JP6676932B2 - Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal display device - Google Patents
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Description
本発明は、新規な重合体組成物(液晶配向剤)と、それを用いる横電界駆動型液晶表示素子用液晶配向膜、および当該配向膜を有する基板の製造方法に関する。さらに詳しくは、焼き付き特性に優れる液晶表示素子を製造するための新規な方法に関する。 The present invention relates to a novel polymer composition (liquid crystal alignment agent), a liquid crystal alignment film for a horizontal electric field drive type liquid crystal display element using the same, and a method for producing a substrate having the alignment film. More specifically, the present invention relates to a novel method for manufacturing a liquid crystal display device having excellent image sticking characteristics.
液晶表示素子は、軽量、薄型かつ低消費電力の表示デバイスとして知られ、近年では大型のテレビ用途に用いられるなど、目覚ましい発展を遂げている。液晶表示素子は、例えば、電極を備えた透明な一対の基板により液晶層を挟持して構成される。そして、液晶表示素子では、液晶が基板間で所望の配向状態となるように有機材料からなる有機膜が液晶配向膜として使用されている。 2. Description of the Related Art Liquid crystal display elements are known as light-weight, thin, and low-power-consumption display devices, and have been remarkably developed in recent years, such as being used for large-sized televisions. The liquid crystal display element is configured, for example, by sandwiching a liquid crystal layer between a pair of transparent substrates provided with electrodes. In the liquid crystal display device, an organic film made of an organic material is used as a liquid crystal alignment film so that the liquid crystal is in a desired alignment state between the substrates.
すなわち、液晶配向膜は、液晶表示素子の構成部材であって、液晶を挟持する基板の液晶と接する面に形成され、その基板間で液晶を一定の方向に配向させるという役割を担っている。そして、液晶配向膜には、液晶を、例えば、基板に対して平行な方向など、一定の方向に配向させるという役割に加え、液晶のプレチルト角を制御するという役割を求められることがある。こうした液晶配向膜における、液晶の配向を制御する能力(以下、配向制御能と言う。)は、液晶配向膜を構成する有機膜に対して配向処理を行うことによって与えられる。 That is, the liquid crystal alignment film is a constituent member of the liquid crystal display element, and is formed on a surface of the substrate that sandwiches the liquid crystal, in contact with the liquid crystal, and has a role of aligning the liquid crystal in a certain direction between the substrates. The liquid crystal alignment film may be required to have a role of controlling the pretilt angle of the liquid crystal in addition to a role of aligning the liquid crystal in a fixed direction, for example, a direction parallel to the substrate. The ability of such a liquid crystal alignment film to control the alignment of liquid crystal (hereinafter, referred to as alignment control ability) is given by performing an alignment process on an organic film constituting the liquid crystal alignment film.
配向制御能を付与するための液晶配向膜の配向処理方法としては、従来からラビング法が知られている。ラビング法とは、基板上のポリビニルアルコールやポリアミドやポリイミド等の有機膜に対し、その表面を綿、ナイロン、ポリエステル等の布で一定方向に擦り(ラビングし)、擦った方向(ラビング方向)に液晶を配向させる方法である。このラビング法は簡便に比較的安定した液晶の配向状態を実現できるため、従来の液晶表示素子の製造プロセスにおいて利用されてきた。そして、液晶配向膜に用いられる有機膜としては、耐熱性等の信頼性や電気的特性に優れたポリイミド系の有機膜が主に選択されてきた。 A rubbing method is conventionally known as an alignment treatment method for a liquid crystal alignment film for imparting alignment control ability. The rubbing method is a method of rubbing (rubbing) the surface of an organic film such as polyvinyl alcohol, polyamide, or polyimide on a substrate with a cloth of cotton, nylon, polyester, or the like in a certain direction, and in a rubbing direction (rubbing direction). This is a method of aligning liquid crystals. Since this rubbing method can easily realize a relatively stable alignment state of liquid crystal, it has been used in a conventional liquid crystal display element manufacturing process. As the organic film used for the liquid crystal alignment film, a polyimide organic film excellent in reliability such as heat resistance and electrical characteristics has been mainly selected.
