JP5642435B2 - Liquid crystal aligning agent and liquid crystal display element - Google Patents
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Description
本発明は液晶配向剤および液晶表示素子に関する。さらに詳しくは、液晶分子の配向規制力に優れる液晶配向膜を与える液晶配向剤および表示品位に優れる液晶表示素子に関する。 The present invention relates to a liquid crystal aligning agent and a liquid crystal display element. More specifically, the present invention relates to a liquid crystal aligning agent that provides a liquid crystal alignment film excellent in alignment regulating power of liquid crystal molecules and a liquid crystal display element excellent in display quality.
従来、正の誘電異方性を有するネマチック型液晶を、液晶配向膜を有する透明電極付き基板でサンドイッチ構造にし、必要に応じて液晶分子の長軸が基板間で0〜360°連続的に捻れるようにしてなる、TN(Twisted Nematic)型、STN(Super Twisted Nematic)型等の液晶表示素子が知られている(特許文献1および2参照)。
このような液晶表示素子においては、液晶分子を基板面に対し所定の方向に配向させるため、基板表面に液晶配向膜を設ける必要がある。この液晶配向膜は、通常、基板表面に形成された有機膜表面をレーヨン等の布材で一方向にこする方法(ラビング法)により形成されている。しかし、液晶配向膜の形成をラビング処理により行うと、工程内でほこりや静電気が発生し易いため、配向膜表面にほこりが付着して表示不良発生の原因となるという問題があった。特にTFT(Thin Film Transistor)素子を有する基板の場合には、発生した静電気によってTFT素子の回路破壊が起こり、歩留まり低下の原因となるという問題もあった。さらに、今後ますます高精細化される液晶表示素子においては、画素の高密度化に伴い基板表面に凹凸が生じるために、均一にラビング処理を行うことが困難となりつつある。
液晶表示素子において液晶分子を配向規制する別の手段として、基板表面に形成したポリビニルシンナメート、ポリイミド、アゾベンゼン誘導体等の感光性薄膜に偏光または非偏光の放射線を照射することにより、液晶配向能を付与する光配向法が知られている。この方法によれば、静電気やほこりを発生することなく、均一な液晶配向を実現することができる(特許文献3〜13参照)。
Conventionally, a nematic liquid crystal having positive dielectric anisotropy is sandwiched with a substrate with a transparent electrode having a liquid crystal alignment film, and the major axis of the liquid crystal molecules is continuously twisted between 0 and 360 ° between the substrates as necessary. There are known liquid crystal display elements such as TN (Twisted Nematic) type and STN (Super Twisted Nematic) type (see Patent Documents 1 and 2).
In such a liquid crystal display element, in order to align liquid crystal molecules in a predetermined direction with respect to the substrate surface, it is necessary to provide a liquid crystal alignment film on the substrate surface. This liquid crystal alignment film is usually formed by a method (rubbing method) in which the organic film surface formed on the substrate surface is rubbed in one direction with a cloth material such as rayon. However, when the liquid crystal alignment film is formed by a rubbing process, dust and static electricity are likely to be generated in the process, so that there is a problem that dust adheres to the alignment film surface and causes display defects. In particular, in the case of a substrate having a TFT (Thin Film Transistor) element, there has been a problem that the circuit damage of the TFT element occurs due to the generated static electricity, resulting in a decrease in yield. Furthermore, in liquid crystal display elements that will be further refined in the future, unevenness is generated on the substrate surface as the density of pixels increases, and it is becoming difficult to perform rubbing treatment uniformly.
As another means of regulating the alignment of liquid crystal molecules in a liquid crystal display device, the liquid crystal alignment ability is improved by irradiating a photosensitive thin film such as polyvinyl cinnamate, polyimide, azobenzene derivative, etc. formed on the substrate surface with polarized or non-polarized radiation. The photo-alignment method to provide is known. According to this method, uniform liquid crystal alignment can be realized without generating static electricity or dust (see Patent Documents 3 to 13).
一方、上記とは別の液晶表示素子の動作モードとして、負の誘電異方性を有する液晶分子を基板に垂直に配向させる方式のVA(Vertical Alignment)型の液晶表示素子も知られている。この動作モードでは、基板間に電圧を印加して液晶分子が基板に平行な方向に向かって傾く際に、液晶分子が基板法線方向から基板面内の一方向に向かって傾くようにする必要がある。このための手段として、例えば、基板表面に突起を設ける方法、透明電極にストライプを設ける方法、ラビング配向膜を用いることにより液晶分子を基板法線方向から基板面内の一方向に向けてわずかに傾けておく(プレチルトさせる)方法等が提案されている。
前記光配向法は、垂直配向型の液晶表示素子において液晶分子の傾き方向を制御する方法としても有用であることが知られている。すなわち、光配向法により配向規制能およびプレチルト角発現性を付与した垂直配向性の液晶配向膜を用いることにより、電圧印加時の液晶分子の傾き方向を均一に制御できることが知られている(特許文献11〜12および14〜16参照)。
しかしながら、TN型、STN型または垂直配向型の液晶表示素子に適用される液晶配向膜を光配向法によって形成しようとした場合に、工業的に十分な程度の液晶配向規制力を安定して発現する液晶配向剤は、今のところ知られていない。特に垂直配向型の液晶表示素子に適用する場合にあっては、基板面に対して垂直方向の液晶配向規制力を発現すべく、液晶配向膜となる重合体は剛直な液晶ライクの構造を有さざるを得ず、これを含有する液晶配向剤の塗布性ないし印刷性が損なわれるとの問題があり、現在まで良好な液晶配向性と良好な塗布性とを併有する垂直配向型液晶配向剤は知られていない。
On the other hand, as an operation mode of a liquid crystal display element different from the above, a VA (Vertical Alignment) type liquid crystal display element in which liquid crystal molecules having negative dielectric anisotropy are aligned perpendicularly to a substrate is also known. In this operation mode, when a voltage is applied between the substrates and the liquid crystal molecules are tilted in the direction parallel to the substrate, the liquid crystal molecules must be tilted from the substrate normal direction to one direction in the substrate surface. There is. As a means for this, for example, a method of providing protrusions on the substrate surface, a method of providing stripes on the transparent electrode, or using a rubbing alignment film, liquid crystal molecules are slightly directed from the substrate normal direction to one direction in the substrate surface. A method of tilting (pretilting) has been proposed.
The photo-alignment method is known to be useful as a method for controlling the tilt direction of liquid crystal molecules in a vertical alignment type liquid crystal display element. That is, it is known that the tilt direction of liquid crystal molecules during voltage application can be uniformly controlled by using a vertical alignment liquid crystal alignment film imparted with alignment regulating ability and pretilt angle expression by a photo alignment method (patent) Reference 11-12 and 14-16).
However, when a liquid crystal alignment film applied to a TN type, STN type, or vertical alignment type liquid crystal display element is to be formed by a photo-alignment method, an industrially sufficient degree of liquid crystal alignment regulation power is stably expressed. The liquid crystal aligning agent to do is not known at present. In particular, when applied to a vertical alignment type liquid crystal display element, the polymer used as the liquid crystal alignment film has a rigid liquid crystal-like structure in order to develop a liquid crystal alignment regulating force in a direction perpendicular to the substrate surface. A vertical alignment type liquid crystal aligning agent that has both good liquid crystal alignment and good application properties up to the present, due to the problem that the coating property or printability of the liquid crystal aligning agent containing the same is impaired. Is not known.
ところで近年、対向配置された一対の基板の方側のみに電極を形成し、基板と平行方向に電界を発生する横電界方式(IPSモード)の液晶表示素子が提案された(特許文献17)。この横電界方式の液晶表示素子は、対向配置された一対の基板の方側のみに電極を形成し、基板と平行方向に電界を発生する方式の液晶表示素子であり、両基板に電極を形成して基板と垂直方向に電界を発生する旧来の縦電界方式の液晶表示素子と比べて、広い視野角特性を有し、また高品位な表示が可能であることが知られている。横電界方式の液晶表示素子は、液晶分子が基板と平行な方向にのみ電界応答するため、液晶分子の長軸方向の屈折率変化が問題とならず、視角を変えた場合でも、観察者に視認されるコントラストおよび表示色の濃淡の変化が少なく、従って視角によらず高品位な表示が可能となるのである。
しかしながら、かかる横電界方式の液晶表示素子に適用される液晶配向膜を光配向法によって形成した場合には、液晶分子の配向規制力が十分ではないことが指摘されており、改善が求められている。
Recently, a lateral electric field type (IPS mode) liquid crystal display element has been proposed in which electrodes are formed only on the side of a pair of substrates arranged opposite to each other and an electric field is generated in a direction parallel to the substrate (Patent Document 17). This horizontal electric field type liquid crystal display element is a liquid crystal display element of a type in which an electrode is formed only on the side of a pair of substrates arranged opposite to each other and an electric field is generated in a direction parallel to the substrate, and electrodes are formed on both substrates. As compared with the conventional vertical electric field type liquid crystal display element that generates an electric field in a direction perpendicular to the substrate, it is known that it has a wide viewing angle characteristic and can display a high quality. Since the horizontal electric field type liquid crystal display element responds to the electric field only in the direction in which the liquid crystal molecules are parallel to the substrate, the change in the refractive index in the major axis direction of the liquid crystal molecules is not a problem. There is little change in the contrast and display color density that are visually recognized, and therefore, high-quality display is possible regardless of the viewing angle.
However, it has been pointed out that when a liquid crystal alignment film applied to such a horizontal electric field type liquid crystal display element is formed by a photo-alignment method, the alignment regulating power of liquid crystal molecules is not sufficient, and improvement is required. Yes.
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、光配向法により液晶分子の配向規制力を付与することができ、垂直配向型の液晶表示素子に適用する場合にあっては垂直配向規制力と塗布性とのバランスに優れ、一方TN型、STN型または横電界方式の液晶表示素子に適用する場合にあっては配向規制力に優れる液晶配向膜を与える液晶配向剤を提供することにある。
本発明の別の目的は、液晶配向規制力に優れ、表示品位に優れる液晶表示素子を提供することにある。
本発明のさらに別の目的および利点は、以下の説明から明らかになろう。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object thereof is to apply alignment regulating force of liquid crystal molecules by a photo-alignment method and is applied to a vertical alignment type liquid crystal display element. The liquid crystal aligning agent provides a liquid crystal alignment film having an excellent balance between the vertical alignment regulating force and the coating property, and on the other hand, when applied to a TN type, STN type or lateral electric field type liquid crystal display element. Is to provide.
Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display element having excellent liquid crystal alignment regulating power and excellent display quality.
Further objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description.
本発明の上記目的および利点は、第一に、
下記式(1’)〜(3’)
The above objects and advantages of the present invention are primarily as follows:
The following formulas (1 ′) to (3 ′)
(式(1’)〜(3’)中、R1は水素原子、フッ素原子、炭素数1〜30のアルキル基または炭素数1〜30のフルオロアルキル基であるか、またはステロイド骨格を有する1価の基であり、R2はシクロへキシレン基またはフェニレン基であり、R3はフェニレン基または下記式(R3−1) (In the formulas (1 ′) to (3 ′), R 1 is a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms or a fluoroalkyl group having 1 to 30 carbon atoms, or 1 having a steroid skeleton. R 2 is a cyclohexylene group or a phenylene group, R 3 is a phenylene group or the following formula (R 3 -1)
(式(R3−1)中、X1は+−COO−、+−OCO−(ただし、「+」を付した結合手がフェニレン基と結合する。)または酸素原子であり、dは0または1であり、dが0のときeは0〜12の整数であり、dが1のときeは1〜12の整数である。)
で表される基であり、Xは単結合、酸素原子、硫黄原子、メチレン基、炭素数2または3のアルキレン基、−CH=CH−、−NH−、*−COO−または*−OCO−(ただし「*」を付した結合手がR2と結合する。)であり、Z1およびZ2のうちの片方はカルボニル基であり、もう片方はメチレン基または酸素原子であり、aは0〜3の整数であり、bは0または1であり、cは0〜3の整数であり、ただしaが2または3のとき、複数存在するR2およびXは、それぞれ同一であっても相違していてもよい。)
のそれぞれで表される構造よりなる群から選択される少なくとも1種の構造を有する感放射線性重合体を含有する液晶配向剤によって達成される。
本発明の上記目的および利点は、第二に、
上記の液晶配向剤から形成された液晶配向膜を具備する液晶表示素子によって達成される。
(In the formula (R 3 -1), X 1 is + -COO-, + -OCO- (where a bond attached with "+" is bonded to a phenylene group) or an oxygen atom, and d is 0. Or, when d is 0, e is an integer of 0 to 12, and when d is 1, e is an integer of 1 to 12.)
X is a single bond, oxygen atom, sulfur atom, methylene group, alkylene group having 2 or 3 carbon atoms, —CH═CH—, —NH—, * —COO— or * —OCO—. (However, a bond marked with “*” is bonded to R 2. ), One of Z 1 and Z 2 is a carbonyl group, the other is a methylene group or an oxygen atom, and a is 0 Is an integer of ˜3, b is 0 or 1, c is an integer of 0 to 3, provided that when a is 2 or 3, a plurality of R 2 and X may be the same or different You may do it. )
It is achieved by a liquid crystal aligning agent containing a radiation-sensitive polymer having at least one structure selected from the group consisting of structures represented by each of the above.
The above objects and advantages of the present invention are, secondly,
This is achieved by a liquid crystal display element comprising a liquid crystal alignment film formed from the above liquid crystal aligning agent.
本発明の液晶配向剤は、光配向法により液晶分子の配向規制力を付与することができ、垂直配向型の液晶表示素子に適用する場合にあっては液晶分子の垂直配向規制力と塗布性とのバランスに優れ、一方TN型、STN型または横電界方式の液晶表示素子に適用する場合にあっては液晶分子の配向規制力に優れる液晶配向膜を与えることができる。
かかる本発明の液晶配向剤から形成された液晶配向膜を具備する本発明の液晶表示素子は、高品位の表示が可能であり、しかも安価であるため、各種の表示装置として有効に適用することができる。
The liquid crystal aligning agent of the present invention can impart the alignment regulating force of liquid crystal molecules by a photo-alignment method, and when applied to a vertical alignment type liquid crystal display element, the vertical alignment regulating force and application property of the liquid crystal molecules. On the other hand, when applied to a TN type, STN type or lateral electric field type liquid crystal display element, it is possible to provide a liquid crystal alignment film having excellent alignment regulating power of liquid crystal molecules.
Since the liquid crystal display element of the present invention comprising the liquid crystal alignment film formed from the liquid crystal aligning agent of the present invention can display high quality and is inexpensive, it can be effectively applied as various display devices. Can do.
本発明の液晶配向剤は、上記式(1’)〜(3’)のそれぞれで表される基よりなる群から選択される少なくとも1種の基を有する感放射線性重合体を含有する。
上記感放射線性重合体の骨格としては、例えばポリアミック酸、ポリイミド、ポリアミック酸エステル、ポリオルガノシロキサン、ポリエステル、ポリアミド、セルロースおよびその誘導体、ポリアセタール、ポリスチレンおよびその誘導体、ポリ(スチレン−フェニルマレイミド)およびその誘導体、ポリ(メタ)アクリレート等を挙げることができるが、これらのうちポリオルガノシロキサンが好ましい。すなわち、本発明の液晶配向剤が含有する感放射線性重合体としては、上記式(1’)〜(3’)のそれぞれで表される基よりなる群から選択される少なくとも1種の基を有する感放射線性ポリオルガノシロキサンであることが好ましい。
The liquid crystal aligning agent of this invention contains the radiation sensitive polymer which has at least 1 type of group selected from the group which consists of group represented by each of said formula (1 ')-(3').
Examples of the skeleton of the radiation-sensitive polymer include polyamic acid, polyimide, polyamic acid ester, polyorganosiloxane, polyester, polyamide, cellulose and derivatives thereof, polyacetal, polystyrene and derivatives thereof, poly (styrene-phenylmaleimide) and Derivatives, poly (meth) acrylates and the like can be mentioned, and among these, polyorganosiloxane is preferred. That is, the radiation-sensitive polymer contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention includes at least one group selected from the group consisting of groups represented by formulas (1 ′) to (3 ′). It is preferable that it is a radiation sensitive polyorganosiloxane.
<感放射線性ポリオルガノシロキサン>
本発明の液晶配向剤に好ましく含有される感放射線性ポリオルガノシロキサンは、上記式(1’)〜(3’)のそれぞれで表される基よりなる群から選択される少なくとも1種の基を有するものである。
上記式(1’)〜(3’)におけるR1の炭素数1〜30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、ブチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、エイコシル基、ドコシル基等を;
炭素数1〜30のフルオロアルキル基としては、例えばトリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ノナフルオロブチル基、トリデカフルオロヘキシル基、ペンタデカフルオロヘプチル基、ヘプタデカフルオロオクチル基、ノナデカフルオロノニル基等を;
ステロイド骨格を有する1価の基としては、例えば3−コレスタニル基、3−コレステニル基等を、それぞれ挙げることができる。上記のアルキル基およびフルオロアルキル基としては、直鎖のものが好ましい。
このR1が水素原子、フッ素原子、炭素数1〜5のアルキル基または炭素数1〜5のフルオロアルキル基である場合、本発明の液晶配向剤はTN型、STN型または横電界方式の液晶表示素子に好適に適用することができ、
R1が炭素数2〜30のアルキル基もしくは炭素数2〜30のフルオロアルキル基であるか、またはステロイド骨格を有する1価の基である場合、本発明の液晶配向剤は垂直配向型の液晶表示素子に好適に適用することができる。
R2のフェニレン基およびシクロへキシレン基は、それぞれ、1,4−フェニレン基および1,4−シクロへキシレン基であることが好ましい。
R3のフェニレン基は1,4−フェニレン基であることが好ましく、R3が上記式(R3−1)で表される基である場合にこれに含まれるフェニレン基は1,4−フェニレン基であることが好ましい。式(R3−1)中のeは、dが0であるときには0〜4の整数であることが好ましく、dが1であるときには1〜4の整数であることが好ましい。
Xとしては、単結合または*−COO−(ただし「*」を付した結合手がR2と結合する。)であることが好ましい。
<Radiation sensitive polyorganosiloxane>
The radiation-sensitive polyorganosiloxane preferably contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention has at least one group selected from the group consisting of groups represented by each of the above formulas (1 ′) to (3 ′). It is what you have.
Examples of the alkyl group having 1 to 30 carbon atoms of R 1 in the above formulas (1 ′) to (3 ′) include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, and a nonyl group. Decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, hexadecyl, heptadecyl, octadecyl, eicosyl, docosyl, etc .;
Examples of the fluoroalkyl group having 1 to 30 carbon atoms include trifluoromethyl group, pentafluoroethyl group, nonafluorobutyl group, tridecafluorohexyl group, pentadecafluoroheptyl group, heptadecafluorooctyl group, and nonadecafluorononyl. Group etc .;
Examples of the monovalent group having a steroid skeleton include a 3-cholestanyl group and a 3-cholestenyl group. As said alkyl group and fluoroalkyl group, a linear thing is preferable.
When this R 1 is a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a fluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, the liquid crystal aligning agent of the present invention is a TN type, STN type or lateral electric field type liquid crystal It can be suitably applied to a display element,
When R 1 is an alkyl group having 2 to 30 carbon atoms, a fluoroalkyl group having 2 to 30 carbon atoms, or a monovalent group having a steroid skeleton, the liquid crystal aligning agent of the present invention is a vertical alignment type liquid crystal It can be suitably applied to a display element.
The phenylene group and cyclohexylene group of R 2 are preferably 1,4-phenylene group and 1,4-cyclohexylene group, respectively.
The phenylene group of R 3 is preferably a 1,4-phenylene group. When R 3 is a group represented by the above formula (R 3 -1), the phenylene group contained therein is 1,4-phenylene. It is preferably a group. E in the formula (R 3 -1) is preferably an integer of 0 to 4 when d is 0, and preferably an integer of 1 to 4 when d is 1.
X is preferably a single bond or * —COO— (where a bond marked with “*” is bonded to R 2 ).
