WO2021060338A1 - 光配向性重合体、光配向膜および光学積層体 - Google Patents

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WO2021060338A1
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carbon atoms
liquid crystal
photo
polymer
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寛 野副
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富士フイルム株式会社
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F20/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F20/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms, Derivatives thereof
    • C08F20/10Esters
    • C08F20/38Esters containing sulfur
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers

Definitions

  • the present invention relates to a photo-oriented polymer, a photo-aligned film, and an optical laminate.
  • Optical films such as optical compensation sheets and retardation films are used in various image display devices from the viewpoints of eliminating image coloring and expanding the viewing angle.
  • a stretched birefringent film has been used as the optical film, but in recent years, it has been proposed to use an optically anisotropic layer using a liquid crystal compound instead of the stretched birefringent film.
  • optically anisotropic layer is provided with an alignment film on a support forming the optically anisotropic layer in order to orient the liquid crystal compound, and rubbing is provided as the alignment film.
  • a photoalignment film that has been subjected to a photoalignment treatment instead of the treatment is known.
  • Patent Documents 1 and 2 describe a photo-alignment film containing a photo-orientation copolymer having a repeating unit A containing a predetermined photo-orientating group and a repeating unit B containing a predetermined cross-linking group.
  • a photoalignment film formed using the composition is described.
  • the present invention provides a photo-aligned polymer capable of producing a photo-aligned film having excellent liquid crystal orientation and adhesion, and a photo-aligned film and an optical laminate produced by using the photo-aligned polymer. That is the issue.
  • the present inventor has obtained a photo-aligned film obtained by using a photo-oriented polymer having 3 to 20 polymer chains having repeating units containing a photo-oriented group.
  • the present invention has been completed by finding that both the liquid crystal orientation and the adhesion are good. That is, the present inventor has found that the above problems can be achieved by the following configuration.
  • a photo-oriented polymer represented by the following formula (1).
  • m represents an integer of 3 to 20.
  • X represents an m-valent linking group.
  • P represents a polymer chain having a repeating unit containing a photo-oriented group, and m Ps may be the same or different.
  • m represents an integer of 3 to 20.
  • Z may have a linear, branched or cyclic m-valent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, which may have a substituent, or a substituent.
  • Y is a linear alkylene group having 1 to 20 carbon atoms or a branched alkylene group having 3 to 20 carbon atoms, which may have a single bond or a substituent, —O—, ⁇ CO ⁇ , ⁇ NR 10.
  • -Or it represents a divalent linking group consisting of two or more of these, and R 10 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • the m Y's may be the same or different.
  • S represents a sulfur atom.
  • P represents a polymer chain having a repeating unit containing a photo-oriented group, and m Ps may be the same or different.
  • Z in the above formula (2) is a linear, branched or cyclic m-valent aliphatic hydrocarbon having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent.
  • Y in the above formula (2) is a divalent alkylene group having 1 to 8 carbon atoms which may have a substituent, -O-, -CO-, or a combination of two or more thereof.
  • the present invention includes a photo-aligned polymer capable of producing a photo-aligned film having excellent liquid crystal orientation and adhesion, and a photo-aligned film and an optical laminate produced using the photo-aligned polymer. Can provide the body.
  • the present invention will be described in detail.
  • the description of the constituent elements described below may be based on a typical embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to such an embodiment.
  • the numerical range represented by using "-" means a range including the numerical values before and after "-" as the lower limit value and the upper limit value.
  • a substance corresponding to each component may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the component means the total content of the substances used in combination unless otherwise specified.
  • the photo-oriented polymer of the present invention is a photo-oriented polymer represented by the following formula (1).
  • m represents an integer of 3 to 20.
  • X represents a linking group having an m valence.
  • P represents a polymer chain having a repeating unit containing a photo-oriented group, and m Ps may be the same or different.
  • the photo-oriented polymer represented by the above formula (1) is described in Patent Documents 1 and 2 because it has 3 to 20 polymer chains having repeating units containing a photo-oriented group. Compared with the photo-oriented polymer, the number of photo-oriented groups per unit mass of the polymer was increased, and it is considered that the liquid crystal orientation was improved. Further, by having 3 to 20 polymer chains, the number of highly motile polymer chain ends increases as compared with the photo-oriented copolymers described in Patent Documents 1 and 2. It is considered that the adhesion was improved because the interfacial mixing between the liquid crystal layer and the photoalignment film layer was promoted.
  • the photo-oriented polymer of the present invention is a photo-oriented polymer represented by the following formula (2) because of the availability of raw materials and easy production, that is, X in the above formula (1) is the following formula. It is preferably a photo-oriented polymer represented by ZZ in (2).
  • m represents an integer of 3 to 20.
  • Z is a linear, branched or cyclic m-valent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent.
  • M-valent aromatic hydrocarbon group having 6 to 14 carbon atoms which may have a substituent m-valent aromatic heterocyclic group having 3 to 14 carbon atoms which may have a substituent, these.
  • Y is a linear alkylene group having 1 to 20 carbon atoms or a branched alkylene group having 3 to 20 carbon atoms, which may have a single bond or a substituent, ⁇ O.
  • R 10 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • R 10 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • the m Y's may be the same or different.
  • S represents a sulfur atom.
  • P represents a polymer chain having a repeating unit containing a photo-oriented group, and m Ps may be the same or different.
  • n in the above formulas (1) and (2) represents an integer of 3 to 20, it is preferably an integer of 3 to 10 for the reason that the adhesion of the obtained photoalignment film is improved. It is more preferably an integer of 3 to 8, further preferably an integer of 3 to 6, and particularly preferably 3 or 4.
  • examples of the substituent (hereinafter, also abbreviated as “substituent T”) that the aliphatic hydrocarbon group may have include a halogen atom, an alkyl group, and an alkoxy group. , Aryl group, aryloxy group, cyano group, carboxy group, alkoxycarbonyl group, hydroxyl group and the like.
  • examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, and among them, a fluorine atom and a chlorine atom are preferable.
  • alkyl group for example, a linear alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, a branched alkyl group having 3 to 18 carbon atoms or a cyclic alkyl group is preferable, and a linear alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or a branched alkyl group having 3 to 8 carbon atoms is preferable.
  • Alkyl groups eg, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, t-butyl group, and cyclohexyl group
  • the number of carbon atoms is more preferable.
  • Linear alkyl groups 1 to 4 are more preferred, and methyl or ethyl groups are particularly preferred.
  • the alkoxy group for example, an alkoxy group having 1 to 18 carbon atoms is preferable, and an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms (for example, a methoxy group, an ethoxy group, an n-butoxy group, a methoxyethoxy group, etc.) is more preferable, and carbon. It is more preferably an alkoxy group of numbers 1 to 4, and particularly preferably a methoxy group or an ethoxy group.
  • Examples of the aryl group include an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and specific examples thereof include a phenyl group, an ⁇ -methylphenyl group, a naphthyl group, and the like. Among them, a phenyl group is preferable.
  • Examples of the aryloxy group include phenoxy, naphthoxy, imidazolyloxy, benzoimidazolyloxy, pyridine-4-yloxy, pyrimidinyloxy, quinazolinyloxy, prynyloxy, thiophene-3-yloxy and the like.
  • Examples of the alkoxycarbonyl group include methoxycarbonyl and ethoxycarbonyl.
  • linear, branched or cyclic aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms represented by one aspect of Z in the above formula (2) for example, 1 carbon atom is used.
  • examples thereof include a group obtained by removing m arbitrary hydrogen atoms bonded to a carbon atom from a linear, branched or cyclic alkane having 3 to 6 carbon atoms.
  • Specific examples of the linear alkane include methane, ethane, propane, butane and the like.
  • Specific examples of the branched alkane include 2-methylpropane, 2,2-dimethylpropane, and 2,2-dimethylbutane.
  • Specific examples of the cyclic alkane include cyclopropane, cyclobutane, cyclohexane and the like.
  • the aromatic hydrocarbon group having 6 to 14 carbon atoms represented by one aspect of Z in the above formula (2) is, for example, an arbitrary bond from an aromatic hydrocarbon ring having 6 to 14 carbon atoms to a carbon atom.
  • a group in which m hydrogen atoms have been removed from the group can be mentioned.
  • Specific examples of the aromatic hydrocarbon ring include a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, and a phenanthroline ring.
  • an aromatic heterocyclic ring having 3 to 14 carbon atoms is bonded to a carbon atom.
  • examples thereof include groups in which m arbitrary hydrogen atoms are removed.
  • Specific examples of the aromatic heterocycle include a furan ring, a pyrrole ring, a thiophene ring, a pyridine ring, a thiazole ring, and a benzothiazole ring.
  • Z in the above formula (2) is an organic group represented by any of the following formulas (Z-1) to (Z-15) because of the availability of raw materials and the ease of production. It is preferable to have.
  • * represents a coupling position with Y in the above formula (2).
  • R represents a hydrogen atom or a substituent.
  • substituent include the same as the above-mentioned Substituent T.
  • L represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent. Examples of the substituent include the same as the above-mentioned Substituent T. Specific examples of the alkylene group having 1 to 6 carbon atoms include a methylene group, an ethylene group, a propylene group and a butylene group, and among them, a methylene group or an ethylene group is preferable.
  • D represents a divalent linking group consisting of -O-, -CO-, -NR 10- , or a combination of two or more thereof
  • R 10 is a hydrogen atom or 1 to 6 carbon atoms.
  • Specific examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms shown in one aspect of R 10 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, and a sec-butyl group. Groups, t-butyl groups and the like can be mentioned.
  • Z in the above formula (2) may have a substituent and is linear with 1 to 6 carbon atoms. It preferably represents a branched or cyclic m-valent aliphatic hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms.
  • examples of the linear, branched or cyclic m-valent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms include linear, branched or cyclic alkane to carbon atoms. Examples thereof include a group in which m arbitrary hydrogen atoms bonded to the carbon atom are removed.
  • Specific examples of the linear alkane include methane, ethane, propane, butane and the like.
  • branched alkane examples include 2-methylpropane, 2,2-dimethylpropane, and 2,2-dimethylbutane.
  • cyclic alkane examples include cyclopropane, cyclobutane, cyclohexane and the like.
  • substituent the same thing as the above-mentioned Substituent T can be mentioned.
  • the linear alkylene group having 1 to 20 carbon atoms or the branched alkylene group having 3 to 20 carbon atoms, which may have a substituent, represented by one aspect of Y in the above formula (2), is linear.
  • Specific examples of the alkylene group include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a pentylene group, a hexylene group, a decylene group, an undecylene group, a dodecylene group, a tridecylene group, a tetradecylene group, a pentadecylene group and a hexadecylene group.
  • branched alkylene group examples include a dimethylmethylene group, a methylethylene group, a 2,2-dimethylpropylene group and a 2-ethyl-2-methylpropylene group.
  • substituent T the same thing as the above-mentioned Substituent T can be mentioned.
  • R 10 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, but as an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • R 10 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, but as an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a t-butyl group and the like can be mentioned.
  • Y in the above formula (2) is an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms which may have a substituent, for the reason that the adhesion of the obtained photoalignment film is improved. It is preferable to represent a divalent linking group consisting of O—, —CO—, or a combination of two or more of these, and an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, which may have a substituent, —O— It is more preferable to represent a divalent linking group in which both and -CO- are combined, and it may represent * 1-O-CO-L- * 2 or * 1-CO-OL- * 2. More preferred.
  • * 1 represents the bond position with Z in the above formula (2)
  • L represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent
  • * 2 represents the above formula.
  • (2) Represents the bond position with S (sulfur atom) in.
  • examples of the alkylene group having 1 to 8 carbon atoms include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a pentylene group and a hexylene group.
  • substituent the same thing as the above-mentioned Substituent T can be mentioned.
  • P in the above formula (2) represents a polymer chain having a repeating unit containing a photo-oriented group.
  • the photo-oriented group at least one of dimerization and isomerization occurs due to the action of light because the thermal stability and chemical stability of the monomer having the photo-oriented group are improved. It is preferably a group.
  • Specific examples of the group dimerized by the action of light include cinnamic acid derivatives (M. Schadt et al., J. Appl. Phys., Vol. 31, No. 7, page 2155 (1992)). , Coumarin Derivatives (M. Schadt et al., Nature., Vol.
  • Preferred examples include groups having a skeleton of at least one derivative selected from the group consisting of benzophenone derivatives (YK Jang et al., SID Int. Symposium Digest, P-53 (1997)).
  • specific groups that are isomerized by the action of light include, for example, azobenzene compounds (K. Ichimura et al., Mol. Cryst. Liq. Cryst., 298,221 (1997)) and stilbene compounds (JG Victor and). JMTorkelson, Macromolecules, 20,2241 (1987)), Spiropyran compounds (K.
  • the repeating unit containing a photo-oriented group contained in the polymer chain represented by P in the above formula (2) is, for example, a repeating unit represented by the following formula (A) (hereinafter, also abbreviated as "repeating unit A"). ).
  • R 1 represents a hydrogen atom or a substituent
  • L 1 represents a divalent linking group
  • A represents a photooriented group represented by the formula (a1) described later. ..
  • examples of the substituent represented by one aspect of R 1 include a halogen atom, a linear alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a branched or cyclic alkyl group having 3 to 20 carbon atoms, and 1 to 20 carbon atoms. It may be a linear alkyl halide group having 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms, a cyano group, or an amino group. preferable.
  • halogen atom examples include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom and the like, and among them, a fluorine atom and a chlorine atom are preferable.
  • the linear alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and specifically, For example, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group and the like can be mentioned.
  • the branched alkyl group is preferably an alkyl group having 3 to 6 carbon atoms, and specific examples thereof include an isopropyl group and a tert-butyl group.
  • the cyclic alkyl group is preferably an alkyl group having 3 to 6 carbon atoms, and specific examples thereof include a cyclopropyl group, a cyclopentyl group and a cyclohexyl group.
  • a fluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms is preferable, and specifically, for example, a trifluoromethyl group, a perfluoroethyl group, or a perfluoropropyl group. , Perfluorobutyl group and the like, and among them, a trifluoromethyl group is preferable.
  • an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms an alkoxy group having 1 to 18 carbon atoms is preferable, an alkoxy group having 6 to 18 carbon atoms is more preferable, and an alkoxy group having 6 to 14 carbon atoms is further preferable.
  • Groups and the like are preferably mentioned, and among them, n-hexyloxy group, n-octyloxy group, n-decyloxy group, n-dodecyloxy group and n-tetradecyloxy group are more preferable.
  • an aryl group having 6 to 12 carbon atoms is preferable, and specific examples thereof include a phenyl group, an ⁇ -methylphenyl group, a naphthyl group and the like. Among them, the phenyl group is used. preferable.
  • the aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms is preferably an aryloxy group having 6 to 12 carbon atoms, and specific examples thereof include a phenyloxy group and a 2-naphthyloxy group. Among them, a phenyloxy group. Is preferable.
  • amino group examples include a primary amino group (-NH 2 ); a secondary amino group such as a methylamino group; a dimethylamino group, a diethylamino group, a dibenzylamino group, and a nitrogen-containing heterocyclic compound (for example, pyrrolidine). , Piperidine, piperazine, etc.), such as a tertiary amino group having a nitrogen atom as a bond.
  • the divalent linking group represented by L 1 in the above formula (A) will be described.
  • the divalent linking group the number of carbon atoms which may have a substituent may be obtained because the photo-orientating group easily interacts with the liquid crystal compound and the liquid crystal orientation of the adjacent liquid crystal layer becomes better.
