聚合物组合物的制作方法

文档序号:17118605发布日期:2019-03-15 23:34阅读:286来源:国知局

本发明涉及一种在偏光元件的形成中用以使成为偏光层的聚合性液晶组合物配向的对于配向层形成有用的具有二色性色素的聚合物组合物。



背景技术:

作为液晶显示器等所使用的偏光板,先前广泛使用有碘作为二色性色素。然而,碘系偏光膜存在耐热性或耐光性等较差的问题,因此尝试利用有机系的二色性物质、即二色性色素。

先前,作为二色性色素,为了获得较高的二色性,而大量使用具有偶氮骨架作为基本骨架的色素(专利文献1及2)、或具有蒽醌骨架等的色素。

另外,作为偏光板的制造方法,除将包含碘或二色性色素等的聚合物膜进行延伸的方法以外,作为涂布型偏光板的制造方法,也已知有将于成为主体材料的液晶化合物中混合成为客体材料的色素而成的液晶组合物涂布于基板的方法(专利文献3)。进而,为了提供更稳定的偏光膜,也提出:使用交联性液晶与聚合性二色性染料的混合物的方法(专利文献4);于聚合性液晶化合物中添加聚合性非液晶溶剂,使聚合性非液晶溶剂残存于涂膜中而改善了与其它光学膜等的密接性的光学各向异性体的制造方法(专利文献5);以及制备包含聚合性介晶化合物与二色性色素的聚合性介晶制剂,使用其而制备于时间及成本方面有效果的偏光器的方法(专利文献6)。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2011-213610号公报

[专利文献2]日本专利特表2006-525382号公报

[专利文献3]日本专利特表2008-547062号公报

[专利文献4]日本专利特表2004-535483号公报

[专利文献5]日本专利特开2004-198480号公报

[专利文献6]日本专利特表2006-161051号公报



技术实现要素:

[发明要解决的问题]

目前,为了提高可见光范围内的吸收特性,而研究将吸收特性优异的二色性色素高度调配于液晶性组合物中。然而,此种二色性色素一般对于溶剂的溶解性较低,因此存在难以高度调配于液晶性组合物中的问题。

基于所述背景,本发明提供一种新颖的用以使成为偏光层的聚合性液晶组合物配向的对于配向层形成有用的具有二色性色素的聚合物组合物。

[解决问题的技术手段]

本发明者等人为了达成所述课题而进行努力研究,结果发现以下发明。

<1>[i]一种聚合物组合物,其含有(a)在侧链具有二色性色素且在特定温度范围内表现出液晶性的感光性侧链型高分子、及有机溶剂。

<2>根据所述<1>记载的聚合物组合物,其中(a)成分具有引起光交联、光致异构化、或光弗赖斯重排的感光性侧链。

<3>根据所述<1>记载的聚合物组合物,其中(a)成分具有选自由下述式(1)至(6)所组成的群中的任一种的感光性侧链。

[化1]

式中,a、b及d分别独立地表示单键、-o-、-ch2-、-coo-、-oco-、-conh-、-nh-co-、-ch=ch-co-o-、或-o-co-ch=ch-;

s表示碳原子数1至12的烷撑,该烷撑中的键合于碳原子的氢原子也可被取代为卤素原子;

t表示单键或碳原子数1至12的烷撑,该烷撑中的键合于碳原子的氢原子也可被取代为卤素原子;

y1表示从苯环去除一个氢原子而成的1价的取代基、从萘环去除一个氢原子而成的1价的取代基、从联苯环去除一个氢原子而成的1价的取代基、从呋喃环去除一个氢原子而成的1价的取代基、从吡咯环去除一个氢原子而成的1价的取代基、或自碳原子数5至8的脂环烃去除了一个氢而成的1价的取代基,或者表示选自这些取代基中的相同或不同的2至6个取代基经由b所定义的键合基键合而成的1价的取代基,这些全部的取代基中的键合于碳原子的氢原子也可分别独立地经-coor0(式中,r0表示氢原子或碳原子数1至5的烷基)、-no2、-cn、-ch=c(cn)2、-ch=ch-cn、卤素原子、碳原子数1至5的烷基、或碳原子数1至5的烷氧基取代;

y2表示从苯环去除两个氢原子而成的2价的取代基、从萘环去除两个氢原子而成的2价的取代基、从联苯环去除两个氢原子而成的2价的取代基、从呋喃环去除两个氢原子而成的2价的取代基、从吡咯环去除了两个氢而成的2价的取代基、从碳原子数5至8的脂环烃去除两个氢原子而成的2价的取代基、及选自由这些的组合所组成的群中的2价的取代基,这些全部的取代基中的键合于碳原子的氢原子也可分别独立地经-no2、-cn、-ch=c(cn)2、-ch=ch-cn、卤素原子、碳原子数1至5的烷基、或碳原子数1至5的烷氧基取代;

r表示羟基、碳原子数1至6的烷氧基,或者表示与y1相同的定义;

x表示单键、-coo-、-oco-、-n=n-、-ch=ch-、-c≡c-、※1-ch=ch-co-o-※2、或※1-o-co-ch=ch-※2,※1表示所述式(1)至(6)中的与p的键合位置,※2表示所述式(1)至(6)中的与q的键合位置,x的数成为2时,x彼此可相同也可不同;

cou表示香豆素-6-基或香豆素-7-基,键合于这些的氢原子也可分别独立地经-no2、-cn、-ch=c(cn)2、-ch=ch-cn、卤素原子、碳原子数1至5的烷基、或碳原子数1至5的烷氧基取代;

q1与q2是一个为1且另一个为0;

q3为0或1;

p及q各自独立地表示从苯环去除两个氢原子而成的2价的取代基、从萘环去除两个氢原子而成的2价的取代基、从联苯环去除两个氢原子而成的2价的取代基、从呋喃环去除两个氢原子而成的2价的取代基、从吡咯环去除两个氢原子而成的2价的取代基、从碳原子数5至8的脂环烃去除两个氢原子而成的2价的取代基、及选自由这些的组合所组成的群中的2价的取代基;其中,于x为※1-ch=ch-co-o-※2、或※1-o-co-ch=ch-※2的情况下,※1表示所述式(1)至(6)中的与p的键合位置,※2表示所述式(1)至(6)中的与q的键合位置,-ch=ch-所键合的侧的p或q表示从芳香环去除两个氢原子而成的2价的取代基;

l1为0或1;

l2为0至2的整数;

l1与l2均为0时,且t为单键时,a也表示单键;

l1为1时,且t为单键时,b也表示单键;

h及i各自独立地表示从苯环去除两个氢原子而成的2价的取代基、从萘环去除两个氢原子而成的2价的取代基、从联苯环去除两个氢原子而成的2价的取代基、从呋喃环去除两个氢原子而成的2价的取代基、从吡咯环去除两个氢原子而成的2价的取代基、及选自这些的组合中的2价的取代基。

<4>根据所述<1>至<3>中任一项记载的聚合物组合物,其中(a)成分具有选自由下述式(21)至(31)所组成的群中的任一种的液晶性侧链。

[化2]

式中,a、b、q1及q2具有与所述相同的定义;

y3表示从苯环去除一个氢原子而成的1价的取代基、从萘环去除一个氢原子而成的1价的取代基、从联苯环去除一个氢原子而成的1价的取代基、从呋喃环去除一个氢原子而成的1价的取代基、从含氮杂环去除一个氢原子而成的1价的取代基、从碳原子数5至8的脂环烃去除一个氢原子而成的1价的取代基、及选自由这些的组合所组成的群中的1价的取代基,这些全部的取代基中的键合于碳原子的氢原子也可分别独立地经-no2、-cn、卤素原子、碳原子数1至5的烷基、或碳原子数1至5的烷氧基取代;

r3表示氢原子、-no2、-cn、-ch=c(cn)2、-ch=ch-cn、卤素原子、从苯环去除一个氢原子而成的1价的取代基、从萘环去除一个氢原子而成的1价的取代基、从联苯环去除一个氢原子而成的1价的取代基、从呋喃环去除一个氢原子而成的1价的取代基、从含氮杂环去除一个氢原子而成的1价的取代基、从碳原子数5至8的脂环烃去除一个氢原子而成的1价的取代基、碳原子数1至12的烷基、或碳原子数1至12的烷氧基;

l表示1至12的整数,m表示0至2的整数,其中,于式(23)及式(24)中,全部m的合计为2以上,于式(25)及式(26)中,全部m的合计为1以上,m1、m2及m3分别独立地表示1至3的整数;

r2表示氢原子、-no2、-cn、卤素原子、从苯环去除一个氢原子而成的1价的取代基、从萘环去除一个氢原子而成的1价的取代基、从联苯环去除一个氢原子而成的1价的取代基、从呋喃环去除一个氢原子而成的1价的取代基、从含氮杂环去除一个氢原子而成的1价的取代基、从碳原子数5至8的脂环烃去除一个氢原子而成的1价的取代基、烷基、或烷氧基;

z1及z2表示单键、-co-、-ch2o-、-ch=n-、或-cf2-。

<5>根据所述<1>至<4>中任一项记载的聚合物组合物,其含有下述式(c)所表示的化合物作为(b)成分。

[化3]

(式中,r101、r102、r103、r104及r105中的任意3个至5个分别独立地表示选自氢原子、卤素原子、c1至c6烷基、c1至c6卤代烷基、c1至c6烷氧基、c1至c6卤代烷氧基、c3至c8环烷基、c3至c8卤代环烷基、c2至c6烯基、c2至c6卤代烯基、c3至c8环烯基、c3至c8卤代环烯基、c2至c6炔基、c2至c6卤代炔基、(c1至c6烷基)羰基、(c1至c6卤代烷基)羰基、(c1至c6烷氧基)羰基、(c1至c6卤代烷氧基)羰基、(c1至c6烷基氨基)羰基、(c1至c6卤代烷基)氨基羰基、二(c1至c6烷基)氨基羰基、氰基及硝基中的取代基,于r101、r102、r103、r104及r105中的任意3个至4个为所述定义的情况下,r101、r102、r103、r104及r105中的剩余1个或2个表示下述式(c-2)所表示的基团,

[化4]

(式(c-2)中,虚线表示键合键,r106表示碳原子数1至30的烷撑、苯撑、或者从碳环式化合物去除两个氢原子而成的2价的取代基或从杂环式化合物去除两个氢原子而成的2价的取代基,该烷撑中、苯撑中或者从碳环式化合物去除两个氢原子而成的2价的取代基中、或从杂环式化合物去除两个氢原子而成的2价的取代基中的1个或多个氢原子也可经氟原子或有机基取代;另外,r106中的-ch2ch2-也可被取代为-ch=ch-,r106中的-ch2-也可被取代为苯撑、或者从碳环式化合物去除两个氢原子而成的2价的取代基或从杂环式化合物去除两个氢原子而成的2价的取代基,进而,只要选自由-o-、-nhco-、-conh-、-coo-、-oco-、-nh-、-nhconh-、及-co-所组成的群中的2价的基团互不相邻,则r106中的-ch2-也可被取代为这些2价的基团;r107为氢原子或甲基),n表示0或1)。

[发明效果]

根据本发明,可提供一种新颖的聚合物组合物,其可不将二色性色素高度调配于液晶性组合物中而获得具有较高的偏光性能的偏光板。

具体实施方式

本发明者进行努力研究,结果获得以下的见解而完成本发明。

本发明的制造方法中所使用的聚合物组合物含有在侧链具有二色性色素且可表现出液晶性的感光性侧链型高分子(以下,也仅称为侧链型高分子),使用所述聚合物组合物所获得的涂膜是具有可表现出液晶性的感光性侧链型高分子的膜。对于该涂膜,不进行摩擦处理而通过偏光照射进行配向处理。然后,在偏光照射后经由对该侧链型高分子膜进行加热的步骤而成为被赋予了配向控制能力的涂膜(以下,也称为配向层)。此时,通过偏光照射而表现出的微小的各向异性成为驱动力,液晶性的侧链型高分子本身通过自组织化而有效率地进行再配向。其结果为,可获得作为配向层实现高效率的配向处理,且被赋予了较高的配向控制能力的配向层。此处,通过在侧链型高分子的侧链含有二色性色素,可获得具有较高的二色性比的配向层。因此,本发明的聚合物组合物是作为在形成偏光层时用以使含有液晶性组合物及视需要的二色性色素的偏光层配向的配向层形成用组合物有用。

以下,对于本发明的实施形态详细地进行说明。

<<(a)侧链型高分子>>

(a)成分是在侧链具有二色性色素,且在特定温度范围内表现出液晶性的感光性侧链型高分子。

(a)侧链型高分子可在250nm至400nm的波长范围的光下进行反应,且在60℃至300℃的温度范围内表现出液晶性。

(a)侧链型高分子优选具有与250nm至400nm的波长范围的光进行反应的感光性侧链。

(a)侧链型高分子优选具有介晶基团以在60℃至300℃的温度范围内表现出液晶性。

(a)侧链型高分子是在主链键合有具有感光性的侧链,而能够与光感应而引起交联反应、异构化反应、或光弗赖斯重排。具有感光性的侧链的结构没有特别限定,但较理想的是与光感应而引起交联反应、或光弗赖斯重排的结构,更理想的是引起交联反应。在该情况下,即便暴露于热等外部应力下,也可长期稳定地保持已实现的配向控制能力。可表现出液晶性的感光性侧链型高分子膜的结构只要满足所述特性,则没有特别限定,但优选在侧链结构具有刚直的介晶基团成分。在该情况下,将该侧链型高分子制成液晶配向膜时,可获得稳定的液晶配向。

所述高分子的结构例如可设为如下结构,即具有主链及键合于其的侧链,且该侧链具有联苯基、联三苯基、苯基环己基、苯基苯甲酸酯基、偶氮苯基等介晶基团成分、及键合于前端部的与光感应而进行交联反应或异构化反应的感光性基的结构;或者具有主链及键合于其的侧链,该侧链也成为介晶基团成分,且具有会进行光弗赖斯重排反应的苯基苯甲酸酯基的结构。

作为可表现出液晶性的感光性侧链型高分子膜的结构的更具体例,优选具有由选自由烃、(甲基)丙烯酸酯、衣康酸酯、富马酸酯、马来酸酯、α-亚甲基-γ-丁内酯、苯乙烯、乙烯、马来酰亚胺、降冰片烯等自由基聚合性基及硅氧烷所组成的群中的至少1种所构成的主链、及包含下述式(1)至(6)中的至少1种的侧链的结构。

[化5]

