JP6098053B2 - Photoreactive liquid crystal aligning agent, liquid crystal aligning element and method for producing the same - Google Patents
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Description
本発明は、光反応性液晶配向剤、液晶配向素子及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a photoreactive liquid crystal aligning agent, a liquid crystal aligning element, and a method for producing the same.
フラットパネル表示装置(FPD)には、偏光板及び位相差板などの光学的に異方的な光学異方層(配向層)が部材として含まれている。このような光学異方層は、一般に二つの方法によって形成される。その方法は、第一にポリマーを延伸して光学異方層を形成する方法、第二に配向剤を塗布して得られる塗布膜から光学異方層を形成する方法である。
とりわけ後者の方法では、配向剤から形成された光学異方層はその光軸の方向を制御しやすいこと、該光学異方層上に液晶化合物を配向・固定化させて形成した光学フィルム(液晶配向素子)が、本質的に薄膜であること、Roll to Rollプロセスにより連続生産が可能であることから有利である。
The flat panel display (FPD) includes optically anisotropic optical anisotropic layers (alignment layers) such as polarizing plates and retardation plates as members. Such an optically anisotropic layer is generally formed by two methods. The method is first a method of forming an optically anisotropic layer by stretching a polymer, and secondly a method of forming an optically anisotropic layer from a coating film obtained by applying an alignment agent.
In particular, in the latter method, the optical anisotropic layer formed from the alignment agent can easily control the direction of the optical axis, and an optical film (liquid crystal formed by aligning and fixing a liquid crystal compound on the optical anisotropic layer). This is advantageous because the alignment element) is essentially a thin film and can be continuously produced by the Roll to Roll process.
例えば、非特許文献1には、下記式で表される重合性液晶化合物(商品名;LC242、BASF社製)を含む溶液を、配向層上に塗布した後、該重合性液晶化合物を重合して偏光層を得るという製造方法により得られる液晶配向素子が記載されている。しかし、当該重合性液晶化合物が、ネマチック相、及びより高次なスメクチック相の重合性液晶となる配向能を有する光配向層、及び該光配向層を形成し得る光配向剤は知られていない。
For example, in Non-Patent Document 1, a solution containing a polymerizable liquid crystal compound (trade name: LC242, manufactured by BASF) represented by the following formula is applied on an alignment layer, and then the polymerizable liquid crystal compound is polymerized. A liquid crystal alignment element obtained by a production method for obtaining a polarizing layer is described. However, there is no known photo-alignment layer having the ability to form a polymerizable liquid crystal of the nematic phase and higher smectic phase, and a photo-alignment agent capable of forming the photo-alignment layer. .
重合性液晶化合物が、ネマチック相、及びより高次なスメクチック相の重合性液晶となる配向能を有する光配向層、及び該光配向層を形成し得る、新規な光配向剤(光反応性液晶配向剤)が求められている。 A photo-alignment layer having an alignment ability in which a polymerizable liquid crystal compound becomes a polymerizable liquid crystal of a nematic phase and a higher-order smectic phase, and a novel photo-alignment agent (photo-reactive liquid crystal capable of forming the photo-alignment layer) There is a need for alignment agents.
本発明は、以下の〔1〕〜〔12〕からなる。
〔1〕式(1−1)で表されるポリマーを含む光反応性液晶配向剤。
[式(1−1)中、
n及びmはそれぞれ独立に、0又は1を表す。
v及びwはそれぞれ独立に、1〜3の整数を表す。
S1及びS2はそれぞれ独立に、フッ素原子又はシアノ基を有していてもよい炭素数1〜12のアルカンジイル基を表す。
S3は、フッ素原子又はシアノ基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基を表す。
X1、X2、X3、X4及びX5はそれぞれ独立に、単結合、酸素原子、カルボニルオキシ基又はメチレン基を表す。
Y1及びY2はそれぞれ独立に、単結合、酸素原子又はカルボニルオキシ基を表す。
R1及びR3はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数1〜4のアルコキシ基を表す。
R2及びR4はそれぞれ独立に、炭素数1〜2のアルコキシ基、シアノ基又はハロゲン原子を表し、vが2又は3の場合、複数存在するR2は、同一又は相異なり、wが2又は3の場合、複数存在するR4は、同一又は相異なる。
R5、R6及びR7はそれぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表す。
p、q及びrは、全構造単位に対する各構造単位のモル分率を表し、0.25<p≦1、0≦q<0.75及び0≦r<0.75の関係を満たす。]
〔2〕前記ポリマーが、
前記式(1−1)のqが0のポリマーである、前記〔1〕記載の光反応性液晶配向剤。
〔3〕前記ポリマーが、
前記式(1−1)のrが0のポリマーである、前記〔1〕又は〔2〕記載の光反応性液晶配向剤。
〔4〕前記ポリマーが、
前記式(1−1)のR1及びR2がそれぞれ独立に、メトキシ基又はエトキシ基のポリマーである、前記〔1〕〜〔3〕のいずれか記載の光反応性液晶配向剤。
〔5〕前記ポリマーが、
前記式(1−1)のn及びmがともに0のポリマーである、前記〔1〕〜〔4〕のいずれか記載の光反応性液晶配向剤。
〔6〕前記〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載の光反応性液晶配向剤から塗布膜を形成し、該塗布膜を偏光照射してなる液晶配向層。
〔7〕前記〔6〕記載の液晶配向層と、偏光層とを有する液晶配向素子であり、
前記偏光層が、前記液晶配向層上に、重合性液晶化合物を含む組成物溶液を塗布して塗布膜を得、
前記塗布膜中に含まれる前記重合性液晶化合物を偏光照射によって重合することによって形成されたものである液晶配向素子。
〔8〕前記重合性液晶化合物が、スメクチック相の液晶状態を示す化合物である、前記〔7〕記載の液晶配向素子。
〔9〕前記重合性液晶化合物が、高次スメクチック相の液晶状態を示す化合物である、前記〔7〕記載の液晶配向素子。
〔10〕前記重合性液晶化合物が、等方相の液晶状態から直接ネマチック相の液晶状態を示す化合物である、前記〔7〕記載の液晶配向素子。
〔11〕前記重合性液晶化合物が、式(2)で表される、前記〔10〕記載の液晶配向素子。
[式(2)中、
Q1は、置換もしくは非置換の多環式芳香族炭化水素基又は置換もしくは非置換の多環式芳香族複素環基を表す。
D1及びD2は、それぞれ独立に、単結合又は2価の連結基を表す。
G1及びG2は、それぞれ独立に、2価の脂環式炭化水素基を表し、該脂環式炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のフルオロアルキル基、炭素数1〜4アルコキシ基、シアノ基又はニトロ基で置換されていてもよく、該脂環式炭化水素基を構成する−CH2−は、−O−、−S−又は−NH−に置き換わっていてもよい。
E1及びE2は、それぞれ独立に、単結合又は2価の連結基を表す。
B1及びB2は、それぞれ独立に、単結合又は2価の連結基を表す。
A1及びA2は、それぞれ独立に、2価の脂環式炭化水素基又は2価の芳香族炭化水素基を表し、該脂環式炭化水素基及び該芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4アルコキシ基、シアノ基又はニトロ基で置換されていてもよい。該炭素数1〜4のアルキル基及び該炭素数1〜4アルコキシ基に含まれる水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよい。
k及びlは、それぞれ独立に、0〜3の整数を表す。kが2以上の場合、複数存在するA1は、互いに同一又は相異なり、複数存在するB1は、互いに同一又は相異なる。lが2以上の場合、複数存在するA2は、互いに同一又は相異なり、複数存在するB2は、互いに同一又は相異なる。
F1及びF2は、それぞれ独立に、炭素数1〜12のアルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基に含まれる水素原子は、炭素数1〜5のアルコキシ基又はハロゲン原子で置換されていてもよく、該アルカンジイル基を構成する−CH2−は、−O−又は−CO−に置き換わっていてもよい。
P1及びP2は、それぞれ独立に、水素原子、アクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を表すが、P1及びP2がともに水素原子であることはない。]
〔12〕式(1−3)で表される化合物。
[式(1−3)中、
nは、0又は1を表す。vは、1〜3の整数を表す。
S1は、フッ素原子又はシアノ基を有していてもよい炭素数1〜12のアルカンジイル基を表す。
X1及びX3はそれぞれ独立に、単結合、酸素原子、カルボニルオキシ基又はメチレン基を表す。
Y1は、単結合、酸素原子又はカルボニルオキシ基を表す。
R1は、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数1〜4のアルコキシ基を表す。
R2は、炭素数1〜2のアルコキシ基、シアノ基又はハロゲン原子を表し、vが2又は3の場合、複数存在するR2は、同一又は相異なる。
R5は、水素原子又はメチル基を表す。]
The present invention comprises the following [1] to [12].
[1] A photoreactive liquid crystal aligning agent containing a polymer represented by the formula (1-1).
[In Formula (1-1),
n and m each independently represents 0 or 1.
v and w each independently represent an integer of 1 to 3.
S 1 and S 2 each independently represents a C 1-12 alkanediyl group which may have a fluorine atom or a cyano group.
S 3 represents a fluorine atom or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms which may have a cyano group.
X 1 , X 2 , X 3 , X 4 and X 5 each independently represent a single bond, an oxygen atom, a carbonyloxy group or a methylene group.
Y 1 and Y 2 each independently represent a single bond, an oxygen atom or a carbonyloxy group.
R 1 and R 3 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms.
R 2 and R 4 each independently represents an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms, a cyano group or a halogen atom, and when v is 2 or 3, a plurality of R 2 are the same or different and w is 2 Or, in the case of 3, a plurality of R 4 are the same or different.
R 5 , R 6 and R 7 each independently represents a hydrogen atom or a methyl group.
p, q, and r represent the mole fraction of each structural unit with respect to the total structural units, and satisfy the relationships of 0.25 <p ≦ 1, 0 ≦ q <0.75, and 0 ≦ r <0.75. ]
[2] The polymer is
The photoreactive liquid crystal aligning agent according to the above [1], wherein q in the formula (1-1) is a polymer having 0.
[3] The polymer is
The photoreactive liquid crystal aligning agent according to the above [1] or [2], wherein r in the formula (1-1) is a polymer of 0.
[4] The polymer is
The photoreactive liquid crystal aligning agent in any one of said [1]-[3] whose R < 1 > and R < 2 > of the said Formula (1-1) is a polymer of a methoxy group or an ethoxy group each independently.
[5] The polymer is
The photoreactive liquid crystal aligning agent according to any one of [1] to [4], wherein n and m in the formula (1-1) are both polymers having 0.
[6] A liquid crystal alignment layer formed by forming a coating film from the photoreactive liquid crystal aligning agent according to any one of [1] to [5] and irradiating the coating film with polarized light.
[7] A liquid crystal alignment element having the liquid crystal alignment layer according to [6] and a polarizing layer,
The polarizing layer obtains a coating film by applying a composition solution containing a polymerizable liquid crystal compound on the liquid crystal alignment layer,
A liquid crystal alignment element formed by polymerizing the polymerizable liquid crystal compound contained in the coating film by irradiation with polarized light.
[8] The liquid crystal alignment element according to [7], wherein the polymerizable liquid crystal compound is a compound exhibiting a smectic phase liquid crystal state.
[9] The liquid crystal alignment element according to [7], wherein the polymerizable liquid crystal compound is a compound exhibiting a liquid crystal state of a high-order smectic phase.
[10] The liquid crystal alignment element according to [7], wherein the polymerizable liquid crystal compound is a compound that directly exhibits a nematic liquid crystal state from an isotropic liquid crystal state.
[11] The liquid crystal alignment element according to [10], wherein the polymerizable liquid crystal compound is represented by the formula (2).
[In Formula (2),
Q 1 represents a substituted or unsubstituted polycyclic aromatic hydrocarbon group or a substituted or unsubstituted polycyclic aromatic heterocyclic group.
D 1 and D 2 each independently represents a single bond or a divalent linking group.
G 1 and G 2 each independently represent a divalent alicyclic hydrocarbon group, and the hydrogen atom contained in the alicyclic hydrocarbon group is a halogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, carbon The —CH 2 — which may be substituted with a C 1-4 fluoroalkyl group, a C 1-4 alkoxy group, a cyano group or a nitro group, and which constitutes the alicyclic hydrocarbon group is —O—, -S- or -NH- may be substituted.
E 1 and E 2 each independently represents a single bond or a divalent linking group.
B 1 and B 2 each independently represent a single bond or a divalent linking group.
A 1 and A 2 each independently represent a divalent alicyclic hydrocarbon group or a divalent aromatic hydrocarbon group, and hydrogen contained in the alicyclic hydrocarbon group and the aromatic hydrocarbon group The atom may be substituted with a halogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a cyano group, or a nitro group. The hydrogen atom contained in the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and the alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms may be substituted with a fluorine atom.
k and l each independently represents an integer of 0 to 3. When k is 2 or more, a plurality of A 1 are the same or different from each other, and a plurality of B 1 are the same or different from each other. When l is 2 or more, a plurality of A 2 are the same or different from each other, and a plurality of B 2 are the same or different from each other.
F 1 and F 2 each independently represent an alkanediyl group having 1 to 12 carbon atoms, and the hydrogen atom contained in the alkanediyl group is substituted with an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms or a halogen atom. Alternatively, —CH 2 — constituting the alkanediyl group may be replaced by —O— or —CO—.
P 1 and P 2 each independently represent a hydrogen atom, an acryloyloxy group or a methacryloyloxy group, but neither P 1 nor P 2 is a hydrogen atom. ]
[12] A compound represented by formula (1-3).
[In Formula (1-3),
n represents 0 or 1. v represents an integer of 1 to 3.
S 1 represents a fluorine atom or a alkanediyl group having 1 to 12 carbon atoms which may have a cyano group.
X 1 and X 3 each independently represents a single bond, an oxygen atom, a carbonyloxy group or a methylene group.
Y 1 represents a single bond, an oxygen atom or a carbonyloxy group.
R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms.
R 2 represents an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms, a cyano group, or a halogen atom. When v is 2 or 3, a plurality of R 2 are the same or different.
R 5 represents a hydrogen atom or a methyl group. ]
本発明の光反応性液晶配向剤によれば、重合性液晶化合物がネマチック相、及びより高次なスメクチック相の重合性液晶となる配向能を有する光配向層を形成できる・ According to the photoreactive liquid crystal aligning agent of the present invention, it is possible to form a photo-alignment layer having an alignment ability in which a polymerizable liquid crystal compound becomes a polymerizable liquid crystal of a nematic phase and a higher order smectic phase.
<光反応性液晶配向剤>
本発明の光反応性液晶配向剤は、式(1−1)で表されるポリマー(以下、場合により「ポリマー(1−1)」という。)を含む光反応性液晶配向剤である。
式(1−1)中、
n及びmはそれぞれ独立に、0又は1を表す。
v及びwはそれぞれ独立に、1〜3の整数を表す。
S1及びS2はそれぞれ独立に、フッ素原子又はシアノ基を有していてもよい炭素数1〜12のアルカンジイル基を表す。
S3は、フッ素原子又はシアノ基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基を表す。
X1、X2、X3、X4及びX5はそれぞれ独立に、単結合、酸素原子、カルボニルオキシ基又はメチレン基を表す。
Y1及びY2はそれぞれ独立に、単結合、酸素原子又はカルボニルオキシ基を表す。
R1及びR3はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数1〜4のアルコキシ基を表す。
R2及びR4はそれぞれ独立に、炭素数1〜2のアルコキシ基、シアノ基又はハロゲン原子を表し、vが2又は3の場合、複数存在するR2は、同一又は相異なり、wが2又は3の場合、複数存在するR4は、同一又は相異なる。
R5、R6及びR7はそれぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表す。
p、q及びrは、全構造単位に対する各構造単位のモル分率を表し、0.25<p≦1、0≦q<0.75及び0≦r<0.75の関係を満たす。
<Photoreactive liquid crystal aligning agent>
The photoreactive liquid crystal aligning agent of this invention is a photoreactive liquid crystal aligning agent containing the polymer (henceforth "polymer (1-1)" depending on the case) represented by Formula (1-1).
In formula (1-1),
n and m each independently represents 0 or 1.
v and w each independently represent an integer of 1 to 3.
S 1 and S 2 each independently represents a C 1-12 alkanediyl group which may have a fluorine atom or a cyano group.
S 3 represents a fluorine atom or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms which may have a cyano group.
X 1 , X 2 , X 3 , X 4 and X 5 each independently represent a single bond, an oxygen atom, a carbonyloxy group or a methylene group.
Y 1 and Y 2 each independently represent a single bond, an oxygen atom or a carbonyloxy group.
R 1 and R 3 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms.
R 2 and R 4 each independently represents an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms, a cyano group or a halogen atom, and when v is 2 or 3, a plurality of R 2 are the same or different and w is 2 Or, in the case of 3, a plurality of R 4 are the same or different.
R 5 , R 6 and R 7 each independently represents a hydrogen atom or a methyl group.
p, q, and r represent the mole fraction of each structural unit with respect to the total structural units, and satisfy the relationships of 0.25 <p ≦ 1, 0 ≦ q <0.75, and 0 ≦ r <0.75.
前記式(1−1)において、各構造単位を結ぶ点線は、該各構造単位の共重合様式が特に限定されるものではなく、ランダム共重合、ブロック共重合、交互共重合及びこれらの組み合わせであることを意味する。 In the formula (1-1), the dotted line connecting each structural unit is not particularly limited to the copolymerization mode of each structural unit. Random copolymerization, block copolymerization, alternating copolymerization, and combinations thereof It means that there is.
S1及びS2のフッ素原子又はシアノ基を有していてもよい炭素数1〜12のアルカンジイル基とは、アルカンジイル基、又は該アルカンジイル基に含まれる水素原子の一部が、フッ素原子及び/又はシアノ基で置換されている基を意味する。このようなアルカンジイル基は直鎖状でも分岐していてもよい。S1及びS2は、未置換(フッ素原子及びシアノ基を有していない)、且つ直鎖状の炭素数1〜12のアルカンジイル基が好ましく、炭素数2〜11のアルカンジイル基がより好ましく、エタンジイル基、ブタンジイル基、ヘキサンジイル基及びウンデカンジイル基が特に好ましい。 The alkanediyl group having 1 to 12 carbon atoms which may have a fluorine atom or a cyano group of S 1 and S 2 is an alkanediyl group or a part of hydrogen atoms contained in the alkanediyl group is fluorine. It means a group substituted by an atom and / or a cyano group. Such alkanediyl groups may be linear or branched. S 1 and S 2 are preferably unsubstituted (having no fluorine atom or cyano group) and a linear alkanediyl group having 1 to 12 carbon atoms, more preferably an alkanediyl group having 2 to 11 carbon atoms. Preferred are ethanediyl group, butanediyl group, hexanediyl group and undecanediyl group.
S3のフッ素原子又はシアノ基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基とは、アルキル基、又は該アルキル基に含まれる水素原子の一部が、フッ素原子及び/又はシアノ基で置換されている基を意味する。このようなアルキル基は直鎖状でも分岐していてもよい。S3は、未置換(フッ素原子及びシアノ基を有していない)、且つ直鎖状の炭素数1〜12のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ウンデシル基及びドデシル基がさらに好ましい。 The C 1-12 alkyl group optionally having a fluorine atom or a cyano group of S 3 is an alkyl group or a part of hydrogen atoms contained in the alkyl group is a fluorine atom and / or a cyano group. Means a group substituted by Such an alkyl group may be linear or branched. S 3 is preferably an unsubstituted group (having no fluorine atom or cyano group) and a linear alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a hexyl group, Octyl, decyl, undecyl and dodecyl groups are more preferred.
X1、X2、X3、X4及びX5はそれぞれ独立に、単結合又はカルボニルオキシ基であると好ましく、カルボニルオキシ基であると特に好ましい。 X 1 , X 2 , X 3 , X 4 and X 5 are each independently preferably a single bond or a carbonyloxy group, particularly preferably a carbonyloxy group.
Y1及びY2はそれぞれ独立に、酸素原子又はカルボニルオキシ基であると好ましく、酸素原子であると特に好ましい。 Y 1 and Y 2 are each independently preferably an oxygen atom or a carbonyloxy group, and particularly preferably an oxygen atom.
R1及びR3はそれぞれ独立に、水素原子、メチル基及びメトキシ基がより好ましく、水素原子が特に好ましい。 R 1 and R 3 are each independently more preferably a hydrogen atom, a methyl group or a methoxy group, and particularly preferably a hydrogen atom.
R2及びR4はそれぞれ独立に、メトキシ基、エトキシ基、シアノ基又はフッ素原子であると好ましく、メトキシ基又はエトキシ基であるとより好ましく、メトキシ基であると特に好ましい。 R 2 and R 4 are each independently preferably a methoxy group, an ethoxy group, a cyano group or a fluorine atom, more preferably a methoxy group or an ethoxy group, and particularly preferably a methoxy group.
R5、R6及びR7はメチル基が特に好ましい。 R 5 , R 6 and R 7 are particularly preferably methyl groups.
n及びmは、0であると好ましく、v及びwはそれぞれ独立に、1又は2であると好ましい。 n and m are preferably 0, and v and w are each independently preferably 1 or 2.
p、q及びrはそれぞれ、上述のとおり、ポリマー(1−1)の全構造単位に対する各構造単位のモル分率を表す。
qは、0≦q<0.25の関係を満たすと好ましく、q=0であると特に好ましい。
rは、0≦r<0.25の関係を満たすと好ましく、r=0であると特に好ましい。
Each of p, q and r represents the mole fraction of each structural unit with respect to all the structural units of the polymer (1-1) as described above.
q preferably satisfies the relationship 0 ≦ q <0.25, and particularly preferably q = 0.
r preferably satisfies the relationship 0 ≦ r <0.25, and particularly preferably r = 0.
pは、0.75<p≦1の関係を満たすと好ましく、p=1であると形成された光配向層の耐溶剤性に優れるので特に好ましい。q=0、r=0及びp=1の関係を満たすポリマー(1−1)は実質的に、式(1−2)で表される構造単位からなるものである。
(式中の全ての符号はいずれも、前記と同義である。)
p preferably satisfies the relationship of 0.75 <p ≦ 1, and p = 1 is particularly preferable because the photo-alignment layer formed has excellent solvent resistance. The polymer (1-1) satisfying the relationship of q = 0, r = 0 and p = 1 is substantially composed of a structural unit represented by the formula (1-2).
(All symbols in the formula are as defined above.)
ここで、実質的に式(1−2)で表される構造単位からなるポリマー(1−1)の製造方法を説明する。このポリマー(1−1)は、式(1−3)で表されるモノマー(以下、場合により「モノマー(1−3)」という。)を重合することにより製造できる。
(式中の全ての符号はいずれも、前記と同義である。)
Here, the manufacturing method of the polymer (1-1) which consists of a structural unit substantially represented by Formula (1-2) is demonstrated. This polymer (1-1) can be produced by polymerizing a monomer represented by the formula (1-3) (hereinafter sometimes referred to as “monomer (1-3)”).
(All symbols in the formula are as defined above.)
モノマー(1−3)は、ポリマー(1−1)の製造用として、新規且つ有用な化合物であり、本発明は、該モノマー(1−3)に係る発明も包含する。 The monomer (1-3) is a novel and useful compound for the production of the polymer (1-1), and the present invention includes the invention according to the monomer (1-3).
モノマー(1−3)の具体例は例えば、式(M1−1−1)〜式(M1−1−12)で表される化合物などである。
Specific examples of the monomer (1-3) include compounds represented by the formula (M1-1-1) to the formula (M1-1-12).
