JP7734084B2 - Photoalignable polymer, binder composition, binder layer, optical laminate, method for manufacturing optical laminate, and image display device - Google Patents
Photoalignable polymer, binder composition, binder layer, optical laminate, method for manufacturing optical laminate, and image display deviceInfo
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Description
本発明は、光配向性ポリマー、バインダー組成物、バインダー層、光学積層体、光学積層体の製造方法、および、画像表示装置に関する。 The present invention relates to a photoalignable polymer, a binder composition, a binder layer, an optical laminate, a method for manufacturing an optical laminate, and an image display device.
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、液晶化合物を用いて形成される光学異方性層が提案されている。
Optical films such as optical compensation sheets and retardation films are used in various image display devices in order to eliminate image coloration and widen the viewing angle.
Stretched birefringent films have been used as optical films, but in recent years, optically anisotropic layers formed using liquid crystal compounds have been proposed as an alternative to stretched birefringent films.
このような光学異方性層を形成する際には、液晶化合物を配向させるために、光配向処理を施して得られる光配向膜が用いられる場合がある。
例えば、特許文献1の実施例では、以下式で表される光配向性ポリマーKH2を用いて、光学異方性層を形成する方法が開示されている。この光配向性ポリマーには、酸の作用により分解して極性基を生じる開裂基が含まれている。
For example, in the examples of Patent Document 1, a method for forming an optically anisotropic layer using a photoalignment polymer KH2 represented by the following formula is disclosed: This photoalignment polymer contains a cleavage group that decomposes under the action of an acid to generate a polar group.
本発明者らは、特許文献1に記載されている光配向性ポリマーについて検討を行ったところ、この光配向性ポリマーを用いて形成される層(以下、「下層」とも略す。)の上層に形成される光学異方性層の配向性(以下、「液晶配向性」とも略す。)が液晶化合物の種類によっては劣る場合があることを明らかとした。特に、円盤状液晶化合物の液晶配向性については、改善の余地があることを明らかとした。 The inventors have studied the photoalignable polymer described in Patent Document 1 and have found that the alignment properties (hereinafter also referred to as "liquid crystal alignment properties") of an optically anisotropic layer formed above a layer (hereinafter also referred to as "lower layer") formed using this photoalignable polymer may be poor depending on the type of liquid crystal compound. In particular, they have found that there is room for improvement in the alignment properties of discotic liquid crystal compounds.
そこで、本発明は、液晶配向性を良好とすることができる光配向性ポリマー、バインダー組成物、バインダー層、光学積層体、光学積層体の製造方法および画像表示装置を提供することを課題とする。 Therefore, an objective of the present invention is to provide a photoalignable polymer, binder composition, binder layer, optical laminate, method for manufacturing an optical laminate, and image display device that can improve liquid crystal alignment.
本発明者らは、上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、光配向性基を含む特定の繰り返し単位と、酸開裂基を含む繰り返し単位とを有する光配向性ポリマーを用いると、液晶配向性が良好となることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明者らは、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。
As a result of intensive research to achieve the above-mentioned object, the inventors discovered that the use of a photo-alignable polymer having a specific repeating unit containing a photo-alignable group and a repeating unit containing an acid-cleavable group results in good liquid crystal alignment, and thus completed the present invention.
That is, the present inventors have found that the above object can be achieved by the following configuration.
[1] 後述する式(1)で表される繰り返し単位と、後述する式(2)で表される繰り返し単位とを有する光配向性ポリマー。
[2] 後述する式(1)で表される繰り返し単位が、後述する式(3)~(5)のいずれかで表される繰り返し単位である、[1]に記載の光配向性ポリマー。
[3] 架橋性基を有する繰り返し単位をさらに有する、[1]または[2]に記載の光配向性ポリマー。
[4] 架橋性基を有する繰り返し単位が、後述する式(C)で表される繰り返し単位である、[3]に記載の光配向性ポリマー。
[5] 架橋性基が、後述する式(C1)~(C4)のいずれかで表される基を表す、[3]または[4]に記載の光配向性ポリマー。
[6] 式(1)で表される繰り返し単位の含有量が5~80質量%である、[1]~[5]のいずれかに記載の光配向性ポリマー。
[7] 重量平均分子量が10000~500000である、[1]~[6]のいずれかに記載の光配向性ポリマー。
[8] [1]~[7]のいずれかに記載の光配向性ポリマー、バインダー、および、光酸発生剤を含む、バインダー組成物。
[9] [8]に記載のバインダー組成物を用いて形成され、その表面が配向制御能を有する、バインダー層。
[10] [9]に記載のバインダー層と、
バインダー層上に配置される光学異方性層と、を有する光学積層体。
[11] [8]に記載のバインダー組成物を用いて得られる塗膜に対して、光酸発生剤から酸を発生させ、その後、光配向処理を施して、バインダー層を形成する工程と、
バインダー層上に、重合性液晶化合物を含む重合性液晶組成物を塗布して、光学異方性層を形成する工程と、を有する光学積層体の製造方法。
[12] [9]に記載のバインダー層または[10]に記載の光学積層体を有する、画像表示装置。
[1] A photoalignable polymer having a repeating unit represented by the formula (1) described below and a repeating unit represented by the formula (2) described below.
[2] The photoalignable polymer according to [1], wherein the repeating unit represented by the formula (1) described later is a repeating unit represented by any one of the formulas (3) to (5) described later.
[3] The photoalignable polymer according to [1] or [2], further comprising a repeating unit having a crosslinkable group.
[4] The photoalignable polymer according to [3], wherein the repeating unit having a crosslinkable group is a repeating unit represented by formula (C) described below.
[5] The photoalignable polymer according to [3] or [4], wherein the crosslinkable group represents a group represented by any one of formulas (C1) to (C4) described below.
[6] The photoalignable polymer according to any one of [1] to [5], wherein the content of the repeating unit represented by formula (1) is 5 to 80 mass %.
[7] The photoalignable polymer according to any one of [1] to [6], having a weight average molecular weight of 10,000 to 500,000.
[8] A binder composition comprising the photoalignable polymer according to any one of [1] to [7], a binder, and a photoacid generator.
[9] A binder layer formed using the binder composition according to [8], the surface of which has an orientation control ability.
[10] The binder layer according to [9],
an optically anisotropic layer disposed on the binder layer.
[11] A step of generating an acid from a photoacid generator on a coating film obtained using the binder composition according to [8], and then subjecting the coating film to a photoalignment treatment to form a binder layer;
and applying a polymerizable liquid crystal composition containing a polymerizable liquid crystal compound onto the binder layer to form an optically anisotropic layer.
[12] An image display device having the binder layer according to [9] or the optical laminate according to [10].
本発明によれば、液晶配向性を良好とすることができる光配向性ポリマー、バインダー組成物、バインダー層、光学積層体、光学積層体の製造方法および画像表示装置を提供することができる。 The present invention provides a photoalignable polymer, binder composition, binder layer, optical laminate, method for manufacturing an optical laminate, and image display device that can improve liquid crystal alignment.
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。
また、本明細書において、「(メタ)アクリル」は、「アクリル」または「メタクリル」を表す表記である。
また、本明細書において表記される2価の基(例えば、-O-CO-)の結合方向は特に限定されず、例えば、「L1-L2-L3」の結合においてL2が-O-CO-である場合、L1側に結合している位置を*1、L3側に結合している位置を*2とすると、L2は*1-O-CO-*2であってもよく、*1-CO-O-*2であってもよい。
The present invention will be described in detail below.
The following description of the components may be based on typical embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to such embodiments.
In this specification, a numerical range expressed using "to" means a range that includes the numerical values before and after "to" as the lower and upper limits.
In addition, in this specification, for each component, a substance corresponding to the component may be used alone or in combination of two or more. Here, when two or more substances for each component are used in combination, the content of the component refers to the total content of the substances used in combination, unless otherwise specified.
In addition, in this specification, "(meth)acrylic" is a notation representing "acrylic" or "methacrylic".
Furthermore, the bonding direction of a divalent group (for example, -O-CO-) represented in this specification is not particularly limited. For example, when L2 is -O-CO- in the bond of " L1 - L2 - L3 ", if the position bonding to the L1 side is *1 and the position bonding to the L3 side is *2, L2 may be *1-O-CO-*2 or *1-CO-O-*2.
[光配向性ポリマー]
本発明の光配向性ポリマーは、後述する式(1)で表される繰り返し単位と、後述する式(2)で表される繰り返し単位を有する共重合体である。
[Photo-oriented polymer]
The photoalignable polymer of the present invention is a copolymer having a repeating unit represented by formula (1) described below and a repeating unit represented by formula (2) described below.
本発明においては、上述した通り、後述する式(1)で表される繰り返し単位と、後述する式(2)で表される繰り返し単位を有する光配向性ポリマーを配合すると、液晶配向性が良好となる。
これは、詳細には明らかではないが、本発明者らは以下のように推測している。
すなわち、本発明の光配向性ポリマーは、上述した特許文献1に記載された光配向性ポリマーKH2などと異なり、後述する式(1)で表されるように、光配向性基が主鎖骨格に取り込まれた構造を有している。
そのため、本発明の光配向性ポリマーは、後述する式(2)中の酸開裂基が有している「フッ素原子またはケイ素原子を含む基」(後述する式(B1)および(B2)中のY)の存在によって下層の最表面(上層との界面側)に偏在した際に、光配向性基がランダムに配列してしまうことが抑制され、その結果、上層に予期せぬ配向規制力が働くことを防ぐことができため、液晶配向性が良好になったと考えられる。
以下では、本発明の光配向性ポリマーが有する繰り返し単位について詳述する。
In the present invention, as described above, by blending a photoalignable polymer having a repeating unit represented by formula (1) described later and a repeating unit represented by formula (2) described later, the liquid crystal alignment property becomes good.
Although the details of this are not clear, the present inventors speculate as follows.
In other words, unlike the photo-alignable polymer KH2 described in Patent Document 1 mentioned above, the photo-alignable polymer of the present invention has a structure in which a photo-alignable group is incorporated into the main chain skeleton, as represented by formula (1) described below.
Therefore, when the photoalignable polymer of the present invention is unevenly distributed on the outermost surface of the lower layer (the interface side with the upper layer) due to the presence of the "group containing a fluorine atom or a silicon atom" (Y in formulas (B1) and (B2) described below) possessed by the acid-cleavable group in formula (2) described below, the photoalignable groups are prevented from being randomly arranged, and as a result, unexpected alignment control forces are prevented from acting on the upper layer, which is thought to result in good liquid crystal alignment properties.
The repeating units contained in the photoalignable polymer of the present invention will be described in detail below.
〔式(1)で表される繰り返し単位〕
本発明の光配向性ポリマーは、下記式(1)で表される繰り返し単位を有する。
The photoalignable polymer of the present invention has a repeating unit represented by the following formula (1).
上記式(1)中、nは、1または2を表し、mは、1~10の整数を表す。ただし、nおよびmが同時に1を表すことはない。すなわち、nおよびmの合計は、3~12の整数を表す。
ここで、mとしては、2~6の整数であることが好ましく、2~4の整数であることがより好ましく、2または3であることがさらに好ましく、2であることが特に好ましい。
In the above formula (1), n represents 1 or 2, and m represents an integer of 1 to 10. However, n and m do not simultaneously represent 1. That is, the sum of n and m represents an integer of 3 to 12.
Here, m is preferably an integer of 2 to 6, more preferably an integer of 2 to 4, even more preferably 2 or 3, and particularly preferably 2.
上記式(1)中、R1は、水素原子または置換基を表す。ただし、nが2を表すか、mが2以上の整数を表す場合は、複数のR1は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
ここで、R1の一態様が表す置換基の種類は特に限定されず、公知の置換基が挙げられる。
置換基としては、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、および、ヨウ素原子が挙げられ、フッ素原子、または、塩素原子が好ましい。
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の分岐鎖状または環状のアルキル基が好ましく、炭素数1~4の直鎖状アルキル基がより好ましく、メチル基またはエチル基がさらに好ましい。
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1~4のアルコキシ基がより好ましく、メトキシ基またはエトキシ基がさらに好ましい。
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、例えば、フェニル基、α-メチルフェニル基、および、ナフチル基が挙げられ、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、フェノキシ基、ナフトキシ基、イミダゾイルオキシ基、ベンゾイミダゾイルオキシ基、ピリジン-4-イルオキシ基、ピリミジニルオキシ基、キナゾリニルオキシ基、プリニルオキシ基、および、チオフェン-3-イルオキシ基が挙げられる。
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基、および、エトキシカルボニル基が挙げられる。
R1およびR2としては、水素原子またはアルキル基であることが好ましく、水素原子またはメチル基であることがより好ましい。
In the above formula (1), R 1 represents a hydrogen atom or a substituent, provided that when n represents 2 or m represents an integer of 2 or greater, multiple R 1s may be the same or different.
Here, the type of the substituent represented by one embodiment of R 1 is not particularly limited, and examples thereof include known substituents.
Examples of the substituent include a halogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group, an aryloxy group, a cyano group, a carboxy group, an alkoxycarbonyl group, and a hydroxyl group.
Examples of halogen atoms include fluorine, chlorine, bromine, and iodine atoms, with fluorine and chlorine atoms being preferred.
The alkyl group is, for example, preferably a linear alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, or a branched or cyclic alkyl group having 3 to 18 carbon atoms, more preferably a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and further preferably a methyl group or an ethyl group.
The alkoxy group is, for example, preferably an alkoxy group having 1 to 18 carbon atoms, more preferably an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, and further preferably a methoxy group or an ethoxy group.
Examples of the aryl group include aryl groups having 6 to 12 carbon atoms, such as a phenyl group, an α-methylphenyl group, and a naphthyl group, with a phenyl group being preferred.
Examples of the aryloxy group include a phenoxy group, a naphthoxy group, an imidazoyloxy group, a benzimidazoyloxy group, a pyridin-4-yloxy group, a pyrimidinyloxy group, a quinazolinyloxy group, a purinyloxy group, and a thiophen-3-yloxy group.
Examples of the alkoxycarbonyl group include a methoxycarbonyl group and an ethoxycarbonyl group.
R1 and R2 are preferably a hydrogen atom or an alkyl group, and more preferably a hydrogen atom or a methyl group.
上記式(1)中、X1は、-O-、-S-、または、-NR3-を表し、R3は、水素原子または置換基を表す。ただし、nが2を表すか、mが2以上の整数を表す場合は、複数のX1は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
ここで、R3の一態様が表す置換基としては、上記R1の一態様が表す置換基で例示した基が挙げられる。また、R3としては、水素原子またはアルキル基であることが好ましい。
X1としては、-O-、または、-NR3-であることが好ましく、-O-、または、-NH-であることがより好ましく、-O-であることがさらに好ましい。
In the above formula (1), X 1 represents —O—, —S—, or —NR 3 —, and R 3 represents a hydrogen atom or a substituent, provided that when n represents 2 or m represents an integer of 2 or greater, multiple X 1s may be the same or different.
Here, examples of the substituent represented by one embodiment of R3 include the groups exemplified as the substituent represented by one embodiment of R1 . Furthermore, R3 is preferably a hydrogen atom or an alkyl group.