式中,a、b及d分别独立地表示单键、-o-、-ch2-、-coo-、-oco-、-conh-、-nh-co-、-ch=ch-co-o-、或-o-co-ch=ch-;

s表示碳原子数1至12的烷撑,该烷撑中的键合于碳原子的氢原子也可被取代为卤素原子;

t表示单键或碳原子数1至12的烷撑,该烷撑中的键合于碳原子的氢原子也可被取代为卤素原子;

y1表示从苯环去除一个氢原子而成的1价的取代基、从萘环去除一个氢原子而成的1价的取代基、从联苯环去除一个氢原子而成的1价的取代基、从呋喃环去除一个氢原子而成的1价的取代基、从吡咯环去除一个氢原子而成的1价的取代基、或自碳原子数5至8的脂环烃去除一个氢原子而成的1价的取代基,或者表示选自这些取代基中的相同或不同的2至6个取代基经由b所定义的键合基键合而成的1价的取代基,这些全部的取代基中的键合于碳原子的氢原子也可分别独立地经-coor0(式中,r0表示氢原子或碳原子数1至5的烷基)、-no2、-cn、-ch=c(cn)2、-ch=ch-cn、卤素原子、碳原子数1至5的烷基、或碳原子数1至5的烷氧基取代;

y2表示从苯环去除两个氢原子而成的2价的取代基、从萘环去除两个氢原子而成的2价的取代基、从联苯环去除两个氢原子而成的2价的取代基、从呋喃环去除两个氢原子而成的2价的取代基、从吡咯环去除两个氢原子而成的2价的取代基、从碳原子数5至8的脂环烃去除两个氢原子而成的2价的取代基、及选自由这些的组合所组成的群中的2价的取代基,这些全部的取代基中的键合于碳原子的氢原子也可分别独立地经-no2、-cn、-ch=c(cn)2、-ch=ch-cn、卤素原子、碳原子数1至5的烷基、或碳原子数1至5的烷氧基取代;

r表示羟基、碳原子数1至6的烷氧基,或者表示与y1相同的定义;

x表示单键、-coo-、-oco-、-n=n-、-ch=ch-、-c≡c-、※1-ch=ch-co-o-※2、或※1-o-co-ch=ch-※2,※1表示所述式(1)至(6)中的与p的键合位置,※2表示所述式(1)至(6)中的与q的键合位置,x的数成为2时,x彼此可相同也可不同;

cou表示香豆素-6-基或香豆素-7-基,键合于这些的氢原子也可分别独立地经-no2、-cn、-ch=c(cn)2、-ch=ch-cn、卤素原子、碳原子数1至5的烷基、或碳原子数1至5的烷氧基取代;

q1与q2是一个为1且另一个为0;

q3为0或1;

p及q各自独立地表示从苯环去除两个氢原子而成的2价的取代基、从萘环去除两个氢原子而成的2价的取代基、从联苯环去除两个氢原子而成的2价的取代基、从呋喃环去除两个氢原子而成的2价的取代基、从吡咯环去除两个氢原子而成的2价的取代基、从碳原子数5至8的脂环烃去除两个氢原子而成的2价的取代基、及选自由这些的组合所组成的群中的2价的取代基;其中,在x为※1-ch=ch-co-o-※2、或※1-o-co-ch=ch-※2的情况下,※1表示所述式(1)至(6)中的与p的键合位置,※2表示所述式(1)至(6)中的与q的键合位置,-ch=ch-所键合的侧的p或q表示从芳香环去除两个氢原子而成的2价的取代基;

l1为0或1;

l2为0至2的整数;

l1与l2均为0时,且t为单键时,a也表示单键;

l1为1时,且t为单键时,b也表示单键;

h及i各自独立地表示从苯环去除两个氢原子而成的2价的取代基、从萘环去除两个氢原子而成的2价的取代基、从联苯环去除两个氢原子而成的2价的取代基、从呋喃环去除两个氢原子而成的2价的取代基、从吡咯环去除两个氢原子而成的2价的取代基、及选自这些的组合中的2价的取代基。

侧链可为选自由下述式(7)至(10)所组成的群中的任一种的感光性侧链。

式中,a、b、d、y1、x、y2、及r具有与所述相同的定义;

l表示1至12的整数;

m表示0至2的整数,m1、m2表示1至3的整数;

n表示0至12的整数(其中,n=0时b为单键)。

[化6]

侧链可为选自由下述式(11)至(13)所组成的群中的任一种的感光性侧链。

式中,a、x、l、m、m1及r具有与所述相同的定义。

[化7]

侧链可为下述式(14)或(15)所表示的感光性侧链。

式中,a、y1、x、l、m1及m2具有与所述相同的定义。

[化8]

侧链可为下述式(16)或(17)所表示的感光性侧链。

式中,a、x、l及m具有与所述相同的定义。

[化9]

另外,侧链可为下述式(18)或(19)所表示的感光性侧链。

式中,a、b、y1、q1、q2、m1、及m2具有与所述相同的定义。

r1表示氢原子、-no2、-cn、-ch=c(cn)2、-ch=ch-cn、卤素原子、碳原子数1至5的烷基、或碳原子数1至5的烷氧基。

[化10]

侧链可为下述式(20)所表示的感光性侧链。

式中,a、y1、x、l及m具有与所述相同的定义。

[化11]

另外,(a)侧链型高分子可具有选自由下述式(21)至(31)所组成的群中的任一种的液晶性侧链。

式中,a、b、q1及q2具有与所述相同的定义;

y3表示从苯环去除一个氢原子而成的1价的取代基、从萘环去除一个氢原子而成的1价的取代基、从联苯环去除一个氢原子而成的1价的取代基、从呋喃环去除一个氢原子而成的1价的取代基、从含氮杂环去除一个氢原子而成的1价的取代基、从碳原子数5至8的脂环烃去除一个氢原子而成的1价的取代基、及选自由这些的组合所组成的群中的1价的取代基,这些全部的取代基中的键合于碳原子的氢原子也可分别独立地经-no2、-cn、卤素原子、碳原子数1至5的烷基、或碳原子数1至5的烷氧基取代;

r3表示氢原子、-no2、-cn、-ch=c(cn)2、-ch=ch-cn、卤素原子、从苯环去除一个氢原子而成的1价的取代基、从萘环去除一个氢原子而成的1价的取代基、从联苯环去除一个氢原子而成的1价的取代基、从呋喃环去除一个氢原子而成的1价的取代基、从含氮杂环去除一个氢原子而成的1价的取代基、从碳原子数5至8的脂环烃去除一个氢原子而成的1价的取代基、碳原子数1至12的烷基、或碳原子数1至12的烷氧基;

l表示1至12的整数,m表示0至2的整数,其中,于式(23)及式(24)中,全部m的合计为2以上,于式(25)及式(26)中,全部m的合计为1以上,m1、m2及m3分别独立地表示1至3的整数;

r2表示氢原子、-no2、-cn、卤素原子、从苯环去除一个氢原子而成的1价的取代基、从萘环去除一个氢原子而成的1价的取代基、从联苯环去除一个氢原子而成的1价的取代基、从呋喃环去除一个氢原子而成的1价的取代基、从含氮杂环去除一个氢原子而成的1价的取代基、从碳原子数5至8的脂环烃去除一个氢原子而成的1价的取代基、烷基、或烷氧基;

z1及z2表示单键、-co-、-ch2o-、-ch=n-、或-cf2-。

[化12]

<<在侧链具有二色性色素的感光性侧链型高分子的制造方法>>

所述可表现出液晶性的感光性侧链型高分子可通过使具有所述感光性侧链的光反应性侧链单体、液晶性侧链单体、及二色性色素单体进行聚合而获得。

[光反应性侧链单体]

所谓光反应性侧链单体,在形成高分子的情况下,是能够形成在高分子的侧链部位具有感光性侧链的高分子的单体。

作为侧链所具有的光反应性基,优选下述的结构及其衍生物。

[化13]

作为光反应性侧链单体的更具体的例,优选具有由选自由烃、(甲基)丙烯酸酯、衣康酸酯、富马酸酯、马来酸酯、α-亚甲基-γ-丁内酯、苯乙烯、乙烯、马来酰亚胺、降冰片烯等自由基聚合性基及硅氧烷所组成的群中的至少1种所构成的聚合性基;及包含所述式(1)至(6)的至少1种的感光性侧链、优选例如包含所述式(7)至(10)的至少1种的感光性侧链、包含所述式(11)至(13)的至少1种的感光性侧链、所述式(14)或(15)所表示的感光性侧链、所述式(16)或(17)所表示的感光性侧链、所述式(18)或(19)所表示的感光性侧链、所述式(20)所表示的感光性侧链的结构。

作为此种光反应性侧链单体,例如可列举:选自下述式m1-1至m1-7及m1-17至m1-20中的单体。

[化14]

[化15]

[化16]

(式中,m1为氢原子或甲基,s1表示亚甲基的数,是2至9的自然数)。

[化17]

(式中,r为oh或nh2,s1表示亚甲基的数,是2至9的自然数)。

作为所述式(m1-1)所表示的光反应性侧链单体,例如可列举:4-(6-甲基丙烯酰氧基己基-1-氧基)肉桂酸、4-(6-丙烯酰氧基己基-1-氧基)肉桂酸、4-(3-甲基丙烯酰氧基丙基-1-氧基)肉桂酸、4-(4-(6-甲基丙烯酰氧基己基-1-氧基)苯甲酰氧基)肉桂酸等式(1)中的r为oh的光反应性侧链单体、以及4-(6-甲基丙烯酰氧基己基-1-氧基)肉桂酰胺、4-(6-丙烯酰氧基己基-1-氧基)肉桂酰胺、4-(3-甲基丙烯酰氧基丙基-1-氧基)肉桂酰胺等式(m1-1)中的r为nh2的光反应性侧链单体等。

[液晶性侧链单体]

所谓液晶性侧链单体,是源自该单体的高分子能够表现出液晶性,且该高分子能够在侧链部位形成介晶基团的单体。

作为侧链所具有的介晶基团,可为联苯基或苯基苯甲酸酯基等单独成为介晶结构的基团,也可为如苯甲酸等般通过侧链彼此进行氢键合而成为介晶结构的基团。作为侧链所具有的介晶基团,优选下述的结构。

[化18]

作为液晶性侧链单体的更具体的例,优选具有由选自由烃、(甲基)丙烯酸酯、衣康酸酯、富马酸酯、马来酸酯、α-亚甲基-γ-丁内酯、苯乙烯、乙烯、马来酰亚胺、降冰片烯等自由基聚合性基及硅氧烷所组成的群中的至少1种所构成的聚合性基、及包含所述式(21)至(31)的至少1种的侧链的结构。

作为此种液晶性单体中具有羧基或酰氨基的单体,也可使用选自由下述式m2-1至m2-9所组成的群中的式所表示的单体。

[化19]

[化20]

(式中,r为oh或nh2,m1为氢原子或甲基,s1表示亚甲基的数,是2至9的自然数)。

另外,作为该其它单体的一例即具有表现出液晶性的取代基的单体,也可使用选自由下述式m2-10至m2-16所组成的群中的式所表示的单体。

[化21]

(式中,m1为氢原子或甲基,s1表示亚甲基的数,是2至9的自然数)。

[二色性色素单体]

所谓二色性色素单体,在形成高分子的情况下,是能够形成在高分子的侧链部位具有二色性色素的高分子的单体,且是二色性色素的氢原子经聚合性基取代的化合物。此外,该聚合性基也可经由间隔基而键合于二色性色素。

作为所述间隔基,为碳原子数1至30的烷撑、苯撑或者从碳环式化合物去除两个氢原子而成的2价的取代基、或从杂环式化合物去除两个氢原子而成的2价的取代基,该烷撑中、苯撑中或者从碳环式化合物去除两个氢原子而成的2价的取代基中、或从杂环式化合物去除两个氢原子而成的2价的取代基中的1个或多个氢原子也可经氟原子或有机基取代。另外,所述间隔基中的-ch2ch2-也可被取代为-ch=ch-,所述间隔基中的-ch2-也可被取代为苯撑或者从碳环式化合物去除两个氢原子而成的2价的取代基或从杂环式化合物去除两个氢原子而成的2价的取代基,进而,在以下所列举的任一种基团互不相邻的情况下,也可被取代为这些基团;-o-、-nhco-、-conh-、-coo-、-oco-、-nh-、-nhconh-、-co-。

所谓二色性色素,是指具有分子的长轴方向上的吸光度与短轴方向上的吸光度不同的性质的色素。

二色性色素优选在300至700nm的范围内具有吸收极大波长(λmax)。此种二色性色素例如可列举:吖啶色素、恶嗪色素、花青色素、萘色素、偶氮色素及蒽醌色素等,其中,优选偶氮色素。偶氮色素可列举:单偶氮色素、双偶氮色素、三偶氮色素、四偶氮色素及茋偶氮色素等,优选双偶氮色素及三偶氮色素。

偶氮色素例如可列举:式(b)所表示的化合物(以下,视情形而称为“化合物(b)”)。

a1(-n=n-a2)p-n=n-a3(b)

[式(b)中,

a1及a3相互独立地表示可具有取代基的苯基、可具有取代基的萘基或可具有取代基的1价的杂环基。a2表示可具有取代基的1,4-苯撑、可具有取代基的萘-1,4-二基或可具有取代基的2价的杂环基。p表示1至4的整数。在p为2以上的整数的情况下,多个a2相互独立,可相同也可不同]。

作为1价的杂环基,可列举:从喹啉、噻唑、苯并噻唑、噻吩并噻唑、咪唑、苯并咪唑、恶唑及苯并恶唑等杂环化合物去除1个氢原子而成的基团。作为2价的杂环基,可列举:从所述杂环化合物去除2个氢原子而成的基团。

作为a1及a3中的苯基、萘基及1价的杂环基、以及a2中的1,4-苯撑、萘-1,4-二基及2价的杂环基所任意具有的取代基,可列举:碳原子数1至4的烷基;甲氧基、乙氧基及丁氧基等碳原子数1至4的烷氧基;三氟甲基等碳原子数1至4的氟化烷基;氰基;硝基;卤素原子;氨基、二乙基氨基及吡咯烷基等经取代或未经取代氨基(所谓经取代氨基,意指具有1个或2个的碳原子数1至6的烷基的氨基、或者2个经取代烷基相互键合而形成有碳原子数2至8的烷二基的氨基;未经取代氨基为-nh2)。

作为碳原子数1至6的烷基,可为直链状、支链状中的任一种,可列举:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1,1-二甲基丙基、2,2-二甲基丙基、正己基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、1,1-二甲基丁基、1-乙基丁基、1,1,2-三甲基丙基等。

化合物(b)中,优选以下的式(2-1)至式(2-6)所分别表示的化合物。

[化22]