  • It is a divalent linking group that combines at least two or more groups selected from the group consisting of (-C ( O)-) and an imino group (-NH-) that may have a substituent. Is preferable.
  • examples of the substituent that the alkylene group, the arylene group and the imino group may have include the same as the above-mentioned substituent T.
  • linear alkylene group having 1 to 18 carbon atoms and the branched or cyclic alkylene group having 3 to 18 carbon atoms specific examples include a methylene group, an ethylene group and a propylene group. Examples thereof include a butylene group, a pentylene group, a hexylene group, a decylene group, an undecylene group, a dodecylene group, a tridecylene group, a tetradecylene group, a pentadecylene group, a hexadecylene group, a heptadecylene group and an octadecylene group.
  • branched alkylene group examples include a dimethylmethylene group, a methylethylene group, a 2,2-dimethylpropylene group and a 2-ethyl-2-methylpropylene group.
  • cyclic alkylene group examples include a cyclopropylene group, a cyclobutylene group, a cyclopentylene group, a cyclohexylene group, a cyclooctylene group, a cyclodecylene group, an adamantane-diyl group, and a norbornane-diyl group.
  • Exo-tetrahydrodicyclopentadiene-diyl group and the like, and among them, the cyclohexylene group is preferable.
  • arylene group having 6 to 12 carbon atoms include a phenylene group, a xylylene group, a biphenylene group, a naphthylene group, a 2,2′-methylenebisphenyl group and the like, and a phenylene group is preferable. ..
  • L 1 in the above formula (A) may represent a divalent linking group containing a nitrogen atom and a cycloalkane ring for the reason that the solvent resistance of the obtained photoalignment film is good.
  • a part of the carbon atoms constituting the cycloalkane ring may be replaced with a hetero atom selected from the group consisting of nitrogen, oxygen and sulfur. Further, when a part of the carbon atom constituting the cycloalkane ring is replaced with a nitrogen atom, it is not necessary to have a nitrogen atom separately from the cycloalkane ring.
  • the cycloalkane ring is preferably a cycloalkane ring having 6 or more carbon atoms, and specific examples thereof include a cyclohexane ring, a cyclopeptane ring, a cyclooctane ring, a cyclododecane ring, a cyclododecane ring, and the like.
  • L 1 in the above formula (A) is represented by any of the following formulas (3) to (12) for the reason that the liquid crystal orientation of the obtained photoalignment film becomes better. It is preferably a divalent linking group.
  • * 1 represents a bonding position to a carbon atom bonded to R 1 in the formula (A)
  • * 2 is, A in the above formula (A) Represents the connection position with.
  • divalent linking groups represented by any of the above formulas (3) to (12) the solubility in the solvent used for forming the photoalignment film and the solvent resistance of the obtained photoalignment film.
  • a divalent linking group represented by any of the above formulas (4), (5), (9) and (10) is preferable for the reason that the balance is good.
  • one of the two * represents the bond position with L 1
  • the other represents R 6
  • R 2 to R 5 and R 6 are independently hydrogen atoms or substitutions. It represents a group, and two adjacent groups may be bonded to form a ring.
  • the photo-oriented group represented by the above formula (a1) is preferably a photo-oriented group represented by the following formula (a2).
  • * represents a bond position with L 1 , R 2 to R 6 each independently represent a hydrogen atom or a substituent, and two adjacent groups are bonded to form a ring. You may be doing it.
  • substituents represented by one aspect of R 2 to R 6 are independent of each other because the photo-orientation group easily interacts with the liquid crystal compound and the liquid crystal orientation of the adjacent liquid crystal layer becomes better.
  • a halogen atom a linear group having 1 to 20 carbon atoms, a branched or cyclic alkyl group having 3 to 20 carbon atoms, a linear alkyl halide group having 1 to 20 carbon atoms, and 1 to 20 carbon atoms. It is preferably an alkoxy group, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms, a cyano group, an amino group, or a group represented by the following formula (a3).
  • substituents other than the group represented by the following formula (a3) include the same as those described in the substituent represented by an embodiment of R 1 in the formula (A).
  • * represents the bond position with the benzene ring in the above formula (a2)
  • R 7 represents a monovalent organic group.
  • Examples of the monovalent organic group represented by R 7 in the above formula (a3) include a linear or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
  • the linear alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and specific examples thereof include a methyl group, an ethyl group and an n-propyl group. Among them, a methyl group or an ethyl group is used. preferable.
  • cyclic alkyl group an alkyl group having 3 to 6 carbon atoms is preferable, and specific examples thereof include a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group and the like, and among them, a cyclohexyl group is preferable.
  • the monovalent organic group represented by R 7 in the above formula (a3) may be a combination of a plurality of the above-mentioned linear alkyl group and cyclic alkyl group directly or via a single bond. Good.
  • R 2 to R 5 in the above formula (a1), or R 2 to R 5 in the above formula (a1) because the photo-oriented group easily interacts with the liquid crystal compound and the liquid crystal orientation of the adjacent liquid crystal layer becomes better.
  • At least one (particularly, R 6 ) of R 2 to R 6 in the above formula (a2) is preferably the above-mentioned substituent, and the linearity of the obtained photo-oriented polymer is improved. It is more preferable that it is an electron-donating substituent because the reaction efficiency is improved when it is irradiated with polarized light.
  • the electron-donating substituent means a substituent having a Hammett value (Hammett substituent constant ⁇ p) of 0 or less, and for example, among the above-mentioned substituents, an alkyl group, Examples thereof include an alkyl halide group and an alkoxy group. Of these, an alkoxy group is preferable, and an alkoxy group having 6 to 16 carbon atoms is more preferable, and the liquid crystal group having 7 to 10 carbon atoms is more preferable because the liquid crystal orientation of the adjacent liquid crystal layer is further improved. It is more preferably an alkoxy group.
  • repeating unit A represented by the above formula (A) include the repeating units A-1 to A-160 shown below.
  • Me represents a methyl group.
  • the polymer chain represented by P in the above formula (2) further has a repeating unit containing a crosslinkable group for the reason that the adhesion of the obtained photoalignment film is further improved. Is preferable.
  • repeating unit B examples include a repeating unit represented by the following formula (B) (hereinafter, also abbreviated as “repeating unit B”).
  • R 8 represents a hydrogen atom or a substituent.
  • substituent represented by one aspect of R 8 include the same as those described for the substituent represented by one aspect of R 1 in the above formula (A).
  • L 2 represents a divalent linking group. Examples of the divalent linking group represented by L 2 include the same as those described for the divalent linking group represented by L 1 in the above formula (mA).
  • B represents any of the crosslinkable groups represented by the following formulas (PG-1) to (PG-9).
  • R 9 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a methyl group, an ethyl group, or a trifluoromethyl group.
  • the formula (PG-2), (PG -5), (PG-6) and (PG-9) a plurality of R 9 in may each be the same or different.
  • repeating unit represented by the above formula (B) include the repeating units B-1 to B-52 shown below.
  • the content a of the repeating unit A described above and the content b of the repeating unit B described above preferably satisfy the following formula (13) in terms of mass ratio, and are described below. It is more preferable that the formula (14) is satisfied. 0.03 ⁇ a / (a + b) ⁇ 0.5 ... (13) 0.05 ⁇ a / (a + b) ⁇ 0.4 ... (14)
  • the photo-oriented polymer of the present invention may have other repeating units in addition to the above-mentioned repeating unit A and repeating unit B as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • Examples of the monomer (radical polymerizable monomer) forming such another repeating unit include an acrylic acid ester compound, a methacrylic acid ester compound, a maleimide compound, an acrylamide compound, an acrylonitrile, a maleic anhydride, and a styrene compound.
  • examples include vinyl compounds.
  • the method for synthesizing the photo-oriented polymer of the present invention is not particularly limited, and for example, the monomer forming the repeating unit A described above, the monomer forming the repeating unit B described above, and any other repeating unit are formed. It can be synthesized by mixing the monomers and polymerizing them in an organic solvent using a radical polymerization initiator.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the photo-oriented polymer of the present invention is preferably 10,000 to 500,000, more preferably 30,000 to 300,000 because the liquid crystal orientation of the obtained photo-aligned film is further improved.
  • the weight average molecular weight and the number average molecular weight in the present invention are values measured by the gel permeation chromatography (GPC) method under the conditions shown below.
  • the photo-alignment film of the present invention uses the above-mentioned composition for a photo-alignment film containing the photo-orientation polymer of the present invention (hereinafter, formally referred to as "composition for a photo-alignment film of the present invention"). It is a photo-alignment film formed in the above, and is a film having an orientation control ability for liquid crystal molecules.
  • the film thickness of the photoalignment film is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 10 to 1000 nm, more preferably 10 to 700 nm.
  • the content of the photo-alignable polymer of the present invention in the composition for a photo-alignment film of the present invention is not particularly limited, but when an organic solvent described later is contained, 0.1 to 50 mass by mass with respect to 100 parts by mass of the organic solvent. It is preferably parts, and more preferably 0.5 to 10 parts by mass.
  • the composition for a photoalignment film of the present invention preferably contains a solvent from the viewpoint of workability for producing the photoalignment film.
  • a solvent include ketones (for example, acetone, 2-butanone, methylisobutylketone, cyclohexanone, cyclopentanone, etc.), ethers (for example, dioxane, tetrahydrofuran, etc.), and aliphatic hydrocarbons.
  • composition for a photoalignment film of the present invention may contain components other than the above, and examples thereof include a cross-linking catalyst, an adhesion improver, a leveling agent, a surfactant, and a plasticizer.
  • the photoalignment film of the present invention can be produced by a conventionally known production method except that the above-mentioned composition for a photoalignment film of the present invention is used.
  • the above-mentioned composition for a photoalignment film of the present invention is supported. It can be produced by a production method having a coating step of applying to the body surface and a light irradiation step of irradiating the coating film of the composition for a photoalignment film with polarized light or non-polarizing light from an oblique direction to the surface of the coating film. it can.
  • the support will be described later in the optical laminate of the present invention.
  • the coating method in the coating step is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include spin coating, die coating, gravure coating, flexographic printing, and inkjet printing.
  • the polarization to be applied to the coating film of the composition for the photoalignment film is not particularly limited, and examples thereof include linearly polarized light, circularly polarized light, and elliptically polarized light. Among them, linearly polarized light is preferable.
  • the "diagonal direction" of irradiating non-polarized light is not particularly limited as long as it is tilted by a polar angle ⁇ (0 ⁇ ⁇ 90 °) with respect to the normal direction of the coating film surface, depending on the purpose. It can be appropriately selected, but it is preferable that ⁇ is 20 to 80 °.
  • the wavelength in polarized light or non-polarized light is not particularly limited as long as it can impart the ability to control the orientation of liquid crystal molecules to the coating film of the composition for a photoalignment film, and is, for example, ultraviolet rays, near ultraviolet rays, and visible light. And so on. Of these, near-ultraviolet rays of 250 nm to 450 nm are particularly preferable.
  • the light source for irradiating polarized or unpolarized lamps include xenon lamps, high-pressure mercury lamps, ultra-high-pressure mercury lamps, and metal halide lamps.
  • the wavelength range to be irradiated can be limited.
  • linearly polarized light can be obtained by using a polarizing filter or a polarizing prism for the light from these light sources.
  • the amount of polarized or unpolarized integrated light is not particularly limited as long as the coating film of the composition for a photoalignment film can be imparted with an orientation control ability for liquid crystal molecules, and is not particularly limited, but is 1 to 300 mJ. / Cm 2 is preferable, and 5 to 100 mJ / cm 2 is more preferable.
  • the polarized or unpolarized illuminance is not particularly limited as long as the coating film of the composition for a photoalignment film can be provided with an orientation control ability for liquid crystal molecules, but is 0.1 to 300 mW / cm 2. Preferably, 1 to 100 mW / cm 2 is more preferable.
  • the optical laminate of the present invention is an optical laminate having the above-mentioned photoalignment film of the present invention and an optically anisotropic layer formed by using a liquid crystal composition containing a liquid crystal compound. Further, the optical laminate of the present invention preferably further has a support, and specifically, preferably has a support, a photoalignment film, and an optically anisotropic layer in this order. ..
  • optically anisotropic layer contained in the optical laminate of the present invention is not particularly limited as long as it is an optically anisotropic layer containing a liquid crystal compound, and a conventionally known optically anisotropic layer may be appropriately adopted and used. it can.
  • Such an optically anisotropic layer is a layer obtained by curing a composition containing a liquid crystal compound having a polymerizable group (hereinafter, also referred to as "composition for forming an optically anisotropic layer"). It may be a single-layer structure or a structure in which a plurality of layers are laminated (laminated body).
  • composition for forming an optically anisotropic layer may be a single-layer structure or a structure in which a plurality of layers are laminated (laminated body).
  • the liquid crystal compound contained in the composition for forming an optically anisotropic layer is a liquid crystal compound having a polymerizable group.
  • liquid crystal compounds can be classified into rod-shaped type and disk-shaped type according to their shape. Furthermore, there are low molecular weight and high molecular weight types, respectively.
  • a polymer generally refers to a polymer having a degree of polymerization of 100 or more (Polymer Physics / Phase Transition Dynamics, Masao Doi, p. 2, Iwanami Shoten, 1992).
  • any liquid crystal compound can be used, but it is preferable to use a rod-shaped liquid crystal compound or a discotic liquid crystal compound, and it is more preferable to use a rod-shaped liquid crystal compound.
  • a liquid crystal compound having a polymerizable group is used for immobilization of the liquid crystal compound described above, but it is more preferable that the liquid crystal compound has two or more polymerizable groups in one molecule.
  • the liquid crystal compounds are a mixture of two or more kinds, it is preferable that at least one kind of liquid crystal compounds has two or more polymerizable groups in one molecule. After the liquid crystal compound is fixed by polymerization, it is no longer necessary to exhibit liquid crystal property.
  • the type of the polymerizable group is not particularly limited, and a functional group capable of an addition polymerization reaction is preferable, and a polymerizable ethylenically unsaturated group or a ring-polymerizable group is preferable. More specifically, a (meth) acryloyl group, a vinyl group, a styryl group, an allyl group and the like are preferably mentioned, and a (meth) acryloyl group is more preferable.
  • the (meth) acryloyl group is a notation that means a meta-acryloyl group or an acryloyl group.
  • rod-shaped liquid crystal compound for example, those described in claim 1 of JP-A-11-513019 and paragraphs [0026] to [00998] of JP-A-2005-289980 can be preferably used, and disco
  • tick liquid crystal compound for example, those described in paragraphs [0020] to [0067] of JP2007-108732 and paragraphs [0013] to [0108] of JP2010-2404038 are preferably used. However, it is not limited to these.
  • a liquid crystal compound having a reverse wavelength dispersion can be used as the liquid crystal compound.
  • the liquid crystal compound having "reverse wavelength dispersibility" in the present specification measures the in-plane retardation (Re) value at a specific wavelength (visible light range) of a retardation film produced by using the liquid crystal compound. When the measurement wavelength is increased, the Re value becomes equal or higher.
  • the reverse wavelength dispersible liquid crystal compound is not particularly limited as long as it can form a reverse wavelength dispersive film as described above. For example, the general formula (1) described in JP-A-2010-084032.
  • liquid crystal compound having an inverse wavelength dispersibility for example, compounds represented by the following formulas (15) to (36) are preferably mentioned, and specifically, in the following formulas (15) to (36).
  • K side chain structure
  • K examples include compounds having side chain structures shown in Tables 1 to 3 below.
