JPWO2013133078A1 - 重合体、該重合体を含む組成物、及び単層塗布型水平配向フィルム - Google Patents

重合体、該重合体を含む組成物、及び単層塗布型水平配向フィルム Download PDF

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Abstract

下記式[1a]、[1b]及び[1c]で表される繰り返し単位を含有することを特徴とする重合体。上記重合体により、簡単なプロセスによる単層塗布型水平配向フィルム作製が可能となる。[式中、X及びYは、それぞれ独立に下記式[2]又は[3]で表される基であり、M1及びM2は、それぞれ下記式[4]及び[5]で表される基であり、Aは、炭素数2〜15の直鎖状又は分岐状のアルキル基であり、m、n及びpは、それぞれ0<m<1、0<n<1、0≰p≰0.5、かつ、m+n+p≰1を満たす数であり、q及びrは、それぞれ独立に2〜9の整数である。]

Description

本発明は、重合体、該重合体を含む組成物、及び単層塗布型水平配向フィルムに関する。詳しくは、表示装置や記録材料等の用途に好適な光学特性を有する材料、特に、液晶ディスプレイ用の偏光板及び位相差板等の光学補償フィルムに好適に利用できる液晶性重合体、該重合体を含む組成物、及び該組成物から得られる単層塗布型水平配向フィルムに関する。
液晶表示装置の表示品位の向上や軽量化等の要求から、偏光板や位相差板等の光学補償フィルムとして、内部の分子配向構造が制御された高分子フィルムの要求が高まっている。この要求に応えるべく、重合性液晶化合物が有する光学異方性を利用したフィルムの開発がなされている。
ここで用いられる重合性液晶化合物は、一般に、重合性基と液晶構造部位(スペーサ部とメソゲン部とを有する構造部位)とを有する液晶化合物であり、この重合性基としてアクリル基が広く用いられている。
このような重合性液晶化合物は、一般的に、紫外線等の放射線を照射して重合する方法で重合体(フィルム)とされる。
例えば、アクリル基を有する特定の重合性液晶化合物を支持体間に担持し、この化合物を液晶状態に保持しつつ放射線を照射して重合体を得る方法(特許文献1)や、アクリル基を有する2種類の重合性液晶化合物の混合物又はこの混合物にカイラル液晶を混合した組成物に光重合開始剤を添加し、紫外線を照射して重合体を得る方法(特許文献2)が知られている。
また、液晶配向膜を必要としない重合性液晶化合物や重合体を用いた配向フィルム(特許文献3、4)、又は光架橋部位を含有した重合体を用いた配向フィルム(特許文献5、6)等、様々な単層塗布型配向フィルムが報告されてきた。しかし、上記フィルム作製プロセスは、重合体の溶解性が低く、用いられる重合体の溶媒としてNMP、クロロホルム、クロロベンゼン等の溶解力に優れた溶媒を使う必要がある等の問題があり、このような問題を解決する材料はこれまでに見出されていなかった。
特開昭62−70407号公報 特開平9−208957号公報 欧州特許出願公開第1090325号明細書 国際公開第2008/031243号 特開2008−164925号公報 特開平11−189665号公報
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、より簡単なプロセスによる単層塗布型水平配向フィルム作製を可能とする新規重合体、該重合体を含有する組成物、及び該組成物から得られる単層塗布型水平配向フィルムを提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、γ−ブチロラクトン骨格を主鎖に含有するとともに、ラクトン環のγ位から延びる側鎖上にケイ皮酸エステル構造を有する重合体を用いることで、偏光紫外線露光後に安定なネットワーク構造が形成されるためか、液晶配向膜を使用することなく、高い屈折率異方性(Δn)を有する水平配向フィルムが得られること、更に、当該重合体にアルキル鎖を導入することで有機溶媒に対する溶解性が向上し、より高いΔnを有する水平配向フィルムを低温条件下で作製可能となることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、
1. 下記式[1a]、[1b]及び[1c]で表される繰り返し単位を含有することを特徴とする重合体、
Figure 2013133078
[式中、X及びYは、それぞれ独立に下記式[2]又は[3]で表される基であり、
Figure 2013133078
(式[3]中、R1は水素原子又はメチル基である。破線は結合手である。)
1は下記式[4]で表される基であり、M2は下記式[5]で表される基であり、
Figure 2013133078
(式[4]及び[5]中、s1、s2、s3及びs4は、それぞれ独立に1又は2であり、G1及びG2は、それぞれ独立に単結合、−COO−又は−OCO−であり、R2及びR3は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜10のアルキル基、又は炭素数1〜10のアルコキシ基である。破線は結合手である。)
Aは、炭素数2〜15の直鎖状又は分岐状のアルキル基であり、
m、n及びpは、それぞれ0<m<1、0<n<1、0≦p≦0.5、かつ、m+n+p≦1を満たす数であり、
q及びrは、それぞれ独立に2〜9の整数である。]
2. 上記X及びYが、上記式[3]で表される基である1の重合体、
3. 上記m、n及びpが、それぞれ0.2≦m≦0.9、0.1≦n≦0.8、0≦p≦0.4を満たす数である1又は2の重合体、
4. 上記m、n及びpが、それぞれ0.2≦m≦0.8、0.1≦n≦0.5、0.1≦p≦0.3を満たす数である3の重合体、
5. 1〜4のいずれかの重合体と有機溶媒とを含有する組成物、
6. 5の組成物を基板に塗布し、次いで偏光を照射し、硬化させることにより得られる単層塗布型水平配向フィルム、
7. 上記偏光が、直線偏光紫外線である6の単層塗布型水平配向フィルム、
8. 6又は7の単層塗布型水平配向フィルムを備える光学部材、
9. 下記式[7]で表されることを特徴とする重合性化合物
Figure 2013133078
(式[7]中、s3及びs4は、それぞれ独立に1又は2であり、G2は、単結合、−COO−又は−OCO−であり、R3は、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜10のアルキル基、又は炭素数1〜10のアルコキシ基である。)
を提供する。
本発明の重合体は、γ−ブチロラクトン骨格を主鎖に含有する。そのため、この重合体を含有する組成物を塗布し、室温にて直線偏光を照射し、ポストベークを行うプロセスにより、高いΔnを示す単層塗布型水平配向フィルムを作製することが可能である。また、更にアルキル基側鎖を有する単位を含む重合体とすることで、溶媒に対する溶解性の向上が得られる。
実施例11〜16で得られた各フィルムの波長550nmにおけるリタデーション値角度依存性を示す図である。 比較例3,4で得られた各フィルムの波長550nmにおけるリタデーション値角度依存性を示す図である。
以下、本発明について更に詳しく説明する。
[重合体]
本発明の重合体は、下記式[1a]及び[1b]で表される繰り返し単位を含有し、必要に応じて、更に下記式[1c]で表される繰り返し単位を含有するものである。
Figure 2013133078
式[1a]及び[1c]中、X及びYは、それぞれ独立に下記式[2]又は[3]で表される基である。
Figure 2013133078
(式[3]中、R1は水素原子又はメチル基である。破線は結合手である(以下同じ)。)
これらのうち、X、Yともに式[3]で表される基が好ましい。
式[1a]中、M1は下記式[4]で表される基であり、式[1b]中、M2は下記式[5]で表される基である。
Figure 2013133078
