JP7814149B2 - 光反応性ポリマーを含む樹脂組成物、光学薄膜 - Google Patents

光反応性ポリマーを含む樹脂組成物、光学薄膜

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Description

本発明は、新規なポリマーを含む樹脂組成物に関する、さらにはそれを用いた光学薄膜に関するものであり、さらに詳細には、紫外光照射及び加熱焼成処理によって薄膜においても高い位相差を発現する光学薄膜、例えば液晶表示素子用及び有機EL用の位相差膜に適した新規な重合体を含む樹脂組成物及びそれを用いた光学薄膜に関するものである。
位相差膜は、視野角拡大などの観点から、様々な画像表示装置で用いられる。既存の位相差膜の多くは、重合性液晶性化合物を用いて作製される。このとき、重合性液晶性化合物の分子を配向させるために、光学異方性層を形成する支持体上に配向膜を設けることが必要であり、ラビング処理や光配向処理を施した配向膜が用いられている(例えば、特許文献1~3参照)。しかしながら、どちらも複雑な製造装置と工程が必要となり、製品歩留まりにおいても課題がある。また、光反応性基を含む側鎖型液晶アクリレート樹脂を用いて、配向膜を必要とせず、偏光紫外線照射および加熱処理により、位相差Re/厚みが100nm以上を発現する光学薄膜および位相差膜を形成する提案がなされている(例えば、特許文献4,5)。しかし光反応性基を含む側鎖型液晶アクリレート樹脂は、モノマーの合成に多段階を要し高価であり、耐熱温度が低い等の問題が存在する。光反応性基を含む直鎖型液晶ポリエステル樹脂は、配向膜を必要とせず、偏光紫外線照射および加熱処理により光学薄膜および位相差膜を形成でき、安価なモノマーから耐熱性に優れた光学薄膜および位相差膜の製造が期待できる。しかし、直鎖型液晶ポリエステル樹脂は、優れた耐熱性を持つ反面200度以上の高い加工温度を要する課題が存在する(例えば、特許文献6~8)。そのため、直鎖型液晶ポリエステル樹脂を光学薄膜および位相差膜として適用する場合、例えば、ポリエチレンテレフタレ-ト(耐熱温度約160℃)、ポリエチレンテレナフタレート(耐熱温度約200℃)、シクロオレフィンポリマー(耐熱温度約160℃)などの安価な汎用の樹脂フィルム支持基材が使用できない問題点が存在した。
特開平8-160430号公報 特表2003-505561号公報 国際公開第2010/150748号パンフレット 特開2002-226858号公報 国際公開第2014/017497号パンフレット 特開2018-188529号公報 特開2021-028375号公報 特開2021-028384号公報
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、200℃以下の低い加熱温度の下でも配向し、かつ、位相差Re/厚みが100nm以上という高い位相差を発現するポリマーを含有する樹脂組成物を提供することにある。
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定の光反応性基を有するポリマーと、特定の添加剤とを含有する樹脂組成物が、上記課題を解決し、汎用の樹脂フィルム支持基板の耐熱温度以下の熱処理温度でポリマーの熱再配向性を促進させ、汎用の樹脂フィルム支持基板上で製造可能になることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の一つの態様は、下記式(1)で示される、構成単位を1~50mol%含有するポリマー(以下、「式(1)で示されるポリマー」ともいう)を70~99.99重量%、分子量が200~10000の熱再配向促進剤を0.01~30重量%を含有する樹脂組成物である。
(式中、環A、環B及び環Cは、それぞれ独立して、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、並びに縮環式芳香環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環及び縮環式芳香環は、置換基を有していてもよい。
及びRは、同一又は相異なっていてもよく、水素原子、置換されていてもよい炭素数1~20のアルキル基、置換されていてもよい炭素数3~8のシクロアルキル基、及び置換されていてもよい炭素数4~20の芳香族基からなる群より選ばれる基を表す。
Xは、置換されていてもよい炭素数1~5のアルコキシ基、ハロゲン原子、置換されていてもよい炭素数1~5のアシルオキシ基、置換されていてもよい炭素数1~5のアルキルスルホニルオキシ基、置換されていてもよい炭素数6~11のアリールスルホニルオキシ基及び置換されていてもよい炭素数4~20のアリールオキシ基からなる群より選ばれる基を表す。
Yは、水素原子、置換されていてもよい炭素数1~5のアルコキシ基、ハロゲン原子、置換されていてもよい炭素数1~5のアシルオキシ基、置換されていてもよい炭素数1~5のアルキルスルホニルオキシ基、置換されていてもよい炭素数6~11のアリールスルホニルオキシ基及び置換されていてもよい炭素数4~20のアリールオキシ基からなる群より選ばれる基を表す。
及びSは、それぞれ独立して、スペーサー基又は単結合を表す。前記スペーサー基は、-CH-基、-CHCH-基及び炭素数3~20のアルキレン基からなる群より選ばれる基を表し、前記アルキレン基中の隣接していない2個以上の-CH-基は各々独立して-O-基、-(C=O)O-基、-O(C=O)-基、-O(C=O)-O-基、-C(=O)-NH-基、-NH-(C=O)-基、-CH=CH-基、又は-C≡C-基に置き換えられていてもよい。nは0又は1である。)
本発明の別の態様は、前記樹脂組成物を含む光学薄膜に関するものである。
また、本発明の別の態様は、前記光学薄膜を備えた位相差膜に関するものである。
さらに、本発明の別の態様は、前記光学薄膜を備えた液晶配向膜に関するものである。
本発明によれば、200℃以下の加熱処理温度でも高い位相差を発現するために汎用の樹脂基板上で製膜可能な、紫外光に対する反応性を示す樹脂組成物、光学薄膜、および該薄膜からなる位相差膜、液晶配向膜を提供することができる。
以下に、本発明の一態様である樹脂組成物を詳細に説明する。
本発明の一つの態様は、前記式(1)で示されるポリマーを70~99.99重量%、分子量が200~10000の熱再配向促進剤を0.01~30重量%を含有する樹脂組成物である。
式(1)中、環A、環B及び環Cは、それぞれ独立して、炭素原子、窒素原子、酸素原子、及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環並びに縮環式芳香環からなる群より選ばれる環を表し、これらの芳香環、多環式芳香環及び縮環式芳香環は、置換基を有していてもよい。該置換基として、炭素数1~5のアルキル基、炭素数1~5のアルコキシ基又はハロゲン原子を挙げることができる。
炭素数1~5のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、2-メチルプロピル基、1-メチルプロピル基、tert-ブチル基、ペンチル基、3-メチルブチル基、2,2-ジメチルプロピル基、tert-ペンチル基、1-メチルブチル基、1-エチルプロピル基、トリフルオロメチル基、2,2-ジフルオロエチル基、2,2,2-トリフルオロエチル基、2,2,3,3-テトラフルオロプロピル基、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピル基、2,2,2-トリフルオロ-1-(トリフルオロメチル)エチル基等を例示することができる。
炭素数1~5のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、メトキシメチルオキシ基、エトキシメチルオキシ基、トリフルオロメチルオキシ基、2,2-ジフルオロエチルオキシ基、2,2,2-トリフルオロエチルオキシ基、2,2,3,3-テトラフルオロプロピルオキシ基、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピルオキシ基、[2,2,2-トリフルオロ-1-(トリフルオロメチル)エチル]オキシ基等を例示することができる。
ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を挙げることができる。
式(1)中、環A、環B及び環Cの少なくともいずれか一つ以上が、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、テトラセン環、ペンタセン環、フェナントレン環、クリセン環、トリフェニレン環、ピレン環、ビフェニル環、テルフェニル環、フラン環、チオフェン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、キノリン環、イソキノリン環からなる群より選ばれる環が好ましく、合成が容易な点でベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環及びピリジン環からなる群から選ばれる環であることが好ましく、ベンゼン環及びビフェニル環からなる群より選ばれる環であることが更に好ましい。
式(1)中、R及びRは、同一又は相異なっていてもよく、水素原子、置換されていてもよい炭素数1~20のアルキル基、置換されていてもよい炭素数3~8のシクロアルキル基、又は置換されていてもよい炭素数4~20の芳香族基からなる群より選ばれる基を表す。R及びRで表される置換されていてもよい炭素数1~20のアルキル基は、直鎖状、分枝状又は環状のいずれであってもよく、該炭素数1~20のアルキル基は炭素数1~5のアルコキシ基、ハロゲン原子で置換されていてもよい。
炭素数1~5のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、メトキシメチルオキシ基、エトキシメチルオキシ基、トリフルオロメチルオキシ基、2,2-ジフルオロエチルオキシ基、2,2,2-トリフルオロエチルオキシ基、2,2,3,3-テトラフルオロプロピルオキシ基、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピルオキシ基、[2,2,2-トリフルオロ-1-(トリフルオロメチル)エチル]オキシ基等を例示することができる。ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を挙げることができる。
炭素数1~20のアルキル基の具体例としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、2-メチルプロピル基、1-メチルプロピル基、tert-ブチル基、ペンチル基、3-メチルブチル基、2,2-ジメチルプロピル基、tert-ペンチル基、1-メチルブチル基、1-エチルプロピル基、ヘキシル基、4-メチルペンチル基、1-メチルペンチル基、1-エチルブチル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル樹、トリフルオロメチル基、2,2-ジフルオロエチル基、2,2,2-トリフルオロエチル基、2,2,3,3-テトラフルオロプロピル基、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピル基、2,2,2-トリフルオロ-1-(トリフルオロメチル)エチル基等を例示することができる。
及びRで表される置換されていてもよい炭素数3~8のシクロアルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロへキシル基等を例示することができる。
及びRで表される置換されていてもよい炭素数4~20の芳香族基としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、チオフェン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、ピリジン環等を例示することができる。
Xは、置換されていてもよい炭素数1~5のアルコキシ基、ハロゲン原子、置換されていてもよい炭素数1~5のアシルオキシ基、置換されていてもよい炭素数1~5のアルキルスルホニルオキシ基、置換されていてもよい炭素数6~11のアリールスルホニルオキシ基及び置換されていてもよい炭素数4~20のアリールオキシ基からなる群より選ばれる基を表す。
Yは、水素原子、置換されていてもよい炭素数1~5のアルコキシ基、ハロゲン原子、置換されていてもよい炭素数1~5のアシルオキシ基、置換されていてもよい炭素数1~5のアルキルスルホニルオキシ基、置換されていてもよい炭素数6~11のアリールスルホニルオキシ基及び置換されていてもよい炭素数4~20のアリールオキシ基からなる群より選ばれる基を表す。
X及びYにおける置換されていてもよい炭素数1~5のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、メトキシメチルオキシ基、エトキシメチルオキシ基、トリフルオロメチルオキシ基、2,2-ジフルオロエチルオキシ基、2,2,2-トリフルオロエチルオキシ基、2,2,3,3-テトラフルオロプロピルオキシ基、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピルオキシ基、[2,2,2-トリフルオロ-1-(トリフルオロメチル)エチル]オキシ基等を例示することができる。
X及びYにおけるハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子を挙げることができる。
X及びYにおける置換されていてもよい炭素数1~5のアシルオキシ基としては、例えば、アセチルオキシ基、プロピオニルオキシ基、ブチリルオキシ基、バレリルオキシ基等を例示することができる。
X及びYにおける置換されていてもよい炭素数1~5のアルキルスルホニルオキシ基としては、例えば、メタンスルホニルオキシ基、エタンスルホニルオキシ基、プロパンスルホニルオキシ基、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基等を例示することができる。
置換されていてもよい炭素数6~11のアリールスルホニルオキシ基としては、例えば、ベンゼンスルホニル基、パラトルエンスルホニルオキシ基、オルトニトロベンゼンスルホニル基等を例示することができる。
置換されていてもよい炭素数4~20のアリールオキシ基としては、例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基、アントリルオキシ基等を例示することができる。
光反応性に優れる点で、X及びYは塩素原子又は臭素原子のいずれかであることが好ましい。
及びSは、それぞれ独立して、スペーサー基又は単結合を表す。前記スペーサー基は、-CH-基、-CHCH-基及び炭素数3~20のアルキレン基からなる群より選ばれる基を表し、前記アルキレン基中の隣接していない2個以上の-CH-基は各々独立して-O-基、-(C=O)O-基、-O(C=O)-基、-O(C=O)-O-基、-C(=O)-NH-基、-NH-(C=O)-基、-CH=CH-基、-C≡C-基に置き換えられていてもよい。
nは0又は1を表す。
本発明の樹脂組成物に含まれるポリマーにおいて、式(1)中、環A、環B及び環Cが、炭素原子及び窒素原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、置換基を有していてもよい単環式芳香環、置換基を有していてもよい多環式芳香環並びに置換基を有していてもよい縮環式芳香環からなる群より選ばれる環であることが好ましく、R及びRが、同一又は相異なっていてもよく、水素原子及び置換されていてもよい炭素数1~20のアルキル基からなる群より選ばれる基であることが好ましい。
式(1)で示されるポリマーにおいては、以下の光反応性構造を有する。
(式中、R、A、B、X及びYは、それぞれ前記式(1)のR、A、B、X及びYと同義である。)