X 1 is preferably —O— or —NR 3 —, more preferably —O— or —NH—, and further preferably —O—.
上記式(1)中、L1は、n+1価の連結基を表す。ただし、mが2以上の整数を表す場合、複数のL1は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
ここで、n+1価の連結基としては、置換基を有していてもよい炭素数1~24のn+1価の炭化水素基であって、炭化水素基を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換されていてもよい炭化水素基が好ましく、炭素数1~10の酸素原子または窒素原子を含んでいてもよい脂肪族炭化水素基がより好ましい。
In the formula (1), L 1 represents a linking group having a valence of (n+1), provided that when m represents an integer of 2 or greater, multiple L 1s may be the same or different.
Here, the (n+1)-valent linking group is preferably an (n+1)-valent hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms which may have a substituent, in which some of the carbon atoms constituting the hydrocarbon group may be substituted with heteroatoms, and more preferably an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which may contain an oxygen atom or a nitrogen atom.
n+1価の連結基に含まれる炭素数は特に限定されず、1~24が好ましく、1~10がより好ましい。
n+1価の連結基としては、2価の連結基または3価の連結基が好ましい。
The number of carbon atoms contained in the (n+1)-valent linking group is not particularly limited, and is preferably 1 to 24, and more preferably 1 to 10.
The (n+1)-valent linking group is preferably a divalent linking group or a trivalent linking group.
L1の好適態様である2価の連結基としては、例えば、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基、置換基を有していてもよい2価の複素環基、-O-、-S-、-N(Q)-、-CO-、または、これらを組み合わせた基が挙げられる。Qは、水素原子または置換基を表す。
2価の炭化水素基としては、例えば、炭素数1~10のアルキレン基、炭素数1~10のアルケニレン基、および、炭素数1~10のアルキニレン基などの2価の脂肪族炭化水素基、アリーレン基などの2価の芳香族炭化水素基、が挙げられる。
2価の複素環基としては、例えば、2価の芳香族複素環基が挙げられ、具体的には、ピリジレン基(ピリジン-ジイル基)、ピリダジン-ジイル基、イミダゾール-ジイル基、チエニレン(チオフェン-ジイル基)、キノリレン基(キノリン-ジイル基)などが挙げられる。
また、これらを組み合わせた基としては、上述した、2価の炭化水素基、2価の複素環基、-O-、-S-、-N(Q)-、および、-CO-からなる群から選択される少なくとも2種以上を組み合わせた基が挙げられ、例えば、-O-2価の炭化水素基-、-2価の炭化水素基-O-、および、-2価の炭化水素基-N(Q)-などが挙げられる。
L2としては、置換基を有していてもよい炭素数1~10の直鎖状のアルキレン基、置換基を有していてもよい炭素数3~10の分岐鎖状のアルキレン基、置換基を有していてもよい炭素数3~10の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、-O-、および、-N(Q)-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く、置換基を有していてもよい炭素数1~10の直鎖状のアルキレン基、置換基を有していてもよい炭素数3~10の環状のアルキレン基、-O-、および、-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より好ましい。
なお、上述した2価の炭化水素基(アルキレン基などを含む)および2価の複素環基が有していてもよい置換基、ならびに、Qの一態様が表す置換基としては、上記R1の一態様が表す置換基で例示した基が挙げられる。
Examples of the divalent linking group that is a preferred embodiment of L1 include an optionally substituted divalent hydrocarbon group, an optionally substituted divalent heterocyclic group, -O-, -S-, -N(Q)-, -CO-, or a combination thereof, where Q represents a hydrogen atom or a substituent.
Examples of the divalent hydrocarbon group include divalent aliphatic hydrocarbon groups such as alkylene groups having 1 to 10 carbon atoms, alkenylene groups having 1 to 10 carbon atoms, and alkynylene groups having 1 to 10 carbon atoms, and divalent aromatic hydrocarbon groups such as arylene groups.
Examples of the divalent heterocyclic group include a divalent aromatic heterocyclic group, and specific examples thereof include a pyridylene group (pyridine-diyl group), a pyridazine-diyl group, an imidazole-diyl group, a thienylene group (thiophene-diyl group), and a quinolylene group (quinoline-diyl group).
Examples of groups combining these include groups combining at least two or more selected from the group consisting of the above-mentioned divalent hydrocarbon groups, divalent heterocyclic groups, -O-, -S-, -N(Q)-, and -CO-. Examples include -O-divalent hydrocarbon group-, -divalent hydrocarbon group -O-, and -divalent hydrocarbon group -N(Q)-.
L2 is preferably a divalent linking group formed by combining at least two or more groups selected from the group consisting of a linear alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent, a branched alkylene group having 3 to 10 carbon atoms which may have a substituent, a cyclic alkylene group having 3 to 10 carbon atoms which may have a substituent, an arylene group having 6 to 12 carbon atoms which may have a substituent, -O-, and -N(Q)-, and more preferably a divalent linking group formed by combining at least two or more groups selected from the group consisting of a linear alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent, a cyclic alkylene group having 3 to 10 carbon atoms which may have a substituent, -O-, and -NH-.
[0049] Note that examples of the substituent which the above-mentioned divalent hydrocarbon group (including an alkylene group) and divalent heterocyclic group may have, as well as the substituent represented by one embodiment of Q, include the groups exemplified as the substituent represented by one embodiment of R1 above.
また、L1の好適態様である3価の連結基としては、例えば、ジアルキルアミンの窒素原子が有する水素原子(1個)およびアルキル基が有する水素原子(2個)を除してなる連結基が挙げられ、中でも、-N(C2H4-)(C2H4-)が好適に挙げられる。 Furthermore, examples of the trivalent linking group that is a preferred embodiment of L1 include linking groups formed by removing one hydrogen atom from a nitrogen atom of a dialkylamine and two hydrogen atoms from an alkyl group, and among these, -N(C 2 H 4 -)(C 2 H 4 -) is preferred.
上記式(1)中、Pは、光配向性基を表す。
ここで、光配向性基とは、異方性を有する光(例えば、平面偏光など)の照射により、再配列または異方的な化学反応が誘起される光配向機能を有する基をいい、配向の均一性に優れ、熱的安定性および化学的安定性も良好となる点から、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光配向性基が好ましい。
In the above formula (1), P represents a photoalignable group.
Here, the photo-alignable group refers to a group having a photo-alignment function that induces rearrangement or an anisotropic chemical reaction when irradiated with anisotropic light (e.g., plane polarized light), and a photo-alignable group that undergoes at least one of dimerization and isomerization due to the action of light is preferred, as it has excellent alignment uniformity and good thermal and chemical stability.
光の作用により二量化する光配向性基としては、例えば、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、および、ベンゾフェノン誘導体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光配向性基としては、例えば、アゾベンゼン化合物、スチルベン化合物、スピロピラン化合物、桂皮酸化合物、および、ヒドラゾノ-β-ケトエステル化合物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。
Suitable examples of photo-alignable groups that dimerize under the action of light include groups having a skeleton of at least one derivative selected from the group consisting of cinnamic acid derivatives, coumarin derivatives, chalcone derivatives, maleimide derivatives, and benzophenone derivatives.
On the other hand, suitable examples of the photo-alignable group that isomerizes under the action of light include groups having a skeleton of at least one compound selected from the group consisting of azobenzene compounds, stilbene compounds, spiropyran compounds, cinnamic acid compounds, and hydrazono-β-ketoester compounds.
光配向性基としては、桂皮酸誘導体、クマリン誘導体、カルコン誘導体およびマレイミド誘導体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、または、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種の化合物の骨格を有する基が好ましく、桂皮酸誘導体骨格、または、クマリン誘導体骨格を有する基がより好ましい。 The photoalignable group is preferably a group having a skeleton of at least one derivative selected from the group consisting of cinnamic acid derivatives, coumarin derivatives, chalcone derivatives, and maleimide derivatives, or a group having a skeleton of at least one compound selected from the group consisting of azobenzene compounds, stilbene compounds, and spiropyran compounds, with groups having a cinnamic acid derivative skeleton or a coumarin derivative skeleton being more preferred.
上記式(1)で表される繰り返し単位としては、液晶配向性がより良好となる理由から、下記式(3)~(5)のいずれかで表される繰り返し単位が好ましく、下記式(5)で表される繰り返し単位がより好ましい。なお、下記式(3)~(5)中のR1およびX1の定義は、それぞれ、上記式(1)のR1およびX1の定義と同じである。また、複数のR1は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、複数のX1は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
上記式(3)~(5)中、L3およびL4は、それぞれ独立に、単結合または2価の連結基を表す。
ここで、L3およびL4の一態様が表す2価の連結基としては、例えば、上記式(1)中のL1の好適態様が表す2価の連結基で例示したものと同様のものが挙げられる。
In the above formulas (3) to (5), L 3 and L 4 each independently represent a single bond or a divalent linking group.
Here, examples of the divalent linking group represented by one embodiment of L3 and L4 include the same as those exemplified as the divalent linking group represented by a preferred embodiment of L1 in the above formula (1).
上記式(3)~(5)中、RA1、RA2、RA3およびRA4は、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表す。
ここで、RA1、RA2、RA3およびRA4の一態様が表す置換基としては、上記R1の一態様が表す置換基で例示した基が挙げられる。なかでも、アルコキシ基が好ましく、メトキシ基がより好ましい。
In the above formulas (3) to (5), R A1 , R A2 , R A3 and R A4 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
Here, examples of the substituent represented by one embodiment of R A1 , R A2 , R A3 and R A4 include the groups exemplified as the substituent represented by one embodiment of R 1. Among them, an alkoxy group is preferable, and a methoxy group is more preferable.
上記式(1)または(3)~(5)のいずれかで表される繰り返し単位の具体例としては、以下が挙げられる。
本発明の光配向性ポリマー中における上記式(1)で表される繰り返し単位の含有量は特に限定されないが、液晶配向性がより良好となる理由から、光配向性ポリマーの全繰り返し単位に対して、5質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましく、20質量%以上であることがさらに好ましい。なお、含有量の上限は80質量%以下であることが好ましく、65質量%以下であることがより好ましく、50質量%以下であることがさらに好ましい。 The content of the repeating unit represented by formula (1) in the photoalignment polymer of the present invention is not particularly limited, but in order to improve liquid crystal alignment, it is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and even more preferably 20% by mass or more, relative to all repeating units of the photoalignment polymer. The upper limit of the content is preferably 80% by mass or less, more preferably 65% by mass or less, and even more preferably 50% by mass or less.
〔式(2)で表される繰り返し単位〕
本発明の光配向性ポリマーは、下記式(2)で表される繰り返し単位を有する。
The photoalignable polymer of the present invention has a repeating unit represented by the following formula (2).
上記式(2)中、R2は、水素原子または置換基を表す。
ここで、R2の一態様が表す置換基としては、上記R1の一態様が表す置換基で例示した基が挙げられる。
R2としては、水素原子またはアルキル基であることが好ましく、水素原子またはメチル基であることがより好ましい。
In the above formula (2), R 2 represents a hydrogen atom or a substituent.
Here, examples of the substituent represented by one embodiment of R2 include the groups exemplified as the substituent represented by one embodiment of R1 above.
R2 is preferably a hydrogen atom or an alkyl group, more preferably a hydrogen atom or a methyl group.
上記式(2)中、X2は、-O-、-S-、または、-NR3-を表し、R3は、水素原子または置換基を表す。
ここで、R3の一態様が表す置換基としては、上記R1の一態様が表す置換基で例示した基が挙げられる。また、R3としては、水素原子またはアルキル基であることが好ましい。
X2としては、-O-、または、-NR3-であることが好ましく、-O-、または、-NH-であることがより好ましく、-O-であることがさらに好ましい。
In the above formula (2), X 2 represents —O—, —S—, or —NR 3 —, and R 3 represents a hydrogen atom or a substituent.
Here, examples of the substituent represented by one embodiment of R3 include the groups exemplified as the substituent represented by one embodiment of R1 . Furthermore, R3 is preferably a hydrogen atom or an alkyl group.
X 2 is preferably —O— or —NR 3 —, more preferably —O— or —NH—, and further preferably —O—.
上記式(2)中、L2は、単結合または2価の連結基を表す。
ここで、L2の一態様が表す2価の連結基としては、例えば、上記式(1)中のL1の好適態様が表す2価の連結基で例示したものと同様のものが挙げられる。
In the above formula (2), L2 represents a single bond or a divalent linking group.
Here, examples of the divalent linking group represented by one embodiment of L2 include the same groups as those exemplified as the divalent linking group represented by the preferred embodiment of L1 in the above formula (1).
上記式(2)中、Aは、下記式(B1)または(B2)で表される、酸の作用により分解して極性基を生じる酸開裂基を表す。なお、下記式(B1)および(B2)中、*は結合位置を表す。
ここで、下記式(B1)または(B2)で表される酸開裂基は、酸の作用によって開裂して、フッ素原子またはケイ素原子を含む基(すなわち、下記式(B1)および(B2)中のY)の脱離を生じさせると共に、極性基を生じるものである。
Here, the acid-cleavable group represented by the following formula (B1) or (B2) is cleaved by the action of an acid, resulting in the elimination of a group containing a fluorine atom or a silicon atom (i.e., Y in the following formulas (B1) and (B2)) and the generation of a polar group.
上記式(B1)および(B2)中、Lb1およびLb2は、それぞれ独立に、単結合または2価の連結基を表す。
ここで、Lb1およびLb2の一態様が表す2価の連結基としては、例えば、上記式(1)中のL1の好適態様が表す2価の連結基で例示したものと同様のものが挙げられる。なかでも、-O-2価の炭化水素基-であることが好ましく、-O-炭素数1~10の直鎖状のアルキレン基-であることがより好ましい。
In the above formulas (B1) and (B2), L b1 and L b2 each independently represent a single bond or a divalent linking group.
Here, examples of the divalent linking group represented by one embodiment of L b1 and L b2 include the same as those exemplified as the divalent linking group represented by the preferred embodiment of L 1 in the above formula (1). Among them, -O-divalent hydrocarbon group- is preferred, and -O-straight-chain alkylene group having 1 to 10 carbon atoms- is more preferred.
本発明においては、上層(光学異方性層)形成用の組成物の塗布性(以下、「上層塗布性」とも略す。)が良好となる理由から、Lb1およびLb2は、2価の連結基であることが好ましい。 In the present invention, L b1 and L b2 are preferably divalent linking groups because this improves the coatability of the composition for forming the upper layer (optically anisotropic layer) (hereinafter also abbreviated as "upper layer coatability").
上記式(B1)および(B2)中、Yは、フッ素原子またはケイ素原子を含む基を表す。ただし、上記式(B1)中の2個のYは、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。 In the above formulas (B1) and (B2), Y represents a group containing a fluorine atom or a silicon atom. However, the two Ys in the above formula (B1) may be the same or different.