  • "*" shown in the side chain structure of K represents the bonding position with the aromatic ring.
  • the groups adjacent to the acryloyloxy group and the methacryloyl group are propylene groups (methyl groups are ethylene groups, respectively). It represents a substituted group) and represents a mixture of positional isomers with different methyl group positions.
  • the composition for forming an optically anisotropic layer may contain components other than the liquid crystal compounds described above.
  • the composition for forming an optically anisotropic layer may contain a polymerization initiator.
  • the polymerization initiator used is selected according to the type of polymerization reaction, and examples thereof include a thermal polymerization initiator and a photopolymerization initiator.
  • examples of photopolymerization initiators include ⁇ -carbonyl compounds, acyloin ethers, ⁇ -hydrocarbon-substituted aromatic acyloin compounds, polynuclear quinone compounds, and combinations of triarylimidazole dimers and p-aminophenyl ketones. Be done.
  • the amount of the polymerization initiator used is preferably 0.01 to 20% by mass, more preferably 0.5 to 5% by mass, based on the total solid content of the composition.
  • the composition for forming an optically anisotropic layer may contain a polymerizable monomer from the viewpoint of the uniformity of the coating film and the strength of the film.
  • the polymerizable monomer include radically polymerizable or cationically polymerizable compounds. It is preferably a polyfunctional radical polymerizable monomer, which is copolymerizable with the above-mentioned polymerizable group-containing liquid crystal compound.
  • the content of the polymerizable monomer is preferably 1 to 50% by mass, more preferably 2 to 30% by mass, based on the total mass of the liquid crystal compound.
  • composition for forming an optically anisotropic layer may contain a surfactant from the viewpoint of the uniformity of the coating film and the strength of the film.
  • the surfactant include conventionally known compounds, and a fluorine-based compound is particularly preferable.
  • the compounds described in paragraphs [0028] to [0056] in JP 2001-330725 and the compounds described in paragraphs [0069] to [0126] in JP 2005-062673 are mentioned. Be done.
  • the composition for forming an optically anisotropic layer may contain a dichroic substance from the viewpoint of allowing the optically anisotropic layer to function as a polarizer.
  • the above-mentioned bicolor substance is not particularly limited, and is a visible light absorbing substance (bicolor dye), a light emitting substance (fluorescent substance, a phosphorescent substance), an ultraviolet ray absorbing substance, an infrared absorbing substance, a non-linear optical substance, a carbon nanotube, and an inorganic substance. Examples thereof include substances (for example, quantum rods), and conventionally known bicolor substances (bicolor dyes) can be used.
  • Paragraphs 0008] to [0015], paragraphs [0045] to [0058] of JP2013-14883A, paragraphs [0012] to [0029] of JP2013-109090A, and JP2013-101328A Paragraphs [0009] to [0017], paragraphs [0051] to [0065] of JP2013-37353, paragraphs [0049] to [0073] of JP2012-63387, JP-A-11-305036.
  • At least one kind having a maximum absorption wavelength in the wavelength range of 370 to 550 nm is preferable to use the above dichroic substance in combination with at least one dichroic substance having a maximum absorption wavelength in the wavelength range of 500 to 700 nm.
  • composition for forming an optically anisotropic layer may contain an organic solvent.
  • organic solvent include those similar to those described in the above-described composition for a photoalignment film of the present invention.
  • the composition for forming an optically anisotropic layer includes a polarizer interface-side vertical alignment agent, a vertical alignment accelerator such as an air interface-side vertical alignment agent, a polarizer interface-side horizontal alignment agent, and air.
  • a vertical alignment accelerator such as an air interface-side vertical alignment agent
  • a polarizer interface-side horizontal alignment agent such as an interface-side horizontal alignment agent
  • air such as an interface-side horizontal alignment agent
  • Various alignment agents such as a horizontal alignment accelerator such as an interface-side horizontal alignment agent may be contained.
  • the composition for forming an optically anisotropic layer may contain an adhesion improver, a plasticizer, a polymer and the like in addition to the above components.
  • the method for forming the optically anisotropic layer using the composition for forming the optically anisotropic layer having such a component is not particularly limited, and for example, the optically anisotropic layer is formed on the above-mentioned photoalignment film of the present invention. It can be formed by applying the forming composition to form a coating film, and then subjecting the obtained coating film to a curing treatment (ultraviolet irradiation (light irradiation treatment) or heat treatment).
  • the composition for forming an optically anisotropic layer can be applied by a known method (for example, a wire bar coating method, an extrusion coating method, a direct gravure coating method, a reverse gravure coating method, a die coating method).
  • the thickness of the optically anisotropic layer is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 10 ⁇ m, and more preferably 0.5 to 5 ⁇ m.
  • the optical laminate of the present invention may have a support as a base material for forming the optically anisotropic layer.
  • a support include a polarizer, a polymer film, and the like, and a combination thereof, for example, a laminate of a polarizer and a polymer film, and a laminate of a polymer film, a polarizer, and a polymer film. It may be a body or the like.
  • the support may be a temporary support that can be peeled off after forming the optically anisotropic layer (hereinafter, may be simply referred to as “temporary support”).
  • a polymer film that functions as a temporary support may be peeled off from the optical laminate to provide an optically anisotropic layer.
  • an optical laminate including an optically anisotropic layer and a temporary support is prepared, and the optically anisotropic layer side of the optical laminate is bonded to a support containing a polarizer with an adhesive or an adhesive.
  • a laminated body of the support containing the polarizer and the optically anisotropic layer may be provided.
  • a polarizer is not particularly limited as long as it is a member having a function of converting light into specific linearly polarized light, and conventionally known absorption-type polarizers and reflection-type polarizers can be used.
  • absorption type polarizer an iodine-based polarizer, a dye-based polarizer using a dichroic dye, a polyene-based polarizer, and the like are used. Iodine-based polarized light and dye-based polarized light include coated and stretched polarized light, and both can be applied.
  • the reflective polarizer a polarizer in which thin films having different birefringences are laminated, a wire grid type polarizer, a polarizer in which a cholesteric liquid crystal having a selective reflection region and a 1/4 wave plate are combined, and the like are used.
  • a polymer containing a polyvinyl alcohol-based resin (-CH 2- CHOH- as a repeating unit is intended.
  • the polarizer contains (preferably one).
  • the polarizing plate can be manufactured, for example, as follows.
  • the support is peeled off from the above-mentioned optical laminate, and the layer containing the optically anisotropic layer is laminated on the support containing the polarizer.
  • the above-mentioned optical laminate is laminated on a support containing a polarizer, and then the peelable support contained in the optical laminate is peeled off.
  • both layers may be adhered with an adhesive or the like.
  • the adhesive is not particularly limited, but is a curable adhesive of an epoxy compound that does not contain an aromatic ring in the molecule, as shown in JP-A-2004-245925, 360 to JP-A-2008-174667.
  • An active energy ray-curable adhesive containing a photopolymerization initiator having a molar absorption coefficient of 400 or more at a wavelength of 450 nm and an ultraviolet curable compound as essential components, a (meth) acrylic compound described in JP-A-2008-174667.
  • a (meth) acrylic compound having two or more (meth) acryloyl groups in the molecule and (b) having a hydroxyl group in the molecule, and having only one polymerizable double bond.
  • examples thereof include an active energy ray-curable adhesive containing (meth) acrylic compound and (c) phenolethylene oxide-modified acrylate or nonylphenolethylene oxide-modified acrylate.
  • the thickness of the polarizer is not particularly limited, but is preferably 1 to 60 ⁇ m, more preferably 1 to 30 ⁇ m, and even more preferably 2 to 20 ⁇ m.
  • the polymer film is not particularly limited, and a commonly used polymer film (for example, a polarizer protective film) can be used.
  • a commonly used polymer film for example, a polarizer protective film
  • Specific examples of the polymer constituting the polymer film include a cellulose-based polymer; an acrylic polymer having an acrylic acid ester polymer such as polymethylmethacrylate and a lactone ring-containing polymer; a thermoplastic norbornene-based polymer; and a polycarbonate-based polymer.
  • polyester polymers such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate
  • styrene polymers such as polystyrene and acrylonitrile / styrene copolymers (AS resin)
  • polyolefin polymers such as polyethylene, polypropylene and ethylene / propylene copolymers
  • vinyl chloride Polymers amide polymers such as nylon and aromatic polyamides
  • imide polymers sulfone polymers; polyether sulfone polymers; polyether ether ketone polymers
  • polyphenylene sulfide polymers vinylidene chloride polymers; vinyl alcohol polymers; Vinyl butyral-based polymers; allylate-based polymers; polyoxymethylene-based polymers; epoxy-based polymers; or polymers in which these polymers are mixed can be mentioned.
  • a cellulosic polymer represented by triacetyl cellulose (hereinafter, also referred to as "cellulose acylate”) can be preferably used.
  • cellulose acylate a cellulosic polymer represented by triacetyl cellulose
  • acrylic polymer examples include polymethylmethacrylate and the lactone ring-containing polymer described in paragraphs [0017] to [0107] of JP2009-98605A.
  • the thickness of the polymer film used for the polarizer protective film or the like is not particularly limited, but is preferably 40 ⁇ m or less because the thickness of the optical laminate can be reduced.
  • the lower limit is not particularly limited, but is usually 5 ⁇ m or more.
  • the thickness of the support is not particularly limited, but is preferably 1 to 100 ⁇ m, more preferably 5 to 50 ⁇ m, and further preferably 5 to 20 ⁇ m.
  • the thickness of the support means the total thickness of the polarizer and the polymer film when they are included.
  • a cellulosic polymer or a polyester polymer can be preferably used.
  • the thickness of the polymer film is not particularly limited, but is preferably 5 ⁇ m to 100 ⁇ m, more preferably 20 ⁇ m to 90 ⁇ m for reasons such as handling during production.
  • the interface to be peeled off may be between the support and the photoalignment film, between the photoalignment film and the optically anisotropic layer, or may be another interface.
  • the display element used in the image display device is not particularly limited, and examples thereof include a liquid crystal cell, an organic electroluminescence (hereinafter abbreviated as “EL”) display panel, and a plasma display panel. Of these, a liquid crystal cell and an organic EL display panel are preferable, and a liquid crystal cell is more preferable. That is, as the image display device, a liquid crystal display device using a liquid crystal cell as a display element and an organic EL display device using an organic EL display panel as a display element are preferable, and a liquid crystal display device is more preferable.
  • EL organic electroluminescence
  • the liquid crystal display device which is an example of the image display device, is a liquid crystal display device having the above-mentioned optical laminate of the present invention and a liquid crystal cell.
  • the optical laminate of the present invention among the polarizing plates provided on both sides of the liquid crystal cell, it is preferable to use the optical laminate of the present invention as the polarizing plate on the front side.
  • the liquid crystal cells constituting the liquid crystal display device will be described in detail below.
  • the liquid crystal cell used in the liquid crystal display device is VA (Vertical Alignment). ) Mode, OCB (Optically Compensated Bend) mode, IPS (In-Plane-Switching) mode, or TN (Twisted Nematic) mode is preferable, but the mode is not limited thereto.
  • the rod-shaped liquid crystal molecules (rod-shaped liquid crystal compounds) are substantially horizontally oriented when no voltage is applied, and are further twisted to 60 to 120 °.
  • the TN mode liquid crystal cell is most often used as a color TFT liquid crystal display device, and has been described in many documents.
  • the rod-shaped liquid crystal molecules are substantially vertically oriented when no voltage is applied.
  • VA mode liquid crystal cell In the VA mode liquid crystal cell, (1) a VA mode liquid crystal cell in a narrow sense in which rod-shaped liquid crystal molecules are oriented substantially vertically when no voltage is applied and substantially horizontally when a voltage is applied (Japanese Patent Laid-Open No. 2-). In addition to (described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 176625), (2) a liquid crystal cell (SID97, Digist of technique. Papers (Proceedings) in which the VA mode is multi-domainized (MVA (Multi-dominant Vertical Alginment) mode) for expanding the viewing angle.
  • VVA Multi-dominant Vertical Alginment
  • n-ASM mode (Axially symmetric aligned microcell)
  • liquid crystal cells described in the proceedings of the Japan Liquid Crystal Discussion Group 58-59 (1998)
  • SURVIVAL Super Ranged Viewing by Vertical Element
  • SURVIVAL Super Ranged Viewing by Vertical Element
  • LCD liquid crystal display
  • PVA Plasma Vertical Alignment
  • PSA Polymer-Sustained Alignment
  • the obtained organic layer was transferred to a 5 L three-necked flask equipped with a stirring blade, a thermometer, a dropping funnel and a reflux tube, and stirred under water cooling. Then, 192 g of 4-octyloxycinnamic acid, 146 g of 1- (3-dimethylaminopropyl) -3-ethylcarbodiimide hydrochloride, and 42.4 g of N, N-dimethylaminopyridine were added and reacted at room temperature for 4 hours. It was.
  • Cyclomer M-100 (manufactured by Daicel Corporation) was used as the following monomer mb-32 forming the repeating unit B-32 described above.
  • the repeating unit CB-1 represented by the following formula is formed by forming the monomer mb-32 represented by the following formula by a polymer reaction by the method described in Example 2 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-31823 in the following formula scheme. It was.
  • a photo-oriented polymer P-1 having the core structure (X) according to No. 4 and a polymer chain having a repeating unit containing a photo-oriented group was obtained.
  • cellulose acylate film As the cellulose acylate film, the same film as in Comparative Example 1 of JP-A-2014-164169 was used.
  • the composition for a photoalignment film prepared above was applied to one surface of this film with a bar coater. After coating, it was dried on a hot plate at 80 ° C. for 5 minutes to remove the solvent, and a photoisomerization composition layer having a thickness of 0.2 ⁇ m was formed.
  • the obtained photoisomerization composition layer was irradiated with polarized ultraviolet rays (10 mJ / cm 2 , using an ultrahigh pressure mercury lamp) to form a photoalignment film.
  • a commercially available rod-shaped liquid crystal compound (ZLI-4792, manufactured by Merck & Co., Inc.) was applied onto the photoalignment film with a bar coater to form a composition layer.
  • the formed composition layer was once heated to 90 ° C. on a hot plate and then cooled to 60 ° C. to stabilize the orientation. After that, the temperature was kept at 60 ° C., and the orientation was fixed by ultraviolet irradiation (500 mJ / cm 2 , using an ultrahigh pressure mercury lamp) under a nitrogen atmosphere (oxygen concentration 100 ppm) to form an optically anisotropic layer with a thickness of 2.0 ⁇ m.
  • An optical laminate was produced.
  • Example 2 to 4 An optical laminate was produced by the same method as in Example 1 except that the photo-oriented polymers P-2 to P-4 were used instead of the photo-oriented polymer P-1.
  • Examples 5 to 13 and Comparative Examples 1 to 3 The photo-alignment film was produced by the same method as in Example 1 except that the photo-orientation polymers P-5 to P-13 and H-1 to H-3 were used instead of the photo-orientation polymer P-1. Was formed.
  • the optical laminate was obtained by the same method as in Example 1 except that the coating liquid for an optically anisotropic layer (liquid crystal 101) shown below was used instead of the nematic liquid crystal compound coated on the photoalignment film. Was produced.
  • Example 14 A photo-alignment film was formed by the same method as in Example 1 except that the photo-orientation polymer P-14 was used instead of the photo-orientation polymer P-1.
  • the optical laminate was obtained by the same method as in Example 1 except that the coating liquid for an optically anisotropic layer (liquid crystal 102) shown below was used instead of the nematic liquid crystal compound coated on the photoalignment film. was produced.