該光反応性構造としては、以下の式(2-1)~(2-18)で示される構造を例示することができる。
(式(2-1)~(2-18)中、ポリマー鎖は、エーテル結合を形成していてもよく、アミド結合、イミド結合、ウレタン結合、エステル結合等、に置き換わってもよい。)
式(1)で示されるポリマーは、前記光反応性構造と、ジカルボン酸、ジカルボン酸ジクロリド、ジアミン、テトラカルボン酸二無水物、多価ヒドロキシ化合物及びイソシアネート化合物からなる群から任意に選択される1種以上の化合物に由来する構造を有する。
ジカルボン酸としては、例えば、脂肪族二価カルボン酸(具体的には、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸等の炭素原子数が2~20の飽和二価カルボン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などの不飽和二価カルボン酸)、脂環族二価カルボン酸(シクロブタンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸など)、芳香族二価カルボン酸[テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、4,4’-ビフェニルジカルボン酸、4,4’-オキシビス(安息香酸)、2,5-フランジカルボン酸など]等が挙げられる。
ジカルボン酸ジクロリドとしては、例えば、シュウ酸ジクロリド、マロン酸ジクロリド、コハク酸ジクロリド、グルタル酸ジクロリド、アジピン酸ジクロリド、セバシン酸ジクロリドなどの炭素原子数が2~20の飽和カルボン酸ジクロリド、フマル酸ジクロリド、イタコン酸ジクロリドなどの不飽和二価カルボン酸ジクロリド、シクロブタンジカルボン酸ジクロリド、シクロペンタンジカルボン酸ジクロリド、シクロヘキサンジカルボン酸ジクロリドなどの脂肪族カルボン酸ジクロリド、テレフタル酸ジクロリド、イソフタル酸ジクロリド、オルトフタル酸ジクロリド、4,4’-ビフェニルジカルボン酸ジクロリド、4,4’-オキシビス(安息香酸クロリド)、2,5-フランジカルボン酸ジクロリドなどの芳香族多価カルボン酸等が挙げられる。
ジアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、1,2-プロパンジアミン、1,4-ブタンジアミン、1,5-ペンタンジアミン、1,6-ヘキサンジアミン、1,7-ヘプタンジアミン、1,3-ビス(3-アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、1,4-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、シクロヘキサンジアミン、3,3’-ジアミノ-N-メチルジプロピルアミン、1,12-ドデカンジアミン、1,4-フェニレンジアミン、2-メチル-1,3-プロパンジアミン、1,10-デカンジアミン、2,2’-オキシビス(エチルアミン)、1,8-オクタンジアミン、3-アミノベンジルアミン、4-アミノベンジルアミン、2,2’-ジチオジアニリン、4,4’-ジチオジアニリン、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジアミン、2,2’-チオビス(エチルアミン)、2-メチル-1,5-ジアミノペンタン、ジエチレングリコールビス(3-アミノプロピル)エーテル、1,11-ウンデカンジアミン、2,2’-ジアミノ-N-メチルジエチルアミン、1,3-フェニレンジアミン、1,3-プロパンジアミン、ビス(アミノメチル)ノルボルナン、m-キシリレンジアミン、1,2-ビス(2-アミノエトキシ)エタン、イソホロンジアミン、1,4-ブタンジオールビス(3-アミノプロピル)エーテル等が挙げられる。
テトラカルボン酸二無水物としては、例えば、ピロメリット酸無水物、ジブロモピロメリット酸二無水物、3,4’-ビフタル酸無水物、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、オクタヒドロビフェニレン-4a,8b:4b,8a-テトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.2]オクト-7-エン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物、3,4’-ビフタル酸無水物、ブタン-1,2,3,4-テトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-テトラメチル-1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、4,4’-ビフタル酸無水物、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、ビス(1,3-ジオキソ-1,3-ジヒドロイソベンゾフラン-5-カルボン酸)1,4-フェニレン、4,4’-オキシジフタル酸無水物、3,4’-オキシジフタル酸無水物、3-(カルボキシメチル)-1,2,4-シクロペンタントリカルボン酸1,4:2,3-二無水物、1,2,3,4-シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、ナフタレン-1,4,5,8-テトラカルボン酸二無水物、4,4’-(エチン-1,2-ジイル)ジフタル酸無水物、ビシクロ[2.2.2]オクタン-2,3,5,6-テトラカルボン酸2,3:5,6-二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物、ビシクロ[2.2.2]オクト-7-エン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、9,9-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)フルオレン二無水物、4-(2,5-ジオキソテトラヒドロフラン-3-イル)-1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-1,2-ジカルボン酸無水物、5-(2,5-ジオキソテトラヒドロフリル)-3-メチル-3-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸無水物、ジシクロヘキシル-3,4,3’,4’-テトラカルボン酸二無水物、エチレンジアミン四酢酸二無水物、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、4,4’-(4,4’-イソプロピリデンジフェノキシ)ジフタル酸無水物、4,4’-ビフタル酸無水物、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、4,4’-オキシジフタル酸無水物、4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル、ナフタレン-1,4,5,8-テトラカルボン酸二無水物、2,6-ジブロモナフタレン-1,4,5,8-テトラカルボン酸二無水物、3,4,9,10-ペリレンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。
多価ヒドロキシ化合物としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1、2-プロピレングリコール、1、4-ブタンジオール、2、2-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、2,4-ジメチル-2,4-ペンタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、3-メチル-1、5-ヘプタンジオール、シクロペンタンジオール、シクロヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,12-ドデカンジオール、ヒドロキノン、テトラメチルヒドロキノン、4,4’-ジヒドロキシビフェニル、ベンゼンジメタノール、バニリルアルコール、フランジメタノール、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、4,4’-(1,3-ジメチルブチリデン)ジフェノール、6,6’-ジヒドロキシ-4,4,4’,4’,7,7’-ヘキサメチル-2,2’-スピロビクロマン、トリシクロデカンジメタノール、2,2’-ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4’-メチレンビス(2,6-ジメチルフェノール)、3,3’,5,5’-テトラメチルビフェニル-4,4’-ジオール、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、2-ブテン-1,4-ジオール、2,2-ジイソブチル-1,3-プロパンジオール、ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]スルホン、2,2,4,4-テトラメチル-1,3-シクロブタンジオール、1,4-ビス(3-ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、4,4’-ビシクロヘキサノール、ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)スルフィド、2,2-ジイソアミル-1,3-プロパンジオール、4,4’-ジヒドロキシジフェニルメタン、ジヒドロキシナフタレン、2,2-ビス(3-シクロヘキシル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)スルホン、1,4-ベンゼンジメタノール、3,9-ビス(1,1-ジメチル-2-ヒドロキシエチル)-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、4,4’-ビフェニルジメタノール、1,3-ビス(ヘキサフルオロ-α-ヒドロキシイソプロピル)ベンゼン、3,6-ジヒドロキシベンゾノルボルナン、2-ベンジルオキシ-1,3-プロパンジオール、4,4’-ジヒドロキシベンゾフェノン、4,4’-ジヒドロキシジフェニルエーテル、9,9-ビス(4-ヒドロキシフェニル)フルオレン、1,8-ビス(ヒドロキシメチル)アントラセン、1,4-ビス[2-(4-ヒドロキシフェニル)-2-プロピル]ベンゼン、α,α’-ビス(4-ヒドロキシ-3,5-ジメチルフェニル)-1,4-ジイソプロピルベンゼン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3,5-ジメチルフェニル)プロパン、2,2’-メチレンビス(4-メチルフェノール)、1,3-ビス(4-ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ブタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)シクロヘキサン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)プロパン、2,2’-ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2’-ビス(ヒドロキシメチル)ジフェニルエーテル、7,7’-ジヒドロキシ-4,4,4’,4’-テトラメチル-2,2’-スピロビクロマン、1,4-ビス(ヒドロキシメチル)-2,3,5,6-テトラメチルベンゼン、4,4’-エチリデンビスフェノール、シクロヘキサンジメタノール、ポリエチレングリコール、1,3-アダマンタンジオール、1-ヒドロキシ-3-(ヒドロキシメチル)アダマンタン、2,7-ジヒドロキシ-9H-フルオレン-9-オン、種々の分子量のポリエチレングリコールなどの2価のヒドロキシ化合物、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリエタノールアミン、2,3,4,4’-テトラヒドロキシベンゾフェノン、1,2,3-ブタントリオール、2,6-ビス(ヒドロキシメチル)-4-メチルフェノールなどの3価のヒドロキシ化合物、ペンタエリスリトールなどの4価のヒドロキシ化合物が挙げられ、その他の多価ヒドロキシ化合物として種々の糖類が挙げられる。
イソシアネート化合物としては特に限定されず、例えば、芳香族イソシアネート化合物、脂肪族イソシアネート化合物、脂環族イソシアネート化合物(単環式脂環族イソシアネート化合物、架橋環式脂環族イソシアネート化合物)、及びこれらのポリイソシアネート誘導体等が挙げられる。
芳香族イソシアネート化合物としては、例えば、トリレンジイソシアネート(2,4-若しくは2,6-トリレンジイソシアネート、又はこれらの混合物)(TDI)、フェニレンジイソシアネート(m-若しくはp-フェニレンジイソシアネート、又はこれらの混合物)、4,4’-ジフェニルジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート(4,4’-、2,4’-若しくは2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネート、又はこれらの混合物)(MDI)、4,4’-トルイジンジイソシアネート(TODI)、4,4’-ジフェニルエーテルジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(1,3-若しくは1,4-キシリレンジイソシアネート、又はこれらの混合物)(XDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(1,3-若しくは1,4-テトラメチルキシリレンジイソシアネート、又はこれらの混合物)(TMXDI)、ω,ω’-ジイソシアネート-1,4-ジエチルベンゼン、ナフタレンジイソシアネート(1,5-、1,4-若しくは1,8-ナフタレンジイソシアネート、又はこれらの混合物)(NDI)、トリフェニルメタントリイソシアネート、トリス(イソシアネートフェニル)チオホスフェート、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート、ニトロジフェニル-4,4’-ジイソシアネート、3,3’-ジメチルジフェニルメタン-4,4’-ジイソシアネート、4,4’-ジフェニルプロパンジイソシアネート、3,3’-ジメトキシジフェニル-4,4’-ジイソシアネート等が挙げられる。
脂肪族イソシアネート化合物としては、例えば、トリメチレンジイソシアネート、1,2-プロピレンジイソシアネート、ブチレンジイソシアネート(テトラメチレンジイソシアネート、1,2-ブチレンジイソシアネート、2,3-ブチレンジイソシアネート、1,3-ブチレンジイソシアネート)、ヘキサメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,6-ジイソシアネートメチルカプエート、リジンジイソシアネート、リジンエステルトリイソシアネート、1,6,11-ウンデカントリイソシアネート、1,3,6-ヘキサメチレントリイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、デカメチレンジイソシアネート等が挙げられる。