本発明の液晶配向剤に含有される感放射線性ポリオルガノシロキサンが有する基の具体例としては、上記式(1’)で表される基として、例えば下記式(1’−1)〜(1’−36) Specific examples of the group of the radiation-sensitive polyorganosiloxane contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention include, for example, the following formulas (1′-1) to (1) as groups represented by the above formula (1 ′). '-36)
のそれぞれで表される基を挙げることができ;
上記式(2’)で表される基として、例えば下記式(2’−1)〜(2’−12)
A group represented by each of the following:
Examples of the group represented by the above formula (2 ′) include the following formulas (2′-1) to (2′-12):
のそれぞれで表される基を挙げることができ;
上記式(3’)で表される基として、例えば下記式(3’−1)〜(3’−6)
A group represented by each of the following:
Examples of the group represented by the above formula (3 ′) include the following formulas (3′-1) to (3′-6):
のそれぞれで表される基を挙げることができる。上記の例示において、nは0〜20の整数であり、基CnH2n+1−は1個または複数個のフッ素原子で置換されていてもよい。
本発明の液晶配向剤に含有される感放射線性ポリオルガノシロキサンにおける上記式(1’)〜(3’)のそれぞれで表される基よりなる群から選択される少なくとも1種の基の含有割合は、0.2〜6ミリモル/g−ポリマーであることが好ましく、0.3〜5ミリモル/g−ポリマーであることがより好ましい。
本発明の液晶配向剤に含有される感放射線性ポリオルガノシロキサンは、上記式(1’)〜(3’)のそれぞれで表される基よりなる群から選択される少なくとも1種の基のほかに、さらにエポキシ基を有することが好ましい。この場合、感放射線性ポリオルガノシロキサンのエポキシ当量は、好ましくは150g/モル以上であり、より好ましくは200〜10,000g/モルであり、さらに好ましくは200〜2,000g/モルである。このようなエポキシ当量の感放射線性ポリオルガノシロキサンを用いることにより、本発明の液晶配向剤は、液晶配向剤の保存安定性を損なうことなく、液晶配向性により優れ、残像特性に優れる液晶配向膜を形成しうることとなり、好ましい。
本発明の液晶配向剤に含有される感放射線性ポリオルガノシロキサンにつき、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによって測定したポリスチレン換算の重量平均分子量は、1,000〜200,000であることが好ましく、2,000〜100,000であることがより好ましく、特に3,000〜30,000であることが好ましい。
And groups represented by each of the above. In the above examples, n is an integer of 0 to 20, and the group C n H 2n + 1 — may be substituted with one or more fluorine atoms.
The content ratio of at least one group selected from the group consisting of groups represented by each of the above formulas (1 ′) to (3 ′) in the radiation-sensitive polyorganosiloxane contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention. Is preferably 0.2 to 6 mmol / g-polymer, more preferably 0.3 to 5 mmol / g-polymer.
The radiation-sensitive polyorganosiloxane contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention is in addition to at least one group selected from the group consisting of groups represented by each of the above formulas (1 ′) to (3 ′). Further, it preferably has an epoxy group. In this case, the epoxy equivalent of the radiation sensitive polyorganosiloxane is preferably 150 g / mol or more, more preferably 200 to 10,000 g / mol, and further preferably 200 to 2,000 g / mol. By using such an epoxy equivalent radiation-sensitive polyorganosiloxane, the liquid crystal aligning agent of the present invention is superior in liquid crystal aligning property and excellent afterimage characteristics without impairing the storage stability of the liquid crystal aligning agent. Can be formed, which is preferable.
Regarding the radiation-sensitive polyorganosiloxane contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention, the weight average molecular weight in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography is preferably 1,000 to 200,000, and 2,000. Is more preferably from 100,000 to 100,000, and particularly preferably from 3,000 to 30,000.
<感放射線性ポリオルガノシロキサンの合成>
本発明の液晶配向剤に好ましく含有される感放射線性ポリオルガノシロキサンは、上記の如きものである限り、どのような方法によって合成されたものを用いてもよい。本発明の液晶配向剤に含有される感放射線性ポリオルガノシロキサンの合成方法としては、例えば
上記式(1’)〜(3’)のそれぞれで表される基よりなる群から選択される少なくとも1種の基を有する加水分解性シラン化合物、または該加水分解性シラン化合物とその他の加水分解性シラン化合物との混合物を加水分解および縮合する方法、
エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンと、下記式(1)〜(3)
<Synthesis of radiation-sensitive polyorganosiloxane>
The radiation-sensitive polyorganosiloxane preferably contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention may be synthesized by any method as long as it is as described above. As a method for synthesizing the radiation-sensitive polyorganosiloxane contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention, for example, at least one selected from the group consisting of groups represented by the above formulas (1 ′) to (3 ′), for example. A method of hydrolyzing and condensing a hydrolyzable silane compound having a seed group, or a mixture of the hydrolyzable silane compound and another hydrolyzable silane compound;
Polyorganosiloxane having an epoxy group and the following formulas (1) to (3)
(式(1)〜(3)中のR1、R2、R3、X、Z1、Z2、a、bおよびcは、それぞれ、上記式(1’)〜(3’)におけるのと同義である。)
のそれぞれで表される化合物よりなる群から選択される少なくとも1種(以下、「特定カルボン酸」という。)とを反応させる方法等によることができる。
これらのうち、原料化合物の合成の容易性、反応の容易性等の観点から、後者の方法によることが好ましい。
以下、本発明の液晶配向剤に含有される感放射線性ポリオルガノシロキサンを合成するための好ましい方法である、エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンと、特定カルボン酸との反応方法について説明する。
(R 1 , R 2 , R 3 , X, Z 1 , Z 2 , a, b and c in the formulas (1) to (3) are the same as those in the above formulas (1 ′) to (3 ′), respectively. Is synonymous with.)
And a method of reacting at least one selected from the group consisting of compounds represented by each of the compounds (hereinafter referred to as “specific carboxylic acid”).
Of these, the latter method is preferred from the viewpoints of ease of synthesis of the raw material compound, ease of reaction, and the like.
Hereinafter, a method for reacting a polyorganosiloxane having an epoxy group with a specific carboxylic acid, which is a preferred method for synthesizing the radiation-sensitive polyorganosiloxane contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention, will be described.
[エポキシ基を有するポリオルガノシロキサン]
エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンにおけるエポキシ基は、酸化エチレン骨格または1,2−エポキシシクロアルカン骨格が、直接に、または途中が酸素原子によって中断されていてもよいアルキレンを介して、ケイ素原子に結合している基(エポキシ基を有する基)に含まれるものとしてポリオルガノシロキサン中に存在することが好ましい。このようなエポキシ基を有する基としては、例えば下記式(EP−1)または(EP−2)
[Polyorganosiloxane having epoxy group]
The epoxy group in the polyorganosiloxane having an epoxy group is bonded to a silicon atom through an ethylene oxide skeleton or a 1,2-epoxycycloalkane skeleton either directly or through an alkylene which may be interrupted by an oxygen atom. It is preferable that it exists in polyorganosiloxane as what is contained in the group (group which has an epoxy group). Examples of the group having such an epoxy group include the following formula (EP-1) or (EP-2)
(式(EP−1)および(EP−2)中、「*」は結合手であることを示す。)
で表される基を挙げることができる。
エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンのエポキシ当量は、好ましくは100〜10,000g/モルであり、より好ましくは150〜1,000g/モルである。
エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンにつき、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによって測定したポリスチレン換算の重量平均分子量は、500〜100,000であることが好ましく、1,000〜10,000であることがより好ましく、特に1,000〜5,000であることが好ましい。
このような、エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンは、例えばエポキシ基を有するシラン化合物、またはエポキシ基を有するシラン化合物と他のシラン化合物の混合物を、好ましくは適当な有機溶媒、水および触媒の存在下において加水分解および縮合することにより合成することができる。
上記エポキシ基を有するシラン化合物としては、例えば3−グリシジロキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシジロキシプロピルトリエトキシシラン、3−グリシジロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシジロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシジロキシプロピルジメチルメトキシシラン、3−グリシジロキシプロピルジメチルエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン等を挙げることができる。
(In formulas (EP-1) and (EP-2), “*” indicates a bond).)
The group represented by these can be mentioned.
The epoxy equivalent of the polyorganosiloxane having an epoxy group is preferably 100 to 10,000 g / mol, and more preferably 150 to 1,000 g / mol.
About the polyorganosiloxane having an epoxy group, the weight average molecular weight in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography is preferably 500 to 100,000, more preferably 1,000 to 10,000, In particular, it is preferably 1,000 to 5,000.
Such polyorganosiloxane having an epoxy group is, for example, a silane compound having an epoxy group or a mixture of a silane compound having an epoxy group and another silane compound, preferably in the presence of a suitable organic solvent, water and a catalyst. Can be synthesized by hydrolysis and condensation.
Examples of the silane compound having an epoxy group include 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidyloxypropyltriethoxysilane, 3-glycidyloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidyloxypropylmethyldiethoxy. Silane, 3-glycidyloxypropyldimethylmethoxysilane, 3-glycidyloxypropyldimethylethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxy A silane etc. can be mentioned.
上記他のシラン化合物としては、例えばテトラクロロシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ−i−プロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシラン、テトラ−sec−ブトキシシラン、トリクロロシラン、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、トリ−n−プロポキシシラン、トリ−i−プロポキシシラン、トリ−n−ブトキシシラン、トリ−sec−ブトキシシラン、フルオロトリクロロシラン、フルオロトリメトキシシラン、フルオロトリエトキシシラン、フルオロトリ−n−プロポキシシラン、フルオロトリ−i−プロポキシシラン、フルオロトリ−n−ブトキシシラン、フルオロトリ−sec−ブトキシシラン、メチルトリクロロシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリ−n−プロポキシシラン、メチルトリ−i−プロポキシシラン、メチルトリ−n−ブトキシシラン、メチルトリ−sec−ブトキシシラン、2−(トリフルオロメチル)エチルトリクロロシシラン、2−(トリフルオロメチル)エチルトリメトキシシラン、2−(トリフルオロメチル)エチルトリエトキシシラン、2−(トリフルオロメチル)エチルトリ−n−プロポキシシラン、2−(トリフルオロメチル)エチルトリ−i−プロポキシシラン、2−(トリフルオロメチル)エチルトリ−n−ブトキシシラン、2−(トリフルオロメチル)エチルトリ−sec−ブトキシシラン、2−(パーフルオロ−n−ヘキシル)エチルトリクロロシラン、2−(パーフルオロ−n−ヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2−(パーフルオロ−n−ヘキシル)エチルトリエトキシシラン、2−(パーフルオロ−n−ヘキシル)エチルトリ−n−プロポキシシラン、2−(パーフルオロ−n−ヘキシル)エチルトリ−i−プロポキシシラン、2−(パーフルオロ−n−ヘキシル)エチルトリ−n−ブトキシシラン、2−(パーフルオロ−n−ヘキシル)エチルトリ−sec−ブトキシシラン、2−(パーフルオロ−n−オクチル)エチルトリクロロシラン、2−(パーフルオロ−n−オクチル)エチルトリメトキシシラン、2−(パーフルオロ−n−オクチル)エチルトリエトキシシラン、 Examples of the other silane compounds include tetrachlorosilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetra-i-propoxysilane, tetra-n-butoxysilane, tetra-sec-butoxysilane, trichlorosilane, Trimethoxysilane, triethoxysilane, tri-n-propoxysilane, tri-i-propoxysilane, tri-n-butoxysilane, tri-sec-butoxysilane, fluorotrichlorosilane, fluorotrimethoxysilane, fluorotriethoxysilane, Fluorotri-n-propoxysilane, fluorotri-i-propoxysilane, fluorotri-n-butoxysilane, fluorotri-sec-butoxysilane, methyltrichlorosilane, methyltrimethoxysilane, Rutriethoxysilane, methyltri-n-propoxysilane, methyltri-i-propoxysilane, methyltri-n-butoxysilane, methyltri-sec-butoxysilane, 2- (trifluoromethyl) ethyltrichlorosilane, 2- (trifluoromethyl) ) Ethyltrimethoxysilane, 2- (trifluoromethyl) ethyltriethoxysilane, 2- (trifluoromethyl) ethyltri-n-propoxysilane, 2- (trifluoromethyl) ethyltri-i-propoxysilane, 2- (tri Fluoromethyl) ethyltri-n-butoxysilane, 2- (trifluoromethyl) ethyltri-sec-butoxysilane, 2- (perfluoro-n-hexyl) ethyltrichlorosilane, 2- (perfluoro-n-hexyl) ethyltri Methoxy Lan, 2- (perfluoro-n-hexyl) ethyltriethoxysilane, 2- (perfluoro-n-hexyl) ethyltri-n-propoxysilane, 2- (perfluoro-n-hexyl) ethyltri-i-propoxysilane 2- (perfluoro-n-hexyl) ethyltri-n-butoxysilane, 2- (perfluoro-n-hexyl) ethyltri-sec-butoxysilane, 2- (perfluoro-n-octyl) ethyltrichlorosilane, 2 -(Perfluoro-n-octyl) ethyltrimethoxysilane, 2- (perfluoro-n-octyl) ethyltriethoxysilane,
2−(パーフルオロ−n−オクチル)エチルトリ−n−プロポキシシラン、2−(パーフルオロ−n−オクチル)エチルトリ−i−プロポキシシラン、2−(パーフルオロ−n−オクチル)エチルトリ−n−ブトキシシラン、2−(パーフルオロ−n−オクチル)エチルトリ−sec−ブトキシシラン、ヒドロキシメチルトリクロロシラン、ヒドロキシメチルトリメトキシシラン、ヒドロキシエチルトリメトキシシラン、ヒドロキシメチルトリ−n−プロポキシシラン、ヒドロキシメチルトリ−i−プロポキシシラン、ヒドロキシメチルトリ−n−ブトキシシラン、ヒドロキシメチルトリ−sec−ブトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリクロロシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリ−n−プロポキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリ−i−プロポキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリ−n−ブトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリ−sec−ブトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリクロロシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリ−n−プロポキシシラン、3−メルカプトプロピルトリ−i−プロポキシシラン、3−メルカプトプロピルトリ−n−ブトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリ−sec−ブトキシシラン、メルカプトメチルトリメトキシシラン、メルカプトメチルトリエトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリ−n−プロポキシシラン、ビニルトリ−i−プロポキシシラン、ビニルトリ−n−ブトキシシラン、ビニルトリ−sec−ブトキシシラン、アリルトリクロロシラン、アリルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、アリルトリ−n−プロポキシシラン、アリルトリ−i−プロポキシシラン、アリルトリ−n−ブトキシシラン、アリルトリ−sec−ブトキシシラン、フェニルトリクロロシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリ−n−プロポキシシラン、フェニルトリ−i−プロポキシシラン、フェニルトリ−n−ブトキシシラン、フェニルトリ−sec−ブトキシシラン、メチルジクロロシラン、メチルジメトキシシラン、メチルジエトキシシラン、メチルジ−n−プロポキシシラン、メチルジ−i−プロポキシシラン、メチルジ−n−ブトキシシラン、メチルジ−sec−ブトキシシラン、ジメチルジクロロシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジ−n−プロポキシシラン、ジメチルジ−i−プロポキシシラン、ジメチルジ−n−ブトキシシラン、ジメチルジ−sec−ブトキシシラン、 2- (perfluoro-n-octyl) ethyltri-n-propoxysilane, 2- (perfluoro-n-octyl) ethyltri-i-propoxysilane, 2- (perfluoro-n-octyl) ethyltri-n-butoxysilane 2- (perfluoro-n-octyl) ethyltri-sec-butoxysilane, hydroxymethyltrichlorosilane, hydroxymethyltrimethoxysilane, hydroxyethyltrimethoxysilane, hydroxymethyltri-n-propoxysilane, hydroxymethyltri-i- Propoxysilane, hydroxymethyltri-n-butoxysilane, hydroxymethyltri-sec-butoxysilane, 3- (meth) acryloxypropyltrichlorosilane, 3- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane, 3- (meta Acryloxypropyltriethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropyltri-n-propoxysilane, 3- (meth) acryloxypropyltri-i-propoxysilane, 3- (meth) acryloxypropyltri-n-butoxy Silane, 3- (meth) acryloxypropyltri-sec-butoxysilane, 3-mercaptopropyltrichlorosilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyltri-n-propoxysilane 3-mercaptopropyltri-i-propoxysilane, 3-mercaptopropyltri-n-butoxysilane, 3-mercaptopropyltri-sec-butoxysilane, mercaptomethyltrimethoxysilane, mercaptomethyltrieth Sisilane, vinyltrichlorosilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltri-n-propoxysilane, vinyltri-i-propoxysilane, vinyltri-n-butoxysilane, vinyltri-sec-butoxysilane, allyltrichlorosilane, allyltri Methoxysilane, allyltriethoxysilane, allyltri-n-propoxysilane, allyltri-i-propoxysilane, allyltri-n-butoxysilane, allyltri-sec-butoxysilane, phenyltrichlorosilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, Phenyltri-n-propoxysilane, phenyltri-i-propoxysilane, phenyltri-n-butoxysilane, phenyltri-sec-butoxysilane, methyl Dichlorosilane, methyldimethoxysilane, methyldiethoxysilane, methyldi-n-propoxysilane, methyldi-i-propoxysilane, methyldi-n-butoxysilane, methyldi-sec-butoxysilane, dimethyldichlorosilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldi Ethoxysilane, dimethyldi-n-propoxysilane, dimethyldi-i-propoxysilane, dimethyldi-n-butoxysilane, dimethyldi-sec-butoxysilane,
(メチル)〔2−(パーフルオロ−n−オクチル)エチル〕ジクロロシラン、(メチル)〔2−(パーフルオロ−n−オクチル)エチル〕ジメトキシシラン、(メチル)〔2−(パーフルオロ−n−オクチル)エチル〕ジエメトキシシラン、(メチル)〔2−(パーフルオロ−n−オクチル)エチル〕ジ−n−プロポキシシラン、(メチル)〔2−(パーフルオロ−n−オクチル)エチル〕ジ−i−プロポキシシラン、(メチル)〔2−(パーフルオロ−n−オクチル)エチル〕ジ−n−ブトキシシラン、(メチル)〔2−(パーフルオロ−n−オクチル)エチル〕ジ−sec−ブトキシシラン、(メチル)(3−メルカプトプロピル)ジクロロシラン、(メチル)(3−メルカプトプロピル)ジメトキシシラン、(メチル)(3−メルカプトプロピル)ジエトキシシラン、(メチル)(3−メルカプトプロピル)ジ−n−プロポキシシラン、(メチル)(3−メルカプトプロピル)ジ−i−プロポキシシラン、(メチル)(3−メルカプトプロピル)ジ−n−ブトキシシラン、(メチル)(3−メルカプトプロピル)ジ−sec−ブトキシシラン、(メチル)(ビニル)ジクロロシラン、(メチル)(ビニル)ジメトキシシラン、(メチル)(ビニル)ジエトキシシラン、(メチル)(ビニル)ジ−n−プロポキシシラン、(メチル)(ビニル)ジ−i−プロポキシシラン、(メチル)(ビニル)ジ−n−ブトキシシラン、(メチル)(ビニル)ジ−sec−ブトキシシラン、ジビニルジクロロシラン、ジビニルジメトキシシラン、ジビニルジエトキシシラン、ジビニルジ−n−プロポキシシラン、ジビニルジ−i−プロポキシシラン、ジビニルジ−n−ブトキシシラン、ジビニルジ−sec−ブトキシシラン、ジフェニルジクロロシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ジフェニルジ−n−プロポキシシラン、ジフェニルジ−i−プロポキシシラン、ジフェニルジ−n−ブトキシシラン、ジフェニルジ−sec−ブトキシシラン、クロロジメチルシラン、メトキシジメチルシラン、エトキシジメチルシラン、クロロトリメチルシラン、ブロモトリメチルシラン、ヨードトリメチルシラン、メトキシトリメチルシラン、エトキシトリメチルシラン、n−プロポキシトリメチルシラン、i−プロポキシトリメチルシラン、n−ブトキシトリメチルシラン、sec−ブトキシトリメチルシラン、t−ブトキシトリメチルシラン、(クロロ)(ビニル)ジメチルシラン、(メトキシ)(ビニル)ジメチルシラン、(エトキシ)(ビニル)ジメチルシラン、(クロロ)(メチル)ジフェニルシラン、(メトキシ)(メチル)ジフェニルシラン、(エトキシ)(メチル)ジフェニルシラン等のケイ素原子を1個有するシラン化合物のほか、 (Methyl) [2- (perfluoro-n-octyl) ethyl] dichlorosilane, (methyl) [2- (perfluoro-n-octyl) ethyl] dimethoxysilane, (methyl) [2- (perfluoro-n- Octyl) ethyl] dimethoxysilane, (methyl) [2- (perfluoro-n-octyl) ethyl] di-n-propoxysilane, (methyl) [2- (perfluoro-n-octyl) ethyl] di-i -Propoxysilane, (methyl) [2- (perfluoro-n-octyl) ethyl] di-n-butoxysilane, (methyl) [2- (perfluoro-n-octyl) ethyl] di-sec-butoxysilane, (Methyl) (3-mercaptopropyl) dichlorosilane, (methyl) (3-mercaptopropyl) dimethoxysilane, (methyl) (3-mercapto Propyl) diethoxysilane, (methyl) (3-mercaptopropyl) di-n-propoxysilane, (methyl) (3-mercaptopropyl) di-i-propoxysilane, (methyl) (3-mercaptopropyl) di-n -Butoxysilane, (methyl) (3-mercaptopropyl) di-sec-butoxysilane, (methyl) (vinyl) dichlorosilane, (methyl) (vinyl) dimethoxysilane, (methyl) (vinyl) diethoxysilane, (methyl ) (Vinyl) di-n-propoxysilane, (methyl) (vinyl) di-i-propoxysilane, (methyl) (vinyl) di-n-butoxysilane, (methyl) (vinyl) di-sec-butoxysilane, Divinyldichlorosilane, divinyldimethoxysilane, divinyldiethoxysilane, divinyldi-n- Lopoxysilane, divinyldi-i-propoxysilane, divinyldi-n-butoxysilane, divinyldi-sec-butoxysilane, diphenyldichlorosilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, diphenyldi-n-propoxysilane, diphenyldi-i-propoxy Silane, diphenyldi-n-butoxysilane, diphenyldi-sec-butoxysilane, chlorodimethylsilane, methoxydimethylsilane, ethoxydimethylsilane, chlorotrimethylsilane, bromotrimethylsilane, iodotrimethylsilane, methoxytrimethylsilane, ethoxytrimethylsilane, n-propoxytrimethylsilane, i-propoxytrimethylsilane, n-butoxytrimethylsilane, sec-butoxytrimethylsilane, t-butoxytrimethylsilane, (chloro) (vinyl) dimethylsilane, (methoxy) (vinyl) dimethylsilane, (ethoxy) (vinyl) dimethylsilane, (chloro) (methyl) diphenylsilane, (methoxy) (methyl) diphenylsilane In addition to silane compounds having one silicon atom such as (ethoxy) (methyl) diphenylsilane,
商品名で、例えばKC−89、KC−89S、X−21−3153、X−21−5841、X−21−5842、X−21−5843、X−21−5844、X−21−5845、X−21−5846、X−21−5847、X−21−5848、X−22−160AS、X−22−170B、X−22−170BX、X−22−170D、X−22−170DX、X−22−176B、X−22−176D、X−22−176DX、X−22−176F、X−40−2308、X−40−2651、X−40−2655A、X−40−2671、X−40−2672、X−40−9220、X−40−9225、X−40−9227、X−40−9246、X−40−9247、X−40−9250、X−40−9323、X−41−1053、X−41−1056、X−41−1805、X−41−1810、KF6001、KF6002、KF6003、KR212、KR−213、KR−217、KR220L、KR242A、KR271、KR282、KR300、KR311、KR401N、KR500、KR510、KR5206、KR5230、KR5235、KR9218、KR9706(以上、信越化学工業(株)製);グラスレジン(昭和電工(株)製);SH804、SH805、SH806A、SH840、SR2400、SR2402、SR2405、SR2406、SR2410、SR2411、SR2416、SR2420(以上、東レ・ダウコーニング(株)製);FZ3711、FZ3722(以上、日本ユニカー(株)製);DMS−S12、DMS−S15、DMS−S21、DMS−S27、DMS−S31、DMS−S32、DMS−S33、DMS−S35、DMS−S38、DMS−S42、DMS−S45、DMS−S51、DMS−227、PSD−0332、PDS−1615、PDS−9931、XMS−5025(以上、チッソ(株)製);メチルシリケートMS51、メチルシリケートMS56(以上、三菱化学(株)製);エチルシリケート28、エチルシリケート40、エチルシリケート48(以上、コルコート(株)製);GR100、GR650、GR908、GR950(以上、昭和電工(株)製)等の部分縮合物を挙げることができ、これらのうちの1種以上を使用することができる。 Product names such as KC-89, KC-89S, X-21-3153, X-21-5841, X-21-5842, X-21-5843, X-21-5844, X-21-5845, X -21-5848, X-21-5847, X-21-5848, X-22-160AS, X-22-170B, X-22-170BX, X-22-170D, X-22-170DX, X-22 -176B, X-22-176D, X-22-176DX, X-22-176F, X-40-2308, X-40-2651, X-40-2655A, X-40-2671, X-40-2672 , X-40-9220, X-40-9225, X-40-9227, X-40-9246, X-40-9247, X-40-9250, X-40-9323, X-41-10 3, X-41-1056, X-41-1805, X-41-1810, KF6001, KF6002, KF6003, KR212, KR-213, KR-217, KR220L, KR242A, KR271, KR282, KR300, KR311, KR401N, KR500, KR510, KR5206, KR5230, KR5235, KR9218, KR9706 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.); glass resin (manufactured by Showa Denko KK); SH804, SH805, SH806A, SH840, SR2400, SR2402, SR2405, SR2406, SR2410, SR2411, SR2416, SR2420 (above, manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.); FZ3711, FZ3722 (above, manufactured by Nihon Unicar Corporation); , DMS-S15, DMS-S21, DMS-S27, DMS-S31, DMS-S32, DMS-S33, DMS-S35, DMS-S38, DMS-S42, DMS-S45, DMS-S51, DMS-227, PSD -0332, PDS-1615, PDS-9931, XMS-5025 (above, manufactured by Chisso Corporation); Methyl silicate MS51, Methyl silicate MS56 (above, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation); Ethyl silicate 28, Ethyl silicate 40, Examples include partial condensates such as ethyl silicate 48 (above, Colcoat Co., Ltd.); GR100, GR650, GR908, GR950 (above, Showa Denko Co., Ltd.), and one or more of these are used. can do.