[化23]

[式(2-1)至(2-6)中,

b1至b20相互独立地表示氢原子、碳原子数1至6的烷基、碳原子数1至4的烷氧基、氰基、硝基、经取代或未经取代的氨基(经取代氨基及未经取代氨基的定义是如上所示)、氯原子或三氟甲基。

n1至n4相互独立地表示0至3的整数。

在n1为2以上的情况下,多个b2相互独立,可相同也可不同,

在n2为2以上的情况下,多个b6相互独立,可相同也可不同,

在n3为2以上的情况下,多个b9相互独立,可相同也可不同,

在n4为2以上的情况下,多个b14相互独立,可相同也可不同]。

所述蒽醌色素优选式(2-7)所表示的化合物。

[化24]

[式(2-7)中,

r1至r8相互独立地表示氢原子、-rx、-nh2、-nhrx、-nrx2、-srx或卤素原子。

rx表示碳原子数1至4的烷基或碳原子数6至12的芳基]。

所述恶酮色素优选式(2-8)所表示的化合物。

[化25]

[式(2-8)中,

r9至r15相互独立地表示氢原子、-rx、-nh2、-nhrx、-nrx2、-srx或卤素原子。

rx表示碳原子数1至4的烷基或碳原子数6至12的芳基]。

所述吖啶色素优选式(2-9)所表示的化合物。

[化26]

[式(2-9)中,

r16至r23相互独立地表示氢原子、-rx、-nh2、-nhrx、-nrx2、-srx或卤素原子。

rx表示碳原子数1至4的烷基或碳原子数6至12的芳基。

作为式(2-7)、式(2-8)及式(2-9)中的rx所表示的碳原子数1至6的烷基,可列举:甲基、乙基、丙基、丁基、戊基及己基等,作为碳原子数6至12的芳基,可列举:苯基、甲苯甲酰基、二甲苯基及萘基等。

所述花青色素优选式(2-10)所表示的化合物及式(2-11)所表示的化合物。

[化27]

[式(2-10)中,

d1及d2相互独立地表示式(2-10a)至式(2-10d)中的任一种基团。

[化28]

n5表示1至3的整数]。

[化29]

[式(2-11)中,

d3及d4相互独立地表示式(2-11a)至式(2-11h)中的任一种基团。

[化30]

n6表示1至3的整数]。

作为二色性色素单体的更具体的例,优选具有由选自由烃、(甲基)丙烯酸酯、衣康酸酯、富马酸酯、马来酸酯、α-亚甲基-γ-丁内酯、苯乙烯、乙烯、马来酰亚胺、降冰片烯等自由基聚合性基及硅氧烷所组成的群中的至少1种所构成的聚合性基、及所述的二色性色素的结构。

另外,作为二色性色素单体的市售品,例如可列举:dispersered1acrylate、dispersered1methacrylate、disperseyellow7methacrylate(aldrich公司制造)。

(a)侧链型高分子可通过所述表现出液晶性的光反应性侧链单体与二色性色素单体的共聚合反应而获得。另外,可通过未表现出液晶性的光反应性侧链单体、液晶性侧链单体、及二色性色素单体的共聚合、或者表现出液晶性的光反应性侧链单体、液晶性侧链单体、及二色性色素单体的共聚合而获得。进而,可在无损液晶性的表现能力的范围内与其它单体进行共聚合。

作为其它单体,例如可列举能够工业性地获取的可进行自由基聚合反应的单体。

作为其它单体的具体例,可列举:不饱和羧酸、丙烯酸酯化合物、甲基丙烯酸酯化合物、马来酰亚胺化合物、丙烯腈、马来酸酐、苯乙烯化合物及乙烯系化合物等。

作为不饱和羧酸的具体例,可列举:丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、富马酸等。

作为丙烯酸酯化合物,例如可列举:丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸萘酯、丙烯酸蒽酯、丙烯酸蒽基甲酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸2-甲氧基乙酯、甲氧基三乙二醇丙烯酸酯、丙烯酸2-乙氧基乙酯、丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸3-甲氧基丁酯、丙烯酸2-甲基-2-金刚烷酯、丙烯酸2-丙基-2-金刚烷酯、丙烯酸8-甲基-8-三环癸酯、及丙烯酸8-乙基-8-三环癸酯等。

作为甲基丙烯酸酯化合物,例如可列举:甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸萘酯、甲基丙烯酸蒽酯、甲基丙烯酸蒽基甲酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、甲基丙烯酸第三丁酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸2-甲氧基乙酯、甲氧基三乙二醇甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸2-乙氧基乙酯、甲基丙烯酸四氢糠酯、甲基丙烯酸3-甲氧基丁酯、甲基丙烯酸2-甲基-2-金刚烷酯、甲基丙烯酸2-丙基-2-金刚烷酯、甲基丙烯酸8-甲基-8-三环癸酯、及甲基丙烯酸8-乙基-8-三环癸酯等。

作为乙烯系化合物,例如可列举:乙烯醚、甲基乙烯醚、苄基乙烯醚、2-羟乙基乙烯醚、苯基乙烯醚、及丙基乙烯醚等。

作为苯乙烯化合物,例如可列举:苯乙烯、甲基苯乙烯、氯苯乙烯、溴苯乙烯等。

作为马来酰亚胺化合物,例如可列举:马来酰亚胺、n-甲基马来酰亚胺、n-苯基马来酰亚胺、及n-环己基马来酰亚胺等。

关于本发明的侧链型高分子中的光反应性侧链的含量,基于侧链总量,优选10摩尔%至100摩尔%,更优选20摩尔%至95摩尔%,进而优选30摩尔%至90摩尔%。

在侧链型高分子中的光反应性侧链的含量基于侧链总量未达10摩尔%的情况下,由本发明的聚合物组合物所形成的涂膜有可能不会充分地发挥作为液晶配向膜的效果。

关于本发明的侧链型高分子中的液晶性侧链的含量,基于侧链总量,优选90摩尔%以下,更优选5摩尔%至80摩尔%,进而优选10摩尔%至70摩尔%。

在侧链型高分子中的液晶性侧链的含量基于侧链总量高于90摩尔%的情况下,光反应性侧链的含量基于侧链总量变得未达10摩尔%,因此由本发明的聚合物组合物所形成的涂膜有可能不会充分地发挥作为液晶配向膜的效果。

关于本发明的侧链型高分子中的二色性色素侧链的含量,基于侧链总量,优选0.2摩尔%至20摩尔%,更优选0.5摩尔%至15摩尔%,进而优选1摩尔%至10摩尔%。

在侧链型高分子中的二色性色素侧链的含量基于侧链总量未达0.2摩尔%的情况下,由本发明的聚合物组合物所形成的涂膜有可能不会充分地发挥作为液晶配向膜的效果。

本发明的侧链型高分子也可含有所述光反应性侧链、液晶性侧链及二色性色素侧链以外的其它侧链。关于该其它侧链的含量,在所述光反应性侧链、液晶性侧链及二色性色素侧链的含量的合计未达100%的情况下,是所述光反应性侧链、液晶性侧链及二色性色素侧链的剩余部分。

关于本实施形态的侧链型高分子的制造方法,没有特别限定,能够利用工业上所采用的通用方法。具体而言,可通过液晶性侧链单体或光反应性侧链单体的利用乙烯基的阳离子聚合或自由基聚合、阴离子聚合而进行制造。这些中,就反应控制的容易性等观点而言,尤其优选自由基聚合。

作为自由基聚合的聚合起始剂,可使用自由基聚合起始剂、或可逆加成-断裂链转移(raft)聚合试剂等公知的化合物。

自由基热聚合起始剂是通过加热至分解温度以上而产生自由基的化合物。作为此种自由基热聚合起始剂,例如可列举:过氧化酮类(过氧化甲基乙基酮、过氧化环己酮等)、过氧化双乙酰类(过氧化乙酰、过氧化苯甲酰等)、过氧化氢类(过氧化氢、氢过氧化叔丁基、氢过氧化异丙苯等)、过氧化二烷基类(过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、过氧化二月桂酰等)、过氧缩酮类(二丁基过氧化环己烷等)、烷基过氧化酯类(过氧化新癸酸-叔丁酯、过氧化新戊酸-叔丁酯、过氧化2-乙基环己酸-第三戊酯等)、过硫酸盐类(过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵等)、偶氮系化合物(偶氮二异丁腈、及2,2'-二(2-羟乙基)偶氮二异丁腈等)。此种自由基热聚合起始剂可单独使用1种,或者也可组合2种以上使用。

自由基光聚合起始剂只要为通过光照射而使自由基聚合起始的化合物,则无特别限定。作为此种自由基光聚合起始剂,可列举:二苯甲酮、米其勒酮、4,4'-双(二乙基氨基)二苯甲酮、氧杂蒽酮、噻吨酮、异丙基氧杂蒽酮、2,4-二乙基噻吨酮、2-乙基蒽醌、苯乙酮、2-羟基-2-甲基苯丙酮、2-羟基-2-甲基-4'-异丙基苯丙酮、1-羟基环己基苯基酮、异丙基安息香醚、异丁基安息香醚、2,2-二乙氧基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、樟脑醌、苯并蒽酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉基苯基)-丁酮-1、4-二甲氨基苯甲酸乙酯、4-二甲氨基苯甲酸异戊酯、4,4'-二(过氧化叔丁基羰基)二苯甲酮、3,4,4'-三(过氧化叔丁基羰基)二苯甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、2-(4'-甲氧基苯乙烯基)-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪、2-(3',4'-二甲氧基苯乙烯基)-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪、2-(2',4'-二甲氧基苯乙烯基)-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪、2-(2'-甲氧基苯乙烯基)-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪、2-(4'-戊氧基苯乙烯基)-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪、4-[对n,n-二(乙氧基羰基甲基)]-2,6-二(三氯甲基)-均三嗪、1,3-双(三氯甲基)-5-(2'-氯苯基)-均三嗪、1,3-双(三氯甲基)-5-(4'-甲氧基苯基)-均三嗪、2-(对二甲氨基苯乙烯基)苯并恶唑、2-(对二甲氨基苯乙烯基)苯并噻唑、2-巯基苯并噻唑、3,3'-羰基双(7-二乙基氨基香豆素)、2-(邻氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-联咪唑、2,2'-双(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四(4-乙氧基羰基苯基)-1,2'-联咪唑、2,2'-双(2,4-二氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-联咪唑、2,2'-双(2,4-二溴苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-联咪唑、2,2'-双(2,4,6-三氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-联咪唑、3-(2-甲基-2-二甲氨基丙酰基)咔唑、3,6-双(2-甲基-2-吗啉基丙酰基)-9-正十二烷基咔唑、1-羟基环己基苯基酮、双(5-2,4-环戊二烯-1-基)-双(2,6-二氟-3-(1h-吡咯-1-基)-苯基)钛、3,3',4,4'-四(过氧化叔丁基羰基)二苯甲酮、3,3',4,4'-四(过氧化第三己基羰基)二苯甲酮、3,3'-二(甲氧基羰基)-4,4'-二(过氧化叔丁基羰基)二苯甲酮、3,4'-二(甲氧基羰基)-4,3'-二(过氧化叔丁基羰基)二苯甲酮、4,4'-二(甲氧基羰基)-3,3'-二(过氧化叔丁基羰基)二苯甲酮、2-(3-甲基-3h-苯并噻唑-2-亚基)-1-萘-2-基-乙酮、或者2-(3-甲基-1,3-苯并噻唑-2(3h)-亚基)-1-(2-苯甲酰基)乙酮等。这些化合物可单独使用,也可混合2种以上使用。

自由基聚合法没有特别限制,可使用乳化聚合法、悬浊聚合法、分散聚合法、沉淀聚合法、块状聚合法、溶液聚合法等。

作为可表现出液晶性的感光性侧链型高分子的聚合反应所使用的有机溶剂,只要使所生成的高分子溶解,则没有特别限定。于以下列举其具体例。

可列举:n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基-2-吡咯烷酮、n-乙基-2-吡咯烷酮、n-甲基己内酰胺、二甲基亚砜、四甲基脲、吡啶、二甲基砜、六甲基亚砜、γ-丁内酯、异丙基醇、甲氧基甲基戊醇、双戊烯、乙基戊基酮、甲基壬基酮、甲基乙基酮、甲基异戊基酮、甲基异丙基酮、甲基赛路苏、乙基赛路苏、甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、丁基卡必醇、乙基卡必醇、乙二醇、乙二醇单乙酸酯、乙二醇单异丙基醚、乙二醇单丁醚、丙二醇、丙二醇单乙酸酯、丙二醇单甲醚、丙二醇-叔丁醚、二丙二醇单甲醚、二乙二醇、二乙二醇单乙酸酯、二乙二醇二甲醚、二丙二醇单乙酸酯单甲醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇单乙酸酯单乙醚、二丙二醇单丙醚、二丙二醇单乙酸酯单丙醚、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯、三丙二醇甲醚、3-甲基-3-甲氧基丁醇、二异丙基醚、乙基异丁基醚、二异丁烯、乙酸戊酯、丁酸丁酯、丁醚、二异丁基酮、甲基环己烯、丙醚、二己醚、二恶烷、正己烷、正戊烷、正辛烷、二乙醚、环己酮、碳酸乙二酯、碳酸丙二酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸丙二醇单乙醚、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸甲基乙酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸、3-甲氧基丙酸、3-甲氧基丙酸丙酯、3-甲氧基丙酸丁酯、二乙二醇二甲醚、4-羟基-4-甲基-2-戊酮、3-甲氧基-n,n-二甲基丙酰胺、3-乙氧基-n,n-二甲基丙酰胺、3-丁氧基-n,n-二甲基丙酰胺等。

这些有机溶剂可单独使用,也可混合使用。进而,即便为不会使所生成的高分子溶解的溶剂,也可在所生成的高分子不会析出的范围内混合于所述的有机溶剂中而使用。

另外,由于在自由基聚合中有机溶剂中的氧成为抑制聚合反应的原因,故而有机溶剂优选使用已脱气至可能的程度的有机溶剂。

自由基聚合时的聚合温度可选择30℃至150℃的任意的温度,但优选50℃至100℃的范围。另外,反应可在任意的浓度下进行,但如果浓度过低,则变得难以获得高分子量的聚合物,如果浓度过高,则反应液的粘性变得过高而均一的搅拌变困难,因此单体浓度优选1质量%至50质量%,更优选5质量%至30质量%。反应初期可于高浓度下进行,其后追加有机溶剂。