モノマー(1−3)の製造方法の一実施形態を、X1がカルボニルオキシ基であり、Y1が酸素原子であるモノマー(1−3)[式(1−3A)で表されるモノマー(1−3)]を例にとって説明する。このモノマー(1−3)は、式(1−3B)で表される化合物と、式(1−3C)で表される化合物とを反応させることにより製造できる。かかる反応を反応式の形式で示すと以下のとおりである。
この反応式において、Xは塩素原子及び臭素原子といったハロゲン原子を表し、その他の符号はいずれも前記と同義である。式(1−3C)で表される化合物は、所望のS1、R1、R2及びX3などに応じ、公知の製造方法により製造すればよい。式(1−3B)で表される化合物は例えば、(メタ)アクリル酸クロリド及び(メタ)アクリル酸ブロミドなどであり、これらは市場から容易に入手できる。
この反応は通常、溶媒中で実施される。かかる溶媒としては、この反応に対し不活性であり、式(1−3B)で表される化合物、及び式(1−3C)で表される化合物に対し、十分に溶解性を有するものであればよく、例えば、クロロホルム、ジクロロメタン、トルエン、キシレン、テトラヒドロフラン及びジメチルアセトアミドなどが用いられる。
また、この反応は、アルカリなどの脱酸剤の存在下に実施されることが好ましい。このアルカリとしては例えば、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ピリジン及びジメチルアミノピリジンなどである。
One embodiment of a method for producing a monomer (1-3) is a monomer (1-3) in which X 1 is a carbonyloxy group and Y 1 is an oxygen atom [monomer represented by formula (1-3A) ( 1-3)] will be described as an example. This monomer (1-3) can be produced by reacting a compound represented by the formula (1-3B) with a compound represented by the formula (1-3C). Such a reaction is shown in the form of a reaction formula as follows.
In this reaction formula, X represents a halogen atom such as a chlorine atom and a bromine atom, and other symbols are as defined above. The compound represented by the formula (1-3C) may be produced by a known production method according to desired S 1 , R 1 , R 2, X 3 and the like. Examples of the compound represented by the formula (1-3B) include (meth) acrylic acid chloride and (meth) acrylic acid bromide, which can be easily obtained from the market.
This reaction is usually carried out in a solvent. Such a solvent is inert to this reaction and has sufficient solubility with respect to the compound represented by the formula (1-3B) and the compound represented by the formula (1-3C). For example, chloroform, dichloromethane, toluene, xylene, tetrahydrofuran, dimethylacetamide and the like are used.
Further, this reaction is preferably carried out in the presence of a deoxidizing agent such as an alkali. Examples of the alkali include triethylamine, diisopropylethylamine, pyridine and dimethylaminopyridine.
続いて、モノマー(1−3)を重合してポリマー(1−1)を製造する方法を説明する。
モノマー(1−3)からポリマー(1−1)を製造する重合は、アニオン重合又はラジカル重合などの付加重合が採用される。ラジカル重合の実施形態は、溶液重合、バルク重合、乳化重合及びソープフリー乳化重合のいずれでもよい。ただし、モノマー(1−3)の安定性や融点を考慮すると、溶液重合が好ましい。
Next, a method for producing the polymer (1-1) by polymerizing the monomer (1-3) will be described.
The polymerization for producing the polymer (1-1) from the monomer (1-3) employs an addition polymerization such as anionic polymerization or radical polymerization. The embodiment of radical polymerization may be any of solution polymerization, bulk polymerization, emulsion polymerization, and soap-free emulsion polymerization. However, solution polymerization is preferable in consideration of the stability and melting point of the monomer (1-3).
溶液重合する場合の重合溶媒としては、ベンゼン、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン及びジエチルエーテルなどラジカル活性を失活させない溶媒を使用することが望ましい。これらのうち、モノマー(1−3)の溶解性の観点からはテトラヒドロフランが重合溶媒として特に好ましい。 As a polymerization solvent for solution polymerization, it is desirable to use a solvent that does not deactivate radical activity, such as benzene, dichloromethane, tetrahydrofuran, and diethyl ether. Among these, tetrahydrofuran is particularly preferable as a polymerization solvent from the viewpoint of solubility of the monomer (1-3).
重合温度は、用いる重合開始剤の種類及びその量、モノマー(1−3)の安定性などに応じ、−20℃〜200℃の範囲から適宜調整できるが、20℃〜120℃の範囲がより好ましく、30℃〜100℃の範囲がより好ましく、50℃〜75℃の範囲が特に好ましい。 The polymerization temperature can be appropriately adjusted from the range of -20 ° C to 200 ° C depending on the type and amount of the polymerization initiator used, the stability of the monomer (1-3), etc., but the range of 20 ° C to 120 ° C is more. Preferably, the range of 30 ° C to 100 ° C is more preferable, and the range of 50 ° C to 75 ° C is particularly preferable.
重合開始剤としては、過酸化物及びアゾ化合物などの熱開始剤を用いてもよいし、後述する光開始剤を用いてもよい。熱開始剤は通常、ラジカル発生温度により、低温開始剤、中温開始剤及び高温開始剤に分類される。モノマー(1−3)の重合には、これらの開始剤のうち、いずれでも、あるいはこれらの開始剤を組み合わせて用いることができるが、高重合度のポリマー(1−1)が得られやすいこと、副反応が生じにくいことから中温開始剤がより好ましく、アゾ化合物がさらに好ましい。該アゾ化合物の中では、容易に入手可能なことから、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)が特に好ましい。 As the polymerization initiator, a thermal initiator such as a peroxide and an azo compound may be used, or a photoinitiator described later may be used. Thermal initiators are generally classified into low-temperature initiators, medium-temperature initiators, and high-temperature initiators depending on the radical generation temperature. For polymerization of the monomer (1-3), any of these initiators or a combination of these initiators can be used, but a polymer (1-1) having a high degree of polymerization is easily obtained. The intermediate temperature initiator is more preferable because side reactions hardly occur, and an azo compound is more preferable. Among these azo compounds, azobisisobutyronitrile (AIBN) is particularly preferable because it is easily available.
上述のアゾ化合物を重合開始剤として用いることにより、高重合度のポリマー(1−1)を製造することができるが、所望の分子量のポリマー(1−1)を製造する、すなわち、ポリマー(1−1)の分子量を制御するために、連鎖移動剤を適宜使用して、原子移動ラジカル重合を採用することもできる。 By using the above azo compound as a polymerization initiator, a polymer (1-1) having a high degree of polymerization can be produced, but a polymer (1-1) having a desired molecular weight is produced, that is, the polymer (1 In order to control the molecular weight of -1), atom transfer radical polymerization may be employed by appropriately using a chain transfer agent.
重合後、未反応のモノマーなどを除去するために、再沈殿精製を実施することが好ましい。再沈殿精製に使用される溶媒としては、水、アルコール溶媒、エーテル溶媒、飽和炭化水素溶媒、芳香族炭化水素溶媒あるいはこれらの混合溶媒が挙げられ、重合に用いた重合溶媒の種類、モノマー(1−3)の種類などに応じて適宜、好適な溶媒を選択できる。 After the polymerization, reprecipitation purification is preferably performed in order to remove unreacted monomers and the like. Examples of the solvent used for reprecipitation purification include water, alcohol solvents, ether solvents, saturated hydrocarbon solvents, aromatic hydrocarbon solvents, or mixed solvents thereof. The type of polymerization solvent used for the polymerization, monomer (1 A suitable solvent can be appropriately selected according to the type of -3).
アルコール溶媒としてはメタノール、エタノール、エチレングリコール、イソプロピルアルコール、プロピレングリコール、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールブチルエーテル及びプロピレングリコールモノメチルエーテルが挙げられ、中でもメタノール、エタノール及びイソプロピルアルコールがより好ましい。エーテル溶媒としては、テトラヒドロフラン及びジメトキシエタンが挙げられ、テトラヒドロフランがより好ましい。飽和炭化水素系溶媒としてはn−ペンタン、n−ヘプタン及びシクロヘキサンが挙げられ、n−ヘプタンがより好ましい。芳香族炭化水素系溶媒としてはベンゼン、トルエン、キシレン及びクロロベンゼンなどが挙げられ、トルエン及びキシレンが好ましい。かかる溶媒は、その安全性などに応じても適宜最適のものを選択できるが、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、トルエン、トルエン/ヘプタン混合溶媒、水/メタノール混合溶媒、水/エタノール混合溶媒及び水/テトラヒドロフラン混合溶媒がより好ましく、メタノール、エタノール及びイソプロピルアルコールが特に好ましい。 Examples of the alcohol solvent include methanol, ethanol, ethylene glycol, isopropyl alcohol, propylene glycol, ethylene glycol methyl ether, ethylene glycol butyl ether, and propylene glycol monomethyl ether, and methanol, ethanol, and isopropyl alcohol are more preferable. Examples of the ether solvent include tetrahydrofuran and dimethoxyethane, and tetrahydrofuran is more preferable. Examples of the saturated hydrocarbon solvent include n-pentane, n-heptane and cyclohexane, and n-heptane is more preferable. Examples of aromatic hydrocarbon solvents include benzene, toluene, xylene and chlorobenzene, with toluene and xylene being preferred. Such a solvent can be appropriately selected depending on its safety, etc., but methanol, ethanol, isopropyl alcohol, toluene, toluene / heptane mixed solvent, water / methanol mixed solvent, water / ethanol mixed solvent and water / ethanol mixed solvent A tetrahydrofuran mixed solvent is more preferable, and methanol, ethanol and isopropyl alcohol are particularly preferable.
ポリマー(1−1)の分子量は、例えばゲルパーミエイション法(GPC法)で求められるポリスチレン換算の重量平均分子量で表して、1×103〜1×107の範囲が好ましい。ただし、あまり分子量が高くなると、溶媒への溶解性が低下して、本発明の光反応性液晶配向剤の調製が困難になることや、光照射に対する感度が下がる傾向があるので、該分子量は、1×104〜1×106の範囲が好ましい。なお、この分子量を求めるGPC法の分析条件は、本願の実施例で説明する。 The molecular weight of the polymer (1-1) is represented by, for example, a weight average molecular weight in terms of polystyrene determined by a gel permeation method (GPC method), and a range of 1 × 10 3 to 1 × 10 7 is preferable. However, if the molecular weight is too high, the solubility in a solvent is lowered, and it becomes difficult to prepare the photoreactive liquid crystal aligning agent of the present invention, and the sensitivity to light irradiation tends to decrease. The range of 1 × 10 4 to 1 × 10 6 is preferable. The analysis conditions for the GPC method for obtaining the molecular weight will be described in the examples of the present application.
以上説明した、モノマー(1−3)の重合によりポリマー(1−1)は製造できる。なお、モノマー(1−3)の重合において、下記のモノマーを合わせて用いることで、共重合体のポリマー(1−1)は製造できる。ただし、下記のモノマーを用いる場合は、ポリマー(1−1)の各構造単位のモル分率が上述の関係を満たすようにして、モノマー(1−3)及び下記に示すモノマーそれぞれの使用量を調整する必要がある。
(式中の全ての符号はいずれも前記と同義である。)
The polymer (1-1) can be produced by the polymerization of the monomer (1-3) described above. In the polymerization of the monomer (1-3), the copolymer polymer (1-1) can be produced by using the following monomers together. However, when the following monomers are used, the amount of each of the structural units of the polymer (1-1) satisfying the above relationship so that the amount of each of the monomers (1-3) and the monomers shown below is used. It needs to be adjusted.
(All symbols in the formula are as defined above.)
<光反応性液晶配向剤>
本発明の光反応性液晶配向剤(以下、場合により「本液晶配向剤」という。)は、ポリマー(1−1)を含むものであり、より好ましくは、後述の光配向層形成法により光配向層を形成するため、ポリマー(1−1)と、溶剤とを含むものである。このような本液晶配向剤を調製するためには、まずは、ポリマー(1−1)を溶剤に溶解する。かかる溶剤は、ポリマー(1−1)が溶解することができ、適正な粘度の本液晶配向剤が得られる範囲で適宜選択できるが、例えば、メタノール、エタノール、エチレングリコール、イソプロピルアルコール、プロピレングリコール、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールブチルエーテル及びプロピレングリコールモノメチルエーテルなどのアルコール溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコールメチルエーテルアセテート、γ−ブチロラクトン又はプロピレングリコールメチルエーテルアセテート及び乳酸エチルなどのエステル溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン及びメチルイソブチルケトンなどのケトン溶剤;ペンタン、ヘキサン及びヘプタンなどの脂肪族炭化水素溶剤;トルエン及びキシレンなどの芳香族炭化水素溶剤、アセトニトリルなどのニトリル溶剤;テトラヒドロフラン及びジメトキシエタンなどのエーテル溶剤;クロロホルム及びクロロベンゼンなどの塩素含有溶剤;N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、γ−ブチロラクトン及びジメチルアセトアミドなどのアミド系溶剤などが挙げられる。これら溶剤は、単独種で用いてもよいし、複数種を組み合わせて用いてもよい。
<Photoreactive liquid crystal aligning agent>
The photoreactive liquid crystal aligning agent of the present invention (hereinafter sometimes referred to as “the present liquid crystal aligning agent”) contains the polymer (1-1), and more preferably, light is formed by a photo alignment layer forming method described later. In order to form an alignment layer, the polymer (1-1) and a solvent are included. In order to prepare such a liquid crystal aligning agent, first, the polymer (1-1) is dissolved in a solvent. Such a solvent can be appropriately selected as long as the polymer (1-1) can be dissolved and the liquid crystal aligning agent having an appropriate viscosity can be obtained. For example, methanol, ethanol, ethylene glycol, isopropyl alcohol, propylene glycol, Alcohol solvents such as ethylene glycol methyl ether, ethylene glycol butyl ether and propylene glycol monomethyl ether; ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, ethylene glycol methyl ether acetate, γ-butyrolactone or propylene glycol methyl ether acetate and ethyl lactate; acetone, methyl ethyl ketone Ketone solvents such as cyclopentanone, cyclohexanone, 2-heptanone and methyl isobutyl ketone; pentane, hexane, heptane, etc. Aliphatic hydrocarbon solvents; aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene; nitrile solvents such as acetonitrile; ether solvents such as tetrahydrofuran and dimethoxyethane; chlorine-containing solvents such as chloroform and chlorobenzene; N-methylpyrrolidone, N, N- Examples include amide solvents such as dimethylformamide, γ-butyrolactone, and dimethylacetamide. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
本液晶配向剤に対する、ポリマー(1−1)の濃度も、当該ポリマー(1−1)の種類や溶解性に応じて適宜調節できるが、固形分濃度で表して、少なくとも0.2質量%とすることが好ましく、0.3〜10質量%の範囲が特に好ましい。また、本液晶配向剤は、ポリビニルアルコ−ルやポリイミドなどの高分子材料やアントラセンなどの光増感剤が含まれていてもよい。 Although the density | concentration of the polymer (1-1) with respect to this liquid crystal aligning agent can also be adjusted suitably according to the kind and solubility of the said polymer (1-1), when expressed with solid content concentration, it is at least 0.2 mass%. The range of 0.3 to 10% by mass is particularly preferable. The liquid crystal aligning agent may contain a polymer material such as polyvinyl alcohol or polyimide, or a photosensitizer such as anthracene.
ポリマー(1−1)を溶剤に溶解して調製された本液晶配向剤はそのまま、あるいは必要に応じてろ過などを行ってから、光配向層形成に用いられる。 The present liquid crystal aligning agent prepared by dissolving the polymer (1-1) in a solvent is used for forming a photo-alignment layer as it is or after being filtered as necessary.
<光配向層形成法>
ポリマー(1−1)と溶剤とを含む本液晶配向剤を用いた光配向層の形成方法(光配向層形成法)について説明する。まず、本液晶配向剤を、所定の支持基材上に塗布する。かかる支持基材は透明支持基材が好ましい。透明支持基材上に本液晶配向剤を塗布する方法としては、スピンコ−ティング法、エクストルージョン法、グラビアコーティング法、ダイコーティング法、バーコーティング法及びアプリケータ法などの塗布法や、フレキソ法などの印刷法などの公知の方法が採用される。
<Photo alignment layer formation method>
A method for forming a photo-alignment layer (photo-alignment layer forming method) using the present liquid crystal aligning agent containing polymer (1-1) and a solvent will be described. First, this liquid crystal aligning agent is apply | coated on a predetermined | prescribed support base material. Such a supporting substrate is preferably a transparent supporting substrate. Examples of methods for applying the liquid crystal aligning agent on the transparent support substrate include spin coating methods, extrusion methods, gravure coating methods, die coating methods, bar coating methods, applicator methods, and flexo methods. A known method such as this printing method is employed.
次に、透明支持基材上に本液晶配向剤を塗布して形成された塗布膜から溶媒を除去して乾燥被膜を形成させる。この溶媒の除去には、適当な温度で加熱することにより溶媒を乾燥除去する方法(加熱方法)や、適当な耐圧容器に封入した後、該容器内の圧力を減圧状態とすることにより溶媒を乾燥除去する方法(減圧方法)、通風乾燥(通風方法)、自然乾燥、或いはこれらの方法を組み合わせることで、実施できる。Roll to Roll形式の連続形式で実施できることから加熱方法がより好ましい。 Next, the solvent is removed from the coating film formed by coating the liquid crystal aligning agent on the transparent support substrate to form a dry film. This solvent can be removed by heating at an appropriate temperature to remove the solvent by drying (heating method), or after sealing in an appropriate pressure-resistant container and then reducing the pressure in the container to reduce the solvent. It can be carried out by a method of drying and removing (pressure reduction method), ventilation drying (aeration method), natural drying, or a combination of these methods. The heating method is more preferable because it can be carried out in a continuous form of Roll to Roll.
透明支持基材上に形成された、ポリマー(1−1)を含む乾燥被膜の厚みは例えば、1nm〜10000nmの範囲であり、好ましくは10nm〜1000nmの範囲である。
かかる乾燥被膜の厚みは、本液晶配向剤の固形分濃度(特に、ポリマー(1−1)の固形分濃度)、本液晶配向剤の透明基材に対する塗布条件を調整することでコントロールできる。かくして、ポリマー(1−1)を含む乾燥被膜が、透明支持基材上に設けられた積層体が得られる。
The thickness of the dry film containing the polymer (1-1) formed on the transparent support substrate is, for example, in the range of 1 nm to 10000 nm, and preferably in the range of 10 nm to 1000 nm.
The thickness of the dry film can be controlled by adjusting the solid content concentration of the liquid crystal aligning agent (particularly, the solid content concentration of the polymer (1-1)) and the application conditions of the liquid crystal aligning agent to the transparent substrate. Thus, a laminate in which a dry film containing the polymer (1-1) is provided on the transparent support substrate is obtained.
続いて、積層体の乾燥被膜に、偏光UV(偏光紫外線)を照射することで、ポリマー(1−1)を配向させ、液晶配向能を付与(以下、場合により「光配向操作」という。)して光配向層を形成する。光配向操作において、偏光UVを積層体に照射するには、該積層体の前記乾燥被膜側から直接、偏光UVを照射する形式(形式(A))でも、該積層体の前記透明基材側に偏光UVを照射し、該透明基材中に偏光UVを透過させることで、偏光UVを乾燥被膜に照射する形式(形式(B))でもよい。これらの形式のいずれにおいても、照射する偏光UVは、直線偏光UV及び楕円偏光UVのいずれでもよいが、効率よく光配向操作を行うためには、直線偏光に近い楕円偏光UV、又は消光比の高い直線偏光UVを用いることが好ましい。また、当該偏光UVは、ほぼ平行光であることが特に好ましい。ただし、形式(B)により光配向操作を行う場合、用いる積層体にある透明基材は、その透明性が高ければ高いほど好ましい。 Subsequently, the polymer (1-1) is aligned by irradiating the dried coating film of the laminate with polarized UV (polarized ultraviolet light), thereby imparting liquid crystal alignment ability (hereinafter referred to as “photo-alignment operation” in some cases). Thus, a photo-alignment layer is formed. In the photo-alignment operation, in order to irradiate the laminated body with polarized UV, the transparent substrate side of the laminated body can be used even in the form of irradiating polarized UV directly from the dry film side of the laminated body (form (A)). The type (form (B)) which irradiates polarized UV to a dry film by irradiating polarized UV to this, and making polarized UV permeate | transmit through this transparent base material may be sufficient. In any of these types, the polarized UV to be irradiated may be either linearly polarized UV or elliptically polarized UV. However, in order to perform the optical alignment operation efficiently, elliptically polarized UV close to linearly polarized light or extinction ratio. It is preferred to use high linearly polarized UV. The polarized UV is particularly preferably substantially parallel light. However, when the photo-alignment operation is performed according to the format (B), the higher the transparency of the transparent substrate in the laminate to be used, the better.
照射する偏光UVは、乾燥被膜に含まれる、ポリマー(1−1)の光反応性基(シンナモイル基)が、光エネルギーを吸収し得る波長領域のものがよい。具体的には、波長250〜400nmの範囲のUV(紫外線)が特に好ましい。光配向操作に用いる光源としては、キセノンランプ;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;KrF、ArFなどの紫外光レ−ザ−などが挙げられる。光配向操作に用いる光源は、高圧水銀ランプ及び超高圧水銀ランプメタルハライドランプがより好ましい。その理由は、これらのランプは、波長313nmの紫外線の発光強度が大きいためである。前記光源からの光を、適当な偏光子を通過してから積層体に照射すれば、該積層体に偏光UVが照射されることになる。かかる偏光子としては、偏光フィルターやグラントムソン、グランテ−ラ−などの偏光プリズムやワイヤーグリッドタイプの偏光子を用いることができる。 The polarized UV to be irradiated preferably has a wavelength region in which the photoreactive group (cinnamoyl group) of the polymer (1-1) contained in the dry film can absorb light energy. Specifically, UV (ultraviolet light) having a wavelength in the range of 250 to 400 nm is particularly preferable. Examples of the light source used for the photo-alignment operation include xenon lamps; high-pressure mercury lamps; ultrahigh-pressure mercury lamps; metal halide lamps; ultraviolet lasers such as KrF and ArF. The light source used for the photo-alignment operation is more preferably a high-pressure mercury lamp or an ultra-high pressure mercury lamp metal halide lamp. The reason is that these lamps have high emission intensity of ultraviolet rays having a wavelength of 313 nm. When light from the light source passes through a suitable polarizer and is irradiated to the laminate, the laminate is irradiated with polarized UV light. As such a polarizer, a polarizing prism such as a polarizing filter, Glan-Thompson, or Granteller, or a wire grid type polarizer can be used.
積層体の乾燥被膜に偏光UVを照射するに当たり、該積層体の面方向に対して、偏光UVの照射方向が略垂直であることは必ずしも必要ではなく、該積層体の面方向に対して、偏光UVの照射方向が斜めになっていてもよい。該積層体の面方向に対する、偏光UVの照射方向は、光配向操作に用いる光源及び偏光子の種類などに応じて、得られる光配向層が所望の吸収軸を有するように定められる。 In irradiating polarized UV to the dry film of the laminate, it is not always necessary that the irradiation direction of polarized UV is substantially perpendicular to the surface direction of the laminate. The irradiation direction of the polarized UV may be oblique. The irradiation direction of polarized UV with respect to the plane direction of the laminate is determined so that the obtained photo-alignment layer has a desired absorption axis according to the type of light source and polarizer used in the photo-alignment operation.
上述した方法などにより、本液晶配向剤から形成された光配向層は、該光配向層上に重合性液晶化合物を含む組成物を塗布して、該重合性液晶化合物をネマチック相又は、より高次のスメクチック相の液晶状態(重合性液晶)とすることができる。本液晶配向剤から得られる光配向層は、重合性液晶化合物を、このような液晶状態(重合性液晶)にして光配向層を形成し得る本液晶配向剤は極めて有用なものであり、かかる知見は、本発明者らの独自のものである。 The photo-alignment layer formed from the present liquid crystal aligning agent by the above-described method or the like is applied to the photo-alignment layer with a composition containing a polymerizable liquid crystal compound, and the polymerizable liquid crystal compound is applied to the nematic phase or higher. The liquid crystal state of the following smectic phase (polymerizable liquid crystal) can be obtained. The photo-alignment layer obtained from the present liquid crystal aligning agent is a very useful liquid crystal aligning agent that can form a photo-alignment layer in such a liquid crystal state (polymerizable liquid crystal) with a polymerizable liquid crystal compound. The knowledge is unique to the inventors.