  • Example 15 A photo-alignment film was formed by the same method as in Example 1 except that the photo-orientation polymer P-15 was used instead of the photo-orientation polymer P-1.
  • the optical laminate was obtained by the same method as in Example 1 except that the coating liquid for an optically anisotropic layer (liquid crystal 103) shown below was used instead of the nematic liquid crystal compound coated on the photoalignment film. was produced.
  • Example 16 A photo-alignment film was formed by the same method as in Example 1 except that the photo-orientation polymer P-16 was used instead of the photo-orientation polymer P-1.
  • the optical laminate was obtained by the same method as in Example 1 except that the coating liquid for an optically anisotropic layer (liquid crystal 104) shown below was used instead of the nematic liquid crystal compound coated on the photoalignment film. was produced.
  • Example 17 A photo-alignment film was formed by the same method as in Example 1 except that the photo-orientation polymer P-17 was used instead of the photo-orientation polymer P-1.
  • the optical laminate was obtained by the same method as in Example 1 except that the coating liquid for an optically anisotropic layer (liquid crystal 105) shown below was used instead of the nematic liquid crystal compound coated on the photoalignment film. was produced.
  • the prepared optical laminate was observed using a polarizing microscope in a state of being shifted from the quenching position by 2 degrees. As a result, it was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 4 below.
  • D The liquid crystal director is significantly disturbed and the surface shape is not stable, and the display performance is very inferior.
  • the stable surface shape is defined as between two polarizing plates arranged with cross Nicols.
  • the liquid crystal director is intended to be a vector in the direction in which the long axis of the liquid crystal molecule is oriented (orientation main axis).
  • the core structure (X) is as shown in the following formula.
  • * represents a bonding position with a polymer chain having a repeating unit containing a photo-oriented group.
  • Z in the above formula (2) may have a substituent and has 1 to 1 to carbon atoms. It was found that when the linear, branched or cyclic m-valent aliphatic hydrocarbon group having 6 carbon atoms has 3 to 6 carbon atoms, the liquid crystal orientation of the obtained photoalignment film becomes better. Further, from the comparison of Examples 6, 8 and 9, it was found that when m in the above formula (1) or (2) is 3 or 4, the adhesion of the obtained photoalignment film becomes better. ..

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Abstract

本発明は、液晶配向性および密着性のいずれにも優れる光配向膜を作製することができる光配向性重合体、ならびに、それを用いて作製した光配向膜および光学積層体を提供することを課題とする。本発明の光配向性重合体は、下記式(1)で表される光配向性重合体である。ここで、上記式(1)中、 mは、3~20の整数を表す。 Xは、m価の連結基を表す。 Pは、光配向性基を含む繰り返し単位を有するポリマー鎖を表し、m個のPは、同一であっても、異なっていてもよい。

Description

光配向性重合体、光配向膜および光学積層体
 本発明は、光配向性重合体、光配向膜および光学積層体に関する。
 光学補償シートおよび位相差フィルムなどの光学フィルムは、画像着色解消および視野角拡大などの観点から、様々な画像表示装置で用いられている。
 光学フィルムとしては延伸複屈折フィルムが使用されていたが、近年、延伸複屈折フィルムに代えて、液晶性化合物を用いた光学異方性層を使用することが提案されている。
 このような光学異方性層は、液晶性化合物を配向させるために、光学異方性層を形成する支持体上に配向膜を設けることが知られており、また、この配向膜として、ラビング処理に代えて光配向処理を施した光配向膜が知られている。
 例えば、特許文献1および2には、所定の光配向性基を含む繰り返し単位Aと、所定の架橋性基を含む繰り返し単位Bとを有する、光配向性共重合体を含有する光配向膜用組成物を用いて形成した光配向膜が記載されている。
国際公開第2018/173727号 国際公開第2019/117082号
 本発明者は、特許文献1および2に記載された光配向膜について検討したところ、液晶性化合物の配向性(以下、「液晶配向性」とも略す。)が優れていることが分かったが、光学異方性層との密着性(以下、単に「密着性」とも略す。)については改善の余地があることを明らかとした。
 そこで、本発明は、液晶配向性および密着性のいずれにも優れる光配向膜を作製することができる光配向性重合体、ならびに、それを用いて作製した光配向膜および光学積層体を提供することを課題とする。
 本発明者は、上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、光配向性基を含む繰り返し単位を有するポリマー鎖を3~20個有する光配向性重合体を用いることにより、得られる光配向膜の液晶配向性および密着性がいずれも良好となることを見出し、本発明を完成させた。
 すなわち、本発明者は、以下の構成により上記課題を達成することができることを見出した。
 [1] 下記式(1)で表される光配向性重合体。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 ここで、上記式(1)中、
 mは、3~20の整数を表す。
 Xは、m価の連結基を表す。
 Pは、光配向性基を含む繰り返し単位を有するポリマー鎖を表し、m個のPは、同一であっても、異なっていてもよい。
 [2] 下記式(2)で表される、[1]に記載の光配向性重合体。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 ここで、上記式(2)中、
 mは、3~20の整数を表す。
 Zは、置換基を有していてもよい炭素数1~6の直鎖状、炭素数3~6の分岐状もしくは環状のm価の脂肪族炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数6~14のm価の芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数3~14のm価の芳香族複素環基、これらの組み合わせ、および、これらが炭素原子、酸素原子もしくは窒素原子を介して2個以上連結したm価の基、からなる群から選択されるm価の有機基を表す。ただし、脂肪族炭化水素基が環状である場合、環を構成する-CH-の1個以上が、-O-、-CO-、もしくは、-NR10-で置換されていてもよく、R10は、水素原子または炭素数1~6のアルキル基を表す。
 Yは、単結合、あるいは、置換基を有していてもよい炭素数1~20の直鎖状もしくは炭素数3~20の分岐状のアルキレン基、-O-、-CO-、-NR10-、または、これらの2つ以上の組み合わせからなる2価の連結基を表し、R10は、水素原子または炭素数1~6のアルキル基を表す。m個のYは、同一であっても、異なっていてもよい。
 Sは、硫黄原子を表す。
 Pは、光配向性基を含む繰り返し単位を有するポリマー鎖を表し、m個のPは、同一であっても、異なっていてもよい。
 [3] 上記式(2)中のZが、下記式(Z-1)~(Z-15)のいずれかで表される有機基を表す、[2]に記載の光配向性重合体。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 ここで、上記式(Z-1)~(Z-15)中、
 *は、上記式(2)中のYとの結合位置を表す。
 Rは、水素原子または置換基を表す。
 Lは、置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキレン基を表す。
 Dは、-O-、-CO-、-NR10-、または、これらの2つ以上の組み合わせからなる2価の連結基を表し、R10は、水素原子または炭素数1~6のアルキル基を表す。
 [4] 上記式(2)中のZが、置換基を有していてもよい炭素数1~6の直鎖状、炭素数3~6の分岐状もしくは環状のm価の脂肪族炭化水素基を表し、
 上記式(2)中のYが、置換基を有していてもよい炭素数1~8のアルキレン基、-O-、-CO-、または、これらの2つ以上の組み合わせからなる2価の連結基を表す、[2]または[3]に記載の光配向性重合体。
 [5] 上記式(1)または(2)中のmが、3~10の整数を表す、[1]または[2]に記載の光配向性重合体。
 [6] ポリマー鎖が、更に、架橋性基を含む繰り返し単位を有する、[1]~[5]のいずれかに記載の光配向性重合体。
 [7] [1]~[6]のいずれかに記載の光配向性重合体を含有する光配向膜用組成物を用いて形成した、光配向膜。
 [8] [7]に記載の光配向膜と、液晶性化合物を含有する液晶組成物を用いて形成される光学異方性層とを有する、光学積層体。
 本発明によれば、本発明は、液晶配向性および密着性のいずれにも優れる光配向膜を作製することができる光配向性重合体、ならびに、それを用いて作製した光配向膜および光学積層体を提供することができる。
 以下、本発明について詳細に説明する。
 以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
 なお、本願明細書において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
 また、本明細書において、各成分は、各成分に該当する物質を1種単独でも用いても、2種以上を併用してもよい。ここで、各成分について2種以上の物質を併用する場合、その成分についての含有量とは、特段の断りが無い限り、併用した物質の合計の含有量を指す。
[光配向性重合体]
 本発明の光配向性重合体は、下記式(1)で表される光配向性重合体である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 上記式(1)中、mは、3~20の整数を表す。
 また、上記式(1)中、Xは、m価の連結基を表す。
 また、上記式(1)中、Pは、光配向性基を含む繰り返し単位を有するポリマー鎖を表し、m個のPは、同一であっても、異なっていてもよい。
 本発明においては、上記式(1)で表される光配向性重合体を用いることにより、得られる光配向膜の液晶配向性および密着性がいずれも良好となる。
 これは、詳細には明らかではないが、本発明者は以下のように推測している。
 すなわち、上記式(1)で表される光配向性重合体が、光配向性基を含む繰り返し単位を有するポリマー鎖を3~20個有していることにより、特許文献1および2に記載された光配向性重合体と比較すると、重合体の単位質量あたりの光配向性基の数が増加することになり、液晶配向性が良好になったと考えられる。
 また、ポリマー鎖を3~20個有していることにより、特許文献1および2に記載された光配向性共重合体と比較すると、運動性の高いポリマー鎖末端の数が増加することになり、液晶層と光配向膜層の界面混合が促進されたため、密着性が良好になったと考えられる。
 本発明の光配向性重合体は、原料入手性および製造が容易である理由から、下記式(2)で表される光配向性重合体、すなわち、上記式(1)中のXが下記式(2)中のZ-Y-Sで表される光配向性重合体であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 上記式(2)中、mは、3~20の整数を表す。
 また、上記式(2)中、Zは、置換基を有していてもよい炭素数1~6の直鎖状、炭素数3~6の分岐状もしくは環状のm価の脂肪族炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数6~14のm価の芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数3~14のm価の芳香族複素環基、これらの組み合わせ、および、これらが炭素原子、酸素原子もしくは窒素原子を介して2個以上連結したm価の基、からなる群から選択されるm価の有機基を表す。ただし、脂肪族炭化水素基が環状である場合、環を構成する-CH-の1個以上が、-O-、-CO-、もしくは、-NR10-で置換されていてもよく、R10は、水素原子または炭素数1~6のアルキル基を表す。
 また、上記式(2)中、Yは、単結合、あるいは、置換基を有していてもよい炭素数1~20の直鎖状もしくは炭素数3~20の分岐状のアルキレン基、-O-、-CO-、-NR10-、または、これらの2つ以上の組み合わせからなる2価の連結基を表し、R10は、水素原子または炭素数1~6のアルキル基を表す。m個のYは、同一であっても、異なっていてもよい。
 また、上記式(2)中、Sは、硫黄原子を表す。
 また、上記式(2)中、Pは、光配向性基を含む繰り返し単位を有するポリマー鎖を表し、m個のPは、同一であっても、異なっていてもよい。
 次に、上記式(2)中のmについて説明する。
 上記式(1)および(2)中のmは、3~20の整数を表すが、得られる光配向膜の密着性がより良好となる理由から、3~10の整数であることが好ましいく、3~8の整数であることがより好ましく、3~6の整数であることが更に好ましく、3または4であることが特に好ましい。
 次に、上記式(2)中のZについて説明する。
 上記式(2)中のZについて、脂肪族炭化水素基などが有していてもよい置換基(以下、「置換基T」とも略す。)としては、例えば、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、シアノ基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基および水酸基などが挙げられる。
 ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などが挙げられ、中でも、フッ素原子、塩素原子であるのが好ましい。
 アルキル基としては、例えば、炭素数1~18の直鎖状、炭素数3~18の分岐状または環状のアルキル基が好ましく、炭素数1~8の直鎖状、炭素数3~8の分岐状または環状のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、および、シクロヘキシル基)がより好ましく、炭素数1~4の直鎖状のアルキル基が更に好ましく、メチル基またはエチル基が特に好ましい。
 アルコキシ基としては、例えば、炭素数1~18のアルコキシ基が好ましく、炭素数1~8のアルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、n-ブトキシ基、メトキシエトキシ基等)がより好ましく、炭素数1~4のアルコキシ基であることが更に好ましく、メトキシ基またはエトキシ基であるのが特に好ましい。
 アリール基としては、例えば、炭素数6~12のアリール基が挙げられ、具体的には、例えば、フェニル基、α-メチルフェニル基、ナフチル基などが挙げられ、中でも、フェニル基が好ましい。
 アリールオキシ基としては、例えば、フェノキシ、ナフトキシ、イミダゾイルオキシ、ベンゾイミダゾイルオキシ、ピリジン-4-イルオキシ、ピリミジニルオキシ、キナゾリニルオキシ、プリニルオキシ、チオフェン-3-イルオキシなどが挙げられる。
 アルコキシカルボニル基としては、例えば、メトキシカルボニル、エトキシカルボニルなどが挙げられる。
 また、上記式(2)中のZの一態様が表す、炭素数1~6の直鎖状、炭素数3~6の分岐状もしくは環状の脂肪族炭化水素基としては、例えば、炭素数1~6の直鎖状、炭素数3~6の分岐状もしくは環状のアルカンから炭素原子に結合する任意の水素原子をm個抜いた基が挙げられる。
 直鎖状のアルカンとしては、具体的には、例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタンなどが挙げられる。
 分岐状のアルカンとしては、具体的には、例えば、2-メチルプロパン、2,2-ジメチルプロパン、2,2-ジメチルブタンなどが挙げられる。
 環状のアルカンとしては、具体的には、例えば、シクロプロパン、シクロブタン、シクロヘキサンなどが挙げられる。
 また、上記式(2)中のZの一態様が表す、炭素数6~14の芳香族炭化水素基としては、例えば、炭素数6~14の芳香族炭化水素環から炭素原子に結合する任意の水素原子をm個抜いた基が挙げられる。
 芳香族炭化水素環としては、具体的には、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナンスロリン環などが挙げられる。