しかしながら、ポリイミドなどからなる液晶配向膜の表面を擦るラビング法は、発塵や静電気の発生が問題となることがあった。また、近年の液晶表素子の高精細化や、対応する基板上の電極や液晶駆動用のスイッチング能動素子による凹凸のため、液晶配向膜の表面を布で均一に擦ることができず、均一な液晶の配向を実現できないことがあった。 However, the rubbing method of rubbing the surface of a liquid crystal alignment film made of polyimide or the like sometimes causes problems such as generation of dust and static electricity. In addition, the surface of the liquid crystal alignment film cannot be uniformly rubbed with a cloth due to the recent increase in definition of the liquid crystal display element and unevenness due to the corresponding electrodes on the substrate and switching active elements for driving the liquid crystal. In some cases, liquid crystal alignment could not be realized.
そこで、ラビングを行わない液晶配向膜の別の配向処理方法として、光配向法が盛んに検討されている。 Therefore, as another alignment treatment method for a liquid crystal alignment film that does not perform rubbing, a photo alignment method has been actively studied.
光配向法には様々な方法があるが、直線偏光またはコリメートした光によって液晶配向膜を構成する有機膜内に異方性を形成し、その異方性に従って液晶を配向させる。 There are various photoalignment methods. Anisotropy is formed in the organic film constituting the liquid crystal alignment film by linearly polarized light or collimated light, and the liquid crystal is aligned according to the anisotropy.
主な光配向法としては、分解型の光配向法が知られている。この方法では、例えば、ポリイミド膜に偏光紫外線を照射し、分子構造の紫外線吸収の偏光方向依存性を利用して異方的な分解を生じさせる。そして、分解せずに残されたポリイミドにより液晶を配向させるようにする(例えば、特許文献1を参照)。 As a main optical alignment method, a decomposition type optical alignment method is known. In this method, for example, a polyimide film is irradiated with polarized ultraviolet light, and anisotropic decomposition is caused by utilizing the polarization direction dependency of ultraviolet absorption of a molecular structure. Then, the liquid crystal is aligned by the polyimide remaining without being decomposed (for example, see Patent Document 1).
また、他の光配向法としては、光架橋型や光異性化型の光配向法も知られている。光架橋型の光配向法では、例えば、ポリビニルシンナメートを用い、偏光紫外線を照射し、偏光と平行な2つの側鎖の二重結合部分で二量化反応(架橋反応)を生じさせる。そして、偏光方向と直交した方向に液晶を配向させる(例えば、非特許文献1を参照)。光異性化型の光配向法では、アゾベンゼンを側鎖に有する側鎖型高分子を用いた場合、偏光紫外線を照射し、偏光と平行な側鎖のアゾベンゼン部で異性化反応を生じさせ、偏光方向と直交した方向に液晶を配向させる(例えば、非特許文献2を参照)。 Further, as other photo-alignment methods, photo-crosslinking type and photo-isomerization type photo alignment methods are also known. In the photo-crosslinking type photo-alignment method, for example, polyvinyl cinnamate is used, and polarized ultraviolet rays are irradiated to cause a dimerization reaction (cross-linking reaction) at a double bond portion of two side chains parallel to the polarized light. Then, the liquid crystal is aligned in a direction orthogonal to the polarization direction (for example, see Non-Patent Document 1). In the photo-isomerization type photo-alignment method, when a side-chain type polymer having azobenzene in the side chain is used, it is irradiated with polarized ultraviolet light to cause an isomerization reaction in the azobenzene portion of the side chain parallel to the polarized light, thereby causing polarization. The liquid crystal is aligned in a direction perpendicular to the direction (for example, see Non-Patent Document 2).
以上の例のように、光配向法による液晶配向膜の配向処理方法では、ラビングを不要とし、発塵や静電気の発生の懸念が無い。そして、表面に凹凸のある液晶表示素子の基板に対しても配向処理を施すことができ、工業的な生産プロセスに好適な液晶配向膜の配向処理の方法となる。 As in the above example, the method for aligning the liquid crystal alignment film by the photo alignment method does not require rubbing, and there is no fear of generating dust or static electricity. Then, an alignment treatment can be performed on a substrate of a liquid crystal display element having an uneven surface, which is a method for an alignment treatment of a liquid crystal alignment film suitable for an industrial production process.