単環式脂環族イソシアネート化合物としては、例えば、1,3-シクロペンタンジイソシアネート、1,3-シクロペンテンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート(1,4-シクロヘキサンジイソシアネート、1,3-シクロヘキサンジイソシアネート)、3-イソシアネートメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキシルイソシアネート(イソホロンジイソシアネート、IPDI)、メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート(4,4’-、2,4’-若しくは2,2’-メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート、又はこれらの混合物)(水添MDI)、メチルシクロヘキサンジイソシアネート(メチル-2,4-シクロヘキサンジイソシアネート、メチル-2,6-シクロヘキサンジイソシアネート、ビス(イソシネートメチル)シクロヘキサン(1,3-若しくは1,4-ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、又はこれらの混合物)(水添XDI)、ダイマー酸ジイソシアネート、トランスシクロヘキサン1,4-ジイソシアネート、水素添加トリレンジイソシアネート(水添TDI)、水素添加テトラメチルキシリレンジイソシアネート(水添TMXDI)等が挙げられる。
架橋環式脂環族イソシアネート化合物としては、例えば、ノルボルネンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネートメチル、ビシクロヘプタントリイソシアネート、シイソシアナートメチルビシクロヘプタン、ジ(ジイソシアナートメチル)トリシクロデカン等が挙げられる。
入手が容易な点で、ジカルボン酸ジクロリドまたは多価ヒドロキシ化合物の少なくともいずれかに由来する構造を有することが好ましい。
本発明の樹脂組成物は、光照射処理を行い得られた樹脂組成物として用いることが好ましい。光照射処理により位相差を発現するため、光学部材として好適に用いることができる。
樹脂組成物の光照射処理を行い得られたポリマーとして、下記式(1’)で示される構造を含むポリマーを挙げることができる。
(式中、R、R、A、B、C、Y、S、S及びn、それぞれ前記式(1)のR、R、A、B、C、Y、S、S及びnと同義である。)
前記式(1)で示されるポリマーへの偏光の照射により、ポリマー中に存在する前記式(1)で示される構成単位のうち、照射偏光方向に合致した向きの前記式(1)で示される構成単位が選択的に光吸収し反応するため、前記式(1’)で示される構成単位が部分的に生成する。前記式(1’)で示される成単位を除く部分のポリマー鎖は、これを避けるように熱配向する。
参考文献(J.Chem.Soc.,Chem.Commun.,1973,647―648)において光縮環性を示す化合物が開示されている。本願の樹脂組成物に含まれる式(1)で示されるは、該参考文献で開示されている化合物とは異なる構造のモノマーより合成される。
本発明の樹脂組成物は式(1)で示される構成単位を含むポリマーと熱再配向促進剤を含有する。本発明の樹脂組成物を用いて得られる光学薄膜および位相差膜は、熱再配向促進剤によって分子運動性が向上することから、耐熱温度の低い汎用の樹脂製支持基板上においても重合体の熱再配向処理が可能となる。すなわち、本願の新規性は式(1)で示される構成単位を含むポリマーと熱再配向促進剤をブレンドすることで、配向処理に必要な加熱温度を低下させることを見出したものである。この現象により熱再配向促進剤をブレンドしない場合と比較して低い加熱処理温度にて複屈折量の増加の効果がもたらされる。
本発明の樹脂組成物に含まれる式(1)で示されるポリマーの製造方法について説明する。
本発明の樹脂組成物に含まれる式(1)で示されるポリマーを製造する方法としては、特に限定されず、当該分野で公知の重合法、例えば、溶液重合法や溶融重合法等で製造すればよい。
本発明の樹脂組成物に含まれる式(1)で示されるポリマーは、下記式(2)で示されるモノマーを共重合させることで製造することができる。
(式中、環A、環B及び環Cは、それぞれ独立して、炭素原子、窒素原子、酸素原子、及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環並びに縮環式芳香環からなる群より選ばれる環を表し、これらの芳香環、多環式芳香環及び縮環式芳香環は、置換基を有していてもよい。
及びRは、同一又は相異なっていてもよく、水素原子、置換されていてもよい炭素数1~20のアルキル基、置換されていてもよい炭素数3~8のシクロアルキル基及び置換されていてもよい炭素数4~20の芳香族基からなる群より選ばれる基を表す。
Xは、置換されていてもよい炭素数1~5のアルコキシ基、ハロゲン原子、置換されていてもよい炭素数1~5のアシルオキシ基、置換されていてもよい炭素数1~5のアルキルスルホニルオキシ基、置換されていてもよい炭素数6~11のアリールスルホニルオキシ基及び置換されていてもよい炭素数4~20のアリールオキシ基からなる群より選ばれる基を表す。
Yは、水素原子、置換されていてもよい炭素数1~5のアルコキシ基、ハロゲン原子、置換されていてもよい炭素数1~5のアシルオキシ基、置換されていてもよい炭素数1~5のアルキルスルホニルオキシ基、置換されていてもよい炭素数6~11のアリールスルホニルオキシ基及び置換されていてもよい炭素数4~20のアリールオキシ基からなる群より選ばれる基を表す。
及びFは、それぞれ独立して、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシ基、又はイソシアナト基からなる群より選ばれる基を表す。nは0又は1を表す。)
式(2)中、環A、環B及び環Cは、それぞれ独立して、炭素原子、窒素原子、酸素原子、及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、芳香環、多環式芳香環、又は縮環式芳香環からなる群より選ばれる環を表し、これらの芳香環、多環式芳香環及び縮環式芳香環は、置換基を有していてもよい。置換基として、炭素数1~5のアルキル基、炭素数1~5のアルコキシ基、又はハロゲン原子を挙げることができる。
式(2)中、環A、環B及び環Cの少なくともいずれかが、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、テトラセン環、ペンタセン環、フェナントレン環、クリセン環、トリフェニレン環、ピレン環、ビフェニル環、テルフェニル環、フラン環、チオフェン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、キノリン環、イソキノリン環からなる群より選ばれる環が好ましく、合成が容易な点でベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環及びピリジン環からなる群より選ばれる環であることが好ましく、ベンゼン環及びビフェニル環からなる群より選ばれる環であることが更に好ましい。
式(2)中、R及びRは、同一又は相異なっていてもよく、水素原子、置換されていてもよい炭素数1~20のアルキル基、置換されていてもよい炭素数3~8のシクロアルキル基及び置換されていてもよい炭素数4~20の芳香族基からなる群より選ばれる基を表す。
及びRで表される置換されていてもよい炭素数1~20のアルキル基は、直鎖状、分枝状又は環状のいずれであってもよく、該炭素数1~20のアルキル基は炭素数1~5のアルコキシ基又はハロゲン原子で置換されていてもよい。
アルキル基の具体例としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert-ペンチル基、1-メチルブチル基、1-エチルプロピル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、1-メチルペンチル基、1-エチルブチル基、トリフルオロメチル基、2,2-ジフルオロエチル基、2,2,2-トリフルオロエチル基、2,2,3,3-テトラフルオロプロピル基、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピル基、2,2,2-トリフルオロ-1-(トリフルオロメチル)エチル等を例示することができる。
及びRで表される置換されていてもよい炭素数3~8のシクロアルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロへキシル基等を例示することができる。
及びRで表される置換されていてもよい炭素数4~20の芳芳香族基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基等を例示することができる。
Xは、置換されていてもよい炭素数1~5のアルコキシ基、ハロゲン原子、置換されていてもよい炭素数1~5のアシルオキシ基、置換されていてもよい炭素数1~5のアルキルスルホニルオキシ基、置換されていてもよい炭素数6~11のアリールスルホニルオキシ基及び置換されていてもよい炭素数4~20のアリールオキシ基からなる群より選ばれる基を表す。光反応性に優れるため、Xは塩素原子又は臭素原子のいずれかであることが好ましい。
Yは、水素原子、置換されていてもよい炭素数1~5のアルコキシ基、ハロゲン原子、置換されていてもよい炭素数1~5のアシルオキシ基、置換されていてもよい炭素数1~5のアルキルスルホニルオキシ基、置換されていてもよい炭素数6~11のアリールスルホニルオキシ基及び置換されていてもよい炭素数4~20のアリールオキシ基からなる群より選ばれる基を表す。
X及びYで表される置換されていてもよい炭素数1~5のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、メトキシメチルオキシ基、エトキシメチルオキシ基、トリフルオロメチルオキシ基、2,2-ジフルオロエチルオキシ基、2,2,2-トリフルオロエチルオキシ基、2,2,3,3-テトラフルオロプロピルオキシ基、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピルオキシ基、2,2,2-トリフルオロ-1-(トリフルオロメチル)エチル基等を例示することができる。
X及びYで表さ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、又はヨウ素原子を挙げることができる。
X及びYで表される置換されていてもよい炭素数1~5のアシルオキシ基としては、例えば、アセチルオキシ基、プロピオニルオキシ基、ブチリルオキシ基、バレリルオキシ基等を例示することができる。
X及びYで表される置換されていてもよい炭素数1~5のアルキルスルホニルオキシ基としては、フッ素で置換されていてもよい炭素数1~5のアルキルスルホニルオキシ基を例示することができ、更に具体的には、例えば、メタンスルホニルオキシ基、エタンスルホニルオキシ基、プロパンスルホニルオキシ基、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基を例示することができる。
X及びYで表される置換されていてもよい炭素数6~11のアリールスルホニルオキシ基としては、例えば、ベンゼンスルホニルオキシ基、パラトルエンスルホニルオキシ基、オルトニトロベンゼンスルホニルオキシ基を例示することができる。
X及びYで表される置換されていてもよい炭素数4~20のアリールオキシ基としては、フェノキシ基、ナフチルオキシ基、又はアントリルオキシ基を例示することができる。
式(2)中、F及びFは、それぞれ独立して、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシ基、及びイソシアナト基からなる群より選ばれる基を表す。入手性の観点から、好ましくはヒドロキシ基である。
nは0又は1を表す。
式(2)における環A、環B及び環Cは、液晶性を有する点で、炭素原子及び窒素原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、置換基を有していてもよい単環式芳香環、置換基を有していてもよい多環式芳香環並びに置換基を有していてもよい縮環式芳香環からなる群より選ばれる環であることが好ましい。R及びRは、液晶性を有する点で、水素原子、及び置換されていてもよい炭素数1~20のアルキル基からなる群より選ばれる基であることが好ましい。これにより、液晶性を有するポリマーとなる。
前記式(2)で示されるモノマーは、下記式(2-1)で示される化合物であることが好ましい。
(式中、R、A、B、X、Y、F及びFは、それぞれ前記式(3)のR、A、B、X、Y、F及びFと同義である。)
前記式(2)で示されるモノマーが、式(2-1)の中でも下記式(2-1-1)~(2-1-9)及び(2-2-1)のいずれかが特に好ましい。
(式中、R及びRは、それぞれ前記式(2)のR及びRと同義である。
は、ハロゲン原子、置換されていてもよい炭素数1~5のアルキルスルホニルオキシ基及び置換されていてもよい炭素数6~11のアリールスルホニルオキシ基からなる群より選ばれる基を表す。
は、水素原子又はハロゲン原子を表す。
1a及びF2aは、それぞれ独立して、ヒドロキシ基又はアミノ基を表す。)
前記式(2)で示されるモノマーが、式(2-1―1)の中でも下記式(2-1-1-1)~(2-2-1-3)のいずれかが特に好ましい。
(式中、R及びRは、それぞれ前記式(2)のR及びRと同義である。)
本発明の樹脂組成物に含まれる式(1)で示されるポリマーは、前記式(2)で示されるモノマーと、ジカルボン酸、ジカルボン酸ジクロリド、ジアミン、テトラカルボン酸二無水物、多価ヒドロキシ化合物又はイソシアネート化合物からなる群から任意に選択される少なくとも1種以上の共重合用モノマーとを共重合することによって合成される。好ましくは、前記式(2)で示されるノマーと、ジカルボン酸ジクロリドまたは多価ヒドロキシ化合物の少なくともいずれかの共重合用モノマー、特に好ましくはジカルボン酸クロリドの共重合用モノマーを共重合することにより式(1)で示されるポリマーが合成される。
共重合する際に、例えば溶液重合法で本発明の樹脂組成物に含まれる式(1)で示されるポリマーを製造する場合には、塩基性条件下、前記式(2)で示されるモノマーとジカルボン酸ジクロリドを水または有機溶媒の系中で重合させることで簡便にポリマーを得ることができる。
前記式(2)で示されるモノマーと共に共重合されるモノマーは、前記式(2)で示されるモノマーと重合体を形成する化合物であれば特に限定はなく、ジカルボン酸、ジカルボン酸ジクロリド、多価ヒドロキシ化合物、ジアミン、テトラカルボン酸二無水物、ジイソシアネートを使用することができ、その中でもジカルボン酸ジクロリドまたは多価ヒドロキシ化合物が好ましく、特に好ましくはジカルボン酸クロリドである。
本発明の樹脂組成物に含まれる式(1)で示されるポリマーの製造に用いるジカルボン酸は、公知のジカルボン酸から制限されることなく選択することができる。
ジカルボン酸としては、例えば、脂肪族二価カルボン酸(具体的には、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸等の炭素原子数が2~20の飽和二価カルボン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などの不飽和二価カルボン酸)、脂環族二価カルボン酸(シクロブタンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸など)、芳香族二価カルボン酸[テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、4,4’-ビフェニルジカルボン酸、4,4’-オキシビス(安息香酸)、2,5-フランジカルボン酸など等が挙げられる。
本発明の樹脂組成物に含まれる式(1)で示されるポリマーの製造に用いるジカルボン酸ジクロリドは、公知のジカルボン酸ジクロリドから制限されることなく選択することができる。
ジカルボン酸ジクロリドとしては、例えば、シュウ酸ジクロリド、マロン酸ジクロリド、コハク酸ジクロリド、グルタル酸ジクロリド、アジピン酸ジクロリド、セバシン酸ジクロリドなどの炭素原子数が2~20の飽和カルボン酸ジクロリド、フマル酸ジクロリド、イタコン酸ジクロリドなどの不飽和二価カルボン酸ジクロリド、シクロブタンジカルボン酸ジクロリド、シクロペンタンジカルボン酸ジクロリド、シクロヘキサンジカルボン酸ジクロリドなどの脂肪族カルボン酸ジクロリド、テレフタル酸ジクロリド、イソフタル酸ジクロリド、オルトフタル酸ジクロリド、4,4’-ビフェニルジカルボン酸ジクロリド、4,4’-オキシビス(安息香酸クロリド)、2,5-フランジカルボン酸ジクロリドなどの芳香族多価カルボン酸等が挙げられる。