(式[4]及び[5]中、s1、s2、s3及びs4は、それぞれ独立に1又は2であり、G1及びG2は、それぞれ独立に単結合、−COO−又は−OCO−であり、R2及びR3は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜10のアルキル基、又は炭素数1〜10のアルコキシ基である。)
ここで、上記ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素原子が挙げられるが、本発明においては、フッ素原子が好ましい。
上記アルキル基としては、直鎖、分岐、環状のいずれでもよく、またその炭素数も特に限定されるものではないが、本発明においては、直鎖の炭素数1〜10のアルキル基が好ましい。上記アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、シクロブチル基、n−ペンチル基、シクロペンチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基等が挙げられる。これらのうち、炭素数1〜3のアルキル基が更に好ましく、特にメチル基、エチル基等が好ましい。
上記アルコキシ基としては、直鎖、分岐、環状のいずれでもよく、またその炭素数も特に限定されるものではないが、本発明においては、直鎖の炭素数1〜10のアルコキシ基が好ましい。上記アルコキシ基の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、s−ブトキシ基、t−ブトキシ基、n−ペントキシ基、n−ヘキシルオキシ基、n−ヘプチルオキシ基、n−オクチルオキシ基、n−ノニルオキシ基、n−デシルオキシ基等が挙げられる。これらのうち、炭素数1〜3のアルコキシ基が更に好ましく、特にメトキシ基、エトキシ基等が好ましい。
なお、上記アルキル基、アルコキシ基において、その水素原子の一部又は全部がフッ素原子等のハロゲン原子で置換されていてもよい。
上記R2又はR3としてより好ましくは、水素原子、フッ素原子、シアノ基、メチル基、メトキシ基である。
上記G1としては−COO−又は−OCO−が好ましく、G2としては単結合が好ましい。
式[1c]中、Aは、直鎖状又は分岐状の炭素数2〜15のアルキル基である。上記アルキル基として具体的には、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、1−メチル−n−ブチル基、2−メチル−n−ブチル基、3−メチル−n−ブチル基、1,1−ジメチル−n−プロピル基、1,2−ジメチル−n−プロピル基、2,2−ジメチル−n−プロピル基、1−エチル−n−プロピル基、n−ヘキシル基、1−メチル−n−ペンチル基、2−メチル−n−ペンチル基、3−メチル−n−ペンチル基、4−メチル−n−ペンチル基、1,1−ジメチル−n−ブチル基、1,2−ジメチル−n−ブチル基、1,3−ジメチル−n−ブチル基、2,2−ジメチル−n−ブチル基、2,3−ジメチル−n−ブチル基、3,3−ジメチル−n−ブチル基、1−エチル−n−ブチル基、2−エチル−n−ブチル基、1,1,2−トリメチル−n−プロピル基、1,2,2−トリメチル−n−プロピル基、1−エチル−1−メチル−n−プロピル基、1−エチル−2−メチル−n−プロピル基、n−ヘプチル基、1−メチル−n−ヘキシル基、2−メチル−n−ヘキシル基、3−メチル−n−ヘキシル基、1,1−ジメチル−n−ペンチル基、1,2−ジメチル−n−ペンチル基、1,3−ジメチル−n−ペンチル基、2,2−ジメチル−n−ペンチル基、2,3−ジメチル−n−ペンチル基、3,3−ジメチル−n−ペンチル基、1−エチル−n−ペンチル基、2−エチル−n−ペンチル基、3−エチル−n−ペンチル基、1−メチル−1−エチル−n−ブチル基、1−メチル−2−エチル−n−ブチル基、1−エチル−2−メチル−n−ブチル基、2−メチル−2−エチル−n−ブチル基、2−エチル−3−メチル−n−ブチル基、n−オクチル基、1−メチル−n−ヘプチル基、2−メチル−n−ヘプチル基、3−メチル−n−ヘプチル基、1,1−ジメチル−n−ヘキシル基、1,2−ジメチル−n−ヘキシル基、1,3−ジメチル−n−ヘキシル基、2,2−ジメチル−n−ヘキシル基、2,3−ジメチル−n−ヘキシル基、3,3−ジメチル−n−ヘキシル基、1−エチル−n−ヘキシル基、2−エチル−n−ヘキシル基、3−エチル−n−ヘキシル基、1−メチル−1−エチル−n−ペンチル基、1−メチル−2−エチル−n−ペンチル基、1−メチル−3−エチル−n−ペンチル基、2−メチル−2−エチル−n−ペンチル基、2−メチル−3−エチル−n−ペンチル基、3−メチル−3−エチル−n−ペンチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基等が挙げられる。
これらのうち、得られる重合体の有機溶媒に対する溶解性等を考慮すると、炭素数4〜15、特に4〜12のアルキル基が好ましく、n−ブチル基、2−エチル−n−ヘキシル基、n−ドデシル基等がより好ましい。
式[1a]〜[1c]中、m、n及びpは、それぞれ0<m<1、0<n<1、0≦p≦0.5、かつ、m+n+p≦1を満たす数である。Δnの向上や重合体の溶解性の向上等の点から、m、n及びpは、それぞれ0.2≦m≦0.9、0.1≦n≦0.8、0≦p≦0.4を満たす数であることが好ましく、0.2≦m≦0.8、0.1≦n≦0.5、0.1≦p≦0.3を満たす数であることが更に好ましい。
また、式[1a]及び[1b]中、q及びrは、それぞれ独立に2〜9の整数であるが、3〜6が好ましく、特にqとしては5又は6がより好ましい。
[重合性化合物]
本発明の重合体の原料となる重合性化合物は、下記式[6]、[7]又は[8]で表される。
Figure 2013133078
[式中、R2、R3、G1、G2、A、q、r、及びs1〜s4は、上記と同じ。
X’及びY’は、それぞれ独立に下記式[9]又は[10]で表される重合性基である。
Figure 2013133078
(式中、R1は上記と同じ。)]
[重合性化合物の合成]
上記式[6]で表される重合性化合物は、例えば、以下のようにして製造される。
1が−COO−の場合、下記スキームで表されるように、式[12]で表される安息香酸誘導体とフェノール誘導体とを、溶媒中、縮合剤の存在下で縮合させることにより製造される。
Figure 2013133078
(式中、R2、X’、q、s1及びs2は上記と同じ。DCCはN,N’−ジシクロヘキシルカルボジイミド、DMAPは4−ジメチルアミノピリジンを表す。)
1が−OCO−の場合、下記スキームで表されるように、式[13]で表されるフェノール誘導体と安息香酸誘導体とを、溶媒中、縮合剤の存在下で縮合させることにより製造される。
Figure 2013133078
(式中、R2、X’、q、s1及びs2は上記と同じ。)
上記式[12]及び[13]で表される化合物は、X’が式[9]で表される基の場合は、SYNTHON Chemicals社又はみどり化学株式会社から市販品として入手可能である。
また、上記式[12]及び[13]で表される化合物は、X’が式[10]で表される基の場合は、例えば、Talaga等(P. Talaga,M. Schaeffer,C. Benezra and J. L. Stampf,Synthesis,530 (1990))が提案する手法を用いて合成することができる。この手法は、下記合成スキーム(A1)で表されるように、SnCl2を用いて2−(ブロモメチル)アクリル酸(2-(bromomethyl)propenoic acid)と、アルデヒド又はケトンとを反応させる方法である。なお、2−(ブロモメチル)アクリル酸は、Ramarajan等が提案する方法で得ることができる(K.Ramarajan, K.Kamalingam,D. J. O'Donnell and K. D. Berlin,Organic Synthesis,vol. 61,pp. 56-59 (1983))。