重合性液晶化合物として、スメクチックの液晶状態を形成し得る重合性スメクチック液晶化合物を用いる場合、該重合性スメクチック液晶化合物は、主に二色性色素を組み合わせることで、光配向膜上に偏光層を形成してなる液晶配向素子を得ることができる。また、重合性液晶化合物として、ネマチックの液晶状態を形成し得る重合性ネマチック液晶化合物を用いる場合、光配向膜上に位相差層を形成してなる液晶配向素子を得ることができる。このように光配向層上に偏光層又は位相差層を設ける場合、重合性液晶化合物を含む溶液を塗布・乾燥して光重合すればよい。以下、これらの方法を、重合性スメクチック液晶化合物を用いる場合と、重合性ネマチック液晶化合物を用いる場合とに分けて説明する。なお、かかる説明において、重合性スメクチック液晶化合物を含む溶液を「偏光層形成用組成物」といい、重合性ネマチック液晶化合物を含む溶液を「位相差層形成用組成物」という。 When a polymerizable smectic liquid crystal compound capable of forming a smectic liquid crystal state is used as the polymerizable liquid crystal compound, the polymerizable smectic liquid crystal compound mainly has a polarizing layer on the photo-alignment film by combining dichroic dyes. A liquid crystal alignment element formed can be obtained. Further, when a polymerizable nematic liquid crystal compound capable of forming a nematic liquid crystal state is used as the polymerizable liquid crystal compound, a liquid crystal alignment element formed by forming a retardation layer on the photo-alignment film can be obtained. Thus, when providing a polarizing layer or a phase difference layer on a photo-alignment layer, what is necessary is just to apply | coat and dry the solution containing a polymeric liquid crystal compound, and to photopolymerize. Hereinafter, these methods will be described separately for the case of using a polymerizable smectic liquid crystal compound and the case of using a polymerizable nematic liquid crystal compound. In this description, a solution containing a polymerizable smectic liquid crystal compound is referred to as a “polarizing layer forming composition”, and a solution containing a polymerizable nematic liquid crystal compound is referred to as a “retardation layer forming composition”.
<重合性スメクチック液晶化合物を用いた液晶配向素子>
重合性スメクチック液晶化合物とは、重合性基を有し、かつスメクチック液晶相を示す化合物である。重合性基は、該重合性スメクチック液晶化合物の重合反応に関与する基を意味する。
<Liquid crystal alignment element using polymerizable smectic liquid crystal compound>
The polymerizable smectic liquid crystal compound is a compound having a polymerizable group and exhibiting a smectic liquid crystal phase. The polymerizable group means a group involved in the polymerization reaction of the polymerizable smectic liquid crystal compound.
前記重合性スメクチック液晶化合物が示す液晶相は、高次のスメクチック相であることが好ましい。ここでいう高次のスメクチック相とは、スメクチックB相、スメクチックD相、スメクチックE相、スメクチックF相、スメクチックG相、スメクチックH相、スメクチックI相、スメクチックJ相、スメクチックK相及びスメクチックL相であり、中でも、スメクチックB相、スメクチックF相、スメクチックI相、傾斜したスメクチックF相及び傾斜したスメクチックI相が好ましく、スメクチックB相がより好ましい。重合性スメクチック液晶化合物が示すスメクチック液晶相が高次であれば、より配向秩序度の高い偏光層が形成でき、より性能の高い偏光層が得られる。 The liquid crystal phase exhibited by the polymerizable smectic liquid crystal compound is preferably a higher order smectic phase. The high-order smectic phase here means a smectic B phase, a smectic D phase, a smectic E phase, a smectic F phase, a smectic G phase, a smectic H phase, a smectic I phase, a smectic J phase, a smectic K phase, and a smectic L phase. Among them, a smectic B phase, a smectic F phase, a smectic I phase, a tilted smectic F phase and a tilted smectic I phase are preferable, and a smectic B phase is more preferable. If the smectic liquid crystal phase exhibited by the polymerizable smectic liquid crystal compound is higher order, a polarizing layer with a higher degree of alignment order can be formed, and a polarizing layer with higher performance can be obtained.
好ましい重合性スメクチック液晶組成物としては、例えば、式(3−1)で表される化合物(以下、場合により「化合物(3−1)」という。)が挙げられる。
U1−V1−W1−E1−J1−E2−J2−E3−W2−V2−U2 (3−1)[式(3−1)中、
E1、E2及びE3は、互いに独立に、置換基を有していてもよいp−フェニレン基又は置換基を有していてもよいシクロヘキサン−1,4−ジイル基を表す。ただし、E1、E2及びE3のうち少なくとも1つは、置換基を有していてもよいp−フェニレン基である。
J1及びJ2は、互いに独立に、−CH2CH2−、−CH2O−、−COO−、−OCOO−、単結合、−N=N−、−CRa=CRb−、−C≡C−又は−CRa=N−を表す。Ra及びRbは、互いに独立に、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。
U1は、水素原子又は重合性基を表す。
U2は、重合性基を表す。
W1及びW2は、互いに独立に、単結合、−O−、−S−、−COO−又は−OCOO−を表す。
V1及びV2は、互いに独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基を構成する−CH2−は、−O−、−S−又は−NH−に置き換わっていてもよい。]
As a preferable polymerizable smectic liquid crystal composition, for example, a compound represented by the formula (3-1) (hereinafter sometimes referred to as “compound (3-1)”) may be mentioned.
U 1 -V 1 -W 1 -E 1 -J 1 -E 2 -J 2 -E 3 -W 2 -V 2 -U 2 (3-1) [ in the formula (3-1),
E 1 , E 2 and E 3 each independently represent a p-phenylene group which may have a substituent or a cyclohexane-1,4-diyl group which may have a substituent. However, at least one of E 1 , E 2 and E 3 is a p-phenylene group which may have a substituent.
J 1 and J 2 are independently of one another, -CH 2 CH 2 -, - CH 2 O -, - COO -, - OCOO-, a single bond, -N = N -, - CR a = CR b -, - C≡C— or —CR a ═N— is represented. R a and R b each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
U 1 represents a hydrogen atom or a polymerizable group.
U 2 represents a polymerizable group.
W 1 and W 2 each independently represent a single bond, —O—, —S—, —COO— or —OCOO—.
V 1 and V 2 each independently represent an optionally substituted alkanediyl group having 1 to 20 carbon atoms, and —CH 2 — constituting the alkanediyl group is —O—, — S- or -NH- may be substituted. ]
化合物(3−1)において、上述のように、E1、E2及びE3のうち少なくとも1つは、置換基を有していてもよい1,4−フェニレン基であるが、これらのうち、少なくとも2つが、置換基を有していてもよいp−フェニレン基であることが好ましい。
前記p−フェニレン基は、無置換であることが好ましい。前記シクロへキサン−1,4−ジイル基は、トランス−シクロへキサン−1,4−ジイル基であることが好ましく、これも無置換であることがより好ましい。
In the compound (3-1), as described above, at least one of E 1 , E 2 and E 3 is a 1,4-phenylene group which may have a substituent. It is preferable that at least two are p-phenylene groups which may have a substituent.
The p-phenylene group is preferably unsubstituted. The cyclohexane-1,4-diyl group is preferably a trans-cyclohexane-1,4-diyl group, and more preferably unsubstituted.
前記p−フェニレン基又は前記シクロへキサン−1,4−ジイル基が任意に有する置換基としては、メチル基、エチル基及びブチル基などの炭素数1〜4のアルキル基;シアノ基;ハロゲン原子などが挙げられる。なお、シクロへキサン−1,4−ジイル基を構成する−CH2−は、−O−、−S−又は−NR7−に置き換わっていてもよい。R7は、炭素数1〜6のアルキル基又はフェニル基である。 Examples of the substituent that the p-phenylene group or the cyclohexane-1,4-diyl group optionally has include an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, and a butyl group; a cyano group; a halogen atom Etc. Note that —CH 2 — constituting the cyclohexane-1,4-diyl group may be replaced by —O—, —S—, or —NR 7 —. R 7 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a phenyl group.
化合物(3−1)のJ1は、−CH2CH2−、−COO−又は単結合であると好ましく、J2は、−CH2CH2−又は−CH2O−であると好ましい。 J 1 of the compound (3-1) is preferably —CH 2 CH 2 —, —COO— or a single bond, and J 2 is preferably —CH 2 CH 2 — or —CH 2 O—.
U2は、重合性基である。U1は、水素原子又は重合性基であり、好ましくは重合性基である。すなわち、U1及びU2は、ともに重合性基であると好ましく、ともに光重合性基であることが好ましい。ここで、光重合性基とは、後述する光重合開始剤から発生した活性ラジカルや酸などによって重合反応に関与し得る基のことをいう。光重合性基を有する重合性スメクチック液晶化合物を用いると、より低温条件下で該重合性スメクチック液晶化合物を重合させることができる点でも有利である。 U 2 is a polymerizable group. U 1 is a hydrogen atom or a polymerizable group, and preferably a polymerizable group. That is, both U 1 and U 2 are preferably a polymerizable group, and both are preferably a photopolymerizable group. Here, the photopolymerizable group refers to a group that can participate in a polymerization reaction by an active radical or an acid generated from a photopolymerization initiator described later. The use of a polymerizable smectic liquid crystal compound having a photopolymerizable group is also advantageous in that the polymerizable smectic liquid crystal compound can be polymerized under a lower temperature condition.
化合物(3−1)において、U1及びU2の光重合性基は互いに異なっていてもよいが、同じ種類の基であることが好ましい。光重合性基としては、ビニル基、ビニルオキシ基、1−クロロビニル基、イソプロペニル基、4−ビニルフェニル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、オキシラニル基及びオキセタニル基などが挙げられる。中でも、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ビニルオキシ基、オキシラニル基及びオキセタニル基が好ましく、アクリロイルオキシ基がより好ましい。 In the compound (3-1), the photopolymerizable groups of U 1 and U 2 may be different from each other, but are preferably the same type. Examples of the photopolymerizable group include a vinyl group, vinyloxy group, 1-chlorovinyl group, isopropenyl group, 4-vinylphenyl group, acryloyloxy group, methacryloyloxy group, oxiranyl group, and oxetanyl group. Among them, acryloyloxy group, methacryloyloxy group, vinyloxy group, oxiranyl group and oxetanyl group are preferable, and acryloyloxy group is more preferable.
V1及びV2のアルカンジイル基としては、メチレン基、エチレン基、プロパン−1,3−ジイル基、ブタン−1,3−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基、ペンタン−1,5−ジイル基、ヘキサン−1,6−ジイル基、ヘプタン−1,7−ジイル基、オクタン−1,8−ジイル基、デカン−1,10−ジイル基、テトラデカン−1,14−ジイル基及びイコサン−1,20−ジイル基などが挙げられる。V1及びV2は、好ましくは炭素数2〜12のアルカンジイル基であり、より好ましくは炭素数6〜12のアルカンジイル基である。
該アルカンジイル基が任意に有する置換基としては、シアノ基及びハロゲン原子などを挙げることができるが、該アルカンジイル基は、無置換であることが好ましく、無置換且つ直鎖状のアルカンジイル基であることがより好ましい。
Examples of the alkanediyl group of V 1 and V 2 include a methylene group, an ethylene group, a propane-1,3-diyl group, a butane-1,3-diyl group, a butane-1,4-diyl group, and a pentane-1,5. -Diyl group, hexane-1,6-diyl group, heptane-1,7-diyl group, octane-1,8-diyl group, decane-1,10-diyl group, tetradecane-1,14-diyl group and icosane And a -1,20-diyl group. V 1 and V 2 are preferably alkanediyl groups having 2 to 12 carbon atoms, and more preferably alkanediyl groups having 6 to 12 carbon atoms.
Examples of the substituent that the alkanediyl group optionally has include a cyano group and a halogen atom. The alkanediyl group is preferably unsubstituted, and is an unsubstituted and linear alkanediyl group. It is more preferable that
W1及びW2は、互いに独立に、好ましくは単結合又は−O−である。 W 1 and W 2 are independently of each other, preferably a single bond or —O—.
化合物(3−1)としては、式(3−1−1)〜式(3−1−24)のいずれかで表される化合物などが挙げられる。かかる化合物(3−1)の具体例が、シクロヘキサン−1,4−ジイル基を有する場合、そのシクロヘキサン−1,4−ジイル基は、トランス体であることが好ましい。 Examples of the compound (3-1) include compounds represented by any one of the formulas (3-1-1) to (3-1-24). When a specific example of the compound (3-1) has a cyclohexane-1,4-diyl group, the cyclohexane-1,4-diyl group is preferably a trans isomer.
例示した化合物(3−1)を、その式番号に応じて、以下「化合物(3−1−1)」などという。 The exemplified compound (3-1) is hereinafter referred to as “compound (3-1-1)” or the like depending on the formula number.
例示した化合物(3−1)は、単独又は2種以上を混合した重合性スメクチック液晶混合物として用いることができる。また、2種以上の重合性スメクチック化合物を用い、この2種以上の重合性スメクチック化合物のうち、少なくとも1種が化合物(3−1)であるという形式でもよい。以下の説明では、単独種の重合性スメクチック液晶化合物を用いる場合と、2種以上の重合性スメクチック液晶化合物を用いる場合とを総じて、「重合性スメクチック液晶化合物」と称することがある。 The exemplified compound (3-1) can be used alone or as a polymerizable smectic liquid crystal mixture in which two or more kinds are mixed. Further, two or more polymerizable smectic compounds may be used, and at least one of the two or more polymerizable smectic compounds may be a compound (3-1). In the following description, the case where a single type of polymerizable smectic liquid crystal compound is used and the case where two or more types of polymerizable smectic liquid crystal compounds are used may be collectively referred to as “polymerizable smectic liquid crystal compound”.
化合物(3−1)を偏光層形成用組成物に用いる場合、予め化合物(3−1)の相転移温度を求め、その相転移温度を下回る温度条件下で、該化合物(3−1)が重合できるように、偏光層形成用組成物の化合物(3−1)[重合性スメクチック液晶化合物]以外の成分を調整する。このような重合温度をコントロールし得る成分としては、後述する光重合開始剤、光増感剤及び重合禁止剤などが挙げられる。これらの種類及び量を適宜調節することで化合物(3−1)の重合温度をコントロールできる。なお、偏光層形成用組成物に、2種以上の化合物(3−1)[重合性スメクチック液晶組成物]の混合物、すなわち、重合性スメクチック液晶組成物を用いる場合にも、当該重合性スメクチック液晶組成物の相転移温度を求めた後、重合性スメクチック液晶化合物の場合と同様にして、重合温度をコントロールする。 When the compound (3-1) is used in the composition for forming a polarizing layer, the phase transition temperature of the compound (3-1) is obtained in advance, and the compound (3-1) is obtained under a temperature condition lower than the phase transition temperature. Components other than the compound (3-1) [polymerizable smectic liquid crystal compound] of the composition for forming a polarizing layer are adjusted so as to allow polymerization. Examples of the component capable of controlling the polymerization temperature include a photopolymerization initiator, a photosensitizer, and a polymerization inhibitor described later. The polymerization temperature of the compound (3-1) can be controlled by appropriately adjusting these types and amounts. In addition, also when using the mixture of 2 or more types of compounds (3-1) [polymerizable smectic liquid crystal composition], ie, a polymerizable smectic liquid crystal composition, for the composition for forming a polarizing layer, the polymerizable smectic liquid crystal. After obtaining the phase transition temperature of the composition, the polymerization temperature is controlled in the same manner as in the case of the polymerizable smectic liquid crystal compound.
例示した化合物(3−1)の中でも、式(3−1−3)、式(3−1−6)、式(3−1−7)、式(3−1−12)、式(3−1−13)及び式(3−1−23)のいずれかで表されるものが好ましい。これらの化合物(3−1)は、混合することで、あるいは、ともに用いられる光重合開始剤との相互作用により、容易に相転移温度を下回る温度条件下で、すなわち高次のスメクチック相の液晶状態を十分に保持したままで過冷却状態が得られるため、該化合物(3−1)を重合させることができる。より具体的には、光重合開始剤との相互作用により、これらの化合物(3−1)は、70℃以下、好ましくは60℃以下の温度条件下で、高次のスメクチック相の液晶状態を十分に保持したまま重合させることができる。 Among the exemplified compounds (3-1), formula (3-1-3), formula (3-1-6), formula (3-1-7), formula (3-1-12), formula (3) The compound represented by any of (1-1-13) and formula (3-1-23) is preferred. These compounds (3-1) can be mixed or interacted with the photopolymerization initiator used together so that they can be easily converted into a liquid crystal having a higher order smectic phase under temperature conditions lower than the phase transition temperature. Since a supercooled state can be obtained while maintaining the state sufficiently, the compound (3-1) can be polymerized. More specifically, due to the interaction with the photopolymerization initiator, these compounds (3-1) have a liquid crystal state of a high-order smectic phase under a temperature condition of 70 ° C. or less, preferably 60 ° C. or less. Polymerization can be carried out with sufficient retention.
前記化合物(3−1)は上述のとおり、単独種であっても、複数種であってもよいが、複数種であることが好ましい。すなわち、該偏光層形成用組成物には、重合性スメクチック液晶組成物を2種以上、好ましくは化合物(3−1)を2種以上、用いることが好ましい。 As described above, the compound (3-1) may be a single species or a plurality of types, but is preferably a plurality of types. That is, it is preferable to use 2 or more types of polymerizable smectic liquid crystal compositions, and preferably 2 or more types of compounds (3-1) in the composition for forming a polarizing layer.
前記偏光層形成用組成物における化合物(3−1)の含有割合は、当該偏光層形成用組成物の固形分に対して、70〜99.9質量%が好ましく、90〜99.9質量%がより好ましい。化合物(3−1)の含有割合が前記の範囲内であれば、化合物(3−1)の配向性が高くなる傾向がある。ここで、固形分とは、当該偏光層形成用組成物から溶剤などの揮発性成分を除いた成分の合計量のことをいう。なお、複数種の化合物(3−1)が該偏光層形成用組成物に含有される場合、その合計含有割合が前記の範囲であればよい。 70-99.9 mass% is preferable with respect to solid content of the said composition for polarizing layer formation, and, as for the content rate of the compound (3-1) in the said composition for polarizing layer formation, 90-99.9 mass%. Is more preferable. If the content rate of a compound (3-1) is in the said range, there exists a tendency for the orientation of a compound (3-1) to become high. Here, solid content means the total amount of the component remove | excluding volatile components, such as a solvent, from the said composition for polarizing layer formation. In addition, when multiple types of compound (3-1) is contained in this composition for polarizing layer formation, the total content rate should just be the said range.
前記偏光層形成用組成物は、レベリング剤を含有すると好ましい。該レベリング剤とは、重合性液晶組成物の流動性を調整し、前記偏光層形成用組成物を塗布して得られる塗布膜をより平坦にする機能を有するものであり、界面活性剤などを挙げることができる。該レベリング剤は、ポリアクリレート化合物を主成分とするレベリング剤及びフッ素原子含有化合物を主成分とするレベリング剤からなる群から選ばれる少なくとも1種がさらに好ましい。 The composition for forming a polarizing layer preferably contains a leveling agent. The leveling agent has a function of adjusting the fluidity of the polymerizable liquid crystal composition and flattening a coating film obtained by coating the polarizing layer forming composition. Can be mentioned. The leveling agent is more preferably at least one selected from the group consisting of a leveling agent having a polyacrylate compound as a main component and a leveling agent having a fluorine atom-containing compound as a main component.
ポリアクリレート化合物を主成分とするレベリング剤としては、”BYK−350”、”BYK−352”、”BYK−353”、”BYK−354”、”BYK−355”、”BYK−358N”、”BYK−361N”、”BYK−380”、”BYK−381”及び”BYK−392”[BYK Chemie社]などが挙げられる。 Leveling agents mainly composed of polyacrylate compounds include “BYK-350”, “BYK-352”, “BYK-353”, “BYK-354”, “BYK-355”, “BYK-358N”, “ BYK-361N ”,“ BYK-380 ”,“ BYK-381 ”,“ BYK-392 ”[BYK Chemie], and the like.
フッ素原子含有化合物を主成分とするレベリング剤としては、”メガファックR−08”、同”R−30”、同”R−90”、同”F−410”、同”F−411”、同”F−443”、同”F−445”、同”F−470”、同”F−471”、同”F−477”、同”F−479”、同”F−482”及び同”F−483”[DIC(株)];”サーフロンS−381”、同”S−382”、同”S−383”、同”S−393”、同”SC−101”、同”SC−105”、”KH−40”及び”SA−100”[AGCセイミケミカル(株)];”E1830”、”E5844”[(株)ダイキンファインケミカル研究所];”エフトップEF301”、同”EF303”、同”EF351”及び同”EF352”[三菱マテリアル電子化成(株)]などが挙げられる。 Leveling agents mainly composed of fluorine atom-containing compounds include "Megafac R-08", "R-30", "R-90", "F-410", "F-411", "F-443", "F-445", "F-470", "F-471", "F-477", "F-479", "F-482" and the same "F-483" [DIC Corporation]; "Surflon S-381", "S-382", "S-383", "S-393", "SC-101", "SC" -105 "," KH-40 "and" SA-100 "[AGC Seimi Chemical Co., Ltd.];" E1830 "," E5844 "[Daikin Fine Chemical Laboratory Co., Ltd.];" F-top EF301 "," EF303 " ", EF351" and "EF352" [Mitsubishi Materials Child Kasei Co., Ltd.] and the like.
前記偏光層形成用組成物にレベリング剤を含有させる場合、その含有量は、重合性スメクチック液晶化合物100質量部に対して、0.3質量部以上5質量部以下が好ましく、0.5質量部以上3質量部以下がさらに好ましい。レベリング剤の含有量が前記の範囲内であると、重合性スメクチック液晶化合物を水平配向させることが容易であり、かつ形成される偏光層がより平滑となる傾向がある。重合性スメクチック液晶化合物に対するレベリング剤の含有量が前記の範囲を超えると、得られる偏光層にムラが生じやすい傾向がある。なお、該偏光層形成用組成物は、レベリング剤を2種類以上含有していてもよい。 When the leveling agent is contained in the polarizing layer forming composition, the content thereof is preferably 0.3 parts by mass or more and 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polymerizable smectic liquid crystal compound, and 0.5 parts by mass. More preferred is 3 parts by mass or less. When the content of the leveling agent is within the above range, it is easy to horizontally align the polymerizable smectic liquid crystal compound, and the formed polarizing layer tends to be smoother. If the content of the leveling agent with respect to the polymerizable smectic liquid crystal compound exceeds the above range, unevenness tends to occur in the obtained polarizing layer. In addition, this polarizing layer formation composition may contain 2 or more types of leveling agents.
前記偏光層形成用組成物は、溶剤を含有する。当該溶剤は、用いる重合性スメクチック液晶化合物の溶解性などを考慮して適宜、好ましいものを選択できる。ただし、該重合性スメクチック液晶化合物の重合反応の進行を著しく妨げることのない不活性な溶剤であることが好ましい。このような溶剤としては、本液晶配向剤組成物調製用の溶剤と例示したものと同じである。偏光層形成用組成物調製用の溶剤も、単独で用いてもよいし、複数種を組み合わせて用いてもよい。 The polarizing layer forming composition contains a solvent. As the solvent, a preferable one can be appropriately selected in consideration of the solubility of the polymerizable smectic liquid crystal compound to be used. However, an inert solvent that does not significantly disturb the progress of the polymerization reaction of the polymerizable smectic liquid crystal compound is preferable. Such a solvent is the same as that exemplified as the solvent for preparing the present liquid crystal aligning agent composition. Solvents for preparing the composition for forming a polarizing layer may be used alone or in combination of two or more.