在所述的自由基聚合反应中,如果自由基聚合起始剂的比率相对于单体较多,则所获得的高分子的分子量变小,如果自由基聚合起始剂的比率相对于单体较少,则所获得的高分子的分子量变大,因此自由基起始剂的比率优选相对于供聚合的单体为0.1摩尔%至10摩尔%。另外,在聚合时,也可追加各种单体成分或溶剂、起始剂等。

[聚合物的回收]

在从通过所述反应所获得的可表现出液晶性的感光性侧链型高分子的反应溶液回收所生成的高分子的情况下,只要将反应溶液投入至不良溶剂中,使这些聚合物沈淀即可。作为沈淀所使用的不良溶剂,可列举:甲醇、丙酮、己烷、庚烷、丁基赛路苏、庚烷、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、乙醇、甲苯、苯、二乙醚、甲基乙基醚、水等。投入至不良溶剂中而沈淀的聚合物可在过滤回收后,在常压或减压下,在常温下进行干燥或进行加热以干燥。另外,如果将使所沈淀回收的聚合物再次溶解于有机溶剂中,之后进行再沈淀回收的操作反复进行2次至10次,则可减少聚合物中的杂质。作为此时的不良溶剂,例如可列举醇类、酮类、烃等,如果使用选自这些中的3种以上的不良溶剂,则精制效率进一步提高,故而优选。

关于本发明的(a)侧链型高分子的分子量,在考虑到所获得的涂膜的强度、涂膜形成时的作业性、及涂膜的均一性的情况下,通过gpc(gelpermeationchromatography)法所测得的利用聚苯乙烯换算所获得的重均分子量优选2000至1000000,更优选5000至100000。

<(b)成分>

本发明的聚合物组合物也可含有下述式(c)所表示的化合物作为(b)成分。

[化31]

(式中,r101、r102、r103、r104及r105中的任意3个至5个分别独立地表示选自氢原子、卤素原子、c1至c6烷基、c1至c6卤代烷基、c1至c6烷氧基、c1至c6卤代烷氧基、c3至c8环烷基、c3至c8卤代环烷基、c2至c6烯基、c2至c6卤代烯基、c3至c8环烯基、c3至c8卤代环烯基、c2至c6炔基、c2至c6卤代炔基、(c1至c6烷基)羰基、(c1至c6卤代烷基)羰基、(c1至c6烷氧基)羰基、(c1至c6卤代烷氧基)羰基、(c1至c6烷基氨基)羰基、(c1至c6卤代烷基)氨基羰基、二(c1至c6烷基)氨基羰基、氰基及硝基中的取代基,在r101、r102、r103、r104及r105中的任意3个至4个为所述定义的情况下,r101、r102、r103、r104及r105中的剩余1个或2个表示下述式(c-2)所表示的基团,

[化32]

(式(c-2)中,虚线表示键合键,r106为碳原子数1至30的烷撑、苯撑、或者从碳环式化合物去除两个氢原子而成的2价的取代基或从杂环式化合物去除两个氢原子而成的2价的取代基,该烷撑中、苯撑中或从碳环式化合物去除两个氢原子而成的2价的取代基中或从杂环式化合物去除两个氢原子而成的2价的取代基中的1个或多个氢原子也可经氟原子或有机基取代;另外,r106中的-ch2ch2-也可被取代为-ch=ch-,r106中的-ch2-也可被取代为苯撑、或从碳环式化合物去除两个氢原子而成的2价的取代基或从杂环式化合物去除两个氢原子而成的2价的取代基,进而,只要选自由-o-、-nhco-、-conh-、-coo-、-oco-、-nh-、-nhconh-、及-co-所组成的群中的2价的基团互不相邻,则r106中的-ch2-也可被取代为这些2价的基团;r107为氢原子或甲基),n表示0或1)。

作为本说明书中的卤素原子,可列举氟原子、氯原子、溴原子及碘原子。此外,本说明书中“卤代”的记法也表示这些卤素原子。

本说明书中的ca至cb烷基的记法是表示碳原子数包含a至b个的直链状或支链状的烃基,例如可列举:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1-乙基丙基、1,1-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、2,2-二甲基丙基、正己基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、1,1-二甲基丁基、1,3-二甲基丁基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基等作为具体例,且于各指定的碳原子数的范围内进行选择。

本说明书中的ca至cb卤代烷基的记法是表示键合于碳原子的氢原子经卤素原子任意取代的碳原子数包含a至b个的直链状或支链状的烃基,此时,在经2个以上的卤素原子取代的情况下,这些卤素原子可相互相同,或者也可互不相同。例如可列举:氟甲基、氯甲基、溴甲基、碘甲基、二氟甲基、氯氟甲基、二氯甲基、溴氟甲基、三氟甲基、氯二氟甲基、二氯氟甲基、三氯甲基、溴二氟甲基、溴氯氟甲基、二溴氟甲基、2-氟乙基、2-氯乙基、2-溴乙基、2,2-二氟乙基、2-氯-2-氟乙基、2,2-二氯乙基、2-溴-2-氟乙基、2,2,2-三氟乙基、2-氯-2,2-二氟乙基、2,2-二氯-2-氟乙基、2,2,2-三氯乙基、2-溴-2,2-二氟乙基、2-溴-2-氯-2-氟乙基、2-溴-2,2-二氯乙基、1,1,2,2-四氟乙基、五氟乙基、1-氯-1,2,2,2-四氟乙基、2-氯-1,1,2,2-四氟乙基、1,2-二氯-1,2,2-三氟乙基、2-溴-1,1,2,2-四氟乙基、2-氟丙基、2-氯丙基、2-溴丙基、2-氯-2-氟丙基、2,3-二氯丙基、2-溴-3-氟丙基、3-溴-2-氯丙基、2,3-二溴丙基、3,3,3-三氟丙基、3-溴-3,3-二氟丙基、2,2,3,3-四氟丙基、2-氯-3,3,3-三氟丙基、2,2,3,3,3-五氟丙基、1,1,2,3,3,3-六氟丙基、七氟丙基、2,3-二氯-1,1,2,3,3-五氟丙基、2-氟-1-甲基乙基、2-氯-1-甲基乙基、2-溴-1-甲基乙基、2,2,2-三氟-1-(三氟甲基)乙基、1,2,2,2-四氟-1-(三氟甲基)乙基、2,2,3,3,4,4-六氟丁基、2,2,3,4,4,4-六氟丁基、2,2,3,3,4,4,4-七氟丁基、1,1,2,2,3,3,4,4-八氟丁基、九氟丁基、4-氯-1,1,2,2,3,3,4,4-八氟丁基、2-氟-2-甲基丙基、2-氯-1,1-二甲基乙基、2-溴-1,1-二甲基乙基、5-氯-2,2,3,4,4,5,5-七氟戊基、十三氟己基等作为具体例,且于各指定的碳原子数的范围内进行选择。

本说明书中的ca至cb环烷基的记法是表示碳原子数包含a至b个的环状烃基,可形成3员环至6员环的单环或复合环结构。另外,各环也可在指定的碳原子数的范围内经烷基任意地取代。例如可列举环丙基、1-甲基环丙基、2-甲基环丙基、2,2-二甲基环丙基、2,2,3,3-四甲基环丙基、环丁基、环戊基、2-甲基环戊基、3-甲基环戊基、环己基、2-甲基环己基、3-甲基环己基、4-甲基环己基、双环[2.2.1]庚烷-2-基等作为具体例,且于各指定的碳原子数的范围内进行选择。

本说明书中的ca至cb卤代环烷基的记法是表示键合于碳原子的氢原子经卤素原子任意取代的碳原子数包含a至b个的环状烃基,可形成3员环至6员环的单环或复合环结构。另外,各环也可在指定的碳原子数的范围内经烷基任意地取代,卤素原子的取代可在环结构部分,也可在侧链部分,或者也可在环结构部分与侧链部分两者,进而在经2个以上的卤素原子取代的情况下,这些卤素原子可相互相同,或者也可互不相同。例如可列举2,2-二氟环丙基、2,2-二氯环丙基、2,2-二溴环丙基、2,2-二氟-1-甲基环丙基、2,2-二氯-1-甲基环丙基、2,2-二溴-1-甲基环丙基、2,2,3,3-四氟环丁基、2-(三氟甲基)环己基、3-(三氟甲基)环己基、4-(三氟甲基)环己基等作为具体例,且于各指定的碳原子数的范围内进行选择。

本说明书中的ca至cb烯基的记法是表示碳原子数包含a至b个的直链状或支链状且于分子内具有1个或2个以上的双键的不饱和烃基,例如可列举乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-甲基乙烯基、2-丁烯基、1-甲基-2-丙烯基、2-甲基-2-丙烯基、2-戊烯基、2-甲基-2-丁烯基、3-甲基-2-丁烯基、2-乙基-2-丙烯基、1,1-二甲基-2-丙烯基、2-己烯基、2-甲基-2-戊烯基、2,4-二甲基-2,6-庚二烯基、3,7-二甲基-2,6-辛二烯基等作为具体例,且于各指定的碳原子数的范围内进行选择。

本说明书中的ca至cb卤代烯基的记法是表示键合于碳原子的氢原子经卤素原子任意取代的碳原子数包含a至b个的直链状或支链状且在分子内具有1个或2个以上的双键的不饱和烃基。此时,在经2个以上的卤素原子取代的情况下,这些卤素原子可相互相同,或者也可互不相同。例如可列举2,2-二氯乙烯基、2-氟-2-丙烯基、2-氯-2-丙烯基、3-氯-2-丙烯基、2-溴-2-丙烯基、3-溴-2-丙烯基、3,3-二氟-2-丙烯基、2,3-二氯-2-丙烯基、3,3-二氯-2-丙烯基、2,3-二溴-2-丙烯基、2,3,3-三氟-2-丙烯基、2,3,3-三氯-2-丙烯基、1-(三氟甲基)乙烯基、3-氯-2-丁烯基、3-溴-2-丁烯基、4,4-二氟-3-丁烯基、3,4,4-三氟-3-丁烯基、3-氯-4,4,4-三氟-2-丁烯基、3-溴-2-甲基-2-丙烯基等作为具体例,且在各指定的碳原子数的范围内进行选择。

本说明书中的ca至cb环烯基的记法是表示碳原子数包含a至b个的环状且具有1个或2个以上的双键的不饱和烃基,可形成3员环至6员环的单环或复合环结构。另外,各环也可在指定的碳原子数的范围内经烷基任意地取代,进而,双键也可为内(endo-)或外(exo-)中的任一种形式。例如可列举2-环戊烯-1-基、3-环戊烯-1-基、2-环己烯-1-基、3-环己烯-1-基、双环[2.2.1]-5-庚烯-2-基等作为具体例,且在各指定的碳原子数的范围内进行选择。

本说明书中的ca至cb卤代环烯基的记法是表示键合于碳原子的氢原子经卤素原子任意取代的碳原子数包含a至b个的环状且具有1个或2个以上的双键的不饱和烃基,可形成3员环至6员环的单环或复合环结构。另外,各环也可于指定的碳原子数的范围内经烷基任意地取代,进而,双键也可为内(endo-)或外(exo-)中的任一种形式。另外,卤素原子的取代可在环结构部分,也可在侧链部分,或者也可在环结构部分与侧链部分两者,在经2个以上的卤素原子取代的情况下,这些卤素原子可相互相同,或者也可互不相同。例如可列举2-氯双环[2.2.1]-5-庚烯-2-基等作为具体例,且于各指定的碳原子数的范围内进行选择。

本说明书中的ca至cb炔基的记法是表示碳原子数包含a至b个的直链状或支链状且在分子内具有1个或2个以上的三键的不饱和烃基,例如可列举乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、2-丁炔基、1-甲基-2-丙炔基、2-戊炔基、1-甲基-2-丁炔基、1,1-二甲基-2-丙炔基、2-己炔基等作为具体例,且在各指定的碳原子数的范围内进行选择。

本说明书中的ca至cb卤代炔基的记法是表示键合于碳原子的氢原子经卤素原任意取代的碳原子数包含a至b个的直链状或支链状且在分子内具有1个或2个以上的三键的不饱和烃基。此时,在经2个以上的卤素原子取代的情况下,这些卤素原子可相互相同,或者也可互不相同。例如可列举2-氯乙炔基、2-溴乙炔基、2-碘乙炔基、3-氯-2-丙炔基、3-溴-2-丙炔基、3-碘-2-丙炔基等作为具体例,且在各指定的碳原子数的范围内进行选择。

本说明书中的ca至cb烷氧基的记法是表示碳原子数包含a至b个的为所述含义的烷基-o-基,例如可列举甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、正己氧基等作为具体例,且在各指定的碳原子数的范围内进行选择。

本说明书中的ca至cb卤代烷氧基的记法是表示碳原子数包含a至b个的为所述含义的卤代烷基-o-基,例如可列举二氟甲氧基、三氟甲氧基、氯二氟甲氧基、溴二氟甲氧基、2-氟乙氧基、2-氯乙氧基、2,2,2-三氟乙氧基、1,1,2,2,-四氟乙氧基、2-氯-1,1,2-三氟乙氧基、2-溴-1,1,2-三氟乙氧基、五氟乙氧基、2,2-二氯-1,1,2-三氟乙氧基、2,2,2-三氯-1,1-二氟乙氧基、2-溴-1,1,2,2-四氟乙氧基、2,2,3,3-四氟丙氧基、1,1,2,3,3,3-六氟丙氧基、2,2,2-三氟-1-(三氟甲基)乙氧基、七氟丙氧基、2-溴-1,1,2,3,3,3-六氟丙氧基等作为具体例,且在各指定的碳原子数的范围内进行选择。

本说明书中的(ca至cb烷基)羰基的记法是表示碳原子数包含a至b个的为所述含义的烷基-c(o)-基,例如可列举乙酰基、丙酰基、丁酰基、异丁酰基、戊酰基、异戊酰基、2-甲基丁酰基、三甲基乙酰基、己酰基、庚酰基等作为具体例,且在各指定的碳原子数的范围内进行选择。

本说明书中的(ca至cb卤代烷基)羰基的记法是表示碳原子数包含a至b个的为所述含义的卤代烷基-c(o)-基,例如可列举氟乙酰基、氯乙酰基、二氟乙酰基、二氯乙酰基、三氟乙酰基、氯二氟乙酰基、溴二氟乙酰基、三氯乙酰基、五氟丙酰基、七氟丁酰基、3-氯-2,2-二甲基丙酰基等作为具体例,且在各指定的碳原子数的范围内进行选择。

本说明书中的(ca至cb烷氧基)羰基的记法是表示碳原子数包含a至b个的为所述含义的烷基-o-c(o)-基,例如可列举甲氧基羰基、乙氧基羰基、正丙氧基羰基、已丙氧基羰基、正丁氧基羰基、异丁氧基羰基、叔丁氧基羰基等作为具体例,且在各指定的碳原子数的范围内进行选择。