Figure 2013133078
(式中、R'は一価の有機基を表し、Amberlyst(登録商標)15は、ロームアンドハース社製イオン交換樹脂である。THFはテトラヒドロフランを表す。Etはエチル基を表す。)
また、SnCl2を用いた2−(ブロモメチル)アクリル酸の反応では、アルデヒド又はケトンの代わりに対応するアセタール又はケタールとの反応により、α−メチレン−γ−ブチロラクトン構造を得ることもできる。
アセタール又はケタールとしては、ジメチルアセタール基、ジエチルアセタール基、1,3−ジオキサン基、1,3−ジオキソラン基等を有する化合物が挙げられる。下記合成スキーム(A2)に、アセタール又はケタールを用いた場合の合成法及び保護基を示す。
Figure 2013133078
(式中、R'は上記と同じ。)
上記合成スキーム(A1)又は(A2)の手法を応用した下記合成スキーム(B)又は(C)の手法により、式[12]又は[13]で表される化合物を合成することができる。
Figure 2013133078
(式中、q及びs1は上記と同じ。Meはメチル基を表す。PCCはピリジニウムクロロクロマートを表す。)
Figure 2013133078
(式中、q及びs1は上記と同じ。)
式[7]で表される化合物は、例えば、下記スキームで表されるように、式[14]で表される化合物とケイ皮酸化合物とを、溶媒中、縮合剤の存在下で縮合させることにより製造される。
Figure 2013133078
(式中、R3、G2、r、s3及びs4は、上記と同じ。)
式[14]で表される化合物は、例えば、下記合成スキーム(D)に示される方法によって得られる。
Figure 2013133078

(式中、G2、r、s3及びs4は、上記と同じ。)
式[8]で表される化合物は、Y’が式[9]で表される基の場合は、市販品として入手可能である。
また、式[8]で表される化合物は、Y’が式[10]で表される基の場合は、下記合成スキーム(E)に示す方法によって合成することもできる。
Figure 2013133078
(式中、Aは上記と同じ。)
[重合体の合成]
本発明の重合体を合成する方法としては、特に限定されず、ラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合等を採用し得る。これらのうち、特にラジカル重合が好ましく、具体的には、溶媒中、上記重合性化合物を重合開始剤の存在下で加熱し、重合させればよい。
上記重合開始剤としては、従来公知のものから適宜選択して用いることができる。例えば、過酸化ベンゾイル、クメンハイドロパーオキシド、t−ブチルハイドロパーオキサイド等の過酸化物;過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩;アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、アゾビスメチルブチロニトリル、アゾビスイソバレロニトリル等のアゾ系化合物等が挙げられる。これらは、1種単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。
上記重合開始剤の使用量は、重合性化合物1molに対して、0.01〜0.05mol程度が好ましい。
反応温度は、0℃から使用する溶媒の沸点までで適宜設定すればよいが、20〜100℃程度が好ましい。反応時間は、0.1〜30時間程度が好ましい。
重合反応に用いられる溶媒としては、特に限定されるものではなく、上記重合反応で一般的に使用されている各種溶媒から適宜選択して用いればよい。具体的には、水;メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、i−ブタノール、t−ブタノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、i−ペンタノール、t−ペンタノール、1−ヘキサノール、1−ヘプタノール、2−ヘプタノール、3−ヘプタノール、2−オクタノール、2−エチル−1−ヘキサノール、ベンジルアルコール、シクロヘキサノール等のアルコール類;ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン等のエーテル類;クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素類;メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、イソプロピルセロソルブ、ブチルセロソルブ、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等のエーテルアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸エチル、セロソルブアセテート等のエステル類;n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、n−ノナン、n−デカン、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、アニソール等の脂肪族又は芳香族炭化水素類;メチラール、ジエチルアセタール等のアセタール類;ギ酸、酢酸、プロピオン酸等の脂肪酸類;ニトロプロパン、ニトロベンゼン、ジメチルアミン、モノエタノールアミン、ピリジン、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル等が挙げられる。これらは、1種単独で又は2種以上混合して用いることができる。
本発明の重合体は、重量平均分子量が3,000〜200,000であることが好ましく、4,000〜150,000であることがより好ましく、5,000〜100,000であることが更に好ましい。重量平均分子量が200,000を超えると、溶剤に対する溶解性が低下しハンドリング性が低下する場合があり、重量平均分子量が3,000未満であると、熱硬化時に硬化不足になり溶剤耐性及び耐熱性が低下する場合がある。
なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算測定値である。
また、本発明の重合体は、本発明の効果を損なわない限り、上記式[1a]〜[1c]以外の他の繰り返し単位を含んでもよい。上記他の繰り返し単位を与える重合性化合物としては、アクリル酸エステル化合物、メタクリル酸エステル化合物、マレイミド化合物、アクリルアミド化合物、アクリロニトリル、マレイン酸無水物、スチレン化合物等が挙げられる。
上記他の繰り返し単位の含有率は、全繰り返し単位100モル%中、0〜10モル%が好ましい。上記他の繰り返し単位の含有率が大きすぎると、本発明の重合体の特性、例えば液晶性等の特性が低下する場合がある。
本発明の重合体が上記他の繰り返し単位を含む場合、その合成方法としては、上記重合の際に、上記他の繰り返し単位を与える重合性化合物を共存させて重合すればよい。
なお、本発明の重合体は、ランダム共重合体、交互共重合体、ブロック共重合体のいずれでもよい。
[組成物]
本発明の組成物は、上記重合体の少なくとも1種と有機溶媒とを混合することにより得られる。