前記偏光層形成用組成物における溶剤の含有量は、該偏光層形成用組成物の総量に対して50〜98質量%が好ましい。一方、該偏光層形成用組成物の固形分が50質量%以下であると、この組成物の粘度が低くなることから、塗布膜の厚みが略均一になる。また、かかる固形分は、偏光層が所望の厚みとなるようにして定めることができる。 As for content of the solvent in the said composition for polarizing layer formation, 50-98 mass% is preferable with respect to the total amount of this composition for polarizing layer formation. On the other hand, when the solid content of the composition for forming a polarizing layer is 50% by mass or less, the viscosity of the composition becomes low, so that the thickness of the coating film becomes substantially uniform. The solid content can be determined so that the polarizing layer has a desired thickness.
前記偏光層形成用組成物は、重合開始剤を含有すると好ましい。当該重合開始剤は、重合性スメクチック液晶化合物の重合反応を開始し得る化合物であり、より低温条件下で、当該重合反応を開始できる点で、光重合開始剤が好ましい。具体的には、この温度条件下、光の作用により活性ラジカル又は酸を発生できる化合物が光重合開始剤として用いられる。当該光重合開始剤の中でも、光の作用によりラジカルを発生するものがより好ましい。 The composition for forming a polarizing layer preferably contains a polymerization initiator. The polymerization initiator is a compound capable of initiating a polymerization reaction of a polymerizable smectic liquid crystal compound, and a photopolymerization initiator is preferable in that the polymerization reaction can be initiated under a lower temperature condition. Specifically, a compound capable of generating an active radical or an acid by the action of light under this temperature condition is used as a photopolymerization initiator. Among the photopolymerization initiators, those that generate radicals by the action of light are more preferable.
前記光重合開始剤としては、例えばベンゾイン化合物、ベンゾフェノン化合物、アルキルフェノン化合物、アシルホスフィンオキサイド化合物、トリアジン化合物、ヨードニウム塩及びスルホニウム塩などが挙げられる。 Examples of the photopolymerization initiator include benzoin compounds, benzophenone compounds, alkylphenone compounds, acylphosphine oxide compounds, triazine compounds, iodonium salts, and sulfonium salts.
以下、この光重合開始剤の具体例を挙げる。
ベンゾイン化合物としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル及びベンゾインイソブチルエーテルなどが挙げられる。
Hereinafter, specific examples of this photopolymerization initiator will be given.
Examples of the benzoin compound include benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, and benzoin isobutyl ether.
ベンゾフェノン化合物としては、例えば、ベンゾフェノン、o−ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルサルファイド、3,3’,4,4’−テトラ(tert−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン及び2,4,6−トリメチルベンゾフェノンなどが挙げられる。 Examples of the benzophenone compound include benzophenone, methyl o-benzoylbenzoate, 4-phenylbenzophenone, 4-benzoyl-4′-methyldiphenyl sulfide, 3,3 ′, 4,4′-tetra (tert-butylperoxycarbonyl). ) Benzophenone and 2,4,6-trimethylbenzophenone.
アルキルフェノン化合物としては、例えば、ジエトキシアセトフェノン、2−メチル−2−モルホリノ−1−(4−メチルチオフェニル)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)ブタン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1,2−ジフェニル−2,2−ジメトキシエタン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−〔4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル〕プロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン及び2−ヒドロキシ−2−メチル−1−〔4−(1−メチルビニル)フェニル〕プロパン−1−オンのオリゴマーなどが挙げられる。 Examples of the alkylphenone compound include diethoxyacetophenone, 2-methyl-2-morpholino-1- (4-methylthiophenyl) propan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl). ) Butan-1-one, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 1,2-diphenyl-2,2-dimethoxyethane-1-one, 2-hydroxy-2-methyl-1 -[4- (2-hydroxyethoxy) phenyl] propan-1-one, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone and 2-hydroxy-2-methyl-1- [4- (1-methylvinyl) phenyl] propane-1- ON oligomers.
アシルホスフィンオキサイド化合物としては、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド及びビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイドなどが挙げられる。 Examples of the acylphosphine oxide compound include 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide and bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide.
トリアジン化合物としては、例えば、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(4−メトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(4−メトキシナフチル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(4−メトキシスチリル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−〔2−(5−メチルフラン−2−イル)エテニル〕−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−〔2−(フラン−2−イル)エテニル〕−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−〔2−(4−ジエチルアミノ−2−メチルフェニル)エテニル〕−1,3,5−トリアジン及び2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−〔2−(3,4−ジメトキシフェニル)エテニル〕−1,3,5−トリアジンなどが挙げられる。 Examples of the triazine compound include 2,4-bis (trichloromethyl) -6- (4-methoxyphenyl) -1,3,5-triazine, 2,4-bis (trichloromethyl) -6- (4-methoxy Naphthyl) -1,3,5-triazine, 2,4-bis (trichloromethyl) -6- (4-methoxystyryl) -1,3,5-triazine, 2,4-bis (trichloromethyl) -6 [2- (5-Methylfuran-2-yl) ethenyl] -1,3,5-triazine, 2,4-bis (trichloromethyl) -6- [2- (furan-2-yl) ethenyl] -1 , 3,5-triazine, 2,4-bis (trichloromethyl) -6- [2- (4-diethylamino-2-methylphenyl) ethenyl] -1,3,5-triazine and 2,4-bis (trichloro Methyl)- - such as [2- (3,4-dimethoxyphenyl) ethenyl] -1,3,5-triazine.
光重合開始剤は、市場から容易に入手できるものを用いることもできる。市販の光重合開始剤としては、”イルガキュア(Irgacure)907”、”イルガキュア184”、”イルガキュア651”、”イルガキュア819”、”イルガキュア250”、”イルガキュア369”(チバ・ジャパン(株));”セイクオールBZ”、”セイクオールZ”、”セイクオールBEE”(精工化学(株));”カヤキュアー(kayacure)BP100”(日本化薬(株));”カヤキュアーUVI−6992”(ダウ社製);”アデカオプトマーSP−152”、”アデカオプトマーSP−170”((株)ADEKA);”TAZ−A”、”TAZ−PP”(日本シイベルヘグナー社);及び”TAZ−104”(三和ケミカル社)などが挙げられる。 A photopolymerization initiator that can be easily obtained from the market can also be used. Commercially available photopolymerization initiators include “Irgacure 907”, “Irgacure 184”, “Irgacure 651”, “Irgacure 819”, “Irgacure 250”, “Irgacure 369” (Ciba Japan Co., Ltd.); “Sake All BZ”, “Sake All Z”, “Sake All BEE” (Seiko Chemical Co., Ltd.); “Kayacure BP100” (Nippon Kayaku Co., Ltd.); “Kaya Cure UVI-6992” (manufactured by Dow); “Adekaoptomer SP-152”, “Adekaoptomer SP-170” (ADEKA); “TAZ-A”, “TAZ-PP” (Nihon Shibel Hegner); and “TAZ-104” (Sanwa) Chemical Corporation).
前記偏光層形成用組成物が重合開始剤を含有する場合、その含有量は、当該偏光層形成用組成物に含有される重合性スメクチック液晶化合物の種類及びその量に応じて適宜調節できるが、例えば、重合性スメクチック液晶化合物の合計100質量部に対する重合開始剤の含有量は、0.1〜30質量部が好ましく、0.5〜10質量部がより好ましく、0.5〜8質量部がさらに好ましい。重合性開始剤の含有量が、この範囲内であれば、重合性スメクチック液晶化合物の配向を乱すことなく重合させることができるため、該重合性スメクチック液晶化合物が高次スメクチック相の液晶状態を保持したまま重合することができる。 When the polarizing layer forming composition contains a polymerization initiator, the content can be appropriately adjusted according to the type and amount of the polymerizable smectic liquid crystal compound contained in the polarizing layer forming composition, For example, the content of the polymerization initiator with respect to 100 parts by mass in total of the polymerizable smectic liquid crystal compound is preferably 0.1 to 30 parts by mass, more preferably 0.5 to 10 parts by mass, and 0.5 to 8 parts by mass. Further preferred. If the content of the polymerizable initiator is within this range, the polymerizable smectic liquid crystal compound can be polymerized without disturbing the orientation of the polymerizable smectic liquid crystal compound, so that the polymerizable smectic liquid crystal compound maintains a liquid crystal state of a higher order smectic phase. Polymerization can be performed as is.
また、前記偏光層形成用組成物が光重合開始剤を含有する場合、該組成物には光増感剤を含有していてもよい。該光増感剤としては、例えば、キサントン及びチオキサントンなどのキサントン化合物(例えば、2,4−ジエチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントンなど);アントラセン及びアルコキシ基含有アントラセン(例えば、ジブトキシアントラセンなど)などのアントラセン化合物;フェノチアジン及びルブレンなどが挙げられる。 Moreover, when the said composition for polarizing layer formation contains a photoinitiator, this composition may contain the photosensitizer. Examples of the photosensitizer include xanthone compounds such as xanthone and thioxanthone (for example, 2,4-diethylthioxanthone and 2-isopropylthioxanthone); anthracene and alkoxy group-containing anthracene (for example, dibutoxyanthracene) and the like. Anthracene compounds; phenothiazine, rubrene, and the like.
前記偏光層形成用組成物が光重合開始剤及び光増感剤を含有するものである場合、当該偏光層形成用組成物に含有される重合性スメクチック液晶化合物の重合反応をより促進することができる。かかる光増感剤の使用量は、併用する光重合開始剤及び重合性スメクチック液晶化合物の種類及びその量に応じて適宜調節できるが、例えば、重合性スメクチック液晶化合物の合計100質量部に対して、0.1〜30質量部が好ましく、0.5〜10質量部がより好ましく、0.5〜8質量部がさらに好ましい。 When the polarizing layer forming composition contains a photopolymerization initiator and a photosensitizer, the polymerization reaction of the polymerizable smectic liquid crystal compound contained in the polarizing layer forming composition may be further promoted. it can. The amount of the photosensitizer used can be appropriately adjusted according to the type and amount of the photopolymerization initiator and polymerizable smectic liquid crystal compound used together. For example, the total amount of the polymerizable smectic liquid crystal compound is 100 parts by mass. 0.1-30 mass parts is preferable, 0.5-10 mass parts is more preferable, 0.5-8 mass parts is further more preferable.
前記偏光層形成用組成物に光増感剤を含有させることにより、重合性スメクチック液晶化合物の重合反応を促進できることを説明したが、該重合反応を安定的に進行させるために、該偏光層形成用組成物には重合禁止剤を適度に含有させることもできる。重合禁止剤を含有することにより、重合性スメクチック液晶化合物の重合反応の進行度合いをコントロールすることができる。 It has been explained that the polymerization reaction of the polymerizable smectic liquid crystal compound can be promoted by including a photosensitizer in the composition for forming a polarizing layer. However, in order to make the polymerization reaction proceed stably, the polarizing layer is formed. The composition may contain a polymerization inhibitor appropriately. By containing the polymerization inhibitor, the degree of progress of the polymerization reaction of the polymerizable smectic liquid crystal compound can be controlled.
前記重合禁止剤としては、例えばハイドロキノン、アルコキシ基含有ハイドロキノン、アルコキシ基含有カテコール(例えば、ブチルカテコールなど)、ピロガロール、2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジニルオキシラジカルなどのラジカル補足剤;チオフェノール類;β−ナフチルアミン類及びβ−ナフトール類などが挙げられる。 Examples of the polymerization inhibitor include radicals such as hydroquinone, alkoxy group-containing hydroquinone, alkoxy group-containing catechol (eg, butyl catechol), pyrogallol, 2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinyloxy radical, and the like. Supplementary agents; thiophenols; β-naphthylamines and β-naphthols.
前記偏光層形成用組成物に重合禁止剤を含有させる場合、その含有量は、用いる重合性スメクチック液晶化合物の種類及びその量、並びに光増感剤の使用量などに応じて適宜調節できるが、例えば、重合性スメクチック液晶化合物の合計100質量部に対する重合禁止剤の含有量が、0.1〜30質量部が好ましく、0.5〜10質量部がより好ましく、0.5〜8質量部がさらに好ましい。重合禁止剤の含有量が、この範囲内であれば、該偏光層形成用組成物に含有される重合性スメクチック液晶化合物の配向を乱すことなく重合させることができるため、該重合性スメクチック液晶化合物がより一層、高次スメクチック相の液晶状態を良好に保持したまま重合することができる。 In the case where a polymerization inhibitor is contained in the polarizing layer forming composition, the content can be appropriately adjusted according to the type and amount of the polymerizable smectic liquid crystal compound used, the amount of photosensitizer used, and the like. For example, the content of the polymerization inhibitor is preferably from 0.1 to 30 parts by weight, more preferably from 0.5 to 10 parts by weight, and from 0.5 to 8 parts by weight based on 100 parts by weight of the total of the polymerizable smectic liquid crystal compounds. Further preferred. If the content of the polymerization inhibitor is within this range, the polymerizable smectic liquid crystal compound can be polymerized without disturbing the orientation of the polymerizable smectic liquid crystal compound contained in the polarizing layer forming composition. However, it is possible to carry out polymerization while maintaining a liquid crystal state of a high-order smectic phase in good condition.
以上、説明した偏光層形成用組成物を、透明支持基材及び光配向層を設けた積層板(第1積層板)の光配向層上に塗布して塗布膜を得、該塗布膜中に含まれる前記重合性スメクチック液晶化合物が重合しない条件で乾燥することにより、偏光層形成用の乾燥被膜が形成され、第2積層体が得られる。 The polarizing layer forming composition described above is applied onto the photo-alignment layer of the laminate (first laminate) provided with the transparent support substrate and the photo-alignment layer to obtain a coating film. By drying under the condition that the polymerizable smectic liquid crystal compound contained is not polymerized, a dry film for forming a polarizing layer is formed, and a second laminate is obtained.
前記第1積層板へ前記偏光層形成用組成物を塗布する方法(塗布方法)、乾燥方法は透明支持基材上に本液晶配向剤を塗布する方法として説明したものと同じ方法が採用される。かくして形成された塗布膜の厚みは、0.5〜10μmの範囲が好ましく、0.5〜3μmの範囲がさらに好ましい。この塗布膜の厚みは、得られる偏光層が所望の厚みとなるようにして定められる。なお、該偏光層の厚みは、干渉膜厚計やレーザー顕微鏡あるいは触針式膜厚計の測定で求められるものである。 The method for applying the composition for forming a polarizing layer to the first laminate (application method) and the drying method are the same as those described as the method for applying the liquid crystal aligning agent on the transparent support substrate. . The thickness of the coating film thus formed is preferably in the range of 0.5 to 10 μm, and more preferably in the range of 0.5 to 3 μm. The thickness of the coating film is determined so that the obtained polarizing layer has a desired thickness. The thickness of the polarizing layer is obtained by measurement with an interference film thickness meter, a laser microscope or a stylus thickness meter.
さらに、前記第2積層体の乾燥被膜(偏光層形成用の乾燥被膜)に含まれる重合性スメクチック液晶化合物に対し光重合を行うことにより、該重合性スメクチック液晶化合物は、スメクチック相、好ましくは、すでに例示したような高次スメクチック相の液晶状態を保持したまま重合し、結果として乾燥被膜は偏光層へと転化する。 Furthermore, by performing photopolymerization on the polymerizable smectic liquid crystal compound contained in the dried film (dried film for forming the polarizing layer) of the second laminate, the polymerizable smectic liquid crystal compound has a smectic phase, preferably Polymerization is performed while maintaining the liquid crystal state of the higher-order smectic phase as exemplified above, and as a result, the dry film is converted into a polarizing layer.
<重合性ネマチック液晶化合物を用いた液晶配向素子>
次に、本液晶配向剤から形成された光配向膜上に、位相差層形成用組成物(重合性ネマチック液晶化合物を含む溶液)を用いて位相差層を形成する方法に関して説明する。
<Liquid crystal alignment element using polymerizable nematic liquid crystal compound>
Next, a method for forming a retardation layer on a photo-alignment film formed from the present liquid crystal aligning agent using a retardation layer forming composition (a solution containing a polymerizable nematic liquid crystal compound) will be described.
前記位相差層形成用組成物に含まれる重合性ネマチック液晶化合物としては例えば、式(20)で表される化合物(以下、場合により「化合物(20)」という。)などが挙げられる。 Examples of the polymerizable nematic liquid crystal compound contained in the composition for forming a retardation layer include a compound represented by the formula (20) (hereinafter sometimes referred to as “compound (20)”).
P11−E11−(B11−A11)t−B12−G (20)
[式(20)中、
A11は、2価の芳香族炭化水素基、2価の脂環式炭化水素基又は2価の複素環基を表し、該2価の芳香族炭化水素基、該2価の脂環式炭化水素基及び該2価の複素環基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数1〜6のN−アルキルアミノ基、炭素数2〜12のN,N−ジアルキルアミノ基、ニトロ基、シアノ基又はスルファニル基で置換されていてもよい。
B11及びB12は、それぞれ独立に、−CR14R15−、−C≡C−、−CH=CH−、−CH2−CH2−、−O−、−S−、−C(=O)−、−C(=O)−O−、−O−C(=O)−、−O−C(=O)−O−、−C(=S)−、−C(=S)−O−、−O−C(=S)−、−CH=N−、−N=CH−、−N=N−、−C(=O)−NR16−、−NR16−C(=O)−、−OCH2−、−OCF2−、−NR16−、−CH2O−、−CF2O−、−CH=CH−C(=O)−O−、−O−C(=O)−CH=CH−又は単結合を表す。R14及びR15は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表し、R14及びR15が連結して炭素数4〜7のアルカンジイル基を構成してもよい。R16は、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。
E11は、炭素数1〜12のアルカンジイル基を表す。該アルカンジイル基に含まれる水素原子は、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基又はハロゲン原子で置換されていてもよい。
P11は、重合性基を表す。
Gは、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜13のアルキル基、炭素数1〜13のアルコキシ基、炭素数1〜13のフルオロアルキル基、炭素数1〜13のN−アルキルアミノ基、炭素数2〜26のN,N−ジアルキルアミノ基、シアノ基、ニトロ基であるか、炭素数1〜12のアルカンジイル基を介して結合する重合性基を表し、該アルカンジイル基に含まれる水素原子は、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基又はハロゲン原子で置換されていてもよい。
tは、1〜5の整数を表す。tが2以上の整数である場合、複数のA11は互いに同一又は相異なり、複数のB11は互いに同一又は相異なる。]
P 11 -E 11 - (B 11 -A 11) t -B 12 -G (20)
[In the formula (20),
A 11 represents a divalent aromatic hydrocarbon group, a divalent alicyclic hydrocarbon group or a divalent heterocyclic group, the divalent aromatic hydrocarbon group, the divalent alicyclic carbonization. The hydrogen atom contained in the hydrogen group and the divalent heterocyclic group is a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an N-alkylamino group having 1 to 6 carbon atoms, It may be substituted with an N, N-dialkylamino group having 2 to 12 carbon atoms, a nitro group, a cyano group or a sulfanyl group.
B 11 and B 12 are each independently, -CR 14 R 15 -, - C≡C -, - CH = CH -, - CH 2 -CH 2 -, - O -, - S -, - C (= O)-, -C (= O) -O-, -O-C (= O)-, -O-C (= O) -O-, -C (= S)-, -C (= S). -O-, -OC (= S)-, -CH = N-, -N = CH-, -N = N-, -C (= O) -NR < 16 >-, -NR < 16 > -C (= O) —, —OCH 2 —, —OCF 2 —, —NR 16 —, —CH 2 O—, —CF 2 O—, —CH═CH—C (═O) —O—, —O—C ( = O) -CH = CH- or a single bond. R 14 and R 15 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 14 and R 15 are connected to form an alkanediyl group having 4 to 7 carbon atoms. Also good. R 16 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
E 11 represents an alkanediyl group having 1 to 12 carbon atoms. The hydrogen atom contained in the alkanediyl group may be substituted with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or a halogen atom.
P 11 represents a polymerizable group.
G is a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 13 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 13 carbon atoms, a fluoroalkyl group having 1 to 13 carbon atoms, an N-alkylamino group having 1 to 13 carbon atoms, carbon A hydrogen atom contained in the alkanediyl group, which is a N, N-dialkylamino group having 2 to 26, a cyano group, or a nitro group, or a polymerizable group bonded via an alkanediyl group having 1 to 12 carbon atoms. The atom may be substituted with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or a halogen atom.
t represents an integer of 1 to 5. When t is an integer of 2 or more, the plurality of A 11 are the same or different from each other, and the plurality of B 11 are the same or different from each other. ]
P11及びGにおける重合性基としては、ビニル基、ビニルオキシ基、スチリル基、p−(2−フェニルエテニル)フェニル基、アクリロイル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイル基、メタクリロイルオキシ基、カルボキシ基、アセチル基、ヒドロキシ基、カルバモイル基、アミノ基、炭素数1〜4のN−アルキルアミノ基、エポキシ基、オキセタニル基、ホルミル基、−N=C=O及びN=C=Sなどが挙げられる。なかでも、光重合反応性が高いという点で、ラジカル重合性基又はカチオン重合性基が好ましく、取り扱いが容易で、液晶化合物の製造も容易であるという点で、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基又はビニルオキシ基がより好ましい。 As the polymerizable group in P 11 and G, vinyl group, vinyloxy group, styryl group, p- (2-phenylethenyl) phenyl group, acryloyl group, acryloyloxy group, methacryloyl group, methacryloyloxy group, carboxy group, acetyl group Group, hydroxy group, carbamoyl group, amino group, N-alkylamino group having 1 to 4 carbon atoms, epoxy group, oxetanyl group, formyl group, -N = C = O and N = C = S. Among them, a radically polymerizable group or a cationically polymerizable group is preferable in terms of high photopolymerization reactivity, an acryloyloxy group, a methacryloyloxy group, or a group that is easy to handle and easy to produce a liquid crystal compound. A vinyloxy group is more preferable.
また、A11の2価の芳香族炭化水素基、2価の脂環式炭化水素基及び2価の複素環基の炭素数はそれぞれ、例えば3〜18の範囲であり、5〜12の範囲であることが好ましく、5又は6であることが特に好ましい。 Moreover, divalent aromatic hydrocarbon group A 11, respectively divalent carbon atoms in the alicyclic hydrocarbon group and a divalent heterocyclic group, for example in the range of 3 to 18, 5 to 12 range Is preferable, and 5 or 6 is particularly preferable.
化合物(20)としては、例えば、式(20−1)で表される化合物、及び式(20−2)で表される化合物が挙げられる。 Examples of the compound (20) include a compound represented by the formula (20-1) and a compound represented by the formula (20-2).
P11-E11-(B11-A11)t1-B12-E12-P12 (20−1)
P11-E11-(B11-A11)t2-B12-F11 (20−2)
[式(20−1)及び式(20−2)中、
P11、E11、B11、A11及びB12は、前記と同義である。
F11は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜13のアルキル基、炭素数1〜13のアルコキシ基、炭素数1〜13のフルオロアルキル基、炭素数1〜13のN−アルキルアミノ基、炭素数2〜26のN,N−ジアルキルアミノ基、シアノ基又はニトロ基を表す。
E12は、炭素数1〜12のアルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基は、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基又はハロゲン原子を有していてもよい。
P12は、重合性基を表す。
t1及びt2はそれぞれ独立に、1〜5の整数を表す。]
P 11 -E 11 - (B 11 -A 11) t1 -B 12 -E 12 -P 12 (20-1)
P 11 -E 11 - (B 11 -A 11) t2 -B 12 -F 11 (20-2)
[In Formula (20-1) and Formula (20-2),
P 11 , E 11 , B 11 , A 11 and B 12 are as defined above.
F 11 is a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 13 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 13 carbon atoms, a fluoroalkyl group having 1 to 13 carbon atoms, an N-alkylamino group having 1 to 13 carbon atoms, An N, N-dialkylamino group, a cyano group or a nitro group having 2 to 26 carbon atoms is represented.
E 12 represents an alkanediyl group having 1 to 12 carbon atoms, and the alkanediyl group may have an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or a halogen atom.