フッ素原子またはケイ素原子を含む基に含まれるフッ素原子およびケイ素原子の合計数は特に限定されず、液晶配向性がより良好となる理由から、1~30が好ましく、5~25がより好ましく、10~20がさらに好ましい。
フッ素原子またはケイ素原子を含む基は、いわゆる有機基(炭素原子を含む基)であることが好ましい。フッ素原子またはケイ素原子を含む基に含まれる炭素数は特に限定されず、液晶配向性がより良好となる理由から、1~30が好ましく、3~20がより好ましく、5~10がさらに好ましい。
フッ素原子またはケイ素原子を含む基としては、例えば、フッ素原子を含むアルキル基、および、ポリジアルキルシロキサン鎖を含む基が挙げられる。
The total number of fluorine atoms and silicon atoms contained in the group containing a fluorine atom or a silicon atom is not particularly limited, and is preferably 1 to 30, more preferably 5 to 25, and even more preferably 10 to 20, for reasons of improving the liquid crystal alignment properties.
The group containing a fluorine atom or a silicon atom is preferably a so-called organic group (a group containing a carbon atom). The number of carbon atoms contained in the group containing a fluorine atom or a silicon atom is not particularly limited, and is preferably 1 to 30, more preferably 3 to 20, and even more preferably 5 to 10, for the reason that the liquid crystal alignment property becomes better.
Examples of the group containing a fluorine atom or a silicon atom include an alkyl group containing a fluorine atom and a group containing a polydialkylsiloxane chain.
フッ素原子を含むアルキル基としては、液晶配向性がより良好となる理由から、下記式(F)で表される基が好ましい。なお、下記式(F)中、*は結合位置を表す。
式(F) *-Lb3-Cf
ここで、Lb3は、単結合または2価の連結基を表す。Lb3の一態様が表す2価の連結基としては、例えば、上記式(1)中のL1の好適態様が表す2価の連結基で例示したものと同様のものが挙げられる。
また、Cfは、フッ素原子含有アルキル基を表す。フッ素原子含有アルキル基とは、フッ素原子を含むアルキル基を表し、パーフルオロアルキル基が好ましい。
フッ素原子含有アルキル基の炭素数は特に限定されず、液晶配向性がより良好となる理由から、1~30が好ましく、3~20がより好ましく、5~10がさらに好ましい。
フッ素原子含有アルキル基に含まれるフッ素原子の数は特に限定されず、液晶配向性がより良好となる理由から、1~30が好ましく、5~25がより好ましい。
As the alkyl group containing a fluorine atom, a group represented by the following formula (F) is preferred because it provides better liquid crystal alignment properties: In the following formula (F), * represents a bonding position.
Formula (F) *-L b3 -Cf
Here, L b3 represents a single bond or a divalent linking group. Examples of the divalent linking group represented by one embodiment of L b3 include the same groups as those exemplified as the divalent linking groups represented by the preferred embodiment of L 1 in the above formula (1).
Furthermore, Cf represents a fluorine atom-containing alkyl group, which is an alkyl group containing a fluorine atom, and is preferably a perfluoroalkyl group.
The number of carbon atoms in the fluorine atom-containing alkyl group is not particularly limited, and is preferably 1 to 30, more preferably 3 to 20, and even more preferably 5 to 10, for the reason that the liquid crystal alignment property becomes better.
The number of fluorine atoms contained in the fluorine atom-containing alkyl group is not particularly limited, but is preferably 1 to 30, more preferably 5 to 25, for the reason that the liquid crystal alignment property becomes better.
上記式(B1)および(B2)中、Rb1およびRb2は、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表す。ただし、上記式(B2)中の2個のRb2は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、互いに結合して環を形成していてもよい。
ここで、Rb1およびRb2の一態様が表す置換基としては、上記R1の一態様が表す置換基で例示した基が挙げられる。
Rb1の一態様が表す置換基としては、アルキル基であることが好ましく、メチル基またはエチル基であることがより好ましい。
Rb2の一態様が表す置換基としては、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基)、または、2個のRb2が互いに結合して形成された環(例えば、シクロペンタン環、シクロヘキサン環)であることが好ましい。
In the formulas (B1) and (B2), R b1 and R b2 each independently represent a hydrogen atom or a substituent, provided that the two R b2 in the formula (B2) may be the same or different and may be bonded to each other to form a ring.
Here, examples of the substituent represented by one embodiment of R b1 and R b2 include the groups exemplified as the substituent represented by one embodiment of R 1 above.
The substituent represented by one embodiment of R b1 is preferably an alkyl group, more preferably a methyl group or an ethyl group.
The substituent represented by one embodiment of R b2 is preferably an alkyl group (e.g., a methyl group, an ethyl group), or a ring formed by two R b2s bonding to each other (e.g., a cyclopentane ring, a cyclohexane ring).
本発明においては、上記式(2)中のAは、液晶配向性がより良好となる理由から、上記式(B1)で表される酸開裂基であることが好ましい。 In the present invention, A in the above formula (2) is preferably an acid-cleavable group represented by the above formula (B1) because this results in better liquid crystal alignment properties.
上記式(2)で表される繰り返し単位の具体例としては、以下が挙げられる。なお、以下の具体例において、「Me」は、メチル基を表す。
本発明の光配向性ポリマー中における上記式(2)で表される繰り返し単位の含有量は特に限定されないが、液晶配向性がより良好となる理由から、光配向性ポリマーの全繰り返し単位に対して、15質量%以上であることが好ましく、20質量%以上であることがより好ましく、25質量%以上であることがさらに好ましい。なお、含有量の上限は75質量%以下であることが好ましく、50質量%以下であることがより好ましく、45質量%以下であることがさらに好ましい。 The content of the repeating unit represented by the above formula (2) in the photoalignment polymer of the present invention is not particularly limited, but in order to improve liquid crystal alignment properties, it is preferably 15% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, and even more preferably 25% by mass or more, of all repeating units in the photoalignment polymer. The upper limit of the content is preferably 75% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, and even more preferably 45% by mass or less.
〔架橋性基を有する繰り返し単位〕
光配向性ポリマーは、架橋性基を有する繰り返し単位をさらに有していてもよい。
架橋性基の種類は特に限定されず、公知の架橋性基が挙げられる。なかでも、バインダー層上に配置される上層との密着性に優れる点で、カチオン重合性基、または、ラジカル重合性基が好ましい。
[Repeating unit having a crosslinkable group]
The photoalignable polymer may further have a repeating unit having a crosslinkable group.
The type of crosslinkable group is not particularly limited, and examples thereof include known crosslinkable groups. Among these, a cationically polymerizable group or a radically polymerizable group is preferred in terms of excellent adhesion to an upper layer disposed on the binder layer.
カチオン重合性基としては、例えば、エポキシ基、エポキシシクロヘキシル基、および、オキセタニル基が挙げられる。 Examples of cationically polymerizable groups include epoxy groups, epoxycyclohexyl groups, and oxetanyl groups.
ラジカル重合性基としては、例えば、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基、スチリル基、および、アリル基が挙げられる。 Examples of radically polymerizable groups include acryloyl groups, methacryloyl groups, vinyl groups, styryl groups, and allyl groups.
架橋性基を有する繰り返し単位の主鎖の構造は特に限定されず、公知の構造が挙げられ、例えば、(メタ)アクリル系、スチレン系、シロキサン系、シクロオレフィン系、メチルペンテン系、アミド系、および、芳香族エステル系からなる群から選択される骨格が好ましい。
これらのうち、(メタ)アクリル系、シロキサン系、および、シクロオレフィン系からなる群から選択される骨格がより好ましく、(メタ)アクリル系骨格がさらに好ましい。
The structure of the main chain of the repeating unit having a crosslinkable group is not particularly limited, and examples thereof include known structures. For example, a skeleton selected from the group consisting of (meth)acrylic, styrene, siloxane, cycloolefin, methylpentene, amide, and aromatic ester skeletons is preferred.
Among these, a skeleton selected from the group consisting of a (meth)acrylic, a siloxane, and a cycloolefin skeleton is more preferred, and a (meth)acrylic skeleton is even more preferred.
架橋性基を有する繰り返し単位としては、液晶配向性がより良好となる理由から、下記式(C)で表される繰り返し単位が好ましい。
上記式(C)中、RC1は、水素原子または置換基を表す。
ここで、RC1の一態様が表す置換基としては、上記R1の一態様が表す置換基で例示した基が挙げられる。
RC1としては、水素原子またはアルキル基であることが好ましく、水素原子またはメチル基であることがより好ましい。
In the above formula (C), R C1 represents a hydrogen atom or a substituent.
Here, examples of the substituent represented by one embodiment of R C1 include the groups exemplified as the substituent represented by one embodiment of R 1 above.
R C1 is preferably a hydrogen atom or an alkyl group, more preferably a hydrogen atom or a methyl group.
上記式(C)中、LC1は、単結合または2価の連結基を表す。
ここで、LC1の一態様が表す2価の連結基としては、例えば、上記式(1)中のL1の好適態様が表す2価の連結基で例示したものと同様のものが挙げられる。
LC1としては、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1~10の直鎖状のアルキレン基、置換基を有していてもよい炭素数3~10の分岐鎖状のアルキレン基、置換基を有していてもよい炭素数3~10の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、-O-、-CO-、および、-N(Q)-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く、置換基を有していてもよい炭素数1~10の直鎖状のアルキレン基、置換基を有していてもよい炭素数3~10の分岐鎖状のアルキレン基、置換基を有していてもよい炭素数3~10の環状のアルキレン基、-O-、-CO-、および、-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より好ましい。Qは、水素原子または置換基を表す。
なお、上述したアルキレン基やアリーレン基が有していてもよい置換基、ならびに、Qの一態様が表す置換基としては、上記R1の一態様が表す置換基で例示した基が挙げられる。
In the above formula (C), L C1 represents a single bond or a divalent linking group.
Here, examples of the divalent linking group represented by one embodiment of L C1 include the same groups as those exemplified as the divalent linking group represented by the preferred embodiment of L 1 in the above formula (1).
For reasons that result in better liquid crystal alignment, L C1 is preferably a divalent linking group combining at least two groups selected from the group consisting of an optionally substituted linear alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, an optionally substituted branched alkylene group having 3 to 10 carbon atoms, an optionally substituted cyclic alkylene group having 3 to 10 carbon atoms, an optionally substituted arylene group having 6 to 12 carbon atoms, -O-, -CO-, and -N(Q)-, and more preferably a divalent linking group combining at least two groups selected from the group consisting of an optionally substituted linear alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, an optionally substituted branched alkylene group having 3 to 10 carbon atoms, an optionally substituted cyclic alkylene group having 3 to 10 carbon atoms, -O-, -CO-, and -NH-. Q represents a hydrogen atom or a substituent.
Note that examples of the substituent that the above-mentioned alkylene group or arylene group may have, and the substituent represented by one embodiment of Q, include the groups exemplified as the substituent represented by one embodiment of R1 above.
上記式(C)中、LC2は、t+1価の連結基を表す。
ここで、t+1価の連結基としては、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1~24のt+1価の炭化水素基であって、炭化水素基を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換されていてもよい炭化水素基が好ましく、炭素数1~10の酸素原子または窒素原子を含んでいてもよい脂肪族炭化水素基がより好ましい。
In the above formula (C), L C2 represents a (t+1)-valent linking group.
Here, the (t+1)-valent linking group is preferably a (t+1)-valent hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms which may have a substituent, in which some of the carbon atoms constituting the hydrocarbon group may be substituted with a heteroatom, for the reason that better liquid crystal alignment properties are obtained, and more preferably an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which may contain an oxygen atom or a nitrogen atom.
t+1価の連結基に含まれる炭素数は特に限定されず、液晶配向性がより良好となる理由から、1~24が好ましく、1~10がより好ましい。
t+1価の連結基としては、2価の連結基が好ましい。好適態様である2価の連結基としては、例えば、上記式(1)中のL1の好適態様が表す2価の連結基で例示したものと同様のものが挙げられる。
The number of carbon atoms contained in the (t+1)-valent linking group is not particularly limited, and is preferably 1 to 24, more preferably 1 to 10, for the reason that the liquid crystal alignment property becomes better.
The (t+1)-valent linking group is preferably a divalent linking group. Suitable examples of the divalent linking group include the same as those exemplified as the divalent linking groups represented by the suitable embodiments of L1 in the above formula (1).
上記式(C)中、Zは、架橋性基を表す。
ここで、架橋性基としては、上述したカチオン重合性基、または、ラジカル重合性基が挙げられる。
In the above formula (C), Z represents a crosslinkable group.
Here, examples of the crosslinkable group include the above-mentioned cationically polymerizable group and radically polymerizable group.
本発明においては、液晶配向性がより良好となる理由から、上記架橋性基が、下記式(C1)~(C4)のいずれかで表される基を表すことが好ましい。
上記式(C1)~(C4)中、*は、結合位置を表す。
また、上記式(C3)中、RC2は、水素原子、メチル基、または、エチル基を表す。
また、上記式(C4)中、RC3は、水素原子またはメチル基を表す。
In the above formulas (C1) to (C4), * represents a bonding position.
In addition, in the above formula (C3), R C2 represents a hydrogen atom, a methyl group, or an ethyl group.
In addition, in the above formula (C4), R C3 represents a hydrogen atom or a methyl group.
上記式(C)中、tは、1以上の整数を表す。なかでも、液晶配向性がより良好となる理由から、1~5の整数が好ましく、1~3の整数がより好ましく、1または2がさらに好ましい。 In the above formula (C), t represents an integer of 1 or greater. Among these, integers of 1 to 5 are preferred, integers of 1 to 3 are more preferred, and 1 or 2 is even more preferred, as these result in better liquid crystal alignment properties.
架橋性基を有する繰り返し単位の具体例としては、以下が挙げられる。
本発明の光配向性ポリマー中における架橋性基を有する繰り返し単位の含有量は特に限定されず、液晶配向性がより良好となる理由から、光配向性ポリマーの全繰り返し単位に対して、10質量%以上が好ましく、20質量%以上がより好ましい。上限値は特に限定されず、60質量%以下が好ましく、50質量%以下がより好ましい。 The content of repeating units having crosslinkable groups in the photoalignment polymer of the present invention is not particularly limited, but is preferably 10% by mass or more, and more preferably 20% by mass or more, of all repeating units in the photoalignment polymer, because this improves liquid crystal alignment. The upper limit is not particularly limited, and is preferably 60% by mass or less, and more preferably 50% by mass or less.
上記以外の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、および、ビニル化合物が挙げられる。 Examples of monomers (radical polymerizable monomers) that form repeating units other than those listed above include acrylic acid ester compounds, methacrylic acid ester compounds, maleimide compounds, acrylamide compounds, acrylonitrile, maleic anhydride, styrene compounds, and vinyl compounds.
本発明の光配向性ポリマーの合成法は特に限定されず、例えば、上述した式(1)および(2)で表される繰り返し単位を形成するモノマー、および、架橋性基を有する繰り返し単位など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できる。 The method for synthesizing the photoalignable polymer of the present invention is not particularly limited. For example, the polymer can be synthesized by mixing monomers that form the repeating units represented by the above-mentioned formulas (1) and (2) and monomers that form other repeating units, such as repeating units having a crosslinkable group, and polymerizing the mixture in an organic solvent using a radical polymerization initiator.