本说明书中的(ca至cb卤代烷氧基)羰基的记法是表示碳原子数包含a至b个的为所述含义的卤代烷基-o-c(o)-基,例如可列举2-氯乙氧基羰基、2,2-二氟乙氧基羰基、2,2,2-三氟乙氧基羰基、2,2,2-三氯乙氧基羰基等作为具体例,且在各指定的碳原子数的范围内进行选择。

本说明书中的(ca至cb烷基氨基)羰基的记法是表示一个氢原子经碳原子数包含a至b个的为所述含义的烷基取代的氨甲酰基,例如可列举甲基氨甲酰基、乙基氨甲酰基、正丙基氨甲酰基、异丙基氨甲酰基、正丁基氨甲酰基、异丁基氨甲酰基、仲丁基氨甲酰基、叔丁基氨甲酰基等作为具体例,且在各指定的碳原子数的范围内进行选择。

本说明书中的(ca至cb卤代烷基氨基)羰基的记法是表示一个氢原子经碳原子数包含a至b个的为所述含义的卤代烷基取代的氨甲酰基,例如可列举2-氟乙基氨甲酰基、2-氯乙基氨甲酰基、2,2-二氟乙基氨甲酰基、2,2,2-三氟乙基氨甲酰基等作为具体例,且在各指定的碳原子数的范围内进行选择。

本说明书中的二(ca至cb烷基)氨基羰基的记法是表示两个氢原子均经分别相同或互不相同的碳原子数包含a至b个的为所述含义的烷基取代的氨甲酰基,例如可列举n,n-二甲基氨甲酰基、n-乙基-n-甲基氨甲酰基、n,n-二乙基氨甲酰基、n,n-二-正丙基氨甲酰基、n,n-二-正丁基氨甲酰基等作为具体例,且在各指定的碳原子数的范围内进行选择。

作为式(c)所表示的结构的肉桂酸或苯甲酸衍生物中的取代基r101、r102、r103、r104及r105,其中,优选分别独立地为选自氢原子、卤素原子、c1至c6烷基、c1至c6卤代烷基、c1至c6烷氧基、c1至c6卤代烷氧基、氰基及硝基中的取代基。

另外,作为r103,就配向感度的方面而言,在所述优选的r101、r102、r103、r104及r105的定义中优选氢原子以外的取代基,进而优选选自卤素原子、c1至c66烷基、c1至c6卤代烷基、c1至c6烷氧基、c1至c6卤代烷氧基、氰基及硝基中的取代基。

另外,也优选r101、r102、r103、r104及r105中的任意1个或2个取代基为所述式(c-2)所表示的基团,其中,优选r103为式(c-2)所表示的基团。关于此种单体,作为具有肉桂酸基的单体,可列举选自所述式m1-1至m1-7及m1-17至m1-21中的单体。另外,作为具有苯甲酸基的单体,可列举选自所述式m2-1至m2-9中的单体。

作为此种肉桂酸及其衍生物,可列举:肉桂酸、4-甲氧基肉桂酸、4-乙氧基肉桂酸、4-丙氧基肉桂酸、4-氟肉桂酸等肉桂酸衍生物;4-(6-甲基丙烯酰氧基己基-1-氧基)肉桂酸、4-(6-丙烯酰氧基己基-1-氧基)肉桂酸、4-(3-甲基丙烯酰氧基丙基-1-氧基)肉桂酸、4-(4-(6-甲基丙烯酰氧基己基-1-氧基)苯甲酰氧基)肉桂酸等具有肉桂酸基的单体等。

另外,作为此种苯甲酸及其衍生物,可列举:苯甲酸、4-甲氧基苯甲酸、4-乙氧基苯甲酸、4-丙氧基苯甲酸、4-氟苯甲酸等苯甲酸衍生物;4-(6-甲基丙烯酰氧基己基-1-氧基)苯甲酸、4-(6-丙烯酰氧基己基-1-氧基)苯甲酸、4-(3-甲基丙烯酰氧基丙基-1-氧基)苯甲酸、4-(4-(6-甲基丙烯酰氧基己基-1-氧基)苯甲酰氧基)苯甲酸等具有苯甲酸基的单体等。

关于在本发明的聚合物组合物中含有(b)成分的情况下的(b)成分的含量,优选相对于(a)成分的侧链型高分子的100质量份,为3质量份至100质量份。如果(b)成分的含量为3质量份以下,则未发现照射量容限的提高。另外,如果(b)成分的含量超过100质量份而变得过大,则有所获得的硬化膜的溶剂耐性降低的情况。

<有机溶剂>

用于本发明的聚合物组合物所使用的有机溶剂只要为使树脂成分溶解的有机溶剂,则无特别限定。于以下列举其具体例。

可列举:n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基-2-吡咯烷酮、n-甲基己内酰胺、2-吡咯烷酮、n-乙基吡咯烷酮、n-乙烯基吡咯烷酮、二甲基亚砜、四甲基脲、吡啶、二甲基砜、六甲基亚砜、γ-丁内酯、3-甲氧基-n,n-二甲基丙酰胺、3-乙氧基-n,n-二甲基丙酰胺、3-丁氧基-n,n-二甲基丙酰胺、1,3-二甲基-咪唑啶酮、乙基戊基酮、甲基壬基酮、甲基乙基酮、甲基异戊基酮、甲基异丙基酮、环己酮、碳酸乙二酯、碳酸丙二酯、二乙二醇二甲醚、4-羟基-4-甲基-2-戊酮、丙二醇单乙酸酯、丙二醇单甲醚、丙二醇-叔丁醚、二丙二醇单甲醚、二乙二醇、二乙二醇单乙酸酯、二乙二醇二甲醚、二丙二醇单乙酸酯单甲醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇单乙酸酯单乙醚、二丙二醇单丙醚、二丙二醇单乙酸酯单丙醚、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯、三丙二醇甲醚、异丙基醇、甲氧基甲基戊醇、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂、甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、丁基卡必醇、乙基卡必醇、乙基卡必醇乙酸酯、乙二醇、乙二醇单乙酸酯、乙二醇单异丙醚、乙二醇单丁醚、丙二醇、丙二醇单乙酸酯、丙二醇单甲醚、丙二醇-叔丁醚、二丙二醇单甲醚、二乙二醇、二乙二醇单乙酸酯、二乙二醇二甲醚、二丙二醇单乙酸酯单甲醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇单乙酸酯单乙醚、二丙二醇单丙醚、二丙二醇单乙酸酯单丙醚、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯、三丙二醇甲醚、3-甲基-3-甲氧基丁醇、二异丙基醚、乙基异丁基醚、二异丁烯、乙酸戊酯、丁酸丁酯、丁醚、二异丁基酮、甲基环己烯、丙醚、正已醚、1-己醇、正己烷、正戊烷、正辛烷、二乙醚、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸丙二醇单乙醚、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸甲基乙酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸、3-甲氧基丙酸、3-甲氧基丙酸丙酯、3-甲氧基丙酸丁酯、1-甲氧基-2-丙醇、1-乙氧基-2-丙醇、1-丁氧基-2-丙醇、1-苯氧基-2-丙醇、丙二醇单乙酸酯、丙二醇二乙酸酯、丙二醇-1-单甲醚-2-乙酸酯、丙二醇-1-单乙醚-2-乙酸酯、二丙二醇、2-(2-乙氧基丙氧基)丙醇、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸正丙酯、乳酸正丁酯、乳酸异戊酯等。这些可单独使用,也可混合使用。

<聚合物组合物>

本发明的聚合物组合物含有(a)在侧链具有二色性色素且在特定温度范围内表现出液晶性的感光性侧链型高分子、及有机溶剂。另外,视需要,含有所述式(c)所表示的化合物作为(b)成分。

[聚合物组合物的制备]

用于本发明的聚合物组合物优选以涂布液的形式进行制备以适于形成配向层。即,用于本发明的聚合物组合物优选以溶液的形式进行制备,该溶液是用以形成树脂覆膜的树脂成分溶解于有机溶剂中而成。此处,所述所谓树脂成分,是包含已说明的在侧链具有二色性色素且可表现出液晶性的感光性侧链型高分子的树脂成分。此时,树脂成分的含量优选1质量%至20质量%,更优选3质量%至15质量%,尤其优选3质量%至10质量%。

在本发明的聚合物组合物中,所述树脂成分也可全部为所述在侧链具有二色性色素且可表现出液晶性的感光性侧链型高分子,但也可在无损液晶表现能力及感光性能的范围内与这些以外的其它聚合物混合。此时,树脂成分中的其它聚合物的含量为0.5质量%至80质量%,优选1质量%至50质量%。

此种其它聚合物例如包含聚(甲基)丙烯酸酯或聚酰胺酸或聚酰亚胺等,可列举并非可表现出液晶性的感光性侧链型高分子的聚合物等。

用于本发明的聚合物组合物也可含有所述(a)及有机溶剂以外的成分。作为其例,可列举:涂布聚合物组合物时使膜厚均一性或表面平滑性提高的化合物、使配向层与基板的密接性提高的化合物等,但并不限定于此。

作为使膜厚均一性或表面平滑性提高的化合物,可列举:氟系表面活性剂、硅酮系表面活性剂及非离子系表面活性剂等。

更具体而言,例如可列举:eftop(注册商标)301、ef303、ef352(tohkemproducts公司制造)、megafac(注册商标)f171、f173、r-30(dic公司制造)、fluoradfc430、fc431(sumitomo3m公司制造)、asahiguard(注册商标)ag710(旭硝子公司制造)、surflon(注册商标)s-382、sc101、sc102、sc103、sc104、sc105、sc106(agc清美化学公司制造)等。关于这些表面活性剂的使用比率,相对于聚合物组合物所含有的树脂成分100质量份,优选10.01质量份至2质量份,更优选0.01质量份至1质量份。

作为使配向层与基板的密接性提高的化合物的具体例,可列举:以下所示的含官能性硅烷的化合物等。

例如可列举:3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、2-氨基丙基三甲氧基硅烷、2-氨基丙基三乙氧基硅烷、n-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、n-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-脲基丙基三甲氧基硅烷、3-脲基丙基三乙氧基硅烷、n-乙氧基羰基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、n-乙氧基羰基-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、n-三乙氧基硅烷基丙基三乙撑三胺、n-三甲氧基硅烷基丙基三乙撑三胺、10-三甲氧基硅烷基-1,4,7-三氮杂癸烷、10-三乙氧基硅烷基-1,4,7-三氮杂癸烷、9-三甲氧基硅烷基-3,6-二氮杂壬基乙酸酯、9-三乙氧基硅烷基-3,6-二氮杂壬基乙酸酯、n-苄基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、n-苄基-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、n-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、n-苯基-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、n-双(氧乙烯)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、n-双(氧乙烯)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷等。

进而,除基板与配向层的密接性的提高以外,为了赋予耐热性,也可使如以下的酚树脂系添加剂或含环氧基化合物的添加剂含于聚合物组合物中。于以下表示具体的酚树脂系添加剂,但并不限定于该结构。

[化33]

作为具体的含环氧基化合物,例示有:乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、三丙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、1,6-己烷二醇二缩水甘油醚、甘油二缩水甘油醚、2,2-二溴新戊二醇二缩水甘油醚、1,3,5,6-四缩水甘油基-2,4-己烷二醇、n,n,n',n',-四缩水甘油基-间苯二甲胺、1,3-双(n,n-二缩水甘油基氨基甲基)环己烷、n,n,n',n',-四缩水甘油基-4、4'-二氨基二苯基甲烷等。

于使用使与基板的密接性提高的化合物的情况下,关于该化合物的使用量,相对于聚合物组合物所含有的树脂成分100质量份,优选0.1质量份至30质量份,更优选1质量份至20质量份。如果使用量未达0.1质量份,则无法期待密接性提高的效果,如果变得多于30质量份,则有液晶的配向性变差的情况。

也可使用光敏剂作为添加剂。优选无色增感剂及三重态增感剂。

作为光敏剂,有芳香族硝基化合物、香豆素(7-二乙基氨基-4-甲基香豆素、7-羟基4-甲基香豆素)、酮香豆素、羰基双香豆素、芳香族2-羟基酮、及经氨基取代的芳香族2-羟基酮(2-羟基二苯甲酮、单或二-对(二甲氨基)-2-羟基二苯甲酮)、苯乙酮、蒽醌、氧杂蒽酮、噻吨酮、苯并蒽酮、噻唑啉(2-苯甲酰基亚甲基-3-甲基-β-萘并噻唑啉、2-(β-萘甲酰基亚甲基)-3-甲基苯并噻唑啉、2-(α-萘甲酰基亚甲基)-3-甲基苯并噻唑啉、2-(4-联苯酚亚甲基)-3-甲基苯并噻唑啉、2-(β-萘甲酰基亚甲基)-3-甲基-β-萘并噻唑啉、2-(4-联苯酚亚甲基)-3-甲基-β-萘并噻唑啉、2-(对氟苯甲酰基亚甲基)-3-甲基-β-萘并噻唑啉)、恶唑啉(2-苯甲酰基亚甲基-3-甲基-β-萘并恶唑啉、2-(β-萘甲酰基亚甲基)-3-甲基苯并恶唑啉、2-(α-萘甲酰基亚甲基)-3-甲基苯并恶唑啉、2-(4-联苯酚亚甲基)-3-甲基苯并恶唑啉、2-(β-萘甲酰基亚甲基)-3-甲基-β-萘并恶唑啉、2-(4-联苯酚亚甲基)-3-甲基-β-萘并恶唑啉、2-(对氟苯甲酰基亚甲基)-3-甲基-β-萘并恶唑啉)、苯并噻唑、硝基苯胺(间或对硝基苯胺、2,4,6-三硝基苯胺)或硝基苊(5-硝基苊)、(2-[(间羟基-对甲氧基)苯乙烯基]苯并噻唑、安息香烷基醚、n-烷基化酞、苯乙酮缩酮(2,2-二甲氧基苯基乙酮)、萘、蒽(2-萘甲醇、2-萘羧酸、9-蒽甲醇、及9-蒽羧酸)、苯并吡喃、偶氮吲哚嗪、merocoumarin等。

优选芳香族2-羟基酮(二苯甲酮)、香豆素、酮香豆素、羰基双香豆素、苯乙酮、蒽醌、氧杂蒽酮、噻吨酮、及苯乙酮缩酮。

另外,本发明涉及一种具有使用所述聚合物组合物所得的液晶配向膜的基板及偏光元件的制造方法。

具有由本发明的聚合物组合物所形成的液晶配向膜的基板的制造方法具有:

[i]将具有(a)在侧链具有二色性色素且在特定温度范围内表现出液晶性的感光性侧链型高分子、及有机溶剂的聚合物组合物涂布于基板上而形成涂膜的步骤;

[ii]对[i]中所获得的涂膜照射偏光的紫外线的步骤;及

[iii]将[ii]中所获得的涂膜进行加热的步骤。

通过所述步骤,可获得被赋予了配向控制能力的液晶配向膜,而可获得具有该液晶配向膜的基板。

偏光元件的制造方法具有:

[iv]准备于所述中获得的具有配向层的基板的步骤;及选自下述[v-1]及[v-2]中的步骤。

[v-1]在所述具有配向层的基板的配向层上涂敷含有二色性色素与(c)聚合性液晶的偏光层形成用组合物,进行加热干燥,由此形成涂膜,对所获得的涂膜照射紫外线的步骤;

[v-2]在所述具有配向层的基板的配向层上涂敷含有(d)具有溶致型液晶性的色素的偏光层形成用组合物,进行加热干燥,由此形成涂膜的步骤。

由此可获得偏光元件。

以下,对本发明的制造方法所具有的[i]至[iii]、及[iv]的各步骤进行说明。

<步骤[i]>

在步骤[i]中,在基板上涂布含有(a)在侧链具有二色性色素且在特定温度范围内表现出液晶性的感光性侧链型高分子、及有机溶剂的聚合物组合物而形成涂膜。

<基板>

基板通常为透明基板。此外,于未将本发明的偏光板(以下,有称为本偏光板的情况)的基板设置于显示元件的显示面时,例如在将从本偏光板去除基板所得的偏光膜设置于显示元件的显示面的情况下,基板也可不透明。所谓透明基板,意指具有可使光、尤其是可见光透过的透明性的基板,所谓透明性,是指对于涵盖波长380至780nm的光线的透过率成为80%以上的特性。作为具体的透明基板,可列举透光性树脂基板。作为构成透光性树脂基板的树脂,可列举:聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃;降冰片烯系聚合物等环状烯烃系树脂;聚乙烯醇;聚对苯二甲酸乙二酯;聚甲基丙烯酸酯;聚丙烯酸酯;三乙酰纤维素、二乙酰纤维素、乙酸丙酸纤维素等纤维素酯;聚萘二甲酸乙二酯;聚碳酸酯;聚砜;聚醚砜;聚醚酮;聚苯硫醚及聚苯醚。就获取容易性或透明性的观点而言,优选聚对苯二甲酸乙二酯、聚甲基丙烯酸酯、纤维素酯、环状烯烃系树脂或聚碳酸酯。

纤维素酯是纤维素所含有的羟基的一部分或全部经酯化而成,且能够从市场上容易地获取。另外,纤维素酯基材也能够从市场容易地获取。作为市售的纤维素酯基板,例如可列举:“fujitacfilm”(富士软片(股));“kc8ux2m”、“kc8uy”及“kc4uy”(柯尼卡美能达(股))等。

环状烯烃系树脂能够从市场上容易地获取。作为市售的环状烯烃系树脂,可列举:“topas”[ticona公司(德国)]、“arton”[jsr(股)]、“zeonor”日本zeon(股)]、“zeonex”[日本zeon(股)]及“apel”[三井化学(股)制造]。可通过例如溶剂浇铸法、熔融挤出法等公知的方法将此种环状烯烃系树脂进行制膜而制成基板。另外,也可使用市售的环状烯烃系树脂基板。作为市售的环状烯烃系树脂基材,可列举:“s-sina”[积水化学工业(股)]、“sca40”[积水化学工业(股)]、“zeonorfilm”[optronics(股)]及“arton膜”[jsr(股)]。

在环状烯烃系树脂为环状烯烃、与链状烯烃或具有乙烯基的芳香族化合物的共聚物的情况下,关于源自环状烯烃的结构单元的含有比率,相对于共聚物的全部结构单元,通常为50摩尔%以下,优选15至50摩尔%的范围。作为链状烯烃,可列举乙烯及丙烯,作为具有乙烯基的芳香族化合物,可列举:苯乙烯、α-甲基苯乙烯及烷基取代苯乙烯。在环状烯烃系树脂为环状烯烃、链状烯烃、及具有乙烯基的芳香族化合物的三元共聚物的情况下,关于源自链状烯烃的结构单元的含有比率,相对于共聚物的全部结构单元,通常为5至80摩尔%,关于源自具有乙烯基的芳香族化合物的结构单元的含有比率,相对于共聚物的全部结构单元,通常为5至80摩尔%。此种三元共聚物具有如下优点,即在其制造中能够相对减少昂贵的环状烯烃的使用量。

基板所要求的特性是根据偏光板的构成而不同,但通常优选相位差性尽可能小的基板。作为相位差性尽可能小的基板,可列举:zerotac(柯尼卡美能达股份有限公司)、z-tac(富士胶片股份有限公司)等不具有相位差的纤维素酯膜。另外,也优选未延伸的环状烯烃系树脂基材。

在基板上介隔配向膜而形成有偏光层的偏光板的情况下,也可对未形成有偏光层的基板的面进行硬涂处理、抗反射处理、抗静电处理等。另外,在不会影响性能的范围内,硬涂层也可含有紫外线吸收剂等添加剂。

关于基板的厚度,如果过薄,则有强度降低、加工性变差的倾向,因此通常为5至300μm,优选20至200μm。

将所述聚合物组合物涂布于基板上的方法没有特别限定。

涂布方法就工业性而言,通常为通过丝网印刷、胶版印刷、柔版印刷或喷墨法等进行的方法。作为其它涂布方法,有浸渍法、辊式涂布法、狭缝式涂布法、旋涂法(旋转涂布法)或喷雾法等,可视目的而使用这些。

在基板上涂布聚合物组合物后,可通过加热板、热循环型烘箱或ir(红外线)型烘箱等加热手段,在50至230℃、优选50至200℃下蒸发溶剂0.4分钟至60分钟、优选0.5分钟至10分钟而获得涂膜。此时的干燥温度优选低于侧链型高分子的液晶相表现温度。

关于涂膜的厚度,如果过厚,则在各向异性的表现的方面变得不利,如果过薄,则偏光特性存在问题,因此通常为10nm至10000nm的范围,优选10nm至1000nm的范围,更优选500nm以下,进而优选10nm至300nm的范围。

此外,也可在[i]步骤之后且在接下来的[ii]步骤之前,设置将形成有涂膜的基板冷却至室温的步骤。

<步骤[ii]>

在步骤[ii]中,对步骤[i]中所获得的涂膜照射经偏光的紫外线。在对涂膜的膜面照射经偏光的紫外线的情况下,从一定方向对基板照射经由偏光板而偏光的紫外线。作为所使用的紫外线,可使用波长100nm至400nm的范围的紫外线。优选根据所使用的涂膜的种类,经由滤波器等选择最适合的波长。并且,例如可以能够有选择地引起光交联反应的方式选择波长290nm至400nm的范围的紫外线以使用。作为紫外线,例如可使用从高压水银灯放射出的光。

经偏光的紫外线的照射量是取决于所使用的涂膜。关于照射量,优选设为实现该涂膜中的δa的最大值(以下,也称为δamax)的偏光紫外线量的1%至70%的范围内,更优选设为1%至50%的范围内,该δa是和经偏光的紫外线的偏光方向平行的方向的紫外线吸光度与和经偏光的紫外线的偏光方向垂直的方向的紫外线吸光度的差。

<步骤[iii]>

在步骤[iii]中,对在步骤[ii]中受到偏光的紫外线的照射的涂膜进行加热。通过加热,可对涂膜赋予配向控制能力。

加热可使用加热板、热循环型烘箱或ir(红外线)型烘箱等加热机构。加热温度可考虑表现出所使用的涂膜的液晶性的温度而决定。

加热温度优选侧链型高分子表现出液晶性的温度(以下,称为液晶表现温度)的温度范围内。在如涂膜的薄膜表面的情况下,预想涂膜表面的液晶表现温度低于整体观察可表现出液晶性的感光性侧链型高分子的情况下的液晶表现温度。因此,加热温度更优选涂膜表面的液晶表现温度的温度范围内。即,偏光紫外线照射后的加热温度的温度范围优选如下范围的温度,即将较所使用的侧链型高分子的液晶表现温度的温度范围的下限低10℃的温度设为下限,将较该液晶温度范围的上限低10℃的温度设为上限。如果加热温度低于所述温度范围,则有涂膜中的由热引起的各向异性的放大效果变得不充分的倾向,另外,如果加热温度较所述温度范围过高,则有涂膜的状态变得接近于各向同性的液体状态(各向同性相)的倾向,在该情况下,有难以通过自组织化而于一方向上进行再配向的情况。

此外,液晶表现温度是指侧链型高分子或涂膜表面自固体相向液晶相进行相位转变的玻璃转移温度(tg)以上,且自液晶相向各向同性相(各向同性相)进行相位转变的各向同性相位转变温度(tiso)以下的温度。

关于加热后所形成的涂膜的厚度,由于与步骤[i]中所记载的原因相同的原因,故而优选5nm至500nm,更优选50nm至300nm。

通过具有以上的步骤,本发明的制造方法可实现高效率的各向异性向涂膜的导入。然后,可高效率地制造附配向层的基板。

本发明的附涂膜的基板的制造方法是于将聚合物组合物涂布于基板上而形成涂膜后,照射偏光的紫外线。继而,通过进行加热而实现高效率的各向异性向侧链型高分子膜的导入,而制造具备液晶的配向控制能力的附液晶配向膜的基板。

关于本发明所使用的涂膜,是利用分子再配向的原理而实现高效率的各向异性向涂膜的导入,该分子再配向是由基于侧链的光反应与液晶性的自组织化所引起。在本发明的制造方法中,于在侧链型高分子中具有光交联性基作为光反应性基的结构的情况下,使用侧链型高分子而在基板上形成涂膜后,照射偏光的紫外线,继而进行加热后,制作偏光元件。

因此,本发明的方法所使用的涂膜可通过依序进行偏光的紫外线对涂膜的照射与加热处理,而高效率地导入各向异性,从而制成配向控制能力优异的配向层。

并且,对于本发明的方法所使用的涂膜,将偏光的紫外线对涂膜的照射量、及加热处理中的加热温度进行最适宜化。由此,可实现高效率的各向异性向涂膜的导入。

关于对于高效率的各向异性向本发明所使用的涂膜的导入最适宜的偏光紫外线的照射量,是对应于在该涂膜中会使感光性基进行光交联反应或光致异构化反应、或者光弗赖斯重排反应的量最适宜的偏光紫外线的照射量。对于本发明所使用的涂膜,照射偏光的紫外线,结果为,如果进行光交联反应或光致异构化反应、或者光弗赖斯重排反应的侧链的感光性基较少,则不会成为充分的光反应量。于该情况下,即便其后进行加热,充分的自组织化也不会进行。另一方面,对于本发明所使用的涂膜中具有光交联性基的结构照射偏光的紫外线,结果为,如果进行交联反应的侧链的感光性基变得过量,则在侧链间的交联反应过度地进行。在该情况下,有如下情况,即所获得的膜变得刚直,而妨碍由其后的加热引起的自组织化的进行。另外,对于本发明所使用的涂膜中具有光弗赖斯重排基的结构照射偏光的紫外线,结果为,如果进行光弗赖斯重排反应的侧链的感光性基变得过量,则涂膜的液晶性过度降低。在该情况下,有如下情况,即所获得的膜的液晶性也降低,而妨碍由其后的加热引起的自组织化的进行。进而,在对于具有光弗赖斯重排基的结构照射偏光的紫外线的情况下,如果紫外线的照射量过多,则有如下情况,即侧链型高分子进行光分解,而妨碍由其后的加热引起的自组织化的进行。

因此,在本发明所使用的涂膜中,通过偏光紫外线的照射而侧链的感光性基进行光交联反应或光致异构化反应、或者光弗赖斯重排反应的最适宜量优选设为该侧链型高分子膜所具有的感光性基的0.1摩尔%至40摩尔%,更优选设为0.1摩尔%至20摩尔%。通过将进行光反应的侧链的感光性基的量设为此种范围,而其后的加热处理中的自组织化高效率地进行,而能够实现膜中的高效率的各向异性的形成。

在本发明的方法所使用的涂膜中,通过使偏光的紫外线的照射量最适宜化,而使侧链型高分子膜的侧链中的感光性基进行光交联反应或光致异构化反应、或者光弗赖斯重排反应的量最适宜化。然后,与其后的加热处理组合,而实现高效率的各向异性向本发明所使用的涂膜的导入。在该情况下,关于优选的偏光紫外线的量,可基于本发明所使用的涂膜的紫外吸收的评价而决定。

即,针对本发明所使用的涂膜,分别测定偏光紫外线照射后的与偏光的紫外线的偏光方向平行的方向的紫外线吸收、及垂直方向的紫外线吸收。根据紫外线吸收的测定结果,对该涂膜中的与偏光的紫外线的偏光方向平行的方向的紫外线吸光度与垂直方向的紫外线吸光度的差即δa进行评价。然后,求出本发明所使用的涂膜中所实现的δa的最大值(δamax)及实现其的偏光紫外线的照射量。在本发明的制造方法中,可将实现该δamax的偏光紫外线照射量作为基准,而决定于液晶配向膜的制造中所照射的优选量的偏光的紫外线量。

在本发明的制造方法中,优选将偏光的紫外线对本发明所使用的涂膜的照射量设为实现δamax的偏光紫外线的量的1%至70%的范围内,更优选设为1%至50%的范围内。在本发明所使用的涂膜中,实现δamax的偏光紫外线的量的1%至50%的范围内的偏光紫外线的照射量是相当于使该侧链型高分子膜所具有的感光性基整体的0.1摩尔%至20摩尔%进行光交联反应的偏光紫外线的量。

根据以上情况,在本发明的制造方法中,为了实现高效率的各向异性向涂膜的导入,可将该侧链型高分子的液晶温度范围作为基准,而决定如所述的优选的加热温度。因此,例如在本发明所使用的侧链型高分子的液晶温度范围为60℃至200℃的情况下,理想的是将偏光紫外线照射后的加热温度设为50℃至190℃。由此,本发明所使用的涂膜被赋予了更大的各向异性。

由此,由本发明提供的偏光元件对于光或热等外部应力表现出较高的可靠性。

<偏光层形成用组合物>

本发明的偏光元件的形成所使用的偏光层形成用组合物是含有二色性色素与(c)聚合性液晶,或者含有(d)具有溶致型液晶性的色素的组合物。含有二色性色素与(c)聚合性液晶的偏光层形成用组合物通常包含溶剂,作为溶剂,可列举与所述配向性聚合物组合物所包含的溶剂相同的溶剂,且可视(c)聚合性液晶的溶解性而适当进行选择。