P 12 represents a polymerizable group.
t 1 and t 2 each independently represents an integer of 1 to 5. ]
さらに、これら式(20−1)及び(20−2)で表される化合物として、式(I)、式(II)、式(III)、式(IV)又は式(V)で表される化合物が挙げられる。
P11-E11-B11-A11-B12-A12-B13-A13-B14-A14-B15-A15-B16-E12-P12 (I)
P11-E11-B11-A11-B12-A12-B13-A13-B14-A14-B15-E12-P12 (II)
P11-E11-B11-A11-B12-A12-B13-A13-B14-E12-P12 (III)
P11-E11-B11-A11-B12-A12-B13-A13-B14-F11 (IV)
P11-E11-B11-A11-B12-A12-B13-F11 (V)
[式(I)〜式(V)中、
A12〜A15は、A11と同義であり、B13〜B16は、B11と同義である。]
Further, the compounds represented by the formulas (20-1) and (20-2) are represented by the formula (I), the formula (II), the formula (III), the formula (IV), or the formula (V). Compounds.
P 11 -E 11 -B 11 -A 11 -B 12 -A 12 -B 13 -A 13 -B 14 -A 14 -B 15 -A 15 -B 16 -E 12 -P 12 (I)
P 11 -E 11 -B 11 -A 11 -B 12 -A 12 -B 13 -A 13 -B 14 -A 14 -B 15 -E 12 -P 12 (II)
P 11 -E 11 -B 11 -A 11 -B 12 -A 12 -B 13 -A 13 -B 14 -E 12 -P 12 (III)
P 11 -E 11 -B 11 -A 11 -B 12 -A 12 -B 13 -A 13 -B 14 -F 11 (IV)
P 11 -E 11 -B 11 -A 11 -B 12 -A 12 -B 13 -F 11 (V)
[In Formula (I)-Formula (V),
A 12 to A 15 are synonymous with A 11 , and B 13 to B 16 are synonymous with B 11 . ]
なお、式(20−1)、式(20−2)、式(I)、式(II)、式(III)、式(IV)及び式(V)で表される化合物において、P11とE11がエーテル結合又はエステル結合を介して結合されていることが好ましく、P12とE12がエーテル結合又はエステル結合を介して結合されていることが好ましい。 In the compounds represented by formula (20-1), formula (20-2), formula (I), formula (II), formula (III), formula (IV), and formula (V), P 11 and E 11 is preferably bonded via an ether bond or an ester bond, and P 12 and E 12 are preferably bonded via an ether bond or an ester bond.
重合性ネマチック液晶化合物の具体例としては、式(I−1)〜式(I−5)、式(B1)〜式(B20)、式(C1)〜式(C4)で示される化合物などの式(I)で示される化合物;式(II−1)〜式(II−6)で示される化合物などの式(II)で示される化合物;式(III−1)〜式(III−19)で示される化合物などの式(III)で示される化合物;式(IV−1)〜式(IV−14)で示される化合物などの式(IV)で示される化合物;式(V−1)〜式(V−5)で示される化合物などの式(V)で示される化合物等が挙げられる。なお、式中kは、1〜11の整数を表し、*印は結合手を表す。これらの重合性ネマチック液晶化合物であれば、比較的、容易に製造できるか、市場からの入手が容易であることから好ましいものである。 Specific examples of the polymerizable nematic liquid crystal compound include compounds represented by formulas (I-1) to (I-5), formulas (B1) to (B20), and formulas (C1) to (C4). Compound represented by Formula (I); Compound represented by Formula (II) such as compounds represented by Formula (II-1) to Formula (II-6); Formula (III-1) to Formula (III-19) A compound represented by formula (III) such as a compound represented by formula (IV); a compound represented by formula (IV) such as a compound represented by formula (IV-1) to formula (IV-14); Examples thereof include compounds represented by formula (V) such as compounds represented by formula (V-5). In the formula, k represents an integer of 1 to 11, and * represents a bond. These polymerizable nematic liquid crystal compounds are preferable because they can be produced relatively easily or are easily available from the market.
(式(B1)中の2つの*は、(B1−1)〜(B1−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (B1) are bonded to any one of (B1-1) to (B1-8).)
(式(B2)中の2つの*は、(B2−1)〜(B2−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (B2) are bonded to any one of (B2-1) to (B2-8).)
(式(B3)中の2つの*は、(B3−1)〜(B3−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (B3) are bonded to any one of (B3-1) to (B3-8).)
(式(B4)中の2つの*は、(B4−1)〜(B4−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (B4) are bonded to any one of (B4-1) to (B4-8).)
(式(B5)中の2つの*は、(B5−1)〜(B5−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (B5) are bonded to any one of (B5-1) to (B5-8).)
(式(B6)中の2つの*は、(B6−1)〜(B6−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (B6) are bonded to any one of (B6-1) to (B6-8).)
(式(B7)中の2つの*は、(B7−1)〜(B7−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (B7) are bonded to any one of (B7-1) to (B7-8).)
(式(B8)中の2つの*は、(B8−1)〜(B8−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (B8) are bonded to any one of (B8-1) to (B8-8).)
(式(B9)中の2つの*は、(B9−1)〜(B9−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * s in the formula (B9) are bonded to any one of (B9-1) to (B9-8).)
(式(B10)中の2つの*は、(B10−1)〜(B10−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * s in the formula (B10) are bonded to any one of (B10-1) to (B10-8).)
(式(B11)中の2つの*は、(B11−1)〜(B11−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (B11) are bonded to any one of (B11-1) to (B11-8).)
(式(B12)中の2つの*は、(B12−1)〜(B12−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (B12) are bonded to any one of (B12-1) to (B12-8).)
(式(B13)中の2つの*は、(B13−1)〜(B13−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (B13) are bonded to any one of (B13-1) to (B13-8).)
(式(B14)中の2つの*は、(B14−1)〜(B14−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (B14) are bonded to any one of (B14-1) to (B14-8).)
(式(B15)中の2つの*は、(B15−1)〜(B15−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (B15) are bonded to any one of (B15-1) to (B15-8).)
(式(B16)中の2つの*は、(B16−1)〜(B16−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (B16) are bonded to any one of (B16-1) to (B16-8).)
(式(B17)中の2つの*は、(B17−1)〜(B17−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (B17) are bonded to any one of (B17-1) to (B17-8).)
(式(B18)中の2つの*は、(B18−1)〜(B18−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (B18) are bonded to any one of (B18-1) to (B18-8).)
(式(B19)中の2つの*は、(B19−1)〜(B19−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * s in the formula (B19) are bonded to any one of (B19-1) to (B19-8).)
(式(B20)中の2つの*は、(B20−1)〜(B20−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (B20) are bonded to any one of (B20-1) to (B20-8).)
(式(C1)中の2つの*は、(C1−1)〜(C1−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (C1) are bonded to any one of (C1-1) to (C1-8).)
(式(C2)中の2つの*は、(C2−1)〜(C2−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (C2) are bonded to any one of (C2-1) to (C2-8).)
(式(C3)中の2つの*は、(C3−1)〜(C3−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (C3) are bonded to any one of (C3-1) to (C3-8).)
(式(C4)中の2つの*は、(C4−1)〜(C4−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * s in formula (C4) are bonded to any one of (C4-1) to (C4-8)).
化合物(20)と同様に、式(2)で表される重合性ネマチック液晶化合物(以下、場合により「化合物(2)」という。)も、位相差層形成用組成物に用いるものとして用いることにより、前記光配向層上に、位相差層を形成することができる。
[式(2)中、
Q1は、置換もしくは非置換の多環式芳香族炭化水素基又は置換もしくは非置換の多環式芳香族複素環基を表す。
D1及びD2は、それぞれ独立に、単結合又は2価の連結基を表す。
G1及びG2は、それぞれ独立に、2価の脂環式炭化水素基を表し、該脂環式炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のフルオロアルキル基、炭素数1〜4アルコキシ基、シアノ基又はニトロ基で置換されていてもよく、該脂環式炭化水素基を構成する−CH2−は、−O−、−S−又は−NH−に置き換わっていてもよい。
E1及びE2は、それぞれ独立に、単結合又は2価の連結基を表す。
B1及びB2は、それぞれ独立に、単結合又は2価の連結基を表す。
A1及びA2は、それぞれ独立に、2価の脂環式炭化水素基又は2価の芳香族炭化水素基を表し、該脂環式炭化水素基及び該芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4アルコキシ基、シアノ基又はニトロ基で置換されていてもよい。該炭素数1〜4のアルキル基及び該炭素数1〜4アルコキシ基に含まれる水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよい。
k及びlは、それぞれ独立に、0〜3の整数を表す。kが2以上の場合、複数存在するA1は、互いに同一又は相異なり、複数存在するB1は、互いに同一又は相異なる。lが2以上の場合、複数存在するA2は、互いに同一又は相異なり、複数存在するB2は、互いに同一又は相異なる。
F1及びF2は、それぞれ独立に、炭素数1〜12のアルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基に含まれる水素原子は、炭素数1〜5のアルコキシ基又はハロゲン原子で置換されていてもよく、該アルカンジイル基を構成する−CH2−は、−O−又は−CO−に置き換わっていてもよい。
P1及びP2は、それぞれ独立に、水素原子、アクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を表すが、P1及びP2がともに水素原子であることはない。]
Similarly to the compound (20), a polymerizable nematic liquid crystal compound represented by the formula (2) (hereinafter, sometimes referred to as “compound (2)”) is also used as a composition for forming a retardation layer. Thus, a retardation layer can be formed on the photo-alignment layer.
[In Formula (2),
Q 1 represents a substituted or unsubstituted polycyclic aromatic hydrocarbon group or a substituted or unsubstituted polycyclic aromatic heterocyclic group.
D 1 and D 2 each independently represents a single bond or a divalent linking group.
G 1 and G 2 each independently represent a divalent alicyclic hydrocarbon group, and the hydrogen atom contained in the alicyclic hydrocarbon group is a halogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, carbon The —CH 2 — which may be substituted with a C 1-4 fluoroalkyl group, a C 1-4 alkoxy group, a cyano group or a nitro group, and which constitutes the alicyclic hydrocarbon group is —O—, -S- or -NH- may be substituted.
E 1 and E 2 each independently represents a single bond or a divalent linking group.
B 1 and B 2 each independently represent a single bond or a divalent linking group.
A 1 and A 2 each independently represent a divalent alicyclic hydrocarbon group or a divalent aromatic hydrocarbon group, and hydrogen contained in the alicyclic hydrocarbon group and the aromatic hydrocarbon group The atom may be substituted with a halogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a cyano group, or a nitro group. The hydrogen atom contained in the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and the alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms may be substituted with a fluorine atom.
k and l each independently represents an integer of 0 to 3. When k is 2 or more, a plurality of A 1 are the same or different from each other, and a plurality of B 1 are the same or different from each other. When l is 2 or more, a plurality of A 2 are the same or different from each other, and a plurality of B 2 are the same or different from each other.
F 1 and F 2 each independently represent an alkanediyl group having 1 to 12 carbon atoms, and the hydrogen atom contained in the alkanediyl group is substituted with an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms or a halogen atom. Alternatively, —CH 2 — constituting the alkanediyl group may be replaced by —O— or —CO—.
P 1 and P 2 each independently represent a hydrogen atom, an acryloyloxy group or a methacryloyloxy group, but neither P 1 nor P 2 is a hydrogen atom. ]
Q1の具体例として、式(ar−1)〜式(ar−840)のいずれかで表される基が挙げられる。以下の基において、Meはメチル基を、Etはエチル基を、*は結合手を表わす。
Specific examples of Q 1 include a group represented by any one of formulas (ar-1) to (ar-840). In the following groups, Me represents a methyl group, Et represents an ethyl group, and * represents a bond.
式(2)中、D1及びD2はそれぞれ独立に、単結合又は2価の連結基を表わす。該2価の連結基としては例えば、−CO−O−、−O−CO−、−C(=S)−O−、−O−C(=S)−、−CR4R5−、−CR4R5−CR6R7−、−O−CR4R5−、−CR4R5−O−、−CR4R5−O−CR6R7−、−CR4R5−O−CO−、−O−CO−CR4R5−、−CR4R5−O−CO−CR6R7−、−CR4R5−CO−O−CR6R7−、−NR8−CR4R5−、−CR4R5−NR8−、−CO−NR8−、−NR8−CO−、−O−、−S−、−NR8−及び−CR4=CR5−などが挙げられる。ここで、R4、R5、R6及びR7は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子又は炭素数1〜4のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等)を表す。R8は、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基及びブチル基など)を表す。
これらの中でも、D1及びD2はそれぞれ独立に、*−O−CO−、*−O−C(=S)−、*−O−CR4R5−、*−NR8−CR4R5−又は*−NR8−CO−であることが好ましく、*−O−CO−、*−O−C(=S)−又は*−NR8−CO−であることがより好ましい。ここで、*は、化合物(2)の
で示される基の*の一方に対する結合手を表す。R4、R5、R6及びR7は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基であることが好ましく、水素原子、メチル基又はエチル基であることがより好ましい。R8は、水素原子、メチル基又はエチル基であることが好ましい。
In formula (2), D 1 and D 2 each independently represents a single bond or a divalent linking group. Examples of the divalent linking group include —CO—O—, —O—CO—, —C (═S) —O—, —O—C (═S) —, —CR 4 R 5 —, — CR 4 R 5 -CR 6 R 7 -, - O-CR 4 R 5 -, - CR 4 R 5 -O -, - CR 4 R 5 -O-CR 6 R 7 -, - CR 4 R 5 -O -CO -, - O-CO- CR 4 R 5 -, - CR 4 R 5 -O-CO-CR 6 R 7 -, - CR 4 R 5 -CO-O-CR 6 R 7 -, - NR 8 -CR 4 R 5 -, - CR 4 R 5 -NR 8 -, - CO-NR 8 -, - NR 8 -CO -, - O -, - S -, - NR 8 - , and -CR 4 = CR 5 -Etc. are mentioned. Here, R 4 , R 5 , R 6 and R 7 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms (for example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group) Group). R 8 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms (for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, and a butyl group).
Among these, D 1 and D 2 are each independently * —O—CO—, * —O—C (═S) —, * —O—CR 4 R 5 —, * —NR 8 —CR 4 R. 5 - or * is preferably -NR 8 -CO-, * - O- CO -, * - O-C (= S) - or * is more preferably -NR 8 -CO- is. Here, * indicates the compound (2)
Represents a bond to one of the * of the group represented by R 4 , R 5 , R 6 and R 7 are each independently preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and more preferably a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group. R 8 is preferably a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group.
G1及びG2の2価の脂環式炭化水素基は、環を構成する原子(環構成原子)の数の3〜10の範囲である基が好ましい。環構成原子にヘテロ原子が含まれる場合、そのヘテロ原子の数は2以下である。かかる脂環式炭化水素基の具体例は、式(g−1)〜式(g−10)のいずれかで表されるものである。中でも、G1及びG2の2価の脂環式炭化水素基は、5員環又は6員環の脂環式炭化水素基であることがより好ましい。
(式中、*は結合手を表す。)
The divalent alicyclic hydrocarbon group of G 1 and G 2 is preferably a group having a range of 3 to 10 as the number of atoms (ring constituting atoms) constituting the ring. When a ring atom contains a hetero atom, the number of the hetero atom is 2 or less. Specific examples of such alicyclic hydrocarbon groups are those represented by any one of formula (g-1) to formula (g-10). Among these, the divalent alicyclic hydrocarbon group of G 1 and G 2 is more preferably a 5-membered or 6-membered alicyclic hydrocarbon group.
(In the formula, * represents a bond.)
前記式(g−1)〜(g−10)のいずれかで表される基に含まれる水素原子は、メチル基、エチル基、イソプロピル基及びtert−ブチル基などの炭素数1〜4のアルキル基;メトキシ基及びエトキシ基などの炭素数1〜4のアルコキシ基;トリフルオロメチル基などの炭素数1〜4のフルオロアルキル基;トリフルオロメトキシ基などの炭素数1〜4のフルオロアルコキシ基;シアノ基;ニトロ基;フッ素原子、塩素原子及び臭素原子などのハロゲン原子で置換されていてもよい。 The hydrogen atom contained in the group represented by any one of the formulas (g-1) to (g-10) is an alkyl having 1 to 4 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, and a tert-butyl group. A C 1-4 alkoxy group such as a methoxy group and an ethoxy group; a C 1-4 fluoroalkyl group such as a trifluoromethyl group; a C 1-4 fluoroalkoxy group such as a trifluoromethoxy group; Cyano group; nitro group; optionally substituted by halogen atoms such as fluorine atom, chlorine atom and bromine atom.
G1及びG2としては、式(g−1)で表される基であることが好ましく、1,4−シクロヘキサンジイル基であることがさらに好ましく、trans−1,4−シクロへキサンジイル基であることが特に好ましい。 G 1 and G 2 are preferably a group represented by the formula (g-1), more preferably a 1,4-cyclohexanediyl group, and a trans-1,4-cyclohexanediyl group. It is particularly preferred.
E1及びE2の2価の連結基としては、例えば、−CR9R10−、−CH2−CH2−、−O−、−S−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−、−C(=S)−O−、−O−C(=S)−、−O−C(=S)−O−、−CO−NR11−、−NR11−CO−、−O−CH2−、−CH2−O−、−S−CH2−、−CH2−S−、−NR11−及び−CR9=CR10−などが挙げられる。R9及びR10は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。R11は、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。 Examples of the divalent linking group of E 1 and E 2, for example, -CR 9 R 10 -, - CH 2 -CH 2 -, - O -, - S -, - CO-O -, - O-CO- , —O—CO—O—, —C (═S) —O—, —O—C (═S) —, —O—C (═S) —O—, —CO—NR 11 —, —NR 11 -CO -, - O-CH 2 -, - CH 2 -O -, - S-CH 2 -, - CH 2 -S -, - NR 11 - and -CR 9 = CR 10 -, and the like. R 9 and R 10 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. R 11 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
E1及びE2は、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−、−CO−NR11−、−NR11−CO−、−CH2−O−、−CH2−S−又は単結合であることが好ましく、−CO−O−であることがより好ましい。 E 1 and E 2 are —CO—O—, —O—CO—, —O—CO—O—, —CO—NR 11 —, —NR 11 —CO—, —CH 2 —O—, —CH. 2 -S- or a single bond is preferable, and -CO-O- is more preferable.
B1及びB2の2価の連結基としては、例えば、−CR9R10−、−CH2−CH2−、−O−、−S−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−、−C(=S)−O−、−O−C(=S)−、−O−C(=S)−O−、−CO−NR11−、−NR11−CO−、−O−CH2−、−CH2−O−、−S−CH2−、−CH2−S−、−NR11−及び−CR9=CR10−などが挙げられる。 Examples of the divalent linking group for B 1 and B 2, for example, -CR 9 R 10 -, - CH 2 -CH 2 -, - O -, - S -, - CO-O -, - O-CO- , —O—CO—O—, —C (═S) —O—, —O—C (═S) —, —O—C (═S) —O—, —CO—NR 11 —, —NR 11 -CO -, - O-CH 2 -, - CH 2 -O -, - S-CH 2 -, - CH 2 -S -, - NR 11 - and -CR 9 = CR 10 -, and the like.
より製造が容易であるという観点からは、B1及びB2はそれぞれ独立に、−CH2−CH2−、−CO−O−、−O−CO−、−CO−NH−、−NH−CO−、−O−CH2−、−CH2−O−又は単結合であることが好ましく、化合物(2)が特に高い液晶性を示すという点で、−CO−O−又は−O−CO−が好ましい。
また、より容易に化合物(2)を製造できる点では、B1とB2とが同一であることが好ましい。
From the viewpoint of easier production, B 1 and B 2 are each independently —CH 2 —CH 2 —, —CO—O—, —O—CO—, —CO—NH—, —NH—. CO—, —O—CH 2 —, —CH 2 —O— or a single bond is preferable, and —CO—O— or —O—CO is preferable in that the compound (2) exhibits particularly high liquid crystallinity. -Is preferred.
From the viewpoint that can be produced more easily compound (2), it is preferable and B 1 and B 2 are identical.
A1及びA2における2価の脂環式炭化水素基又は2価の芳香族炭化水素基の具体例としては、G1及びG2の説明で示した式(g−1)〜式(g−10)のいずれかで表される基と、以下の式(a−1)〜式(a−8)のいずれかで表される炭素数6〜20の2価の芳香族炭化水素基とが挙げられる。
Specific examples of the divalent alicyclic hydrocarbon group or the divalent aromatic hydrocarbon group in A 1 and A 2 include the formulas (g-1) to (g) described in the description of G 1 and G 2. -10) and a divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms represented by any of the following formulas (a-1) to (a-8): Is mentioned.
前記式(a−1)〜式(a−8)で表される基に含まれる水素原子は、メチル基、エチル基、イソプロピル基及びtert−ブチル基などの炭素数1〜4のアルキル基;メトキシ基及びエトキシ基などの炭素数1〜4のアルコキシ基;トリフルオロメチル基などの炭素数1〜4のフルオロアルキル基;トリフルオロメトキシ基などの炭素数1〜4のフルオロアルコキシ基;シアノ基;ニトロ基;フッ素原子、塩素原子及び臭素原子などのハロゲン原子で置換されていてもよい。 The hydrogen atoms contained in the groups represented by the formulas (a-1) to (a-8) are alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, and a tert-butyl group; A C1-C4 alkoxy group such as a methoxy group and an ethoxy group; a C1-C4 fluoroalkyl group such as a trifluoromethyl group; a C1-C4 fluoroalkoxy group such as a trifluoromethoxy group; a cyano group A nitro group; optionally substituted with a halogen atom such as a fluorine atom, a chlorine atom or a bromine atom.
中でも、A1及びA2としては、1,4−フェニレン基又は1,4−シクロヘキサンジイル基であることが好ましく、化合物(2)の製造が容易という点で、1,4−フェニレン基がより好ましい。さらに、化合物(2)の製造がより容易であるという点で、A1とA2が同一であることが好ましい。 Among them, as A 1 and A 2 , a 1,4-phenylene group or a 1,4-cyclohexanediyl group is preferable, and a 1,4-phenylene group is more preferable in terms of easy production of the compound (2). preferable. Furthermore, in terms of production of the compound (2) is easier, it is preferable A 1 and A 2 are the same.
化合物(2)の液晶性の観点から、、k及びlは0、1又は2であることが好ましい。
k及びlの和が、5以下であることが好ましく、4以下であることがより好ましい。
From the viewpoint of liquid crystallinity of the compound (2), k and l are preferably 0, 1 or 2.
The sum of k and l is preferably 5 or less, and more preferably 4 or less.
F1及びF2における炭素数1〜12のアルカンジイル基は、−(CH2)3−、−(CH2)4−、−(CH2)5−、−(CH2)6−、−(CH2)7−、−(CH2)8−、−(CH2)9−、−(CH2)10−、−(CF2)4−、−(CF2)6−、−(CF2)8−が好ましく、−(CH2)4−、−(CH2)6−がより好ましい。
B1及びB2はそれぞれ独立に、−O−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−又は単結合であることが好ましい。
The alkanediyl group having 1 to 12 carbon atoms in F 1 and F 2 is — (CH 2 ) 3 —, — (CH 2 ) 4 —, — (CH 2 ) 5 —, — (CH 2 ) 6 —, — (CH 2 ) 7 -,-(CH 2 ) 8 -,-(CH 2 ) 9 -,-(CH 2 ) 10 -,-(CF 2 ) 4 -,-(CF 2 ) 6 -,-(CF 2 ) 8 -is preferable, and-(CH 2 ) 4- and-(CH 2 ) 6 -are more preferable.
B 1 and B 2 are each independently —O—, —CO—O—, —O—CO—, —O—CO—O—, —CO—NH—, —NH—CO— or a single bond. It is preferable.
P1及びP2は、それぞれ独立に、水素原子又は重合性基を表すが、ともに水素原子であることはない。すなわち、P1及びP2のうち少なくとも1つは、重合性基である。化合物(2)から得られる位相差層の硬度が優れる傾向があるという点で、P1及びP2がともに重合性基であることがより好ましい。 P 1 and P 2 each independently represent a hydrogen atom or a polymerizable group, but both are not hydrogen atoms. That is, at least one of P 1 and P 2 is a polymerizable group. It is more preferable that both P 1 and P 2 are polymerizable groups in that the retardation layer obtained from the compound (2) tends to have excellent hardness.