本発明の樹脂組成物に含まれる式(1)で示されるポリマーの製造に用いる多価ヒドロキシ化合物は、公知の多価ヒドロキシ化合物から制限されることなく選択することができる。
多価ヒドロキシ化合物としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1、2-プロピレングリコール、1、4-ブタンジオール、2、2-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、2,4-ジメチル-2,4-ペンタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、3-メチル-1、5-ヘプタンジオール、シクロペンタンジオール、シクロヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,12-ドデカンジオール、ヒドロキノン、テトラメチルヒドロキノン、4,4’-ジヒドロキシビフェニル、ベンゼンジメタノール、バニリルアルコール、フランジメタノール、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、4,4’-(1,3-ジメチルブチリデン)ジフェノール、6,6’-ジヒドロキシ-4,4,4’,4’,7,7’-ヘキサメチル-2,2’-スピロビクロマン、トリシクロデカンジメタノール、2,2’-ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4’-メチレンビス(2,6-ジメチルフェノール)、3,3’,5,5’-テトラメチルビフェニル-4,4’-ジオール、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、2-ブテン-1,4-ジオール、2,2-ジイソブチル-1,3-プロパンジオール、ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]スルホン、2,2,4,4-テトラメチル-1,3-シクロブタンジオール、1,4-ビス(3-ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、4,4’-ビシクロヘキサノール、ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)スルフィド、2,2-ジイソアミル-1,3-プロパンジオール、4,4’-ジヒドロキシジフェニルメタン、ジヒドロキシナフタレン、2,2-ビス(3-シクロヘキシル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)スルホン、1,4-ベンゼンジメタノール、3,9-ビス(1,1-ジメチル-2-ヒドロキシエチル)-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、4,4’-ビフェニルジメタノール、1,3-ビス(ヘキサフルオロ-α-ヒドロキシイソプロピル)ベンゼン、3,6-ジヒドロキシベンゾノルボルナン、2-ベンジルオキシ-1,3-プロパンジオール、4,4’-ジヒドロキシベンゾフェノン、4,4’-ジヒドロキシジフェニルエーテル、9,9-ビス(4-ヒドロキシフェニル)フルオレン、1,8-ビス(ヒドロキシメチル)アントラセン、1,4-ビス[2-(4-ヒドロキシフェニル)-2-プロピル]ベンゼン、α,α’-ビス(4-ヒドロキシ-3,5-ジメチルフェニル)-1,4-ジイソプロピルベンゼン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3,5-ジメチルフェニル)プロパン、2,2’-メチレンビス(4-メチルフェノール)、1,3-ビス(4-ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ブタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)シクロヘキサン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)プロパン、2,2’-ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2’-ビス(ヒドロキシメチル)ジフェニルエーテル、7,7’-ジヒドロキシ-4,4,4’,4’-テトラメチル-2,2’-スピロビクロマン、1,4-ビス(ヒドロキシメチル)-2,3,5,6-テトラメチルベンゼン、4,4’-エチリデンビスフェノール、シクロヘキサンジメタノール、ポリエチレングリコール、1,3-アダマンタンジオール、1-ヒドロキシ-3-(ヒドロキシメチル)アダマンタン、2,7-ジヒドロキシ-9H-フルオレン-9-オン、種々の分子量のポリエチレングリコールなどの2価のヒドロキシ化合物、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリエタノールアミン、2,3,4,4’-テトラヒドロキシベンゾフェノン、1,2,3-ブタントリオール、2,6-ビス(ヒドロキシメチル)-4-メチルフェノールなどの3価のヒドロキシ化合物、ペンタエリスリトールなどの4価のヒドロキシ化合物が挙げられ、その他の多価ヒドロキシ化合物として種々の糖類が挙げられる。
本発明の樹脂組成物に含まれる式(1)で示されるポリマーの製造に用いるジアミンは、公知のジアミンから制限されることなく選択することができる。
ジアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、1,2-プロパンジアミン、1,4-ブタンジアミン、1,5-ペンタンジアミン、1,6-ヘキサンジアミン、1,7-ヘプタンジアミン、1,3-ビス(3-アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、1,4-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、シクロヘキサンジアミン、3,3’-ジアミノ-N-メチルジプロピルアミン、1,12-ドデカンジアミン、1,4-フェニレンジアミン、2-メチル-1,3-プロパンジアミン、1,10-デカンジアミン、2,2’-オキシビス(エチルアミン)、1,8-オクタンジアミン、3-アミノベンジルアミン、4-アミノベンジルアミン、2,2’-ジチオジアニリン、4,4’-ジチオジアニリン、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジアミン、2,2’-チオビス(エチルアミン)、2-メチル-1,5-ジアミノペンタン、ジエチレングリコールビス(3-アミノプロピル)エーテル、1,11-ウンデカンジアミン、2,2’-ジアミノ-N-メチルジエチルアミン、1,3-フェニレンジアミン、1,3-プロパンジアミン、ビス(アミノメチル)ノルボルナン、m-キシリレンジアミン、1,2-ビス(2-アミノエトキシ)エタン、イソホロンジアミン、1,4-ブタンジオールビス(3-アミノプロピル)エーテル等が挙げられる。
本発明の樹脂組成物に含まれる式(1)で示されるポリマーの製造に用いるテトラカルボン酸二無水物は、公知のテトラカルボン酸二無水物から制限されることなく選択することができる。
テトラカルボン酸二無水物としては、例えば、ピロメリット酸無水物、ジブロモピロメリット酸二無水物、3,4’-ビフタル酸無水物、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、オクタヒドロビフェニレン-4a,8b:4b,8a-テトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.2]オクト-7-エン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物、3,4’-ビフタル酸無水物、ブタン-1,2,3,4-テトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-テトラメチル-1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、4,4’-ビフタル酸無水物、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、ビス(1,3-ジオキソ-1,3-ジヒドロイソベンゾフラン-5-カルボン酸)1,4-フェニレン、4,4’-オキシジフタル酸無水物、3,4’-オキシジフタル酸無水物、3-(カルボキシメチル)-1,2,4-シクロペンタントリカルボン酸1,4:2,3-二無水物、1,2,3,4-シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、ナフタレン-1,4,5,8-テトラカルボン酸二無水物、4,4’-(エチン-1,2-ジイル)ジフタル酸無水物、ビシクロ[2.2.2]オクタン-2,3,5,6-テトラカルボン酸2,3:5,6-二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物、ビシクロ[2.2.2]オクト-7-エン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、9,9-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)フルオレン二無水物、4-(2,5-ジオキソテトラヒドロフラン-3-イル)-1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-1,2-ジカルボン酸無水物、5-(2,5-ジオキソテトラヒドロフリル)-3-メチル-3-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸無水物、ジシクロヘキシル-3,4,3’,4’-テトラカルボン酸二無水物、エチレンジアミン四酢酸二無水物、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、4,4’-(4,4’-イソプロピリデンジフェノキシ)ジフタル酸無水物、4,4’-ビフタル酸無水物、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、4,4’-オキシジフタル酸無水物、4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル、ナフタレン-1,4,5,8-テトラカルボン酸二無水物、2,6-ジブロモナフタレン-1,4,5,8-テトラカルボン酸二無水物、3,4,9,10-ペリレンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。
本発明の樹脂組成物に含まれる式(1)で示されるポリマーの製造に用いるジイソシアネートは、公知のジイソシアネートから制限されることなく選択することができる。
本発明の樹脂組成物に含まれる式(1)で示されるポリマーの製造に用いるイソシアネート化合物としては特に限定されず、例えば、芳香族イソシアネート化合物、脂肪族イソシアネート化合物、脂環族イソシアネート化合物(単環式脂環族イソシアネート化合物、架橋環式脂環族イソシアネート化合物)、及びこれらのポリイソシアネート誘導体等が挙げられる。
芳香族イソシアネート化合物としては、例えば、トリレンジイソシアネート(2,4-若しくは2,6-トリレンジイソシアネート、又はこれらの混合物)(TDI)、フェニレンジイソシアネート(m-若しくはp-フェニレンジイソシアネート、又はこれらの混合物)、4,4’-ジフェニルジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート(4,4’-、2,4’-若しくは2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネート、又はこれらの混合物)(MDI)、4,4’-トルイジンジイソシアネート(TODI)、4,4’-ジフェニルエーテルジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(1,3-若しくは1,4-キシリレンジイソシアネート、又はこれらの混合物)(XDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(1,3-若しくは1,4-テトラメチルキシリレンジイソシアネート、又はこれらの混合物)(TMXDI)、ω,ω’-ジイソシアネート-1,4-ジエチルベンゼン、ナフタレンジイソシアネート(1,5-、1,4-若しくは1,8-ナフタレンジイソシアネート、又はこれらの混合物)(NDI)、トリフェニルメタントリイソシアネート、トリス(イソシアネートフェニル)チオホスフェート、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート、ニトロジフェニル-4,4’-ジイソシアネート、3,3’-ジメチルジフェニルメタン-4,4’-ジイソシアネート、4,4’-ジフェニルプロパンジイソシアネート、3,3’-ジメトキシジフェニル-4,4’-ジイソシアネート等が挙げられる。
脂肪族イソシアネート化合物としては、例えば、トリメチレンジイソシアネート、1,2-プロピレンジイソシアネート、ブチレンジイソシアネート(テトラメチレンジイソシアネート、1,2-ブチレンジイソシアネート、2,3-ブチレンジイソシアネート、1,3-ブチレンジイソシアネート)、ヘキサメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,6-ジイソシアネートメチルカプエート、リジンジイソシアネート、リジンエステルトリイソシアネート、1,6,11-ウンデカントリイソシアネート、1,3,6-ヘキサメチレントリイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、デカメチレンジイソシアネート等が挙げられる。
単環式脂環族イソシアネート化合物としては、例えば、1,3-シクロペンタンジイソシアネート、1,3-シクロペンテンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート(1,4-シクロヘキサンジイソシアネート、1,3-シクロヘキサンジイソシアネート)、3-イソシアネートメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキシルイソシアネート(イソホロンジイソシアネート、IPDI)、メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート(4,4’-、2,4’-若しくは2,2’-メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート、又はこれらの混合物)(水添MDI)、メチルシクロヘキサンジイソシアネート(メチル-2,4-シクロヘキサンジイソシアネート、メチル-2,6-シクロヘキサンジイソシアネート、ビス(イソシネートメチル)シクロヘキサン(1,3-若しくは1,4-ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、又はこれらの混合物)(水添XDI)、ダイマー酸ジイソシアネート、トランスシクロヘキサン1,4-ジイソシアネート、水素添加トリレンジイソシアネート(水添TDI)、水素添加テトラメチルキシリレンジイソシアネート(水添TMXDI)等が挙げられる。