他のシラン化合物としては、上記のうち、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、メルカプトメチルトリメトキシシラン、メルカプトメチルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシランおよびジメチルジエトキシシランよりなる群から選択される1種以上を使用することが好ましい。
本発明におけるエポキシ基を有するポリオルガノシロキサンを合成するにあたっては、エポキシ基を有するシラン化合物と他のシラン化合物との使用割合を、得られるポリオルガノシロキサンのエポキシ当量が上記の好ましい範囲になるように調製して設定することが好ましい。
エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンを合成するにあたって使用することのできる有機溶媒としては、例えば炭化水素、ケトン、エステル、エーテル、アルコール等を挙げることができる。
Among other silane compounds, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropyltri Ethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, allyltrimethoxysilane, allyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, mercapto It is preferable to use one or more selected from the group consisting of methyltrimethoxysilane, mercaptomethyltriethoxysilane, dimethyldimethoxysilane and dimethyldiethoxysilane.
In synthesizing the polyorganosiloxane having an epoxy group in the present invention, the use ratio of the silane compound having an epoxy group and the other silane compound is set so that the epoxy equivalent of the obtained polyorganosiloxane is within the above preferred range. It is preferable to prepare and set.
Examples of the organic solvent that can be used for synthesizing the polyorganosiloxane having an epoxy group include hydrocarbons, ketones, esters, ethers, alcohols, and the like.
上記炭化水素としては、例えばトルエン、キシレン等を;上記ケトンとしては、例えばメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルn−アミルケトン、ジエチルケトン、シクロヘキサノン等を;
上記エステルとしては、例えば酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸i−アミル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3−メトキシブチルアセテート、乳酸エチル等を;
上記エーテルとしては、例えばエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等を;
上記アルコールとしては、例えば1−ヘキサノール、4−メチル−2−ペンタノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテル等を、それぞれ挙げることができる。これらのうち非水溶性のものが好ましい。
これらの有機溶媒は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
有機溶媒の使用量は、シラン化合物の合計(エポキシ基を有するシラン化合物と任意的に用いられる他のシラン化合物との合計をいう。以下同じ。)100重量部に対して、好ましくは10〜10,000重量部であり、より好ましくは50〜1,000重量部である。
エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンを合成する際の水の使用量は、シラン化合物の合計1モルに対して、好ましくは0.5〜100モルであり、より好ましくは1〜30モルである。
Examples of the hydrocarbon include toluene and xylene; examples of the ketone include methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl n-amyl ketone, diethyl ketone, and cyclohexanone;
Examples of the ester include ethyl acetate, n-butyl acetate, i-amyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, 3-methoxybutyl acetate, and ethyl lactate;
Examples of the ether include ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane and the like;
Examples of the alcohol include 1-hexanol, 4-methyl-2-pentanol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono-n-propyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether, propylene glycol monomethyl. Examples include ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol mono-n-propyl ether, and the like. Of these, water-insoluble ones are preferred.
These organic solvents can be used alone or in admixture of two or more.
The amount of the organic solvent used is preferably 10 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the total of silane compounds (the total of silane compounds having an epoxy group and other silane compounds optionally used). 1,000 parts by weight, and more preferably 50 to 1,000 parts by weight.
The amount of water used when synthesizing the polyorganosiloxane having an epoxy group is preferably 0.5 to 100 mol, more preferably 1 to 30 mol, relative to a total of 1 mol of the silane compound.
上記触媒としては例えば酸、アルカリ金属化合物、有機塩基、チタン化合物、ジルコニウム化合物等を用いることができる。
上記アルカリ金属化合物としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ナトリウムメトキシド、カリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムエトキシド等を挙げることができる。
上記有機塩基としては、例えばエチルアミン、ジエチルアミン、ピペラジン、ピペリジン、ピロリジン、ピロールの如き1〜2級有機アミン;トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、ピリジン、4−ジメチルアミノピリジン、ジアザビシクロウンデセンの如き3級の有機アミン;テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの如き4級の有機アミン等を、それぞれ挙げることができる。これらの有機塩基のうち、トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、ピリジン、4−ジメチルアミノピリジンの如き3級の有機アミン;テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの如き4級の有機アミンが好ましい。
As said catalyst, an acid, an alkali metal compound, an organic base, a titanium compound, a zirconium compound etc. can be used, for example.
Examples of the alkali metal compound include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium methoxide, potassium methoxide, sodium ethoxide, potassium ethoxide and the like.
Examples of the organic base include primary and secondary organic amines such as ethylamine, diethylamine, piperazine, piperidine, pyrrolidine and pyrrole; triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, pyridine, 4-dimethylaminopyridine, Examples thereof include tertiary organic amines such as diazabicycloundecene; quaternary organic amines such as tetramethylammonium hydroxide, and the like. Among these organic bases, tertiary organic amines such as triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, pyridine and 4-dimethylaminopyridine; quaternary organic amines such as tetramethylammonium hydroxide preferable.
エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンを合成する際の触媒としては、アルカリ金属化合物または有機塩基が好ましい。アルカリ金属化合物または有機塩基を触媒として用いることにより、エポキシ基の開環等の副反応を生じることなく、高い加水分解および縮合速度で目的とするポリオルガノシロキサンを得ることができるため、生産安定性に優れることとなり好ましい。また、触媒としてアルカリ金属化合物または有機塩基を用いて合成されたエポキシ基を有するポリオルガノシロキサンと桂皮酸誘導体との反応物を含有する本発明の液晶配向剤は、保存安定性が極めて優れるため好都合である。その理由は、非特許文献1(「ゾル−ゲル法の科学」、(株)アグネ承風社発行、1988年、154〜161ページ)に指摘されているように、加水分解、縮合反応において触媒としてアルカリ金属化合物または有機塩基を用いると、ランダム構造またはかご型構造の如き三次元構造が形成され、シラノール基の含有割合が少ないポリオルガノシロキサンが得られるためではないかと推察される。シラノール基の含有割合が少ないのでシラノール基同士の縮合反応が抑えられ、さらに本発明の液晶配向剤が後述の他の重合体を含有するものである場合にはシラノール基と他の重合体との縮合反応が抑えられるため、保存安定性に優れる結果になるものと推察される。
触媒としては、特に有機塩基が好ましい。有機塩基の使用量は、有機塩基の種類、温度等の反応条件等により異なり、適宜に設定されるべきであるが、例えばシラン化合物の合計1モルに対して好ましくは0.01〜3モルであり、より好ましくは0.05〜1モルである。
As a catalyst for synthesizing a polyorganosiloxane having an epoxy group, an alkali metal compound or an organic base is preferable. By using an alkali metal compound or organic base as a catalyst, the desired polyorganosiloxane can be obtained at a high hydrolysis and condensation rate without causing side reactions such as ring opening of the epoxy group. This is preferable. In addition, the liquid crystal aligning agent of the present invention containing a reaction product of a polyorganosiloxane having an epoxy group synthesized using an alkali metal compound or an organic base as a catalyst and a cinnamic acid derivative is extremely excellent in storage stability, which is advantageous. It is. The reason for this is as indicated in Non-Patent Document 1 ("Science of Sol-Gel Method", published by Agne Sefu Co., Ltd., 1988, pages 154-161). When an alkali metal compound or an organic base is used, it is presumed that a three-dimensional structure such as a random structure or a cage structure is formed and a polyorganosiloxane having a low silanol group content is obtained. Since the content ratio of silanol groups is small, the condensation reaction between silanol groups is suppressed, and when the liquid crystal aligning agent of the present invention contains other polymers described later, the silanol groups and other polymers Since the condensation reaction is suppressed, it is assumed that the storage stability is excellent.
As the catalyst, an organic base is particularly preferable. The amount of the organic base used varies depending on the reaction conditions such as the type of organic base and temperature, and should be set as appropriate. Yes, more preferably 0.05 to 1 mol.
エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンを合成する際の加水分解および縮合反応は、エポキシ基を有するシラン化合物と必要に応じて他のシラン化合物とを有機溶媒に溶解し、この溶液を有機塩基および水と混合して、例えば油浴等の適当な加熱装置を用いて加熱することによって実施することが好ましい。
加水分解および縮合反応の際には、加熱温度を好ましくは130℃以下、より好ましくは40〜100℃として、好ましくは0.5〜12時間、より好ましくは1〜8時間加熱することが望ましい。加熱中は、混合液を撹拌してもよいし、撹拌しなくてもよく、あるいは混合液を還流下に置いてもよい。
反応終了後、反応混合物から分離した有機溶媒層を水で洗浄することが好ましい。この洗浄に際しては、少量の塩を含む水、例えば0.2重量%程度の硝酸アンモニウム水溶液等で洗浄することにより、洗浄操作が容易になる点で好ましい。洗浄は洗浄後の水層が中性になるまで行い、その後有機溶媒層を、必要に応じて無水硫酸カルシウム、モレキュラーシーブス等の適当な乾燥剤で乾燥した後、溶媒を除去することにより、目的とするエポキシ基を有するポリオルガノシロキサンを得ることができる。
本発明においては、エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンとして市販されているものを用いてもよい。このような市販品としては、例えばDMS−E01,DMS−E12、DMS−E21,EMS−32(以上、チッソ(株)製)等を挙げることができる。
The hydrolysis and condensation reaction when synthesizing the polyorganosiloxane having an epoxy group is carried out by dissolving the silane compound having an epoxy group and, if necessary, another silane compound in an organic solvent, and dissolving this solution with an organic base and water. It is preferably carried out by mixing and heating using a suitable heating device such as an oil bath.
In the hydrolysis and condensation reaction, the heating temperature is preferably 130 ° C. or lower, more preferably 40 to 100 ° C., and preferably 0.5 to 12 hours, more preferably 1 to 8 hours. During the heating, the mixed solution may be stirred or may not be stirred, or the mixed solution may be placed under reflux.
After completion of the reaction, the organic solvent layer separated from the reaction mixture is preferably washed with water. In this washing, washing with water containing a small amount of salt, for example, an aqueous ammonium nitrate solution of about 0.2% by weight is preferred because the washing operation is facilitated. Washing is carried out until the aqueous layer after washing becomes neutral, and then the organic solvent layer is dried with an appropriate desiccant such as anhydrous calcium sulfate or molecular sieves as necessary, and then the solvent is removed to remove the solvent. A polyorganosiloxane having an epoxy group can be obtained.
In the present invention, a commercially available polyorganosiloxane having an epoxy group may be used. Examples of such commercially available products include DMS-E01, DMS-E12, DMS-E21, and EMS-32 (manufactured by Chisso Corporation).
[特定カルボン酸]
特定カルボン酸の具体例としては、上記式(1’)〜(3’)のそれぞれで表される基として上記に例示した基の結合手に水素原子を結合してなるカルボン酸を挙げることができる。
[Specific carboxylic acid]
Specific examples of the specific carboxylic acid include carboxylic acids formed by bonding a hydrogen atom to the bond of the group exemplified above as the group represented by each of the above formulas (1 ′) to (3 ′). it can.
[感放射線性ポリオルガノシロキサンの合成]
本発明の液晶配向剤に好ましく含有される感放射線性ポリオルガノシロキサンは、好ましくは上記の如きエポキシ基を有するポリオルガノシロキサンと、特定カルボン酸とを、好ましくは触媒および有機溶媒の存在下に反応させることにより、容易に得ることができる。
ここで、特定カルボン酸は、その合計が、ポリオルガノシロキサンの有するエポキシ基1モルに対して、好ましくは0.01〜5モル、より好ましくは0.05〜2モル、さらに好ましくは0.1〜0.8モルの割合で使用される。
本発明においては、本発明の効果を損なわない範囲で特定カルボン酸の一部を下記式(4)
RI−RII−COOH (4)
(式(4)中、RIは炭素数8〜20のアルキル基もしくはアルコキシル基または炭素数1〜21のフルオロアルキル基もしくはフルオロアルコキシル基であり、RIIは単結合、1,4−シクロヘキシレン基または1,4−フェニレン基である。)
で表される化合物で置き換えて使用してもよい。この場合、感放射線性ポリオルガノシロキサンの合成は、エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンと、特定カルボン酸および式(4)で表される化合物の混合物とを反応させることにより行われる。
上記式(4)で表される化合物の好ましい例として、例えば下記式(4−1)または(4−2)
[Synthesis of radiation-sensitive polyorganosiloxane]
The radiation-sensitive polyorganosiloxane preferably contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention preferably reacts the polyorganosiloxane having an epoxy group as described above with a specific carboxylic acid, preferably in the presence of a catalyst and an organic solvent. By making it, it can obtain easily.
Here, the total amount of the specific carboxylic acid is preferably 0.01 to 5 mol, more preferably 0.05 to 2 mol, still more preferably 0.1 to 1 mol of the epoxy group of the polyorganosiloxane. Used in a proportion of ˜0.8 mol.
In the present invention, a part of the specific carboxylic acid is represented by the following formula (4) within a range not impairing the effects of the present invention.
R I -R II -COOH (4)
(In the formula (4), R I is an alkyl group or alkoxyl group having 8 to 20 carbon atoms, or a fluoroalkyl group or fluoroalkoxyl group having 1 to 21 carbon atoms, R II is a single bond, 1,4-cyclohexylene. Group or a 1,4-phenylene group.)
It may be used by replacing with a compound represented by In this case, the radiation-sensitive polyorganosiloxane is synthesized by reacting a polyorganosiloxane having an epoxy group with a mixture of a specific carboxylic acid and a compound represented by formula (4).
Preferred examples of the compound represented by the above formula (4) include, for example, the following formula (4-1) or (4-2):
(上記式中、fは1〜3の整数であり、gは3〜18の整数であり、hは1〜20の整数であり、iは0〜18の整数である。)
で表される化合物を挙げることができ、そのうち、下記式(4−2−1)〜(4−2−3)
(In the above formula, f is an integer of 1 to 3, g is an integer of 3 to 18, h is an integer of 1 to 20, and i is an integer of 0 to 18.)
The compounds represented by the following formulas (4-2-1) to (4-2-3)
のいずれかで表される化合物が好ましい。
上記式(4)で表される化合物は、特定カルボン酸とともにエポキシ基を有するポリオルガノシロキサンと反応し、得られる液晶配向膜にプレチルト角発現性を付与する部位となる化合物であるから、本発明の液晶配向剤を垂直配向型液晶表示素子に適用する場合に好ましく用いることができる。本明細書においては上記式(4)で表される化合物を、以下、「他のカルボン酸」という。
本発明において、特定カルボン酸で表される化合物よりなる群から選択される少なくとも1種ともに他のカルボン酸を使用する場合、特定カルボン酸および他のカルボン酸の合計の使用割合は、ポリオルガノシロキサンの有するエポキシ基1モルに対して好ましくは0.001〜1.5モル、より好ましくは0.01〜1モル、さらに好ましくは0.05〜0.9モルである。この場合、他のカルボン酸は、特定カルボン酸との合計に対して好ましくは50モル%以下、より好ましくは25モル%以下の範囲で使用される。他のカルボン酸の使用割合が50モル%を超えると、液晶表示素子をONにしたときに異常ドメインが発生する不具合を生じる場合がある。
The compound represented by either is preferable.
The compound represented by the above formula (4) is a compound that reacts with a polyorganosiloxane having an epoxy group together with a specific carboxylic acid, and becomes a site that imparts pretilt angle expression to the resulting liquid crystal alignment film. This liquid crystal aligning agent can be preferably used when applied to a vertical alignment type liquid crystal display element. In the present specification, the compound represented by the formula (4) is hereinafter referred to as “other carboxylic acid”.
In the present invention, when at least one other carboxylic acid selected from the group consisting of compounds represented by the specific carboxylic acid is used, the total usage ratio of the specific carboxylic acid and the other carboxylic acid is determined by the polyorganosiloxane. The amount is preferably 0.001 to 1.5 mol, more preferably 0.01 to 1 mol, and still more preferably 0.05 to 0.9 mol, with respect to 1 mol of the epoxy group possessed by. In this case, the other carboxylic acid is preferably used in a range of 50 mol% or less, more preferably 25 mol% or less, based on the total with the specific carboxylic acid. If the proportion of other carboxylic acids used exceeds 50 mol%, there may be a problem that abnormal domains occur when the liquid crystal display element is turned on.