重合性基とは、化合物(2)の重合反応に関与し得る基であればよい。前記化合物(3−1)のU1及びU2の重合性基と重複するが、該重合性基の具体例を挙げると、ビニル基、ビニルオキシ基、スチリル基、p−(2−フェニルエテニル)フェニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、カルボキシ基、アセチル基、ヒドロキシ基、カルバモイル基、炭素数1〜4のN−アルキルアミノ基、アミノ基、エポキシ基、オキセタニル基、ホルミル基、イソシアナト基及びイソチオシアナト基などである。中でも、光重合に適するという点で、ラジカル重合性基及びカチオン重合性基が好ましく、取り扱いが容易で、化合物(2)の製造も容易であるという点でアクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基がより好ましく、アクリロイルオキシ基が特に好ましい。
重合性基は、F1及びF2に直接結合してもよいが、一つ以上の2価の連結基(例えば、前記B1及びB2における2価の連結基等)を介して結合することが好ましい。
The polymerizable group may be any group that can participate in the polymerization reaction of the compound (2). Although it overlaps with the polymerizable groups of U 1 and U 2 of the compound (3-1), specific examples of the polymerizable group include vinyl group, vinyloxy group, styryl group, p- (2-phenylethenyl). ) Phenyl group, acryloyl group, methacryloyl group, acryloyloxy group, methacryloyloxy group, carboxy group, acetyl group, hydroxy group, carbamoyl group, C1-C4 N-alkylamino group, amino group, epoxy group, oxetanyl group , Formyl group, isocyanato group and isothiocyanato group. Among them, a radical polymerizable group and a cationic polymerizable group are preferable in that they are suitable for photopolymerization, and an acryloyloxy group or a methacryloyloxy group is more preferable in terms of easy handling and easy production of the compound (2). An acryloyloxy group is particularly preferred.
The polymerizable group may be directly bonded to F 1 and F 2 , but is bonded through one or more divalent linking groups (for example, the divalent linking group in B 1 and B 2 above). It is preferable.
−D1−G1−E1−(A1−B1)k−F1−P1及び−D2−G2−E2−(A2−B2)l−F2−P2の具体的例としては、式(R−1)〜式(R−134)で表される基が挙げられる。*は、
で表される基の*の一方との結合手を表す。
-D 1 -G 1 -E 1 - ( A 1 -B 1) k -F 1 -P 1 and -D 2 -G 2 -E 2 - ( A 2 -B 2) of l -F 2 -P 2 Specific examples include groups represented by formula (R-1) to formula (R-134). *
Represents a bond to one of the * of the group represented by
(式(A1)中の2つの*は、(A1−1)〜(A1−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A1) are bonded to any one of (A1-1) to (A1-8).)
(式(A2)中の2つの*は、(A2−1)〜(A2−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * s in the formula (A2) are bonded to any one of (A2-1) to (A2-8).)
(式(A3)中の2つの*は、(A3−1)〜(A3−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A3) are bonded to any one of (A3-1) to (A3-8).)
(式(A4)中の2つの*は、(A4−1)〜(A4−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A4) are bonded to any one of (A4-1) to (A4-8).)
(式(A5)中の2つの*は、(A5−1)〜(A5−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A5) are bonded to any one of (A5-1) to (A5-8).)
(式(A6)中の2つの*は、(A6−1)〜(A6−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * s in formula (A6) are bonded to any one of (A6-1) to (A6-8).)
(式(A7)中の2つの*は、(A7−1)〜(A7−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A7) are bonded to any one of (A7-1) to (A7-8).)
(式(A8)中の2つの*は、(A8−1)〜(A8−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A8) are bonded to any one of (A8-1) to (A8-8).)
(式(A9)中の2つの*は、(A9−1)〜(A9−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A9) are bonded to any one of (A9-1) to (A9-8).)
(式(A10)中の2つの*は、(A10−1)〜(A10−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A10) are bonded to any one of (A10-1) to (A10-8).)
(式(A11)中の2つの*は、(A11−1)〜(A11−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A11) are bonded to any one of (A11-1) to (A11-8).)
(式(A12)中の2つの*は、(A12−1)〜(A12−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * s in formula (A12) are bonded to any one of (A12-1) to (A12-8).)
(式(A13)中の2つの*は、(A13−1)〜(A13−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A13) are bonded to any one of (A13-1) to (A13-8).)
(式(A14)中の2つの*は、(A14−1)〜(A14−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A14) are bonded to any one of (A14-1) to (A14-8).)
(式(A15)中の2つの*は、(A15−1)〜(A15−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A15) are bonded to any one of (A15-1) to (A15-8).)
(式(A16)中の2つの*は、(A16−1)〜(A16−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A16) are bonded to any one of (A16-1) to (A16-8).)
(式(A17)中の2つの*は、(A17−1)〜(A17−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A17) are bonded to any one of (A17-1) to (A17-8).)
(式(A18)中の2つの*は、(A18−1)〜(A18−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A18) are bonded to any one of (A18-1) to (A18-8).)
(式(A19)中の2つの*は、(A19−1)〜(A19−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * s in formula (A19) are bonded to any one of (A19-1) to (A19-8).)
(式(A20)中の2つの*は、(A20−1)〜(A20−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A20) are bonded to any one of (A20-1) to (A20-8).)
(式(A21)中の2つの*は、(A21−1)〜(A21−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * s in formula (A21) are bonded to any one of (A21-1) to (A21-8).)
(式(A22)中の2つの*は、(A22−1)〜(A22−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A22) are bonded to any one of (A22-1) to (A22-8).)
(式(A23)中の2つの*は、(A23−1)〜(A23−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * s in the formula (A23) are bonded to any one of (A23-1) to (A23-8).)
(式(A24)中の2つの*は、(A24−1)〜(A24−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * s in the formula (A24) are bonded to any one of (A24-1) to (A24-8).)
(式(A25)中の2つの*は、(A25−1)〜(A25−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A25) are bonded to any one of (A25-1) to (A25-8).)
(式(A26)中の2つの*は、(A26−1)〜(A26−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A26) are bonded to any one of (A26-1) to (A26-8).)
(式(A27)中の2つの*は、(A27−1)〜(A27−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A27) are bonded to any one of (A27-1) to (A27-8).)
(式(A28)中の2つの*は、(A28−1)〜(A28−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * s in formula (A28) are bonded to any one of (A28-1) to (A28-8).)
(式(A29)中の2つの*は、(A29−1)〜(A29−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * s in the formula (A29) are bonded to any one of (A29-1) to (A29-8).)
(式(A30)中の2つの*は、(A30−1)〜(A30−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A30) are bonded to any one of (A30-1) to (A30-8).)
(式(A31)中の2つの*は、(A31−1)〜(A31−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A31) are bonded to any one of (A31-1) to (A31-8).)
(式(A32)中の2つの*は、(A32−1)〜(A32−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * s in formula (A32) are bonded to any one of (A32-1) to (A32-8).)
(式(A33)中の2つの*は、(A33−1)〜(A33−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A33) are bonded to any one of (A33-1) to (A33-8).)
(式(A34)中の2つの*は、(A34−1)〜(A34−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A34) are bonded to any one of (A34-1) to (A34-8).)
(式(A35)中の2つの*は、(A35−1)〜(A35−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A35) are bonded to any one of (A35-1) to (A35-8).)
(式(A36)中の2つの*は、(A36−1)〜(A36−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A36) are bonded to any one of (A36-1) to (A36-8).)
(式(A37)中の2つの*は、(A37−1)〜(A37−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * s in formula (A37) are bonded to any one of (A37-1) to (A37-8).)
(式(A38)中の2つの*は、(A38−1)〜(A38−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * s in the formula (A38) are bonded to any one of (A38-1) to (A38-8).)
(式(A39)中の2つの*は、(A39−1)〜(A39−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * s in formula (A39) are bonded to any one of (A39-1) to (A39-8).)
(式(A40)中の2つの*は、(A40−1)〜(A40−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * s in formula (A40) are bonded to any one of (A40-1) to (A40-8).)
(式(A41)中の2つの*は、(A41−1)〜(A41−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A41) are bonded to any one of (A41-1) to (A41-8).)
(式(A42)中の2つの*は、(A42−1)〜(A42−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A42) are bonded to any one of (A42-1) to (A42-8).)
(式(A43)中の2つの*は、(A43−1)〜(A43−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A43) are bonded to any one of (A43-1) to (A43-8).)
(式(A44)中の2つの*は、(A44−1)〜(A44−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A44) are bonded to any one of (A44-1) to (A44-8).)
(式(A45)中の2つの*は、(A45−1)〜(A45−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A45) are bonded to any one of (A45-1) to (A45-8).)
(式(A46)中の2つの*は、(A46−1)〜(A46−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A46) are bonded to any one of (A46-1) to (A46-8).)
(式(A47)中の2つの*は、(A47−1)〜(A47−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A47) are bonded to any one of (A47-1) to (A47-8).)
(式(A48)中の2つの*は、(A48−1)〜(A48−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * s in the formula (A48) are bonded to any one of (A48-1) to (A48-8).)
(式(A49)中の2つの*は、(A49−1)〜(A49−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A49) are bonded to any one of (A49-1) to (A49-8).)
(式(A50)中の2つの*は、(A50−1)〜(A50−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * s in the formula (A50) are bonded to any one of (A50-1) to (A50-8).)
(式(A51)中の2つの*は、(A51−1)〜(A51−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A51) are bonded to any one of (A51-1) to (A51-8).)
(式(A52)中の2つの*は、(A52−1)〜(A52−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * s in formula (A52) are bonded to any one of (A52-1) to (A52-8).)
(式(A53)中の2つの*は、(A53−1)〜(A53−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A53) are bonded to any one of (A53-1) to (A53-8).)
(式(A54)中の2つの*は、(A54−1)〜(A54−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A54) are bonded to any one of (A54-1) to (A54-8).)
(式(A55)中の2つの*は、(A55−1)〜(A55−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * s in formula (A55) are bonded to any one of (A55-1) to (A55-8).)
(式(A56)中の2つの*は、(A56−1)〜(A56−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * s in formula (A56) are bonded to any one of (A56-1) to (A56-8).)
(式(A57)中の2つの*は、(A57−1)〜(A57−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A57) are bonded to any one of (A57-1) to (A57-8).)
(式(A58)中の2つの*は、(A58−1)〜(A58−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A58) are bonded to any one of (A58-1) to (A58-8).)
(式(A59)中の2つの*は、(A59−1)〜(A59−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A59) are bonded to any one of (A59-1) to (A59-8).)
(式(A60)中の2つの*は、(A60−1)〜(A60−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * s in formula (A60) are bonded to any one of (A60-1) to (A60-8).)
(式(A61)中の2つの*は、(A61−1)〜(A61−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A61) are bonded to any one of (A61-1) to (A61-8).)
(式(A62)中の2つの*は、(A62−1)〜(A62−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A62) are bonded to any one of (A62-1) to (A62-8).)
(式(A63)中の2つの*は、(A63−1)〜(A63−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * s in formula (A63) are bonded to any one of (A63-1) to (A63-8).)
(式(A64)中の2つの*は、(A64−1)〜(A64−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A64) are bonded to any one of (A64-1) to (A64-8).)
(式(A66)中の2つの*は、(A66−1)〜(A66−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A66) are bonded to any one of (A66-1) to (A66-8).)
(式(A67)中の2つの*は、(A67−1)〜(A67−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A67) are bonded to any one of (A67-1) to (A67-8).)
(式(A68)中の2つの*は、(A68−1)〜(A68−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * s in formula (A68) are bonded to any one of (A68-1) to (A68-8).)
(式(A69)中の2つの*は、(A69−1)〜(A69−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A69) are bonded to any one of (A69-1) to (A69-8).)
(式(A70)中の2つの*は、(A70−1)〜(A70−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * s in formula (A70) are bonded to any one of (A70-1) to (A70-8).)
(式(A71)中の2つの*は、(A71−1)〜(A71−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * s in formula (A71) are bonded to any one of (A71-1) to (A71-8).)
(式(A72)中の2つの*は、(A72−1)〜(A72−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A72) are bonded to any one of (A72-1) to (A72-8).)
(式(A73)中の2つの*は、(A73−1)〜(A73−8)のいずれかの*と結合している。)
(Two * in the formula (A73) are bonded to any one of (A73-1) to (A73-8).)
位相差層形成に用いる重合性ネマチック液晶化合物としては、例示した化合物(2)を単独で用いてもよいし、2種以上を適宜混合させてもよい。とりわけ式(A1)〜式(A73)のいずれかで表される化合物を用いると、得られる位相差層が逆波長分散位相差層となるのでより好ましい。これらの化合物(2)は、その波長分散性がより理想的な逆波長分散性を示す点からも好ましい。 As the polymerizable nematic liquid crystal compound used for forming the retardation layer, the exemplified compound (2) may be used alone, or two or more kinds may be appropriately mixed. In particular, the use of a compound represented by any one of formulas (A1) to (A73) is more preferable because the obtained retardation layer becomes an inverse wavelength dispersion retardation layer. These compounds (2) are also preferable from the viewpoint that the wavelength dispersion exhibits more ideal reverse wavelength dispersion.
前記位相差層形成用組成物には、さらに重合開始剤を含有すると好ましい。好適な重合開始剤は、前記偏光層形成用組成物に任意に含有される、好ましい重合開始剤として例示したものと同じである。また、該位相差層形成用組成物には、前記偏光層形成用組成物と同様に、重合性液晶化合物(重合性ネマチック液晶化合物)の重合をより促進させるために光増感剤や、重合をコントロールするための重合禁止剤が含有されていてもよい。この光増感剤や重合禁止剤についても、前記偏光層形成用組成物で説明したとおりである。さらに、該位相差層形成用組成物には、前記偏光層形成用組成物と同様に、レベリング剤を含有することもできる。 The retardation layer forming composition preferably further contains a polymerization initiator. Suitable polymerization initiators are the same as those exemplified as preferred polymerization initiators optionally contained in the composition for forming a polarizing layer. Further, the retardation layer forming composition includes a photosensitizer and a polymerization agent for further promoting the polymerization of a polymerizable liquid crystal compound (polymerizable nematic liquid crystal compound), as in the polarizing layer forming composition. It may contain a polymerization inhibitor for controlling the viscosity. The photosensitizer and the polymerization inhibitor are also as described in the polarizing layer forming composition. Further, the retardation layer forming composition may contain a leveling agent as in the polarizing layer forming composition.
前記位相差層形成用組成物は、その流動性の点で、溶剤、特に有機溶剤を含むことが好ましい。この有機溶剤は、該位相差層形成用組成物に用いる重合性ネマチック液晶化合物の種類及びその量などに応じて適宜選択することができるが、具体的には、メタノール、エタノール、エチレングリコール、イソプロピルアルコール、プロピレングリコール、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールブチルエーテル等のアルコール溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコールメチルエーテルアセテート、γ−ブチロラクトン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、乳酸エチル等のエステル溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン、メチルイソブチルケトン等のケトン溶剤;ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の非塩素化脂肪族炭化水素溶剤;トルエン、キシレン、フェノール等の非塩素化芳香族炭化水素溶剤;アセトニトリル等のニトリル溶剤;プロピレングリコールモノメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン等のエーテル溶剤;クロロホルム、クロロベンゼン等の塩素化炭化水素溶剤;フェノール;などが挙げられる。これら有機溶剤は、単独で用いてもよいし、複数を組み合わせて用いてもよい。特に、アルコール溶剤、エステル溶剤、ケトン溶剤、非塩素化脂肪族炭化水素溶剤及び非塩素化芳香族炭化水素溶剤が好ましい。 The composition for forming a retardation layer preferably contains a solvent, particularly an organic solvent, in terms of fluidity. The organic solvent can be appropriately selected according to the type and amount of the polymerizable nematic liquid crystal compound used in the composition for forming a retardation layer. Specifically, methanol, ethanol, ethylene glycol, isopropyl Alcohol solvents such as alcohol, propylene glycol, ethylene glycol methyl ether, ethylene glycol butyl ether; ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, ethylene glycol methyl ether acetate, γ-butyrolactone, propylene glycol methyl ether acetate, ethyl lactate; acetone, methyl ethyl ketone Ketone solvents such as cyclopentanone, cyclohexanone, 2-heptanone and methyl isobutyl ketone; non-chlorinated aliphatic hydrocarbon solvents such as pentane, hexane and heptane; toluene Non-chlorinated aromatic hydrocarbon solvents such as xylene and phenol; Nitrile solvents such as acetonitrile; Ether solvents such as propylene glycol monomethyl ether, tetrahydrofuran and dimethoxyethane; Chlorinated hydrocarbon solvents such as chloroform and chlorobenzene; Phenol; It is done. These organic solvents may be used alone or in combination. In particular, alcohol solvents, ester solvents, ketone solvents, non-chlorinated aliphatic hydrocarbon solvents and non-chlorinated aromatic hydrocarbon solvents are preferred.
前記位相差層形成用組成物に有機溶剤を用いる場合、その含有量は、重合性ネマチック液晶化合物100質量部に対して、10〜10,000質量部であり、好ましくは100〜5,000質量部である。前記位相差層形成用組成物の粘度は、形成される位相差層の膜厚のムラが生じにくくなる傾向があるという点で、0.1〜10mPa・s、好ましくは0.1〜7mPa・sである。そのため、このような好適な粘度となるようにして、前記位相差層形成用組成物に用いる有機溶剤の種類及び量(含有量)を定めることもできる。 When an organic solvent is used in the composition for forming a retardation layer, the content thereof is 10 to 10,000 parts by mass, preferably 100 to 5,000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable nematic liquid crystal compound. Part. The viscosity of the composition for forming a retardation layer is from 0.1 to 10 mPa · s, preferably from 0.1 to 7 mPa · s, in that the thickness of the retardation layer to be formed tends not to be uneven. s. Therefore, the kind and amount (content) of the organic solvent used for the retardation layer forming composition can be determined so as to have such a suitable viscosity.
また、前記位相差層形成用組成物中の固形分濃度は、2〜50質量%の範囲であり、5〜50質量%の範囲が好ましい。固形分濃度が2質量%以上であると、位相差層が薄くなりすぎず、液晶表示装置の液晶パネルとしての光学補償のために必要とする複屈折率を有する位相差層が得られやすい傾向がある。また、固形分濃度が50質量%以下であると、該位相差層形成用組成物の粘度が小さくなりすぎず、上述の適度な粘度となるので、位相差層の膜厚のムラが生じにくくなる傾向がある。なお、固形分とは、前記位相差層形成用組成物から有機溶剤などの揮発成分を除いた成分をいう。 Moreover, the solid content concentration in the said composition for phase difference layer formation is the range of 2-50 mass%, and the range of 5-50 mass% is preferable. When the solid content concentration is 2% by mass or more, the retardation layer does not become too thin, and a retardation layer having a birefringence index necessary for optical compensation as a liquid crystal panel of a liquid crystal display device tends to be obtained. There is. In addition, when the solid content concentration is 50% by mass or less, the viscosity of the retardation layer forming composition does not become too small, and the above-described appropriate viscosity is obtained, so that unevenness in the thickness of the retardation layer is hardly generated. Tend to be. In addition, solid content means the component remove | excluding volatile components, such as an organic solvent, from the said composition for phase difference layer formation.
前記位相差層とは、直線偏光を円偏光や楕円偏光に変換したり、逆に円偏光又は楕円偏光を直線偏光に変換したりするために用いられる。 The retardation layer is used for converting linearly polarized light into circularly polarized light or elliptically polarized light, or conversely converting circularly polarized light or elliptically polarized light into linearly polarized light.
前記位相差層は、前記位相差層形成用組成物に含まれる重合性ネマチック液晶化合物を重合することにより得られる。 The retardation layer is obtained by polymerizing a polymerizable nematic liquid crystal compound contained in the retardation layer forming composition.
本液晶配向剤から形成された光配向層上に、前記位相差層形成用組成物を塗布し、乾燥することにより、未重合フィルム(位相差層形成用の乾燥被膜)が得られる。なお、かかる塗布方法や乾燥方法は、前記偏光層形成用塗布膜から、偏光層形成用の塗布膜及び乾燥被膜を得る方法において説明したものと同じである。
未重合フィルム中の重合性ネマチック液晶をネマチック相の液晶状態にした後、重合させることにより得られる位相差層は、モノドメイン配向による複屈折性を示す。
An unpolymerized film (dried film for forming a retardation layer) is obtained by applying the composition for forming a retardation layer on a photo-alignment layer formed from the liquid crystal aligning agent and drying the composition. The coating method and the drying method are the same as those described in the method for obtaining the polarizing layer forming coating film and the dry coating from the polarizing layer forming coating film.
A retardation layer obtained by polymerizing a polymerizable nematic liquid crystal in an unpolymerized film after making it into a nematic liquid crystal state exhibits birefringence due to monodomain alignment.
前記位相差層形成用組成物の固形分濃度及び有機溶剤の含有量、並びに、支持基材上への該位相差層形成用組成物の塗布量を適宜調整することにより、位相差層の膜厚はコントロールできる。前記位相差層形成用組成物に含まれる重合性ネマチック液晶化合物の含有量が一定である場合、得られる位相差層の位相差値(リタデーション値、Re(λ))は、式(7)
Re(λ)=d×Δn(λ) (7)
(式中、Re(λ)は、波長λnmにおける位相差値を表し、dは膜厚を表し、Δn(λ)は波長λnmにおける複屈折率を表わす。)
に従って決定されるため、所望のRe(λ)を得るためには、膜厚d及びΔn(λ)を調整すればよい。
By appropriately adjusting the solid content concentration of the retardation layer forming composition and the content of the organic solvent, and the coating amount of the retardation layer forming composition on the support substrate, a retardation layer film is prepared. Thickness can be controlled. When the content of the polymerizable nematic liquid crystal compound contained in the composition for forming a retardation layer is constant, the retardation value (retardation value, Re (λ)) of the obtained retardation layer is represented by the formula (7)
Re (λ) = d × Δn (λ) (7)
(In the formula, Re (λ) represents a retardation value at a wavelength λnm, d represents a film thickness, and Δn (λ) represents a birefringence at a wavelength λnm.)
Therefore, in order to obtain a desired Re (λ), the film thickness d and Δn (λ) may be adjusted.
未重合フィルム中の重合性ネマチック液晶化合物を重合させる方法は、該重合性ネマチック液晶化合物の種類に応じて、適宜決定すればよい。該重合性ネマチック液晶化合物が重合性基として、光重合性基を有するものである場合は、光重合法が用いられ、該重合性基が熱重合性基である場合は、熱重合法が用いられる。光重合法によれば低温で該重合性ネマチック液晶化合物を重合させることができ、支持基材の耐熱性の選択幅が広がるという点及び工業的に製造が容易であるという点で、光重合性の重合性基を有する重合性ネマチック液晶化合物を用いることが好ましい。また成膜性の観点からも光重合が好ましい。
光重合法に係る重合反応は、未重合フィルムに可視光、紫外光又はレーザー光を照射することにより行われる。取り扱いやすいという点で、紫外光が特に好ましい。光照射は、本発明の化合物が液晶相をとる温度で行ってもよい。この際、マスキングなどによって重合フィルムをパターニングすることもできる。
複屈折率Δn(λ)は、重合時の露光量、加熱温度、加熱時間適宜調整することにより、所望の位相差を与えるように調製することができる。
The method for polymerizing the polymerizable nematic liquid crystal compound in the unpolymerized film may be appropriately determined according to the type of the polymerizable nematic liquid crystal compound. When the polymerizable nematic liquid crystal compound has a photopolymerizable group as a polymerizable group, a photopolymerization method is used, and when the polymerizable group is a thermopolymerizable group, a thermal polymerization method is used. It is done. According to the photopolymerization method, the polymerizable nematic liquid crystal compound can be polymerized at a low temperature, and the range of heat resistance of the supporting substrate is widened, and the photopolymerizability is easy in terms of industrial production. It is preferable to use a polymerizable nematic liquid crystal compound having a polymerizable group. Photopolymerization is also preferred from the viewpoint of film formability.