上記有機溶媒としては、例えば、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン等の極性溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル等のエステル類;3−メトキシプロピオン酸メチル、2−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、2−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、2−エトキシプロピオン酸エチル等のアルコキシエステル類;エチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル等のグリコールジアルキルエーテル類;ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル等のジグリコールジアルキルエーテル類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールモノアルキルエーテル類;ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル等のジグリコールモノアルキルエーテル類;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、カルビトールアセテート、エチルセロソルブアセテート等のグリコールモノアルキルエーテルエステル類;シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、2−ヘプタノン等のケトン類を挙げることができる。これらの有機溶媒は単独でも2種類以上を組み合わせて用いることもできる。
これらの中でも、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸エチル、シクロヘキサノン等が好ましい。
有機溶媒の使用量は、組成物中、60〜95質量%程度とすることが好適である。
また、本発明の組成物には、基板との親和性を向上させる目的で、界面活性剤を添加してもよい。界面活性剤としては、特に限定されるものではなく、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤等が挙げられるが、基板との親和性改善効果の高いフッ素系界面活性剤が好ましい。
フッ素系界面活性剤の具体例としては(以下、商品名)、エフトップEF301、EF303、EF352((株)トーケムプロダクツ製)、メガファックF171、F173、R−30(DIC(株)製)、フロラードFC430、FC431(住友スリーエム(株)製)、アサヒガードAG710、サーフロンS−382、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105、SC106(旭硝子(株)製)等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。なお、界面活性剤は、単独でも複数種を組み合わせて用いることもでき、その添加量は、重合体100質量部に対して5質量部以下が好ましい。
更に、本発明の組成物には、基板との密着性を向上させる目的で、密着促進剤を添加してもよい。
密着促進剤としては、トリメチルクロロシラン、ジメチルビニルクロロシラン、メチルジフェニルクロロシラン、クロロメチルジメチルクロロシラン等のクロロシラン類;トリメチルメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルジメトキシシラン、ジメチルビニルエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン等のアルコキシシラン類;ヘキサメチルジシラザン、N,N’−ビス(トリメチルシリル)ウレア、ジメチルトリメチルシリルアミン、トリメチルシリルイミダゾール等のシラザン類;ビニルトリクロロシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−(N−ピペリジニル)プロピルトリメトキシシラン等のシラン類;ベンゾトリアゾール、ベンズイミダゾール、インダゾール、イミダゾール、2−メルカプトベンズイミダゾール、2−メルカプトベンゾチアゾール、2−メルカプトベンゾオキサゾール、ウラゾール、チオウラシル、メルカプトイミダゾール、メルカプトピリミジン等の複素環状化合物;1,1−ジメチルウレア、1,3−ジメチルウレア等の尿素化合物;チオ尿素化合物等が挙げられる。
密着促進剤は単独でも複数種を組み合わせて用いることもでき、その添加量は、重合体100質量部に対して1質量部以下が好ましい。
[単層塗布型水平配向フィルム]
以上説明した本発明の組成物を基板(例えば、シリコン/二酸化シリコン被覆基板、シリコンナイトライド基板、金属、例えば、アルミニウム、モリブデン、クロム等が被覆された基板、ガラス基板、石英基板、ITO基板等)やフィルム(例えば、トリアセチルセルロース(TAC)フィルム、シクロオレフィンポリマーフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、アクリルフィルム等の樹脂フィルム)等の上に、バーコート、スピンコート、フローコート、ロールコート、スリットコート、スリットコートに続いたスピンコート、インクジェット法、印刷法等の方法によって塗布して塗膜を形成し、その後、ホットプレート又はオーブン等で加熱乾燥することにより、膜を形成することができる。
加熱乾燥の条件としては、例えば、温度50〜100℃、時間0.1〜60分間の範囲の中から適宜選択された加熱温度及び加熱時間が採用される。上記加熱温度及び加熱時間は、好ましくは50〜80℃、0.1〜2分間である。
このようにして形成された膜は、直線偏光照射を行い、ポストベークを行うことにより、単層塗布型水平配向フィルムが得られる。
直線偏光の照射方法としては、通常150〜450nmの波長の紫外線〜可視光線が用いられ、室温又は加熱した状態で、直線偏光を照射することによって行われる。
また、ポストベークは、ホットプレート又はオーブン等で加熱すればよく、その温度及び時間は、好ましくは90〜150℃、2〜20分間であり、より好ましくは95〜120℃、5〜20分間である。
本発明の単層塗布型水平配向フィルムの膜厚は、使用する基板の段差や光学的、電気的性質を考慮し適宜選択することができ、例えば、0.1〜3μmが好適である。
このようにして得られた本発明の単層塗布型水平配向フィルムは、表示装置や記録材料等の用途に好適な光学特性を有する材料であり、特に、液晶ディスプレイ用の偏光板及び位相差板等の光学補償フィルムとして好適である。
以下、合成例、実施例及び比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明は、下記の実施例に限定されるものではない。なお、実施例における各物性の測定方法及び測定条件は、以下のとおりである。
[1]NMR
化合物を重水素化クロロホルム(CDCl3)に溶解し、核磁気共鳴装置(300MHz、ジオール社製)を用いて1H−NMRを測定した。
[2]平均分子量測定
昭和電工(株)製Shodex GPC−101(溶媒:テトラヒドロフラン、検量線:標準ポリスチレン)を用いて、数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)を測定した。
[3]ヘイズ値
(有)東京電色製Spectral Haze Meter(TC-1800H)を用いてフィルムのヘイズ値を測定した。
[4]フィルムのリタデーション値
リタデーション測定装置(RETS−100、大塚電子(株)製)を用いて波長550nmのリタデーション値を測定した。
[5]偏光顕微鏡観察
(株)ニコン製の偏光顕微鏡E600−Polを用いて観察を行った。
[合成例1]重合性化合物(M1)の合成
Figure 2013133078
4−(6−アクリロイルオキシ−1−ヘキシルオキシ)安息香酸(SYNTHON Chemicals社製)29.2g(100mmol)、4−ヒドロキシビフェニル17.0g(100mmol)、DMAP0.6g、及び少量のジブチルヒドロキシトルエン(BHT)を室温にて攪拌下、塩化メチレン200mLに懸濁させ、それに塩化メチレン100mLにDCC24.0g(116mmol)を溶解させた溶液を加えて終夜攪拌した。析出したDCCウレアをろ別し、そのろ液を、0.5mol/L塩酸150mL、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液150mL、飽和食塩水150mLにて順次2回ずつ洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を留去し、エタノールによる再結晶で精製し、目的の重合性化合物(M1)39.6gを得た(収率89%)。NMRの測定結果を以下に示す。