本発明の光配向性ポリマーの重量平均分子量(Mw)は特に限定されず、液晶配向性がより良好となる理由から、10000~500000が好ましく、10000~300000がより好ましく、30000~150000がさらに好ましい。
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
The weight average molecular weight (Mw) of the photoalignable polymer of the present invention is not particularly limited, but is preferably 10,000 to 500,000, more preferably 10,000 to 300,000, and even more preferably 30,000 to 150,000, because this improves the liquid crystal alignment property.
Here, the weight average molecular weight and number average molecular weight in the present invention are values measured by gel permeation chromatography (GPC) under the conditions shown below.
Solvent (eluent): THF (tetrahydrofuran)
・Device name: TOSOH HLC-8320GPC
Column: Three TOSOH TSKgel Super HZM-H (4.6 mm x 15 cm) connected together Column temperature: 40°C
Sample concentration: 0.1% by mass
・Flow rate: 1.0ml/min
Calibration curve: TOSOH TSK standard polystyrene calibration curve using 7 samples with Mw = 2,800,000 to 1,050 (Mw/Mn = 1.03 to 1.06)
[バインダー組成物]
本発明のバインダー組成物は、本発明の光配向性ポリマーと、バインダーと、光酸発生剤とを含む組成物である。
ここで、本発明のバインダー組成物中に含まれる光配向性ポリマーの含有量は、後述するバインダー100質量部に対して、0.1~10質量部が好ましく、0.5~5質量部がより好ましい。
また、本発明のバインダー組成物中に含まれる光酸発生剤の含有量は、後述するバインダー100質量部に対して、0.5~50質量部が好ましく、2.5~25質量部がより好ましい。
[Binder composition]
The binder composition of the present invention is a composition containing the photoalignable polymer of the present invention, a binder, and a photoacid generator.
The content of the photoalignable polymer contained in the binder composition of the present invention is preferably 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 0.5 to 5 parts by mass, based on 100 parts by mass of the binder described below.
The content of the photoacid generator contained in the binder composition of the present invention is preferably 0.5 to 50 parts by mass, more preferably 2.5 to 25 parts by mass, per 100 parts by mass of the binder described below.
〔バインダー〕
本発明のバインダー組成物に含まれるバインダーの種類は特に限定されず、それ自体は重合反応性のない樹脂のみから構成されるような単に乾燥固化する樹脂(以下、「樹脂バインダー」ともいう。)であってもよく、重合性化合物であってもよい。
〔binder〕
The type of binder contained in the binder composition of the present invention is not particularly limited, and may be a resin that simply dries and solidifies, such as one that is composed only of a resin that is not polymerizable itself (hereinafter also referred to as a "resin binder"), or may be a polymerizable compound.
<樹脂バインダー>
樹脂バインダーとしては、例えば、エポキシ樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アイオノマー樹脂、エチレンエチルアクリレート樹脂、アクリロニトリルアクリレートスチレン共重合樹脂、アクリロニトリルスチレン樹脂、アクリロニトリル塩化ポリエチレンスチレン共重合樹脂、エチレン酢ビ樹脂、エチレンビニルアルコール共重合樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合樹脂、塩化ビニル樹脂、塩素化ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、酢酸セルロース樹脂、フッ素樹脂、ポリオキシメチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアリレート樹脂、熱可塑性ポリウレタンエラストマー、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン、ポリスチレンマレイン酸共重合樹脂、ポリスチレンアクリル酸共重合樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、メチルペンテン樹脂、ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート樹脂、ブチラール樹脂、ホルマール樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ゼラチン、および、これらの共重合樹脂が挙げられる。
<Resin binder>
Examples of the resin binder include epoxy resin, diallyl phthalate resin, silicone resin, phenol resin, unsaturated polyester resin, polyimide resin, polyurethane resin, melamine resin, urea resin, ionomer resin, ethylene ethyl acrylate resin, acrylonitrile acrylate styrene copolymer resin, acrylonitrile styrene resin, acrylonitrile chlorinated polyethylene styrene copolymer resin, ethylene vinyl acetate resin, ethylene vinyl alcohol copolymer resin, acrylonitrile butadiene styrene copolymer resin, vinyl chloride resin, chlorinated polyethylene resin, polyvinylidene chloride resin, cellulose acetate resin, fluororesin, polyoxymethylene resin, polyamide resin, polyarylate, Examples of the resin include acrylate resin, thermoplastic polyurethane elastomer, polyether ether ketone resin, polyether sulfone resin, polyethylene, polypropylene, polycarbonate resin, polystyrene, polystyrene-maleic acid copolymer resin, polystyrene-acrylic acid copolymer resin, polyphenylene ether resin, polyphenylene sulfide resin, polybutadiene resin, polybutylene terephthalate resin, acrylic resin, methacrylic resin, methylpentene resin, polylactic acid, polybutylene succinate resin, butyral resin, formal resin, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, ethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, gelatin, and copolymer resins thereof.
<重合性化合物>
重合性化合物としては、例えば、エポキシ系モノマー、(メタ)アクリル系モノマー、オキセタニル系モノマーが挙げられ、エポキシ系モノマーまたは(メタ)アクリル系モノマーが好ましい。
また、重合性化合物として、重合性液晶化合物を用いてもよい。
<Polymerizable compound>
Examples of the polymerizable compound include epoxy-based monomers, (meth)acrylic-based monomers, and oxetanyl-based monomers, with epoxy-based monomers and (meth)acrylic-based monomers being preferred.
Furthermore, a polymerizable liquid crystal compound may be used as the polymerizable compound.
エポキシ系モノマーであるエポキシ基含有モノマーとしては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ジフェニルエーテル型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリスヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂、3官能型エポキシ樹脂、テトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエンフェノール型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールA含核ポリオール型エポキシ樹脂、ポリプロピレングリコール型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、グリオキザール型エポキシ樹脂、脂環型エポキシ樹脂、および、複素環型エポキシ樹脂が挙げられる。 Examples of epoxy group-containing monomers that are epoxy-based monomers include bisphenol A-type epoxy resins, bisphenol F-type epoxy resins, brominated bisphenol A-type epoxy resins, bisphenol S-type epoxy resins, diphenyl ether-type epoxy resins, hydroquinone-type epoxy resins, naphthalene-type epoxy resins, biphenyl-type epoxy resins, fluorene-type epoxy resins, phenol novolac-type epoxy resins, ortho-cresol novolac-type epoxy resins, trishydroxyphenylmethane-type epoxy resins, trifunctional epoxy resins, tetraphenylolethane-type epoxy resins, dicyclopentadienephenol-type epoxy resins, hydrogenated bisphenol A-type epoxy resins, bisphenol A-nucleus-containing polyol-type epoxy resins, polypropylene glycol-type epoxy resins, glycidyl ester-type epoxy resins, glycidyl amine-type epoxy resins, glyoxal-type epoxy resins, alicyclic epoxy resins, and heterocyclic epoxy resins.
(メタ)アクリル系モノマーである、アクリレート系モノマーおよびメタクリレート系モノマーとしては、3官能モノマーとしては、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンPO(プロピレンオキサイド)変性トリアクリレート、トリメチロールプロパンEO(エチレンオキサイド)変性トリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、および、ペンタエリスリトールトリアクリレートが挙げられる。また、4官能以上のモノマーとしては、例えば、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、および、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレートが挙げられる。 (Meth)acrylic monomers, such as acrylate and methacrylate monomers, include trifunctional monomers such as trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane PO (propylene oxide)-modified triacrylate, trimethylolpropane EO (ethylene oxide)-modified triacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, and pentaerythritol triacrylate. Also, examples of tetrafunctional or higher monomers include pentaerythritol tetraacrylate, pentaerythritol tetramethacrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, dipentaerythritol pentamethacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, and dipentaerythritol hexamethacrylate.
重合性液晶化合物は特に限定されず、例えば、ホメオトロピック配向、ホモジニアス配向、ハイブリッド配向およびコレステリック配向のいずれかの配向が可能な化合物が挙げられる。
ここで、一般的に、液晶化合物はその形状から、棒状タイプと円盤状タイプとに分類できる。さらに、それぞれ低分子と高分子タイプとがある。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)。本発明では、いずれの液晶化合物を用いることもできるが、棒状液晶化合物またはディスコティック液晶化合物(円盤状液晶化合物)が好ましい。また、モノマーであるか、重合度が100未満の比較的低分子量な液晶化合物が好ましい。
また、重合性液晶化合物が有する重合性基としては、例えば、アクリロイル基、メタクリロイル基、エポキシ基、および、ビニル基が挙げられる。
このような重合性液晶化合物を重合させることにより、液晶化合物の配向を固定することができる。なお、液晶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。
The polymerizable liquid crystal compound is not particularly limited, and examples thereof include compounds that can be aligned in any of homeotropic alignment, homogeneous alignment, hybrid alignment, and cholesteric alignment.
Generally, liquid crystal compounds can be classified into rod-shaped and discotic types based on their shape. Furthermore, each type can be divided into low-molecular-weight and high-molecular-weight types. High-molecular-weight compounds generally refer to those with a degree of polymerization of 100 or more (see "Polymer Physics: Phase Transition Dynamics," by Masao Doi, p. 2, Iwanami Shoten, 1992). While any liquid crystal compound can be used in the present invention, rod-shaped or discotic liquid crystal compounds (discotic liquid crystal compounds) are preferred. Furthermore, liquid crystal compounds that are monomers or have a relatively low molecular weight with a degree of polymerization of less than 100 are preferred.
Examples of the polymerizable group contained in the polymerizable liquid crystal compound include an acryloyl group, a methacryloyl group, an epoxy group, and a vinyl group.
By polymerizing such a polymerizable liquid crystal compound, the alignment of the liquid crystal compound can be fixed. After the liquid crystal compound is fixed by polymerization, it is no longer necessary for the liquid crystal compound to exhibit liquid crystallinity.
棒状液晶化合物としては、例えば、特表平11-513019号公報の請求項1または特開2005-289980号公報の段落[0026]~[0098]に記載のものを好ましく、ディスコティック液晶化合物としては、例えば、特開2007-108732号公報の段落[0020]~[0067]または特開2010-244038号公報の段落[0013]~[0108]に記載のものを好ましい Preferred examples of rod-shaped liquid crystal compounds include those described in claim 1 of JP-A-11-513019 or paragraphs [0026] to [0098] of JP-A-2005-289980. Preferred examples of discotic liquid crystal compounds include those described in paragraphs [0020] to [0067] of JP-A-2007-108732 or paragraphs [0013] to [0108] of JP-A-2010-244038.
上記重合性液晶化合物として、逆波長分散性の液晶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。
As the polymerizable liquid crystal compound, a liquid crystal compound with reverse wavelength dispersion can be used.
Here, in this specification, the liquid crystal compound having "reverse wavelength dispersion" refers to a compound in which, when the in-plane retardation (Re) value of a retardation film produced using the compound is measured at a specific wavelength (visible light range), the Re value becomes equal to or higher as the measured wavelength increases.
逆波長分散性の液晶化合物は、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2008-297210号公報に記載の一般式(I)で表される化合物(特に、段落[0034]~[0039]に記載の化合物)、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[0067]~[0073]に記載の化合物)、および、特開2016-081035号公報に記載の一般式(1)で表される化合物(特に、段落[0043]~[0055]に記載の化合物)が挙げられる。
さらに、特開2011-006360号公報の段落[0027]~[0100]、特開2011-006361号公報の段落[0028]~[0125]、特開2012-207765号公報の段落[0034]~[0298]、特開2012-077055号公報の段落[0016]~[0345]、WO12/141245号公報の段落[0017]~[0072]、WO12/147904号公報の段落[0021]~[0088]、WO14/147904号公報の段落[0028]~[0115]に記載の化合物が挙げられる。
The reverse wavelength dispersion liquid crystal compound is not particularly limited as long as it can form a reverse wavelength dispersion film as described above, and examples thereof include compounds represented by the general formula (I) described in JP-A-2008-297210 (particularly, the compounds described in paragraphs [0034] to [0039]), compounds represented by the general formula (1) described in JP-A-2010-084032 (particularly, the compounds described in paragraphs [0067] to [0073]), and compounds represented by the general formula (1) described in JP-A-2016-081035 (particularly, the compounds described in paragraphs [0043] to [0055]).
Further, JP-A-2011-006360, paragraphs [0027] to [0100], JP-A-2011-006361, paragraphs [0028] to [0125], JP-A-2012-207765, paragraphs [0034] to [0298], JP-A-2012-077055, paragraphs [0016] to [0345], WO12/141245, paragraphs [0017] to [0072], WO12/147904, paragraphs [0021] to [0088], and WO14/147904, paragraphs [0028] to [0115] of the compounds described in.
〔光酸発生剤〕
本発明のバインダー組成物は、光酸発生剤を含む。
光酸発生剤は特に限定されず、波長300nm以上、好ましくは波長300~450nmの活性光線に感応し、酸を発生する化合物が好ましい。また、波長300nm以上の活性光線に直接感応しない光酸発生剤についても、増感剤と併用することによって波長300nm以上の活性光線に感応し、酸を発生する化合物であれば、増感剤と組み合わせて好ましく用いることができる。
光酸発生剤としては、pKaが4以下の酸を発生する光酸発生剤が好ましく、pKaが3以下の酸を発生する光酸発生剤がより好ましく、2以下の酸を発生する光酸発生剤がさらに好ましい。なお、本発明において、pKaは、基本的に25℃の水中におけるpKaを指す。水中で測定できないものは、測定に適する溶剤に変更し測定したものを指す。具体的には、化学便覧などに記載のpKaが参考にできる。pKaが3以下の酸としては、スルホン酸またはホスホン酸が好ましく、スルホン酸がより好ましい。
[Photoacid generator]
The binder composition of the present invention contains a photoacid generator.
The photoacid generator is not particularly limited, and is preferably a compound that responds to actinic rays with a wavelength of 300 nm or more, preferably 300 to 450 nm, and generates an acid. Furthermore, even if a photoacid generator is not directly sensitive to actinic rays with a wavelength of 300 nm or more, it can be preferably used in combination with a sensitizer, as long as it responds to actinic rays with a wavelength of 300 nm or more and generates an acid when used in combination with a sensitizer.
As the photoacid generator, a photoacid generator that generates an acid with a pKa of 4 or less is preferred, a photoacid generator that generates an acid with a pKa of 3 or less is more preferred, and a photoacid generator that generates an acid with a pKa of 2 or less is even more preferred. In the present invention, pKa basically refers to the pKa in water at 25°C. For those that cannot be measured in water, the pKa refers to the pKa measured after changing to a solvent suitable for measurement. Specifically, pKa values listed in a chemistry handbook or the like can be used as a reference. As acids with a pKa of 3 or less, sulfonic acid or phosphonic acid is preferred, and sulfonic acid is more preferred.
光酸発生剤としては、例えば、オニウム塩化合物、トリクロロメチル-s-トリアジン類、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、第四級アンモニウム塩類、ジアゾメタン化合物、イミドスルホネート化合物、および、オキシムスルホネート化合物が挙げられる。なかでも、オニウム塩化合物、イミドスルホネート化合物、または、オキシムスルホネート化合物が好ましく、オニウム塩化合物、または、オキシムスルホネート化合物がより好ましい。光酸発生剤は、1種単独または2種類以上を組み合わせて使用できる。 Examples of photoacid generators include onium salt compounds, trichloromethyl-s-triazines, sulfonium salts, iodonium salts, quaternary ammonium salts, diazomethane compounds, imide sulfonate compounds, and oxime sulfonate compounds. Of these, onium salt compounds, imide sulfonate compounds, and oxime sulfonate compounds are preferred, with onium salt compounds and oxime sulfonate compounds being more preferred. Photoacid generators can be used alone or in combination of two or more types.