以上のように、光配向法は、液晶表示素子の配向処理方法として従来から工業的に利用されてきたラビング法と比べてラビング工程そのものを不要とするため、大きな利点を備える。そして、ラビングによって配向制御能がほぼ一定となるラビング法に比べ、光配向法では、偏光した光の照射量を変化させて配向制御能を制御することができる。しかしながら、光配向法では、ラビング法による場合と同程度の配向制御能を実現しようとする場合、大量の偏光した光の照射量が必要となることがあり、安定な液晶の配向が実現できない場合がある。 As described above, the photo-alignment method has a great advantage because the rubbing process itself is not required as compared with the rubbing method conventionally used industrially as a method of aligning a liquid crystal display element. In contrast to the rubbing method in which the alignment control ability becomes substantially constant by rubbing, in the optical alignment method, the alignment control ability can be controlled by changing the irradiation amount of polarized light. However, the optical alignment method requires a large amount of polarized light irradiation when attempting to achieve the same level of alignment control capability as the rubbing method. There is.
例えば、上記した特許文献1に記載の分解型の光配向法では、ポリイミド膜に出力500Wの高圧水銀灯からの紫外光を60分間照射する必要があるなど、長時間かつ大量の紫外線照射が必要となる。また、二量化型や光異性化型の光配向法の場合においても、数J(ジュール)〜数十J程度の多くの量の紫外線照射が必要となる場合がある。さらに、光架橋型や光異性化型の光配向法の場合、液晶の配向の熱安定性や光安定性に劣るため、液晶表示素子とした場合に、配向不良や表示焼き付きが発生するといった懸念があった。特に横電界駆動型の液晶表示素子では液晶分子を面内でスイッチングするため、液晶駆動後の液晶の配向ズレが発生しやすく、AC駆動に起因する表示焼き付きが大きな課題とされている。
For example, in the decomposition-type photo-alignment method described in
したがって、光配向法では、配向処理の高効率化や安定な液晶配向の実現が求められており、液晶配向膜への高い配向制御能の付与を高効率に行うことができる液晶配向膜や液晶配向剤が求められている。 Therefore, in the photo-alignment method, high efficiency of the alignment treatment and realization of stable liquid crystal alignment are required, and a liquid crystal alignment film or a liquid crystal capable of providing a high alignment control ability to the liquid crystal alignment film with high efficiency. There is a need for an aligning agent.
本発明は、高効率で配向制御能が付与され、焼き付き特性に優れた、横電界駆動型液晶表示素子用液晶配向膜を与える新規な重合体組成物と、それを用いる横電界駆動型液晶表示素子用液晶配向膜、および当該配向膜を有する基板及び該基板を有する横電界駆動型液晶表示素子を提供することを目的とする。本発明はさらに、低温焼成によっても、向上した電圧保持率を有する液晶配向膜およびそれを有する基板の製造方法を提供することも目的とする。 The present invention relates to a novel polymer composition which provides a liquid crystal alignment film for a horizontal electric field drive type liquid crystal display element, which is provided with an alignment control ability with high efficiency and is excellent in image sticking properties, and a horizontal electric field drive type liquid crystal display using the same. It is an object of the present invention to provide a liquid crystal alignment film for an element, a substrate having the alignment film, and a horizontal electric field drive type liquid crystal display device having the substrate. It is still another object of the present invention to provide a liquid crystal alignment film having an improved voltage holding ratio even by firing at a low temperature, and a method of manufacturing a substrate having the same.
本発明者らは、上記課題を達成するべく鋭意検討を行った結果、以下の発明を見出した。
<1> (A)所定の温度範囲で液晶性を発現する感光性の側鎖型高分子、
(B)ジイソシアネート化合物と、テトラカルボン酸誘導体と、ジアミン化合物とを重合反応させ、次いでイミド化することにより製造されるポリウレアポリイミド、
及び
(C)有機溶媒
を含有することを特徴とする重合体組成物、特に横電界駆動型液晶表示素子用液晶配向膜製造用重合体組成物。
The present inventors have conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, have found the following invention.