1H-NMR(CDCl3) δ: 1.57(m,4H),1.70(m,2H),1.86(m, 2H),4.00(m,2H),4.19(m,2H),5.82(m,1H),6.12(m,1H), 6.39(m,1H),6.97(d,2H),7.29(m,2H),7.36(m,1H),7.47(m,2H),7.62(m,4H),8.18(m,2H)
[実施例1]重合性化合物(M2)の合成
(1)中間体化合物(P2)の合成
Figure 2013133078
冷却管付き500mLナスフラスコに、ビフェノール18.6g(100mmol)、2−(4−ブロモ−1−ブチル)−1,3−ジオキソラン10.0g(48mmol)、炭酸カリウム13.8g(100mmol)、及びアセトン200mLを加えて混合物とし、温度64℃で24時間攪拌しながら反応させた。反応終了後、反応液を純水500mLに注ぎ、白色の固体を得た。この固体をメタノールと混合し、ろ過を行い、溶媒を留去したところ、白色の固体を得た。次に、この固体をクロロホルムと混合し、ろ過を行い、溶媒を留去して、白色の固体7.2gを得た。この固体をNMRで測定した結果を以下に示す。この結果から、この白色固体が、中間体化合物(P2)であることが確認された(収率48%)。
1H-NMR (CDCl3) δ: 1.62 (m, 2H), 1.76 (m, 2H), 1.87 (m, 2H),3.85 (m, 2H), 4.00 (m, 4H), 4.90 (m, 1H), 6.87 (m, 4H), 7.42 (m, 4H)
(2)中間体化合物(Z2)の合成
Figure 2013133078
次に、冷却管付き300mLナスフラスコに、上記で得られた中間体化合物(P2)7.2g(23mmol)、2−(ブロモメチル)アクリル酸4.1g(25mmol)、THF60mL、塩化スズ(II)4.7g(25mmol)、及び10質量%HCl水溶液19mLを加えて混合物とし、温度70℃で5時間攪拌して反応させた。反応終了後、反応液を純水200mLに注ぎ、白色固体6.1gを得た。この固体をNMRで測定した結果を以下に示す。この結果から、この白色固体が、中間体化合物(Z2)であることが確認された(収率78%)。
1H-NMR (CDCl3) δ: 1.60-1.95 (m, 6H), 2.64 (m, 1H), 3.11 (s, 1H), 4.02 (t, 2H), 4.60(m, 1H), 4.82(s, 1H), 5.64 (s, 1H), 6.24 (s, 1H), 6.88 (d, 2H), 6.94 (d, 2H), 7.44 (m, 4H)
(3)重合性化合物(M2)の合成
Figure 2013133078
化合物(Z2)3.4g(10mmol)、4−メトキシケイ皮酸1.8g(10mmol)、DMAP0.08g、及び少量のBHTを室温にて攪拌下、塩化メチレン30mLに懸濁させ、それに塩化メチレン15mLにDCC2.6g(13mmol)を溶解させた溶液を加えて終夜攪拌した。析出したDCCウレアをろ別し、そのろ液を、0.5mol/L塩酸50mL、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液50mL、飽和食塩水50mLにて順次2回ずつ洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を留去し、エタノールによる再結晶で精製し、目的の重合性化合物(M2)4.3gを得た(収率86%)。NMRの測定結果を以下に示す。
1H-NMR(CDCl3) δ: 1.60-1.90(m,6H),2.63(m,1H),3.09(m,1H),3.87(s,3H),4.03(m,2H),4.57(m,1H),5.64(m,1H),6.24 (d,1H),6.54 (d,1H),6.95(m,4H),7.26(m,2H),7.44(m,2H),7.57(m,4H), 7.86(d,1H)
[合成例2]重合性化合物(M3)の合成
Figure 2013133078
化合物(Z3)(みどり化学(株)製)3.1g(10.0mmol)、4−メトキシケイ皮酸1.8g(10.0mmol)、DMAP0.08g、及び少量のBHTを室温にて攪拌下、塩化メチレン30mLに懸濁させ、それに塩化メチレン15mLにDCC2.6g(12.5mmol)を溶解させた溶液を加えて終夜攪拌した。析出したDCCウレアをろ別し、そのろ液を、0.5mol/L塩酸50mL、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液50mL、飽和食塩水50mLにて順次2回ずつ洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を留去し、エタノールによる再結晶で精製し、目的の重合性化合物(M3)3.4gを得た(収率72%)。NMRの測定結果を以下に示す。
1H-NMR(CDCl3) δ: 1.93(m,4H),3.87(s,3H),4.03(m,2H),4.26(m,2H),5.85(m,1H), 6.14(m,1H),6.17 (d,1H),6.44 (d,1H),6.95(m,4H),7.19(m,2H),7.55(m,6H), 7.82(d,1H)
[合成例3]重合性化合物(M4)の合成
Figure 2013133078
4−(6−アクリロイルオキシ−1−ヘキシルオキシ)安息香酸(SYNTHON Chemicals社製)29.2g(100mmol)、4−メトキシフェノール12.4g(100mmol)、DMAP0.8g、及び少量のBHTを室温にて攪拌下、塩化メチレン200mLに懸濁させ、それに塩化メチレン100mLにDCC24.0g(116mmol)を溶解させた溶液を加えて終夜攪拌した。析出したDCCウレアをろ別し、そのろ液を、0.5mol/L塩酸150mL、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液150mL、飽和食塩水150mLにて順次2回ずつ洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を留去し、エタノールによる再結晶で精製し、目的の重合性化合物(M4)21.5gを得た(収率54%)。NMRの測定結果を以下に示す。
1H-NMR(CDCl3) δ: 1.57(m,4H),1.70(m,2H),1.86(m, 2H),3.82(s,3H),4.00(m,2H),4.19(m,2H),5.84(m,1H),6.13(m,1H), 6.39(m,1H),6.97(m,4H),7.10(m,2H),8.11(m,2H)
[合成例4]重合性化合物(M5)の合成
Figure 2013133078
4−(6−アクリロイルオキシ−1−ヘキシルオキシ)安息香酸(SYNTHON Chemicals社製)14.6g(50mmol)、4−シアノフェノール5.9g(50mmol)、DMAP0.4g、及び少量のBHTを室温にて攪拌下、塩化メチレン100mLに懸濁させ、それに塩化メチレン50mLにDCC12.0g(58mmol)を溶解させた溶液を加えて終夜攪拌した。析出したDCCウレアをろ別し、そのろ液を、0.5mol/L塩酸100mL、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液100mL、飽和食塩水100mLにて順次2回ずつ洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を留去し、エタノールによる再結晶で精製し、目的の重合性化合物(M5)14.5gを得た(収率74%)。NMRの測定結果を以下に示す。