上記触媒としては、有機塩基、またはエポキシ化合物と酸無水物との反応を促進するいわゆる硬化促進剤として公知の化合物を用いることができる。
上記有機塩基としては、例えばエチルアミン、ジエチルアミン、ピペラジン、ピペリジン、ピロリジン、ピロールの如き1〜2級有機アミン;
トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、ピリジン、4−ジメチルアミノピリジン、ジアザビシクロウンデセンの如き3級の有機アミン;
テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの如き4級の有機アミン等を挙げることができる。これらの有機塩基のうち、トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、ピリジン、4−ジメチルアミノピリジンの如き3級の有機アミン;
テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの如き4級の有機アミンが好ましい。
As said catalyst, a well-known compound can be used as what is called a hardening accelerator which accelerates | stimulates reaction with an organic base or an epoxy compound, and an acid anhydride.
Examples of the organic base include primary and secondary organic amines such as ethylamine, diethylamine, piperazine, piperidine, pyrrolidine, and pyrrole;
Tertiary organic amines such as triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, pyridine, 4-dimethylaminopyridine, diazabicycloundecene;
A quaternary organic amine such as tetramethylammonium hydroxide can be used. Of these organic bases, tertiary organic amines such as triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, pyridine, 4-dimethylaminopyridine;
Quaternary organic amines such as tetramethylammonium hydroxide are preferred.
上記硬化促進剤としては、例えばベンジルジメチルアミン、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、シクロヘキシルジメチルアミン、トリエタノールアミンの如き3級アミン;
2−メチルイミダゾール、2−n−ヘプチルイミダゾール、2−n−ウンデシルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−メチルイミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−n−ウンデシルイミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−フェニルイミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4,5−ジ(ヒドロキシメチル)イミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−フェニル−4,5−ジ〔(2’−シアノエトキシ)メチル〕イミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−n−ウンデシルイミダゾリウムトリメリテート、1−(2−シアノエチル)−2−フェニルイミダゾリウムトリメリテート、1−(2−シアノエチル)−2−エチル−4−メチルイミダゾリウムトリメリテート、2,4−ジアミノ−6−〔2’−メチルイミダゾリル−(1’)〕エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−(2’−n−ウンデシルイミダゾリル)エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−〔2’−エチル−4’−メチルイミダゾリル−(1’)〕エチル−s−トリアジン、2−メチルイミダゾールのイソシアヌル酸付加物、2−フェニルイミダゾールのイソシアヌル酸付加物、2,4−ジアミノ−6−〔2’−メチルイミダゾリル−(1’)〕エチル−s−トリアジンのイソシアヌル酸付加物の如きイミダゾール化合物;
Examples of the curing accelerator include tertiary amines such as benzyldimethylamine, 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol, cyclohexyldimethylamine, and triethanolamine;
2-methylimidazole, 2-n-heptylimidazole, 2-n-undecylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-benzyl-2-phenyl Imidazole, 1,2-dimethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 1- (2-cyanoethyl) -2-methylimidazole, 1- (2-cyanoethyl) -2-n-undecylimidazole, 1- ( 2-cyanoethyl) -2-phenylimidazole, 1- (2-cyanoethyl) -2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4,5-di (Hydroxymethyl) imidazole, 1- (2-cyanoethyl) -2-fur Nyl-4,5-di [(2′-cyanoethoxy) methyl] imidazole, 1- (2-cyanoethyl) -2-n-undecylimidazolium trimellitate, 1- (2-cyanoethyl) -2-phenyl Imidazolium trimellitate, 1- (2-cyanoethyl) -2-ethyl-4-methylimidazolium trimellitate, 2,4-diamino-6- [2'-methylimidazolyl- (1 ')] ethyl-s -Triazine, 2,4-diamino-6- (2'-n-undecylimidazolyl) ethyl-s-triazine, 2,4-diamino-6- [2'-ethyl-4'-methylimidazolyl- (1 ' )] Ethyl-s-triazine, isocyanuric acid adduct of 2-methylimidazole, isocyanuric acid adduct of 2-phenylimidazole, 2,4-diamino-6- [2'-methyl] An imidazole compound such as an isocyanuric acid adduct of loumidazolyl- (1 ′)] ethyl-s-triazine;
ジフェニルフォスフィン、トリフェニルフォスフィン、亜リン酸トリフェニルの如き有機リン化合物;
ベンジルトリフェニルフォスフォニウムクロライド、テトラ−n−ブチルフォスフォニウムブロマイド、メチルトリフェニルフォスフォニウムブロマイド、エチルトリフェニルフォスフォニウムブロマイド、n−ブチルトリフェニルフォスフォニウムブロマイド、テトラフェニルフォスフォニウムブロマイド、エチルトリフェニルフォスフォニウムヨーダイド、エチルトリフェニルフォスフォニウムアセテート、テトラ−n−ブチルフォスフォニウム、o,o−ジエチルフォスフォロジチオネート、テトラ−n−ブチルフォスフォニウムベンゾトリアゾレート、テトラ−n−ブチルフォスフォニウムテトラフルオロボレート、テトラ−n−ブチルフォスフォニウムテトラフェニルボレート、テトラフェニルフォスフォニウムテトラフェニルボレートの如き4級フォスフォニウム塩;
1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7やその有機酸塩の如きジアザビシクロアルケン;
オクチル酸亜鉛、オクチル酸錫、アルミニウムアセチルアセトン錯体の如き有機金属化合物;
テトラエチルアンモニウムブロマイド、テトラ−n−ブチルアンモニウムブロマイド、テトラエチルアンモニウムクロライド、テトラ−n−ブチルアンモニウムクロライドの如き4級アンモニウム塩;
三フッ化ホウ素、ホウ酸トリフェニルの如きホウ素化合物;
塩化亜鉛、塩化第二錫の如き金属ハロゲン化合物;
ジシアンジアミドやアミンとエポキシ樹脂との付加物等のアミン付加型促進剤等の高融点分散型潜在性硬化促進剤;
前記イミダゾール化合物、有機リン化合物や4級フォスフォニウム塩等の硬化促進剤の表面をポリマーで被覆したマイクロカプセル型潜在性硬化促進剤;
アミン塩型潜在性硬化促進剤;
ルイス酸塩、ブレンステッド酸塩等の高温解離型の熱カチオン重合型潜在性硬化促進剤等の潜在性硬化促進剤等を挙げることができる。
Organophosphorus compounds such as diphenylphosphine, triphenylphosphine, triphenyl phosphite;
Benzyltriphenylphosphonium chloride, tetra-n-butylphosphonium bromide, methyltriphenylphosphonium bromide, ethyltriphenylphosphonium bromide, n-butyltriphenylphosphonium bromide, tetraphenylphosphonium bromide Ethyltriphenylphosphonium iodide, ethyltriphenylphosphonium acetate, tetra-n-butylphosphonium, o, o-diethylphosphorodithionate, tetra-n-butylphosphonium benzotriazolate, Tetra-n-butylphosphonium tetrafluoroborate, tetra-n-butylphosphonium tetraphenylborate, tetraphenylphosphonium tetraphenylborate Such as over preparative quaternary phosphonium salts;
Diazabicycloalkenes such as 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7 and organic acid salts thereof;
Organometallic compounds such as zinc octylate, tin octylate, aluminum acetylacetone complex;
Quaternary ammonium salts such as tetraethylammonium bromide, tetra-n-butylammonium bromide, tetraethylammonium chloride, tetra-n-butylammonium chloride;
Boron compounds such as boron trifluoride and triphenyl borate;
Metal halides such as zinc chloride and stannic chloride;
High melting point dispersion type latent curing accelerators such as amine addition accelerators such as dicyandiamide and adducts of amine and epoxy resin;
A microcapsule-type latent curing accelerator in which the surface of a curing accelerator such as the imidazole compound, organic phosphorus compound or quaternary phosphonium salt is coated with a polymer;
An amine salt type latent curing accelerator;
Examples include latent curing accelerators such as high-temperature dissociation type thermal cationic polymerization type latent curing accelerators such as Lewis acid salts and Bronsted acid salts.
これらのうち、好ましくはテトラエチルアンモニウムブロマイド、テトラ−n−ブチルアンモニウムブロマイド、テトラエチルアンモニウムクロライド、テトラ−n−ブチルアンモニウムクロライドの如き4級アンモニウム塩である。
触媒は、エポキシ基を有するポリオルガノシロキサン100重量部に対して好ましくは100重量部以下、より好ましくは0.01〜100重量部、さらに好ましくは0.1〜20重量部の割合で使用される。
エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンと、特定カルボン酸との反応は、必要に応じて有機溶剤の存在下に行うことができる。かかる有機溶媒としては、例えば炭化水素、エーテル、エステル、ケトン、アミド、アルコール等を挙げることができる。これらのうち、エーテル、エステルまたはケトンが、原料および生成物の溶解性ならびに生成物の精製のし易さの観点から好ましい。溶媒は、固形分濃度(反応溶液中の溶媒以外の成分の重量が溶液の全重量に占める割合)が、好ましくは0.1重量%以上、より好ましくは5〜50重量%となる割合で使用される。
反応温度は、好ましくは0〜200℃であり、より好ましくは50〜150℃である。反応時間は、好ましくは0.1〜50時間であり、より好ましくは0.5〜20時間である。
上記の如き感放射線性ポリオルガノシロキサンの合成は、エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンの有するエポキシの開環付加によって上記式(1’)〜(3’)のそれぞれで表される基よりなる群から選択される少なくとも1種の基を導入する方法である。この合成方法は簡便であり、しかも上記式(1’)〜(3’)のそれぞれで表される基よりなる群から選択される少なくとも1種の基の導入率を高くすることができる点で極めて好適な方法である。
Of these, quaternary ammonium salts such as tetraethylammonium bromide, tetra-n-butylammonium bromide, tetraethylammonium chloride, and tetra-n-butylammonium chloride are preferable.
The catalyst is used in an amount of preferably 100 parts by weight or less, more preferably 0.01 to 100 parts by weight, and still more preferably 0.1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyorganosiloxane having an epoxy group. .
Reaction of the polyorganosiloxane which has an epoxy group, and specific carboxylic acid can be performed in presence of an organic solvent as needed. Examples of such organic solvents include hydrocarbons, ethers, esters, ketones, amides, alcohols and the like. Of these, ethers, esters or ketones are preferred from the viewpoints of solubility of raw materials and products and ease of purification of the products. The solvent is used in such a ratio that the solid content concentration (the ratio of the weight of components other than the solvent in the reaction solution to the total weight of the solution) is preferably 0.1% by weight or more, more preferably 5 to 50% by weight. Is done.
The reaction temperature is preferably 0 to 200 ° C, more preferably 50 to 150 ° C. The reaction time is preferably 0.1 to 50 hours, more preferably 0.5 to 20 hours.
The radiation-sensitive polyorganosiloxane as described above is synthesized from the group consisting of the groups represented by the above formulas (1 ′) to (3 ′) by the ring-opening addition of the epoxy contained in the polyorganosiloxane having an epoxy group. It is a method for introducing at least one selected group. This synthesis method is simple, and can increase the introduction rate of at least one group selected from the group consisting of groups represented by formulas (1 ′) to (3 ′). This is a very suitable method.
<その他の成分>
本発明の液晶配向剤は、上記の如き感放射線性重合体、好ましくは感放射線性ポリオルガノシロキサンを含有する。
本発明の液晶配向剤は、上記の如き感放射線性重合体、好ましくは感放射線性ポリオルガノシロキサンのほかに、本発明の効果を損なわない限り、さらに他の成分を含有していてもよい。このような他の成分としては、例えば感放射線性重合体以外の重合体(以下、「他の重合体」という。)、硬化剤、硬化触媒、硬化促進剤、分子内に少なくとも一つのエポキシ基を有する化合物(ただし、上記感放射線性ポリオルガオノシロキサンに該当するものを除く。以下、「エポキシ化合物」という。)、官能性シラン化合物(ただし、上記感放射線性ポリオルガオノシロキサンに該当するものを除く。)、界面活性剤等を挙げることができる。
<Other ingredients>
The liquid crystal aligning agent of the present invention contains a radiation sensitive polymer as described above, preferably a radiation sensitive polyorganosiloxane.
The liquid crystal aligning agent of the present invention may further contain other components in addition to the radiation-sensitive polymer as described above, preferably the radiation-sensitive polyorganosiloxane, as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of such other components include polymers other than radiation-sensitive polymers (hereinafter referred to as “other polymers”), curing agents, curing catalysts, curing accelerators, and at least one epoxy group in the molecule. (Excluding those corresponding to the radiation-sensitive polyorganosiloxane described above, hereinafter referred to as “epoxy compound”), functional silane compounds (however, those corresponding to the radiation-sensitive polyorganosiloxane described above) And a surfactant.
[他の重合体]
上記他の重合体は、本発明の液晶配向剤の溶液特性および得られる液晶配向膜の電気特性をより改善するために使用することができる。かかる他の重合体は、上記式(1’)〜(3’)のそれぞれで表される基のいずれをも有さない重合体であって、例えばポリアミック酸、ポリイミド;上記感放射線性ポリオルガノシロキサン以外のポリオルガノシロキサン(以下、「他のポリオルガノシロキサン」という。);ポリアミック酸エステル、ポリエステル、ポリアミド、セルロース誘導体、ポリアセタール、ポリスチレン誘導体、ポリ(スチレン−フェニルマレイミド)誘導体、ポリ(メタ)アクリレート等から選択されることが好ましく、これらのうちの1種以上を使用することができる。
本発明における他の重合体としては、ポリアミック酸およびポリイミドよりなる群から選択される少なくとも1種の重合体または他のポリオルガノシロキサンを使用することが好ましい。
[Other polymers]
Said other polymer can be used in order to improve the solution characteristic of the liquid crystal aligning agent of this invention, and the electrical property of the liquid crystal aligning film obtained. Such other polymer is a polymer which does not have any of the groups represented by the above formulas (1 ′) to (3 ′), for example, polyamic acid, polyimide; Polyorganosiloxanes other than siloxane (hereinafter referred to as “other polyorganosiloxanes”); polyamic acid esters, polyesters, polyamides, cellulose derivatives, polyacetals, polystyrene derivatives, poly (styrene-phenylmaleimide) derivatives, poly (meth) acrylates Etc., and one or more of these can be used.
As the other polymer in the present invention, it is preferable to use at least one polymer selected from the group consisting of polyamic acid and polyimide or other polyorganosiloxane.
{ポリアミック酸}
上記ポリアミック酸は、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを反応させることにより得ることができる。
本発明におけるポリアミック酸を合成するために用いられるテトラカルボン酸二無水物としては、例えば脂肪族テトラカルボン酸二無水物、脂環式テトラカルボン酸二無水物、芳香族テトラカルボン酸二無水物等を挙げることができる。これらの具体例としては、脂肪族テトラカルボン酸二無水物として、例えばブタンテトラカルボン酸二無水物等を;
脂環式テトラカルボン酸二無水物として、例えば1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−8−メチル−5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、3−オキサビシクロ[3.2.1]オクタン−2,4−ジオン−6−スピロ−3’−(テトラヒドロフラン−2’,5’−ジオン)、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロ−3−フラニル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、3,5,6−トリカルボキシ−2−カルボキシメチルノルボルナン−2:3,5:6−二無水物、2,4,6,8−テトラカルボキシビシクロ[3.3.0]オクタン−2:4,6:8−二無水物、4,9−ジオキサトリシクロ[5.3.1.02,6]ウンデカン−3,5,8,10−テトラオン等を;
芳香族テトラカルボン酸二無水物として、例えばピロメリット酸二無水物等を、それぞれ挙げることができるほか、
特開2010−097188号公報(特許文献19)に記載のテトラカルボン酸二無水物を用いることができる。
{Polyamic acid}
The polyamic acid can be obtained by reacting tetracarboxylic dianhydride and diamine.
Examples of the tetracarboxylic dianhydride used for synthesizing the polyamic acid in the present invention include aliphatic tetracarboxylic dianhydride, alicyclic tetracarboxylic dianhydride, aromatic tetracarboxylic dianhydride and the like. Can be mentioned. Specific examples thereof include aliphatic tetracarboxylic dianhydrides such as butane tetracarboxylic dianhydride;
Examples of the alicyclic tetracarboxylic dianhydride include 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride, 1,3,3a, 4, 5,9b-Hexahydro-5- (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione, 1,3,3a, 4,5,9b- Hexahydro-8-methyl-5- (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione, 3-oxabicyclo [3.2.1] octane -2,4-dione-6-spiro-3 '-(tetrahydrofuran-2', 5'-dione), 5- (2,5-dioxotetrahydro-3-furanyl) -3-methyl-3-cyclohexene- No 1,2-dicarboxylic acid 3,5,6-tricarboxy-2-carboxymethylnorbornane-2: 3,5: 6-dianhydride, 2,4,6,8-tetracarboxybicyclo [3.3.0] octane-2 : 4,6: 8-dianhydride, 4,9-dioxatricyclo [5.3.1.0 2,6 ] undecane-3,5,8,10-tetraone and the like;
As aromatic tetracarboxylic dianhydride, for example, pyromellitic dianhydride can be mentioned, respectively,
Tetracarboxylic dianhydrides described in JP 2010-097188 A (Patent Document 19) can be used.
前記ポリアミック酸を合成するために用いられるテトラカルボン酸二無水物としては、これらのうち、脂環式テトラカルボン酸二無水物を含むものであることが好ましく、さらに、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物および1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物よりなる群から選択される少なくとも1種を含むものであることが好ましく、特に2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物を含むものであることが好ましい。
前記ポリアミック酸を合成するために用いられるテトラカルボン酸二無水物としては、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物および1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物よりなる群から選択される少なくとも1種を、全テトラカルボン酸二無水物に対して、10モル%以上含むものであることが好ましく、20モル%以上含むものであることがより好ましく、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物および1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物よりなる群から選択される少なくとも1種のみからなるものであることが、最も好ましい。
Among these, the tetracarboxylic dianhydride used for synthesizing the polyamic acid preferably includes an alicyclic tetracarboxylic dianhydride, and 2,3,5-tricarboxycyclopentyl. It is preferable that it contains at least one selected from the group consisting of acetic dianhydride and 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, in particular 2,3,5-tricarboxycyclopentyl acetic acid dianhydride It is preferable that a thing is included.
The tetracarboxylic dianhydride used to synthesize the polyamic acid comprises 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride and 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride. It is preferable that at least one selected from the group contains 10 mol% or more, more preferably 20 mol% or more, more preferably 2,3,5-tricarboxyl, based on the total tetracarboxylic dianhydride. Most preferably, it is composed of at least one selected from the group consisting of cyclopentylacetic acid dianhydride and 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride.