本発明のバインダー組成物は、上述した、光配向性ポリマー、バインダー、および、光酸発生剤以外の他の成分を含んでいてもよい。 The binder composition of the present invention may contain components other than the above-mentioned photoalignable polymer, binder, and photoacid generator.
〔重合開始剤〕
本発明のバインダー組成物は、バインダーとして重合性化合物を用いた場合には、重合開始剤を含むことが好ましい。
重合開始剤は特に限定されず、重合反応の形式に応じて、熱重合開始剤および光重合開始剤が挙げられる。
重合開始剤としては、紫外線照射によって重合反応を開始可能な光重合開始剤が好ましい。
光重合開始剤としては、例えば、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、アクリジンおよびフェナジン化合物、オキサジアゾール化合物、および、アシルフォスフィンオキシド化合物が挙げられる。
[Polymerization initiator]
When a polymerizable compound is used as the binder, the binder composition of the present invention preferably contains a polymerization initiator.
The polymerization initiator is not particularly limited, and examples thereof include a thermal polymerization initiator and a photopolymerization initiator depending on the type of polymerization reaction.
The polymerization initiator is preferably a photopolymerization initiator that can initiate a polymerization reaction by irradiation with ultraviolet light.
Examples of the photopolymerization initiator include α-carbonyl compounds, acyloin ethers, α-hydrocarbon-substituted aromatic acyloin compounds, polynuclear quinone compounds, combinations of triarylimidazole dimers and p-aminophenyl ketones, acridine and phenazine compounds, oxadiazole compounds, and acylphosphine oxide compounds.
〔溶媒〕
本発明のバインダー組成物は、バインダー層を形成する作業性の点から、溶媒を含むのが好ましい。
溶媒としては、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、シクロペンタノン、および、シクロヘキサノン)、エーテル類(例えば、ジオキサン、および、テトラヒドロフラン)、脂肪族炭化水素類(例えば、ヘキサン)、脂環式炭化水素類(例えば、シクロヘキサン)、芳香族炭化水素類(例えば、トルエン、キシレン、および、トリメチルベンゼン)、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、および、クロロトルエン)、エステル類(例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、および、酢酸ブチル)、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、および、シクロヘキサノール)、セロソルブ類(例えば、メチルセロソルブ、および、エチルセロソルブ)、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)、アミド類(例えば、ジメチルホルムアミド、および、ジメチルアセトアミド)が挙げられる。
溶媒を1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
〔solvent〕
The binder composition of the present invention preferably contains a solvent from the viewpoint of workability in forming the binder layer.
Examples of the solvent include ketones (e.g., acetone, 2-butanone, methyl isobutyl ketone, cyclopentanone, and cyclohexanone), ethers (e.g., dioxane and tetrahydrofuran), aliphatic hydrocarbons (e.g., hexane), alicyclic hydrocarbons (e.g., cyclohexane), aromatic hydrocarbons (e.g., toluene, xylene, and trimethylbenzene), halogenated carbons (e.g., dichloromethane, dichloroethane, dichlorobenzene, and chlorotoluene), esters (e.g., methyl acetate, ethyl acetate, and butyl acetate), water, alcohols (e.g., ethanol, isopropanol, butanol, and cyclohexanol), cellosolves (e.g., methyl cellosolve and ethyl cellosolve), cellosolve acetates, sulfoxides (e.g., dimethyl sulfoxide), and amides (e.g., dimethylformamide and dimethylacetamide).
The solvents may be used alone or in combination of two or more.
[バインダー層]
本発明のバインダー層は、上述した本発明のバインダー組成物を用いて形成され、その表面が配向制御能を有する層である。より具体的には、バインダー層は、バインダー組成物の塗膜中の光酸発生剤から酸を発生させた後、光配向処理を施して形成される層である。
つまり、バインダー層を形成する方法は、上記バインダー組成物を用いて得られる塗膜中の光酸発生剤から酸を発生させた後、塗膜に対して光配向処理を施して、バインダー層を形成する工程(工程1)を有することが好ましい。
なお、配向制御能を有するとは、バインダー層上に配置される液晶化合物を所定の方向に配向させる機能を有することを意味する。
バインダー組成物が重合性化合物を含む場合、上記工程1においては、上記バインダー組成物を用いて得られる塗膜に対して、硬化処理を施して、その後、塗膜中の光酸発生剤から酸を発生させる処理(以後、単に「酸発生処理」ともいう。)を実施した後、光配向処理を施して、バインダー層を形成することが好ましい。
なお、後述するように、硬化処理と、酸発生処理とは同時に実施してもよい。
以下、上記硬化処理を実施する方法について詳述する。
[Binder layer]
The binder layer of the present invention is formed using the binder composition of the present invention described above, and is a layer whose surface has an alignment control ability. More specifically, the binder layer is formed by generating an acid from a photoacid generator in a coating film of the binder composition, and then performing a photoalignment treatment.
In other words, the method for forming the binder layer preferably includes a step (step 1) of generating an acid from a photoacid generator in a coating film obtained using the binder composition, and then subjecting the coating film to a photoalignment treatment to form a binder layer.
The term "having an alignment control ability" means having a function of aligning the liquid crystal compound disposed on the binder layer in a predetermined direction.
When the binder composition contains a polymerizable compound, in the above step 1, it is preferable to subject the coating film obtained using the above binder composition to a curing treatment, then to a treatment for generating an acid from a photoacid generator in the coating film (hereinafter, also simply referred to as an "acid generating treatment"), and then to a photoalignment treatment to form a binder layer.
As will be described later, the curing treatment and the acid generating treatment may be carried out simultaneously.
The method for carrying out the above-mentioned hardening treatment will be described in detail below.
バインダー組成物の塗膜を形成する方法は特に限定されず、例えば、支持体上にバインダー組成物を塗布して、必要に応じて乾燥処理を施す方法が挙げられる。
支持体は、後段で詳述する。
また、支持体上には配向層が配置されていてもよい。
バインダー組成物を塗布する方法は特に限定されず、塗布方法としては、例えば、スピンコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法、および、ダイコート法が挙げられる。
The method for forming a coating film of the binder composition is not particularly limited, and examples thereof include a method in which the binder composition is applied onto a support and, if necessary, subjected to a drying treatment.
The support will be described in detail below.
An alignment layer may be disposed on the support.
The method for applying the binder composition is not particularly limited, and examples of the application method include spin coating, air knife coating, curtain coating, roller coating, wire bar coating, gravure coating, and die coating.
次に、バインダー組成物の塗膜に対して、硬化処理、および、塗膜中の光酸発生剤から酸を発生させる処理(以後、「酸発生処理」ともいう。)を実施する。
硬化処理としては、光照射処理または加熱処理が挙げられる。
また、硬化処理の条件は特に限定されないが、光照射による重合においては、紫外線を用いることが好ましい。照射量は、10mJ/cm2~50J/cm2が好ましく、20mJ/cm2~5J/cm2がより好ましく、30mJ/cm2~3J/cm2がさらに好ましく、50~1000mJ/cm2が特に好ましい。また、重合反応を促進するため、加熱条件下で実施してもよい。
Next, the coating film of the binder composition is subjected to a curing treatment and a treatment for generating an acid from the photoacid generator in the coating film (hereinafter also referred to as "acid generating treatment").
The curing treatment may be a light irradiation treatment or a heat treatment.
The conditions for the curing treatment are not particularly limited, but for polymerization by light irradiation, ultraviolet light is preferably used. The irradiation dose is preferably 10 mJ/cm 2 to 50 J/cm 2 , more preferably 20 mJ/cm 2 to 5 J/cm 2 , even more preferably 30 mJ/cm 2 to 3 J/cm 2 , and particularly preferably 50 to 1000 mJ/cm 2. In order to promote the polymerization reaction, the treatment may be carried out under heating conditions.
塗膜中の光酸発生剤から酸を発生させる処理とは、バインダー組成物中に含まれている光酸発生剤が感光する光を照射して、酸を発生させる処理である。本処理を実施することにより、開裂基での開裂が進行し、フッ素原子またはケイ素原子を含む基が脱離する。
上記処理で実施される光照射処理は、光酸発生剤が感光する処理であればよく、例えば、紫外線を照射する方法が挙げられる。光源としては、高圧水銀ランプおよびメタルハライドランプなどの紫外線を発光するランプを用いることが可能である。また、照射量は、10mJ/cm2~50J/cm2が好ましく、20mJ/cm2~5J/cm2がより好ましく、30mJ/cm2~3J/cm2がさらに好ましく、50~1000mJ/cm2が特に好ましい。
The treatment of generating an acid from a photoacid generator in a coating film is a treatment of generating an acid by irradiating the binder composition with light to which the photoacid generator contained in the binder composition is sensitive. By carrying out this treatment, cleavage at the cleavable group proceeds, and a group containing a fluorine atom or a silicon atom is eliminated.
The light irradiation treatment carried out in the above treatment may be any treatment to which the photoacid generator is photosensitive, and examples thereof include a method of irradiating with ultraviolet light. Lamps that emit ultraviolet light, such as high-pressure mercury lamps and metal halide lamps, can be used as the light source. The irradiation dose is preferably 10 mJ/cm 2 to 50 J/cm 2 , more preferably 20 mJ/cm 2 to 5 J/cm 2 , even more preferably 30 mJ/cm 2 to 3 J/cm 2 , and particularly preferably 50 to 1000 mJ/cm 2 .
上記硬化処理および酸発生処理は、硬化処理を実施した後、酸発生処理を実施してもよいし、硬化処理および酸発生処理を同時に実施してもよい。特に、バインダー組成物中の光酸発生剤および重合開始剤が同じ波長の光で感光する場合、同時に実施することが生産性の点から好ましい。 The above-mentioned curing treatment and acid generation treatment may be carried out after the curing treatment, or may be carried out simultaneously. In particular, when the photoacid generator and polymerization initiator in the binder composition are sensitive to light of the same wavelength, carrying out the treatments simultaneously is preferable from the standpoint of productivity.
上記で形成されたバインダー組成物の塗膜(硬化処理が施された、バインダー組成物の硬化膜を含む)に対して、実施される光配向処理の方法は特に限定されず、公知の方法が挙げられる。
光配向処理としては、例えば、バインダー組成物の塗膜(硬化処理が施された、バインダー組成物の硬化膜を含む)に対して、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方法が挙げられる。
The method of photoalignment treatment performed on the coating film of the binder composition formed above (including the cured film of the binder composition that has been subjected to a curing treatment) is not particularly limited, and known methods can be used.
Examples of photo-alignment treatments include a method in which a coating film of the binder composition (including a cured film of the binder composition that has been cured) is irradiated with polarized light or unpolarized light from an oblique direction relative to the coating film surface.
光配向処理において、照射する偏光は特に限定されず、例えば、直線偏光、円偏光、および、楕円偏光が挙げられ、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、特に限定されず、目的に応じて適宜選択できるが、θが20~80°が好ましい。
In the photo-alignment treatment, the polarized light to be irradiated is not particularly limited, and examples thereof include linearly polarized light, circularly polarized light, and elliptically polarized light, with linearly polarized light being preferred.
Furthermore, the "oblique direction" in which unpolarized light is irradiated is not particularly limited as long as it is a direction inclined at a polar angle θ (0<θ<90°) with respect to the normal direction of the coating film surface, and can be appropriately selected depending on the purpose, but θ is preferably 20 to 80°.
偏光または非偏光における波長としては、光配向性基が感光する光であれば特に限定されず、例えば、紫外線、近紫外線、および、可視光線が挙げられ、250~450nmの近紫外線が好ましい。
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、および、メタルハライドランプが挙げられる。このような光源から得た紫外線または可視光線に対して、干渉フィルタまたは色フィルタなどを用いることで、照射する波長範囲を限定できる。また、これらの光源からの光に対して、偏光フィルタまたは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。
The wavelength of the polarized or unpolarized light is not particularly limited as long as it is light to which the photo-alignable group is sensitive, and examples thereof include ultraviolet light, near ultraviolet light, and visible light, with near ultraviolet light of 250 to 450 nm being preferred.
Examples of light sources for irradiating polarized or non-polarized light include xenon lamps, high-pressure mercury lamps, ultra-high-pressure mercury lamps, and metal halide lamps. The wavelength range of the ultraviolet or visible light obtained from such light sources can be limited by using an interference filter or color filter. Furthermore, linearly polarized light can be obtained by using a polarizing filter or polarizing prism on the light from these light sources.
偏光または非偏光の積算光量は特に限定されず、1~300mJ/cm2が好ましく、5~100mJ/cm2がより好ましい。
偏光または非偏光の照度は特に限定されず、0.1~300mW/cm2が好ましく、1~100mW/cm2がより好ましい。
The integrated amount of polarized or unpolarized light is not particularly limited, but is preferably 1 to 300 mJ/cm 2 , and more preferably 5 to 100 mJ/cm 2 .
The illuminance of polarized or unpolarized light is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 300 mW/cm 2 , more preferably 1 to 100 mW/cm 2 .
なお、上記では、光配向処理を実施する前に、硬化処理および酸発生処理を実施する態様を述べたが、本発明はこの態様には限定されず、光配向処理の際に、同時に硬化処理および酸発生処理を実施してもよい。 Note that, although the above describes an embodiment in which the curing treatment and acid generation treatment are performed before the photo-alignment treatment, the present invention is not limited to this embodiment, and the curing treatment and acid generation treatment may be performed simultaneously during the photo-alignment treatment.
バインダー層の厚みは特に限定されず、液晶配向性がより良好となる理由から、0.1~10μmが好ましく、0.5~5μmがより好ましい。 The thickness of the binder layer is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 10 μm, and more preferably 0.5 to 5 μm, as this improves liquid crystal alignment.
[光学積層体]
本発明の光学積層体は、本発明のバインダー層と、バインダー層上に設けられる光学異方性層とを有する。
本発明の光学積層体の好適な態様の1つとしては、バインダー層上に設けられる光学異方性層が重合性液晶化合物を含有する重合性液晶組成物を用いて形成されており、また、バインダー層と光学異方性層とが互いに隣接して積層されている態様が挙げられる。
また、本発明の光学積層体は、バインダー層を支持する支持体を有していることが好ましい。
以下、本発明の光学積層体の好適態様について詳述する。
[Optical laminate]
The optical laminate of the present invention has the binder layer of the present invention and an optically anisotropic layer provided on the binder layer.
One preferred embodiment of the optical laminate of the present invention is one in which the optically anisotropic layer provided on the binder layer is formed using a polymerizable liquid crystal composition containing a polymerizable liquid crystal compound, and the binder layer and the optically anisotropic layer are laminated adjacent to each other.
The optical layered body of the present invention preferably has a support that supports the binder layer.
Preferred embodiments of the optical layered body of the present invention will be described in detail below.