架橋環式脂環族イソシアネート化合物としては、例えば、ノルボルネンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネートメチル、ビシクロヘプタントリイソシアネート、シイソシアナートメチルビシクロヘプタン、ジ(ジイソシアナートメチル)トリシクロデカン等が挙げられる。
本発明の樹脂組成物に含まれる式(1)で示されるポリマーを製造する際に使用する溶媒としては、反応に害を及ぼさない溶媒であれば使用することができ、例えば、ジエチルエーテルやジイソプロピルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン(THF)、ジオキサン等のエーテル系溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリルなどのニトリル系溶媒、ベンゼンやトルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)やN,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン等のアミド系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン等のケトン系溶媒、酢酸、ジメチルスルホキシド(DMSO)、水等を例示することができる。これらの溶媒は、単独又は2種以上を任意の比率で混合して使用してもよい。
本発明の樹脂組成物に含まれる式(1)で示されるポリマーを水‐有機溶剤の二相系にて界面重合する場合には、反応を促進する目的で相間移動触媒を使用してもよい。相間移動触媒としては、例えばベンジルトリエチルアンモニウムクロリド、ベンジルトリエチルアンモニウムブロミド、テトラブチルアンモニウムクロリド、テトラブチルアンモニウムブロミド、テトラアミルアンモニウムクロリド、テトラアミルアンモニウムブロミド、テトラヘプチルアンモニウムクロリド、テトラヘプチルアンモニウムブロミド、ジメチルジパルミチルアンモニウムクロリド、ジメチルジパルミチルアンモニウムブロミドなどのアンモニウム塩、テトラエチルホスホニウムクロリド、テトラエチルホスホニウムブロミド、トリブチルヘキシルホスホニウムクロリド、トリブチルヘキシルホスホニウムブロミド、テトラ-n-オクチルホスホニウムクロリド、テトラ-n-オクチルホスホニウムブロミド、トリブチル-n-オクチルホスホニウムクロリド、トリブチル-n-オクチルホスホニウムブロミド、テトラブチルホスホニウムクロリド、テトラブチルホスホニウムブロミド、テトラフェニルホスホニウムブロミド、テトラフェニルホスホニウムクロリドなどのホスホニウム塩等を挙げることができる。
本発明の樹脂組成物に含まれる式(1)で示されるポリマーを水‐有機溶剤の二相系にて界面重合する場合には、反応を促進する目的で塩基を使用することが望ましい。塩基としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属炭酸塩、水素化ナトリウム等のアルカリ金属水素化物、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド等のアルカリ金属アルコキシド、水酸化テトラブチルアンモニウム等を例示することができる。
本発明の樹脂組成物は熱再配向促進剤を含有する。本発明の樹脂組成物を用いて得られる光学薄膜および位相差膜は、熱再配向促進剤によって分子運動性が向上することから、耐熱温度の低い汎用の樹脂製支持基板上においても重合体の熱再配向処理が可能となる。
本発明の樹脂組成物に含まれる熱再配向促進剤は、分子量が200~10000である。分子量が200未満であるとき、高温環境時の熱再配向促進剤の析出及び滲出の問題、または高温環境時の熱再配向促進剤の揮発の問題が生じ、樹脂組成物を光学薄膜とした時の性能が維持できない。分子量が10000より大きいとき、ポリエステルの分子配向性の改善効率が低い。本発明の熱再配向促進剤は、加熱処理時の低揮発性から、分子量が300~10000であることが好ましい。
本発明の樹脂組成物における式(1)で示されるポリマーと熱再配向促進剤の配合割合は、式(1)で示されるポリマー70~99.99重量%、熱再配向促進剤0.01~30重量%である。高温環境時の熱再配向促進剤の析出及び滲出の問題からさらに好ましくは式(1)で示されるポリマー85~99.9重量%、熱再配向促進剤0.1~15重量%、熱再配向促進効率の観点から特に好ましくは式(1)で示されるポリマー85~99.0重量%、熱再配向促進剤1.0~15重量%である。本発明において、熱再配向促進剤の割合が0.01重量%未満であるとき、熱再配向性促進が困難となり、30重量%より大きいとき、熱再配向促進剤の析出や滲出が起こりやすい。
本発明の熱再配向促進剤としては、可塑剤、酸化防止剤、光安定剤などが例示される。
該可塑剤として、例えば、カルボン酸エステル、リン酸エステル、ポリマー系可塑剤等が挙げられる。
カルボン酸エステルの具体例として、例えば、フタル酸エステル、トリメリット酸エステル、ピロメリット酸エステル、クエン酸エステル、オレイン酸エステル、リシノール酸エステル、セバチン酸エステル、ステアリン酸エステル、アジピン酸エステル、エポキシ化エステル等を挙げることが出来る。その中でも入手が容易な点で、フタル酸エステルが好ましい。
フタル酸エステルとしては、例えば、下記式(3)で示される構造を含む分子量200~10000のものが挙げられる。
(式(3)中、R及びRは、それぞれ独立に、置換されていてもよい炭素数1~20のアルキル基、芳香族基、複素環基、多環式芳香族基及び縮環式芳香族基からなる群より選ばれる1種を表し、これらは-O-基、-(C=O)O-基、-O(C=O)-基、-O(C=O)-O-基、-C(=O)-NH-基、-NH-(C=O)-基、-CH=CH-基、又は-C≡C-基等の結合を有していてもよい。加熱処理時の低揮発性から、R及びRは、それぞれ独立に、炭素数2~20であることが好ましい。)
具体的な、フタル酸エステルとしては、例えばフタル酸ジエチル、フタル酸ジプロピル、フタル酸ジイソプロピル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジイソブチル、フタル酸ジアミル、フタル酸ジヘキシル、フタル酸ジヘプチル、フタル酸ジ-n-オクチル、フタル酸ジノニル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジ-n-デシル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジウンデシル、フタル酸ジトリデシル、フタル酸ジシクロヘキシル、フタル酸ジフェニル、フタル酸ジ-2-エチルヘキシル、フタル酸ベンジルブチル、イソフタル酸ジ-2-エチルヘキシル等が挙げられる。
トリメリット酸エステルとしては、例えば、下記式(4)で示される構造を含む分子量200~10000のものが挙げられる。
(式(4)中、R、R及びRは、それぞれ独立に、置換されていてもよい炭素数1~20のアルキル基、芳香族基、複素環基、多環式芳香族基及び縮環式芳香族基からなる群より選ばれる1種を表し、これらは-O-基、-(C=O)O-基、-O(C=O)-基、-O(C=O)-O-基、-C(=O)-NH-基、-NH-(C=O)-基、-CH=CH-基、又は-C≡C-基等の結合を有していてもよい。)
トリメリット酸エステルの具体例として、例えばトリメリット酸トリブチル、トリメリット酸トリス(2-エチルヘキシル)、トリメリット酸トリ-n-オクチル、トリメリット酸トリイソオクチル、トリメリット酸トリノニル、トリメリット酸トリイソノニル、トリメリット酸トリ-n-デシル、トリメリット酸トリイソデシル、トリメリット酸トリウンデシル、トリメリット酸トリドデシル、トリメリット酸トリ(トリデシル)、トリメリット酸トリテトラデシル等が挙げられる。
ピロメリット酸エステルとしては、例えば、下記式(5)で示される構造を含む分子量200~10000のものが挙げられる。
(式(5)中、R、R、R10及びR11は、それぞれ独立に、置換されていてもよい炭素数1~20のアルキル基、芳香族基、複素環基、多環式芳香族基及び縮環式芳香族基からなる群より選ばれる1種を表し、これらは-O-基、-(C=O)O-基、-O(C=O)-基、-O(C=O)-O-基、-C(=O)-NH-基、-NH-(C=O)-基、-CH=CH-基、又は-C≡C-基等の結合を有していてもよい。)
ピロメリット酸エステルの具体例として、例えばピロメリット酸2-エチルヘキシルエステル、ピロメリット酸テトラ(2-エチルヘキシル)、ピロメリット酸テトラ-n-オクチル、ピロメリット酸テトライソオクチル、ピロメリット酸テトラノニル、ピロメリット酸テトライソノニル、ピロメリット酸テトラ-n-デシル、ピロメリット酸テトライソデシル、ピロメリット酸テトラウンデシル、ピロメリット酸テトラドデシル、ピロメリット酸テトラトリデシル、ピロメリット酸テトラ(テトラデシル)等が挙げられる。
クエン酸エステルとしては、例えば、下記式(6)で示される構造を含む分子量200~10000のものが挙げられる。
(式(6)中、R12、R13、及びR14は、それぞれ独立に、置換されていてもよい炭素数1~20のアルキル基、芳香環、複素環基、多環式芳香族基、又は縮環式芳香族基からなる群より選ばれる1種を表し、これらは-O-基、-(C=O)O-基、-O(C=O)-基、-O(C=O)-O-基、-C(=O)-NH-基、-NH-(C=O)-基、-CH=CH-基、又は-C≡C-基等の結合を有していてもよい。R15は、水素原子、置換されていてもよい炭素数1~20のアシル基、炭素数1~20のアルキル基、芳香族基、複素環基、多環式芳香族基、及び縮環式芳香族基からなる群より選ばれる1種を表し、これらは-O-基、-(C=O)O-基、-O(C=O)-基、-O(C=O)-O-基、-C(=O)-NH-基、-NH-(C=O)-基、-CH=CH-基、又は-C≡C-基等の結合を有していてもよい。)
クエン酸エステルの具体例として、例えばクエン酸トリメチル、クエン酸トリエチル、クエン酸トリプロピル、クエン酸トリブチル、クエン酸トリペンチル、クエン酸トリヘキシル、アセチルクエン酸トリメチル、アセチルクエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリプロピル、アセチルクエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリペンチル、アセチルクエン酸トリヘキシル等が挙げられる。
オレイン酸エステルとしては、例えば、下記式(7)で示される構造を含む分子量200~10000のものが挙げられる。
(式(7)中、R16は、置換されていてもよい炭素数1~20のアルキル基、芳香環、複素環、多環式芳香環、又は縮環式芳香環からなる群より選ばれる1種を表し、これらは-O-基、-(C=O)O-基、-O(C=O)-基、-O(C=O)-O-基、-C(=O)-NH-基、-NH-(C=O)-基、-CH=CH-基、又は-C≡C-基等の結合を有していてもよい。)
オレイン酸エステルの具体例として、例えばオレイン酸メチル、オレイン酸エチル、オレイン酸プロピル、オレイン酸ブチル、オレイン酸ヘキシル、オレイン酸ヘプチル、オレイン酸-n-オクチル、オレイン酸ノニル、オレイン酸-n-デシル等が挙げられる。
リシノール酸エステルとしては、例えば、下記式(8)で示される構造を含む分子量200~10000のものが挙げられる。
(式(8)中、R17は、置換されていてもよい炭素数1~20のアルキル基、芳香環、複素環、多環式芳香環、又は縮環式芳香環からなる群より選ばれる1種を表し、これらは-O-基、-(C=O)O-基、-O(C=O)-基、-O(C=O)-O-基、-C(=O)-NH-基、-NH-(C=O)-基、-CH=CH-基、又は-C≡C-基等の結合を有していてもよい。R18は、水素原子、置換されていてもよい炭素数1~20のアセチル基、炭素数1~20のアルキル基、芳香環、複素環、多環式芳香環、又は縮環式芳香環からなる群より選ばれる1種を表し、これらは-O-基、-(C=O)O-基、-O(C=O)-基、-O(C=O)-O-基、-C(=O)-NH-基、-NH-(C=O)-基、-CH=CH-基、又は-C≡C-基等の結合を有していてもよい。)
リシノール酸エステルの具体例として、例えばリシノール酸メチル、リシノール酸エチル、リシノール酸プロピル、リシノール酸ブチル、リシノール酸ペンチル、リシノール酸ヘキシル、アセチルリシノール酸メチル、アセチルリシノール酸エチル、アセチルリシノール酸プロピル等が挙げられる。
セバシン酸エステルとしては、例えば、下記式(9)で示される構造を含む分子量200~10000のものが挙げられる。
(式(9)中、R19及びR20は、それぞれ独立に、置換されていてもよい炭素数1~20のアルキル基、芳香環、複素環、多環式芳香環、又は縮環式芳香環からなる群より選ばれる1種を表し、これらは-O-基、-(C=O)O-基、-O(C=O)-基、-O(C=O)-O-基、-C(=O)-NH-基、-NH-(C=O)-基、-CH=CH-基、又は-C≡C-基等の結合を有していてもよい。)
セバシン酸エステルの具体例として、例えばセバシン酸ジメチル、セバシン酸ジエチル、セバシン酸ジプロピル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジ(2-エチルヘキシル)、セバシン酸ジ-n-オクチル、セバシン酸ジイソオクチル、セバシン酸ジノニル、セバシン酸ジイソノニル、セバシン酸ジ-n-デシル、セバシン酸ジイソデシル、セバシン酸ジウンデシル、セバシン酸ジドデシル、セバシン酸ジトリデシル、セバシン酸ジテトラデシル等が挙げられる。
ステアリン酸エステルとしては、例えば、下記式(10)で示される構造を含む分子量200~10000のものが挙げられる。
(式(10)中、R21は、置換されていてもよい炭素数1~40のアルキル基、芳香環、複素環、多環式芳香環、又は縮環式芳香環からなる群より選ばれる1種を表し、これらは-O-基、-(C=O)O-基、-O(C=O)-基、-O(C=O)-O-基、-C(=O)-NH-基、-NH-(C=O)-基、-CH=CH-基、又は-C≡C-基等の結合を有していてもよい。)
ステアリン酸エステルの具体例として、例えばステアリン酸メチル、ステアリン酸エチル、ステアリン酸プロピル、ステアリン酸ブチル、ステアリン酸ペンチル、ステアリン酸ヘキシル、ステアリン酸ヘプチル、ステアリン酸-n-オクチル、ステアリン酸ノニル、ステアリン酸デシル、ステアリン酸ドデシル、ステアリン酸フェニル、ステアリン酸グリシジル、ジクロロステアリン酸メチル、モノステアリン、トリステアリン等が挙げられる。
アジピン酸エステルとしては、例えば、下記式(11)で示される構造を含む分子量200~10000のものが挙げられる。
(式(11)中、R22及びR23は、それぞれ独立に、置換されていてもよい炭素数1~20のアルキル基、芳香環、複素環、多環式芳香環、又は縮環式芳香環からなる群より選ばれる1種を表し、これらは-O-基、-(C=O)O-基、-O(C=O)-基、-O(C=O)-O-基、-C(=O)-NH-基、-NH-(C=O)-基、-CH=CH-基、又は-C≡C-基等の結合を有していてもよい。加熱処理時の低揮発性から、R22及びR23は、それぞれ独立に、炭素数2~20であることが好ましい。)
アジピン酸エステルの具体例として、例えばアジピン酸ジブチル、アジピン酸ジイソブチル、アジピン酸ビス[2-(2-ブトキシエトキシ)エチル]、アジピン酸ジ(2-エチルヘキシル)、アジピン酸ジ-n-オクチル、アジピン酸ジイソオクチル、アジピン酸ジノニル、アジピン酸ジイソノニル、アジピン酸ジ-n-デシル、アジピン酸ジイソデシル、アジピン酸ジウンデシル、アジピン酸ジドデシル、アジピン酸ジトリデシル、アジピン酸ジテトラデシル等が挙げられる。
