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公開番号2025112671
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-01
出願番号2024007048
出願日2024-01-19
発明の名称末端変性ポリマー及び光学素子
出願人東ソー株式会社
代理人
主分類C08G 63/00 20060101AFI20250725BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】配向膜不要かつポリマーの塗布により形成可能な位相差フィルム及び分子配向のパターンが形成された光学素子用のポリマーを提供する。
【解決手段】
光反応性の構造をポリマー主鎖内に有し、かつ、ポリマー主鎖末端の少なくとも一方に、重合性官能基を含有する構造を有することを特徴とする主鎖型ポリマー。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
光反応性の構造をポリマー主鎖内に有し、かつ、ポリマー主鎖末端の少なくとも一方に、重合性官能基を含有する構造を有することを特徴とする主鎖型ポリマー。
続きを表示（約 6,300 文字）【請求項２】
前記、光反応性の構造が、下記化学式（１）で表される構造である、請求項１に記載の主鎖型ポリマー。
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2025112671000145.jpg
45
50
［ここで、前記化学式（１）中、Ｒ
０
、Ｒ
１
、Ｒ
２
、Ｒ
３
、及びＲ
４
は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数１から８のアルキル基、又は以下の化学式（Ｚ１）で表される基を表す。
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2025112671000146.jpg
23
42
ここで、Ｒｚ
３
及びＲｚ
４
は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、又は、炭素数１から８のアルキル基を表す。
Ａｒｚ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、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。
Ｌ
１
及びＬ
２
は、同一又は相異なっていてもよく、カルボニル基、エステル結合、アミド結合、エーテル結合又は単結合を表す。
＊は、前記主鎖型ポリマー中の他の構造との結合位置を表す。
Ａｒ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、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。］
【請求項３】
前記、ポリマー主鎖末端の少なくとも一方の、重合性官能基を含有する構造が下記化学式（７）で表される請求項２に記載の主鎖型ポリマー。
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2025112671000147.jpg
16
40
［ここで、Ｌ
１７
、及びＬ
１８
は、それぞれ独立に、単結合、置換されていてもよい炭素数１から４のアルキレン基、－Ｏ－、－Ｃ（＝Ｏ）Ｏ－、－Ｃ（＝Ｏ）－又は－ＮＲ
ａ
－Ｃ（＝Ｏ）－を表す。
Ｒ
ａ
は、水素原子又は置換されていてもよい炭素数１から２０のアルキル基を示す。
Ｓｐ
１
は、単結合又は炭素数１～２０の分岐していてもよいアルキレン基を表し、該アルキレン基に含まれる水素原子は、－ＯＲ
ｂ
又はハロゲン原子に置換されていてもよく、該アルキレン基に含まれる－ＣＨ
２
－は、それぞれ独立に、－Ｏ－、－Ｓ－、－Ｃ（＝Ｏ）Ｏ－、－Ｃ（＝Ｏ）－、又は－ＮＲ
ｆ
－Ｃ（＝Ｏ）－に置換されていてもよく、該アルキレン基に含まれるメチン基は、窒素原子に置換されていてもよい。
Ｒ
ｂ
、及びＲ
ｆ
は、互いに同一又は相異なってもよく、水素原子又は置換されていてもよい炭素数１から２０のアルキル基を示す。
ＦＧ
１
は、重合性基を表す。］
【請求項４】
ＦＧ
１
が下記構造式（Ｆｇ－１）から（Ｆｇ－３０）で表される構造である請求項３に記載の主鎖型ポリマー。
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2025112671000148.jpg
193
147
【請求項５】
ＦＧ
１
がアクリロイル基、メタクリロイル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基又はエポキシ基である請求項３に記載の主鎖型ポリマー。
【請求項６】
前記化学式（１）中、Ａｒが下記化学式（Ａｒ－１）～（Ａｒ－７）のいずれかである、請求項２に記載の主鎖型ポリマー。
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2025112671000149.jpg
69
150
［ここで、前記化学式（Ａｒ－１）～（Ａｒ－７）中、Ｘ
１
、Ｘ
２
、Ｘ
３
、Ｘ
４
、Ｘ
５
、Ｘ
６
、Ｘ
７
、及びＸ
８
は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１から８のアルキル基、炭素数１から６のアルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、炭素数１から６のアルキルチオ基、又は炭素数２から８のジアルキルアミノ基を表す。
Ｒ
ｅ
は、水素原子又は炭素数１から１０のアルキル基を表す。
＊＊は、前記化学式（１）中の、Ａｒを除く他の部分との結合位置を表す。］
【請求項７】
前記光反応性の構造単位が下記化学式（１－１－１）～（１－７－４）で表される構造である、請求項１に記載の主鎖型ポリマー。
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2025112671000150.jpg
107
148
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2025112671000151.jpg
164
150
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2025112671000152.jpg
49
110
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2025112671000153.jpg
46
35