The polymerization reaction according to the photopolymerization method is performed by irradiating an unpolymerized film with visible light, ultraviolet light, or laser light. In view of easy handling, ultraviolet light is particularly preferable. The light irradiation may be performed at a temperature at which the compound of the present invention takes a liquid crystal phase. At this time, the polymerized film can be patterned by masking or the like.
The birefringence Δn (λ) can be adjusted so as to give a desired phase difference by appropriately adjusting the exposure amount, the heating temperature, and the heating time during polymerization.
かくして得られる位相差層は、ポリマーを延伸することによって位相差を与える延伸フィルムと比較して、より膜厚が薄いものとなる。さらに本液晶配向剤から形成された光配向層と組み合わせることで、パターン化や進相軸(遅相軸)の方向を自由に制御できる。 The retardation layer thus obtained has a smaller film thickness than a stretched film that gives a retardation by stretching a polymer. Furthermore, by combining with the photo-alignment layer formed from this liquid crystal aligning agent, patterning and the direction of a fast axis (slow axis) can be controlled freely.
さらに、位相差層は透明性に優れ、様々なディスプレイ用フィルムとして使用される位相差層の厚みは、上記のとおり、光学フィルムの位相差値によって、異なるものであるが、0.1〜10μmであることが好ましく、光弾性を小さくする点で0.2〜5μmであることがより好ましく、0.5〜3μmであることが特に好ましい。 Furthermore, the retardation layer is excellent in transparency, and the thickness of the retardation layer used as various display films varies depending on the retardation value of the optical film as described above, but is 0.1 to 10 μm. In terms of reducing photoelasticity, it is more preferably 0.2 to 5 μm, and particularly preferably 0.5 to 3 μm.
複屈折性を示す位相差層の位相差値としては、50〜500nm程度であり、好ましくは100〜300nmである。 The retardation value of the retardation layer exhibiting birefringence is about 50 to 500 nm, preferably 100 to 300 nm.
このような位相差層は、より広い波長域において一様の偏光変換が可能である。そのため、該位相差層は、本液晶配向剤から形成された光配向層と組み合わせた液晶配向素子は、すべての液晶パネルや有機ELなどのFPDにおいて、光学補償フィルムとして用いることができる。 Such a retardation layer is capable of uniform polarization conversion in a wider wavelength range. Therefore, the liquid crystal alignment element combined with the photo-alignment layer formed from this liquid crystal aligning agent can be used as an optical compensation film in all liquid crystal panels and FPDs such as organic EL.
前記位相差層は、広帯域λ/4板又はλ/2板として使用することができる。広帯域λ/4板又はλ/2板として使用する場合には、該位相差層中の、重合性ネマチック液晶化合物から形成された重合体の含有量を適宜選択すればよい。λ/4板の場合には、得られる液晶配向素子のRe(550)を113〜163nm、好ましくは135〜140nm、特に好ましくは約137.5nm程度に膜厚を調整すればよく、λ/2板の場合には、得られる液晶配向素子のRe(550)を250〜300nm、好ましくは273〜277nm、特に好ましくは約275nm程度となるように、膜厚を調整すればよい。 The retardation layer can be used as a broadband λ / 4 plate or λ / 2 plate. When used as a broadband λ / 4 plate or λ / 2 plate, the content of the polymer formed from the polymerizable nematic liquid crystal compound in the retardation layer may be appropriately selected. In the case of a λ / 4 plate, the film thickness may be adjusted so that Re (550) of the obtained liquid crystal alignment element is 113 to 163 nm, preferably 135 to 140 nm, particularly preferably about 137.5 nm. In the case of a plate, the film thickness may be adjusted so that Re (550) of the obtained liquid crystal alignment element is 250 to 300 nm, preferably 273 to 277 nm, particularly preferably about 275 nm.
前記位相差層は、VA(Vertical Alingment)モード用光学フィルムとして使用することもできる。VAモード用光学フィルムとして使用する場合には、重合性ネマチック液晶化合物から形成された重合体の位相差層中の含有量を適宜選択すればよい。得られる光学フィルムのRe(550)が、好ましくは40〜100nm、より好ましくは60〜80nmとなるように膜厚を調整すればよい。 The retardation layer can also be used as an optical film for a VA (Vertical Alignment) mode. When used as an optical film for VA mode, the content in the retardation layer of the polymer formed from the polymerizable nematic liquid crystal compound may be appropriately selected. The film thickness may be adjusted so that Re (550) of the obtained optical film is preferably 40 to 100 nm, more preferably 60 to 80 nm.
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。例中の「%」及び「部」は、特記ない限り、質量%及び質量部である。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. Unless otherwise specified, “%” and “parts” in the examples are% by mass and parts by mass.
実施例1:化合物(M1−1−1)の合成
化合物(1−1−1)は下記のスキームに従って合成した。
Example 1: Synthesis of Compound (M1-1-1) Compound (1-1-1) was synthesized according to the following scheme.
[化合物(a1−1−1)の合成]
フェルラ酸50g(258mmol)をメタノール360gに溶解させた。得られた溶液に、室温で硫酸10gを加え、溶媒が還流するまで昇温した後、還流下2時間反応させた。得られた反応溶液を冷却後、氷150g及び水150gを加えた。上澄みをデカンテーションにて除去し、さらに5℃の水150g加えて結晶化させた。得られた白色結晶をろ過した、濾過した白色結晶を、さらに1M炭酸水素ナトリウム水溶液及び水で洗浄した後、真空乾燥して、化合物(a1−1−1)を22.2g得た。収率はフェルラ酸を基準として83%であった。
[Synthesis of Compound (a1-1-1)]
50 g (258 mmol) of ferulic acid was dissolved in 360 g of methanol. To the obtained solution, 10 g of sulfuric acid was added at room temperature, and the temperature was raised until the solvent was refluxed, followed by reaction for 2 hours under reflux. After cooling the resulting reaction solution, 150 g of ice and 150 g of water were added. The supernatant was removed by decantation, and further 150 g of water at 5 ° C. was added for crystallization. The obtained white crystals were filtered, and the filtered white crystals were further washed with 1M aqueous sodium hydrogen carbonate solution and water, and then dried under vacuum to obtain 22.2 g of compound (a1-1-1). The yield was 83% based on ferulic acid.
[化合物(b1−1−1)の合成]
化合物(a1−1−1)25g(120mmol)をジメチルアセトアミド250gに溶解させた。得られた溶液に、炭酸カリウム33.19g(240mmol)、及びヨウ化カリウム1.99g(12mmol)を加えた。得られた分散液に、6−クロロヘキサノールを滴加し、室温で1時間攪拌後、70℃で8時間攪拌した。得られた反応溶液を濾過して不溶物を除去した。濾液に、メチルイソブチルケトン200g及び水300gを加えて攪拌、静置し、分液して有機層を回収した。回収された有機層に水200gを加え、攪拌、静置及び分液という水洗操作を2回繰り返した。回収した有機層から、エバポレータを用いた減圧蒸留により溶媒を除去して、化合物(b1−1−1)の粗生成物を得た。
[Synthesis of Compound (b1-1-1)]
25 g (120 mmol) of the compound (a1-1-1) was dissolved in 250 g of dimethylacetamide. To the obtained solution, 33.19 g (240 mmol) of potassium carbonate and 1.99 g (12 mmol) of potassium iodide were added. To the obtained dispersion, 6-chlorohexanol was added dropwise, stirred at room temperature for 1 hour, and then stirred at 70 ° C. for 8 hours. The obtained reaction solution was filtered to remove insoluble matters. To the filtrate, 200 g of methyl isobutyl ketone and 300 g of water were added, stirred and allowed to stand, and separated to recover the organic layer. 200 g of water was added to the collected organic layer, and the water washing operations of stirring, standing and liquid separation were repeated twice. The solvent was removed from the recovered organic layer by distillation under reduced pressure using an evaporator to obtain a crude product of compound (b1-1-1).
[化合物(c1−1−1)の合成]
前記化合物(b1−1−1)の粗生成物の全量を、エタノール185gに溶解させた。
得られた溶液に、水92g及び水酸化ナトリウム14.41g(360mmol)を加えて80℃で1時間攪拌した。反応溶液を3℃程度まで冷却後、温度を5℃以下に保ちながら2M塩酸水溶液を加えて、pHを2にした。酸析した白色沈殿を濾取し、さらに水100g及びメタノール80gの混合溶液で2回洗浄し、真空乾燥させて、化合物(c1−1−1)を30.4g得た。収率は化合物(a1−1−1)を基準として86%であった。
[Synthesis of Compound (c1-1-1)]
The total amount of the crude product of the compound (b1-1-1) was dissolved in 185 g of ethanol.
To the obtained solution, 92 g of water and 14.41 g (360 mmol) of sodium hydroxide were added and stirred at 80 ° C. for 1 hour. After the reaction solution was cooled to about 3 ° C., a 2M hydrochloric acid aqueous solution was added while maintaining the temperature at 5 ° C. or lower to adjust the pH to 2. The acid precipitated white precipitate was collected by filtration, further washed twice with a mixed solution of 100 g of water and 80 g of methanol, and dried under vacuum to obtain 30.4 g of compound (c1-1-1). The yield was 86% based on the compound (a1-1-1).
[化合物(M1−1−1)の合成]
化合物(c1−1−1)27.46g(93mmol)をクロロホルム280gに溶解した。得られた溶液に、重合禁止剤としてBHT(ジt−ブチル−ヒドロキシトルエン)2.06g、トリエチルアミン37.73g(373mmol)を加えて氷冷下で攪拌させた。反応溶液にメタクリル酸クロリド29.26g(260mmol)を滴加し、5℃以下を保持して5時間攪拌した。得られた反応溶液に、ジメチルアミノピリジン5.7g及び水190gを加え、室温下で12時間攪拌した。静置した後、有機層を回収し、この有機層に2N塩酸水溶液100gを加え、攪拌、静置及び分液という洗浄操作を2回繰り返した。有機層を回収し、n−ヘプタン300gを加えて析出した結晶を濾取した。水100g及びメタノール80gからなる混合溶媒で2回洗浄後、真空乾燥して、化合物(M1−1−1)を22.0g得た。収率は化合物(c1−1−1)を基準として65%であった。
[Synthesis of Compound (M1-1-1)]
27.46 g (93 mmol) of the compound (c1-1-1) was dissolved in 280 g of chloroform. To the obtained solution, 2.06 g of BHT (di-t-butyl-hydroxytoluene) and 37.73 g (373 mmol) of triethylamine were added as a polymerization inhibitor and stirred under ice cooling. To the reaction solution, 29.26 g (260 mmol) of methacrylic acid chloride was added dropwise, and the mixture was stirred at 5 ° C. or lower for 5 hours. To the obtained reaction solution, 5.7 g of dimethylaminopyridine and 190 g of water were added and stirred at room temperature for 12 hours. After allowing to stand, the organic layer was recovered, 100 g of 2N hydrochloric acid aqueous solution was added to the organic layer, and washing operations of stirring, standing, and liquid separation were repeated twice. The organic layer was recovered, 300 g of n-heptane was added, and the precipitated crystals were collected by filtration. The mixture was washed twice with a mixed solvent consisting of 100 g of water and 80 g of methanol, and then vacuum-dried to obtain 22.0 g of compound (M1-1-1). The yield was 65% based on the compound (c1-1-1).
[化合物(M1−1−1)の合成(別法)]
化合物(c1−1−1)27.46g(93mmol)をクロロホルム280gに溶解した。得られた溶液に、重合禁止剤としてBHT(ジt−ブチル−ヒドロキシトルエン)8.00g、パラトルエンスルホン酸11.16g及びメタクリル酸44.63gを加えて、共沸脱水で水を除去しながら、8時間反応させた。反応溶液を5℃以下まで冷却後、水200gを加えて、攪拌、静置、分液することで有機層を回収した。得られた有機層にジメチルアミノピリジン5.7g及び水190gを加えて室温で12時間攪拌させた。得られた反応液の有機層を回収し、この有機層を、2N塩酸水溶液100gで2回洗浄した。有機層を回収し、n−ヘプタン300gを加えて析出した結晶を濾取した。水100g及びメタノール80gからなる混合溶媒で2回洗浄後、真空乾燥させて化合物(M1−1−1)を18.3g得た。収率は化合物(c1−1−1)を基準として54%であった。
[Synthesis of Compound (M1-1-1) (Alternative Method)]
27.46 g (93 mmol) of the compound (c1-1-1) was dissolved in 280 g of chloroform. While adding 8.00 g of BHT (di-t-butyl-hydroxytoluene), 11.16 g of paratoluenesulfonic acid and 44.63 g of methacrylic acid as a polymerization inhibitor to the obtained solution, water was removed by azeotropic dehydration. , Reacted for 8 hours. After cooling the reaction solution to 5 ° C. or lower, 200 g of water was added, and the organic layer was recovered by stirring, standing and liquid separation. To the obtained organic layer, 5.7 g of dimethylaminopyridine and 190 g of water were added and stirred at room temperature for 12 hours. The organic layer of the obtained reaction liquid was collected, and this organic layer was washed twice with 100 g of 2N aqueous hydrochloric acid. The organic layer was recovered, 300 g of n-heptane was added, and the precipitated crystals were collected by filtration. After washing twice with a mixed solvent consisting of 100 g of water and 80 g of methanol, it was vacuum dried to obtain 18.3 g of compound (M1-1-1). The yield was 54% based on the compound (c1-1-1).
実施例2(光反応性基を有するポリマーの製造)
前記化合物(M1−1−1)からの光反応性基を有するポリマーの製造は以下のようにして行った。
シュレンク管中に、化合物(M1−1−1)1.00g(2.76mmol)、及び10gのテトラヒドロフランを加えて、脱酸素後、窒素を流しながらアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)2.27mgを加え、60℃で72時間攪拌させた。得られた反応溶液をトルエン200gに加えた。析出物を濾取し、ヘプタンで洗浄後、真空乾燥させることにより、0.75gのポリマー1を得た。収率は化合物(M1−1−1)を基準として75%であった。GPC測定より、得られたポリマーの分子量はポリスチレン標準で数平均分子量28200、Mw/Mn1.82を示し、モノマー含有量は0.5%であった。
このポリマーをポリマー(1−1−1)とする。
Example 2 (Production of a polymer having a photoreactive group)
Production of a polymer having a photoreactive group from the compound (M1-1-1) was carried out as follows.
In a Schlenk tube, 1.00 g (2.76 mmol) of the compound (M1-1-1) and 10 g of tetrahydrofuran were added, and after deoxygenation, 2.27 mg of azobisisobutyronitrile (AIBN) was introduced while flowing nitrogen. And stirred at 60 ° C. for 72 hours. The obtained reaction solution was added to 200 g of toluene. The precipitate was collected by filtration, washed with heptane, and then vacuum-dried to obtain 0.75 g of polymer 1. The yield was 75% based on the compound (M1-1-1). From the GPC measurement, the molecular weight of the obtained polymer was a polystyrene standard, showing a number average molecular weight of 28200, Mw / Mn1.82, and the monomer content was 0.5%.
This polymer is referred to as a polymer (1-1-1).
なお、ポリマー(1−1−1)のポリスチレン標準で数平均分子量を求めたGPC分析は以下の条件で測定した。
装置 ;HLC−8220GPC(東ソー(株)製)
ガードカラム ;TSKguardcolumn MP(XL)(商品名)
カラム ;TSK−gel MultiporeHXL−M(商品名)
TSK−gel MultiporeHXL−M(商品名)
TSK−gel MultiporeHXL−M(商品名)
(上記カラムを直列接続した。)
カラム温度 ;40℃
溶媒 ;THF
流速 ;1.0mL/min
注入量 ;50μL
検出器 ;IR、UV
測定試料濃度 ;0.6質量%(溶媒;THF)
校正用標準物質;TSK STANDARD POLYSTYRENE
A−500、A−1000、A−2500、A−5000、
F−1、F−2、F−4、F−10、F−20、F−40、
F−80、F−128、F−288,F−380
(商品名、東ソー(株)製)
In addition, the GPC analysis which calculated | required the number average molecular weight with the polystyrene standard of the polymer (1-1-1) was measured on condition of the following.
Apparatus: HLC-8220GPC (manufactured by Tosoh Corporation)
Guard column: TSK guard column MP (XL) (trade name)
Column; TSK-gel MultiporeH XL- M (trade name)
TSK-gel MultiporeH XL- M (trade name)
TSK-gel MultiporeH XL- M (trade name)
(The above columns were connected in series.)
Column temperature: 40 ° C
Solvent: THF
Flow rate: 1.0 mL / min
Injection volume: 50 μL
Detector: IR, UV
Measurement sample concentration: 0.6% by mass (solvent: THF)
Reference material for calibration; TSK STANDARD POLYSTYRENE
A-500, A-1000, A-2500, A-5000,
F-1, F-2, F-4, F-10, F-20, F-40,
F-80, F-128, F-288, F-380
(Product name, manufactured by Tosoh Corporation)
実施例3:光反応性液晶配向剤の製造
ポリマー(1−1−1)を、濃度5質量%となるようにシクロペンタノンに溶解し、光反応性液晶配向剤を製造した。
Example 3: Production of photoreactive liquid crystal aligning agent The polymer (1-1-1) was dissolved in cyclopentanone so as to have a concentration of 5% by mass to produce a photoreactive liquid crystal aligning agent.
評価例1
〔偏光層形成用組成物の調整〕
下記の成分を混合し、80℃で1時間攪拌することで、重合性液晶組成物を得た。
重合性液晶化合物;化合物(3−1−6) 75部
化合物(3−1−7) 25部
二色性色素;アゾ色素(G205;林原生物化学研究所製) 3.0部
重合開始剤;1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(イルガキュア184;チバスペシャルティケミカルズ社製) 6部
レベリング剤;ポリアクリレート化合物(BYK−361N;BYK−Chemie社製) 1.5部
溶剤;シクロペンタノン 250部
Evaluation Example 1
[Adjustment of composition for forming polarizing layer]
The following components were mixed and stirred at 80 ° C. for 1 hour to obtain a polymerizable liquid crystal composition.
Polymerizable liquid crystal compound; Compound (3-1-6) 75 parts
Compound (3-1-7) 25 parts Dichroic dye; Azo dye (G205; manufactured by Hayashibara Biochemical Laboratories) 3.0 parts Polymerization initiator; 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone (Irgacure 184; manufactured by Ciba Specialty Chemicals) ) 6 parts Leveling agent; polyacrylate compound (BYK-361N; manufactured by BYK-Chemie) 1.5 parts Solvent; 250 parts of cyclopentanone
〔相転移温度の測定〕
偏光顕微鏡によるテクスチャー観察によって相転移温度を確認した。偏光層形成用組成物に含まれる重合性液晶化合物は、120℃まで昇温して溶剤を除去乾燥後、降温時において、110℃でネマチック相に相転移し104℃でスメクチックA相に相転移し、83℃でスメクチックB相へ相転移したことを確認した。
(Measurement of phase transition temperature)
The phase transition temperature was confirmed by texture observation with a polarizing microscope. The polymerizable liquid crystal compound contained in the composition for forming a polarizing layer is heated to 120 ° C., removed from the solvent, dried, then transitioned to a nematic phase at 110 ° C. and then to a smectic A phase at 104 ° C. Then, it was confirmed that the phase transition to the smectic B phase was performed at 83 ° C.
〔光配向層の作製〕
実施例3で得られた光反応性液晶配向剤を、ポリエチレンテレフタレート基板(PET基板)上にバーコート法により塗布し、60℃で1分間乾燥後、厚さ100nmの乾燥被膜を形成した。続いて、得られた乾燥被膜の表面に偏光UV照射処理を施して光配向層を形成した。偏光UV処理は、UV照射装置(SPOT CURE SP−7;ウシオ電機株式会社製)を用いて、波長365nmで測定した強度が100mJの条件で行った。
(Preparation of photo-alignment layer)
The photoreactive liquid crystal aligning agent obtained in Example 3 was coated on a polyethylene terephthalate substrate (PET substrate) by a bar coating method, dried at 60 ° C. for 1 minute, and then formed a dry film having a thickness of 100 nm. Subsequently, the surface of the obtained dried film was subjected to polarized UV irradiation treatment to form a photo-alignment layer. The polarized UV treatment was performed using a UV irradiation apparatus (SPOT CURE SP-7; manufactured by USHIO INC.) Under the condition that the intensity measured at a wavelength of 365 nm was 100 mJ.
〔偏光層の作製〕
光配向膜上に、偏光層形成用組成物をバーコート法により塗布し、120℃の乾燥オーブンにて1分間加熱乾燥した後、室温まで冷却した。UV照射装置(SPOT CURE SP−7;ウシオ電機株式会社製)を用いて、露光量1200mJ/cm2(365nm基準)の紫外線を、偏光層形成用組成物から形成された層に照射することにより、偏光層を形成し、液晶配向素子を製造した。この際の偏光層の膜厚をレーザー顕微鏡(オリンパス株式会社社製 OLS3000)により測定したところ、1.6μmであった。
(Preparation of polarizing layer)
On the photo-alignment film, the polarizing layer forming composition was applied by a bar coating method, dried by heating in a drying oven at 120 ° C. for 1 minute, and then cooled to room temperature. By irradiating a layer formed from the composition for forming a polarizing layer with an ultraviolet ray having an exposure amount of 1200 mJ / cm 2 (365 nm standard) using a UV irradiation device (SPOT CURE SP-7; manufactured by USHIO INC.) A polarizing layer was formed to produce a liquid crystal alignment element. When the film thickness of the polarizing layer at this time was measured with a laser microscope (OLS3000 manufactured by Olympus Corporation), it was 1.6 μm.
〔X線回折測定〕
得られた偏光層に対して、X線回折装置X’Pert PRO MPD(スペクトリス株式会社製)を用いてX線回折測定を行った。ターゲットとしてCuを用いてX線管電流40mA、X線管電圧45kVの条件で発生したX線を固定発散スリット1/2°を介してラビング方向から入射させ、走査範囲2θ=4.0〜40.0°の範囲で2θ=0.01671°ステップで走査して測定を行った結果、2θ=20.22°付近にピーク半価幅(FWHM)=約0.187°のシャープな回折ピーク(ブラッグピーク)が得られた。また、ラビング垂直方向からの入射でも同等な結果を得た。ピーク位置から求めた秩序周期(d)は約4.4Åであり、高次スメクチック相を反映した構造を形成していることがわかる。
[X-ray diffraction measurement]
X-ray diffraction measurement was performed on the obtained polarizing layer using an X-ray diffractometer X′Pert PRO MPD (Spectris Co., Ltd.). Using Cu as a target, X-rays generated under conditions of an X-ray tube current of 40 mA and an X-ray tube voltage of 45 kV are incident from the rubbing direction through a fixed diverging slit 1/2 °, and the scanning range 2θ = 4.0 to 40 As a result of scanning and measuring in steps of 2θ = 0.01671 ° in a range of 0.0 °, a sharp diffraction peak (FWHM) = approximately 0.187 ° in the vicinity of 2θ = 20.22 ° ( Bragg peak) was obtained. In addition, the same result was obtained even when incident from the rubbing vertical direction. The order period (d) obtained from the peak position is about 4.4 cm, and it can be seen that a structure reflecting a high-order smectic phase is formed.