 また、上記式(2)中のZの一態様が表す、炭素数3~14のm価の芳香族複素環基としては、例えば、炭素数3~14の芳香族複素環から炭素原子に結合する任意の水素原子をm個抜いた基が挙げられる。
 芳香族複素環としては、具体的には、例えば、フラン環、ピロール環、チオフェン環、ピリジン環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環などが挙げられる。
 本発明においては、原料入手性および製造が容易である理由から、上記式(2)中のZが、下記式(Z-1)~(Z-15)のいずれかで表される有機基であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 上記式(Z-1)~(Z-15)中、*は、上記式(2)中のYとの結合位置を表す。
 また、Rは、水素原子または置換基を表す。なお、置換基としては、上述した置換基Tと同様のものが挙げられる。
 また、Lは、置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキレン基を表す。なお、置換基としては、上述した置換基Tと同様のものが挙げられる。また、炭素数1~6のアルキレン基としては、具体的には、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基などが挙げられ、中でも、メチレン基またはエチレン基であることが好ましい。
 また、Dは、-O-、-CO-、-NR10-、または、これらの2つ以上の組み合わせからなる2価の連結基を表し、R10は、水素原子または炭素数1~6のアルキル基を表す。なお、R10の一態様が示す炭素数1~6のアルキル基としては、具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基などが挙げられる。
 本発明においては、得られる光配向膜の密着性がより良好となる理由から、上記式(2)中のZが、置換基を有していてもよい炭素数1~6の直鎖状、炭素数3~6の分岐状もしくは環状のm価の脂肪族炭化水素基を表すことが好ましい。
 ここで、炭素数1~6の直鎖状、炭素数3~6の分岐状もしくは環状のm価の脂肪族炭化水素基としては、例えば、直鎖状、分岐状もしくは環状のアルカンから炭素原子に結合する任意の水素原子をm個抜いた基が挙げられる。
 直鎖状のアルカンとしては、具体的には、例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタンなどが挙げられる。
 分岐状のアルカンとしては、具体的には、例えば、2-メチルプロパン、2,2-ジメチルプロパン、2,2-ジメチルブタンなどが挙げられる。
 環状のアルカンとしては、具体的には、例えば、シクロプロパン、シクロブタン、シクロヘキサンなどが挙げられる。
 また、置換基としては、上述した置換基Tと同様のものが挙げられる。
 次に、上記式(2)中のYについて説明する。
 上記式(2)中のYの一態様が示す、置換基を有していてもよい炭素数1~20の直鎖状もしくは炭素数3~20の分岐状のアルキレン基について、直鎖状のアルキレン基としては、具体的には、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、デシレン基、ウンデシレン基、ドデシレン基、トリデシレン基、テトラデシレン基、ペンタデシレン基、ヘキサデシレン基、ヘプタデシレン基、オクタデシレン基などが挙げられる。
 また、分岐状のアルキレン基としては、具体的には、例えば、ジメチルメチレン基、メチルエチレン基、2,2-ジメチルプロピレン基、2-エチル-2-メチルプロピレン基などが挙げられる。
 また、置換基としては、上述した置換基Tと同様のものが挙げられる。
 また、上記式(2)中のYの一態様が示す-NR10-について、R10は、水素原子または炭素数1~6のアルキル基を表すが、炭素数1~6のアルキル基としては、具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基などが挙げられる。
 本発明においては、得られる光配向膜の密着性がより良好となる理由から、上記式(2)中のYが、置換基を有していてもよい炭素数1~8のアルキレン基、-O-、-CO-、または、これらの2つ以上の組み合わせからなる2価の連結基を表すことが好ましく、置換基を有していてもよい炭素数1~8のアルキレン基、-O-および-CO-をいずれも組み合わせた2価の連結基を表すことがより好ましく、*1-O-CO-L-*2、または、*1-CO-O-L-*2を表すことが更に好ましい。なお、*1は、上記式(2)中のZとの結合位置を表し、Lは、置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキレン基を表し、*2は、上記式(2)中のS(硫黄原子)との結合位置を表す。
 ここで、炭素数1~8のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基などが挙げられる。
 また、置換基としては、上述した置換基Tと同様のものが挙げられる。
 次に、上記式(2)中のPについて説明する。
 上記式(2)中のPは、光配向性基を含む繰り返し単位を有するポリマー鎖を表す。
 ここで、光配向性基としては、光配向性基を有する単量体の熱的安定性や化学的安定性が良好となる理由から、光の作用により二量化および異性化の少なくとも一方が生じる基であることが好ましい。
 光の作用により二量化する基としては、具体的には、例えば、桂皮酸誘導体(M. Schadt et al., J. Appl. Phys., vol. 31, No. 7, page 2155 (1992))、クマリン誘導体(M. Schadt et al., Nature., vol. 381, page 212 (1996))、カルコン誘導体(小川俊博他、液晶討論会講演予稿集,2AB03(1997))、マレイミド誘導体、および、ベンゾフェノン誘導体(Y. K. Jang et al., SID Int. Symposium Digest, P-53(1997))からなる群から選択される少なくとも1種の誘導体の骨格を有する基などが好適に挙げられる。
 一方、光の作用により異性化する基としては、具体的には、例えば、アゾベンゼン化合物(K. Ichimura et al.,Mol.Cryst.Liq.Cryst .,298,221(1997))、スチルベン化合物(J.G.Victor and J.M.Torkelson,Macromolecules,20,2241(1987))、スピロピラン化合物(K. Ichimura et al., Chemistry Letters, page 1063 (1992) ;K.Ichimura et al., Thin Solid Films, vol. 235, page 101 (1993) )、桂皮酸化合物(K.Ichimura et al.,Macromolecules,30,903(1997))、および、ヒドラゾノ-β-ケトエステル化合物(S. Yamamura et al., Liquid Crystals, vol. 13, No. 2, page 189 (1993))からなる群から選択される少なくとも1種の化合物の骨格を有する基などが好適に挙げられる。
 このような光配向性基のうち、桂皮酸誘導体、クマリン誘導体、カルコン誘導体、マレイミド誘導体、アゾベンゼン化合物、スチルベン化合物およびスピロピラン化合物からなる群から選択される少なくとも1種の誘導体または化合物の骨格を有する基であることが好ましく、中でも、得られる光配向膜の液晶配向性がより良好となる理由から、桂皮酸誘導体またはアゾベンゼン化合物の骨格を有する基であることがより好ましく、桂皮酸誘導体の骨格を有する基(以下、「シンナモイル基」とも略す。)であることが更に好ましい。
 上記式(2)中のPが表すポリマー鎖が有する、光配向性基を含む繰り返し単位としては、例えば、下記式(A)で表される繰り返し単位(以下、「繰り返し単位A」とも略す。)が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 上記式(A)中、Rは、水素原子または置換基を表し、Lは、2価の連結基を表し、Aは、後述する式(a1)で表される光配向性基を表す。
 次に、上記式(A)中のRが表す、水素原子または置換基について説明する。
 上記式(A)中、Rの一態様が示す置換基としては、ハロゲン原子、炭素数1~20の直鎖状、炭素数3~20の分岐状もしくは環状のアルキル基、炭素数1~20の直鎖状のハロゲン化アルキル基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数6~20のアリール基、炭素数6~20のアリールオキシ基、シアノ基、または、アミノ基であることが好ましい。
 ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などが挙げられ、中でも、フッ素原子、塩素原子であるのが好ましい。
 炭素数1~20の直鎖状、炭素数3~20の分岐状もしくは環状のアルキル基について、直鎖状のアルキル基としては、炭素数1~6のアルキル基が好ましく、具体的には、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基などが挙げられる。
 分岐状のアルキル基としては、炭素数3~6のアルキル基が好ましく、具体的には、例えば、イソプロピル基、tert-ブチル基などが挙げられる。
 環状のアルキル基としては、炭素数3~6のアルキル基が好ましく、具体的には、例えば、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられる。
 炭素数1~20の直鎖状のハロゲン化アルキル基としては、炭素数1~4のフルオロアルキル基が好ましく、具体的には、例えば、トリフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロブチル基などが挙げられ、中でも、トリフルオロメチル基が好ましい。
 炭素数1~20のアルコキシ基としては、炭素数1~18のアルコキシ基が好ましく、炭素数6~18のアルコキシ基がより好ましく、炭素数6~14のアルコキシ基が更に好ましい。具体的には、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n-ブトキシ基、メトキシエトキシ基、n-ヘキシルオキシ基、n-オクチルオキシ基、n-デシルオキシ基、n-ドデシルオキシ基、n-テトラデシルオキシ基などが好適に挙げられ、中でも、n-ヘキシルオキシ基、n-オクチルオキシ基、n-デシルオキシ基、n-ドデシルオキシ基、n-テトラデシルオキシ基がより好ましい。
 炭素数6~20のアリール基としては、炭素数6~12のアリール基が好ましく、具体的には、例えば、フェニル基、α-メチルフェニル基、ナフチル基などが挙げられ、中でも、フェニル基が好ましい。
 炭素数6~20のアリールオキシ基としては、炭素数6~12のアリールオキシ基が好ましく、具体的には、例えば、フェニルオキシ基、2-ナフチルオキシ基などが挙げられ、中でも、フェニルオキシ基が好ましい。
 アミノ基としては、例えば、第1級アミノ基(-NH);メチルアミノ基などの第2級アミノ基;ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジベンジルアミノ基、含窒素複素環化合物(例えば、ピロリジン、ピペリジン、ピペラジンなど)の窒素原子を結合手とした基などの第3級アミノ基;が挙げられる。
 次に、上記式(A)中のLが表す、2価の連結基について説明する。
 2価の連結基としては、光配向性基が液晶性化合物と相互作用しやすくなり、隣接する液晶層の液晶配向性がより良好となる理由から、置換基を有していてもよい炭素数1~18の直鎖状、炭素数3~18の分岐状または環状のアルキレン基、置換基を有していてもよい炭素数6~12のアリーレン基、エーテル基(-O-)、カルボニル基(-C(=O)-)、および、置換基を有していてもよいイミノ基(-NH-)からなる群から選択される少なくとも2以上の基を組み合わせた2価の連結基であることが好ましい。
 ここで、アルキレン基、アリーレン基およびイミノ基が有していてもよい置換基としては、例えば、上述した置換基Tと同様のものが挙げられる。
 炭素数1~18の直鎖状、炭素数3~18の分岐状または環状のアルキレン基について、直鎖状のアルキレン基としては、具体的には、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、デシレン基、ウンデシレン基、ドデシレン基、トリデシレン基、テトラデシレン基、ペンタデシレン基、ヘキサデシレン基、ヘプタデシレン基、オクタデシレン基などが挙げられる。
 また、分岐状のアルキレン基としては、具体的には、例えば、ジメチルメチレン基、メチルエチレン基、2,2-ジメチルプロピレン基、2-エチル-2-メチルプロピレン基などが挙げられる。
 また、環状のアルキレン基としては、具体的には、例えば、シクロプロピレン基、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、シクロオクチレン基、シクロデシレン基、アダマンタン-ジイル基、ノルボルナン-ジイル基、exo-テトラヒドロジシクロペンタジエン-ジイル基などが挙げられ、中でも、シクロヘキシレン基が好ましい。
 炭素数6~12のアリーレン基としては、具体的には、例えば、フェニレン基、キシリレン基、ビフェニレン基、ナフチレン基、2,2’-メチレンビスフェニル基などが挙げられ、中でも、フェニレン基が好ましい。
 本発明においては、得られる光配向膜の耐溶剤性が良好となる理由から、上記式(A)中のLが、窒素原子とシクロアルカン環とを含む2価の連結基を表すことが好ましい。
 なお、この好適態様においては、シクロアルカン環を構成する炭素原子の一部は、窒素、酸素および硫黄からなる群から選択されるヘテロ原子で置換されていてもよい。また、シクロアルカン環を構成する炭素原子の一部が窒素原子で置換されている場合は、シクロアルカン環とは別に窒素原子を有していなくてもよい。
 ここで、シクロアルカン環は、炭素数6以上のシクロアルカン環であることが好ましく、その具体例としては、シクロヘキサン環、シクロペプタン環、シクロオクタン環、シクロドデカン環、シクロドコサン環等が挙げられる。
 また、本発明においては、得られる光配向膜の液晶配向性がより良好となる理由から、上記式(A)中のLが、下記式(3)~(12)のいずれかで表される2価の連結基であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 上記式(3)~(12)中、*1は、上記式(A)中のRと結合している炭素原子との結合位置を表し、*2は、上記式(A)中のAとの結合位置を表す。
 上記式(3)~(12)のいずれかで表される2価の連結基のうち、光配向膜を形成する際に用いる溶媒に対する溶解性と、得られる光配向膜の耐溶剤性とのバランスが良好となる理由から、上記式(4)、(5)、(9)および(10)のいずれかで表される2価の連結基であることが好ましい。
 次に、上記式(A)中のAが表す、下記式(a1)で表される光配向性基について説明する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 上記式(a1)中、2つの*は、いずれか一方がLとの結合位置を表し、他方がRを表し、R~RおよびRは、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表し、隣接する2つの基が結合して環を形成していてもよい。
 本発明においては、上記式(a1)で表される光配向性基は、下記式(a2)で表される光配向性基であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 上記式(a2)中、*は、Lとの結合位置を表し、R~Rは、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表し、隣接する2つの基が結合して環を形成していてもよい。
 ここで、R~Rの一態様が表す置換基は、光配向性基が液晶性化合物と相互作用しやすくなり、隣接する液晶層の液晶配向性がより良好となる理由から、それぞれ独立に、ハロゲン原子、炭素数1~20の直鎖状、炭素数3~20の分岐状もしくは環状のアルキル基、炭素数1~20の直鎖状のハロゲン化アルキル基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数6~20のアリール基、炭素数6~20のアリールオキシ基、シアノ基、アミノ基、または、下記式(a3)で表される基であることが好ましい。
 なお、下記式(a3)で表される基以外の置換基の具体例は、上記式(A)中のRの一態様が示す置換基で説明したものと同様のものが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 ここで、上記式(a3)中、*は、上記式(a2)中のベンゼン環との結合位置を表し、Rは、1価の有機基を表す。
 上記式(a3)中のRが表す1価の有機基としては、例えば、炭素数1~20の直鎖状または環状のアルキル基が挙げられる。
 直鎖状のアルキル基としては、炭素数1~6のアルキル基が好ましく、具体的には、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基などが挙げられ、中でも、メチル基またはエチル基が好ましい。
 環状のアルキル基としては、炭素数3~6のアルキル基が好ましく、具体的には、例えば、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられ、中でも、シクロヘキシル基が好ましい。
 なお、上記式(a3)中のRが表す1価の有機基としては、上述した直鎖状のアルキル基および環状のアルキル基を直接または単結合を介して複数組み合わせたものであってもよい。
 本発明においては、光配向性基が液晶性化合物と相互作用しやすくなり、隣接する液晶層の液晶配向性がより良好となる理由から、上記式(a1)中のR~R、または、上記式(a2)中のR~Rのうち、少なくとも1つ(特に、R)が上述した置換基であることが好ましく、得られる光配向性重合体の直線性が向上し、偏光照射した際に反応効率が向上する理由から、電子供与性の置換基であることがより好ましい。
 ここで、電子供与性の置換基(電子供与性基)とは、ハメット値(Hammett置換基定数σp)が0以下の置換基のことをいい、例えば、上述した置換基のうち、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルコキシ基などが挙げられる。
 これらのうち、アルコキシ基であることが好ましく、隣接する液晶層の液晶配向性が更に良好となる理由から、炭素数が6~16のアルコキシ基であることがより好ましく、炭素数7~10のアルコキシ基であることが更に好ましい。
 上記式(A)表される繰り返し単位Aとしては、具体的には、例えば、以下に示す繰り返し単位A-1~A-160が挙げられる。なお、下記式中、Meはメチル基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000017
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000024
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000025
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000026
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000029
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000030