1H-NMR(CDCl3) δ: 1.57(m,4H),1.71(m,2H),1.86(m, 2H),4.00(m,2H),4.19(m,2H),5.84(m,1H),6.13(m,1H), 6.39(m,1H),6.99(m,2H),7.36(m,2H),7.72(m,2H),8.11(m,2H)
[実施例2]重合体(1)の合成
Figure 2013133078
冷却管を備えたフラスコに、合成例1で得られた重合性化合物(M1)0.62g(1.4mmol)、実施例1で得られた重合性化合物(M2)0.30g(0.6mmol)、NMP8.3g、及びAIBN17mgを仕込み、フラスコ内を窒素置換した後、温度60℃で20時間攪拌して反応した。得られた反応溶液を200mLのメタノールに投入し、白色粉末を沈殿した。この白色粉末をろ過した後、室温で真空乾燥を行い、重合体(1)を0.65g得た(収率71%)。
得られた重合体(1)のMnは10,975、Mwは19,206であった(Mw/Mn=1.75)。
[比較例1]重合体(2)の合成
Figure 2013133078
冷却管を備えたフラスコに、合成例1で得られた重合性化合物(M1)0.62g(1.4mmol)、合成例2で得られた重合性化合物(M3)0.28g(0.6mmol)、NMP9.0g、及びAIBN17mgを仕込み、フラスコ内を窒素置換した後、温度60℃で20時間攪拌して反応した。得られた反応溶液を200mLのメタノールに投入し、白色粉末を沈殿した。この白色粉末をろ過した後、室温で真空乾燥を行い、重合体(2)を0.67g得た(収率74%)。
得られた重合体(2)のMnは7,068、Mwは9,542であった(Mw/Mn=1.35)。
[実施例3]重合体(3)の合成
Figure 2013133078
冷却管を備えたフラスコに、合成例1で得られた重合性化合物(M1)0.44g(1.0mmol)、実施例1で得られた重合性化合物(M2)0.30g(0.6mmol)、n−ブチルメタクリレート0.06g(0.4mmol)、NMP7.2g、及びAIBN17mgを仕込み、フラスコ内を窒素置換した後、温度60℃で20時間攪拌して反応した。得られた反応溶液を200mLのメタノールに投入し、白色粉末を沈殿した。この白色粉末をろ過した後、室温で真空乾燥を行い、重合体(3)を0.71g得た(収率89%)。
得られた重合体のMnは12,664、Mwは39,258であった(Mw/Mn=3.10)。
[実施例4]重合体(4)の合成
Figure 2013133078
冷却管を備えたフラスコに、合成例1で得られた重合性化合物(M1)0.44g(1.0mmol)、実施例1で得られた重合性化合物(M2)0.30g(0.6mmol)、2−エチルヘキシルアクリレート0.07g(0.4mmol)、NMP8.0g、及びAIBN17mgを仕込み、フラスコ内を窒素置換した後、温度60℃で20時間攪拌して反応した。得られた反応溶液を200mLのメタノールに投入し、白色粉末を沈殿した。この白色粉末をろ過した後、室温で真空乾燥を行い、重合体(4)を0.54g得た(収率67%)。
得られた重合体のMnは10,357、Mwは23,925であった(Mw/Mn=2.31)。
[実施例5]重合体(5)の合成
Figure 2013133078
冷却管を備えたフラスコに、合成例1で得られた重合性化合物(M1)0.36g(0.8mmol)、実施例1で得られた重合性化合物(M2)0.30g(0.6mmol)、2−エチルヘキシルアクリレート0.11g(0.6mmol)、NMP7.0g、及びAIBN17mgを仕込み、フラスコ内を窒素置換した後、温度60℃で20時間攪拌して反応した。得られた反応溶液を200mLのメタノールに投入し、白色粉末を沈殿した。この白色粉末をろ過した後、室温で真空乾燥を行い、重合体(5)を0.45g得た(収率58%)。
得られた重合体のMnは11,065、Mwは28,769であった(Mw/Mn=2.6)。
[実施例6]重合体(6)の合成
Figure 2013133078
冷却管を備えたフラスコに、合成例1で得られた重合性化合物(M1)0.44g(1.0mmol)、実施例1で得られた重合性化合物(M2)0.30g(0.6mmol)、n−ドデシルアクリレート0.10g(0.4mmol)、NMP8.0g、及びAIBN17mgを仕込み、フラスコ内を窒素置換した後、温度60℃で20時間攪拌して反応した。得られた反応溶液を200mLのメタノールに投入し、白色粉末を沈殿した。この白色粉末をろ過した後、室温で真空乾燥を行い、重合体(6)を0.60g得た(収率71%)。
得られた重合体のMnは10,828、Mwは23,822であった(Mw/Mn=2.2)。
[実施例7]重合体(7)の合成
Figure 2013133078
冷却管を備えたフラスコに、合成例1で得られた重合性化合物(M1)0.36g(0.8mmol)、実施例1で得られた重合性化合物(M2)0.30g(0.6mmol)、n−ドデシルアクリレート0.14g(0.6mmol)、NMP8.0g、及びAIBN17mgを仕込み、フラスコ内を窒素置換した後、温度60℃で20時間攪拌して反応した。得られた反応溶液を200mLのメタノールに投入し、白色粉末を沈殿した。この白色粉末をろ過した後、室温で真空乾燥を行い、重合体(7)を0.50g得た(収率63%)。
得られた重合体のMnは12,455、Mwは22,544であった(Mw/Mn=1.81)。
[比較例2]重合体(8)の合成
Figure 2013133078
冷却管を備えたフラスコに、合成例1で得られた重合性化合物(M1)0.44g(1.0mmol)、合成例2で得られた重合性化合物(M3)0.28g(0.6mmol)、n−ドデシルアクリレート0.10g(0.4mmol)、NMP8.2g、及びAIBN17mgを仕込み、フラスコ内を窒素置換した後、温度60℃で20時間攪拌して反応した。得られた反応溶液を200mLのメタノールに投入し、白色粉末を沈殿した。この白色粉末をろ過した後、室温で真空乾燥を行い、重合体(8)を0.58g得た(収率71%)。
得られた重合体のMnは8,025、Mwは11,556であった(Mw/Mn=1.44)。
[実施例8]重合体(9)の合成
Figure 2013133078
冷却管を備えたフラスコに、合成例4で得られた重合性化合物(M5)0.55g(1.4mmol)、実施例1で得られた重合性化合物(M2)0.30g(0.6mmol)、NMP8.0g、及びAIBN17mgを仕込み、フラスコ内を窒素置換した後、温度60℃で20時間攪拌して反応した。得られた反応溶液を200mLのメタノールに投入し、白色粉末を沈殿した。この白色粉末をろ過した後、室温で真空乾燥を行い、重合体(9)を0.60g得た(収率71%)。得られた重合体(9)のMnは15,269、Mwは24,430であった(Mw/Mn=1.60)。
[実施例9]重合体(10)の合成
Figure 2013133078
冷却管を備えたフラスコに、合成例4で得られた重合性化合物(M5)0.39g(1.0mmol)、実施例1で得られた重合性化合物(M2)0.30g(0.6mmol)、n−ドデシルアクリレート0.10g(0.4mmol)、NMP8.0g、及びAIBN17mgを仕込み、フラスコ内を窒素置換した後、温度60℃で20時間攪拌して反応した。得られた反応溶液を200mLのメタノールに投入し、白色粉末を沈殿した。この白色粉末をろ過した後、室温で真空乾燥を行い、重合体(10)を0.55g得た(収率69%)。
得られた重合体のMnは15,040、Mwは35,795であった(Mw/Mn=2.38)。
[実施例10]重合体(11)の合成
Figure 2013133078