〔支持体〕
支持体としては、例えば、ガラス基板およびポリマーフィルムが挙げられる。
ポリマーフィルムの材料としては、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など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、および、ポリエチレンナフタレートなど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などのスチレン系ポリマー;ポリエチレン、ポリプロピレン、および、エチレン・プロピレン共重合体など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、芳香族ポリアミドなど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。
[Support]
Examples of the support include a glass substrate and a polymer film.
Examples of materials for polymer films include cellulose-based polymers; acrylic polymers having acrylic ester polymers such as polymethyl methacrylate and lactone ring-containing polymers; thermoplastic norbornene-based polymers; polycarbonate-based polymers; polyester-based polymers such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate; styrene-based polymers such as polystyrene and acrylonitrile-styrene copolymers; polyolefin-based polymers such as polyethylene, polypropylene, and ethylene-propylene copolymers; vinyl chloride-based polymers; amide-based polymers such as nylon and aromatic polyamides; imide-based polymers; sulfone-based polymers; polyethersulfone-based polymers; polyetheretherketone-based polymers; polyphenylene sulfide-based polymers; vinylidene chloride-based polymers; vinyl alcohol-based polymers; vinyl butyral-based polymers; arylate-based polymers; polyoxymethylene-based polymers; epoxy-based polymers; or polymers containing mixtures of these polymers.
支持体の厚みは特に限定されず、5~200μmが好ましく、10~100μmがより好ましく、20~90μmがさらに好ましい。支持体は剥離可能なものが好ましい。 The thickness of the support is not particularly limited, but is preferably 5 to 200 μm, more preferably 10 to 100 μm, and even more preferably 20 to 90 μm. It is preferable that the support be peelable.
〔バインダー層〕
バインダー層は、上述した本発明のバインダー層である。
[Binder layer]
The binder layer is the binder layer of the present invention described above.
〔光学異方性層〕
光学異方性層は、重合性液晶化合物を含む重合性液晶組成物を用いて形成されることが好ましい。
ここで、光学異方性層を形成するための重合性液晶組成物としては、例えば、本発明のバインダー組成物において任意成分として記載した重合性液晶化合物、重合開始剤および溶媒などを配合した組成物が挙げられる。
[Optical Anisotropic Layer]
The optically anisotropic layer is preferably formed using a polymerizable liquid crystal composition containing a polymerizable liquid crystal compound.
Here, examples of the polymerizable liquid crystal composition for forming the optically anisotropic layer include compositions containing the polymerizable liquid crystal compound, polymerization initiator, solvent, and the like described as optional components in the binder composition of the present invention.
光学異方性層の厚みは特に限定されず、0.1~10μmが好ましく、0.5~5μmがより好ましい。 The thickness of the optically anisotropic layer is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 10 μm, and more preferably 0.5 to 5 μm.
[光学積層体の製造方法]
本発明の光学積層体の製造方法は、上述した本発明の光学積層体の好適態様を作製する方法であり、上記バインダー組成物を用いて得られる塗膜中の光酸発生剤から酸を発生させた後、塗膜に対して光配向処理を施して、バインダー層を形成する工程(工程1)と、バインダー層上に、重合性液晶化合物を含む重合性液晶組成物を塗布して、光学異方性層を形成する工程(工程2)とを有する。
[Method of manufacturing optical laminate]
The method for producing the optical laminate of the present invention is a method for producing a preferred embodiment of the optical laminate of the present invention described above, and includes a step (step 1) of generating an acid from a photoacid generator in a coating film obtained using the binder composition, and then subjecting the coating film to a photoalignment treatment to form a binder layer, and a step (step 2) of applying a polymerizable liquid crystal composition containing a polymerizable liquid crystal compound onto the binder layer to form an optically anisotropic layer.
〔工程1〕
工程1は、上記バインダー組成物を用いて得られる塗膜中の光酸発生剤から酸を発生させた後、塗膜に対して光配向処理を施して、バインダー層を形成する工程である。
工程1の手順は、上述した通りである。
[Step 1]
Step 1 is a step of generating an acid from a photoacid generator in a coating film obtained using the binder composition, and then subjecting the coating film to a photoalignment treatment to form a binder layer.
The procedure for step 1 is as described above.
〔工程2〕
工程2は、バインダー層上に、重合性液晶化合物を含む重合性液晶組成物を塗布して、光学異方性層を形成する工程である。
重合性液晶組成物を塗布する方法は特に限定されず、工程1で例示される塗布方法が挙げられる。
[Step 2]
Step 2 is a step of applying a polymerizable liquid crystal composition containing a polymerizable liquid crystal compound onto the binder layer to form an optically anisotropic layer.
The method for applying the polymerizable liquid crystal composition is not particularly limited, and examples thereof include the application methods exemplified in step 1.
光学異方性層を形成する方法としては、重合性液晶組成物の塗膜に対して加熱処理を施して、その後、硬化処理を施す方法が挙げられる。上記加熱処理により重合性液晶化合物を配向させることができる。
上記では加熱処理と硬化処理とを別々に実施したが、加熱条件下にて硬化処理を実施する方法でもよい。
なお、重合性液晶化合物の種類によって加熱処理を実施せずに配向する場合には、加熱処理は実施しなくてもよい。
塗膜を加熱した後、後述する硬化処理の前に、必要に応じて、塗膜を冷却してもよい。
The optically anisotropic layer can be formed by subjecting a coating of the polymerizable liquid crystal composition to a heat treatment and then subjecting it to a curing treatment. The heat treatment can align the polymerizable liquid crystal compound.
In the above, the heating treatment and the hardening treatment are carried out separately, but the hardening treatment may be carried out under heating conditions.
In addition, depending on the type of polymerizable liquid crystal compound, when alignment can be achieved without carrying out heat treatment, heat treatment may not be carried out.
After heating the coating film, the coating film may be cooled, if necessary, before the curing treatment described below.
加熱処理の条件は特に限定されず、重合性液晶化合物が配向する温度であればよい。加熱温度は、通常、30~100℃が好ましく、50~80℃がより好ましい。加熱時間は、0.5~20分間が好ましく、1~5分間がより好ましい。 The conditions for the heat treatment are not particularly limited, as long as the temperature is such that the polymerizable liquid crystal compound is oriented. The heating temperature is generally preferably 30 to 100°C, more preferably 50 to 80°C. The heating time is preferably 0.5 to 20 minutes, more preferably 1 to 5 minutes.
硬化処理の方法は特に限定されず、光照射処理、および、加熱処理が挙げられ、光照射処理が好ましい。光照射処理の際の光としては、紫外線が好ましい。
光照射を行う際の条件は特に限定されず、照射量としては10mJ/cm2~50J/cm2が好ましく、20mJ/cm2~5J/cm2がより好ましく、30mJ/cm2~3J/cm2がさらに好ましい。
また、重合反応を促進するため、加熱条件下で実施してもよい。
The method of curing treatment is not particularly limited, and examples thereof include light irradiation treatment and heat treatment, with light irradiation treatment being preferred. As the light for the light irradiation treatment, ultraviolet light is preferred.
The conditions for light irradiation are not particularly limited, and the irradiation dose is preferably 10 mJ/cm 2 to 50 J/cm 2 , more preferably 20 mJ/cm 2 to 5 J/cm 2 , and even more preferably 30 mJ/cm 2 to 3 J/cm 2 .
In order to promote the polymerization reaction, the reaction may be carried out under heating conditions.
[画像表示装置]
本発明の画像表示装置は、本発明の光学異方性層または本発明の光学積層体を有する、画像表示装置である。
本発明の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、および、プラズマディスプレイパネルが挙げられる。
これらのうち、液晶セル、または、有機EL表示パネルが好ましく、液晶セルがより好ましい。すなわち、本発明の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、または、表示素子として有機EL表示パネルを用いた有機EL表示装置が好ましい。
[Image display device]
The image display device of the present invention is an image display device having the optically anisotropic layer of the present invention or the optical laminate of the present invention.
The display element used in the image display device of the present invention 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.
Among these, a liquid crystal cell or an organic EL display panel is preferred, and a liquid crystal cell is more preferred. That is, the image display device of the present invention is preferably a liquid crystal display device using a liquid crystal cell as a display element, or an organic EL display device using an organic EL display panel as a display element.
〔液晶表示装置〕
本発明の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異方性層または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。
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、FFS(Fringe-Field-Switching)モード、又は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。
[Liquid crystal display device]
A liquid crystal display device, which is one example of the image display device of the present invention, is a liquid crystal display device having the above-mentioned optically anisotropic layer of the present invention or the optical laminate of the present invention, and a liquid crystal cell.
The liquid crystal cell used in the liquid crystal display device is preferably in VA (Vertical Alignment) mode, OCB (Opticaly Compensated Bend) mode, IPS (In-Plane-Switching) mode, FFS (Fringe-Field-Switching) mode, or TN (Twisted Nematic) mode, but is not limited to these.
〔有機EL表示装置〕
本発明の画像表示装置の一例である有機EL表示装置としては、例えば、視認側から、偏光子、本発明の光学異方性層または本発明の光学積層体、および、有機EL表示パネルをこの順で有する態様が好適に挙げられる。
[Organic EL display device]
A preferred example of an organic EL display device, which is an example of the image display device of the present invention, is one having, from the viewing side, a polarizer, the optically anisotropic layer of the present invention or the optical laminate of the present invention, and an organic EL display panel in this order.
<偏光子>
上記偏光子は、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が挙げられる。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とがあり、いずれも適用できる。
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は、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、および、特許第4751486号公報に記載される方法が挙げられる。
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、および、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が挙げられる。
これらのうち、密着性がより優れる点で、ポリビニルアルコール系樹脂(-CH2-CHOH-を繰り返し単位として含むポリマー。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)を含む偏光子が好ましい。
<Polarizer>
The polarizer is not particularly limited as long as it is a member that has the function of converting light into a specific linearly polarized light, and conventionally known absorptive polarizers and reflective polarizers can be used.
Examples of absorption-type polarizers include iodine-based polarizers, dye-based polarizers using dichroic dyes, and polyene-based polarizers. Iodine-based polarizers and dye-based polarizers include coated polarizers and stretched polarizers, both of which are applicable.
Furthermore, examples of methods for obtaining a polarizer by stretching and dyeing a laminated film in the state of forming a polyvinyl alcohol layer on a substrate include the methods described in Japanese Patent Nos. 5,048,120, 5,143,918, 4,691,205, 4,751,481, and 4,751,486.
Examples of reflective polarizers include polarizers in which thin films with different birefringence are stacked, wire grid polarizers, and polarizers in which a cholesteric liquid crystal having a selective reflection region is combined with a quarter-wave plate.
Among these, polarizers containing polyvinyl alcohol resins (polymers containing -CH 2 -CHOH- as a repeating unit, in particular at least one selected from the group consisting of polyvinyl alcohol and ethylene-vinyl alcohol copolymers) are preferred because of their superior adhesion.
偏光子の厚みは特に限定されず、3~60μmが好ましく、5~30μmがより好ましく、5~15μmがさらに好ましい。 The thickness of the polarizer is not particularly limited, but is preferably 3 to 60 μm, more preferably 5 to 30 μm, and even more preferably 5 to 15 μm.
<有機EL表示パネル>
有機EL表示パネルは、陽極、陰極の一対の電極間に発光層または発光層を含む複数の有機化合物薄膜を形成した部材であり、発光層のほか正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層、および、保護層などを有してもよく、またこれらの各層はそれぞれ他の機能を備えたものであってもよい。各層の形成にはそれぞれ種々の材料を用いることができる。
<Organic EL display panel>
An organic EL display panel is a component in which a light-emitting layer or a plurality of organic compound thin films including a light-emitting layer are formed between a pair of electrodes, an anode and a cathode, and may have a hole injection layer, a hole transport layer, an electron injection layer, an electron transport layer, a protective layer, etc. in addition to the light-emitting layer, and each of these layers may have other functions. Various materials can be used to form each layer.
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、および、処理手順などは、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更できる。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。 The present invention will be explained in more detail below with reference to the following examples. The materials, amounts used, ratios, processing details, and processing procedures shown in the following examples can be modified as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as being limited by the examples shown below.
〔モノマー合成〕
100mLの3口ナスフラスコに、p-ヒドロキシ桂皮酸4g、ヒドロキシエチルメタクリレート9.5g、および、トリフェニルフォスフィン18.4gを量りとり、テトラヒドロフラン(THF)10mLを加え、完溶させた。0℃で攪拌しながら、ジイソプロピルアゾジカルボキシレート(DIAD)16.4gを30分かけて滴下した。
滴下終了後、室温で4時間加熱し、酢酸エチル100mLに希釈し、飽和食塩水で分液洗浄し、得られた有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、得られた溶液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーを行い、上記式mA-1で表されるモノマーmA-1を淡黄色液体として4.0g得た(収率43%)。
4 g of p-hydroxycinnamic acid, 9.5 g of hydroxyethyl methacrylate, and 18.4 g of triphenylphosphine were weighed into a 100 mL three-necked flask, and 10 mL of tetrahydrofuran (THF) was added to completely dissolve the mixture. While stirring at 0°C, 16.4 g of diisopropyl azodicarboxylate (DIAD) was added dropwise over 30 minutes.
After the dropwise addition was completed, the mixture was heated at room temperature for 4 hours, diluted with 100 mL of ethyl acetate, and washed with saturated saline solution. The obtained organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate, and the obtained solution was concentrated and subjected to silica gel column chromatography to obtain 4.0 g of monomer mA-1 represented by the above formula mA-1 as a pale yellow liquid (yield: 43%).
[実施例1(光配向性ポリマーP-1の合成)]
冷却管、温度計および撹拌機を備えたフラスコに、モノマーmA-1を1.0質量部、下記式mB-1で表されるモノマーmB-1を1.0質量部、下記式mC-1aで表されるモノマーmC-1aを1.0質量部、重合開始剤として2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル)を0.06質量部と、溶媒としてトルエン6質量部を仕込み、フラスコ内に窒素を30mL/min流しながら、水浴加熱により70℃で7時間反応させた。反応終了後、室温まで放冷し、得られた重合体溶液を大過剰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、大量のメタノールで洗浄した後、40℃において2時間真空乾燥することにより、下記式P-1aで表される光配向性ポリマーP-1aを得た。
次いで、光配向性ポリマーP-1aの1.0質量部に対し、ジメチルアセトアミド1.5質量部、および、トリエチルアミン0.5質量部を加え、水浴加熱により60℃で2時間反応させた。反応終了後、室温まで放冷し、得られた重合体溶液を大過剰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、大量のメタノールで洗浄した後、40℃において10時間真空乾燥することにより、下記式P-1で表される光配向性ポリマーP-1を得た。
なお、下記式P-1中の各繰り返し単位中に記載のアルファベットは、全繰り返し単位に対する、各繰り返し単位の含有量(質量%)を表し、a、bおよびcは、それぞれ、26質量%、37質量%および37質量%であった。また、重量平均分子量は200000であった。
A flask equipped with a condenser, a thermometer, and a stirrer, 1.0 part by mass of monomer mA-1, 1.0 part by mass of monomer mB-1 represented by the following formula mB-1, 1.0 part by mass of monomer mC-1a represented by the following formula mC-1a, 0.06 parts by mass of 2,2'-azobis (isobutyronitrile) as a polymerization initiator, and 6 parts by mass of toluene as a solvent were charged, and nitrogen was flowed into the flask at 30 mL / min, and the reaction was carried out for 7 hours by water bath heating at 70 ° C. After completion of the reaction, the mixture was allowed to cool to room temperature, and the resulting polymer solution was poured into a large excess of methanol to precipitate the polymer, and the recovered precipitate was filtered off, washed with a large amount of methanol, and then vacuum dried at 40 ° C. for 2 hours to obtain a photo-aligned polymer P-1a represented by the following formula P-1a.