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2025112671000154.jpg
46
35
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2025112671000155.jpg
46
151
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2025112671000156.jpg
69
150
【請求項８】
さらに下記化学式（２Ａ）、（２Ｂ）、（２Ｃ）、（２Ｄ）、（２Ｆ）で表される部位の少なくとも１種を有する請求項１に記載の主鎖型ポリマー。
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2025112671000157.jpg
28
99
［前記化学式（２Ａ）中、環Ｃ、環Ｄ及び環Ｅ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、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素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、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
Ｒ
５
及びＲ
６
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から２０のアルキル基、置換されていてもよい炭素数３から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３から１２の芳香族基からなる群より選ばれる基を表す。
ｎは０又は１である。
Ｌ
３
及びＬ
４
は、同一又は相異なっていてもよく、カルボニル基、エステル結合、アミド結合、エーテル結合又は単結合を表す。
＊＊＊は、前記主鎖型ポリマー中の他の構造との結合位置を表す。］
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2025112671000158.jpg
16
67
［前記化学式（２Ｂ）中、Ｌ
９
及びＬ
１０
は、同一又は相異なっていてもよく、カルボニル基、エステル結合、アミド結合、エーテル結合又は単結合を表す。
＊＊＊は、前記主鎖型ポリマー中の他の構造との結合位置を表す。］
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2025112671000159.jpg
26
100
［前記化学式（２Ｃ）中、Ｘ
９
は炭素数１から２０の分岐していてもよいアルキレン鎖又は単結合を表す。
Ｘ
１０
は－Ｏ－又は－Ｎ（Ｒ
ｃ
）－を表す。
Ｘ
１１
は－Ｏ－又は－Ｎ（Ｒ
ｄ
）－を表す。
Ｒ
ｃ
及びＲ
ｄ
は、同一又は相異なっていてもよく、水素原子又は炭素数１から１０のアルキル基を表す。
Ｌ
１１
及びＬ
１２
は、同一又は相異なっていてもよく、カルボニル基、エステル結合、アミド結合、エーテル結合又は単結合を表す。
＊＊＊は、前記主鎖型ポリマー中の他の構造との結合位置を表す。］
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2025112671000160.jpg
17
74
［前記化学式（２Ｄ）中、環Ｇ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、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環、スピロ環及び脂肪族炭化水素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、縮環式芳香環、スピロ環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
Ｌ
１３
及びＬ
１４
は、同一又は相異なっていてもよく、単結合又は炭素数１から６のアルキレン鎖を表す。
Ｌ
１５
及びＬ
１６
は、同一又は相異なっていてもよく、カルボニル基、エステル結合、アミド結合、エーテル結合又は単結合を表す。
＊＊＊は、前記主鎖型ポリマー中の他の構造との結合位置を表す。］
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2025112671000161.jpg
17
50
［前記化学式（２Ｆ）中、Ｒ
９
は、炭素数１から４０の分岐を有していてもよいアルキレン基を表し、該アルキレン基に含まれる水素原子は、－ＯＲ
ｂ
又はハロゲン原子に置換されていてもよく、該アルキレン基に含まれる－ＣＨ
２
－は、それぞれ独立に、－Ｏ－、－Ｓ－、－Ｃ（＝Ｏ）Ｏ－、－Ｃ（＝Ｏ）－、又は－ＮＲ
ｆ
－Ｃ（＝Ｏ）－に置換されていてもよく、該アルキレン基に含まれるメチン基は、窒素原子に置換されていてもよい。
Ｒ
ｂ
、及びＲ
ｆ
は、互いに同一又は相異なってもよく、水素原子又は置換されていてもよい炭素数１から２０のアルキル基を示す。
Ｌ
１９
及びＬ
２０
は、同一又は相異なっていてもよく、カルボニル基、エステル結合、アミド結合、エーテル結合又は単結合を表す。
【請求項９】
下記化学式（１’）で表されるジヒドロキシ化合物と下記化学式（７’）で表される化合物を含む原料組成物を、反応させる主鎖型ポリマーの製造方法。
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2025112671000162.jpg
41
45
［ここで、前記化学式（１’）中、Ｒ
０
、Ｒ
１
、Ｒ
２
、Ｒ
３
、及びＲ
４
は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数１から８のアルキル基、又は以下の化学式（Ｚ１）で表される基を表す。
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2025112671000163.jpg
24
44
ここで、Ｒｚ
３
及びＲｚ
４
は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、又は、炭素数１から８のアルキル基を表す。
Ａｒｚ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、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。
Ａｒ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、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。］