冷却管を備えたフラスコに、合成例3で得られた重合性化合物(M4)0.40g(1.0mmol)、実施例1で得られた重合性化合物(M2)0.30g(0.6mmol)、n−ドデシルアクリレート0.10g(0.4mmol)、NMP8.0g、及びAIBN17mgを仕込み、フラスコ内を窒素置換した後、温度60℃で20時間攪拌して反応した。得られた反応溶液を200mLのメタノールに投入し、白色粉末を沈殿した。この白色粉末をろ過した後、室温で真空乾燥を行い、重合体(11)を0.55g得た(収率69%)。
得られた重合体のMnは11,873、Mwは26,358であった(Mw/Mn=2.22)。
[組成物の調製及びフィルム作製・評価]
上記実施例、比較例で得られた重合体を用いて組成物を調製し、下記条件にしたがってフィルムを作製し、その特性を検討した。
フィルム作製条件:
スピンコート:300rpm/5秒、800−2,000rpm/20秒
プリベーク:50℃/20秒(ホットプレート)
露光:直線偏光紫外線、波長313nm、垂直照射、照射線量500mJ/cm2
ポストベーク:100℃/10分(ホットプレート)
[実施例11]
重合体(1)150mg及び界面活性剤であるR−30(DIC(株)製)0.3mgをシクロヘキサノン850mgに溶解し、重合体(1)の溶液を得た。
この溶液を、ガラス基板にスピンコートにより塗布し、プリベークした後、室温まで放冷した。このとき、基板上の得られた膜は透明であった。
次に、ガラス基板に形成された塗膜を露光した後、ポストベークした。得られたフィルムは、膜厚が0.8μmであり、偏光顕微鏡でそれを観察したところ、フィルムが基板面に対して水平配向していることを確認した。そして、そのリタデーション値(Δnd)は62.3nmであり、ヘイズ値は2.1%であった。
[比較例3]
重合体(2)150mg及び界面活性剤であるR−30(DIC(株)製)0.3mgをシクロヘキサノン850mgに溶解し、重合体(2)の溶液を得た。
この溶液を、ガラス基板にスピンコートにより塗布し、プリベークした後、室温まで放冷した。このとき、基板上の得られた膜は透明であった。
次に、ガラス基板に形成された塗膜を露光した後、ポストベークした。得られたフィルムは、膜厚が0.7μmであり、偏光顕微鏡でそれを観察したところ、水平配向フィルムが得られず、そのΔndは7.6nmであり、ヘイズ値は10.5%であった。
[実施例12]
重合体(3)150mg及び界面活性剤であるR−30(DIC(株)製)0.3mgをシクロヘキサノン850mgに溶解し、重合体(3)の溶液を得た。
この溶液を、ガラス基板にスピンコートにより塗布し、プリベークした後、室温まで放冷した。このとき、基板上の得られた膜は透明であった。
次に、ガラス基板に形成された塗膜を露光した後、ポストベークした。得られたフィルムは、膜厚が0.8μmであり、偏光顕微鏡でそれを観察したところ、フィルムが基板面に対して水平配向していることを確認した。そして、そのΔndは96.7nmであり、ヘイズ値は1.3%であった。
[実施例13]
重合体(4)150mg及び界面活性剤であるR−30(DIC(株)製)0.3mgをシクロヘキサノン850mgに溶解し、重合体(4)の溶液を得た。
この溶液を、ガラス基板にスピンコートにより塗布し、プリベークした後、室温まで放冷した。このとき、基板上の得られた膜は透明であった。
次に、ガラス基板に形成された塗膜を露光した後、ポストベークした。得られたフィルムは、膜厚が0.9μmであり、偏光顕微鏡でそれを観察したところ、フィルムが基板面に対して水平配向していることを確認した。そして、そのΔndは118.8nmであり、ヘイズ値は0.9%であった。
[実施例14]
重合体(5)150mg及び界面活性剤であるR−30(DIC(株)製)0.3mgをシクロヘキサノン850mgに溶解し、重合体(5)の溶液を得た。
この溶液を、ガラス基板にスピンコートにより塗布し、プリベークした後、室温まで放冷した。このとき、基板上の得られた膜は透明であった。
次に、ガラス基板に形成された塗膜を露光した後、ポストベークした。得られたフィルムは、膜厚が0.9μmであり、偏光顕微鏡でそれを観察したところ、フィルムが基板面に対して水平配向していることを確認した。そして、そのΔndは99.1nmであり、ヘイズ値は0.4%であった。
[実施例15]
重合体(6)150mg及び界面活性剤であるR−30(DIC(株)製)0.3mgをシクロヘキサノン850mgに溶解し、重合体(6)の溶液を得た。
この溶液を、ガラス基板にスピンコートにより塗布し、プリベークした後、室温まで放冷した。このとき、基板上の得られた膜は透明であった。
次に、ガラス基板に形成された塗膜を露光した後、ポストベークした。得られたフィルムは、膜厚が0.8μmであり、偏光顕微鏡でそれを観察したところ、フィルムが基板面に対して水平配向していることを確認した。そして、そのΔndは113.3nmであり、ヘイズ値は0.9%であった。
[実施例16]
重合体(7)150mg及び界面活性剤であるR−30(DIC(株)製)0.3mgをシクロヘキサノン850mgに溶解し、重合体(7)の溶液を得た。
この溶液を、ガラス基板にスピンコートにより塗布し、プリベークした後、室温まで放冷した。このとき、基板上の得られた膜は透明であった。
次に、ガラス基板に形成された塗膜を露光した後、ポストベークした。得られたフィルムは、膜厚が0.9μmであり、偏光顕微鏡でそれを観察したところ、フィルムが基板面に対して水平配向していることを確認した。そして、そのΔndは118.3nmであり、ヘイズ値は1.8%であった。
[比較例4]
重合体(8)150mg及び界面活性剤であるR−30(DIC(株)製)0.3mgをシクロヘキサノン850mgに溶解し、重合体(8)の溶液を得た。
この溶液を、ガラス基板にスピンコートにより塗布し、プリベークした後、室温まで放冷した。このとき、基板上の得られた膜は透明であった。
次に、ガラス基板に形成された塗膜を露光した後、ポストベークした。得られたフィルムは、膜厚が0.8μmであり、偏光顕微鏡でそれを観察したところ、水平配向フィルムが得られず、そのΔndは8.4nmであり、ヘイズ値は4.7%であった。
[実施例17]
重合体(9)150mg及び界面活性剤であるR−30(DIC(株)製)0.3mgをシクロヘキサノン850mgに溶解し、重合体(9)の溶液を得た。
この溶液を、ガラス基板にスピンコートにより塗布し、プリベークした後、室温まで放冷した。このとき、基板上の得られた膜は透明であった。
次に、ガラス基板に形成された塗膜を露光した後、ポストベークした。得られたフィルムは、膜厚が0.8μmであり、偏光顕微鏡でそれを観察したところ、フィルムが基板面に対して水平配向していることを確認した。そして、そのΔndは86.0nmであり、ヘイズ値は2.2%であった。
[実施例18]
重合体(10)150mg及び界面活性剤であるR−30(DIC(株)製)0.3mgをシクロヘキサノン/トルエン(25/75、質量比)850mgに溶解し、重合体(10)の溶液を得た。
この溶液を、ガラス基板にスピンコートにより塗布し、プリベークした後、室温まで放冷した。このとき、基板上の得られた膜は透明であった。
次に、ガラス基板に形成された塗膜を露光した後、ポストベークした。得られたフィルムは、膜厚が1.0μmであり、偏光顕微鏡でそれを観察したところ、フィルムが基板面に対して水平配向していることを確認した。そして、そのΔndは77.3nmであり、ヘイズ値は0.5%であった。
[実施例19]
重合体(11)150mg及び界面活性剤であるR−30(DIC(株)製)0.3mgをシクロヘキサノン/トルエン(25/75、質量比)850mgに溶解し、重合体(11)の溶液を得た。
この溶液を、ガラス基板にスピンコートにより塗布し、プリベークした後、室温まで放冷した。このとき、基板上の得られた膜は透明であった。
次に、ガラス基板に形成された塗膜を露光した後、ポストベークした。得られたフィルムは、膜厚が0.9μmであり、偏光顕微鏡でそれを観察したところ、フィルムが基板面に対して水平配向していることを確認した。そして、そのΔndは76.2nmであり、ヘイズ値は0.5%であった。