〔二色比の測定〕
極大吸収波長における透過軸方向の吸光度(A1)及び吸収軸方向の吸光度(A2)を、分光光度計(島津製作所株式会社製 UV−3150)に偏光子付フォルダーをセットした装置を用いてダブルビーム法で測定した。該フォルダーは、リファレンス側は光量を50%カットするメッシュを設置した。測定された透過軸方向の吸光度(A1)及び吸収軸方向の吸光度(A2)の値から、比(A2/A1)を算出し、二色比とした。結果を表に示す。二色比が高いほど、偏光層として有用であるといえる。二色比の測定結果を表1に示す。
[Dichroic ratio measurement]
Using the apparatus which set the folder with a polarizer to the spectrophotometer (Shimadzu Corporation UV-3150) for the absorbance (A 1 ) in the transmission axis direction and the absorbance (A 2 ) in the absorption axis direction at the maximum absorption wavelength. Measured by the double beam method. The folder was provided with a mesh that cuts the light amount by 50% on the reference side. The ratio (A 2 / A 1 ) was calculated from the measured absorbance (A 1 ) in the transmission axis direction and absorbance (A 2 ) in the absorption axis direction to obtain a dichroic ratio. The results are shown in the table. It can be said that the higher the dichroic ratio, the more useful the polarizing layer. Table 1 shows the measurement results of the dichroic ratio.
〔配向状態の観察〕
得られた偏光層の配向状態を偏光顕微鏡観察によって確認した。偏光顕微鏡クロスニコルの間に約45°の方向にサンプルを挿入し、光抜けの状態で観察を実施した。垂直方向に配向している場合、光抜けは発生せずに暗視野の状態が観察され、水平配向している場合、光抜けが発生して明視野の状態で観察される。画面全体に渡って明視野が得られた場合を「○」、画面全体に渡って暗視野が得られた場合には「×」とする二水準で評価した。結果を表1に示す。
(Observation of orientation state)
The alignment state of the obtained polarizing layer was confirmed by polarizing microscope observation. A sample was inserted in the direction of about 45 ° between the polarizing microscope crossed Nicols, and observation was carried out in a light-out state. In the case of being oriented in the vertical direction, a dark field state is observed without occurrence of light omission, and in the case of being oriented in the horizontal direction, light omission is caused and observed in a bright field state. When the bright field was obtained over the entire screen, “◯” was evaluated, and when the dark field was obtained over the entire screen, “x” was evaluated. The results are shown in Table 1.
〔Haze値の測定〕
得られた偏光子に対して、ヘイズメーター(HZ−2;スガ試験機(株)製)を用いてヘイズ値を測定した。ヘイズ値は以下の式で表される。
ヘイズ値(%)= 散乱透過率(%)/全光線透過率(%)×100
光配向層による偏光層の配向規制力が不十分であれば、偏光層の主成分である重合性スメクチック液晶に不連続性の欠陥が発生する。この不連続性欠陥界面で光散乱が発生するために、ヘイズ値が大きな値となる。すなわち、ヘイズ値が小さければ小さいほど良好な配向性であるといえる。ここでは3%以下を良とした。結果を表1に示す。
[Measurement of Haze Value]
The haze value was measured with respect to the obtained polarizer using the haze meter (HZ-2; Suga Test Instruments Co., Ltd. product). The haze value is represented by the following formula.
Haze value (%) = scattering transmittance (%) / total light transmittance (%) × 100
If the alignment regulating force of the polarizing layer by the photo-alignment layer is insufficient, discontinuous defects occur in the polymerizable smectic liquid crystal that is the main component of the polarizing layer. Since light scattering occurs at this discontinuous defect interface, the haze value becomes a large value. That is, it can be said that the smaller the haze value, the better the orientation. Here, 3% or less was considered good. The results are shown in Table 1.
評価例2
二色性色素をアゾ色素(G205;林原生物化学研究所製)からアゾ色素(NKX2029;林原生物化学研究所製)に変えた以外は評価例1と同様にして、液晶配向素子を作製した。
Evaluation example 2
A liquid crystal alignment element was produced in the same manner as in Evaluation Example 1 except that the dichroic dye was changed from an azo dye (G205; manufactured by Hayashibara Biochemical Laboratories) to an azo dye (NKX2029; manufactured by Hayashibara Biochemical Research Laboratories).
〔相転移温度の測定〕
評価例1と同様にして、評価例2の偏光層形成用組成物に含まれる重合性液晶組成物の相転移挙動を測定した。120℃まで昇温して溶剤を除去乾燥後、降温時において、113℃でネマチック相に相転移し107℃でスメクチックA相に相転移し、83℃でスメクチックB相へ相転移したことを確認した。
(Measurement of phase transition temperature)
In the same manner as in Evaluation Example 1, the phase transition behavior of the polymerizable liquid crystal composition contained in the composition for forming a polarizing layer in Evaluation Example 2 was measured. After heating to 120 ° C, removing the solvent and drying, at the time of cooling, it was confirmed that the phase transition to the nematic phase at 113 ° C, the phase transition to the smectic A phase at 107 ° C, and the phase transition to the smectic B phase at 83 ° C. did.
評価例1と同様に、作製した液晶配向素子の二色比測定、配向状態観察、ヘイズ値測定を行った。その結果を表1に示す。 As in Evaluation Example 1, dichroic ratio measurement, alignment state observation, and haze value measurement of the produced liquid crystal alignment element were performed. The results are shown in Table 1.
評価例3
偏光層形成用組成物に含まれる重合性液晶化合物を、化合物(3−1−6)75部及び化合物(3−1−7)25部の混合物から、化合物(3−1−6)75部及び化合物(3−1−8)25部の混合物に変えた以外は評価例1と同様にして、液晶配向素子を作製した。
Evaluation Example 3
A polymerizable liquid crystal compound contained in the composition for forming a polarizing layer is obtained by mixing 75 parts of the compound (3-1-6) and 75 parts of the compound (3-1-7) and 75 parts of the compound (3-1-6). And the liquid crystal aligning element was produced like the evaluation example 1 except having changed into the mixture of 25 parts of compounds (3-1-8).
〔相転移温度の測定〕
評価例1と同様にして、評価例3の偏光層形成用組成物に含まれる重合性液晶組成物の相転移挙動を測定した。120℃まで昇温して溶剤を除去乾燥後、降温時において、111℃でネマチック相に相転移し105℃でスメクチックA相に相転移し、82℃でスメクチックB相へ相転移したことを確認した。
(Measurement of phase transition temperature)
In the same manner as in Evaluation Example 1, the phase transition behavior of the polymerizable liquid crystal composition contained in the composition for forming a polarizing layer in Evaluation Example 3 was measured. After heating to 120 ° C., removing the solvent and drying, it was confirmed that the phase transitioned to the nematic phase at 111 ° C., to the smectic A phase at 105 ° C., and to the smectic B phase at 82 ° C. did.
評価例1と同様に、作製した液晶配向素子の二色比測定、配向状態観察、ヘイズ値測定を行った。その結果を表1に示す。 As in Evaluation Example 1, dichroic ratio measurement, alignment state observation, and haze value measurement of the produced liquid crystal alignment element were performed. The results are shown in Table 1.
評価例4
偏光層形成用組成物に含まれる重合性液晶化合物を、化合物(3−1−6)75部及び化合物(3−1−7)25部の混合物から、化合物(3−1−6)75部及び化合物(3−1−13)25部の混合物に変えた以外は評価例1と同様にして、液晶配向素子を作製した。
Evaluation Example 4
A polymerizable liquid crystal compound contained in the composition for forming a polarizing layer is obtained by mixing 75 parts of the compound (3-1-6) and 75 parts of the compound (3-1-7) and 75 parts of the compound (3-1-6). And the liquid crystal aligning element was produced like the evaluation example 1 except having changed into the mixture of 25 parts of compounds (3-1-13).
〔相転移温度の測定〕
評価例1と同様にして、実施例4の偏光層形成用組成物に含まれる重合性液晶組成物の相転移挙動を測定した。130℃まで昇温して溶剤を除去乾燥後、降温時において、119℃でネマチック相に相転移し111℃でスメクチックA相に相転移し、82℃でスメクチックB相へ相転移したことを確認した。
(Measurement of phase transition temperature)
In the same manner as in Evaluation Example 1, the phase transition behavior of the polymerizable liquid crystal composition contained in the polarizing layer forming composition of Example 4 was measured. After heating to 130 ° C., removing the solvent and drying, it was confirmed that the phase transitioned to 119 ° C. to nematic phase, to 111 ° C. to smectic A phase, and to 82 ° C. to smectic B phase. did.
評価例1と同様に、製造した偏光素子の二色比測定、配向状態観察、ヘイズ値測定を行った。その結果を表1に示す。 As in Evaluation Example 1, dichroic ratio measurement, orientation state observation, and haze value measurement of the manufactured polarizing element were performed. The results are shown in Table 1.
評価例5
偏光層形成用組成物に含まれる重合性液晶化合物を、化合物(3−1−6)75部及び化合物(3−1−7)25部の混合物から、化合物(3−1−6)75部及び化合物(3−1−14)25部の混合物に変えた以外は評価例1と同様にして、液晶配向素子を作製した。
Evaluation Example 5
A polymerizable liquid crystal compound contained in the composition for forming a polarizing layer is obtained by mixing 75 parts of the compound (3-1-6) and 75 parts of the compound (3-1-7) and 75 parts of the compound (3-1-6). And the liquid crystal aligning element was produced like the evaluation example 1 except having changed into the mixture of 25 parts of compounds (3-1-14).
〔相転移温度の測定〕
評価例1と同様にして、実施例5の偏光層形成用組成物に含まれる重合性液晶組成物の相転移挙動を測定した。130℃まで昇温して溶剤を除去乾燥後、降温時において、118℃でネマチック相に相転移し109℃でスメクチックA相に相転移し、79℃でスメクチックB相へ相転移したことを確認した。
(Measurement of phase transition temperature)
In the same manner as in Evaluation Example 1, the phase transition behavior of the polymerizable liquid crystal composition contained in the polarizing layer forming composition of Example 5 was measured. After heating to 130 ° C., removing the solvent and drying, at the time of cooling, it was confirmed that the phase transitioned to the nematic phase at 118 ° C., the phase transition to the smectic A phase at 109 ° C., and the phase transition to the smectic B phase at 79 ° C. did.
評価例1と同様に、作製した液晶配向素子の二色比測定、配向状態観察、ヘイズ値測定を行った。その結果を表1に示す。 As in Evaluation Example 1, dichroic ratio measurement, alignment state observation, and haze value measurement of the produced liquid crystal alignment element were performed. The results are shown in Table 1.
評価例6
評価例1の重合性液晶(1−6)、(1−7)の代わりにポリビニルアルコールのラビング膜に配向させることのできる重合性ネマチック液晶化合物(例えばA1−1、A5−1、A6−1、A7−1、A9−1、A10−1、A11−1、A15−1、A21−1、A25−1、A63−1、A69−1、A70−1、A71−1、A72−1又はA73−1)を用い、かつ二色性色素を用いない位相差層形成用組成物を調製し、評価例1で示した光配向層上に塗布、ネマチック相転移温度まで加温した後、該重合性ネマチック液晶化合物を重合することにより、光配向層上にネマチック液晶相の液晶配向素子を作製できる。該液晶配向素子は液晶相を所望の位相差になるように厚みを調節すれば位相差層として機能する。
Evaluation Example 6
A polymerizable nematic liquid crystal compound (for example, A1-1, A5-1, A6-1) that can be aligned on a rubbing film of polyvinyl alcohol instead of the polymerizable liquid crystals (1-6) and (1-7) of Evaluation Example 1. A7-1, A9-1, A10-1, A11-1, A15-1, A21-1, A25-1, A63-1, A69-1, A70-1, A71-1, A72-1, or A73 1) and a composition for forming a retardation layer without using a dichroic dye was applied on the photo-alignment layer shown in Evaluation Example 1, heated to a nematic phase transition temperature, and then polymerized. By polymerizing the nematic liquid crystal compound, a liquid crystal alignment element having a nematic liquid crystal phase can be produced on the photo-alignment layer. The liquid crystal alignment element functions as a retardation layer if the thickness is adjusted so that the liquid crystal phase has a desired retardation.
本発明の光反応性液晶配向剤によれば、ネマチック液晶、スメクチック液晶を用いた液晶配向素子(例えば偏光層、位相差層)を形成させることができる。本発明の光反応性液晶配向剤によって得られる配向層は、非接触系で配向層が形成されるためダストが少ない、マスクを併用してのパターン化が容易などの利点があり、従来のラビング工程によって得られる配向層に勝る。 According to the photoreactive liquid crystal aligning agent of the present invention, a liquid crystal alignment element (for example, a polarizing layer or a retardation layer) using a nematic liquid crystal or a smectic liquid crystal can be formed. The alignment layer obtained by the photoreactive liquid crystal aligning agent of the present invention has advantages such as less dust and easy patterning using a mask because the alignment layer is formed in a non-contact system. The alignment layer obtained by the process is superior.
Claims (11)
偏光層とを有し、
前記偏光層は、前記配向層上に形成され、重合性液晶化合物を含む偏光層形成用組成物中の前記重合性液晶化合物が重合してなる層である液晶配向素子。
[式(1−1)中、
n及びmはそれぞれ独立に、0又は1を表す。
v及びwはそれぞれ独立に、1〜3の整数を表す。
S1及びS2はそれぞれ独立に、フッ素原子又はシアノ基を有していてもよい炭素数1〜12のアルカンジイル基を表す。
S3は、フッ素原子又はシアノ基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基を表す。
X1、X2、X3、X4及びX5はそれぞれ独立に、単結合、酸素原子、カルボニルオキシ基又はメチレン基を表す。
Y1及びY2はそれぞれ独立に、単結合、酸素原子又はカルボニルオキシ基を表す。
R1及びR3はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数1〜4のアルコキシ基を表す。
R2及びR4はそれぞれ独立に、炭素数1〜2のアルコキシ基、シアノ基又はハロゲン原子を表し、vが2又は3の場合、複数存在するR2は、同一又は相異なり、wが2又は3の場合、複数存在するR4は、同一又は相異なる。
R5、R6及びR7はそれぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表す。
p、q及びrは、全構造単位に対する各構造単位のモル分率を表し、0.25<p≦1、0≦q<0.75及び0≦r<0.75の関係を満たす。] An alignment layer comprising a photoreactive liquid crystal aligning agent containing a polymer represented by formula (1-1) , wherein the polymer is aligned;
A polarizing layer,
The said polarizing layer is a liquid crystal aligning element which is a layer formed on the said alignment layer and the said polymeric liquid crystal compound in the composition for polarizing layer formation containing a polymeric liquid crystal compound superposes | polymerizes .
[In Formula (1-1),
n and m each independently represents 0 or 1.
v and w each independently represent an integer of 1 to 3.
S 1 and S 2 each independently represents a C 1-12 alkanediyl group which may have a fluorine atom or a cyano group.
S 3 represents a fluorine atom or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms which may have a cyano group.
X 1 , X 2 , X 3 , X 4 and X 5 each independently represent a single bond, an oxygen atom, a carbonyloxy group or a methylene group.
Y 1 and Y 2 each independently represent a single bond, an oxygen atom or a carbonyloxy group.
R 1 and R 3 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms.
R 2 and R 4 each independently represents an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms, a cyano group or a halogen atom, and when v is 2 or 3, a plurality of R 2 are the same or different and w is 2 Or, in the case of 3, a plurality of R 4 are the same or different.
R 5 , R 6 and R 7 each independently represents a hydrogen atom or a methyl group.
p, q, and r represent the mole fraction of each structural unit with respect to the total structural units, and satisfy the relationships of 0.25 <p ≦ 1, 0 ≦ q <0.75, and 0 ≦ r <0.75. ]
前記式(1−1)のqが0のポリマーである請求項1記載の液晶配向素子。 The polymer is
Liquid crystal alignment element q is claim 1 wherein the polymer of 0 in the formula (1-1).
前記式(1−1)のrが0のポリマーである請求項1又は2記載の液晶配向素子。 The polymer is
Formula (1-1) according to claim 1 or 2, wherein the liquid crystal orientation element r is a polymer of 0.
前記式(1−1)のR1及びR2がそれぞれ独立に、メトキシ基又はエトキシ基のポリマーである請求項1〜3のいずれか記載の液晶配向素子。 The polymer is
Formula (1-1) R 1 and R 2 are each independently of the liquid crystal alignment device according to any one of claims 1 to 3 is a polymer of a methoxy group or an ethoxy group.
前記式(1−1)のn及びmがともに0のポリマーである請求項1〜4のいずれか記載の液晶配向素子。 The polymer is
Formula liquid crystal alignment device according to claim 1 to 4 n and m are both polymer 0 (1-1).
前記光反応性液晶配向剤から塗膜を形成し、該塗膜に偏光紫外線を照射することにより前記ポリマーを配向させて配向層を形成し、A coating film is formed from the photoreactive liquid crystal aligning agent, and the alignment layer is formed by aligning the polymer by irradiating the coating film with polarized ultraviolet rays.
形成された配向層上に、重合性液晶化合物を含む偏光層形成用を塗布して塗布膜を得、On the formed alignment layer, a polarizing layer containing a polymerizable liquid crystal compound is applied to obtain a coating film,
該塗布膜中に含まれる前記重合性液晶化合物を重合させて偏光層を形成するA polarizing layer is formed by polymerizing the polymerizable liquid crystal compound contained in the coating film.
ことを特徴とする前記液晶配向素子の製造方法。A method for producing the liquid crystal alignment element.
位相差層とを有し、
[式(1−1)中、
n及びmはそれぞれ独立に、0又は1を表す。
v及びwはそれぞれ独立に、1〜3の整数を表す。
S 1 及びS 2 はそれぞれ独立に、フッ素原子又はシアノ基を有していてもよい炭素数1〜12のアルカンジイル基を表す。
S 3 は、フッ素原子又はシアノ基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基を表す。
X 1 、X 2 、X 3 、X 4 及びX 5 はそれぞれ独立に、単結合、酸素原子、カルボニルオキシ基又はメチレン基を表す。
Y 1 及びY 2 はそれぞれ独立に、単結合、酸素原子又はカルボニルオキシ基を表す。
R 1 及びR 3 はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数1〜4のアルコキシ基を表す。
R 2 及びR 4 はそれぞれ独立に、炭素数1〜2のアルコキシ基、シアノ基又はハロゲン原子を表し、vが2又は3の場合、複数存在するR 2 は、同一又は相異なり、wが2又は3の場合、複数存在するR 4 は、同一又は相異なる。
R 5 、R 6 及びR 7 はそれぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表す。
p、q及びrは、全構造単位に対する各構造単位のモル分率を表し、0.25<p≦1、0≦q<0.75及び0≦r<0.75の関係を満たす。] An alignment layer comprising a photoreactive liquid crystal aligning agent containing a polymer represented by formula (1-1), wherein the polymer is aligned;
A retardation layer,
[In Formula (1-1),
n and m each independently represents 0 or 1.
v and w each independently represent an integer of 1 to 3.
S 1 and S 2 each independently represents a C 1-12 alkanediyl group which may have a fluorine atom or a cyano group.
S 3 represents a fluorine atom or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms which may have a cyano group.
X 1 , X 2 , X 3 , X 4 and X 5 each independently represent a single bond, an oxygen atom, a carbonyloxy group or a methylene group.
Y 1 and Y 2 each independently represent a single bond, an oxygen atom or a carbonyloxy group.
R 1 and R 3 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms.
R 2 and R 4 each independently represents an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms, a cyano group or a halogen atom, and when v is 2 or 3, a plurality of R 2 are the same or different and w is 2 Or, in the case of 3, a plurality of R 4 are the same or different.
R 5 , R 6 and R 7 each independently represents a hydrogen atom or a methyl group.
p, q, and r represent the mole fraction of each structural unit with respect to the total structural units, and satisfy the relationships of 0.25 <p ≦ 1, 0 ≦ q <0.75, and 0 ≦ r <0.75. ]
[式(2)中、
Q1は、置換もしくは非置換の多環式芳香族炭化水素基又は置換もしくは非置換の多環式芳香族複素環基を表す。
D1及びD2は、それぞれ独立に、単結合又は2価の連結基を表す。
G1及びG2は、それぞれ独立に、2価の脂環式炭化水素基を表し、該脂環式炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のフルオロアルキル基、炭素数1〜4アルコキシ基、シアノ基又はニトロ基で置換されていてもよく、該脂環式炭化水素基を構成する−CH2−は、−O−、−S−又は−NH−に置
き換わっていてもよい。
E1及びE2は、それぞれ独立に、単結合又は2価の連結基を表す。
B1及びB2は、それぞれ独立に、単結合又は2価の連結基を表す。
A1及びA2は、それぞれ独立に、2価の脂環式炭化水素基又は2価の芳香族炭化水素基を表し、該脂環式炭化水素基及び該芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4アルコキシ基、シアノ基又はニトロ基で置換されていてもよい。該炭素数1〜4のアルキル基及び該炭素数1〜4アルコキシ基に含まれる水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよい。
k及びlは、それぞれ独立に、0〜3の整数を表す。kが2以上の場合、複数存在するA1は、互いに同一又は相異なり、複数存在するB1は、互いに同一又は相異なる。lが2以上の場合、複数存在するA2は、互いに同一又は相異なり、複数存在するB2は、互いに同一又は相異なる。
F1及びF2は、それぞれ独立に、炭素数1〜12のアルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基に含まれる水素原子は、炭素数1〜5のアルコキシ基又はハロゲン原子で置換されていてもよく、該アルカンジイル基を構成する−CH2−は、−O−又は−CO−に置き換わっていてもよい。
P1及びP2は、それぞれ独立に、水素原子、アクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を表すが、P1及びP2がともに水素原子であることはない。] The liquid crystal aligning element of Claim 9 with which the said polymeric liquid crystal compound is represented by Formula (2).
[In Formula (2),
Q 1 represents a substituted or unsubstituted polycyclic aromatic hydrocarbon group or a substituted or unsubstituted polycyclic aromatic heterocyclic group.
D 1 and D 2 each independently represents a single bond or a divalent linking group.
G 1 and G 2 each independently represent a divalent alicyclic hydrocarbon group, and the hydrogen atom contained in the alicyclic hydrocarbon group is a halogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, carbon The —CH 2 — which may be substituted with a C 1-4 fluoroalkyl group, a C 1-4 alkoxy group, a cyano group or a nitro group, and which constitutes the alicyclic hydrocarbon group is —O—, -S- or -NH- may be substituted.
E 1 and E 2 each independently represents a single bond or a divalent linking group.
B 1 and B 2 each independently represent a single bond or a divalent linking group.
A 1 and A 2 each independently represent a divalent alicyclic hydrocarbon group or a divalent aromatic hydrocarbon group, and hydrogen contained in the alicyclic hydrocarbon group and the aromatic hydrocarbon group The atom may be substituted with a halogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a cyano group, or a nitro group. The hydrogen atom contained in the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and the alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms may be substituted with a fluorine atom.
k and l each independently represents an integer of 0 to 3. When k is 2 or more, a plurality of A 1 are the same or different from each other, and a plurality of B 1 are the same or different from each other. When l is 2 or more, a plurality of A 2 are the same or different from each other, and a plurality of B 2 are the same or different from each other.
F 1 and F 2 each independently represent an alkanediyl group having 1 to 12 carbon atoms, and the hydrogen atom contained in the alkanediyl group is substituted with an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms or a halogen atom. Alternatively, —CH 2 — constituting the alkanediyl group may be replaced by —O— or —CO—.
P 1 and P 2 each independently represent a hydrogen atom, an acryloyloxy group or a methacryloyloxy group, but neither P 1 nor P 2 is a hydrogen atom. ]
前記光反応性液晶配向剤から塗膜を形成し、該塗膜に偏光紫外線を照射することにより前記ポリマーを配向させて配向層を形成し、A coating film is formed from the photoreactive liquid crystal aligning agent, and the alignment layer is formed by aligning the polymer by irradiating the coating film with polarized ultraviolet rays.
形成された配向層上に、重合性液晶化合物を含む位相差層形成用組成物を塗布して塗布膜を得、On the formed alignment layer, a composition for forming a retardation layer containing a polymerizable liquid crystal compound is applied to obtain a coating film,
該塗布膜中に含まれる前記重合性液晶化合物を重合させて位相差層を形成するA retardation layer is formed by polymerizing the polymerizable liquid crystal compound contained in the coating film.
ことを特徴とする前記液晶配向素子の製造方法。A method for producing the liquid crystal alignment element.
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