ポリアミック酸を合成するために用いられるジアミンとしては、例えば脂肪族ジアミン、脂環式ジアミン、芳香族ジアミン、ジアミノオルガノシロキサン等を挙げることができる。これらの具体例としては、脂肪族ジアミンとして、例えば1,1−メタキシリレンジアミン、1,3−プロパンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等を;
脂環式ジアミンとして、例えば1,4−ジアミノシクロヘキサン、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン等を;
芳香族ジアミンとして、例えばp−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、1,5−ジアミノナフタレン、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、4,4’−ジアミノ−2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル、2,7−ジアミノフルオレン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、4,4’−(p−フェニレンジイソプロピリデン)ビスアニリン、4,4’−(m−フェニレンジイソプロピリデン)ビスアニリン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、2,6−ジアミノピリジン、3,4−ジアミノピリジン、2,4−ジアミノピリミジン、3,6−ジアミノアクリジン、3,6−ジアミノカルバゾール、N−メチル−3,6−ジアミノカルバゾール、N−エチル−3,6−ジアミノカルバゾール、N−フェニル−3,6−ジアミノカルバゾール、N,N’−ビス(4−アミノフェニル)−ベンジジン、N,N’−ビス(4−アミノフェニル)−N,N’−ジメチルベンジジン、1,4−ビス−(4−アミノフェニル)−ピペラジン、3,5−ジアミノ安息香酸、コレスタニルオキシ−3,5−ジアミノベンゼン、コレステニルオキシ−3,5−ジアミノベンゼン、コレスタニルオキシ−2,4−ジアミノベンゼン、コレステニルオキシ−2,4−ジアミノベンゼン、3,5−ジアミノ安息香酸コレスタニル、3,5−ジアミノ安息香酸コレステニル、3,5−ジアミノ安息香酸ラノスタニル、3,6−ビス(4−アミノベンゾイルオキシ)コレスタン、3,6−ビス(4−アミノフェノキシ)コレスタン、4−(4’−トリフルオロメトキシベンゾイロキシ)シクロヘキシル−3,5−ジアミノベンゾエート、4−(4’−トリフルオロメチルベンゾイロキシ)シクロヘキシル−3,5−ジアミノベンゾエート、1,1−ビス(4−((アミノフェニル)メチル)フェニル)−4−ブチルシクロヘキサン、1,1−ビス(4−((アミノフェニル)メチル)フェニル)−4−ヘプチルシクロヘキサン、1,1−ビス(4−((アミノフェノキシ)メチル)フェニル)−4−ヘプチルシクロヘキサン、1,1−ビス(4−((アミノフェニル)メチル)フェニル)−4−(4−ヘプチルシクロヘキシル)シクロヘキサンおよび下記式(D−1)
Examples of the diamine used for synthesizing the polyamic acid include aliphatic diamines, alicyclic diamines, aromatic diamines, diaminoorganosiloxanes, and the like. Specific examples thereof include aliphatic diamines such as 1,1-metaxylylenediamine, 1,3-propanediamine, tetramethylenediamine, pentamethylenediamine, hexamethylenediamine and the like;
Examples of alicyclic diamines include 1,4-diaminocyclohexane, 4,4′-methylenebis (cyclohexylamine), 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane, and the like;
Examples of aromatic diamines include p-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenyl sulfide, 1,5-diaminonaphthalene, 2,2′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 4,4′-diamino-2,2′-bis (trifluoromethyl) biphenyl, 2,7-diaminofluorene, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl ] Propane, 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 2,2-bis (4-aminophenyl) hexafluoropropane 4,4 ′-(p-phenylenediisopropylidene) bisaniline, 4,4 ′-(m-phenylenediisopropylene Riden) bisaniline, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, 2,6-diaminopyridine, 3,4-diaminopyridine, 2,4-diamino Pyrimidine, 3,6-diaminoacridine, 3,6-diaminocarbazole, N-methyl-3,6-diaminocarbazole, N-ethyl-3,6-diaminocarbazole, N-phenyl-3,6-diaminocarbazole, N , N′-bis (4-aminophenyl) -benzidine, N, N′-bis (4-aminophenyl) -N, N′-dimethylbenzidine, 1,4-bis- (4-aminophenyl) -piperazine, 3,5-diaminobenzoic acid, co Resta oxy-3,5-diaminobenzene, cholesteryl oxy-3,5-diaminobenzene, Lestanyloxy-2,4-diaminobenzene, cholestenyloxy-2,4-diaminobenzene, cholestanyl 3,5-diaminobenzoate, cholestenyl 3,5-diaminobenzoate, lanostannyl 3,5-diaminobenzoate, 3 , 6-bis (4-aminobenzoyloxy) cholestane, 3,6-bis (4-aminophenoxy) cholestane, 4- (4′-trifluoromethoxybenzoyloxy) cyclohexyl-3,5-diaminobenzoate, 4- (4′-trifluoromethylbenzoyloxy) cyclohexyl-3,5-diaminobenzoate, 1,1-bis (4-((aminophenyl) methyl) phenyl) -4-butylcyclohexane, 1,1-bis (4 -((Aminophenyl) methyl) phenyl) -4-heptylcyclohexane, 1,1 -Bis (4-((aminophenoxy) methyl) phenyl) -4-heptylcyclohexane, 1,1-bis (4-((aminophenyl) methyl) phenyl) -4- (4-heptylcyclohexyl) cyclohexane and the following formula (D-1)
(式(D−1)中、XIは炭素数1〜3のアルキル基、*−O−、*−COO−または*−OCO−(ただし、「*」を付した結合手がジアミノフェニル基と結合する。)であり、mは0または1であり、nは0〜2の整数であり、pは1〜20の整数である。)
で表される化合物等を;
ジアミノオルガノシロキサンとして、例えば1,3−ビス(3−アミノプロピル)−テトラメチルジシロキサン等を、それぞれ挙げることができるほか、
特開2010−097188号公報(特許文献19)に記載のジアミンを用いることができる。
上記式(D−1)におけるXIは炭素数1〜3のアルキル基、*−O−または*−COO−(ただし、「*」を付した結合手がジアミノフェニル基と結合する。)であることが好ましい。基CpH2p+1−の具体例としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基、n−ノナデシル基、n−エイコシル基等を挙げることができる。ジアミノフェニル基における2つのアミノ基は、他の基に対して2,4−位または3,5−位にあることが好ましい。
上記式(D−1)で表される化合物の具体例としては、例えばドデカノキシ−2,4−ジアミノベンゼン、テトラデカノキシ−2,4−ジアミノベンゼン、ペンタデカノキシ−2,4−ジアミノベンゼン、ヘキサデカノキシ−2,4−ジアミノベンゼン、ドデカノキシ−2,5−ジアミノベンゼン、テトラデカノキシ−2,5−ジアミノベンゼン、ペンタデカノキシ−2,5−ジアミノベンゼン、ヘキサデカノキシ−2,5−ジアミノベンゼン、オクタデカノキシ−2,5−ジアミノベンゼン、下記式(D−1−1)〜(D−1−4)
(In the formula (D-1), X I is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, * -O-, * -COO- or * -OCO- (where bond marked with "*" is diaminophenyl group And m is 0 or 1, n is an integer of 0 to 2, and p is an integer of 1 to 20.)
A compound represented by:
Examples of the diaminoorganosiloxane include 1,3-bis (3-aminopropyl) -tetramethyldisiloxane, respectively.
Diamines described in JP 2010-097188 A (Patent Document 19) can be used.
The X I in the above formula (D-1) an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, * -O- or * -COO- (provided that a bond marked with "*" is bonded to the diamino phenyl group.) In Preferably there is. Specific examples of the group C p H 2p + 1 — include, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, n -Nonyl group, n-decyl group, n-dodecyl group, n-tridecyl group, n-tetradecyl group, n-pentadecyl group, n-hexadecyl group, n-heptadecyl group, n-octadecyl group, n-nonadecyl group, n -An eicosyl group etc. can be mentioned. The two amino groups in the diaminophenyl group are preferably in the 2,4-position or 3,5-position with respect to the other groups.
Specific examples of the compound represented by the formula (D-1) include, for example, dodecanoxy-2,4-diaminobenzene, tetradecanoxy-2,4-diaminobenzene, pentadecanoxy-2,4-diaminobenzene, hexadecanoxy-2, 4-diaminobenzene, dodecanoxy-2,5-diaminobenzene, tetradecanoxy-2,5-diaminobenzene, pentadecanoxy-2,5-diaminobenzene, hexadecanoxy-2,5-diaminobenzene, octadecanoxy-2,5-diaminobenzene, The following formulas (D-1-1) to (D-1-4)
のそれぞれで表される化合物等を挙げることができる。
上記式(D−1)において、mおよびnは同時には0にならないことが好ましい。
これらジアミンは単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
ポリアミック酸の合成反応に供されるテトラカルボン酸二無水物とジアミンの使用割合は、ジアミン化合物に含まれるアミノ基1当量に対して、テトラカルボン酸二無水物の酸無水物基が0.2〜2当量となる割合が好ましく、さらに好ましくは0.3〜1.2当量となる割合である。
ポリアミック酸の合成反応は、好ましくは有機溶媒中において、好ましくは−20〜150℃、より好ましくは0〜100℃の温度条件下において、好ましくは0.5〜24時間、より好ましくは2〜10時間行われる。ここで、有機溶媒としては、合成されるポリアミック酸を溶解できるものであれば特に制限はなく、例えばN−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルイミダゾリジノン、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、テトラメチル尿素、ヘキサメチルホスホルトリアミド等の非プロトン系極性溶媒;
m−クレゾール、キシレノール、フェノール、ハロゲン化フェノール等のフェノール系溶媒等を挙げることができる。有機溶媒の使用量(a)は、テトラカルボン酸二無水物およびジアミン化合物の総量(b)が反応溶液の全量(a+b)に対して好ましくは0.1〜50重量%、より好ましくは5〜30重量%となるような量である。
The compound etc. which are represented by each of these can be mentioned.
In the above formula (D-1), it is preferable that m and n are not 0 at the same time.
These diamines can be used alone or in combination of two or more.
The proportion of tetracarboxylic dianhydride and diamine used in the polyamic acid synthesis reaction is 0.2 eq. Of tetracarboxylic dianhydride acid anhydride group with respect to 1 equivalent of amino group contained in the diamine compound. The ratio which becomes -2 equivalent is preferable, More preferably, it is the ratio which becomes 0.3-1.2 equivalent.
The polyamic acid synthesis reaction is preferably performed in an organic solvent, preferably at a temperature of −20 to 150 ° C., more preferably at a temperature of 0 to 100 ° C., preferably 0.5 to 24 hours, more preferably 2 to 10 Done for hours. Here, the organic solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the synthesized polyamic acid. For example, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, N, Aprotic polar solvents such as N-dimethylimidazolidinone, dimethyl sulfoxide, γ-butyrolactone, tetramethylurea, hexamethylphosphortriamide;
Mention may be made of phenolic solvents such as m-cresol, xylenol, phenol and halogenated phenol. The amount (a) of the organic solvent used is such that the total amount (b) of tetracarboxylic dianhydride and diamine compound is preferably 0.1 to 50% by weight, more preferably 5 to 5%, based on the total amount (a + b) of the reaction solution. The amount is 30% by weight.
以上のようにして、ポリアミック酸を溶解してなる反応溶液が得られる。この反応溶液はそのまま液晶配向剤の調製に供してもよく、反応溶液中に含まれるポリアミック酸を単離したうえで液晶配向剤の調製に供してもよく、または単離したポリアミック酸を精製したうえで液晶配向剤の調製に供してもよい。
ポリアミック酸を脱水閉環してポリイミドとする場合には、上記反応溶液をそのまま脱水閉環反応に供してもよく、反応溶液中に含まれるポリアミック酸を単離したうえで脱水閉環反応に供してもよく、または単離したポリアミック酸を精製したうえで脱水閉環反応に供してもよい。
ポリアミック酸の単離は、上記反応溶液を大量の貧溶媒中に注いで析出物を得、この析出物を減圧下乾燥する方法、あるいは、反応溶液中の有機溶媒をエバポレーターで減圧留去する方法等により行うことができる。また、このポリアミック酸を再び有機溶媒に溶解し、次いで貧溶媒で析出させる方法、あるいは、ポリアミック酸を再び有機溶媒に溶解して得た溶液を洗浄し、該溶液中の有機溶媒をエバポレーターで減圧留去する工程を1回または数回行う方法等により、ポリアミック酸を精製することができる。
As described above, a reaction solution obtained by dissolving polyamic acid is obtained. This reaction solution may be used as it is for the preparation of the liquid crystal aligning agent, may be used for the preparation of the liquid crystal aligning agent after isolating the polyamic acid contained in the reaction solution, or the isolated polyamic acid was purified. You may use for preparation of a liquid crystal aligning agent.
When polyamic acid is dehydrated and cyclized into a polyimide, the above reaction solution may be directly subjected to dehydration and cyclization reaction, or may be subjected to dehydration and cyclization reaction after isolating the polyamic acid contained in the reaction solution. Alternatively, the isolated polyamic acid may be purified and then subjected to a dehydration ring closure reaction.
The polyamic acid is isolated by pouring the reaction solution into a large amount of poor solvent to obtain a precipitate, and drying the precipitate under reduced pressure, or by distilling off the organic solvent in the reaction solution under reduced pressure using an evaporator. Etc. Alternatively, the polyamic acid is dissolved again in an organic solvent and then precipitated with a poor solvent, or the solution obtained by dissolving the polyamic acid again in the organic solvent is washed, and the organic solvent in the solution is reduced in pressure by an evaporator. The polyamic acid can be purified by a method of performing the step of distilling once or several times.
{ポリイミド}
上記ポリイミドは、上記の如くして得られたポリアミック酸の有するアミック酸構造を脱水閉環することにより合成することができる。このとき、アミック酸構造の全部を脱水閉環して完全にイミド化してもよく、あるいはアミック酸構造のうちの一部のみを脱水閉環してアミック酸構造とイミド構造とが併存する部分イミド化物としてもよい。
ポリアミック酸の脱水閉環は、(i)ポリアミック酸を加熱する方法により、または(ii)ポリアミック酸を有機溶媒に溶解し、この溶液中に脱水剤および脱水閉環触媒を添加し必要に応じて加熱する方法により行うことができる。
上記(i)のポリアミック酸を加熱する方法における反応温度は、好ましくは50〜200℃であり、より好ましくは60〜170℃である。反応温度が50℃未満では脱水閉環反応が十分に進行せず、反応温度が200℃を超えると得られるポリイミドの分子量が低下する場合がある。ポリアミック酸を加熱する方法における反応時間は、好ましくは0.5〜48時間であり、より好ましくは2〜20時間である。
一方、上記(ii)のポリアミック酸の溶液中に脱水剤および脱水閉環触媒を添加する方法において、脱水剤としては、例えば無水酢酸、無水プロピオン酸、無水トリフルオロ酢酸等の酸無水物を用いることができる。脱水剤の使用量は、ポリアミック酸構造単位の1モルに対して0.01〜20モルとすることが好ましい。また、脱水閉環触媒としては、例えばピリジン、コリジン、ルチジン、トリエチルアミン等の3級アミンを用いることができる。しかし、これらに限定されるものではない。脱水閉環触媒の使用量は、使用する脱水剤1モルに対して0.01〜10モルとすることが好ましい。脱水閉環反応に用いられる有機溶媒としては、ポリアミック酸の合成に用いられるものとして例示した有機溶媒を挙げることができる。脱水閉環反応の反応温度は好ましくは0〜180℃、より好ましくは10〜150℃であり、反応時間は好ましくは0.5〜20時間であり、より好ましくは1〜8時間である。
{Polyimide}
The polyimide can be synthesized by dehydrating and ring-closing the amic acid structure of the polyamic acid obtained as described above. At this time, all of the amic acid structure may be dehydrated and closed to completely imidize, or only a part of the amic acid structure may be dehydrated and closed to form a partially imidized product in which the amic acid structure and the imide structure coexist. Also good.
The polyamic acid is dehydrated and closed by (i) a method of heating the polyamic acid, or (ii) dissolving the polyamic acid in an organic solvent, adding a dehydrating agent and a dehydrating ring-closing catalyst to this solution, and heating as necessary. It can be done by a method.
The reaction temperature in the method of heating the polyamic acid (i) is preferably 50 to 200 ° C, more preferably 60 to 170 ° C. If the reaction temperature is less than 50 ° C., the dehydration ring-closing reaction does not proceed sufficiently, and if the reaction temperature exceeds 200 ° C., the molecular weight of the resulting polyimide may decrease. The reaction time in the method of heating the polyamic acid is preferably 0.5 to 48 hours, more preferably 2 to 20 hours.
On the other hand, in the method (ii) of adding a dehydrating agent and a dehydrating ring-closing catalyst to the polyamic acid solution, for example, an acid anhydride such as acetic anhydride, propionic anhydride, or trifluoroacetic anhydride is used as the dehydrating agent. Can do. It is preferable that the usage-amount of a dehydrating agent shall be 0.01-20 mol with respect to 1 mol of a polyamic acid structural unit. Moreover, as a dehydration ring closure catalyst, tertiary amines, such as a pyridine, a collidine, a lutidine, a triethylamine, can be used, for example. However, it is not limited to these. It is preferable that the usage-amount of a dehydration ring-closing catalyst shall be 0.01-10 mol with respect to 1 mol of dehydrating agents to be used. Examples of the organic solvent used in the dehydration ring-closing reaction include the organic solvents exemplified as those used for the synthesis of polyamic acid. The reaction temperature of the dehydration ring closure reaction is preferably 0 to 180 ° C., more preferably 10 to 150 ° C., and the reaction time is preferably 0.5 to 20 hours, more preferably 1 to 8 hours.
上記方法(i)において得られるポリイミドは、これをそのまま液晶配向剤の調製に供してもよく、あるいは得られるポリイミドを精製したうえで液晶配向剤の調製に供してもよい。一方、上記方法(ii)においてはポリイミドを含有する反応溶液が得られる。この反応溶液は、これをそのまま液晶配向剤の調製に供してもよく、反応溶液から脱水剤および脱水閉環触媒を除いたうえで液晶配向剤の調製に供してもよく、ポリイミドを単離したうえで液晶配向剤の調製に供してもよく、または単離したポリイミドを精製したうえで液晶配向剤の調製に供してもよい。反応溶液から脱水剤および脱水閉環触媒を除くには、例えば溶媒置換等の方法を適用することができる。ポリイミドの単離、精製は、ポリアミック酸の単離、精製方法として上記したのと同様の操作を行うことにより行うことができる。 The polyimide obtained in the above method (i) may be used for the preparation of the liquid crystal aligning agent as it is, or may be used for the preparation of the liquid crystal aligning agent after purifying the obtained polyimide. On the other hand, in the above method (ii), a reaction solution containing polyimide is obtained. This reaction solution may be used as it is for the preparation of the liquid crystal aligning agent, or may be used for the preparation of the liquid crystal aligning agent after removing the dehydrating agent and the dehydrating ring-closing catalyst from the reaction solution. It may be used for the preparation of a liquid crystal aligning agent or may be used for the preparation of a liquid crystal aligning agent after purifying the isolated polyimide. In order to remove the dehydrating agent and the dehydration ring-closing catalyst from the reaction solution, for example, a method such as solvent replacement can be applied. The isolation and purification of the polyimide can be performed by performing the same operation as described above as the isolation and purification method of the polyamic acid.
{他のポリオルガノシロキサン}
本発明における他のポリオルガノシロキサンは、上記の感放射線性ポリオルガノシロキサン以外のポリオルガノシロキサンである。かかる他のポリオルガノシロキサンは、例えばアルコキシシラン化合物およびハロゲン化シラン化合物よりなる群から選択される少なくとも1種のシラン化合物(以下、「原料シラン化合物」ともいう。)を、好ましくは適当な有機溶媒中で、水および触媒の存在下において加水分解および縮合することにより合成することができる。
ここで使用される原料シラン化合物としては、例えばテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ−iso−プロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシラン、テトラ−sec−ブトキシシラン、テトラ−tert−ブトキシシラン、テトラクロロシラン;メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリ−n−プロポキシシラン、メチルトリ−iso−プロポキシシラン、メチルトリ−n−ブトキシシラン、メチルトリ−sec−ブトキシシラン、メチルトリ−tert−ブトキシシラン、メチルトリフェノキシシラン、メチルトリクロロシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリ−n−プロポキシシラン、エチルトリ−iso−プロポキシシラン、エチルトリ−n−ブトキシシラン、エチルトリ−sec−ブトキシシラン、エチルトリ−tert−ブトキシシラン、エチルトリクロロシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリクロロシラン;ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジクロロシラン;トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリメチルクロロシラン等を挙げることができ、これらのうちの1種以上を使用することが好ましく、特にテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、トリメチルメトキシシランおよびトリメチルエトキシシランよりなる群から選択される少なくとも1種を使用することが好ましい。
本発明における他のポリオルガノシロキサンは、上記の如き原料シラン化合物を使用するほかは、エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンの合成方法として上記したところと同様にして合成することができる。
他のポリオルガノシロキサンにつき、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによって測定したポリスチレン換算の重量平均分子量は、1,000〜100,000であることが好ましく、5,000〜50,000であることがより好ましい。
{Other polyorganosiloxanes}
The other polyorganosiloxane in the present invention is a polyorganosiloxane other than the above-mentioned radiation-sensitive polyorganosiloxane. Such other polyorganosiloxane is, for example, at least one silane compound selected from the group consisting of an alkoxysilane compound and a halogenated silane compound (hereinafter also referred to as “raw silane compound”), preferably an appropriate organic solvent. In which it can be synthesized by hydrolysis and condensation in the presence of water and a catalyst.
Examples of the raw material silane compound used here include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetra-iso-propoxysilane, tetra-n-butoxysilane, tetra-sec-butoxysilane, and tetra-tert. -Butoxysilane, tetrachlorosilane; methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltri-n-propoxysilane, methyltri-iso-propoxysilane, methyltri-n-butoxysilane, methyltri-sec-butoxysilane, methyltri-tert-butoxy Silane, methyltriphenoxysilane, methyltrichlorosilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, ethyltri-n-propoxysilane, ethyltri-iso-propoxy Lan, ethyltri-n-butoxysilane, ethyltri-sec-butoxysilane, ethyltri-tert-butoxysilane, ethyltrichlorosilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyltrichlorosilane; dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, Examples include dimethyldichlorosilane; trimethylmethoxysilane, trimethylethoxysilane, trimethylchlorosilane, and the like, and it is preferable to use one or more of these, particularly tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyl Triethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, trimethylmethoxy It is preferred to use at least one selected from the run and the group consisting of trimethyl silane.
Other polyorganosiloxanes in the present invention can be synthesized in the same manner as described above as a method for synthesizing a polyorganosiloxane having an epoxy group, except that the raw material silane compound as described above is used.
For other polyorganosiloxanes, the polystyrene-equivalent weight average molecular weight measured by gel permeation chromatography is preferably 1,000 to 100,000, and more preferably 5,000 to 50,000.