含有(d)具有溶致型液晶性的色素的组合物通常包含溶剂,所述溶剂没有特别限定,可使用先前公知的溶剂,优选水系溶剂。作为水系溶剂,可列举:水、亲水性溶剂、水与亲水性溶剂的混合溶剂等。所述亲水性溶剂是大致均一地溶解于水中的溶剂。作为亲水性溶剂,例如可列举:甲醇、异丙基醇等醇类;乙二醇等二醇类;甲基溶纤剂、乙基溶纤剂等溶纤剂类;丙酮、甲基乙基酮等酮类;乙酸乙酯等酯类;等。所述水系溶剂可优选地使用水、或者水与亲水性溶剂的混合溶剂。

作为二色性色素,可使用所述(a)成分所示的化合物,但也可为不具有聚合性基的二色性色素。

作为不具有聚合性基的二色性色素的市售品,例如可列举:g-207、g-241、g-470(林原公司制造)、yellow-8、krd-901、krd-902(昭和化学工业股份有限公司制造)、si-486(三井化学股份有限公司制造)。

<(c)聚合性液晶>

所谓(c)聚合性液晶,是具有聚合性基,且表现出液晶性的化合物。

所谓聚合性基,意指与聚合反应相关的基团,优选光聚合性基。此处,所谓光聚合性基,是指通过下述自光聚合起始剂产生的活性自由基或酸等而可进行聚合反应的基团。作为聚合性基,可列举:乙烯基、乙烯氧基、1-氯乙烯基、异丙烯基、4-乙烯基苯基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、环氧乙烷基、氧杂环丁基等。其中,优选丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯氧基、环氧乙烷基及氧杂环丁基,更优选丙烯酰氧基。表现出液晶性的化合物可为热致型液晶,也可为溶致型液晶,另外,于热致型液晶时,可为向列型液晶也可为层列型液晶。

聚合性液晶在获得更高的偏光特性的方面上优选层列型液晶化合物,更优选高次层列型液晶化合物。其中,更优选形成层列型b相、层列型d相、层列型e相、层列型f相、层列型g相、层列型h相、层列型i相、层列型j相、层列型k相或层列型l相的高次层列型液晶化合物,更优选形成层列型b相、层列型f相或层列型i相的高次层列型液晶化合物。如果聚合性液晶化合物所形成的液晶相为这些高次层列相,则可制造配向秩序度更高的偏光膜。另外,如所述般配向秩序度较高的长条偏光膜在x射线绕射测定中可获得源自六角相或结晶相等高次结构的布勒格波峰。该布勒格波峰是源自分子配向的周期结构的波峰,如果聚合性液晶化合物所形成的液晶相为这些高次层列相,则可获得其周期间隔为3.0至的膜。

此种化合物具体而言,可列举下述式(d)所表示的化合物(以下,有称为化合物(d)的情况)等。该聚合性液晶化合物可单独地使用,也可进行组合。

u1-v1-w1-x1-y1-x2-y2-x3-w2-v2-u2(d)

[式(d)中,

x1、x2及x3相互独立地表示可具有取代基的1,4-苯撑或可具有取代基的环己烷-1,4-二基。其中,x1、x2及x3中的至少1个为可具有取代基的1,4-苯撑。构成环己烷-1,4-二基的-ch2-也可被取代为-o-、-s-或-nr-。r表示碳原子数1至6的烷基或苯基。

y1及y2相互独立地表示-ch2ch2-、-ch2o-、-coo-、-ocoo-、单键、-n=n-、-cra=crb-、-c≡c-或-cra=n-。ra及rb相互独立地表示氢原子或碳原子数1至4的烷基。

u1表示氢原子或聚合性基。

u2表示聚合性基。

w1及w2相互独立地表示单键、-o-、-s-、-coo-或-ocoo-。

v1及v2相互独立地表示可具有取代基的碳原子数1至20的烷二基,构成该烷二基的-ch2-也可被取代为-o-、-s-或-nh-]。

化合物(d)中,x1、x2及x3中的至少1个优选可具有取代基的1,4-苯撑。

可具有取代基的1,4-苯撑优选未经取代。可具有取代基的环己烷-1,4-二基优选可具有取代基的反式-环己烷-1,4-二基,可具有取代基的反式-环己烷-1,4-二基优选未经取代。

可具有取代基的1,4-苯撑或可具有取代基的环己烷-1,4-二基所任意具有的取代基可列举:甲基、乙基及丁基等碳原子数1至4的烷基、氰基及卤素原子等。

y1优选-ch2ch2-、-coo-或单键,y2优选-ch2ch2-或-ch2o-。

u2为聚合性基。u1为氢原子或聚合性基,优选聚合性基。u1及u2优选均为聚合性基,且优选均为光聚合性基。具有光聚合性基的聚合性液晶化合物是于在更低温条件下能够聚合的方面上有利。

u1及u2所表示的聚合性基相互独立,也可不同,但优选相同。作为聚合性基,可列举:乙烯基、乙烯氧基、1-氯乙烯基、异丙烯基、4-乙烯基苯基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、环氧乙烷基、氧杂环丁基等。其中,优选丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯氧基、环氧乙烷基及氧杂环丁基,更优选丙烯酰氧基。

作为v1及v2所表示的烷二基,可列举:亚甲基、乙撑、丙烷-1,3-二基、丁烷-1,3-二基、丁烷-1,4-二基、戊烷-1,5-二基、己烷-1,6-二基、庚烷-1,7-二基、辛烷-1,8-二基、癸烷-1,10-二基、十四烷-1,14-二基及二十烷-1,20-二基等。v1及v2优选碳原子数2至12的烷二基,更优选碳原子数6至12的烷二基。

作为可具有取代基的碳原子数1至20的烷二基所任意具有的取代基,可列举氰基及卤素原子等,但该烷二基优选未经取代,更优选未经取代且直链状的烷二基。

w1及w2相互独立,优选单键或-o-。

化合物(d)的具体例可列举式(1-1)至式(1-23)所表示的化合物等。在化合物(d)具有环己烷-1,4-二基的情况下,该环己烷-1,4-二基优选反式体。

[化34]

[化35]

[化36]

[化37]

所例示的化合物(d)中,优选选自由式(1-2)、式(1-3)、式(1-4)、式(1-6)、式(1-7)、式(1-8)、式(1-13)、式(1-14)及式(1-15)所分别表示的化合物所组成的群中的至少1种。

所例示的化合物(d)可单独地用于长条偏光膜或组合地用于长条偏光膜。

另外,在组合2种以上的聚合性液晶化合物的情况下,优选至少1种为化合物(c),更优选2种以上为化合物(d)。通过进行组合,而有即便在液晶-结晶相位转变温度以下的温度下,也可暂时性地保持液晶性的情况。组合2种聚合性液晶化合物的情况下的混合比通常为1:99至50:50,优选5:95至50:50,更优选10:90至50:50。

化合物(d)是通过例如lubetal.recl.trav.chim.pays-bas,115,321-328(1996)、或日本专利第4719156号等所记载的公知方法进行制造。

<(d)具有溶致型液晶性的色素>

在使偏光层含有(d)具有溶致型液晶性的色素的情况下,该色素只要具有溶致型液晶性,且可形成超分子聚集体,则没有特别限定。

作为此种具有溶致型液晶性的色素,例如可列举:偶氮系化合物、蒽醌系化合物、苝系化合物、喹酞酮系化合物、萘醌系化合物、部花青系化合物等。就显示良好的溶致型液晶性的方面而言,优选使用偶氮系化合物。

偶氮系化合物的中,优选在分子中具有芳香环的偶氮化合物,更优选具有萘环的双偶氮化合物。通过将包含此种偶氮系化合物的涂布液进行涂布、干燥,可获得偏光特性优异的偏光层。

另外,偶氮系化合物优选在其分子中具有极性基的偶氮系化合物。具有极性基的偶氮系化合物可溶于水系溶剂,容易溶解于水系溶剂中而形成超分子聚集体。因此,包含具有极性基的偶氮系化合物的涂布液显示尤其良好的溶致型液晶性。

此外,所谓极性基,意指具有极性的官能基。作为极性基,可列举:如oh基、cooh基、nh2基、no2基、cn基的阴电性相对较大的包含氧及/或氮的官能基。

作为具有极性基的偶氮系化合物,例如优选下述通式(d-1)所表示的芳香族双偶氮化合物。

[化38]

通式(d-1)中,q1表示经取代或未经取代的芳基,q2表示经取代或未经取代的亚芳香基,rd独立地表示氢原子、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的乙酰基、经取代或未经取代的苯甲酰基、经取代或未经取代的苯基,m表示抗衡离子,m7表示0至2的整数,n7表示0至6的整数。其中,m7及n7的至少任一个并非为0,为1≦m7+n7≦6。在所述m7为2的情况下,各rd相同或不同。

通式(d-1)所示的oh、(nhrd)m7、及(so3m)n7也可分别键合于萘环的7个取代部位中的任一个部位。

此外,在本说明书中,所谓“经取代或未经取代”,意指“经取代基取代、或者未经取代基取代”。

所述通式(d-1)的萘基与偶氮基(-n=n-)的键合位置没有特别限定。所述萘基是指式(d-1)中右侧所表示的萘基。优选所述萘基与偶氮基于所述萘基的1位或2位进行键合。

在所述通式(d-1)的rd的烷基、乙酰基、苯甲酰基、或苯基具有取代基的情况下,作为该取代基,可列举:在下述芳基或亚芳香基中所例示的各取代基。

所述rd优选氢原子、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的乙酰基,更优选氢原子。

作为所述经取代或未经取代的烷基,可列举:经取代或未经取代的碳原子数1至6的烷基。

所述通式(d-1)的m(抗衡离子)优选可列举:氢离子;li、na、k、cs等碱金属离子;ca、sr、ba等碱土金属离子;其它金属离子;可经烷基或羟基烷基取代的铵离子;有机胺的盐等。作为所述金属离子,例如可列举:ni+、fe3+、cu2+、ag+、zn2+、al3+、pd2+、cd2+、sn2+、co2+、mn2+、ce3+等。作为有机胺,可列举:碳原子数1至6的烷基胺、具有羟基的碳原子数1至6的烷基胺、具有羧基的碳原子数1至6的烷基胺等。所述通式(d-1)中,在so3m为2个以上的情况下,各m可相同或不同。另外,在所述通式(d-1)中,在so3m的m为2价以上的阳离子的情况下,可与所邻接的其它通式(d-1)的偶氮系化合物的so3-键合而形成超分子聚集体。

所述通式(d-1)的m7优选1。另外,通式(d-1)的n7优选1或2。

作为通式(d-1)的萘基的具体例,例如可列举:下述式(d-a)至式(d-l)等。式(d-a)至式(d-l)的rd及m是与通式(d-1)相同。

[化39]

所述通式(d-1)中,所述q1所表示的芳基除苯基以外,也可列举如萘基等的2个以上的苯环缩合而成的缩合环基。

所述q2所表示的亚芳香基除苯撑以外,也可列举如萘撑等的2个以上的苯环缩合而成的缩合环基。

q1的芳基或q2的亚芳香基可分别具有取代基,或者也可不具有取代基。在所述芳基或亚芳香基为经取代或未经取代中的任一种的情况下,具有极性基的通式(d-1)的芳香族双偶氮化合物均对于水系溶剂的溶解性优异。

在所述芳基或亚芳香基具有取代基的情况下,作为该取代基,例如可列举:碳原子数1至6的烷基、碳原子数1至6的烷氧基、碳原子数1至6的烷基氨基、苯基氨基、碳原子数1至6的酰基氨基、二羟基丙基等碳原子数1至6的羟基烷基、coom基等羧基、so3m基等磺酸基、羟基、氰基、硝基、氨基、卤基等。优选所述取代基为选自碳原子数1至6的烷氧基、碳原子数1至6的羟基烷基、羧基、磺酸基、及硝基中的1个。具有此种取代基的芳香族双偶氮化合物尤其是水溶性优异。这些取代基可取代1种或2种以上。另外,所述取代基也可以任意的比率进行取代。

所述通式(d-1)的q1优选经取代或未经取代的苯基,更优选具有所述取代基的苯基。

所述q2优选经取代或未经取代的萘撑,更优选具有所述取代基的萘撑,尤其优选具有所述取代基的1,4-萘撑。

通式(d-1)的q1为经取代或未经取代的苯基,且q2为经取代或未经取代的1,4-萘撑的芳香族双偶氮系化合物是由下述通式(d-2)表示。

[化40]

通式(d-2)中,rd、m、m7及n7是与所述通式(d-1)的这些相同。

通式(d-2)中,ad及bd表示取代基,a7及b7表示其取代数。所述ad及bd分别独立地表示碳原子数1至6的烷基、碳原子数1至6的烷氧基、碳原子数1至6的烷基氨基、苯基氨基、碳原子数1至6的酰基氨基、二羟基丙基等碳原子数1至6的羟基烷基、coom基等羧基、so3m基等磺酸基、羟基、氰基、硝基、氨基、卤基。所述a7为0至5的整数,所述b7表示0至4的整数。其中,a7及b7的至少任一个并非为0。在所述a7为2以上的情况下,所述取代基ad可相同,或者也可不同。在所述b7为2以上的情况下,所述取代基bd可相同,或者也可不同。

在通式(d-2)所包含的芳香族双偶氮化合物中,优选使用下述通式(d-3)所表示的芳香族双偶氮化合物。通式(d-3)的芳香族双偶氮化合物是取代基ad以偶氮基(-n=n-)为基准键合于对位。进而,通式(d-3)的芳香族双偶氮化合物是其萘基的oh基键合于邻接于偶氮基的位置(邻位)上。如果使用该通式(d-3)的芳香族双偶氮化合物,则可获得偏光度较高的偏光板。

[化41]

通式(d-3)中,rd、m、m7及n7是与所述通式(d-1)的这些相同,ad是与通式(d-2)的其相同。

通式(d-3)中,p7表示0至4的整数。所述p7优选1或2,更优选1。

所述通式(d-1)至(d-3)所表示的芳香族双偶氮化合物例如可依据细田丰著“理论制造染料化学(5版)”(1968年7月15日技报堂发行、135页至152页)进行合成。

例如,通式(d-3)的芳香族双偶氮化合物可通过使苯胺衍生物与萘磺酸衍生物进行二偶氮化及偶联反应而获得单偶氮化合物后,将该单偶氮化合物进行二偶氮化后,进而与1-氨基-8-萘酚磺酸衍生物进行偶联反应而合成。