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Figure JPOXMLDOC01-appb-I000032
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000033
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Figure JPOXMLDOC01-appb-I000036
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000037
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000039
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000040
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Figure JPOXMLDOC01-appb-I000043
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Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000046
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000047
 本発明においては、得られる光配向膜の密着性が更に良好となる理由から、上記式(2)中のPが表すポリマー鎖が、更に、架橋性基を含む繰り返し単位を有していることが好ましい。
 架橋性基を有する繰り返し単位としては、例えば、下記式(B)で表される繰り返し単位(以下、「繰り返し単位B」とも略す。)が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
 上記式(B)中、Rは、水素原子または置換基を表す。なお、Rの一態様が示す置換基としては、上記式(A)中のRの一態様が示す置換基で説明したものと同様のものが挙げられる。
 また、Lは、2価の連結基を表す。なお、Lが表す2価の連結基としては、上記式(mA)中のLが表す2価の連結基で説明したものと同様のものが挙げられる。
 また、Bは、下記式(PG-1)~(PG-9)で表されるいずれかの架橋性基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
 上記式(PG-1)~(PG-9)中、*は、Lとの結合位置を表す。
 また、Rは、水素原子、ハロゲン原子、メチル基、エチル基、または、トリフルオロメチル基を表す。ただし、上記式(PG-2)、(PG-5)、(PG-6)および(PG-9)における複数のRは、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
 上記式(B)で表される繰り返し単位としては、具体的には、例えば、以下に示す繰り返し単位B-1~B-52が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000051
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000052
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000053
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000055
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000056
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000057
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000058
 本発明の光配向性重合体は、上述した繰り返し単位Aの含有量aと、上述した繰り返し単位Bの含有量bとが、質量比で下記式(13)を満たしていることが好ましく、下記式(14)を満たしていることがより好ましい。
 0.03 ≦ a/(a+b) ≦ 0.5 ・・・(13)
 0.05 ≦ a/(a+b) ≦ 0.4 ・・・(14)
 本発明の光配向性重合体は、本発明の効果を阻害しない限り、上述した繰り返し単位Aおよび繰り返し単位B以外に、他の繰り返し単位を有していてもよい。
 このような他の繰り返し単位を形成するモノマー(ラジカル重合性単量体)としては、例えば、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、ビニル化合物等が挙げられる。
 本発明の光配向性重合体の合成法は特に限定されず、例えば、上述した繰り返し単位Aを形成するモノマー、上述した繰り返し単位Bを形成するモノマー、および、任意の他の繰り返し単位を形成するモノマーを混合し、有機溶剤中で、ラジカル重合開始剤を用いて重合することにより合成することができる。
 本発明の光配向性重合体の重量平均分子量(Mw)は、得られる光配向膜の液晶配向性がより向上する理由から、10000~500000が好ましく、30000~300000がより好ましい。
 ここで、本発明における重量平均分子量および数平均分子量は、以下に示す条件でゲル浸透クロマトグラフ(GPC)法により測定された値である。
 ・溶媒(溶離液):THF(テトラヒドロフラン)
 ・装置名:TOSOH HLC-8320GPC
 ・カラム:TOSOH TSKgel Super HZM-H(4.6mm×15cm
)を3本接続して使用
 ・カラム温度:40℃
 ・試料濃度:0.1質量%
 ・流速:1.0ml/min
 ・校正曲線:TOSOH製TSK標準ポリスチレン Mw=2800000~1050(Mw/Mn=1.03~1.06)までの7サンプルによる校正曲線を使用
[光配向膜]
 本発明の光配向膜は、上述した本発明の光配向性重合体を含有する光配向膜用組成物(以下、形式的に「本発明の光配向膜用組成物」ともいう。)を用いて形成される光配向膜であり、液晶性分子に対する配向制御能を有する膜である。
 光配向膜の膜厚としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、10~1000nmが好ましく、10~700nmがより好ましい。
 本発明の光配向膜用組成物における本発明の光配向性重合体の含有量は特に限定されないが、後述する有機溶媒を含有する場合、有機溶媒100質量部に対して0.1~50質量部であるのが好ましく、0.5~10質量部であるのがより好ましい。
 本発明の光配向膜用組成物は、光配向膜を作製する作業性等の観点から、溶媒を含有するのが好ましい。
 溶媒としては、具体的には、例えば、ケトン類(例えば、アセトン、2-ブタノン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノンなど)、エーテル類(例えば、ジオキサン、テトラヒドロフランなど)、脂肪族炭化水素類(例えば、ヘキサンなど)、脂環式炭化水素類(例えば、シクロヘキサンなど)、芳香族炭化水素類(例えば、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼンなど)、ハロゲン化炭素類(例えば、ジクロロメタン、ジクロロエタン、ジクロロベンゼン、クロロトルエンなど)、エステル類(例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなど)、水、アルコール類(例えば、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、シクロヘキサノールなど)、セロソルブ類(例えば、メチルセロソルブ、エチルセロソルブなど)、セロソルブアセテート類、スルホキシド類(例えば、ジメチルスルホキシドなど)、アミド類(例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど)等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
 本発明の光配向膜用組成物は、上記以外の他の成分を含有してもよく、例えば、架橋触媒、密着改良剤、レベリング剤、界面活性剤、可塑剤などが挙げられる。
 〔光配向膜の製造方法〕
 本発明の光配向膜は、上述した本発明の光配向膜用組成物を用いる以外は従来公知の製造方法により製造することができ、例えば、上述した本発明の光配向膜用組成物を支持体表面に塗布する塗布工程と、光配向膜用組成物の塗膜に対し、偏光または塗膜表面に対して斜め方向から非偏光を照射する光照射工程とを有する製造方法により作製することができる。
 なお、支持体については、後述する本発明の光学積層体において説明する。
 <塗布工程>
 塗布工程における塗布方法は特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スピンコーティング、ダイコーティング、グラビアコーティング、フレキソ印刷、インクジェット印刷などが挙げられる。
 <光照射工程>
 光照射工程において、光配向膜用組成物の塗膜に対して照射する偏光は特に制限はなく、例えば、直線偏光、円偏光、楕円偏光などが挙げられ、中でも、直線偏光が好ましい。
 また、非偏光を照射する「斜め方向」とは、塗膜表面の法線方向に対して極角θ(0<θ<90°)傾けた方向である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、θが20~80°であることが好ましい。
 偏光または非偏光における波長としては、光配向膜用組成物の塗膜に、液晶性分子に対する配向制御能を付与することができる限り、特に制限はないが、例えば、紫外線、近紫外線、可視光線などが挙げられる。中でも、250nm~450nmの近紫外線が特に好ましい。
 また、偏光または非偏光を照射するための光源としては、例えば、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などが挙げられる。このような光源から得た紫外線や可視光線に対して、干渉フィルタや色フィルタなどを用いることで、照射する波長範囲を制限することができる。また、これらの光源からの光に対して、偏光フィルタや偏光プリズムを用いることで、直線偏光を得ることができる。
 偏光または非偏光の積算光量としては、光配向膜用組成物の塗膜に、液晶性分子に対する配向制御能を付与することができる限り、特に制限はなく、特に制限はないが、1~300mJ/cmが好ましく、5~100mJ/cmがより好ましい。
 偏光または非偏光の照度としては、光配向膜用組成物の塗膜に、液晶性分子に対する配向制御能を付与することができる限り、特に制限はないが、0.1~300mW/cmが好ましく、1~100mW/cmがより好ましい。
[光学積層体]
 本発明の光学積層体は、上述した本発明の光配向膜と、液晶性化合物を含有する液晶組成物を用いて形成される光学異方性層とを有する、光学積層体である。
 また、本発明の光学積層体は、更に支持体を有しているのが好ましく、具体的には、支持体と光配向膜と光学異方性層とをこの順に有しているのが好ましい。
 〔光学異方性層〕
 本発明の光学積層体が有する光学異方性層は、液晶性化合物を含有する光学異方性層であれば特に限定されず、従来公知の光学異方性層を適宜採用して用いることができる。
 このような光学異方性層は、重合性基を有する液晶性化合物を含有する組成物(以下、「光学異方性層形成用組成物」ともいう。)を硬化させて得られる層であるのが好ましく、単層構造であってもよく、複数層を積層した構造(積層体)であってもよい。
 以下に、光学異方性層形成用組成物が含有している液晶性化合物および任意の添加剤について説明する。
 <液晶性化合物>
 光学異方性層形成用組成物が含有する液晶性化合物は、重合性基を有する液晶性化合物である。
 一般的に、液晶性化合物はその形状から、棒状タイプと円盤状タイプに分類できる。更にそれぞれ低分子と高分子タイプがある。高分子とは一般に重合度が100以上のものを指す(高分子物理・相転移ダイナミクス,土井 正男 著,2頁,岩波書店,1992)。
 本発明においては、いずれの液晶性化合物を用いることもできるが、棒状液晶性化合物またはディスコティック液晶性化合物を用いるのが好ましく、棒状液晶性化合物を用いるのがより好ましい。
 本発明においては、上述の液晶性化合物の固定化のために、重合性基を有する液晶性化
合物を用いるが、液晶性化合物が1分子中に重合性基を2以上有することが更に好ましい。なお、液晶性化合物が2種類以上の混合物の場合には、少なくとも1種類の液晶性化合物が1分子中に2以上の重合性基を有していることが好ましい。なお、液晶性化合物が重合によって固定された後においては、もはや液晶性を示す必要はない。
 また、重合性基の種類は特に制限されず、付加重合反応が可能な官能基が好ましく、重合性エチレン性不飽和基または環重合性基が好ましい。より具体的には、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、スチリル基、アリル基などが好ましく挙げられ、(メタ)アクリロイル基がより好ましい。なお、(メタ)アクリロイル基とは、メタアクリロイル基またはアクリロイル基を意味する表記である。
 棒状液晶性化合物としては、例えば、特表平11-513019号公報の請求項1や特開2005-289980号公報の段落[0026]~[0098]に記載のものを好ましく用いることができ、ディスコティック液晶性化合物としては、例えば、特開2007-108732号公報の段落[0020]~[0067]や特開2010-244038号公報の段落[0013]~[0108]に記載のものを好ましく用いることができるが、これらに限定されない。
 また、本発明においては、上記液晶性化合物として、逆波長分散性の液晶性化合物を用いることができる。
 ここで、本明細書において「逆波長分散性」の液晶性化合物とは、これを用いて作製された位相差フィルムの特定波長(可視光範囲)における面内のレターデーション(Re)値を測定した際に、測定波長が大きくなるにつれてRe値が同等または高くなるものをいう。
 また、逆波長分散性の液晶性化合物は、上記のように逆波長分散性のフィルムを形成できるものであれば特に限定されず、例えば、特開2010-084032号公報に記載の一般式(1)で表される化合物(特に、段落番号[0067]~[0073]に記載の化合物)、特開2016-053709号公報に記載の一般式(II)で表される化合物(特に、段落番号[0036]~[0043]に記載の化合物)、および、特開2016-081035公報に記載の一般式(1)で表される化合物(特に、段落番号[0043]~[0055]に記載の化合物)等が挙げられる。
 特に、逆波長分散性の液晶性化合物としては、例えば、下記式(15)~(36)で表される化合物が好適に挙げられ、具体的には、下記式(15)~(36)中のK(側鎖構造)として、下記表1~表3に示す側鎖構造を有する化合物がそれぞれ挙げられる。
 なお、下記表1~表3中、Kの側鎖構造に示される「*」は、芳香環との結合位置を表す。
 また、下記表2中の2-2および下記表3中の3-2で表される側鎖構造において、それぞれアクリロイルオキシ基およびメタクリロイル基に隣接する基は、プロピレン基(メチル基がエチレン基に置換した基)を表し、メチル基の位置が異なる位置異性体の混合物を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000060
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000061
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000062
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000063
 <添加剤>
 光学異方性層形成用組成物には、上述した液晶性化合物以外の成分が含まれていてもよい。
 例えば、光学異方性層形成用組成物には、重合開始剤が含まれていてもよい。使用される重合開始剤は、重合反応の形式に応じて選択され、例えば、熱重合開始剤、光重合開始剤が挙げられる。例えば、光重合開始剤の例には、α-カルボニル化合物、アシロインエーテル、α-炭化水素置換芳香族アシロイン化合物、多核キノン化合物、トリアリールイミダゾールダイマーとp-アミノフェニルケトンとの組み合わせなどが挙げられる。
 重合開始剤の使用量は、組成物の全固形分に対して、0.01~20質量%であることが好ましく、0.5~5質量%であることがより好ましい。
 また、光学異方性層形成用組成物には、塗膜の均一性、膜の強度の点から、重合性モノマーが含まれていてもよい。
 重合性モノマーとしては、ラジカル重合性またはカチオン重合性の化合物が挙げられる。好ましくは、多官能性ラジカル重合性モノマーであり、上記の重合性基含有の液晶性化合物と共重合性のものが好ましい。例えば、特開2002-296423号公報中の段落[0018]~[0020]に記載のものが挙げられる。
 重合性モノマーの含有量は、液晶性化合物の全質量に対して、1~50質量%であることが好ましく、2~30質量%であることがより好ましい。
 また、光学異方性層形成用組成物には、塗膜の均一性、膜の強度の点から、界面活性剤が含まれていてもよい。
 界面活性剤としては、従来公知の化合物が挙げられるが、特にフッ素系化合物が好ましい。具体的には、例えば特開2001-330725号公報中の段落[0028]~[0056]に記載の化合物、特開2005-062673号公報の段落[0069]~[0126]に記載の化合物が挙げられる。
 また、光学異方性層形成用組成物には、光学異方性層を偏光子として機能させる観点から、二色性物質が含まれていてもよい。
 上記二色性物質は、特に限定されず、可視光吸収物質(二色性色素)、発光物質(蛍光物質、燐光物質)、紫外線線吸収物質、赤外線吸収物質、非線形光学物質、カーボンナノチューブ、無機物質(例えば量子ロッド)などが挙げられ、従来公知の二色性物質(二色性色素)を使用することができる。
 具体的には、例えば、特開2013-228706号公報の[0067]~[0071]段落、特開2013-227532号公報の[0008]~[0026]段落、特開2013-209367号公報の[0008]~[0015]段落、特開2013-14883号公報の[0045]~[0058]段落、特開2013-109090号公報の[0012]~[0029]段落、特開2013-101328号公報の[0009]~[0017]段落、特開2013-37353号公報の[0051]~[0065]段落、特開2012-63387号公報の[0049]~[0073]段落、特開平11-305036号公報の[0016]~[0018]段落、特開2001-133630号公報の[0009]~[0011]段落、特開2011-215337号公報の[0030]~[0169]、特開2010-106242号公報の[0021]~[0075]段落、特開2010-215846号公報の[0011]~[0025]段落、特開2011-048311号公報の[0017]~[0069]段落、特開2011-213610号公報の[0013]~[0133]段落、特開2011-237513号公報の[0074]~[0246]段落、特開2016-006502号公報の[0005]~[0051]段落、国際公開第2016/060173号の[0005]~[0041]段落、国際公開第2016/136561号の[0008]~[0062]段落、国際公開第2017/154835号の[0014]~[0033]段落、国際公開第2017/154695号の[0014]~[0033]段落、国際公開第2017/195833号の[0013]~[0037]段落などに記載されたものが挙げられる。
 本発明においては、2種以上の二色性物質を併用してもよく、例えば、光吸収異方性層を黒色に近づける観点から、波長370~550nmの範囲に極大吸収波長を有する少なくとも1種の二色性物質と、波長500~700nmの範囲に極大吸収波長を有する少なくとも1種の二色性物質とを併用することが好ましい。