エポキシ化エステルとは、分子量が200以上であり、エポキシ基およびエステル結合を1つ以上有していれば特に制限はなく、例えば、4,5-エポキシシクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジ2-エチルヘキシル、4,5-エポキシシクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸ジ(9,10-エポキシステアリル)、エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、エポキシ化脂肪酸イソブチル、エポキシ化脂肪酸2-エチルヘキシル等を挙げることが出来る。
リン酸エステルとしては下記式(12)で示される化合物を挙げることができる。
(式(12)中、R24~R26は、それぞれ独立に、置換されていてもよい炭素数1~20のアルキル基、芳香環、複素環、多環式芳香環、又は縮環式芳香環からなる群より選ばれる1種を表し、これらは-O-基、-(C=O)O-基、-O(C=O)-基、-O(C=O)-O-基、-C(=O)-NH-基、-NH-(C=O)-基、-CH=CH-基、又は-C≡C-基等の結合を有していてもよい。加熱処理時の低揮発性から、R24~R26は、それぞれ独立に、炭素数3~20であることが好ましい。)
リン酸エステルの具体例として、例えばリン酸トリブチル、リン酸トリアミル、リン酸トリヘキシル、リン酸トリヘプチル、リン酸トリ-n-オクチル、リン酸トリノニル、リン酸トリ-n-デシル、リン酸トリス(2-エチルヘキシル)、リン酸トリス(2-ブトキシエチル)、リン酸トリス(2-クロロエチル)、リン酸トリス(1,3-ジクロロ-2-プロピル)、リン酸2-エチルヘキシルジフェニル、リン酸トリフェニル、リン酸トリキシレニル、リン酸クレジルジフェニル、リン酸トリス(2-エチルヘキシル)、リン酸トリクレジル等が挙げられる。
ポリマー系可塑剤の具体例として、例えば、ポリエステル系可塑剤、ポリエーテル系可塑剤等を挙げることが出来る。
ポリエステル系可塑剤とは下記式(13)で示される構成単位を含む重合体であり、分子量200~10000のものが挙げられる。
(式(13)中、R27及びR28は、それぞれ独立に、置換されていてもよい炭素数1~20のアルキル基、芳香環、複素環、多環式芳香環、又は縮環式芳香環からなる群より選ばれる1種を表し、これらは-O-基、-(C=O)O-基、-O(C=O)-基、-O(C=O)-O-基、-C(=O)-NH-基、-NH-(C=O)-基、-CH=CH-基、又は-C≡C-基等の結合を有していてもよい。)
ポリエステル系可塑剤の具体例として、例えばアデカサイザーPN-160、PN-9302、PN-150、PN-170、PN-7230、PN-1010、PN-1020、P-200、PN-650、PN-7650、PN-1030、PN-1430、HPN-3130、PN-400、P-5040、PN-7250、PN-250、PN-7220、PN-7550、PN-446、PN-310、P-300、PN-280、PN-5090(以上いずれも商品名、(株)ADEKA製)、D620、D623、D643、D645、D633、D620N、D623N、D643D、D640A、D671N(以上いずれも商品名、三菱ケミカル(株)製)、ポリサイザーW-230-H、W-1430-EL、W-2050、W-2310(以上いずれも商品名、DIC(株)製)等が挙げられる。
ポリエーテル系可塑剤とは下記式(14)で示される構成単位を含む重合体であり、分子量200~10000のものが挙げられる。
(式(14)中、R29は、置換されていてもよい炭素数1~20のアルキル基、芳香環、複素環、多環式芳香環、又は縮環式芳香環からなる群より選ばれる1種を表し、これらは-O-基、-(C=O)O-基、-O(C=O)-基、-O(C=O)-O-基、-C(=O)-NH-基、-NH-(C=O)-基、-CH=CH-基、又は-C≡C-基等の結合を有していてもよい。)
ポリエーテル系可塑剤の具体例として、例えばアデカサイザーRS-107、RS-700、RS-735、RS-966、RS-1000、(以上いずれも商品名、(株)ADEKA製)、モノサイザーW-260、W-262(以上いずれも商品名、DIC(株)製)等が挙げられる。
酸化防止剤として、例えば、フェノ-ル系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、ラクトン系酸化防止剤、ヒドロキシルアミン系酸化防止剤、ビタミンE系酸化防止剤等が挙げられる。
フェノール系酸化防止剤とは下記式(15)で示される構造を含む分子量200~10000のものが挙げられる。
(式(15)中、R30、R34のうち、少なくとも一方は、置換されていてもよい炭素数3~20の2級アルキル基、炭素数4~20の3級アルキル基、炭素数6~20のチオエーテル基、脂環式炭化水素、芳香環、多環式芳香環、又は縮環式芳香環からなる群より選ばれる1種を表し、これらは-O-基、-(C=O)O-基、-O(C=O)-基、-O(C=O)-O-基、-C(=O)-NH-基、-NH-(C=O)-基、-CH=CH-基、又は-C≡C-基等の結合を有していてもよく、もう一方は、水素原子、置換されていてもよい炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数1~20のチオエーテル基、脂環式炭化水素、芳香環、多環式芳香環、又は縮環式芳香環からなる群より選ばれる1種を表し、これらは-O-基、-(C=O)O-基、-O(C=O)-基、-O(C=O)-O-基、-C(=O)-NH-基、-NH-(C=O)-基、-CH=CH-基、又は-C≡C-基等の結合を有していてもよい。これらの構造は特に限定しないが、入手性の観点から、tert-ブチル基が好ましい。R31~R33は、それぞれ独立に、水素原子、置換されていてもよい炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のアルコキシ基、芳香環、複素環、多環式芳香環、又は縮環式芳香環からなる群より選ばれる1種を表し、これらは-O-基、-(C=O)O-基、-O(C=O)-基、-O(C=O)-O-基、-C(=O)-NH-基、-NH-(C=O)-基、-CH=CH-基、又は-C≡C-基等の結合を有していてもよい。)
フェノール系酸化防止剤の具体例として、例えばIrganox 245(ビス[3―(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオン酸][エチレンビス(オキシエチレン)])、Irganox 1010(ペンタエリトリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオナート])、Irganox 1035(2,2’-チオジエチルビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオナート])、Irganox 1076(3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオン酸オクタデシル)、Irganox 1098(N,N’-(ヘキサン-1,6-ジイル)ビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパンアミド])、Irganox 1135(オクチル-3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-ヒドロ肉桂酸)、Irganox 1330(2,4,6-トリス(3’,5’-ジ-tert-ブチル-4’-ヒドロキシベンジル)メシチレン)、Irganox 1520(2,4-ビス(オクチルチオメチル)-6-メチルフェノール)、Irganox 259(1,6-ヘキサンジオールビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオナート])、Irganox 3114(1,3,5-トリス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6(1H,3H,5H)-トリオン)、Irganox 565(4-[[4,6-ビス(オクチルチオ)-1,3,5-トリアジン-2-イル]アミノ]-2,6-ジ-tert-ブチルフェノール)(以上いずれも商品名、BASFジャパン(株)製)等が挙げられる。
フェノール系酸化防止剤は、分子量200~10000であれば良く、式(15)で示されるものに限定されず、例えば、ガルビノキシルフリーラジカル、3,3’,5,5’-テトラ-tert-ブチル-4,4’-スチルベンキノン、4-(ヘキシルオキシ)-2,3,6-トリメチルフェノール等も挙げられる。
本発明の熱再配向促進剤として挙げられるアミン系酸化防止剤として、例えば、下記式(16)で示される構造を含む分子量200~10000のものが挙げられる。
(式(16)中、R34は、炭素原子、窒素原子、酸素原子、及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、芳香環、多環式芳香環、又は縮環式芳香環からなる群より選ばれる環を表し、これらの芳香環、多環式芳香環及び縮環式芳香環は、置換基を有していてもよい。R35は、置換されていてもよい炭素数1~20のアルキル基、芳香環、複素環、多環式芳香環、又は縮環式芳香環からなる群より選ばれる1種を表し、これらは-O-基、-(C=O)O-基、-O(C=O)-基、-O(C=O)-O-基、-C(=O)-NH-基、-NH-(C=O)-基、-CH=CH-基、又は-C≡C-基等の結合を有していてもよい。加熱処理時の低揮発性から、R35は炭素数9~20であることが好ましい。)
式(16)で示されるアミン系酸化防止剤の具体例として、例えば6-エトキシ-2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリン、N-フェニル-1-ナフチルアミン、N,N’-ジ-sec-ブチル-1,4-フェニレンジアミン、4-イソプロピルアミノジフェニルアミン、N,N’-ジフェニル-1,4-フェニレンジアミン、N-(1,3-ジメチルブチル)-N’-フェニルN,N’-フェニレンジアミン、N,N’-ジ-2-ナフチル-1,4-フェニレンジアミン、4,4’-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミン等が挙げられる。
アミン系酸化防止剤は、分子量200~10000であれば良く、式(16)で示されるものに限定されず、例えば、6-エトキシ-2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリン、ポリ(2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリン)等も挙げられる。
リン系酸化防止剤として、例えば、下記式(17)で示される構造を含む分子量200~10000のものが挙げられる。
(式(17)中、R36及びR37は、それぞれ独立に、置換されていてもよい炭素数1~20のアルキル基、芳香環、複素環、多環式芳香環、又は縮環式芳香環からなる群より選ばれる1種を表し、これらは-O-基、-(C=O)O-基、-O(C=O)-基、-O(C=O)-O-基、-C(=O)-NH-基、-NH-(C=O)-基、-CH=CH-基、又は-C≡C-基等の結合を有していてもよい。R38は、置換されていてもよい炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のアルコキシ基、芳香環、複素環、多環式芳香環、又は縮環式芳香環からなる群より選ばれる1種を表し、これらは-O-基、-(C=O)O-基、-O(C=O)-基、-O(C=O)-O-基、-C(=O)-NH-基、-NH-(C=O)-基、-CH=CH-基、又は-C≡C-基等の結合を有していてもよい。加熱処理時の低揮発性から、R36、R37及びR38は、それぞれ独立に、炭素数3~20であることが好ましい。)
リン系酸化防止剤の具体例として、例えば亜りん酸トリブチル、亜りん酸トリフェニル、亜りん酸トリヘキシル、亜りん酸トリ-o-クレジル、亜りん酸トリ-m-クレジル、亜りん酸トリ-p-クレジル、亜りん酸トリス(2-エチルヘキシル)、亜りん酸トリオクチル、亜りん酸トリイソデシル、亜りん酸トリス(1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-2-プロピル)、3,9-ビス(2,4-ジ-tert-ブチルフェノキシ)-2,4,8,10-テトラオキサー3,9-ジホスファスピロ[5.5]ウンデカン、亜りん酸トリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)、亜りん酸トリオレイル等が挙げられる。
硫黄系酸化防止剤として、例えば、下記式(18)で示される構造を含む分子量200~10000のものが挙げられる。
(式(18)中、R39は、置換されていてもよい炭素数1~20のアルキル基、複素環、芳香環、多環式芳香環、又は縮環式芳香環からなる群より選ばれる1種を表し、これらは-O-基、-(C=O)O-基、-O(C=O)-基、-O(C=O)-O-基、-C(=O)-NH-基、-NH-(C=O)-基、-CH=CH-基、又は-C≡C-基等の結合を有していてもよい。R40は、水素原子、置換されていてもよい炭素数1~20のアルキル基、芳香環、複素環、多環式芳香環、又は縮環式芳香環からなる群より選ばれる1種を表し、これらは-O-基、-(C=O)O-基、-O(C=O)-基、-O(C=O)-O-基、-C(=O)-NH-基、-NH-(C=O)-基、-CH=CH-基、又は-C≡C-基等の結合を有していてもよい。加熱処理時の低揮発性から、R39及びR40は、それぞれ独立に、炭素数6~20であることが好ましい。)
硫黄系酸化防止剤の具体例として、例えば3,3’-チオジプロピオン酸ジドデシル、3,3’-チオジプロピオン酸ジオクタデシル、テトラキス[3-(ドデシルチオ)プロピオン酸]ペンタエリトリトール等が挙げられる。
光安定剤として、例えば、ヒンダ-ドアミン系光安定剤が挙げられる。
ヒンダードアミン系光安定剤として、例えば、下記式(19)で示される構成単位を有する分子量200~10000のものが挙げられる。
(式(19)中、Sは、-O-、-CO-、-NR41-からなる群の1種を表す。ここで、R41は水素原子または置換されていてもよい炭素数1~5のアルキル基からなる群の1種を表す。R42~R45は、それぞれ独立に、置換されていてもよい炭素数1~20のアルキル基、複素環、芳香環、多環式芳香環、又は縮環式芳香環からなる群より選ばれる1種を表し、これらは-O-基、-(C=O)O-基、-O(C=O)-基、-O(C=O)-O-基、-C(=O)-NH-基、-NH-(C=O)-基、-CH=CH-基、又は-C≡C-基等の結合を有していてもよい。これらの中でも、入手性の観点からメチル基が特に好ましい。R46は、水素原子、置換されていてもよい炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のアルコキシ基、芳香環、複素環、多環式芳香環、又は縮環式芳香環からなる群より選ばれる1種を表し、これらは-O-基、-(C=O)O-基、-O(C=O)-基、-O(C=O)-O-基、-C(=O)-NH-基、-NH-(C=O)-基、-CH=CH-基、又は-C≡C-基等の結合を有していてもよい。)
ヒンダードアミン系光安定剤の具体例として、例えばメタクリル酸2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル、メタクリル酸1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル、N,N’-ビス(2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)ヘキサン-1.6-ジアミン、N,N’-ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジニル)イソフタルアミド、セバシン酸ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)、セバシン酸ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル-1-オキシル)、セバシン酸ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)、ブチル(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)マロン酸ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)等が挙げられる。
