ；ニトリル；ニトロ；およびヒドロキシからなる群より選択され、

前記化学式２中、
Ａは、それぞれ独立して、水素または炭素数１〜３のアルキルであり、
ＢおよびＢ’は、それぞれ独立して、カルボニル、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、−Ｏ−または−Ｓ−を表し、
Ｌは、単一結合、または置換もしくは非置換の炭素数１〜２０のアルキレンであり、
Ｓ１は、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−を表し、
Ｒ１は、非置換の炭素数１〜２０のアルキルである。
前記Ｌ’のスペーサ基は、単一結合またはカルボニル、置換もしくは非置換の炭素数１〜２０のアルキレン、および置換もしくは非置換の炭素数６〜４０のアリーレンが−Ｏ−を媒介として順次連結された構造を有する、請求項１に記載の光配向性共重合体。
前記化学式２中、Ｂは、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−であり、Ｌは、置換もしくは非置換の炭素数１〜２０のアルキレンであり、Ｂ’は、−Ｏ−である、請求項１に記載の光配向性共重合体。
前記Ｌ’のスペーサ基に含まれている炭素数６〜４０のアリーレンは、炭素数１〜６のアルキル、炭素数１〜６のハロゲン化アルキル、ハロゲン、炭素数１〜６のアルコキシ、炭素数１〜６のハロゲン化アルコキシ、炭素数１〜６のアルキルエステル、炭素数１〜６のハロゲン化アルキルエステル、炭素数１〜６のアルキレートおよび炭素数１〜６のハロゲン化アルキレートからなる群より選択された一つ以上の作用基で置換されたものである、請求項２に記載の光配向性共重合体。
前記光配向性繰り返し単位：化学式２の繰り返し単位＝１０：９０〜９９：１のモル比に含む、請求項１に記載の光配向性共重合体。
２０，０００〜１，０００，０００の重量平均分子量を有する、請求項１に記載の光配向性共重合体。
請求項１に記載の光配向性共重合体を含む光学異方性フィルム形成用組成物。
反応性メソゲンをさらに含む、請求項７に記載の光学異方性フィルム形成用組成物。
反応性メソゲンは、下記の化学式３または４の化合物を含む、請求項８に記載の光学異方性フィルム形成用組成物：

前記化学式３および４中、
Ｌ_１、Ｌ_２は、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、置換もしくは非置換の炭素数１〜２０のアルキル、置換もしくは非置換の炭素数１〜８のアルキルエステル、置換もしくは非置換の炭素数１〜８のアルキルエーテル、および置換もしくは非置換の炭素数１〜８のアルキルケトンからなる群より選択され、
Ｂ_１、Ｂ_２は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数６〜２０のアリーレン、または置換もしくは非置換の炭素数４〜８のシクロアルキレンであり、
Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ独立して、（メト）アクリル基またはエポキシ基であり、
Ｘ_１は、フッ素置換もしくは非置換の炭素数１〜７のアルキル、フッ素置換もしくは非置換の炭素数１〜７のアルコキシ、フッ素置換もしくは非置換の炭素数２〜７のアルケニル、フッ素置換もしくは非置換の炭素数２〜７のアルケニルオキシ、およびフッ素置換もしくは非置換の炭素数１〜７のアルコキシアルキルからなる群より選択され、
Ｚ_１、Ｚ_２、Ｚ_３、Ｚ_４は、それぞれ独立して、単純結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−または−ＯＣ（Ｏ）Ｏ−である。
光硬化可能なバインダーをさらに含む、請求項７に記載の光学異方性フィルム形成用組成物。
光硬化可能なバインダーは、ペンタエリトリトールトリアクリレート（ｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｒｉｔｏｌｔｒｉａｃｒｙｌａｔｅ）、トリ（２−アクリロイルオキシエチル）イソシアヌレート（ｔｒｉｓ（２−ａｃｒｙｌｏｌｙｌｏｘｙｅｔｈｙｌ）ｉｓｏｃｙｎｕｒａｔｅ）、トリメチロールプロパントリアクリレート（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｏｌｐｒｏｐａｎｅｔｒｉａｃｒｙｌａｔｅ）およびジペンタエリトリトールヘキサアクリレート（ｄｉｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｒｉｔｏｌｈｅｘａａｃｒｙｌａｔｅ）からなる群より選択された１種以上の多官能（メタ）アクリレート系化合物を含む、請求項１０に記載の光学異方性フィルム形成用組成物。
ＵＶ硬化を開始する光開始剤をさらに含む、請求項７に記載の光学異方性フィルム形成用組成物。
組成物の総固形分重量に対して、光配向性共重合体の１〜５０重量％、反応性メソゲンの１０〜９０重量％、光硬化可能なバインダーの１〜５０重量％、および光開始剤０．１〜５重量％を含む、請求項７に記載の光学異方性フィルム形成用組成物。
有機溶媒をさらに含む、請求項７に記載の光学異方性フィルム形成用組成物。
請求項７〜１４のいずれか一項に記載の組成物にＵＶ偏光を照射して光配向性共重合体に結合された光反応性作用基の少なくとも一部を光配向させる段階；および
少なくとも一部の光反応性作用基が光配向された組成物を熱処理して光学異方性を増加させる段階を含む光学異方性フィルムの製造方法。
熱処理段階後、前記光学異方性が増加した組成物に含まれている反応性メソゲンまたは光硬化可能なバインダーを光硬化する段階をさらに含む、請求項１５に記載の光学異方性フィルムの製造方法。
反応性メソゲンは、前記光配向性共重合体の光配向された光反応性作用基により液晶配向される、請求項１６に記載の光学異方性フィルムの製造方法。
基材上に形成された請求項７〜１４のいずれか一項に記載の組成物の硬化物を含む光学異方性フィルム。
前記硬化物の単一層を含む、請求項１８に記載の光学異方性フィルム。
前記硬化物は、少なくとも一部の光反応性作用基が光配向された光配向性共重合体と、前記光配向された光反応性作用基により液晶配向された反応性メソゲンの硬化物と、（メタ）アクリレート系架橋重合体を含むバインダー樹脂とを含む、請求項１８に記載の光学異方性フィルム。
液晶配向フィルム、光学フィルター、位相差フィルム、偏光子または偏光発光体の機能を有する、請求項１８に記載の光学異方性フィルム。