{他の重合体の使用割合}
本発明の液晶配向剤が、前述の感放射線性重合体とともに他の重合体を含有するものである場合、他の重合体の使用割合としては、感放射線性重合体100重量部に対して10,000重量部以下であることが好ましい。他の重合体のより好ましい使用割合は、本発明の液晶配向剤に含有される重合体の種類によって異なる。
本発明の液晶配向剤が、感放射線性ポリオルガノシロキサンならびにポリアミック酸およびポリイミドよりなる群から選択される少なくとも1種の重合体を含有するものである場合における両者のより好ましい使用割合は、感放射線性ポリオルガノシロキサン100重量部に対するポリアミック酸およびポリイミドの合計量100〜5,000重量部であり、さらに200〜2,000重量部であることが好ましい。
一方、本発明の液晶配向剤が、感放射線性ポリオルガノシロキサンおよび他のポリオルガノシロキサンを含有するものである場合における両者のより好ましい使用割合は、感放射線性ポリオルガノシロキサン100重量部に対する他のポリオルガノシロキサンの量として100〜2,000重量部である。
本発明の液晶配向剤が、感放射線性重合体とともに他の重合体を含有するものである場合、他の重合体の種類としては、ポリアミック酸およびポリイミドよりなる群から選択される少なくとも1種の重合体もしくは他のポリオルガノシロキサンまたはこれらの双方であることが好ましい。
{Use ratio of other polymers}
When the liquid crystal aligning agent of this invention contains another polymer with the above-mentioned radiation sensitive polymer, as a use ratio of another polymer, it is 10 with respect to 100 weight part of radiation sensitive polymers. 1,000 parts by weight or less is preferable. The more preferable use ratio of the other polymer varies depending on the kind of the polymer contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention.
In the case where the liquid crystal aligning agent of the present invention contains at least one polymer selected from the group consisting of radiation-sensitive polyorganosiloxane and polyamic acid and polyimide, a more preferable use ratio of both is radiation-sensitive. The total amount of polyamic acid and polyimide with respect to 100 parts by weight of the functional polyorganosiloxane is 100 to 5,000 parts by weight, and more preferably 200 to 2,000 parts by weight.
On the other hand, in the case where the liquid crystal aligning agent of the present invention contains a radiation-sensitive polyorganosiloxane and another polyorganosiloxane, the more preferable use ratio of both is other than 100 parts by weight of the radiation-sensitive polyorganosiloxane. The amount of polyorganosiloxane is 100 to 2,000 parts by weight.
When the liquid crystal aligning agent of this invention contains another polymer with a radiation sensitive polymer, as a kind of other polymer, it is at least 1 sort (s) selected from the group which consists of a polyamic acid and a polyimide. Preferably it is a polymer or other polyorganosiloxane or both.
[硬化剤および硬化触媒]
上記硬化剤および硬化触媒は感放射線性重合体、好ましくは感放射線性ポリオルガノシロキサンの架橋反応をより強固にする目的で本発明の液晶配向剤に含有されることができ、上記硬化促進剤は硬化剤の司る硬化反応を促進する目的で本発明の液晶配向剤に含有されることができる。
上記硬化剤としては、エポキシ基を有する硬化性化合物またはエポキシ基を有する化合物を含有する硬化性組成物の硬化に一般に用いられている硬化剤を用いることができ、例えば多価アミン、多価カルボン酸無水物、多価カルボン酸を例示することができる。
上記多価カルボン酸無水物としては、例えばシクロヘキサントリカルボン酸の無水物およびその他の多価カルボン酸無水物を挙げることができる。
シクロヘキサントリカルボン酸無水物の具体例としては、例えばシクロヘキサン−1,3,4−トリカルボン酸−3,4−無水物、シクロヘキサン−1,3,5−トリカルボン酸−3,5−無水物、シクロヘキサン−1,2,3−トリカルボン酸−2,3−酸無水物等を挙げることができ、その他の多価カルボン酸無水物としては、例えば4−メチルテトラヒドロフタル酸無水物、メチルナジック酸無水物、ドデセニルコハク酸無水物、無水こはく酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、無水トリメリット酸、下記式(CA−1)
[Curing agent and curing catalyst]
The curing agent and the curing catalyst can be contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention for the purpose of further strengthening the crosslinking reaction of the radiation-sensitive polymer, preferably the radiation-sensitive polyorganosiloxane. It can be contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention for the purpose of promoting the curing reaction governed by the curing agent.
As the curing agent, a curable compound having an epoxy group or a curing agent generally used for curing a curable composition containing a compound having an epoxy group can be used. An acid anhydride and polyhydric carboxylic acid can be illustrated.
Examples of the polyvalent carboxylic acid anhydride include cyclohexanetricarboxylic acid anhydride and other polyvalent carboxylic acid anhydrides.
Specific examples of the cyclohexanetricarboxylic acid anhydride include, for example, cyclohexane-1,3,4-tricarboxylic acid-3,4-anhydride, cyclohexane-1,3,5-tricarboxylic acid-3,5-anhydride, cyclohexane- 1,2,3-tricarboxylic acid-2,3-acid anhydride, and the like. Examples of other polyvalent carboxylic acid anhydrides include 4-methyltetrahydrophthalic acid anhydride, methylnadic acid anhydride, Dodecenyl succinic anhydride, succinic anhydride, maleic anhydride, phthalic anhydride, trimellitic anhydride, formula (CA-1)
(式(CA−1)中、qは1〜20の整数である。)
で表される化合物およびポリアミック酸の合成に一般に用いられるテトラカルボン酸二無水物のほか、α−テルピネン、アロオシメン等の共役二重結合を有する脂環式化合物と無水マレイン酸とのディールス・アルダー反応生成物およびこれらの水素添加物等を挙げることができる。
上記硬化触媒としては、例えば6フッ化アンチモン化合物、6フッ化リン化合物、アルミニウムトリスアセチルアセトナート等を用いることができる。これらの触媒は加熱によりエポキシ基のカチオン重合を触媒することができる。
上記硬化促進剤としては、例えばイミダゾール化合物;
4級リン化合物;
4級アミン化合物;
1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7やその有機酸塩の如きジアザビシクロアルケン;
オクチル酸亜鉛、オクチル酸錫、アルミニウムアセチルアセトン錯体の如き有機金属化合物;
三フッ化ホウ素、ホウ酸トリフェニルの如きホウ素化合物;塩化亜鉛、塩化第二錫の如き金属ハロゲン化合物;
ジシアンジアミド、アミンとエポキシ樹脂との付加物の如きアミン付加型促進剤等の高融点分散型潜在性硬化促進剤;
4級フォスフォニウム塩等の表面をポリマーで被覆したマイクロカプセル型潜在性硬化促進剤;
アミン塩型潜在性硬化促進剤;
ルイス酸塩、ブレンステッド酸塩の如き高温解離型の熱カチオン重合型潜在性硬化促進剤、等を挙げることができる。
(In formula (CA-1), q is an integer of 1 to 20.)
Diels-Alder reaction of maleic anhydride with cycloaliphatic compounds having conjugated double bonds such as α-terpinene and allocymene, in addition to tetracarboxylic dianhydrides generally used for the synthesis of compounds and polyamic acids Products and their hydrogenated products can be mentioned.
As the curing catalyst, for example, an antimony hexafluoride compound, a phosphorus hexafluoride compound, aluminum trisacetylacetonate, or the like can be used. These catalysts can catalyze the cationic polymerization of epoxy groups by heating.
Examples of the curing accelerator include imidazole compounds;
Quaternary phosphorus compounds;
Quaternary amine compounds;
Diazabicycloalkenes such as 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7 and organic acid salts thereof;
Organometallic compounds such as zinc octylate, tin octylate, aluminum acetylacetone complex;
Boron compounds such as boron trifluoride and triphenyl borate; metal halides such as zinc chloride and stannic chloride;
High melting point dispersion type latent curing accelerators such as dicyandiamide, amine addition type accelerators such as adducts of amine and epoxy resin;
A microcapsule type latent curing accelerator whose surface is covered with a polymer such as a quaternary phosphonium salt;
An amine salt type latent curing accelerator;
And high temperature dissociation type thermal cationic polymerization type latent curing accelerators such as Lewis acid salts and Bronsted acid salts.
[エポキシ化合物]
上記エポキシ化合物は、形成される液晶配向膜の基板表面に対する接着性を向上させる観点から本発明の液晶配向剤に含有されることができる。
かかるエポキシ化合物としては、例えばエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、2,2−ジブロモネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,3,5,6−テトラグリシジル−2,4−ヘキサンジオール、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−m−キシレンジアミン、1,3−ビス(N,N−ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、N,N−ジグリシジル−ベンジルアミン、N,N−ジグリシジル−アミノメチルシクロヘキサン等を、好ましいものとして挙げることができる。
本発明の液晶配向剤がエポキシ化合物を含有する場合、その含有割合としては、上記の感放射線性重合体と任意的に使用される他の重合体との合計100重量部に対して、好ましくは40重量部以下であり、より好ましくは0.1〜30重量部である。
なお、本発明の液晶配向剤がエポキシ化合物を含有する場合、その架橋反応を効率良く起こす目的で、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール等の塩基触媒を併用してもよい。
[Epoxy compound]
The said epoxy compound can be contained in the liquid crystal aligning agent of this invention from a viewpoint of improving the adhesiveness with respect to the substrate surface of the liquid crystal aligning film formed.
Examples of such epoxy compounds include ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, tripropylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, and 1,6-hexane. Diol diglycidyl ether, glycerin diglycidyl ether, 2,2-dibromoneopentyl glycol diglycidyl ether, 1,3,5,6-tetraglycidyl-2,4-hexanediol, N, N, N ′, N′— Tetraglycidyl-m-xylenediamine, 1,3-bis (N, N-diglycidylaminomethyl) cyclohexane, N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-4,4′-dia Bruno diphenylmethane, N, N-diglycidyl - benzylamine, N, N-diglycidyl - aminomethyl cyclohexane, may be mentioned as being preferred.
When the liquid crystal aligning agent of this invention contains an epoxy compound, as the content rate, Preferably it is with respect to a total of 100 weight part of said radiation sensitive polymer and the other polymer used arbitrarily. It is 40 parts by weight or less, and more preferably 0.1 to 30 parts by weight.
In addition, when the liquid crystal aligning agent of this invention contains an epoxy compound, you may use together basic catalysts, such as 1-benzyl-2-methylimidazole, in order to raise | generate the crosslinking reaction efficiently.
[官能性シラン化合物]
上記官能性シラン化合物は、得られる液晶配向膜の基板との接着性を向上する目的で使用することができる。官能性シラン化合物としては、例えば3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、2−アミノプロピルトリメトキシシラン、2−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、N−エトキシカルボニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−エトキシカルボニル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−トリエトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、N−トリメトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、10−トリメトキシシリル−1,4,7−トリアザデカン、10−トリエトキシシリル−1,4,7−トリアザデカン、9−トリメトキシシリル−3,6−ジアザノニルアセテート、9−トリエトキシシリル−3,6−ジアザノニルアセテート、N−ベンジル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ベンジル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−ビス(オキシエチレン)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ビス(オキシエチレン)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−グリシジロキシプロピルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等を挙げることができ、さらに特許文献18(特開昭63−291922号公報)に記載されている如き、テトラカルボン酸二無水物とアミノ基を有するシラン化合物との反応物等を使用することができる。
本発明の液晶配向剤が官能性シラン化合物を含有する場合、その含有割合としては、上記の感放射線性重合体と任意的に使用される他の重合体との合計100重量部に対して、好ましくは50重量部以下であり、より好ましくは20重量部以下である。
[Functional silane compounds]
The said functional silane compound can be used in order to improve the adhesiveness with the board | substrate of the liquid crystal aligning film obtained. Examples of the functional silane compound include 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 2-aminopropyltrimethoxysilane, 2-aminopropyltriethoxysilane, and N- (2-aminoethyl) -3. -Aminopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-ureidopropyltrimethoxysilane, 3-ureidopropyltriethoxysilane, N-ethoxycarbonyl-3-aminopropyltri Methoxysilane, N-ethoxycarbonyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-triethoxysilylpropyltriethylenetriamine, N-trimethoxysilylpropyltriethylenetriamine, 10-trimethoxysilyl-1,4,7 Triazadecane, 10-triethoxysilyl-1,4,7-triazadecane, 9-trimethoxysilyl-3,6-diazanonyl acetate, 9-triethoxysilyl-3,6-diazanonyl acetate, N-benzyl- 3-aminopropyltrimethoxysilane, N-benzyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-bis (oxyethylene ) -3-Aminopropyltrimethoxysilane, N-bis (oxyethylene) -3-aminopropyltriethoxysilane, 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane And the patent text 18 such as those described in (JP 63-291922 JP), may be used reaction products of a silane compound having a tetracarboxylic dianhydride and an amino group.
When the liquid crystal aligning agent of the present invention contains a functional silane compound, the content ratio is 100 parts by weight in total of the radiation-sensitive polymer and other polymers optionally used. Preferably it is 50 weight part or less, More preferably, it is 20 weight part or less.
[界面活性剤]
上記界面活性剤としては、例えばノニオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、シリコーン界面活性剤、ポリアルキレンオキシド界面活性剤、含フッ素界面活性剤等を挙げることができる。
本発明の液晶配向剤が界面活性剤を含有する場合、その含有割合としては、液晶配向剤の全体100重量部に対して、好ましくは10重量部以下であり、より好ましくは1重量部以下である。
[Surfactant]
Examples of the surfactant include nonionic surfactants, anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, silicone surfactants, polyalkylene oxide surfactants, and fluorine-containing surfactants. it can.
When the liquid crystal aligning agent of this invention contains surfactant, as the content rate, Preferably it is 10 weight part or less with respect to 100 weight part of the whole liquid crystal aligning agent, More preferably, it is 1 weight part or less. is there.
<液晶配向剤>
本発明の液晶配向剤は、上述の通り、感放射線性重合体を必須成分として含有し、そのほかに必要に応じて他の成分を含有するものであるが、好ましくは各成分が有機溶媒に溶解された溶液状の組成物として調製される。
本発明の液晶配向剤を調製するために使用することのできる有機溶媒としては、感放射線性重合体および任意的に使用される他の成分を溶解し、これらと反応しないものが好ましい。
本発明の液晶配向剤に好ましく使用することのできる有機溶媒は、本発明の液晶配向剤が含有する重合体の種類により異なる。
本発明の液晶配向剤が感放射線性ポリオルガノシロキサンならびにポリアミック酸およびポリイミドよりなる群から選択される少なくとも1種の重合体を含有するものである場合、ならびに感放射線性ポリオルガノシロキサンならびにポリアミック酸およびポリイミドよりなる群から選択される少なくとも1種の重合体のほかにさらに他のポリオルガノシロキサンを含有するものである場合における好ましい有機溶剤としては、ポリアミック酸の合成に用いられるものとして上記に例示した有機溶媒を挙げることができる。これら有機溶媒は、単独でまたは2種以上組み合わせて使用することができる。
<Liquid crystal aligning agent>
As described above, the liquid crystal aligning agent of the present invention contains a radiation-sensitive polymer as an essential component, and additionally contains other components as necessary, but preferably each component is dissolved in an organic solvent. Prepared as a solution-like composition.
The organic solvent that can be used for preparing the liquid crystal aligning agent of the present invention is preferably one that dissolves the radiation-sensitive polymer and other components optionally used and does not react with them.
The organic solvent that can be preferably used in the liquid crystal aligning agent of the present invention varies depending on the type of polymer contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention.
When the liquid crystal aligning agent of the present invention contains at least one polymer selected from the group consisting of radiation-sensitive polyorganosiloxane and polyamic acid and polyimide, and radiation-sensitive polyorganosiloxane, polyamic acid and As the preferable organic solvent in the case where it contains another polyorganosiloxane in addition to at least one polymer selected from the group consisting of polyimides, it is exemplified above as being used for the synthesis of polyamic acid. Mention may be made of organic solvents. These organic solvents can be used alone or in combination of two or more.
一方、本発明の液晶配向剤が、重合体として感放射線性ポリオルガノシロキサンのみを含有するものである場合、または感放射線性ポリオルガノシロキサンおよび他のポリオルガノシロキサンを含有するがポリアミック酸およびポリイミドよりなる群から選択される少なくとも1種の重合体を含有しないものである場合における好ましい有機溶剤としては、例えば1−エトキシ−2−プロパノール、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレンブリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノアセテート、ジプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールエチルエーテル、ジプロピレングリコールプロピルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル(ブチルセロソルブ)、エチレングリコールモノアミルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコール、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、プロピルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、メチルカルビトール、エチルカルビトール、プロピルカルビトール、ブチルカルビトール、酢酸n−プロピル、酢酸i−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、酢酸sec−ブチル、酢酸n−ペンチル、酢酸sec−ペンチル、酢酸3−メトキシブチル、酢酸メチルペンチル、酢酸2−エチルブチル、酢酸2−エチルヘキシル、酢酸ベンジル、酢酸n−ヘキシル、酢酸シクロヘキシル、酢酸オクチル、酢酸アミル、酢酸イソアミル等が挙げられる。この中で好ましくは、酢酸n−プロピル、酢酸i−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、酢酸sec−ブチル、酢酸n−ペンチル、酢酸sec−ペンチル等を挙げることができる。 On the other hand, when the liquid crystal aligning agent of the present invention contains only a radiation-sensitive polyorganosiloxane as a polymer, or contains a radiation-sensitive polyorganosiloxane and another polyorganosiloxane, but from polyamic acid and polyimide Preferred organic solvents in the case of not containing at least one polymer selected from the group consisting of, for example, 1-ethoxy-2-propanol, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol Monobutyl ether, propylene glycol monoacetate, dipropylene glycol methyl ether, dipropylene glycol ethyl ether, dipropylene glycol propyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether , Ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether (butyl cellosolve), ethylene glycol monoamyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, diethylene glycol, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, propyl Cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, methyl carbitol, ethyl carbitol, propyl carbitol, butyl carbitol, n-propyl acetate, i-propyl acetate, n-butyl acetate, i-butyl acetate, sec-butyl acetate, n-acetate Pentyl, sec-pentyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, methylpentyl acetate, 2-ethylbutylacetate , 2-ethylhexyl acetate, benzyl acetate, n- hexyl, cyclohexyl acetate, octyl acetate, amyl acetate, isoamyl acetate, and the like. Of these, n-propyl acetate, i-propyl acetate, n-butyl acetate, i-butyl acetate, sec-butyl acetate, n-pentyl acetate, sec-pentyl acetate and the like can be mentioned.
本発明の液晶配向剤の調製に用いられる好ましい溶媒は、他の重合体の使用の有無およびその種類に従い、上記した有機溶媒の1種または2種以上を組み合わせて得られるものであって、下記の好ましい固形分濃度において液晶配向剤に含有される各成分が析出せず、且つ液晶配向剤の表面張力が25〜40mN/mの範囲となるものである。
本発明の液晶配向剤の固形分濃度、すなわち液晶配向剤中の溶媒以外の全成分の重量が液晶配向剤の全重量に占める割合は、粘性、揮発性等を考慮して選択されるが、好ましくは1〜10重量%の範囲である。本発明の液晶配向剤は、基板表面に塗布され、液晶配向膜となる塗膜を形成するが、固形分濃度が1重量%未満である場合には、この塗膜の膜厚が過小となって良好な液晶配向膜を得難い場合がある。一方、固形分濃度が10重量%を超える場合には、塗膜の膜厚が過大となって良好な液晶配向膜を得難く、また、液晶配向剤の粘性が増大して塗布特性が不足する場合がある。特に好ましい固形分濃度の範囲は、基板に液晶配向剤を塗布する際に採用する方法によって異なる。例えばスピンナー法による場合には1.5〜4.5重量%の範囲が特に好ましい。印刷法による場合には、固形分濃度を3〜9重量%の範囲とし、それによって溶液粘度を12〜50mPa・sの範囲とするのが特に好ましい。インクジェット法による場合には、固形分濃度を1〜5重量%の範囲とし、それによって溶液粘度を3〜15mPa・sの範囲とすることが特に好ましい。
本発明の液晶配向剤を調製する際の温度は、好ましくは、0℃〜200℃であり、より好ましくは0℃〜40℃である。
A preferred solvent used for the preparation of the liquid crystal aligning agent of the present invention is obtained by combining one or more of the above-described organic solvents according to the presence or absence of other polymers and their types, Each component contained in the liquid crystal aligning agent does not precipitate at a preferable solid content concentration, and the surface tension of the liquid crystal aligning agent is in the range of 25 to 40 mN / m.