 また、光学異方性層形成用組成物には有機溶媒が含まれていてもよい。有機溶媒としては、上述した本発明の光配向膜用組成物において説明したものと同様のものを挙げることができる。
 また、光学異方性層形成用組成物には、偏光子界面側垂直配向剤、および、空気界面側垂直配向剤などの垂直配向促進剤、ならびに、偏光子界面側水平配向剤、および、空気界面側水平配向剤などの水平配向促進剤などの各種配向剤が含まれていてもよい。
 更に、光学異方性層形成用組成物には、上記成分以外に、密着改良剤、可塑剤、ポリマーなどが含まれていてもよい。
 このような成分を有する光学異方性層形成用組成物を用いた光学異方性層の形成方法は特に限定されず、例えば、上述した本発明の光配向膜上に、光学異方性層形成用組成物を塗布して塗膜を形成し、得られた塗膜に対して硬化処理(紫外線の照射(光照射処理)または加熱処理)を施すことにより形成することができる。
 光学異方性層形成用組成物の塗布は、公知の方法(例えば、ワイヤーバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法)により実施できる。
 本発明においては、上記光学異方性層の厚みについては特に限定されないが、0.1~10μmであるのが好ましく、0.5~5μmであるのがより好ましい。
 〔支持体〕
 本発明の光学積層体は、上述したように、光学異方性層を形成するための基材として支持体を有していてもよい。
 このような支持体としては、例えば、偏光子、ポリマーフィルム等が挙げられ、これらが組み合わされたもの、例えば、偏光子とポリマーフィルムとの積層体、ポリマーフィルムと偏光子とポリマーフィルムとの積層体などであってもよい。
 また、支持体は、光学異方性層を形成した後に、剥離可能な仮支持体(以下、単に「仮支持体」とのみ表記する場合もある。)であってもよい。具体的には、仮支持体として機能するポリマーフィルムを光学積層体から剥離して、光学異方性層を提供できるものであってもよい。例えば、光学異方性層と仮支持体を含む光学積層体を用意し、光学積層体の光学異方性層側を、偏光子を含む支持体に粘着剤または接着剤で貼り合わせた後、上記光学異方性層に含まれる仮支持体を剥離することで、偏光子を含む支持体と光学異方性層との積層体を提供できるものであってもよい。
 <偏光子>
 本発明においては、本発明の光学積層体を画像表示装置に用いる場合は、支持体として少なくとも偏光子を用いるのが好ましい。
 偏光子は、光を特定の直線偏光に変換する機能を有する部材であれば特に限定されず、従来公知の吸収型偏光子および反射型偏光子を利用することができる。
 吸収型偏光子としては、ヨウ素系偏光子、二色性染料を利用した染料系偏光子、およびポリエン系偏光子などが用いられる。ヨウ素系偏光子および染料系偏光子には、塗布型偏光子と延伸型偏光子があり、いずれも適用できるが、ポリビニルアルコールにヨウ素または二色性染料を吸着させ、延伸して作製される偏光子が好ましい。
 また、基材上にポリビニルアルコール層を形成した積層フィルムの状態で延伸および染色を施すことで偏光子を得る方法として、特許第5048120号公報、特許第5143918号公報、特許第4691205号公報、特許第4751481号公報、特許第4751486号公報を挙げることができ、これらの偏光子に関する公知の技術も好ましく利用することができる。
 反射型偏光子としては、複屈折の異なる薄膜を積層した偏光子、ワイヤーグリッド型偏光子、選択反射域を有するコレステリック液晶と1/4波長板とを組み合わせた偏光子などが用いられる。
 なかでも、取り扱い性の点から、ポリビニルアルコール系樹脂(-CH-CHOH-を繰り返し単位として含むポリマーを意図する。特に、ポリビニルアルコールおよびエチレン-ビニルアルコール共重合体からなる群から選択される少なくとも1つが好ましい)を含む偏光子であることが好ましい。
 本発明の光学積層体が剥離可能な支持体を含む態様において、偏光板は、例えば、以下のように製造することができる。
 上述の光学積層体中から支持体を剥離し、光学異方性層を含む層を、偏光子を含む支持体に積層する。または、上述の光学積層体を、偏光子を含む支持体に積層し、その後、光学積層体中に含まれる剥離可能な支持体を剥離する。積層の際は両層を接着剤等により接着してもよい。接着剤としては特に限定はないが、特開2004-245925号公報に示されるような、分子内に芳香環を含まないエポキシ化合物の硬化性接着剤、特開2008-174667号公報記載の360~450nmの波長におけるモル吸光係数が400以上である光重合開始剤と紫外線硬化性化合物とを必須成分とする活性エネルギー線硬化型接着剤、特開2008-174667号公報記載の(メタ)アクリル系化合物の合計量100質量部中に(a)分子中に(メタ)アクリロイル基を2以上有する(メタ)アクリル系化合物と、(b)分子中に水酸基を有し、重合性二重結合をただ1個有する(メタ)アクリル系化合物と、(c)フェノールエチレンオキサイド変性アクリレートまたはノニルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレートとを含有する活性エネルギー線硬化型接着剤などがあげられる。
 偏光子の厚みは特に限定されないが、1~60μmであるのが好ましく、1~30μmであるのがより好ましく、2~20μmであるのが更に好ましい。
 <ポリマーフィルム>
 ポリマーフィルムは、特に限定されず、通常用いるポリマーフィルム(例えば、偏光子保護フィルムなど)を用いることができる。
 ポリマーフィルムを構成するポリマーとしては、具体的には、例えば、セルロース系ポリマー;ポリメチルメタクリレート、ラクトン環含有重合体等のアクリル酸エステル重合体を有するアクリル系ポリマー;熱可塑性ノルボルネン系ポリマー;ポリカーボネート系ポリマー;ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系ポリマー;ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体(AS樹脂)等のスチレン系ポリマー;ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体等のポリオレフィン系ポリマー;塩化ビニル系ポリマー;ナイロン、芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー;イミド系ポリマー;スルホン系ポリマー;ポリエーテルスルホン系ポリマー;ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー;ポリフェニレンスルフィド系ポリマー;塩化ビニリデン系ポリマー;ビニルアルコール系ポリマー;ビニルブチラール系ポリマー;アリレート系ポリマー;ポリオキシメチレン系ポリマー;エポキシ系ポリマー;またはこれらのポリマーを混合したポリマーが挙げられる。
 これらのうち、トリアセチルセルロースに代表される、セルロース系ポリマー(以下、「セルロースアシレート」ともいう。)を好ましく用いることができる。
 また、加工性および光学性能の観点から、アクリル系ポリマーを用いるのも好ましい。
 アクリル系ポリマーとしては、ポリメチルメタクリレートや、特開2009-98605号公報の段落[0017]~[0107]に記載されるラクトン環含有重合体等が挙げられる。
 偏光子保護フィルム等に用いるポリマーフィルムの厚さは特に限定されないが、光学積層体の厚みを薄くできる等の理由から40μm以下が好ましい。下限は特に限定されないが通常5μm以上である。
 また、本発明においては、上記支持体の厚みについては特に限定されないが、1~100μmであるのが好ましく、5~50μmであるのがより好ましく、5~20μmであるのが更に好ましい。なお、上記支持体の厚みとは、偏光子およびポリマーフィルムをいずれも有している場合は、これらの厚みの合計の厚みをいう。
 光学積層体から剥離可能な支持体としてポリマーフィルムを用いる態様では、セルロース系ポリマーまたはポリエステル系ポリマーを好ましく用いることができる。ポリマーフィルムの厚さは特に限定されないが、製造時のハンドリング等の理由から5μm~100μmが好ましく、20μm~90μmがより好ましい。なお、剥離する界面は、支持体と光配向膜との間でもよく、光配向膜と光学異方性層との間でもよく、他の界面であっても構わない。
[画像表示装置]
 本発明の光学積層体は、支持体を剥離して薄型化できるため、画像表示装置を作製する際に好適に使用できる。
 画像表示装置に用いられる表示素子は特に限定されず、例えば、液晶セル、有機エレクトロルミネッセンス(以下、「EL」と略す。)表示パネル、プラズマディスプレイパネル等が挙げられる。
 これらのうち、液晶セル、有機EL表示パネルであるのが好ましく、液晶セルであるのがより好ましい。すなわち、画像表示装置としては、表示素子として液晶セルを用いた液晶表示装置、表示素子として有機EL表示パネルを用いた有機EL表示装置であるのが好ましく、液晶表示装置であるのがより好ましい。
 〔液晶表示装置〕
 画像表示装置の一例である液晶表示装置は、上述した本発明の光学積層体と、液晶セルとを有する液晶表示装置である。
 なお、本発明においては、液晶セルの両側に設けられる偏光板のうち、フロント側の偏光板として本発明の光学積層体を用いるのが好ましい。
 以下に、液晶表示装置を構成する液晶セルについて詳述する。
 <液晶セル>
 液晶表示装置に利用される液晶セルは、VA(Vertical Alignment
)モード、OCB(Optically Compensated Bend)モード、IPS(In-Plane-Switching)モード、またはTN(Twisted Nematic)モードであることが好ましいが、これらに限定されるものではない。
 TNモードの液晶セルでは、電圧無印加時に棒状液晶性分子(棒状液晶性化合物)が実質的に水平配向し、更に60~120゜にねじれ配向している。TNモードの液晶セルは、カラーTFT液晶表示装置として最も多く利用されており、多数の文献に記載がある。
 VAモードの液晶セルでは、電圧無印加時に棒状液晶性分子が実質的に垂直に配向している。VAモードの液晶セルには、(1)棒状液晶性分子を電圧無印加時に実質的に垂直に配向させ、電圧印加時に実質的に水平に配向させる狭義のVAモードの液晶セル(特開平2-176625号公報記載)に加えて、(2)視野角拡大のため、VAモードをマルチドメイン化した(MVA(Multi-domain Vertical Alignment)モードの)液晶セル(SID97、Digest of tech.Papers(予稿集)28(1997)845記載)、(3)棒状液晶性分子を電圧無印加時に実質的に垂直配向させ、電圧印加時にねじれマルチドメイン配向させるモード(n-ASMモード(Axially symmetric aligned microcell))の液晶セル(日本液晶討論会の予稿集58~59(1998)記載)および(4)SURVIVAL(Super Ranged Viewing by Vertical Alignment)モードの液晶セル(LCD(liquid crystal display)インターナショナル98で発表)が含まれる。また、PVA(Patterned Vertical Alignment)型、光配向型(Optical Alignment)、およびPSA(Polymer-Sustained Alignment)のいずれであってもよい。これらのモードの詳細については、特開2006-215326号公報、および特表2008-538819号公報に詳細な記載がある。
 IPSモードの液晶セルは、棒状液晶性分子が基板に対して実質的に平行に配向しており、基板面に平行な電界が印加することで液晶性分子が平面的に応答する。IPSモードは電界無印加時で黒表示となり、上下一対の偏光板の吸収軸は直交している。光学補償シートを用いて、斜め方向での黒表示時の漏れ光を低減させ、視野角を改良する方法が、特開平10-54982号公報、特開平11-202323号公報、特開平9-292522号公報、特開平11-133408号公報、特開平11-305217号公報、特開平10-307291号公報などに開示されている。
 以下に実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す実施例により限定的に解釈されるべきものではない。
[光配向性基を有する単量体の合成]
 〔モノマーmA-98の合成〕
 撹拌羽、温度計、滴下ロートおよび還流管を備えた2L三口フラスコに、N,N-ジメチルアセトアミド800g、2-ヒドロキシエチルメタクリレート90.4g、4-オクチルオキシ桂皮酸192g、1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド塩酸塩146g、N,N-ジメチルアミノピリジン42.4gを添加し、室温で4時間反応させた。
 反応液を室温で攪拌しながら、メタノール800mL、メタノール/水混合溶媒(320mL/480mL)を逐次滴下することで白色固体を析出させた。析出した白色固体を吸引濾過により濾別、洗浄した後、50℃で終夜送風乾燥することで、以下に示すモノマーmA-98を白色固体として188g得た(収率70%)。
 なお、以下に示すモノマーmA-98は、上述した繰り返し単位A-98を形成するモノマーに該当するものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
 〔モノマーmA-125の合成〕
 撹拌羽、温度計、滴下ロートおよび還流管を備えた2L三口フラスコに、N-メチルピロリドン270g、p-ヒドロキシベンズアルデヒド90g、炭酸カリウム132g、ヨウ化カリウム1.2gを量りとり、60℃で攪拌した。
 次いで、1-ブロモオクタン157gを滴下ロートを用いて1時間かけて滴下し、滴下終了後、70℃で3時間攪拌した。
 反応液を室温(23℃)まで冷却した後、分液ロートに移液し、酢酸エチル320mL、および、純水640mLを加えて分液洗浄し、得られた有機層を更に塩水340mLで分液洗浄した。
 得られた有機層を撹拌羽、温度計、滴下ロートおよび還流管を備えた2L三口フラスコに移液し、室温で攪拌しながら、マロン酸151g、ピリジン39.1g、および、アニリン3.8gを添加し、60℃で1時間、80℃で4時間反応させた。
 反応液を攪拌しながら45℃まで冷却した後、メタノール120mL、希塩酸100mL、および、メタノール/水混合溶媒(120mL/120mL)を逐次添加することで白色固体を析出させた。
 析出した白色固体を吸引濾過により濾別、洗浄した後、70℃で終夜送風乾燥することで、4-オクチルオキシ桂皮酸198g(収率97%)を得た。
 撹拌羽、温度計、滴下ロートおよび還流管を備えた2L三口フラスコに、4-アミノシクロヘキサノール80.0g、トリエチルアミン77.3g、および、N,N-ジメチルアセトアミド704gを量りとり、氷冷下で撹拌した。
 次いで、メタクリル酸クロリド76.2gを滴下ロートを用いて1時間かけて滴下し、滴下終了後、40℃で1時間撹拌した。
 反応液を室温まで冷却した後、析出した塩を吸引ろ過で除去した。得られた有機層を撹拌羽、温度計、滴下ロートおよび還流管を備えた5L三口フラスコに移し、水冷下で撹拌した。
 次いで、4-オクチルオキシ桂皮酸192g、1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド塩酸塩146g、および、N,N-ジメチルアミノピリジン42.4gを添加し、室温で4時間反応させた。
 反応液を室温で攪拌しながら、メタノール800mL、および、メタノール/水混合溶媒(320mL/480mL)を逐次滴下することで白色固体を析出させた。
 析出した白色固体を吸引濾過により濾別、洗浄した後、50℃で終夜送風乾燥することで、以下に示すモノマーmA-125を白色固体として240g得た(収率79%)。
 なお、以下に示すモノマーmA-125は、上述した繰り返し単位A-125を形成するモノマーに該当するものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
 〔モノマーmA-30の合成〕
 撹拌羽、温度計、滴下ロートおよび還流管を備えた1L三口フラスコに、塩化メチレン500mL、ハイドロキノン50.0g、トリエチルアミン34.5g、ジブチルヒドロキシトルエン5mgを添加した後、0℃で攪拌しながら、塩化メチレン40mLに溶解したメタクリル酸クロリド29.57gを滴下し、室温で3時間反応させた。
 反応液を水600mL、1N塩酸、飽和食塩水で逐次分液洗浄し、得られた有機層にジブチルヒドロキシトルエン5mgを添加した後、硫酸ナトリウムで乾燥した。硫酸ナトリウムを濾別し、有機層を濃縮した後、シリカゲルカラム(ヘキサン/酢酸エチル=3/1)にて精製することで、化合物mA-30前駆体を17.2g得た。
 撹拌羽、温度計、滴下ロートおよび還流管を備えた300mL三口フラスコに、化合物mA-30前駆体8.5g、ジメチルアミノピリジン2.91g、トリエチルアミン9.65g、ジメチルアセトアミド50mLを添加した後、0℃で攪拌しながら、4-メトキシ桂皮酸クロリド10.32gを滴下し、室温で5時間反応させた。
 反応液に酢酸エチル200mLを加え、飽和重曹水200mLで分液洗浄し、得られた有機層にジブチルヒドロキシトルエン2mgを添加した後、硫酸ナトリウムで乾燥した。硫酸ナトリウムを濾別し、有機層を濃縮した後、酢酸エチルで再結晶することで、以下に示すモノマーmA-30を白色固体として6.6g得た。
 なお、以下のモノマーmA-30は、上述した繰り返し単位A-30を形成するモノマーに該当するものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000066
 〔化合物mB-1Cの合成〕
 撹拌羽、温度計、滴下ロートおよび還流管を備えた3L三口フラスコに、ヒドロキシエチルメタクリレート100.0g、ジメチルアセトアミド600mLを添加した後、0℃で攪拌しながら、3-クロロプロピオン酸クロリド126.6gを滴下し、室温で3時間反応させた。
 反応液に酢酸エチル1Lを加え、1N塩酸、飽和重曹水、イオン交換水、飽和食塩水で逐次分液洗浄し、得られた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した。硫酸マグネシウムを濾別し、有機層を濃縮した後、シリカゲルカラム(ヘキサン/酢酸エチル=3/1)で精製することで、以下に示す化合物mB-1Cを148.8g得た。
 なお、化合物mB-1Cは、下記スキームにより上述した繰り返し単位B-1を高分子反応によって形成するモノマーに該当するものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000067
 〔モノマーmB-32〕
 上述した繰り返し単位B-32を形成する下記モノマーmB-32はサイクロマーM-100(ダイセル社製)を用いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000068
 〔モノマーmB-41〕
 上述した繰り返し単位B-41を形成する下記モノマーmB-41は市販のグリシジルメタクリレート(東京化成試薬)を用いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000069
 〔モノマーmB-42〕
 上述した繰り返し単位B-42を形成する下記モノマーmB-42はOXE-30(大阪有機工業社製)を用いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000070
 〔他のモノマー〕
 下記式で表される繰返し単位CB-1は、特開2015-31823実施例2に記載の方法により、下記式スキームにて、下記式で表されるモノマーmB-32を高分子反応によって形成させた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000071