これら熱再配向促進剤の中でも、入手が容易でポリマーとの相溶性が良く、ポリマーに含有後も熱再配向促進性が特に優れている点で、可塑剤が好ましい。
本発明の樹脂組成物は、得られる薄膜の膜厚むらを低減させるために界面活性剤を少なくとも1種類以上含有してもよい。含有することができる界面活性剤としては、例えば、アルキルカルボン酸塩、アルキルリン酸塩、アルキルスルホン酸塩、フルオロアルキルカルボン酸塩、フルオロアルキルリン酸塩、フルオロアルキルスルホン酸塩、ポリオキシエチレン誘導体、フルオロアルキルエチレンオキシド誘導体、ポリエチレングリコール誘導体、アルキルアンモニウム塩、フルオロアルキルアンモニウム塩類等をあげることができ、特に含フッ素界面活性剤が好ましい。
本発明の樹脂組成物は、発明の主旨を超えない範囲で、その他ポリマー、高分子電解質、導電性錯体、顔料、染料、帯電防止剤、アンチブロッキング剤、滑剤等を含有していてもよい。
本発明の樹脂組成物は、光反応性基を有する式(1)で示されるポリマーと熱再配向促進剤(以下、ポリマー等という)をブレンドすることにより得ることができる。
ブレンドの方法としては、溶融ブレンド、溶液ブレンド等の方法を用いることができる。溶融ブレンド法とは、加熱によりポリマー等を溶融させて混練することにより製造する方法である。溶液ブレンド法とはポリマー等を溶剤に溶解しブレンドする方法である。溶液ブレンドに用いる溶剤としては、例えば、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロイソプロパノール、塩化メチレン、クロロホルムなどのハロゲン系溶剤;トルエン、キシレンなどの芳香族溶剤;シクロペンタノン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤;メタノ-ル、エタノ-ル、プロパノ-ル等のアルコ-ル溶剤;ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエ-テル溶剤;ジメチルホルムアミド、N-メチルピロリドン等を用いることができる。ポリマー等を溶剤に溶解したのちブレンドすることも可能であり、各ポリマーの粉体、ペレット等を混練後、溶剤に溶解させることも可能である。得られたブレンドポリマー溶液を貧溶剤に投入し、樹脂組成物を析出させることも可能であり、またブレンドポリマー溶液のまま光学薄膜の製造に用いることも可能である。
本発明の樹脂組成物は薄膜の形状にして使用することができる。薄膜を製造する方法については特に制限はなく、例えば、溶融製膜法、溶液キャスト法等の方法が挙げられる。
<溶融製膜法>
溶融製膜する方法は、具体的にはTダイを用いた溶融押出法、カレンダー成形法、熱プレス法、共押出法、共溶融法、多層押出、インフレーション成形法等があり、特に限定されない。
<溶液キャスト法>
溶液キャスト法は、重合体を溶媒に溶解した溶液(以下、「キャスト用ドープ」という。)を支持基板上に流延した後、加熱等により溶媒を除去して薄膜を得る方法である。その際、キャスト用ドープを支持基板上に流延する方法としては、スピンコート法、Tダイ法、ドクターブレード法、バーコーター法、ロールコーター法、リップコーター法等が用いられる。特に工業的にはダイからキャスト用ドープをベルト状またはドラム状の支持基板に連続的に押し出す方法が最も一般的である。用いられる支持基板としては、例えば、ガラス基板、ステンレスやフェロタイプ等の金属基板、ポリエチレンテレフタレ-ト、ポリエチレンナフタレート、シクロオレフィンポリマー、ポリイミド等のフィルム等がある。
本発明の樹脂組成物から成る薄膜は、光照射することで位相差を発現する。照射する光として紫外線を例示することができ、特に偏光紫外線または斜め入射紫外線を例示することができる。紫外線を用いる場合、紫外線の波長は200~400nmの範囲より適宜選ばれる。照射エネルギー量としては10~10000mJ/cmであることが好ましい。
本発明の樹脂組成物から成る薄膜に対し、前記光照射を行った後で、さらに熱処理を行うことで光学特性を付与できる。該工程により本発明の樹脂組成物から成る薄膜が位相差を発現する。加熱処理温度は50~400℃の範囲を例示することができ、基材の耐熱性の観点から、加熱処理温度は50~200℃の範囲が好ましい。
本発明の薄膜は、589nmの光源を用いて測定される下記数式(A)で示される膜厚10μm換算で示される位相差(Re)が、100nm以上であるものである。
Re=(ny-nx)×d (A)
(数式(A)中、nxは面内の進相軸方向の屈折率を示し、nyは面内の遅相軸方向の屈折率を示し、dは膜厚(nm)を示す。)
本発明の薄膜の光照射後の薄膜においては、光照射後の200℃以下の加熱焼成処理でRe>100nm以上の位相差を発現することが好ましい。
前記したように、本発明の薄膜は光学薄膜として好適に使用することができ、特に位相差を発現することから、位相差膜として好適に使用することができる。
本発明の薄膜を位相差膜として使用する場合は、単膜で用いてもよく、他の膜を積層させた複層膜として使用してもよい。
本発明の薄膜は、液晶配向性に優れるため、液晶配向膜を構成する部材として好適に使用することができる。
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定して解釈されるものではない。
<偏光紫外線照射>
バンドパスフィルター(313nm)を組み込んだ超高圧水銀灯光源(朝日分光製、商品名:REX-250)を用い、対応する波長の偏光ビームスプリッターにてP偏光のみを取り出し、照射に用いた。
<加熱処理>
無酸化雰囲気恒温器イナートオーブン(ESPEC製、商品名:IPHH-202)を用いて、加熱処理を行った。
<位相差特性の測定>
試料傾斜型自動複屈折計(AXOMETRICS社製、商品名:AxoScan)を用いて、波長589nmの光を用いて位相差膜の位相差特性を測定した。
<薄膜の膜厚測定>
分光エリプソメーター(J.A.Woollam社製、商品名:RC2-U)を用いて、薄膜の膜厚を測定した。
<偏光顕微鏡観察>
顕微鏡(オリンパス製、商品名:BX53)、偏光用コンデンサ-ポラライザ(オリンパス製、商品名:U-POC-2)、アナライザ(オリンパス製、商品名:U-AN360P-2)を用いて、薄膜上の低分子液晶を観察し、液晶配向性を観察した。
<合成例1>
アルゴン雰囲気下、2-クロロ-4-メトキシ安息香酸(1.08g,5.54mmol)のトルエン(5mL)溶液に塩化チオニル(3.5mL)及びDMF(100μL)を加え、100℃で1時間撹拌した後、減圧下で揮発分を留去し、得られた残渣にTHF(8mL)を加えた。この溶液は次の反応に全量使用した。
4-(4-メトキシフェニル)アニリン(1.00g,5.04mmol)のTHF(8mL)-水(8mL)溶液を0℃に冷却し、撹拌しながら炭酸水素ナトリウム(1.05g,12.6mmol)を加えた後、先に調製した酸クロリドのTHF溶液を5分間かけて滴下した。この混合物を室温まで昇温させ、4時間激しく撹拌した後、減圧下濃縮した。系中に生じた固体をろ取した後、水(50mL)、ヘキサン:酢酸エチル(75:25)(50mL)で洗浄することで、2-クロロ-4-メトキシ-N-{4’-メトキシ(1,1’-ビフェニル)-4-イル}ベンズアミドの淡褐色固体(収量:1.68g,収率:91%)を得た。H-NMR(400MHz,CDCl):δ8.10(s,1H),7.85(d,J=8.7Hz,1H),7.70(d,J=8.4Hz,2H),7.56(d,J=8.8Hz,2H),7.54-7.52(m,2H),6.99-6.97(m,3H),6.92(dd,J=8.6,2.5Hz,1H),3.87(s,3H),3.86(s,3H).
アルゴン雰囲気下、2-クロロ-4-メトキシ-N-{4’-メトキシ(1,1’-ビフェニル)-4-イル}ベンズアミド(0.960g,2.61mmol)のDMF(7mL)溶液を氷冷した後、55%水素化ナトリウム(0.340g,7.84mmol)を加えて30分撹拌し、ヨードメタン(0.240mL,3.92mmol)のDMF(3.5mL)溶液を加えた。反応系を室温まで昇温させながら6時間撹拌した。混合物を酢酸エチル(50mL×3)にて抽出した後、無水硫酸ナトリウムにて乾燥した。得られた有機層を減圧下濃縮し、得られた残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=60:40~40:60)にて精製することで、2-クロロ-4-メトキシ-N-{4’-メトキシ(1,1’-ビフェニル)-4-イル}-N-メチルベンズアミドの淡褐色油状物(収量:2.82g,収率:91%)を得た。H-NMR(400MHz,CDCl):δ7.45(d,J=8.1Hz,2H),7.38(d,J=7.3Hz,2H),7.12-7.06(m,3H),6.94(d,J=8.6Hz,2H),6.74(s,1H),6.60(d,J=7.1Hz,1H),3.84(s,3H),3.71(s,3H),3.51(s,3H).
アルゴン雰囲気下、2-クロロ-4-メトキシ-N-{4’-メトキシ(1,1’-ビフェニル)-4-イル}-N-メチルベンズアミド(1.88g,4.93mmol)のジクロロメタン(49mL)溶液を0℃に冷却した後、1M三臭化ホウ素ジクロロメタン溶液(20mL,20.0mmol)を15分かけて滴下した。反応系を室温まで昇温させた後、16時間撹拌し、再び0℃に冷却した。氷(100g)を加えた後、氷が溶解するまで室温で撹拌した。混合物を減圧下濃縮することで生じた固体をろ取することで化合物(3-11)の白色固体(収量:1.65g,収率:95%)を得た。H-NMR(400MHz,MeOD):δ7.39(dd,J=17.3,7.9Hz,4H),7.19(d,J=7.3Hz,2H),7.05(d,J=8.7Hz,1H),6.81(d,J=8.3Hz,2H),6.66(s,1H),6.54(d,J=8.1Hz,1H),3.46(s,3H).
(化合物(3-11))
<合成例2>
滴下漏斗を具備した三口フラスコに、イオン交換水(15mL)を取り、合成例1にて合成した化合物(3-11)(0.531g,1.50mmol)及び水酸化ナトリウム(0.120g,3.00mmol)を加えた。激しく撹拌することで基質を溶解させた後、触媒として2%臭化テトラブチルアンモニウム水溶液(0.6mL)加え、装置内を十分にアルゴン置換した。滴下漏斗にテレフタル酸ジクロリド(0.305g,1.50mmol)のクロロホルム(15mL)溶液を取り、系中に素早く滴下した。滴下終了後、常温で3時間激しく撹拌し、界面重合を行った。反応後、溶液をメタノール(300mL)へ滴下し、沈殿物をろ別して水(100mL)及びメタノール(100mL)で洗浄した後、真空乾燥することで重合体1の白色固体(収量0.698g,収率96%)を得た。
(重合体1)
[実施例1]
3.6重量%の重合体1と熱再配向促進剤としてフタル酸ジブチル(分子量:278)0.4重量%を、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-2-プロパノール96重量%へ溶解した。これを石英ガラス基板上に流延して5000rpmで60秒間スピンコートし、オーブン中60℃で60分乾燥させ薄膜(膜厚0.750μm)を得た。得られた薄膜に313nmの偏光紫外光を7200mJ/cm照射した後、190℃にて加熱し、高位相差量を示す良好な外観の薄膜を得た。膜厚10μm換算の位相差量を表1に示す。
[実施例2]
熱再配向促進剤としてトリメリット酸トリブチル(分子量:378)を用いたこと以外は実施例1と同様にして薄膜(膜厚0.724μm)を得た。得られた薄膜に313nmの偏光紫外光を7200mJ/cm照射した後、190℃にて加熱し、高位相差量を示す良好な外観の薄膜を得た。膜厚10μm換算の位相差量を表1に示す。
[実施例3]
熱再配向促進剤としてクエン酸トリエチル(分子量:276)を用いたこと以外は実施例1と同様にして薄膜(膜厚0.757μm)を得た。得られた薄膜に313nmの偏光紫外光を7200mJ/cm照射した後、190℃にて加熱し、高位相差量を示す良好な外観の薄膜を得た。膜厚10μm換算の位相差量を表1に示す。
[実施例4]
3.8重量%の重合体1と熱再配向促進剤としてリン酸トリクレジル(分子量:368)0.2重量%を、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-2-プロパノール96重量%へ溶解し、これを石英ガラス基板上に流延して3500rpmで60秒間スピンコートしたこと以外は実施例1と同様にして薄膜(膜厚0.868μm)を得た。得られた薄膜に313nmの偏光紫外光を7200mJ/cm照射した後、190℃にて加熱し、高位相差量を示す良好な外観の薄膜を得た。膜厚10μm換算の位相差量を表1に示す。
[実施例5]
熱再配向促進剤としてリン酸トリクレジル(分子量:368)を用いて、3500rpmで60秒間スピンコートしたこと以外は実施例1と同様にして薄膜(膜厚0.884μm)を得た。得られた薄膜に313nmの偏光紫外光を7200mJ/cm照射した後、190℃にて加熱し、高位相差量を示す良好な外観の薄膜を得た。膜厚10μm換算の位相差量を表1に示す。
[実施例6]
3.4重量%の重合体1と熱再配向促進剤としてリン酸トリクレジル(分子量:368)0.6重量%を、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-2-プロパノール96重量%へ溶解し、これを石英ガラス基板上に流延して3000rpmで60秒間スピンコートしたこと以外は実施例1と同様にして薄膜(膜厚1.028μm)を得た。得られた薄膜に313nmの偏光紫外光を7200mJ/cm照射した後、190℃にて加熱し、高位相差量を示す良好な外観の薄膜を得た。膜厚10μm換算の位相差量を表1に示す。
[実施例7]
3.0重量%の重合体1と熱再配向促進剤としてリン酸トリクレジル(分子量:368)1.0重量%を、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-2-プロパノール96重量%へ溶解し、これを石英ガラス基板上に流延して3000rpmで60秒間スピンコートしたこと以外は実施例1と同様にして薄膜(膜厚1.092μm)を得た。得られた薄膜に313nmの偏光紫外光を7200mJ/cm照射した後、190℃にて加熱し、高位相差量を示す良好な外観の薄膜を得た。膜厚10μm換算の位相差量を表1に示す。
[実施例8]
熱再配向促進剤としてアデカサイザー P-300(分子量:3000、アジピン酸系ポリエステル)を用いて、3000rpmで60秒間スピンコートしたこと以外は実施例1と同様にして薄膜(膜厚1.297μm)を得た。得られた薄膜に313nmの偏光紫外光を7200mJ/cm照射した後、190℃にて加熱し、高位相差量を示す良好な外観の薄膜を得た。膜厚10μm換算の位相差量を表1に示す。
[実施例9]
熱再配向促進剤としてIrganox(登録商標) 245(ビス[3―(3-tert―ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオン酸][エチレンビス(オキシエチレン)])(分子量:587)を用いて、3000rpmで60秒間スピンコートしたこと以外は実施例1と同様にして薄膜(膜厚1.287μm)を得た。得られた薄膜に313nmの偏光紫外光を7200mJ/cm照射した後、190℃にて加熱し、高位相差量を示す良好な外観の薄膜を得た。膜厚10μm換算の位相差量を表1に示す。