The solid content concentration of the liquid crystal aligning agent of the present invention, that is, the ratio of the weight of all components other than the solvent in the liquid crystal aligning agent to the total weight of the liquid crystal aligning agent is selected in consideration of viscosity, volatility, Preferably it is the range of 1-10 weight%. The liquid crystal aligning agent of the present invention is applied to the substrate surface to form a coating film that becomes a liquid crystal aligning film. When the solid content concentration is less than 1% by weight, the film thickness of this coating film becomes too small. In some cases, it is difficult to obtain a good liquid crystal alignment film. On the other hand, when the solid content concentration exceeds 10% by weight, it is difficult to obtain a good liquid crystal alignment film due to excessive film thickness, and the viscosity of the liquid crystal aligning agent increases, resulting in insufficient coating characteristics. There is a case. The particularly preferable range of the solid content concentration varies depending on the method employed when the liquid crystal aligning agent is applied to the substrate. For example, when the spinner method is used, the range of 1.5 to 4.5% by weight is particularly preferable. In the case of the printing method, it is particularly preferable that the solid content concentration is in the range of 3 to 9% by weight, and thereby the solution viscosity is in the range of 12 to 50 mPa · s. In the case of the ink jet method, it is particularly preferable that the solid content concentration is in the range of 1 to 5% by weight, and thereby the solution viscosity is in the range of 3 to 15 mPa · s.
The temperature for preparing the liquid crystal aligning agent of the present invention is preferably 0 ° C. to 200 ° C., more preferably 0 ° C. to 40 ° C.
<液晶配向膜の形成方法>
本発明の液晶配向剤は、光配向法によりTN型、STN型、横電界方式(IPS型)またはVA型の液晶表示素子に用いられる液晶配向膜を形成するために好適に使用することができる。本発明の液晶配向剤は、TN型、STN型または横電界方式の液晶表示素子に適用したとき、特に横電界方式の液晶表示素子に適用したときに、本発明の効果が最大限に発揮されることとなり、好ましい。
本発明の液晶配向剤を用いて液晶配向膜を形成するには、基板上に、本発明の液晶配向剤を塗布して塗膜を形成し、該塗膜に放射線を照射する工程を経る方法によることができる。
ここで、本発明の液晶配向剤を、TN型、STN型またはVA型の液晶表示素子に適用する場合、パターニングされた透明導電膜が設けられている基板2枚を一対として、その各透明性導電膜形成面上に、本発明の液晶配向剤を塗布して塗膜を形成する。一方、本発明の液晶配向剤を、横電界方式の液晶表示素子に適用する場合には、片面に透明導電膜または金属膜が櫛歯状にパターニングされた電極を有する基板と、電極が設けられていない対向基板とを一対とし、櫛歯状電極の形成面と、対向基板の片面とに、それぞれ本発明の液晶配向剤を塗布して塗膜を形成する。
いずれの場合も、上記の基板としては、例えばフロートガラス、ソーダガラスの如きガラス、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネートの如きプラスチックからなる透明基板等を用いることができる。上記透明導電膜としては、例えばIn2O3−SnO2からなるITO膜、SnO2からなるNESA(登録商標)膜等を用いることができる。上記金属膜としては、例えばクロム等の金属からなる膜を使用することができる。透明導電膜および金属膜のパターニングには、例えばパターンなし透明導電膜を形成した後にフォト・エッチング法、スパッタ法等によりパターンを形成する方法、透明導電膜を形成する際に所望のパターンを有するマスクを用いる方法等によることができる。
<Method for forming liquid crystal alignment film>
The liquid crystal aligning agent of this invention can be used suitably in order to form the liquid crystal aligning film used for a TN type, STN type, a horizontal electric field system (IPS type), or VA type liquid crystal display element by the photo-alignment method. . When the liquid crystal aligning agent of the present invention is applied to a TN type, STN type or horizontal electric field type liquid crystal display element, particularly when applied to a horizontal electric field type liquid crystal display element, the effect of the present invention is maximized. This is preferable.
In order to form a liquid crystal alignment film using the liquid crystal aligning agent of the present invention, a method of applying a liquid crystal aligning agent of the present invention on a substrate to form a coating film and irradiating the coating film with radiation Can be.
Here, when the liquid crystal aligning agent of the present invention is applied to a TN-type, STN-type, or VA-type liquid crystal display element, a pair of two substrates each provided with a patterned transparent conductive film is used as a pair. On the conductive film forming surface, the liquid crystal aligning agent of the present invention is applied to form a coating film. On the other hand, when the liquid crystal aligning agent of the present invention is applied to a lateral electric field type liquid crystal display element, a substrate having an electrode in which a transparent conductive film or a metal film is patterned in a comb shape on one side and an electrode are provided. The liquid crystal aligning agent of this invention is apply | coated to the formation surface of a comb-like electrode, and the single side | surface of a counter substrate, respectively, and a coating film is formed in a pair.
In any case, as the substrate, for example, a glass such as float glass or soda glass, a transparent substrate made of a plastic such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethersulfone, or polycarbonate can be used. As the transparent conductive film, for example, an ITO film made of In 2 O 3 —SnO 2 or a NESA (registered trademark) film made of SnO 2 can be used. As the metal film, for example, a film made of a metal such as chromium can be used. For patterning the transparent conductive film and the metal film, for example, a method of forming a pattern by a photo-etching method or a sputtering method after forming a transparent conductive film without a pattern, or a mask having a desired pattern when forming the transparent conductive film It is possible to use a method using
基板上への液晶配向剤の塗布に際して基板または導電膜ないし電極と塗膜との接着性をさらに良好にするために、基板および電極上に、予め官能性シラン化合物、チタネート等を塗布しておいてもよい。
基板上への液晶配向剤の塗布は、好ましくはオフセット印刷法、スピンコート法、ロールコーター法、インクジェット印刷法等の適宜の塗布方法により行うことができ、次いで、塗布面を予備加熱(プレベーク)し、次いで焼成(ポストベーク)することにより塗膜を形成する。プレベーク条件は、例えば40〜120℃において0.1〜5分であり、ポストベーク条件は、好ましくは120〜300℃、より好ましくは150〜250℃において、好ましくは5〜200分、より好ましくは10〜100分である。ポストベーク後の塗膜の膜厚は、好ましくは0.001〜1μmであり、より好ましくは0.005〜0.5μmである。
このようにして形成された塗膜に、直線偏光もしくは部分偏光された放射線または無偏光の放射線を照射することにより、液晶配向能を付与する。ここで、放射線としては、例えば150〜800nmの波長の光を含む紫外線および可視光線を用いることができるが、300〜400nmの波長の光を含む紫外線が好ましい。用いる放射線が直線偏光または部分偏光している場合には、照射は基板面に垂直の方向から行っても、プレチルト角を付与するために斜め方向から行ってもよく、また、これらを組み合わせて行ってもよい。無偏光の放射線を照射する場合には、照射の方向は斜め方向である必要がある。
In order to further improve the adhesion between the substrate or the conductive film or the electrode and the coating film when the liquid crystal aligning agent is applied on the substrate, a functional silane compound, titanate, or the like is previously applied on the substrate and the electrode. May be.
The liquid crystal aligning agent can be applied onto the substrate by an appropriate application method such as an offset printing method, a spin coating method, a roll coater method, or an ink jet printing method, and then the application surface is preheated (prebaked). And then baking (post-baking) to form a coating film. The pre-bake conditions are, for example, 0.1 to 5 minutes at 40 to 120 ° C., and the post-bake conditions are preferably 120 to 300 ° C., more preferably 150 to 250 ° C., preferably 5 to 200 minutes, more preferably 10 to 100 minutes. The film thickness of the coating film after post-baking is preferably 0.001-1 μm, more preferably 0.005-0.5 μm.
By irradiating the thus formed coating film with linearly or partially polarized radiation or non-polarized radiation, liquid crystal alignment ability is imparted. Here, as radiation, for example, ultraviolet rays and visible light containing light having a wavelength of 150 to 800 nm can be used, but ultraviolet rays containing light having a wavelength of 300 to 400 nm are preferable. When the radiation used is linearly polarized or partially polarized, irradiation may be performed from a direction perpendicular to the substrate surface, or from an oblique direction to give a pretilt angle, or a combination thereof. May be. When irradiating non-polarized radiation, the direction of irradiation needs to be an oblique direction.
使用する光源としては、例えば低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、重水素ランプ、メタルハライドランプ、アルゴン共鳴ランプ、キセノンランプ、エキシマーレーザー等を使用することができる。前記の好ましい波長領域の紫外線は、前記光源を、例えばフィルター、回折格子等と併用する手段等により得ることができる。
放射線の照射量としては、好ましくは1J/m2以上10,000J/m2未満であり、より好ましくは10〜3,000J/m2である。なお、従来知られている液晶配向剤から形成された塗膜に光配向法により液晶配向能を付与する場合、10,000J/m2以上の放射線照射量が必要であった。しかし本発明の液晶配向剤を用いると、光配向法の際の放射線照射量が3,000J/m2以下、さらに1,000J/m2以下であっても良好な液晶配向能を付与することができ、液晶表示素子の生産性向上と製造コストの削減に資する。
As a light source to be used, for example, a low pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, a deuterium lamp, a metal halide lamp, an argon resonance lamp, a xenon lamp, an excimer laser, or the like can be used. The ultraviolet rays in the preferable wavelength region can be obtained by means of using the light source in combination with, for example, a filter, a diffraction grating, or the like.
The irradiation dose of radiation, preferably less than 1 J / m 2 or more 10,000 J / m 2, more preferably from 10~3,000J / m 2. In addition, when providing the liquid crystal aligning ability by the photo-alignment method to the coating film formed from the conventionally known liquid crystal aligning agent, the irradiation dose of 10,000 J / m < 2 > or more was required. However, when the liquid crystal aligning agent of the present invention is used, a good liquid crystal aligning ability can be imparted even when the radiation irradiation amount in the photo-alignment method is 3,000 J / m 2 or less, and further 1,000 J / m 2 or less. This contributes to improving the productivity of liquid crystal display elements and reducing manufacturing costs.
<液晶表示素子の製造方法>
本発明の液晶配向剤を用いて形成される液晶表示素子は、例えば以下のようにして製造することができる。
先ず、上記のようにして液晶配向膜が形成された一対の基板を準備し、この一対の基板間に液晶が狭持された構成の液晶セルを製造する。液晶セルを製造するには、例えば以下の2つの方法が挙げられる。
第一の方法は、従来から知られている方法である。先ず、それぞれの液晶配向膜が対向するように間隙(セルギャップ)を介して2枚の基板を対向配置し、2枚の基板の周辺部をシール剤を用いて貼り合わせ、基板表面およびシール剤により区画されたセルギャップ内に液晶を注入充填した後、注入孔を封止することにより、液晶セルを製造することができる。
第二の方法は、ODF(One Drop Fill)方式と呼ばれる手法である。液晶配向膜を形成した2枚の基板のうちの一方の基板上の所定の場所に例えば紫外光硬化性のシール材を塗布し、さらに液晶配向膜面上に液晶を滴下した後、液晶配向膜が対向するように他方の基板を貼り合わせ、次いで基板の全面に紫外光を照射してシール剤を硬化することにより、液晶セルを製造することができる。
いずれの方法による場合でも、次いで、液晶セルを、用いた液晶が等方相をとる温度まで加熱した後、室温まで徐冷することにより、液晶充填時の流動配向を除去することが望ましい。
そして、液晶セルの外側表面に偏光板を貼り合わせることにより、本発明の液晶表示素子を得ることができる。ここで、液晶配向膜が形成された2枚の基板における、照射した直線偏光放射線の偏光方向のなす角度およびそれぞれの基板と偏光板との角度を適当に調整することにより、所望の液晶表示素子を得ることができる。
<Method for manufacturing liquid crystal display element>
The liquid crystal display element formed using the liquid crystal aligning agent of this invention can be manufactured as follows, for example.
First, a pair of substrates on which a liquid crystal alignment film is formed as described above is prepared, and a liquid crystal cell having a configuration in which liquid crystals are sandwiched between the pair of substrates is manufactured. In order to manufacture a liquid crystal cell, the following two methods are mentioned, for example.
The first method is a conventionally known method. First, two substrates are arranged to face each other through a gap (cell gap) so that the respective liquid crystal alignment films are opposed to each other, and the peripheral portions of the two substrates are bonded using a sealant, and the substrate surface and the sealant are bonded. A liquid crystal cell can be manufactured by injecting and filling liquid crystal into the cell gap partitioned by the step, and then sealing the injection hole.
The second method is a method called an ODF (One Drop Fill) method. For example, an ultraviolet light curable sealing material is applied to a predetermined location on one of the two substrates on which the liquid crystal alignment film is formed, and liquid crystal is dropped on the liquid crystal alignment film surface. The other substrate is bonded so as to face each other, and then the entire surface of the substrate is irradiated with ultraviolet light to cure the sealant, whereby a liquid crystal cell can be manufactured.
In any case, it is desirable to remove the flow alignment at the time of filling the liquid crystal by heating the liquid crystal cell to a temperature at which the liquid crystal used has an isotropic phase and then gradually cooling it to room temperature.
And the liquid crystal display element of this invention can be obtained by bonding a polarizing plate on the outer surface of a liquid crystal cell. Here, in the two substrates on which the liquid crystal alignment film is formed, a desired liquid crystal display element can be obtained by appropriately adjusting the angle formed by the polarization direction of the irradiated linearly polarized radiation and the angle between each substrate and the polarizing plate. Can be obtained.
前記シール剤としては、例えばスペーサーとしての酸化アルミニウム球および硬化剤を含有するエポキシ樹脂等を用いることができる。
前記液晶としては、例えばネマティック型液晶、スメクティック型液晶等を用いることができる。ネマティック型液晶を形成する正の誘電異方性を有するものが好ましく、例えばビフェニル系液晶、フェニルシクロヘキサン系液晶、エステル系液晶、ターフェニル系液晶、ビフェニルシクロヘキサン系液晶、ピリミジン系液晶、ジオキサン系液晶、ビシクロオクタン系液晶、キュバン系液晶等が用いられる。また前記液晶に、例えばコレスチルクロライド、コレステリルノナエート、コレステリルカーボネート等のコレステリック液晶;
商品名「C−15」、「CB−15」(以上、メルク社製)として販売されているようなカイラル剤;
p−デシロキシベンジリデン−p−アミノ−2−メチルブチルシンナメート等の強誘電性液晶等を、さらに添加して使用してもよい。
液晶セルの外側に使用される偏光板としては、ポリビニルアルコールを延伸配向させながらヨウ素を吸収させた「H膜」と呼ばれる偏光膜を酢酸セルロース保護膜で挟んだ偏光板、またはH膜そのものからなる偏光板等を挙げることができる。
かくして製造された本発明の液晶表示素子は液晶分子の配向規制力に優れるから表示特性に優れるものである。
As the sealing agent, for example, an aluminum oxide sphere as a spacer and an epoxy resin containing a curing agent can be used.
As the liquid crystal, for example, a nematic liquid crystal, a smectic liquid crystal, or the like can be used. Those having positive dielectric anisotropy forming a nematic liquid crystal are preferred, such as biphenyl liquid crystal, phenyl cyclohexane liquid crystal, ester liquid crystal, terphenyl liquid crystal, biphenyl cyclohexane liquid crystal, pyrimidine liquid crystal, dioxane liquid crystal, Bicyclooctane liquid crystal, cubane liquid crystal, or the like is used. In addition, the liquid crystal includes, for example, cholesteric liquid crystals such as cholestyl chloride, cholesteryl nonate, and cholesteryl carbonate;
Chiral agents such as those sold under the trade names “C-15” and “CB-15” (Merck)
A ferroelectric liquid crystal such as p-decyloxybenzylidene-p-amino-2-methylbutylcinnamate may be further added and used.
The polarizing plate used outside the liquid crystal cell is composed of a polarizing film called “H film” in which polyvinyl alcohol is stretched and oriented while absorbing iodine and sandwiched between cellulose acetate protective films, or the H film itself. A polarizing plate etc. can be mentioned.
The liquid crystal display element of the present invention thus produced is excellent in display characteristics since it is excellent in the alignment regulating power of liquid crystal molecules.
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。
以下の合成例における重量平均分子量Mwは、それぞれ下記の条件のゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定したポリスチレン換算値である。
カラム:東ソー(株)製、TSKgelGRCXLII
溶剤:テトラヒドロフラン
温度:40℃
圧力:68kgf/cm2
なお、以下の合成例においては、原料化合物および重合体の合成を下記の合成スケールで必要に応じて繰り返すことにより、以降の実施例における必要量を確保した。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
The weight average molecular weight Mw in the following synthesis examples is a polystyrene conversion value measured by gel permeation chromatography under the following conditions.
Column: Tosoh Co., Ltd., TSKgelGRCXLII
Solvent: Tetrahydrofuran Temperature: 40 ° C
Pressure: 68 kgf / cm 2
In the following synthesis examples, the necessary amounts in the following examples were ensured by repeating the synthesis of the raw material compound and the polymer as necessary at the following synthesis scale.
<エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンの合成例>
合成例ES1
撹拌機、温度計、滴下漏斗および還流冷却管を備えた反応容器に、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン100.0g、メチルイソブチルケトン500gおよびトリエチルアミン10.0gを仕込み、室温で混合した。
次いで、脱イオン水100gを滴下漏斗から30分かけて滴下した後、還流下で混合しつつ、80℃で6時間反応を行った。反応終了後、有機層を取り出し、これを0.2重量%硝酸アンモニウム水溶液により洗浄後の水が中性になるまで洗浄した後、減圧下で溶媒および水を留去することにより、エポキシ基を有するポリオルガノシロキサン(ES−1)を粘調な透明液体として得た。
このエポキシ基を有するポリオルガノシロキサンについて、1H−NMR分析を行なったところ、化学シフト(δ)=3.2ppm付近にエポキシ基に基づくピークが理論強度どおりに得られ、反応中にエポキシ基の副反応が起こっていないことが確認された。
このエポキシ基を有するポリオルガノシロキサン(ES−1)の粘度、Mwおよびエポキシ当量を表1に示した。
合成例ES2〜3
仕込み原料を表1に示すとおりとした以外は、合成例1と同様にしてエポキシ基を有するポリオルガノシロキサン(ES−2)および(ES−3)を、それぞれ粘調な透明液体として得た。
これらのエポキシ基を有するポリオルガノシロキサンのMwおよびエポキシ当量を表1に示した。
なお、表1において、原料シラン化合物の略称は、それぞれ以下の意味である。
ECETS:2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン
MTMS:メチルトリメトキシシラン
PTMS:フェニルトリメトキシシラン
<Synthesis Example of Polyorganosiloxane Having Epoxy Group>
Synthesis example ES1
A reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, dropping funnel and reflux condenser was charged with 100.0 g of 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 500 g of methyl isobutyl ketone and 10.0 g of triethylamine at room temperature. Mixed.
Next, 100 g of deionized water was dropped from the dropping funnel over 30 minutes, and the reaction was performed at 80 ° C. for 6 hours while mixing under reflux. After completion of the reaction, the organic layer is taken out and washed with 0.2 wt% ammonium nitrate aqueous solution until the water after washing becomes neutral, and then the solvent and water are distilled off under reduced pressure to have an epoxy group. Polyorganosiloxane (ES-1) was obtained as a viscous transparent liquid.
As a result of 1 H-NMR analysis of the polyorganosiloxane having an epoxy group, a peak based on the epoxy group was obtained in the vicinity of chemical shift (δ) = 3.2 ppm according to the theoretical intensity. It was confirmed that no side reaction occurred.
Table 1 shows the viscosity, Mw, and epoxy equivalent of the polyorganosiloxane (ES-1) having this epoxy group.
Synthesis example ES2-3
Polyorganosiloxanes (ES-2) and (ES-3) having an epoxy group were obtained as viscous transparent liquids in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the raw materials used were as shown in Table 1.
Table 1 shows the Mw and epoxy equivalent of the polyorganosiloxane having these epoxy groups.
In Table 1, the abbreviations of the raw material silane compounds have the following meanings.
ECETS: 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane MTMS: methyltrimethoxysilane PTMS: phenyltrimethoxysilane
<特定カルボン酸の合成例>
下記スキーム1
<Example of synthesis of specific carboxylic acid>
Scheme 1 below
に従って、化合物(3−1)、(3−2)および(3−3)を、それぞれ調製した。ただし、上記スキーム1において、Rが水素原子である場合の生成物が化合物(3−1)であり、Rがフッ原子である場合の生成物が化合物(3−2)であり、Rがシクロヘキシル基である場合の生成物が化合物(3−3)である。
以下の合成操作は不活性雰囲気中で行った。
Thus, compounds (3-1), (3-2) and (3-3) were respectively prepared. However, in the scheme 1, the product when R is a hydrogen atom is the compound (3-1), the product when R is a fluorine atom is the compound (3-2), and R is cyclohexyl. When it is a group, the product is the compound (3-3).
The following synthesis operation was performed in an inert atmosphere.