以上の結果をまとめて、下記表1に示す。
Figure 2013133078
図1及び図2に、実施例11〜16並びに比較例3及び4で作製したフィルムのリタデーション値(Δnd)の角度依存性を示す。実施例11〜16(図1)と比較例3及び4(図2)とを比較すると、実施例11〜16では、水平配向を示すのに対し、比較例3及び4では、完全な水平配向を示さず、Δndも低いことがわかった。

Claims (9)

  1. 下記式[1a]、[1b]及び[1c]で表される繰り返し単位を含有することを特徴とする重合体。
    Figure 2013133078
    [式中、X及びYは、それぞれ独立に下記式[2]又は[3]で表される基であり、
    Figure 2013133078
    (式[3]中、R1は水素原子又はメチル基である。破線は結合手である。)
    1は下記式[4]で表される基であり、M2は下記式[5]で表される基であり、
    Figure 2013133078
    (式[4]及び[5]中、s1、s2、s3及びs4は、それぞれ独立に1又は2であり、G1及びG2は、それぞれ独立に単結合、−COO−又は−OCO−であり、R2及びR3は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜10のアルキル基、又は炭素数1〜10のアルコキシ基である。破線は結合手である。)
    Aは、炭素数2〜15の直鎖状又は分岐状のアルキル基であり、
    m、n及びpは、それぞれ0<m<1、0<n<1、0≦p≦0.5、かつ、m+n+p≦1を満たす数であり、
    q及びrは、それぞれ独立に2〜9の整数である。]
  2. 上記X及びYが、上記式[3]で表される基である請求項1記載の重合体。
  3. 上記m、n及びpが、それぞれ0.2≦m≦0.9、0.1≦n≦0.8、0≦p≦0.4を満たす数である請求項1又は2記載の重合体。
  4. 上記m、n及びpが、それぞれ0.2≦m≦0.8、0.1≦n≦0.5、0.1≦p≦0.3を満たす数である請求項3記載の重合体。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項記載の重合体と有機溶媒とを含有する組成物。
  6. 請求項5記載の組成物を基板に塗布し、次いで偏光を照射し、硬化させることにより得られる単層塗布型水平配向フィルム。
  7. 上記偏光が、直線偏光紫外線である請求項6記載の単層塗布型水平配向フィルム。
  8. 請求項6又は7記載の単層塗布型水平配向フィルムを備える光学部材。
  9. 下記式[7]で表されることを特徴とする重合性化合物。
    Figure 2013133078
    (式[7]中、s3及びs4は、それぞれ独立に1又は2であり、G2は、単結合、−COO−又は−OCO−であり、R3は、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜10のアルキル基、又は炭素数1〜10のアルコキシ基である。)
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6319292B2 (ja) * 2013-03-15 2018-05-09 日産化学工業株式会社 組成物及び単層塗布型水平配向フィルム
WO2015025794A1 (ja) * 2013-08-23 2015-02-26 日産化学工業株式会社 膜形成用組成物及び単層塗布型水平配向フィルム
CN105705497B (zh) * 2013-10-04 2018-02-16 日产化学工业株式会社 聚合性液晶化合物、液晶性聚合物、液晶性组合物、及单层涂布型水平取向膜
CN108884391B (zh) * 2016-02-10 2022-06-10 日产化学株式会社 液晶组合物和单层涂布型水平取向膜
WO2018043529A1 (ja) * 2016-08-31 2018-03-08 日産化学工業株式会社 水蒸気バリア性を有する位相差膜及びその製造方法
JP7317939B2 (ja) * 2019-03-07 2023-07-31 富士フイルム株式会社 偏光素子および画像表示装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006115112A1 (ja) * 2005-04-20 2006-11-02 Nissan Chemical Industries, Ltd. 重合性液晶化合物及びそれを含有する重合性液晶組成物並びにそれらを用いて得られる重合体
WO2008072652A1 (ja) * 2006-12-15 2008-06-19 Nissan Chemical Industries, Ltd. 重合性液晶化合物および重合性液晶組成物並びに配向フィルム
WO2010044384A1 (ja) * 2008-10-14 2010-04-22 日産化学工業株式会社 重合性液晶化合物および重合性液晶組成物並びに配向フィルム
WO2011034118A1 (ja) * 2009-09-16 2011-03-24 日産化学工業株式会社 重合性液晶化合物、重合性液晶組成物および配向フィルム

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6270407A (ja) 1985-09-25 1987-03-31 Fuji Photo Film Co Ltd 配向膜の作成方法
JPH09208957A (ja) 1996-01-31 1997-08-12 Teijin Ltd 光学異方体の製造方法
JP3945790B2 (ja) 1997-12-25 2007-07-18 林テレンプ株式会社 複屈折フィルムとその製造方法
GB9812636D0 (en) 1998-06-11 1998-08-12 Rolic Ag Optical component orientation layer and layerable polymerisable mixture
ES2494293T3 (es) 2006-09-13 2014-09-15 Rolic Ag Retardador fotoalineado por volumen
JP2008164925A (ja) 2006-12-28 2008-07-17 Hayashi Telempu Co Ltd 位相差フィルムおよびその製造方法
KR101819061B1 (ko) * 2010-12-07 2018-02-14 닛산 가가쿠 고교 가부시키 가이샤 중합성 화합물, 중합성 액정 조성물, 중합체 및 배향 필름

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006115112A1 (ja) * 2005-04-20 2006-11-02 Nissan Chemical Industries, Ltd. 重合性液晶化合物及びそれを含有する重合性液晶組成物並びにそれらを用いて得られる重合体
WO2008072652A1 (ja) * 2006-12-15 2008-06-19 Nissan Chemical Industries, Ltd. 重合性液晶化合物および重合性液晶組成物並びに配向フィルム
WO2010044384A1 (ja) * 2008-10-14 2010-04-22 日産化学工業株式会社 重合性液晶化合物および重合性液晶組成物並びに配向フィルム
WO2011034118A1 (ja) * 2009-09-16 2011-03-24 日産化学工業株式会社 重合性液晶化合物、重合性液晶組成物および配向フィルム

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