关于偏光层形成用组合物中的(c)聚合性液晶化合物或(d)具有溶致型液晶性的色素的含有比率,就提高液晶化合物的配向性的观点而言,相对于该偏光层形成用组合物的固体含量,通常为70至99.9质量份,优选80至99.9质量份,更优选85至99质量份,进而优选90至99质量份。

[iv]准备所述具有配向层的基板的步骤;及选自下述[v-1]及[v-2]中的步骤。

[v-1]在所述具有配向层的基板的配向层上涂敷含有二色性色素与(c)聚合性液晶的偏光层形成用组合物,进行加热干燥,由此形成涂膜,对所获得的涂膜照射紫外线的步骤;

[v-2]在所述具有配向层的基板的配向层上涂敷含有(d)具有溶致型液晶性的色素的偏光层形成用组合物,进行加热干燥,由此形成涂膜的步骤。

偏光层形成用组合物的涂布是通常通过包括旋转涂布法、挤压法、凹版涂布法、模嘴涂布法、棒式涂布法、敷抹器法等涂布法、或柔版印刷法等印刷法的公知方法进行。在偏光层形成用组合物包含(c)聚合性液晶的情况下,通过在涂布后在通常所获得的涂布膜中所包含的(c)聚合性液晶不会聚合的条件下将溶剂去除而形成干燥覆膜。作为干燥方法,可列举:自然干燥法、通风干燥法、加热干燥及减压干燥法。

在对含有二色性色素与(c)聚合性液晶的涂膜照射紫外线的步骤中,(c)聚合性液晶的聚合可通过使具有聚合性官能基的化合物进行聚合的公知方法而进行。具体而言,可列举热聚合及光聚合,就聚合容易性的观点而言,优选光聚合。在通过光聚合而使聚合性液晶进行聚合的情况下,优选将涂布于含有二色性色素与(c)聚合性液晶的偏光层形成用组合物中进而含有光聚合起始剂的组合物并进行干燥所获得的干燥覆膜中的聚合性液晶制成液晶相状态后,保持该液晶状态不变而进行光聚合。

光聚合是通常通过对干燥覆膜照射光而实施。作为所照射的光,是视干燥覆膜所包含的光聚合起始剂的种类、(c)聚合性液晶的种类(尤其是(c)聚合性液晶所具有的光聚合基的种类)及其量而适当进行选择,具体而言,可列举:选自由可见光、紫外光及激光所组成的群中的光、活性电子束。其中,就容易控制聚合反应的进行的方面、及作为光聚合装置可使用于该领域中所广泛使用的装置的方面而言,优选紫外光,且优选以通过紫外光而能够进行光聚合的方式选择(c)聚合性液晶或光聚合起始剂的种类。另外,在聚合时,也可通过一面利用适当的冷却机构将干燥覆膜进行冷却一面进行光照射而控制聚合温度。通过采用此种冷却机构,而只要在更低温下实施(c)聚合性液晶的聚合,则即便基材使用耐热性相对较低的基材,也可适当地形成偏光层。

在所述具有配向层的基板的配向层上涂敷含有(d)具有溶致型液晶性的色素的偏光层形成用组合物,进行加热干燥,由此形成涂膜的步骤中的涂布是通常通过包括旋转涂布法、挤压法、凹版涂布法、模嘴涂布法、棒式涂布法、敷抹器法等涂布法、或柔版印刷法等印刷法的公知方法进行。干燥方法没有特别限定,可实施自然干燥或强制性干燥。作为强制性干燥,例如可列举:减压干燥、加热干燥、减压加热干燥等。优选使用自然干燥。

干燥时间可根据干燥温度或溶剂的种类而适当地选择。例如于自然干燥的情况下,干燥时间优选1秒至120分钟,更优选10秒至5分钟。

另外,干燥温度没有特别限定,优选低于基板的玻璃转移温度(tg)。如果干燥温度超过基板的玻璃转移温度,则有基板的性质(机械强度或光学特性等)变质之虞。具体而言,干燥温度优选10℃至100℃,更优选10℃至90℃,尤其优选10℃至80℃。

此外,所谓干燥温度,并非含有(d)具有溶致型液晶性的色素的涂膜的表面或内部的温度,意指将涂膜进行干燥的氛围的温度。

本偏光元件中的配向层与偏光层的厚度的合计为10μm以下。配向层的厚度优选0.5μm以上且9.5μm以下,更优选1μm以上且5μm以下。偏光层的厚度优选0.5μm以上且9.5μm以下,更优选1μm以上且5μm以下。配向层及偏光层的厚度通常可通过利用干涉膜厚计、激光显微镜或触针式膜厚计的测定而求出。

以所述方式获得的偏光元件可使用公知的手法而广范围地应用于必需偏光的各种显示元件,例如可用于液晶显示元件、有机el等的抗反射膜(圆偏光板)、光开关及光学滤波器以及将这些设为构成要素的各种光学测定机器等。

[实施例]

以下,列举本发明的实施例,对本发明具体地进行说明,但本发明并不限定于这些而进行解释。

<溶剂>

实施例及比较例的各配向层形成用组合物含有溶剂,且作为该溶剂,使用丙二醇单甲醚(pm)、环己酮(cyh)、甲基异丁基酮(mibk)。

<聚合物的分子量的测定>

聚合例中的丙烯酸系共聚物的分子量是使用昭和电工(股)公司制造的常温凝胶渗透层析(gpc)装置(gpc-101)、昭和电工公司制造的管柱(kd-803,kd-805),以下述方式而测得。

此外,下述的数均分子量(以下,称为mn)及重均分子量(以下,称为mw)是以聚苯乙烯换算值表示。

柱温:50℃

洗提液:n,n-二甲基甲酰胺(作为添加剂,溴化锂-水合物(libr·h2o)为30mmol/l、磷酸·无水结晶(邻磷酸)为30mmol/l、四氢呋喃(thf)为10ml/l)

流速:1.0ml/分钟

校准曲线制作用标准样品:tosoh公司制造tsk标准聚环氧乙烷(分子量约900,000、150,000、100,000、30,000)、及polymerlaboratories公司制造聚乙二醇(分子量约12,000、4,000、1,000)。

<合成例1>

通过将4-羟基肉桂酸与1-溴-6-己醇在碱性条件下进行加热而合成4-(6-羟基己氧基)肉桂酸。使甲基丙烯酰氯于碱性条件下与该生成物进行反应,而获得下述式(ex-1)所示的化合物(m1)。

<合成例2>

通过将4-羟基苯甲酸与1-溴-6-己醇在碱性条件下进行加热而合成4-(6-羟基己氧基)苯甲酸。使甲基丙烯酰氯于碱性条件下与该生成物进行反应,而获得化合物(ex-a)所表示的化合物(以下,也称为化合物(ex-a))。通过使该化合物(ex-a)在dcc(dicyclohexylcarbodiimide,二环已基碳化二亚胺)与dmap(dimethylaminopyridine,二甲基氨基吡啶)存在下与甲氧基苯酚进行反应,而获得下述式(ex-2)所示的化合物。

[化42]

<合成例4>

使所述式(ex-1)所示的甲基丙烯酸酯18.0g、二色性色素dispersered1methacrylate1.0g、作为聚合触媒的α,α'-偶氮双异丁腈0.3g溶解于1,4-二恶烷170.0g中,并在80℃下进行20小时反应,由此获得丙烯酸系共聚物溶液。将丙烯酸系共聚物溶液慢慢地滴加至二乙醚1000.0g中而使固体析出,进行过滤及减压干燥,由此将剩余单体去除,而获得丙烯酸系聚合物(p1)。所获得的丙烯酸系共聚物的mn为10,000,mw为22,000。

<合成例5>

使所述式(ex-1)所示的甲基丙烯酸酯9.6g、所述式(ex-a)所示的甲基丙烯酸酯8.0g、二色性色素dispersered1methacrylate1.0g、及作为聚合触媒的α,α'-偶氮双异丁腈0.3g溶解于1,4-二恶烷170.0g中,并在80℃下进行20小时反应,由此获得丙烯酸系共聚物溶液。将丙烯酸系共聚物溶液慢慢地滴加至二乙醚1000.0g中而使固体析出,进行过滤及减压干燥,由此将剩余单体去除,而获得丙烯酸系共聚物(p2)。所获得的丙烯酸系共聚物的mn为12,000,mw为28,000。

<合成例6>

使所述式(ex-1)所示的甲基丙烯酸酯9.5g、所述式(ex-2)所示的甲基丙烯酸酯10.6g、二色性色素dispersered1methacrylate1.0g、及作为聚合触媒的α,α'-偶氮双异丁腈0.3g溶解于1,4-二恶烷190.0g中,并在80℃下反应20小时,由此获得丙烯酸系共聚物溶液。将丙烯酸系共聚物溶液慢慢地滴加至二乙醚1000.0g中而使固体析出,进行过滤及减压干燥,由此将剩余单体去除,而获得丙烯酸系共聚物(p3)。所获得的丙烯酸系共聚物的mn为11,000,mw为21,000。

<合成例7>

使所述式(ex-1)所示的甲基丙烯酸酯16.0g、作为聚合触媒的α,α'-偶氮双异丁腈0.4g溶解于1,4-二恶烷180.0g中,并在80℃下进行20小时反应,由此获得丙烯酸系共聚物溶液。将丙烯酸系共聚物溶液慢慢地滴加至二乙醚1000.0g中而使固体析出,进行过滤及减压干燥,由此将剩余单体去除,而获得丙烯酸系聚合物(p4)。所获得的丙烯酸系共聚物的mn为9,300,mw为16,000。

<合成例8>

使所述式(ex-1)所示的甲基丙烯酸酯8.0g、所述式(ex-2)所示的甲基丙烯酸酯9.8g、作为聚合触媒的α,α'-偶氮双异丁腈0.2g溶解于1,4-二恶烷180.0g中,并在80℃下反应20小时,由此获得丙烯酸系共聚物溶液。将丙烯酸系共聚物溶液慢慢地滴加至二乙醚1000.0g中而使固体析出,进行过滤及减压干燥,由此将剩余单体去除,而获得丙烯酸系共聚物(p5)。所获得的丙烯酸系共聚物的mn为14,000,mw为24,000。

<制造例1>

使聚合性液晶(rmm141c、merck公司制造)14.6g、二色性色素(dispersered1methacrylate、aldrich公司制造)0.44g溶解于mibk35.0g中,而制备固体含量浓度30质量%的偏光层形成用组合物。

<实施例1至4>及<比较例1至2>

以表1所示的组成制备实施例1至4及比较例1至2的各配向层形成用组合物。使用各配向层形成用组合物而形成配向层,针对各配向层进行二色性比测定。继而,使用偏光层形成用组合物而形成偏光元件。针对所获得的各偏光元件,进行配向性的评价、偏光度测定、二色比测定。

[表1]

<实施例1>

[配向层的形成]

将表1所示的配向层形成用组合物旋转涂布于石英基板上,在55℃的加热板上干燥60秒钟后,形成膜厚200nm的涂膜。继而,经由偏光板,将313nm的直线偏光以2mj/cm2的曝光量垂直地照射至涂膜面。继而,利用加热板以170℃加热5分钟,而形成配向层。

[配向层的二色性比测定]

所获得的配向层的二色性比是以下述方式测得。使用于分光光度计(岛津制作所股份有限公司制造uv-3600)中设置有附偏光器的折叠器的装置,对透过轴方向的吸光度(a1)及吸收轴方向的吸光度(a2)进行测定。使用下述式,自所测得的透过轴方向的吸光度(a1)及吸收轴方向的吸光度(a2)的值算出二色性比。将测定结果示于表2。

二色性比=(a2)/(a1)

[偏光层的形成]

将偏光层形成用组合物以2000rpm、30sec旋转涂布于所获得的配向层上,在65℃的加热板上进行60秒钟干燥而形成涂膜。继而,以500mj/cm2对该涂膜进行曝光,由此获得偏光元件。

[配向性的评价]

通过偏光显微镜观察而确认到所获得的偏光元件的配向性。在偏光显微镜与正交偏光镜之间在0°及45°的方向上插入样品,实施漏光的状态的观察。在已配向的情况下,如果在0°下,则漏光未产生而观察暗视野的状态,如果在45°下,则漏光产生而以明视野的状态进行观察。在0°下获得暗视野,在45°下获得明视野的情形是设为“○”,在0°下未获得暗视野,在45°下未获得明视野的情形是设为“×”。将这些测定结果示于表2。

[偏光度测定]

所获得的偏光元件的偏光度是以下述方式测得。使用于分光光度计(岛津制作所(股)制造uv-3600)中设置有附偏光器的折叠器的装置,测定透过轴方向的透过率(t1)及吸收轴方向的透过率(t2)。使用下述式,自所测得的透过轴方向的透过率(t1)及吸收轴方向的透过率(t2)的值算出偏光度。将测定结果示于表2。

偏光度(%)={(t1-t2)/(t1+t2)}1/2×100

[偏光元件的二色性比測定]

所获得的偏光元件的二色性比是以下述方式测得。使用于分光光度计(岛津制作所股份有限公司制造uv-3600)中设置有附偏光器的折叠器的装置,测定透过轴方向的吸光度(a1)及吸收轴方向的吸光度(a2)。使用下述式,自所测得的透过轴方向的吸光度(a1)及吸收轴方向的吸光度(a2)的值算出二色性比。将测定结果示于表2。

二色性比=(a2)/(a1)

<实施例2>

将配向层形成时的偏光曝光后的加热温度设为150℃,除此以外,以与实施例1相同的方式制作偏光元件。将结果汇总于表2中。

<实施例3>

将配向层形成时的偏光曝光后的加热温度设为110℃,除此以外,以与实施例1相同的方式制作偏光元件。将结果汇总于表2中。

<实施例4>

将配向层形成时的偏光曝光后的加热温度设为150℃,除此以外,以与实施例1相同的方式制作偏光元件。将结果汇总于表2中。

<比较例1>

以与实施例1相同的方式制作偏光元件。将结果汇总于表2中。

<比较例2>

将配向层形成时的偏光曝光后的加热温度设为110℃,除此以外,以与实施例1相同的方式制作偏光元件。将结果汇总于表2中。

[表2]

在使用于配向层中不含有二色性色素的丙烯酸系共聚物的比较例1至2中,配向层的二色性比为0。相对于此,在使用于配向层中含有二色性色素的丙烯酸系共聚物的实施例1至4中,获得二色性比而能够于配向层中使二色性色素配向。

实施例1至4中所获得的偏光器与比较例1至2相比,能够表现出较高的偏光度与二色性比。

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