合成例(3)−1
冷却管および滴下ロートを備えた3Lの三口フラスコに、インデン0.39モルおよびテトラメチルアンモニウムヒドロキシドの40重量%エタノール溶液(ベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキシド0.88モル相当量)を仕込み、40℃に加熱した。ここにグリオキシル酸の50重量%水溶液(グリオキシル酸0.59モル相当量)を滴下し、50℃で1時間撹拌下に反応を行った。反応終了後、反応混合物に純水700mLおよびトルエン1Lを加え、さらに1N硫酸を加えて水層のpHを約2に調節した。次いで70℃まで昇温して十分に撹拌した後、有機層を取り出して水洗した。この有機層につき、1N塩化アンモニウム水溶液および1Nアンモニア水からなる混合水溶液(pHは約8)を用いて抽出操作を数回行った。得られた水層を合わせ、1,2−ジクロロエタンを加え、さらに1N塩酸を加えて水相のpHを約2とした後、震とうした。有機層を取り出し、溶媒を留去して得られた固体につき、トルエンから再結晶することにより、化合物(3−1)26.9gを得た。
合成例(3)−2および(3)−3
上記合成例(3)−1において、インデンの代わりに5−フルオロインデン(合成例(3)−2)および5−シクロヘキシルインデン(合成例(3)−3)のそれぞれ0.39モルを用いたほかは合成例(3)−1と同様に実施して、化合物(3−2)33gおよび化合物(3−3)29gをそれぞれ得た。
Synthesis Example (3) -1
A 3 L three-necked flask equipped with a condenser and a dropping funnel was charged with 0.39 mol of indene and a 40 wt% ethanol solution of tetramethylammonium hydroxide (equivalent to 0.88 mol of benzyltrimethylammonium hydroxide) at 40 ° C. Heated. A 50% by weight aqueous solution of glyoxylic acid (corresponding to 0.59 mol of glyoxylic acid) was added dropwise thereto and reacted at 50 ° C. with stirring for 1 hour. After completion of the reaction, 700 mL of pure water and 1 L of toluene were added to the reaction mixture, and 1N sulfuric acid was further added to adjust the pH of the aqueous layer to about 2. Subsequently, after heating up to 70 degreeC and fully stirring, the organic layer was taken out and washed with water. This organic layer was extracted several times using a mixed aqueous solution (pH is about 8) composed of 1N aqueous ammonium chloride and 1N aqueous ammonia. The obtained aqueous layers were combined, 1,2-dichloroethane was added, 1N hydrochloric acid was further added to adjust the pH of the aqueous phase to about 2, and the mixture was shaken. The organic layer was taken out, and the solid obtained by distilling off the solvent was recrystallized from toluene to obtain 26.9 g of Compound (3-1).
Synthesis examples (3) -2 and (3) -3
In the synthesis example (3) -1, 0.39 mol of 5-fluoroindene (synthesis example (3) -2) and 5-cyclohexylindene (synthesis example (3) -3) was used instead of indene. Otherwise in the same manner as in Synthesis Example (3) -1, 33 g of Compound (3-2) and 29 g of Compound (3-3) were obtained.
<カルボン酸の比較合成例>
合成例R−1
下記スキーム2
<Comparative synthesis example of carboxylic acid>
Synthesis Example R-1
Scheme 2 below
に従って、比較用カルボン酸(R−1)を合成した。
200mLの三口フラスコに、4−ヒドロキシカルコン11.21g、ブロモ酢酸エチル8.35g、炭酸カリウム13.8gおよびジメチルアセトアミド100mLを仕込み、120℃で7時間撹拌下に反応を行った。反応終了後、反応溶液を室温で冷却した後、酢酸エチル100mLを加えた。有機層を水洗した後、減圧にて溶媒を除去して得られた固体につき、エタノールおよび水からなる混合溶媒(エタノール:水=4:1(容積比))から再結晶を行い、中間体である化合物(R−1a)11.4gを得た。
次いで、冷却管を備えた500mLの三口フラスコに、上記化合物(R−1a)6.2g、水酸化ナトリウム2g、エタノール200mLおよび水50mLを仕込み、還流下で3時間撹拌しつつ反応を行った。反応終了後、反応混合物を冷却後、希塩酸を加えて酸性とした後、酢酸エチルを500mL加えて分液抽出を行った。得られた有機層を水洗した後、減圧下で溶媒を除去することにより、化合物(R−1)4.1gを得た。
The carboxylic acid for comparison (R-1) was synthesized according to
A 200 mL three-necked flask was charged with 11.21 g of 4-hydroxychalcone, 8.35 g of ethyl bromoacetate, 13.8 g of potassium carbonate and 100 mL of dimethylacetamide, and reacted at 120 ° C. with stirring for 7 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was cooled at room temperature, and 100 mL of ethyl acetate was added. After washing the organic layer with water, the solid obtained by removing the solvent under reduced pressure was recrystallized from a mixed solvent consisting of ethanol and water (ethanol: water = 4: 1 (volume ratio)), 11.4 g of a certain compound (R-1a) was obtained.
Next, 6.2 g of the above compound (R-1a), 2 g of sodium hydroxide, 200 mL of ethanol and 50 mL of water were charged into a 500 mL three-necked flask equipped with a condenser, and the reaction was carried out with stirring for 3 hours under reflux. After completion of the reaction, the reaction mixture was cooled, acidified with dilute hydrochloric acid, and then 500 mL of ethyl acetate was added for liquid separation extraction. The obtained organic layer was washed with water, and then the solvent was removed under reduced pressure to obtain 4.1 g of Compound (R-1).
<感放射線性ポリオルガノシロキサンの合成例>
合成例S−1
100mLの三口フラスコに、上記合成例ES−1で得たエポキシ基を有するポリオルガノシロキサン(ES−1)9.3g、メチルイソブチルケトン26g、上記合成例(3)−1で得た化合物(3−1)4.30gおよびUCAT 18X(商品名。サンアプロ(株)製の4級アミン塩である。)0.10gを仕込み、80℃で12時間撹拌下に反応を行った。反応終了後、反応混合物にメタノールを加えて生成した沈殿物を回収し、これを酢酸エチルに溶解して得た溶液を3回水洗した後、溶剤を留去することにより、感放射線性ポリオルガノシロキサン(S−1)を白色粉末として9g得た。感放射線性ポリオルガノシロキサン(S−1)の重量平均分子量Mwは5,500であった。
合成例S−2およびS−3
上記合成例S−1において、エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンおよびカルボン酸(上記式(3)で表される化合物)の種類および使用量を、それぞれ表2に記載のとおりしたほかは合成例S−1と同様にして、感放射線性ポリオルガノシロキサン(S−2)および(S−3)をそれぞれ得た。これらの感放射線性ポリオルガノシロキサンの重量平均分子量Mwを、表2に合わせて示した。
<Synthesis example of radiation-sensitive polyorganosiloxane>
Synthesis Example S-1
In a 100 mL three-necked flask, 9.3 g of polyorganosiloxane (ES-1) having an epoxy group obtained in Synthesis Example ES-1, 26 g of methyl isobutyl ketone, compound (3) obtained in Synthesis Example (3) -1 -1) 4.30 g and UCAT 18X (trade name, a quaternary amine salt manufactured by San Apro Co., Ltd.) 0.10 g were charged and reacted at 80 ° C. with stirring for 12 hours. After completion of the reaction, methanol was added to the reaction mixture to collect a precipitate, which was dissolved in ethyl acetate, washed with water three times, and then the solvent was distilled off to remove the radiation-sensitive polyorgano. 9 g of siloxane (S-1) was obtained as a white powder. The weight average molecular weight Mw of the radiation sensitive polyorganosiloxane (S-1) was 5,500.
Synthesis Examples S-2 and S-3
In Synthesis Example S-1, Synthesis Example S except that the types and amounts of the polyorganosiloxane having an epoxy group and the carboxylic acid (compound represented by the above formula (3)) were used as shown in Table 2 respectively. In the same manner as in Example 1, radiation-sensitive polyorganosiloxanes (S-2) and (S-3) were obtained. Table 2 shows the weight average molecular weights Mw of these radiation-sensitive polyorganosiloxanes.
<感放射線性ポリオルガノシロキサンの比較合成例>
合成例RS−1
上記合成例S−1において、化合物(3−1)の代わりに上記合成例R−1で得た化合物(R−1)3.52gを使用したほかは合成例S−1と同様にして、感放射線性ポリオルガノシロキサン(RS−1)を得た。感放射線性ポリオルガノシロキサン(RS−1)の重量平均分子量Mwを、表2に示した。
<Comparative synthesis example of radiation-sensitive polyorganosiloxane>
Synthesis example RS-1
In Synthesis Example S-1, except that 3.52 g of Compound (R-1) obtained in Synthesis Example R-1 was used instead of Compound (3-1), the same as Synthesis Example S-1, Radiation sensitive polyorganosiloxane (RS-1) was obtained. Table 2 shows the weight average molecular weight Mw of the radiation-sensitive polyorganosiloxane (RS-1).
<他の重合体の合成例>
[ポリアミック酸の合成例]
合成例PA−1
シクロブタンテトラカルボン酸二無水物19.61g(0.1モル)と4,4’−ジアミノ−2,2’−ジメチルビフェニル21.23g(0.1モル)とをN−メチル−2−ピロリドン367.6gに溶解し、室温で6時間反応を行った。次いで、反応混合物を大過剰のメタノール中に注ぎ、反応生成物を沈澱させた。沈殿物を回収してメタノールで洗浄し、減圧下40℃で15時間乾燥することにより、ポリアミック酸(PA−1)を35g得た。
合成例PA−2
2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物22.4g(0.1モル)とシクロヘキサンビス(メチルアミン)14.23g(0.1モル)とをN−メチル−2−ピロリドン329.3gに溶解し、60℃で6時間反応を行った。次いで、反応混合物を大過剰のメタノール中に注ぎ、反応生成物を沈澱させた。沈殿物をメタノールで洗浄し、減圧下40℃で15時間乾燥することにより、ポリアミック酸(PA−2)を32g得た。
このポリアミック酸(PA−2)は、その一部を後述の実施例において液晶配向剤の調製に供し、残余の部分を下記のポリイミドの合成に供した。
<Synthesis examples of other polymers>
[Synthesis example of polyamic acid]
Synthesis example PA-1
Cyclobutanetetracarboxylic dianhydride 19.61 g (0.1 mol) and 4,4′-diamino-2,2′-dimethylbiphenyl 21.23 g (0.1 mol) were combined with N-methyl-2-pyrrolidone 367. Then, the reaction was carried out at room temperature for 6 hours. The reaction mixture was then poured into a large excess of methanol to precipitate the reaction product. The precipitate was collected, washed with methanol, and dried under reduced pressure at 40 ° C. for 15 hours to obtain 35 g of polyamic acid (PA-1).
Synthesis example PA-2
2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride (22.4 g, 0.1 mol) and cyclohexanebis (methylamine) (14.23 g, 0.1 mol) were mixed with N-methyl-2-pyrrolidone (329.3 g). And reacted at 60 ° C. for 6 hours. The reaction mixture was then poured into a large excess of methanol to precipitate the reaction product. The precipitate was washed with methanol and dried under reduced pressure at 40 ° C. for 15 hours to obtain 32 g of polyamic acid (PA-2).
A part of this polyamic acid (PA-2) was subjected to preparation of a liquid crystal aligning agent in Examples described later, and the remaining part was subjected to synthesis of the following polyimide.
[ポリイミドの合成]
合成例PI−1
上記合成例PA−2で得たポリアミック酸(PA−2)を17.5gとり、これにN−メチル−2−ピロリドン232.5g、ピリジン3.8gおよび無水酢酸4.9gを添加して120℃において4時間イミド化反応を行った。得られた反応混合物を大過剰のメタノール中に注ぎ、反応生成物を沈澱させた。沈殿物をメタノールで洗浄し、減圧下で15時間乾燥することにより、ポリイミド(PI−1)を15g得た。
[Synthesis of polyimide]
Synthesis example PI-1
17.5 g of the polyamic acid (PA-2) obtained in Synthesis Example PA-2 was taken, and 232.5 g of N-methyl-2-pyrrolidone, 3.8 g of pyridine and 4.9 g of acetic anhydride were added thereto, and 120 The imidization reaction was performed at 4 ° C. for 4 hours. The resulting reaction mixture was poured into a large excess of methanol to precipitate the reaction product. The precipitate was washed with methanol and dried under reduced pressure for 15 hours to obtain 15 g of polyimide (PI-1).
実施例1
<液晶配向剤の調製>
上記実施例S−1で得た感放射線性ポリオルガノシロキサン(S−1)100重量部および他の重合体として上記合成例PA−1で得たポリアミック酸(PA−1)1,000重量部を、N−メチル−2−ピロリドンおよびブチルセロソルブからなる混合溶媒(N−メチル−2−ピロリドン:ブチルセロソルブ=50:50(重量比))に溶解し、固形分濃度が3.0重量%の溶液とした。この溶液を孔径1μmのフィルターで濾過することにより、液晶配向剤を調製した。
<液晶表示素子の製造>
櫛歯状にパターニングされたクロム製金属電極を有するガラス基板の電極形成面と、電極が設けられていない対向ガラス基板の一面とに、上記で調製した液晶配向剤をスピンナーを用いてそれぞれ塗布し、80℃のホットプレートで1分間プレベークを行った後、庫内を窒素置換したオーブン中で200℃で1時間ポストベークして膜厚0.1μmの塗膜を形成した。次いでこの塗膜表面に、Hg−Xeランプおよびグランテーラープリズムを用いて313nmの輝線を含む偏光紫外線600J/m2を基板の法線方向からそれぞれ照射して液晶配向膜を有する一対の基板を得た。
上記一対の基板のうちのクロム製金属電極を有する基板の液晶配向膜を形成した面の外周に、直径5.5μmの酸化アルミニウム球入りエポキシ樹脂接着剤をスクリーン印刷により塗布した後、一対の基板の液晶配向膜面を対向させ、各基板の紫外線照射時の方向が互いに逆方向となるように圧着し、150℃で1時間加熱して接着剤を熱硬化した。次いで、液晶注入口より基板間の間隙に、メルク社製液晶、MLC−7028を充填した後、エポキシ系接着剤で液晶注入口を封止した。さらに、液晶注入時の流動配向を除くために、これを150℃で加熱してから室温まで徐冷した。次に基板の外側両面に、偏光板を、その偏光方向が互いに直交し、かつ、液晶配向膜の紫外線の光軸の基板面への射影方向と直交するように貼り合わせることにより、横電界方式の液晶表示素子を製造した。
Example 1
<Preparation of liquid crystal aligning agent>
100 parts by weight of the radiation-sensitive polyorganosiloxane (S-1) obtained in Example S-1 and 1,000 parts by weight of the polyamic acid (PA-1) obtained in Synthesis Example PA-1 as another polymer Is dissolved in a mixed solvent consisting of N-methyl-2-pyrrolidone and butyl cellosolve (N-methyl-2-pyrrolidone: butyl cellosolve = 50: 50 (weight ratio)), and a solution having a solid content concentration of 3.0% by weight did. A liquid crystal aligning agent was prepared by filtering this solution through a filter having a pore diameter of 1 μm.
<Manufacture of liquid crystal display elements>
The liquid crystal aligning agent prepared above was applied to the electrode forming surface of the glass substrate having chromium metal electrodes patterned in a comb shape and one surface of the counter glass substrate not provided with an electrode using a spinner. Then, after pre-baking for 1 minute on an 80 ° C. hot plate, it was post-baked at 200 ° C. for 1 hour in an oven in which the inside of the cabinet was replaced with nitrogen to form a coating film having a thickness of 0.1 μm. Next, a pair of substrates having a liquid crystal alignment film is obtained by irradiating the surface of the coating film with polarized ultraviolet rays 600 J / m 2 including a 313 nm emission line from the normal direction of the substrate using a Hg—Xe lamp and a Grand Taylor prism. It was.
An epoxy resin adhesive containing aluminum oxide spheres having a diameter of 5.5 μm is applied to the outer periphery of the surface of the pair of substrates having a chromium metal electrode on which the liquid crystal alignment film is formed, and then the pair of substrates. The liquid crystal alignment film surfaces were opposed to each other, and the substrates were pressure-bonded so that the directions at the time of ultraviolet irradiation were opposite to each other, and heated at 150 ° C. for 1 hour to thermally cure the adhesive. Next, a liquid crystal injection, MLC-7028, was filled into the gap between the substrates from the liquid crystal injection port, and then the liquid crystal injection port was sealed with an epoxy adhesive. Furthermore, in order to remove the flow alignment during liquid crystal injection, this was heated at 150 ° C. and then gradually cooled to room temperature. Next, a polarizing plate is bonded to both the outer surfaces of the substrate so that the polarization directions thereof are orthogonal to each other and the direction of projection of the optical axis of the liquid crystal alignment film to the substrate surface is orthogonal to each other. A liquid crystal display element was manufactured.
<液晶表示素子の評価>
この液晶表示素子につき、以下の方法により評価した。評価結果は表3に示した。
(1)液晶配向性の評価
上記で製造した液晶表示素子につき、5Vの電圧をON・OFF(印加・解除)したときの明暗の変化における異常ドメインの有無を光学顕微鏡により観察し、異常ドメインが観察されなかった場合を液晶配向性「良」とし、異常ドメインが観察された場合を液晶配向性「不良」として評価した。
(2)電圧保持率の評価
上記で製造した液晶表示素子に、60℃において5Vの電圧を60マイクロ秒の印加時間、167ミリ秒のスパンで印加した後、印加解除から167ミリ秒後の電圧保持率を測定した。測定装置は(株)東陽テクニカ製、VHR−1を使用した。
<Evaluation of liquid crystal display element>
This liquid crystal display element was evaluated by the following method. The evaluation results are shown in Table 3.
(1) Evaluation of liquid crystal alignment The presence or absence of an abnormal domain in a change in brightness when a voltage of 5 V is turned ON / OFF (applied / released) is observed with an optical microscope for the liquid crystal display element manufactured above. The case where it was not observed was evaluated as “good” liquid crystal alignment, and the case where an abnormal domain was observed was evaluated as “bad” liquid crystal alignment.
(2) Evaluation of voltage holding ratio After applying a voltage of 5 V to the liquid crystal display element manufactured above at 60 ° C. with an application time of 60 microseconds and a span of 167 milliseconds, the voltage after 167 milliseconds from the release of application Retention was measured. As a measuring device, VHR-1 manufactured by Toyo Corporation was used.
実施例2〜8および比較例1
上記実施例1において、感放射線性ポリオルガノシロキサンの種類ならびに他の重合体の種類および量をそれぞれ表3に記載のように変更したほかは実施例1と同様にして液晶表示素子を調製し、液晶表示素子を製造して評価した。評価結果は表3に示した。
なお、比較例1においては、液晶表示素子製造時の偏光紫外線照射量を1,000J/m2とした。
Examples 2 to 8 and Comparative Example 1
In Example 1, a liquid crystal display element was prepared in the same manner as in Example 1 except that the type of radiation-sensitive polyorganosiloxane and the type and amount of other polymers were changed as shown in Table 3, respectively. A liquid crystal display element was manufactured and evaluated. The evaluation results are shown in Table 3.
In Comparative Example 1, the amount of polarized ultraviolet rays irradiated during the production of the liquid crystal display element was 1,000 J / m 2 .
Claims (10)
で表される基であり、Xは単結合、酸素原子、硫黄原子、メチレン基、炭素数2または3のアルキレン基、−CH=CH−、−NH−、*−COO−または*−OCO−(ただし「*」を付した結合手がR2と結合する。)であり、Z1およびZ2のうちの片方はカルボニル基であり、もう片方はメチレン基または酸素原子であり、aは0〜3の整数であり、bは0または1であり、cは0〜3の整数であり、ただしaが2または3のとき、複数存在するR2およびXは、それぞれ同一であっても相違していてもよい。)
のそれぞれで表される構造よりなる群から選択される少なくとも1種の構造を有する感放射線性重合体を含有することを特徴とする、液晶配向剤。 The following formulas (1 ′) to (3 ′)
X is a single bond, oxygen atom, sulfur atom, methylene group, alkylene group having 2 or 3 carbon atoms, —CH═CH—, —NH—, * —COO— or * —OCO—. (However, a bond marked with “*” is bonded to R 2. ), One of Z 1 and Z 2 is a carbonyl group, the other is a methylene group or an oxygen atom, and a is 0 Is an integer of ˜3, b is 0 or 1, c is an integer of 0 to 3, provided that when a is 2 or 3, a plurality of R 2 and X may be the same or different You may do it. )
A liquid crystal aligning agent comprising a radiation-sensitive polymer having at least one structure selected from the group consisting of the structures represented by each of:
エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンと、
下記式(1)〜(3)
のそれぞれで表される化合物よりなる群から選択される少なくとも1種と
の反応生成物である、請求項2に記載の液晶配向剤。 The radiation sensitive polyorganosiloxane is
A polyorganosiloxane having an epoxy group;
Following formula (1)-(3)
The liquid crystal aligning agent of Claim 2 which is a reaction product with at least 1 sort (s) selected from the group which consists of a compound represented by each of these.
The group R 1 in the above formulas (1 ′) to (3 ′) is an alkyl group having 5 to 30 carbon atoms or a fluoroalkyl group having 5 to 30 carbon atoms, or a monovalent group having a steroid skeleton. The liquid crystal display element according to claim 7, wherein the liquid crystal display element is a vertical alignment type liquid crystal display element.
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