Next, 1.5 parts by mass of dimethylacetamide and 0.5 parts by mass of triethylamine were added to 1.0 part by mass of the photoalignable polymer P-1a, and the mixture was reacted for 2 hours by heating in a water bath at 60° C. After completion of the reaction, the mixture was allowed to cool to room temperature, and the resulting polymer solution was poured into a large excess of methanol to precipitate the polymer. The recovered precipitate was filtered, washed with a large amount of methanol, and then vacuum-dried at 40° C. for 10 hours to obtain a photoalignable polymer P-1 represented by the following formula P-1.
The alphabets in the following formula P-1 indicate the content (% by mass) of each repeating unit relative to the total amount of repeating units, and a, b, and c were 26%, 37%, and 37% by mass, respectively. The weight-average molecular weight was 200,000.
[実施例1(光学積層体(1A)の作製)]
セルロースアシレートフィルムTG40(富士フイルム社製:厚み40μm)上にギーサー塗布機を用いて、下記の組成の円盤状液晶化合物を含む光学異方性層形成用組成物(1A-a)を塗布して、組成物層を形成した。その後、フィルムの両端を保持し、フィルムの塗膜が形成された面の側に、フィルムとの距離が5mmとなるように冷却板(9℃)を設置し、フィルムの塗膜が形成された面とは反対側に、フィルムとの距離が5mmとなるようにヒーター(110℃)を設置し、90秒間乾燥させた。
次いで、得られたフィルムを温風にて116℃で1分間加熱し、酸素濃度が100体積ppm以下の雰囲気になるように窒素パージしながら365nmのUV-LEDを用いて、照射量150mJ/cm2の紫外線を照射した。その後、得られた塗膜に、温風にて115℃で25秒間アニーリングした。
次いで、室温で、ワイヤーグリッド偏光子を通したUV光(超高圧水銀ランプ;UL750;HOYA製)を7.9mJ/cm2(波長:313nm)照射することで、下層(バインダー層)に該当する、表面に配向制御能を有する光学異方性層(1A-a)を形成した。
なお、形成した光学異方性層(1A-a)の膜厚は1.0μmであった。波長550nmにおける面内レタデーションReは0nmであり、波長550nmにおける厚み方向のレタデーションRthは40nmであった。円盤状液晶化合物の円盤面のフィルム面に対する平均傾斜角は0°であり、フィルム面に対して、水平に配向していることを確認した。
[Example 1 (Preparation of Optical Laminate (1A)]
An optically anisotropic layer-forming composition (1A-a) containing a discotic liquid crystal compound having the following composition was applied to a cellulose acylate film TG40 (manufactured by Fujifilm Corporation, thickness 40 μm) using a Giesser coater to form a composition layer. Then, while holding both ends of the film, a cooling plate (9°C) was placed on the side of the film on which the coating film was formed so as to be 5 mm away from the film, and a heater (110°C) was placed on the side opposite the side on which the coating film was formed so as to be 5 mm away from the film, and the film was dried for 90 seconds.
The resulting film was then heated in hot air at 116°C for 1 minute, and irradiated with ultraviolet light at a dose of 150 mJ/ cm2 using a 365 nm UV-LED while purging with nitrogen to an atmosphere with an oxygen concentration of 100 ppm by volume or less. The resulting coating film was then annealed in hot air at 115°C for 25 seconds.
Next, at room temperature, the film was irradiated with UV light (ultra-high pressure mercury lamp; UL750; manufactured by HOYA) at 7.9 mJ/cm 2 (wavelength: 313 nm) through a wire grid polarizer to form an optically anisotropic layer (1A-a) having alignment control ability on its surface, which corresponds to the lower layer (binder layer).
The film thickness of the optically anisotropic layer (1A-a) thus formed was 1.0 μm. The in-plane retardation Re at a wavelength of 550 nm was 0 nm, and the thickness direction retardation Rth at a wavelength of 550 nm was 40 nm. The average tilt angle of the discotic plane of the discotic liquid crystal compound with respect to the film surface was 0°, and it was confirmed that the compound was aligned horizontally with respect to the film surface.
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光学異方性層形成用組成物(1A-a)
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下記の円盤状液晶化合物1 8質量部
下記の円盤状液晶化合物2 2質量部
下記の円盤状液晶化合物3 90質量部
下記の重合性モノマー1 12質量部
下記の重合開始剤S-1(オキシム型) 3質量部
下記の光酸発生剤D-1 3質量部
上記の光配向性ポリマーP-1 0.6質量部
トリイソプロピルアミン 0.2質量部
o-キシレン 634質量部
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Optically anisotropic layer-forming composition (1A-a)
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8 parts by mass of discotic liquid crystal compound 1 below; 2 parts by mass of discotic liquid crystal compound 2 below; 90 parts by mass of discotic liquid crystal compound 3 below; 12 parts by mass of polymerizable monomer 1 below; 3 parts by mass of polymerization initiator S-1 (oxime type) below; 3 parts by mass of photoacid generator D-1 below; 0.6 parts by mass of photoalignable polymer P-1 above; 0.2 parts by mass of triisopropylamine
o-Xylene 634 parts by mass -----------------------------------------------------------------
円盤状液晶化合物1
円盤状液晶化合物2
円盤状液晶化合物3
重合性モノマー1
重合開始剤S-1
光酸発生剤D-1
次いで、上記で作製した光学異方性層(1A-a)の上に、ギーサー塗布機を用いて、下記の組成の円盤状液晶化合物を含む光学異方性層形成用組成物(1A-b)を塗布し、95℃の温風で120秒間加熱した。続いて、得られた組成物層に対して95℃にてUV照射(100mJ/cm2)を行い、液晶化合物の配向を固定化して、上層に該当する光学異方性層(1A-b)を形成した。
光学異方性層(1A-b)の厚みは1.5μmであり、波長550nmにおけるΔndは153nmであった。円盤状液晶化合物の円盤面のフィルム面に対する平均傾斜角は90°であり、フィルム面に対して、垂直に配向していることを確認した。
フィルムの幅方向を0°(長手方向は反時計回りを90°、時計回りを-90°)とすると、光学異方性層(1A-b)側から見たとき、光学異方性層(1b)の面内遅相軸方向は-14°であった。
Next, on the optically anisotropic layer (1A-a) prepared above, a composition for forming an optically anisotropic layer (1A-b) containing a discotic liquid crystal compound of the following composition was applied using a Giesser coater, and heated for 120 seconds with hot air at 95° C. Subsequently, the obtained composition layer was irradiated with UV (100 mJ/cm 2 ) at 95° C. to fix the alignment of the liquid crystal compound, thereby forming an optically anisotropic layer (1A-b) corresponding to the upper layer.
The optically anisotropic layer (1A-b) had a thickness of 1.5 μm and a Δnd of 153 nm at a wavelength of 550 nm. The average tilt angle of the discotic plane of the discotic liquid crystal compound with respect to the film surface was 90°, and it was confirmed that the compound was aligned perpendicular to the film surface.
When the width direction of the film was 0° (the longitudinal direction was 90° counterclockwise and −90° clockwise), the in-plane slow axis direction of the optically anisotropic layer (1b) was −14° when viewed from the optically anisotropic layer (1A-b) side.
――――――――――――――――――――――――――――――――
光学異方性層形成用組成物(1A-b)
――――――――――――――――――――――――――――――――
上記の円盤状液晶化合物1 80質量部
上記の円盤状液晶化合物2 20質量部
下記の配向膜界面配向剤1 1.8質量部
上記の重合性モノマー1 10質量部
上記の重合開始剤S-1(オキシム型) 5質量部
下記の含フッ素化合物A 0.1質量部
下記の含フッ素化合物B 0.2質量部
下記の含フッ素化合物C 0.1質量部
下記の消泡剤1 2.1質量部
メチルエチルケトン 419質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――
----------------------------------------------------------------------------------
Optically anisotropic layer-forming composition (1A-b)
----------------------------------------------------------------------------------
80 parts by mass of the above discotic liquid crystal compound 1; 20 parts by mass of the above discotic liquid crystal compound 2; 1.8 parts by mass of the alignment film interface aligning agent 1 below; 10 parts by mass of the above polymerizable monomer 1; 5 parts by mass of the above polymerization initiator S-1 (oxime type); 0.1 parts by mass of the below fluorine-containing compound A; 0.2 parts by mass of the below fluorine-containing compound B; 0.1 parts by mass of the below fluorine-containing compound C; 2.1 parts by mass of the below antifoaming agent 1; 419 parts by mass of methyl ethyl ketone
配向膜界面配向剤1
含フッ素化合物A(下記式中、aおよびbは、全繰り返し単位に対する各繰り返し単位の含有量(質量%)を表し、aは90質量%、bは10質量%を表す。)
含フッ素化合物B(各繰り返し単位中の数値は全繰り返し単位に対する含有量を表す。)
含フッ素化合物C(各繰り返し単位中の数値は全繰り返し単位に対する含有量を表す。)
消泡剤1
上記手順によって、長尺状のセルロースアシレートフィルム上に、光学異方性層(1A-a)と光学異方性層(1A-b)とが直接積層された光学積層体(1A)を作製した。 By the above procedure, an optical laminate (1A) was produced in which an optically anisotropic layer (1A-a) and an optically anisotropic layer (1A-b) were directly laminated on a long cellulose acylate film.
[実施例2]
モノマーmA-1に代えて、下記式mA-2で表されるモノマーmA-2を用いた以外は、実施例1で合成した光配向性ポリマーP-1と同様の方法で、下記式P-2で表される光配向性ポリマーP-2を合成した。なお、下記式P-2中の各繰り返し単位中に記載のアルファベットは、全繰り返し単位に対する、各繰り返し単位の含有量(質量%)を表し、a、bおよびcは、それぞれ、26質量%、37質量%および37質量%であった。また、重量平均分子量は200000であった。
また、光配向性ポリマーP-1に代えて、光配向性ポリマーP-2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(2A)を作製した。
Photoalignment polymer P-2 represented by formula P-2 below was synthesized in the same manner as photoalignment polymer P-1 synthesized in Example 1, except that monomer mA-2 represented by formula mA-2 below was used instead of monomer mA-1. The alphabets in each repeating unit in formula P-2 below represent the content (% by mass) of each repeating unit relative to the total repeating units, with a, b, and c being 26% by mass, 37% by mass, and 37% by mass, respectively. The weight-average molecular weight was 200,000.
Further, an optical laminate (2A) was produced in the same manner as in Example 1, except that the photoalignable polymer P-2 was used instead of the photoalignable polymer P-1.
[実施例3]
モノマーmC-1aに代えて、下記式mC-2aで表されるモノマーmC-2aを用いた以外は、実施例1で合成した光配向性ポリマーP-1と同様の方法で、下記式P-3で表される光配向性ポリマーP-3を合成した。なお、下記式P-3中の各繰り返し単位中に記載のアルファベットは、全繰り返し単位に対する、各繰り返し単位の含有量(質量%)を表し、a、bおよびcは、それぞれ、26質量%、37質量%および37質量%であった。また、重量平均分子量は150000であった。
また、光配向性ポリマーP-1に代えて、光配向性ポリマーP-3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(3A)を作製した。
Photoalignment polymer P-3 represented by formula P-3 below was synthesized in the same manner as photoalignment polymer P-1 synthesized in Example 1, except that monomer mC-2a represented by formula mC-2a below was used instead of monomer mC-1a. The alphabets in each repeating unit in formula P-3 below represent the content (% by mass) of each repeating unit relative to all repeating units, with a, b, and c being 26% by mass, 37% by mass, and 37% by mass, respectively. The weight-average molecular weight was 150,000.
Further, an optical laminate (3A) was produced in the same manner as in Example 1, except that the photoalignable polymer P-3 was used instead of the photoalignable polymer P-1.
[実施例4]
モノマーmB-1に代えて、下記式mB-2で表されるモノマーmB-2を用いた以外は、実施例1で合成した光配向性ポリマーP-1と同様の方法で、下記式P-4で表される光配向性ポリマーP-4を合成した。なお、下記式P-4中の各繰り返し単位中に記載のアルファベットは、全繰り返し単位に対する、各繰り返し単位の含有量(質量%)を表し、a、bおよびcは、それぞれ、26質量%、45質量%および29質量%であった。また、重量平均分子量は100000であった。
また、光配向性ポリマーP-1に代えて、光配向性ポリマー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(4A)を作製した。
Photoalignment polymer P-4 represented by formula P-4 below was synthesized in the same manner as photoalignment polymer P-1 synthesized in Example 1, except that monomer mB-2 represented by formula mB-2 below was used instead of monomer mB-1. The alphabets in each repeating unit in formula P-4 below represent the content (% by mass) of each repeating unit relative to the total repeating units, with a, b, and c being 26% by mass, 45% by mass, and 29% by mass, respectively. The weight-average molecular weight was 100,000.
Further, an optical laminate (4A) was produced in the same manner as in Example 1, except that the photoalignable polymer P-4 was used instead of the photoalignable polymer P-1.
[実施例5]
モノマーの配合量を変更し、合成される光配向性ポリマーの繰り返し単位の含有量を以下のように変更した以外は、実施例4で合成した光配向性ポリマーP-4と同様の方法で、下記式P-5で表される光配向性ポリマーP-5を合成した。なお、下記式P-4中の各繰り返し単位中に記載のアルファベットは、全繰り返し単位に対する、各繰り返し単位の含有量(質量%)を表し、a、bおよびcは、それぞれ、4質量%、37質量%および59質量%であった。また、重量平均分子量は100000であった。
また、光配向性ポリマーP-1に代えて、光配向性ポリマーP-5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(5A)を作製した。
Photoalignment polymer P-5 represented by formula P-5 below was synthesized in the same manner as photoalignment polymer P-4 synthesized in Example 4, except that the blending amount of the monomer was changed and the content of the repeating unit of the synthesized photoalignment polymer was changed as follows. Note that the alphabet written in each repeating unit in formula P-4 below represents the content (% by mass) of each repeating unit relative to the total repeating units, with a, b, and c being 4% by mass, 37% by mass, and 59% by mass, respectively. The weight average molecular weight was 100,000.
Further, an optical laminate (5A) was produced in the same manner as in Example 1, except that the photoalignable polymer P-5 was used instead of the photoalignable polymer P-1.