[実施例10]
3.6重量%の重合体1と熱再配向促進剤として4,4’-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミン(分子量:406)0.4重量%を、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロイソプロパノール/クロロホルム=4/1(重量比)溶液96重量%へ溶解し、3000rpmでスピンコートしたこと以外は実施例1と同様にして薄膜(膜厚1.118μm)を得た。得られた薄膜に313nmの偏光紫外光を7200mJ/cm照射した後、190℃にて加熱し、高位相差量を示す良好な外観の薄膜を得た。膜厚10μm換算の位相差量を表1に示す。
[実施例11]
熱再配向促進剤として亜リン酸イソデシル(分子量:503)を用いて、3000rpmで60秒間スピンコートしたこと以外は実施例1と同様にして薄膜(膜厚1.214μm)を得た。得られた薄膜に313nmの偏光紫外光を7200mJ/cm照射した後、190℃にて加熱し、高位相差量を示す良好な外観の薄膜を得た。膜厚10μm換算の位相差量を表1に示す。
[実施例12]
熱再配向促進剤として3,3’-チオジプロピオン酸ジドデシル(分子量:515)を用いて、3500rpmで60秒間スピンコートしたこと以外は実施例1と同様にして薄膜(膜厚0.887μm)を得た。得られた薄膜に313nmの偏光紫外光を7200mJ/cm照射した後、190℃にて加熱し、高位相差量を示す良好な外観の薄膜を得た。膜厚10μm換算の位相差量を表1に示す。
[実施例13]
熱再配向促進剤としてセバシン酸ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)(分子量:509)を用いて、3000rpmで60秒間スピンコートしたこと以外は実施例1と同様にして薄膜(膜厚0.986μm)を得た。得られた薄膜に313nmの偏光紫外光を7200mJ/cm照射した後、190℃にて加熱し、高位相差量を示す良好な外観の薄膜を得た。膜厚10μm換算の位相差量を表1に示す。
[実施例14]
1.8重量%の重合体1と熱再配向促進剤としてリン酸トリクレジル(分子量:368)0.2重量%を、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-2-プロパノール98重量%へ溶解した。これを石英ガラス基板上に流延して6000rpmで60秒間スピンコートし、オーブン中60℃で60分乾燥させ薄膜(膜厚0.2μm)を得た。得られた薄膜に313nmの偏光紫外光を7200mJ/cm照射した後、190℃にて加熱し液晶配向膜を得た。
1.5mm×20mmに切り取った厚さ25μmのPETフィルム(東レ製、製品名:ルミラー(R)T60)2枚をスペーサーとして、本液晶配向膜が積層された石英ガラス板2枚を薄膜が内側に、かつ偏光紫外光が照射された方向が平行になるように重ね合わせ、液晶注入口エリアとなる部分を除く石英ガラス板の周辺に瞬間接着剤(東亞合成製、アロンアルフア201)で接着して液晶空セルとした。接着後、液晶空セルに50℃で加熱した4-シアノ-4’-ペンチルビフェニルを注入し、液晶セルとした。得られた液晶セルについて、偏光顕微鏡を用いて薄膜に偏光紫外光が照射された方向に対して偏光子の角度が0°、45°、90°となるように3方向観察したところ、顕微鏡像は暗、明、暗と変化し、液晶ダイレクタが均一に整って配向していることを確認した。200℃以下の加熱処理による液晶配向膜の製造可否を表2に示す。
[本明細書において、液晶ダイレクタとは液晶性分子の長軸が配向している方向(配向主軸)のベクトルを意図する。]
[比較例1]
4.0重量%の重合体1を、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-2-プロパノール96重量%へ溶解した。これを石英ガラス基板上に流延して5000rpmで60秒間スピンコートし、オーブン中60℃で60分乾燥させ薄膜(膜厚0.837μm)を得た。得られた薄膜に313nmの偏光紫外光を7200mJ/cm照射した後、190℃にて加熱し、外観は良好であるが高位相差量を示す薄膜を得られなかった。膜厚10μm換算の位相差量を表1に示す。
[比較例2]
3.6重量%の重合体1とフタル酸ジメチル(分子量:194)0.4重量%を、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-2-プロパノール96重量%へ溶解した。これを石英ガラス基板上に流延して5000rpmで60秒間スピンコートし、オーブン中60℃で60分乾燥させ薄膜(膜厚0.777μm)を得た。得られた薄膜に313nmの偏光紫外光を7200mJ/cm照射した後、190℃にて加熱し、外観は良好であるが高位相差量を示す薄膜を得られなかった。膜厚10μm換算の位相差量を表1に示す。
[比較例3]
添加剤としてリン酸トリメチル(分子量:140)を用いたこと以外は比較例2と同様にして薄膜(膜厚0.890μm)を得た。得られた薄膜に313nmの偏光紫外光を7200mJ/cm照射した後、190℃にて加熱し、外観は良好であるが高位相差量を示す薄膜を得られなかった。膜厚10μm換算の位相差量を表1に示す。
[比較例4]
2.6重量%の重合体1と熱再配向促進剤としてリン酸トリクレジル(分子量:368)1.4重量%を、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-2-プロパノール96重量%へ溶解し、これを石英ガラス基板上に流延して1500rpmで60秒間スピンコートしたこと以外は比較例1と同様にして薄膜(膜厚μm)を得た1.052。得られた薄膜に313nmの偏光紫外光を7200mJ/cm照射した後、190℃にて加熱し、高位相差量を示す薄膜を得られたが、外観は熱再配向促進剤の滲出が確認され、不良であった。膜厚10μm換算の位相差量を表1に示す。
[比較例5]
2重量%の重合体1を、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-2-プロパノール98重量%へ溶解した。これを石英ガラス基板上に流延して7000rpmで60秒間スピンコートし、オーブン中60℃で60分乾燥させ薄膜(膜厚0.2μm)を得た。得られた薄膜に313nmの偏光紫外光を7200mJ/cm照射した後、190℃にて加熱し薄膜を得た。
1.5mm×20mmに切り取った厚さ25μmのPETフィルム(東レ製、製品名:ルミラー(R)T60)2枚をスペーサーとして、本薄膜が積層された石英ガラス板2枚を薄膜が内側に、かつ偏光紫外光が照射された方向が平行になるように重ね合わせ、液晶注入口エリアとなる部分を除く石英ガラス板の周辺に瞬間接着剤(東亞合成製、アロンアルフア201)で接着して液晶空セルとした。接着後、液晶空セルに50℃で加熱した4-シアノ-4’-ペンチルビフェニルを注入し、液晶セルとした。得られた液晶セルについて、偏光顕微鏡を用いて薄膜に偏光紫外光が照射された方向に対して偏光子の角度が0°、45°、90°となるように3方向観察したところ、顕微鏡像は常に明るいままであり、液晶ダイレクタが均一に整って配向していないことを確認した。200℃以下の加熱処理による液晶配向膜の製造可否を表2に示す。
実施例11の薄膜に、偏光紫外光の照射と200℃以下の加熱処理を行うことにより、液晶配向膜として使用できることは比較例4との比較によってより顕著となる。
式(1)で示される構成単位を1~50mol%含有するポリマーを70~99.99重量%、分子量が200~10000の熱再配向促進剤を0.01~30重量%を含有する実施例1~13の樹脂組成物は高位相差量を有す薄膜が得られるのに対して、熱再配向促進剤を用いない比較例1,分子量が200未満の添加剤を含有する比較例2,3の樹脂組成物は高位相差量を有す薄膜が得られない。また、熱再配向促進剤を30重量%以上含有する場合には外観が良好な薄膜が得られない。

Claims (18)

  1. 下記式(1)で示される構成単位を1~50mol%含有するポリマーを70~99.99重量%、分子量が200~10000の可塑剤、酸化防止剤、光安定剤を0.01~30重量%を含有する樹脂組成物。
    (式中、環A、環B及び環Cは、それぞれ独立して、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、並びに縮環式芳香環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環及び縮環式芳香環は、置換基を有していてもよい。
    及びRは、同一又は相異なっていてもよく、水素原子、置換されていてもよい炭素数1~20のアルキル基、置換されていてもよい炭素数3~8のシクロアルキル基、及び置換されていてもよい炭素数4~20の芳香族基からなる群より選ばれる基を表す。
    Xは、置換されていてもよい炭素数1~5のアルコキシ基、ハロゲン原子、置換されていてもよい炭素数1~5のアシルオキシ基、置換されていてもよい炭素数1~5のアルキルスルホニルオキシ基、置換されていてもよい炭素数6~11のアリールスルホニルオキシ基及び置換されていてもよい炭素数4~20のアリールオキシ基からなる群より選ばれる基を表す。
    Yは、水素原子、置換されていてもよい炭素数1~5のアルコキシ基、ハロゲン原子、置換されていてもよい炭素数1~5のアシルオキシ基、置換されていてもよい炭素数1~5のアルキルスルホニルオキシ基、置換されていてもよい炭素数6~11のアリールスルホニルオキシ基及び置換されていてもよい炭素数4~20のアリールオキシ基からなる群より選ばれる基を表す。
    及びSは、それぞれ独立して、-O-基、-(C=O)O-基、-O(C=O)-基、-O(C=O)-O-基を表す。nは0又は1である。)
  2. 前記式(1)において、環A、環B及び環Cが、炭素原子及び窒素原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、置換基を有していてもよい単環式芳香環、置換基を有していてもよい多環式芳香環並びに置換基を有していてもよい縮環式芳香環であり、R及びRが、同一又は相異なっていてもよく、水素原子及び置換されていてもよい炭素数1~20のアルキル基からなる群より選ばれる基である、請求項1に記載の樹脂組成物。
  3. 光反応性構造と、ジカルボン酸、ジカルボン酸ジクロリド、ジアミン、テトラカルボン酸二無水物、多価ヒドロキシ化合物及びイソシアネート化合物からなる群から任意に選択される1種以上の化合物に由来する構造とを有するポリマーを含有する、請求項1または2に記載の樹脂組成物。
  4. 請求項1~3いずれか一項に記載の樹脂組成物に光照射処理を行い得られた樹脂組成物。
  5. 下記一般式(2)で示されるモノマーを共重合させる請求項1~3のいずれか一項に記載のポリマーの製造方法。
    (式中、環A、環B及び環Cは、それぞれ独立して、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、並びに縮環式芳香環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環又は縮環式芳香環は、置換基を有していてもよい。
    及びRは、同一又は相異なっていてもよく、水素原子、置換されていてもよい炭素数1~20のアルキル基、置換されていてもよい炭素数3~8のシクロアルキル基、及び置換されていてもよい炭素数4~20の芳香族基からなる群より選ばれる基を表す。
    Xは、置換されていてもよい炭素数1~5のアルコキシ基、ハロゲン原子、置換されていてもよい炭素数1~5のアシルオキシ基、置換されていてもよい炭素数1~5のアルキルスルホニルオキシ基、又は置換されていてもよい炭素数6~11のアリールスルホニルオキシ基及び置換されていてもよい炭素数4~20のアリールオキシ基からなる群より選ばれる基を表す。
    Yは、水素原子、置換されていてもよい炭素数1~5のアルコキシ基、ハロゲン原子、置換されていてもよい炭素数1~5のアシルオキシ基、置換されていてもよい炭素数1~5のアルキルスルホニルオキシ基、置換されていてもよい炭素数6~11のアリールスルホニルオキシ基及び置換されていてもよい炭素数4~20のアリールオキシ基からなる群より選ばれる基を表す。
    及びFは、それぞれ独立して、ヒドロキシ基及びカルボキシ基からなる群より選ばれる基を表す。nは0又は1を表す。)
  6. モノマーが、一般式(2)において、環A、環B及び環Cが、炭素原子及び窒素原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、置換基を有していてもよい単環式芳香環、置換基を有していてもよい多環式芳香環並びに置換基を有していてもよい縮環式芳香環であり、R及びRが、同一又は相異なっていてもよく、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1~20のアルキル基からなる群より選ばれる基である請求項5に記載のポリマーの製造方法。
  7. 前記式(2)で示されるモノマーが、下記式(2-1-1)~(2-1-9)及び(2-2-1)のいずれかである、請求項5または6に記載のポリマーの製造方法。
    (式中、R及びRは、それぞれ前記式(3)のR及びRと同義である。
    は、ハロゲン原子、置換されていてもよい炭素数1~5のアルキルスルホニルオキシ基及び置換されていてもよい炭素数6~11のアリールスルホニルオキシ基からなる群より選ばれる基を表す。
    は、水素原子又はハロゲン原子を表す。
    1a及びF2aは、それぞれ独立して、ヒドロキシ基又はアミノ基を表す。)
  8. 前記式(2)で示されるモノマーが、下記式(2-1-1-1)~(2-2-1-3)のいずれかである、請求項5~7のいずれか一項に記載のポリマーの製造方法。
    (式中、R及びRは、それぞれ前記式(2)のR及びRと同義である。)
  9. 前記式(2)で示されるモノマーと、ジカルボン酸、ジカルボン酸ジクロリド、ジアミン、テトラカルボン酸二無水物、多価ヒドロキシ化合物及びイソシアネート化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の共重合用モノマーとを共重合させてなる、請求項5~8のいずれか一項に記載のポリマーの製造方法。
  10. 熱再配向促進剤が可塑剤である請求項1~4のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
  11. 熱再配向促進剤が酸化防止剤である請求項1~4のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
  12. 熱再配向促進剤が光安定剤である請求項1~4のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
  13. 請求項1~4、10~13いずれか一項に記載の樹脂組成物を含有する光学薄膜。
  14. 光照射処理及び加熱焼成処理により、589nmの光源を用いて測定される下記数式(A)で示される膜厚10μm換算の位相差(Re)が、100nm以上である請求項13に記載の光学薄膜。
    Re=(ny-nx)×d (A)
    (数式(A)中、nxは面内の進相軸方向の屈折率を示し、nyは面内の遅相軸方向の屈折率を示し、dは膜厚(nm)を示す。)
  15. 前記光照射処理を、偏光紫外線又は斜め入射紫外線を照射して行う請求項14に記載の光学薄膜。
  16. 光照射後の200℃以下の加熱焼成処理でRe>100nm以上の位相差を発現する請求項14または15に記載の光学薄膜。
  17. 請求項14~16のいずれか一項に記載の光学薄膜を備えた位相差膜。
  18. 請求項14~16のいずれか一項に記載の光学薄膜を備えた液晶配向膜。
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