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2025112671000164.jpg
14
46
［ここで、Ｌ
１７
、及びＬ
１８
は、それぞれ独立に、単結合、置換されていてもよい炭素数１から４のアルキレン基、－Ｏ－、－Ｃ（＝Ｏ）Ｏ－、－Ｃ（＝Ｏ）－又は－ＮＲ
ａ
－Ｃ（＝Ｏ）－を表す。
Ｒ
ａ
は、水素原子又は置換されていてもよい炭素数１から２０のアルキル基を示す。
Ｓｐ
１
は、単結合又は炭素数１から２０の分岐していてもよいアルキレン基を表し、該アルキレン基に含まれる水素原子は、－ＯＲ
ｂ
又はハロゲン原子に置換されていてもよく、該アルキレン基に含まれる－ＣＨ
２
－は、それぞれ独立に、－Ｏ－、－Ｓ－、－Ｃ（＝Ｏ）Ｏ－、－Ｃ（＝Ｏ）－、又は－ＮＲ
ｆ
－Ｃ（＝Ｏ）－に置換されていてもよく、該アルキレン基に含まれるメチン基は、窒素原子に置換されていてもよい。
Ｒ
ｂ
、及びＲ
ｆ
は、互いに同一又は相異なってもよく、水素原子又は置換されていてもよい炭素数１から２０のアルキル基を示す。
ＦＧ
１
は、重合性基を表す。
ＦＧ
２
は、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシ基又はクロロカルボニル基を表す。］
【請求項１０】
前記化学式（１’）中、Ａｒは、下記化学式（Ａｒ－１）～（Ａｒ－７）で表される基からなる群から選択されるいずれかである、請求項９に記載の主鎖型ポリマーの製造方法
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2025112671000165.jpg
69
150
［ここで、前記化学式（Ａｒ－１）～（Ａｒ－７）中、Ｘ
１
、Ｘ
２
、Ｘ
３
、Ｘ
４
、Ｘ
５
、Ｘ
６
、Ｘ
７
、及びＸ
８
は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１から８のアルキル基、炭素数１から６のアルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、炭素数１から６のアルキルチオ基、又は炭素数２から８のジアルキルアミノ基を表す。
Ｒ
ｅ
は、水素原子又は炭素数１から１０のアルキル基を表す。
＊＊は、前記化学式（１’）中の、Ａｒを除く他の部分との結合位置を表す。］
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、末端変性ポリマー及び光学素子に関するものである。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬディスプレイや液晶ディスプレイは、マルチメディア社会における重要な表示デバイスとして、各種スマートデバイス、コンピュ－タ用モニター、テレビ等、幅広く使用されている。また、これらディスプレイには表示特性向上のため多くの光学フィルムが用いられており、正面や斜めから見た場合のコントラスト向上、色調の補償などに対し、大きな役割を果たしている。また、近年は偏光の照射により、偏光方向に依存した分子配向をパターン形成可能な材料が求められており、高精細フレキシブルディスプレイ、拡張現実（ＡＲ）デバイス、仮想現実（ＶＲ）デバイス、複合現実（ＭＲ）デバイス、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）などへの応用が期待されている。
【０００３】
有機ＥＬディスプレイや液晶ディスプレイに関連する光学フィルムの代表的なものとして、位相差フィルムが挙げられる。位相差フィルムは、偏光板と組み合わせることで、各種ディスプレイの反射防止層として用いることができる。該用途では、特に長波長域ほど面内位相差が大きい位相差フィルム、すなわち逆波長分散性を有するフィルム（以下、逆波長分散フィルムとも表現する）が求められる。例えば、有機ＥＬ用円偏光板用途で逆波長分散フィルムが用いられる場合、その位相差は測定波長λの１／４程度が好ましく、詳細には４５０ｎｍにおける面内位相差と５５０ｎｍにおける面内位相差の比Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）は０．８０から０．８９に近いことが好ましい。
【０００４】
位相差フィルム及び分子配向のパターンが形成された光学素子の製造原料として、重合性液晶低分子化合物が種々開発されているが、位相差フィルムの製造の際には、これらの重合性液晶低分子化合物を、あらかじめラビング処理や光配向処理により作成した配向膜上に塗布し、次いで光や熱等で硬化させることでフィルムを形成する。すなわち、配向膜の形成工程が不可欠である（例えば、特許文献１）。また、重合性液晶化合物は多段階合成によって製造されている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許６１７２５５６号
特許６７５４８４５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記背景技術にて述べた様に、位相差フィルム及び分子配向のパターンが形成された光学素子の製造原料として、重合性液晶低分子化合物を用いる場合には、液晶配向膜の形成工程が不可欠であり、位相差フィルム及び分子配向のパターンが形成された光学素子の製造プロセス上有利とは言い難い。
【０００７】
また、位相差フィルム及び分子配向のパターンが形成された光学素子の製造原料として用いられる重合性液晶低分子化合物は、多段階での合成が必要である場合が多く、経済性に劣る。
【０００８】
そこで本発明に於いては、配向膜不要かつポリマーの塗布により形成可能な位相差フィルム及び分子配向のパターンが形成された光学素子用のポリマーを提供することを課題とし、検討を進めた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、特定の光反応性構造を有し、かつ、ポリマー主鎖末端の少なくとも一方に、重合性官能基を含有する構造を有することを特徴とするポリマーを用いることで、配向膜を必要とせず、位相差フィルム及び分子配向のパターンが形成された光学素子を形成可能であることを見出し、本発明を完成させた。
【００１０】
本発明はこうした知見に基づいて提案されたものであり、具体的に以下の構成を有する。
［１］光反応性の構造をポリマー主鎖内に有し、かつ、ポリマー主鎖末端の少なくとも一方に、重合性官能基を含有する構造を有することを特徴とする主鎖型ポリマー。
［２］前記、光反応性の構造が、下記化学式（１）で表される構造である、［１］に記載の主鎖型ポリマー。
（【００１１】以降は省略されています）

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