[合成例1]
 冷却管、温度計、および撹拌機を備えたフラスコに、溶媒として2-ブタノン5質量部を仕込み、フラスコ内に窒素を5mL/min流しながら、水浴加熱により還流させた。
 ここに、モノマーmA-98を10質量部、重合開始剤として2,2’-アゾビス(イソ酪酸)ジメチルを1質量部、スクロースオクタ(3-メルカプトプロピオネート)0.5質量部、および、溶媒として2-ブタノン5質量部を混合した溶液を、3時間かけて滴下し、さらに3時間還流状態を維持したまま撹拌した。
 反応終了後、40℃まで放冷し、2-ブタノン30質量部を加えて希釈することで約20質量%の重合体溶液を得た。
 得られた重合体溶液を大量のメタノール中へ投入して重合体を沈殿させ、回収した沈殿物をろ別し、メタノールで繰返し洗浄した後、50℃において12時間送風乾燥することにより、下記表4に記載のコア構造(X)と、光配向性基を含む繰り返し単位を有するポリマー鎖を有する光配向性重合体P-1を得た。
[合成例2~17および比較合成例1~3]
 下表4に示す繰返し単位を形成するモノマーとして上述した各モノマーを用い、下表4に示すコア構造に対応するメルカプト化合物を用いた以外は、合成例1で合成した重合体P-1と同様の方法で光配向性重合体P-2~P-17およびH-1~H-3を合成した。なお、比較合成例1~3については、メルカプト化合物を用いなかったため、コア構造を有していない光配向性重合体となる。
 次に、合成例1~17および比較合成例1~3で合成した光配向性重合体について、以下に示す評価を行った。
[実施例1]
 〔光配向膜用組成物の調製〕
 酢酸ブチル80質量部に対して、合成例1で合成した重合体P-1を22質量部と、下記構造式で表される熱酸発生剤を0.07質量部添加し、光配向膜用組成物を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000072
 〔光学積層体の作製〕
 セルロースアシレートフィルムとして、特開2014-164169号公報の比較例1と同じものを用いた。
 このフィルムの片側の面に、先に調製した光配向膜用組成物をバーコーターで塗布した。塗布後、80℃のホットプレート上で5分間乾燥して溶剤を除去し、厚さ0.2μmの光異性化組成物層を形成した。得られた光異性化組成物層を偏光紫外線照射(10mJ/cm、超高圧水銀ランプ使用)することで、光配向膜を形成した。
 次いで、光配向膜上に、市販の棒状液晶性化合物(ZLI-4792、メルク社製)をバーコーターで塗布し、組成物層を形成した。形成した組成物層をホットプレート上でいったん90℃まで加熱した後、60℃に冷却させて配向を安定化させた。
 その後、60℃に保ち、窒素雰囲気下(酸素濃度100ppm)で紫外線照射(500mJ/cm、超高圧水銀ランプ使用)によって配向を固定化し、厚さ2.0μmの光学異方性層を形成し、光学積層体を作製した。
[実施例2~4]
 光配向性重合体P-1に代えて、光配向性重合体P-2~P-4を用いた以外は、実施例1と同様の方法により、光学積層体を作製した。
[実施例5~13および比較例1~3]
 光配向性重合体P-1に代えて、光配向性重合体P-5~P-13およびH-1~H-3を用いた以外は、実施例1と同様の方法により、光配向膜を形成した。
 次いで、光配向膜上に塗布したネマチック液晶性化合物に代えて、以下に示す光学異方性層用塗布液(液晶101)を用いた以外は、実施例1と同様の方法により、光学積層体を作製した。
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光学異方性層用塗布液(液晶101)
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・下記液晶性化合物L-1             80.00質量部
・下記液晶性化合物L-2             20.00質量部
・重合開始剤(IRGACURE 184、BASF社製)
                          3.00質量部
・重合開始剤(IRGACURE OXE-01、BASF社製)
                          3.00質量部
・レベリング剤(下記化合物G-1)         0.20質量部
・メチルエチルケトン               424.8質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
 液晶性化合物L-1
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000073
 液晶性化合物L-2
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000074
 化合物G-1
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000075
[実施例14]
 光配向性重合体P-1に代えて、光配向性重合体P-14を用いた以外は、実施例1と同様の方法により、光配向膜を形成した。
 次いで、光配向膜上に塗布したネマチック液晶性化合物に代えて、以下に示す光学異方性層用塗布液(液晶102)を用いた以外は、実施例1と同様の方法により、光学積層体を作製した。
―――――――――――――――――――――――――――――――――
光学異方性層用塗布液(液晶102)
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・下記液晶性化合物L-3             42.00質量部
・下記液晶性化合物L-4             42.00質量部
・下記重合性化合物A-1             16.00質量部
・下記重合開始剤S-1(オキシム型)        0.50質量部
・レベリング剤(上記化合物G-1)         0.20質量部
・ハイソルブMTEM(東邦化学工業社製)      2.00質量部
・NKエステルA-200(新中村化学工業社製)   1.00質量部
・メチルエチルケトン               424.8質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
 なお、下記液晶性化合物L-3およびL-4のアクリロイルオキシ基に隣接する基は、プロピレン基(メチル基がエチレン基に置換した基)を表し、下記液晶性化合物L-3およびL-4は、メチル基の位置が異なる位置異性体の混合物を表す。
 液晶性化合物L-3
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000076
 液晶性化合物L-4
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000077
 重合性化合物A-1
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000078
 重合開始剤S-1
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000079
[実施例15]
 光配向性重合体P-1に代えて、光配向性重合体P-15を用いた以外は、実施例1と同様の方法により、光配向膜を形成した。
 次いで、光配向膜上に塗布したネマチック液晶性化合物に代えて、以下に示す光学異方性層用塗布液(液晶103)を用いた以外は、実施例1と同様の方法により、光学積層体を作製した。
―――――――――――――――――――――――――――――――――
光学異方性層用塗布液(液晶103)
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・下記液晶性化合物L-5             42.00質量部
・下記液晶性化合物L-6             42.00質量部
・上記重合性化合物A-1             16.00質量部
・上記重合開始剤S-1(オキシム型)        0.50質量部
・レベリング剤(上記化合物G-1)         0.20質量部
・ハイソルブMTEM(東邦化学工業社製)      2.00質量部
・NKエステルA-200(新中村化学工業社製)   1.00質量部
・メチルエチルケトン               424.8質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
 液晶性化合物L-5
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000080
 液晶性化合物L-6
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000081
[実施例16]
 光配向性重合体P-1に代えて、光配向性重合体P-16を用いた以外は、実施例1と同様の方法により、光配向膜を形成した。
 次いで、光配向膜上に塗布したネマチック液晶性化合物に代えて、以下に示す光学異方性層用塗布液(液晶104)を用いた以外は、実施例1と同様の方法により、光学積層体を作製した。
―――――――――――――――――――――――――――――――――
光学異方性層用塗布液(液晶104)
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・下記高分子液晶性化合物L-7          4.032質量部
・下記界面改良剤F1               0.039質量部
・重合開始剤IRGACURE819(BASF社製)0.043質量部
・シクロペンタノン               66.500質量部
・テトラヒドロフラン              28.500質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
 高分子液晶性化合物L-7
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000082
 界面改良剤F1
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000083
[実施例17]
 光配向性重合体P-1に代えて、光配向性重合体P-17を用いた以外は、実施例1と同様の方法により、光配向膜を形成した。
 次いで、光配向膜上に塗布したネマチック液晶性化合物に代えて、以下に示す光学異方性層用塗布液(液晶105)を用いた以外は、実施例1と同様の方法により、光学積層体を作製した。
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光学異方性層用塗布液(液晶105)
─────────────────────────────────
・下記液晶性化合物L-8             83.00質量部
・下記液晶性化合物L-9             15.00質量部
・下記液晶性化合物L-10             2.00質量部
・重合開始剤(IRGACURE 184、BASF社製)
                          3.00質量部
・重合開始剤(IRGACURE OXE-01、BASF社製)
                          3.00質量部
・レベリング剤(上記化合物G-1)         0.20質量部
・メチルエチルケトン               424.8質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
 液晶性化合物L-8
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000084
 液晶性化合物L-9
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000085
 液晶性化合物L-10
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000086
 〔液晶配向性〕
 作製した光学積層体について、偏光顕微鏡を用いて消光位から2度ずらした状態で観察した。その結果、以下の基準で評価した。結果を下記表4に示す。
 A:液晶ダイレクタが均一に整って配向し、表示性能が優れる
 B:液晶ダイレクタの乱れがごくわずかであり、面状が安定している
 C:液晶ダイレクタの乱れが部分的であり、面状が安定している
 D:液晶ダイレクタが大幅に乱れて面状が安定せず、表示性能が非常に劣る
 なお、本願明細書において、安定した面状とは、クロスニコル配置した2枚の偏光板の間に光学積層体を設置して観察した際にムラや配向不良等の欠陥がない状態を意図する。
 また、本願明細書において、液晶ダイレクタとは液晶性分子の長軸が配向している方向(配向主軸)のベクトルを意図する。
 〔密着性〕
 作製した光学積層体について、JIS K 5400に準処した碁盤目試験(クロスカット法)にて密着性を以下の基準で評価した。結果を下記表4に示す。
 A:クロスカット(100マス)試験において、残存数が95個以上100個以下
 B:クロスカット(100マス)試験において、残存数が80個以上95個未満
 C:クロスカット(100マス)試験において、残存数が70個以上80個未満
 D:クロスカット(100マス)試験において、残存数が50個以上70個未満
 E:クロスカット(100マス)試験において、残存数が50個未満
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000087
 上記表4中、コア構造(X)は、下記式に示す通りである。なお、下記式中、*は、光配向性基を含む繰り返し単位を有するポリマー鎖との結合位置を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000088
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000089
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000090
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000091
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000092
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000093
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000094
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000095
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000096
 上記表4に示す結果から、光配向性重合体が、光配向性基を含む繰り返し単位を有するポリマー鎖を3個以上有していない場合には、光配向膜の密着性に劣ることが分かった(比較例1~3)。
 これに対し、光配向性基を含む繰り返し単位を有するポリマー鎖を3~20個有する光配向性重合体を用いることにより、得られる光配向膜の液晶配向性および密着性がいずれも良好となることが分かった(実施例1~17)。
 特に、実施例1と実施例2~4との対比から、ポリマー鎖が、更に、架橋性基を含む繰り返し単位を有すると、得られる光配向膜の密着性がより良好となることが分かった。
 また、実施例5と実施例6との対比、および、実施例7と実施例9との対比から、上記式(2)中のZが、置換基を有していてもよい炭素数1~6の直鎖状、炭素数3~6の分岐状もしくは環状のm価の脂肪族炭化水素基であると、得られる光配向膜の液晶配向性がより良好となることが分かった。
 また、実施例6、8および9の対比から、上記式(1)または(2)中のmが3または4であると、得られる光配向膜の密着性がより良好となることが分かった。

Claims (8)

  1.  下記式(1)で表される光配向性重合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     ここで、前記式(1)中、
     mは、3~20の整数を表す。
     Xは、m価の連結基を表す。
     Pは、光配向性基を含む繰り返し単位を有するポリマー鎖を表し、m個のPは、同一であっても、異なっていてもよい。
  2.  下記式(2)で表される、請求項1に記載の光配向性重合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     ここで、前記式(2)中、
     mは、3~20の整数を表す。
     Zは、置換基を有していてもよい炭素数1~6の直鎖状、炭素数3~6の分岐状もしくは環状のm価の脂肪族炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数6~14のm価の芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数3~14のm価の芳香族複素環基、これらの組み合わせ、および、これらが炭素原子、酸素原子もしくは窒素原子を介して2個以上連結したm価の基、からなる群から選択されるm価の有機基を表す。ただし、前記脂肪族炭化水素基が環状である場合、環を構成する-CH-の1個以上が、-O-、-CO-、もしくは、-NR10-で置換されていてもよく、R10は、水素原子または炭素数1~6のアルキル基を表す。
     Yは、単結合、あるいは、置換基を有していてもよい炭素数1~20の直鎖状もしくは炭素数3~20の分岐状のアルキレン基、-O-、-CO-、-NR10-、または、これらの2つ以上の組み合わせからなる2価の連結基を表し、R10は、水素原子または炭素数1~6のアルキル基を表す。m個のYは、同一であっても、異なっていてもよい。
     Sは、硫黄原子を表す。
     Pは、光配向性基を含む繰り返し単位を有するポリマー鎖を表し、m個のPは、同一であっても、異なっていてもよい。
  3.  前記式(2)中のZが、下記式(Z-1)~(Z-15)のいずれかで表される有機基を表す、請求項2に記載の光配向性重合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     ここで、前記式(Z-1)~(Z-15)中、
     *は、前記式(2)中のYとの結合位置を表す。
     Rは、水素原子または置換基を表す。
     Lは、置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキレン基を表す。
     Dは、-O-、-CO-、-NR10-、または、これらの2つ以上の組み合わせからなる2価の連結基を表し、R10は、水素原子または炭素数1~6のアルキル基を表す。
  4.  前記式(2)中のZが、置換基を有していてもよい炭素数1~6の直鎖状、炭素数3~6の分岐状もしくは環状のm価の脂肪族炭化水素基を表し、
     前記式(2)中のYが、置換基を有していてもよい炭素数1~8のアルキレン基、-O-、-CO-、または、これらの2つ以上の組み合わせからなる2価の連結基を表す、請求項2または3に記載の光配向性重合体。
  5.  前記式(1)または(2)中のmが、3~10の整数を表す、請求項1または2に記載の光配向性重合体。
  6.  前記ポリマー鎖が、更に、架橋性基を含む繰り返し単位を有する、請求項1~5のいずれか1項に記載の光配向性重合体。
  7.  請求項1~6のいずれか1項に記載の光配向性重合体を含有する光配向膜用組成物を用いて形成した、光配向膜。
  8.  請求項7に記載の光配向膜と、液晶性化合物を含有する液晶組成物を用いて形成される光学異方性層とを有する、光学積層体。
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