[比較例1]
実施例1で合成した光配向性ポリマーP-1と同様の方法で、下記式H-1で表される光配向性ポリマーH-1を合成した。なお、下記式H-1中の各繰り返し単位中に記載のアルファベットは、全繰り返し単位に対する、各繰り返し単位の含有量(質量%)を表し、a、bおよびcは、それぞれ、37質量%、26質量%および37質量%であった。また、重量平均分子量は80000であった。
また、光配向性ポリマーP-1に代えて、光配向性ポリマーH-1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(H1A)を作製した。
Photoalignment polymer H-1 represented by the following formula H-1 was synthesized in the same manner as photoalignment polymer P-1 synthesized in Example 1. The alphabets in each repeating unit in the following formula H-1 represent the content (% by mass) of each repeating unit relative to the total repeating units, with a, b, and c being 37% by mass, 26% by mass, and 37% by mass, respectively. The weight-average molecular weight was 80,000.
Further, an optical laminate (H1A) was produced in the same manner as in Example 1, except that the photoalignable polymer H-1 was used instead of the photoalignable polymer P-1.
[比較例2]
実施例1で合成した光配向性ポリマーP-1と同様の方法で、下記式H-2で表される光配向性ポリマーH-2を合成した。なお、下記式H-2中の各繰り返し単位中に記載のアルファベットは、全繰り返し単位に対する、各繰り返し単位の含有量(質量%)を表し、a、bおよびcは、それぞれ、40質量%、24質量%および36質量%であった。また、重量平均分子量は50000であった。
また、光配向性ポリマーP-1に代えて、光配向性ポリマーH-2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(H2A)を作製した。
Photoalignment polymer H-2 represented by the following formula H-2 was synthesized in the same manner as photoalignment polymer P-1 synthesized in Example 1. The alphabets in each repeating unit in the following formula H-2 represent the content (% by mass) of each repeating unit relative to the total repeating units, with a, b, and c being 40% by mass, 24% by mass, and 36% by mass, respectively. The weight-average molecular weight was 50,000.
Further, an optical laminate (H2A) was produced in the same manner as in Example 1, except that the photoalignable polymer H-2 was used instead of the photoalignable polymer P-1.
[評価]
〔液晶配向性〕
2枚の偏光板をクロスニコルに配置し、その間に作製した光学積層体を配置して光漏れの程度および偏光顕微鏡で面状を観察した。結果を下記表1に示す。
AA: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。
A:液晶ダイレクタの乱れがなく、面状が安定している。
B: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。
C: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。
ここで、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、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。
なお、下記表1においては、液晶配向性の評価に関して、上層だけでなく、下層についても評価しているが、下層の評価は、支持体上に下層(バインダー層)に該当する光学異方性層を形成したサンプルを用いて行った。
[evaluation]
[Liquid crystal alignment]
Two polarizing plates were placed in a crossed Nicol configuration, and the prepared optical laminate was placed between them, and the degree of light leakage and the surface condition were observed with a polarizing microscope. The results are shown in Table 1 below.
AA: The liquid crystal directors are uniformly aligned, resulting in excellent display performance.
A: There is no disturbance in the liquid crystal director, and the surface state is stable.
B: The liquid crystal director is partially disordered, and the surface state is stable.
C: The liquid crystal director is significantly disordered, the surface state is unstable, and the display performance is very poor.
Here, the stable surface state refers to a state in which there are no defects such as unevenness or poor alignment when the optical laminate is placed between two polarizing plates arranged in a crossed Nicol state and observed.
The liquid crystal director refers to a vector in the direction in which the major axes of liquid crystal molecules are aligned (main alignment axis).
In Table 1 below, the liquid crystal alignment properties are evaluated not only for the upper layer but also for the lower layer, but the evaluation of the lower layer was carried out using a sample in which an optically anisotropic layer corresponding to the lower layer (binder layer) was formed on a support.
〔上層塗布性〕
作製したバインダー層(下層)の表面エネルギーを以下に示す方法で測定し、以下の基準で上層塗布性を評価した。結果を下記表1に示す。なお、測定には、下記表1に示すアニーリング温度で作製したバインダー層(下層)を用いた。
<表面エネルギーの測定方法>
バインダー層形成用組成物の表面エネルギーと、365nmのUV-LED照射後の加熱後(110℃/120℃/135℃でそれぞれ測定)のバインダー層の表面エネルギーをそれぞれ測定した。なお、表面エネルギーは接触角計[“CA-X”型接触角計、協和界面科学(株)製]を用いた。具体的な測定方法は下記の通りである。
石英基板上に測定対象をスピンコートした。なお、溶媒を含有する場合は乾燥させて膜を作成した。続いて、接触角計を用い、乾燥状態(20℃/65%RH)で、液体として純水を使用して直径1.0mmの液滴を針先に作り、これを上記のスピンコート膜の表面に接触させてフィルム上に液滴を作った。フィルムと液体とが接する点における、液体表面に対する接線とフィルム表面がなす角で、液体を含む側の角度を接触角とし、測定した。また、水の代わりにヨウ化メチレンを用いて接触角を測定し、以下で定義される表面自由エネルギーを求めた。
ここで、表面自由エネルギー(γsv:単位、mN/m)とは、D.K.Owens:J.Appl.Polym.Sci.,13,1741(1969)を参考に、反射防止フィルム上で実験的に求めた純水H2Oとヨウ化メチレンCH2I2のそれぞれの接触角θH2O、θCH2I2から以下の連立方程式a,bより求めたγsdとγshの和で表される値γsv(=γsd+γsh)で定義した。
a.1+cosθH2O=2√γsd(√γH2O
d/γH2O
v)+2√γsh(√γH2O
h/γH2O
v)
b.1+cosθCH2I2=2√γsd(√γCH2I2
d/γCH2I2
v)+2√γsh(√γCH2I2
h/γCH2I2
v)
γH2O
d=21.8、γH2O
h=51.0、γH2O
v=72.8
γCH2I2
d=49.5、γCH2I2
h=1.3、γCH2I2
v=50.8
<評価基準>
A:表面エネルギーの差異が20mN/m以上
B:表面エネルギーの差異が10N/m以上20mN/m未満
C:表面エネルギーの差異が10N/m未満
[Upper layer coating properties]
The surface energy of the prepared binder layer (lower layer) was measured by the method described below, and the coatability of the upper layer was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 1. The measurements were performed using binder layers (lower layers) prepared at the annealing temperatures shown in Table 1.
<Method for measuring surface energy>
The surface energy of the binder layer-forming composition and the surface energy of the binder layer after heating (measured at 110°C, 120°C, and 135°C, respectively) following irradiation with a 365 nm UV-LED were measured. The surface energy was measured using a contact angle meter ["CA-X" type contact angle meter, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.]. The specific measurement method is as follows.
The measurement object was spin-coated onto a quartz substrate. If a solvent was contained, it was dried to form a film. Next, using a contact angle meter, a 1.0 mm diameter droplet was created on the tip of a needle using pure water as the liquid in a dry state (20°C/65% RH), and this was brought into contact with the surface of the spin-coated film to form a droplet on the film. The contact angle was measured as the angle between the tangent to the liquid surface and the film surface at the point where the film and liquid come into contact, and the angle on the side containing the liquid. In addition, the contact angle was measured using methylene iodide instead of water, and the surface free energy defined below was calculated.
Here, the surface free energy ( γsv : unit, mN/m) is defined as the value γsv (=γsd + γsh) expressed as the sum of γsd and γsh calculated from the contact angles θH2O and θCH2I2 of pure water H2O and methylene iodide CH2I2 , respectively , experimentally determined on an antireflection film with reference to D. K. Owens : J. Appl. Polym . Sci ., 13, 1741 (1969):
a. 1+cosθ H2O =2√γs d (√γ H2O d /γ H2O v )+2√γs h (√γ H2O h /γ H2O v )
b. 1+cosθ CH2I2 =2√γs d (√γ CH2I2 d /γ CH2I2 v )+2√γs h (√γ CH2I2 h /γ CH2I2 v )
γ H2O d =21.8, γ H2O h =51.0, γ H2O v =72.8
γ CH2I2 d = 49.5, γ CH2I2 h = 1.3, γ CH2I2 v = 50.8
<Evaluation criteria>
A: The difference in surface energy is 20 mN/m or more. B: The difference in surface energy is 10 N/m or more but less than 20 mN/m. C: The difference in surface energy is less than 10 N/m.
上記表1に示す結果から、上記式(1)で表される繰り返し単位を有していない光配向性ポリマーを用いた場合には、上層の液晶配向性が劣ることが分かった(比較例1~2)。また、比較例2については、115℃で下層(バインダー層)を形成した場合には上層塗布性が劣ることが分かった。
一方、上記式(1)で表される繰り返し単位を有する光配向性ポリマーを用いた場合には、上層の液晶配向性が良好となり、また、上層塗布性も良好となることが分かった(実施例1~5)。
また、実施例1と実施例2との対比から、上記式(1)で表される繰り返し単位が、上記式(5)で表される繰り返し単位であると、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1と実施例4および5との対比から、上記式(2)中のAが上記式(B1)で表される酸開裂基であると、液晶配向性がより良好となることが分かった。
The results shown in Table 1 above indicate that when a photoalignable polymer not having the repeating unit represented by formula (1) was used, the liquid crystal alignment property of the upper layer was poor (Comparative Examples 1 and 2). Furthermore, in Comparative Example 2, it was found that when the lower layer (binder layer) was formed at 115°C, the coatability of the upper layer was poor.
On the other hand, when a photoalignable polymer having a repeating unit represented by the above formula (1) is used, it was found that the liquid crystal alignment property of the upper layer is good and the coatability of the upper layer is also good (Examples 1 to 5).
Furthermore, a comparison between Example 1 and Example 2 revealed that when the repeating unit represented by the above formula (1) is a repeating unit represented by the above formula (5), the liquid crystal alignment property becomes better.
Furthermore, comparison of Example 1 with Examples 4 and 5 revealed that when A in the above formula (2) is an acid-cleavable group represented by the above formula (B1), the liquid crystal alignment property becomes better.
Claims (11)
前記式(1)で表される繰り返し単位が、下記式(3)~(5)のいずれかで表される繰り返し単位である、光配向性ポリマー。
前記式(1)および(2)中、
nは、1または2を表し、mは、1~10の整数を表す。ただし、nおよびmが同時に1を表すことはない。
R1およびR2は、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表す。ただし、nが2を表すか、mが2以上の整数を表す場合は、複数のR1は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
X1およびX2は、それぞれ独立に、-O-、-S-、または、-NR3-を表し、R3は、水素原子または置換基を表す。ただし、nが2を表すか、mが2以上の整数を表す場合は、複数のX1は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
L1は、n+1価の連結基を表す。ただし、mが2以上の整数を表す場合、複数のL1は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
L2は、単結合または2価の連結基を表す。
Pは、光配向性基を表す。
Aは、下記式(B1)または(B2)で表される、酸の作用により分解して極性基を生じる酸開裂基を表す。
前記式(B1)および(B2)中、
*は、結合位置を表す。
Lb1およびLb2は、それぞれ独立に、単結合または2価の連結基を表す。
Yは、フッ素原子またはケイ素原子を含む基を表す。ただし、前記式(B1)中の2個のYは、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
Rb1およびRb2は、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表す。ただし、前記式(B2)中の2個のRb2は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、互いに結合して環を形成していてもよい。
前記式(3)~(5)中、
R 1 は、水素原子または置換基を表す。ただし、複数のR 1 は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
X 1 は、-O-、-S-、または、-NR 3 -を表し、R 3 は、水素原子または置換基を表す。ただし、複数のX 1 は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
L 3 およびL 4 は、それぞれ独立に、単結合または2価の連結基を表す。
R A1 、R A2 、R A3 およびR A4 は、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表す。 The polymer has a repeating unit represented by the following formula (1) and a repeating unit represented by the following formula (2),
A photoalignable polymer , wherein the repeating unit represented by the formula (1) is a repeating unit represented by any one of the following formulas (3) to (5) :
In the formulas (1) and (2),
n represents 1 or 2, and m represents an integer of 1 to 10, provided that n and m do not represent 1 at the same time.
R1 and R2 each independently represent a hydrogen atom or a substituent, provided that when n represents 2 or m represents an integer of 2 or greater, multiple R1s may be the same or different.
X1 and X2 each independently represent -O-, -S-, or -NR3- , where R3 represents a hydrogen atom or a substituent, provided that when n represents 2 or m represents an integer of 2 or greater, multiple X1s may be the same or different.
L 1 represents a linking group having a valence of (n+1), provided that when m represents an integer of 2 or greater, multiple L 1s may be the same or different.
L2 represents a single bond or a divalent linking group.
P represents a photoalignable group.
A represents an acid-cleavable group represented by the following formula (B1) or (B2), which is decomposed by the action of an acid to generate a polar group.
In the formulas (B1) and (B2),
* indicates the bond position.
L b1 and L b2 each independently represent a single bond or a divalent linking group.
Y represents a group containing a fluorine atom or a silicon atom, provided that the two Ys in the formula (B1) may be the same or different.
R b1 and R b2 each independently represent a hydrogen atom or a substituent, provided that the two R b2 in formula (B2) may be the same or different and may be bonded to each other to form a ring.
In the formulas (3) to (5),
R 1 represents a hydrogen atom or a substituent, provided that multiple R 1s may be the same or different.
X 1 represents —O—, —S—, or —NR 3 —, and R 3 represents a hydrogen atom or a substituent, provided that multiple X 1s may be the same or different.
L3 and L4 each independently represent a single bond or a divalent linking group.
R A1 , R A2 , R A3 and R A4 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
前記式(C)中、
RC1は、水素原子または置換基を表す。
LC1は、単結合または2価の連結基を表す。
LC2は、t+1価の連結基を表す。
Zは、架橋性基を表す。
tは、1以上の整数を表し、2以上の整数である場合、複数のZは、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。 The photoalignable polymer according to claim 2 , wherein the repeating unit having a crosslinkable group is a repeating unit represented by the following formula (C):
In the formula (C),
R C1 represents a hydrogen atom or a substituent.
L C1 represents a single bond or a divalent linking group.
L C2 represents a (t+1)-valent linking group.
Z represents a crosslinkable group.
t represents an integer of 1 or more, and when t is an integer of 2 or more, multiple Zs may be the same or different.
前記式(C1)~(C4)中、*は、結合位置を表す。
前記式(C3)中、RC2は、水素原子、メチル基、または、エチル基を表す。
前記式(C4)中、RC3は、水素原子またはメチル基を表す。 The photoalignable polymer according to claim 2 or 3 , wherein the crosslinkable group is a group represented by any one of the following formulas (C1) to (C4):
In the formulae (C1) to (C4), * represents a bonding position.
In the formula (C3), R C2 represents a hydrogen atom, a methyl group, or an ethyl group.
In the formula (C4), R C3 represents a hydrogen atom or a methyl group.
前記バインダー層上に配置される光学異方性層と、を有する光学積層体。 The binder layer according to claim 8 ;
an optically anisotropic layer disposed on the binder layer.
前記バインダー層上に、重合性液晶化合物を含む重合性液晶組成物を塗布して、光学異方性層を形成する工程と、を有する光学積層体の製造方法。 a step of generating an acid from the photoacid generator on a coating film obtained by using the binder composition according to claim 7 , and then subjecting the coating film to a photoalignment treatment to form a binder layer;
and applying a polymerizable liquid crystal composition containing a polymerizable liquid crystal compound onto the binder layer to form an optically anisotropic layer.
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