<1> (A) a photosensitive side-chain polymer that exhibits liquid crystallinity in a predetermined temperature range,
(B) a polyurea polyimide produced by polymerizing a diisocyanate compound, a tetracarboxylic acid derivative, and a diamine compound, and then imidizing the polyurea polyimide;
And (C) a polymer composition containing an organic solvent, particularly a polymer composition for producing a liquid crystal alignment film for a lateral electric field drive type liquid crystal display device.
<2> 上記<1>において、(A)成分が、光架橋、光異性化、または光フリース転移を起こす感光性側鎖を有するのがよい。
<3> 上記<1>又は<2>において、ジイソシアネート成分が、芳香族ジイソシアネート及び/又は脂肪族ジイソシアネートであるのがよい。
<2> In the above item <1>, the component (A) preferably has a photosensitive side chain that causes photocrosslinking, photoisomerization, or photofries transition.
<3> In the above item <1> or <2>, the diisocyanate component may be an aromatic diisocyanate and / or an aliphatic diisocyanate.
<4> 上記<1>〜<3>のいずれかにおいて、(A)成分が、下記式(1)〜(6)からなる群から選ばれるいずれか1種の感光性側鎖を有するのがよい。
式中、A、B、Dはそれぞれ独立に、単結合、−O−、−CH2−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−NH−CO−、−CH=CH−CO−O−、又は−O−CO−CH=CH−を表す;
Sは、炭素数1〜12のアルキレン基であり、それらに結合する水素原子はハロゲン基に置き換えられていてもよい;
Tは、単結合または炭素数1〜12のアルキレン基であり、それらに結合する水素原子はハロゲン基に置き換えられていてもよい;
Y1は、1価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環および炭素数5〜8の脂環式炭化水素から選ばれる環を表すか、それらの置換基から選ばれる同一又は相異なった2〜6の環が結合基Bを介して結合してなる基であり、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に−COOR0(式中、R0は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基を表す)、−NO2、−CN、−CH=C(CN)2、−CH=CH−CN、ハロゲン基、炭素数1〜5のアルキル基、又は炭素数1〜5のアルキルオキシ基で置換されても良い;
Y2は、2価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環、炭素数5〜8の脂環式炭化水素、および、それらの組み合わせからなる群から選ばれる基であり、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に−NO2、−CN、−CH=C(CN)2、−CH=CH−CN、ハロゲン基、炭素数1〜5のアルキル基、又は炭素数1〜5のアルキルオキシ基で置換されても良い;
Rは、ヒドロキシ基、炭素数1〜6のアルコキシ基を表すか、又はY1と同じ定義を表す;
Xは、単結合、−COO−、−OCO−、−N=N−、−CH=CH−、−C≡C−、−CH=CH−CO−O−、又は−O−CO−CH=CH−を表し、Xの数が2となるときは、X同士は同一でも異なっていてもよい;
Couは、クマリン−6−イル基またはクマリン−7−イル基を表し、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に−NO2、−CN、−CH=C(CN)2、−CH=CH−CN、ハロゲン基、炭素数1〜5のアルキル基、又は炭素数1〜5のアルキルオキシ基で置換されても良い;
q1とq2は、一方が1で他方が0である;
q3は0または1である;
P及びQは、各々独立に、2価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環、炭素数5〜8の脂環式炭化水素、および、それらの組み合わせからなる群から選ばれる基である;ただし、Xが−CH=CH−CO−O−、−O−CO−CH=CH−である場合、−CH=CH−が結合する側のP又はQは芳香環であり、Pの数が2以上となるときは、P同士は同一でも異なっていてもよく、Qの数が2以上となるときは、Q同士は同一でも異なっていてもよい;
l1は0または1である;
l2は0〜2の整数である;
l1とl2がともに0であるときは、Tが単結合であるときはAも単結合を表す;
l1が1であるときは、Tが単結合であるときはBも単結合を表す;
H及びIは、各々独立に、2価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環、およびそれらの組み合わせから選ばれる基である。
<4> In any one of the above items <1> to <3>, the component (A) may have any one type of photosensitive side chain selected from the group consisting of the following formulas (1) to (6). Good.
Wherein, A, B, D are each independently a single bond, -O -, - CH 2 - , - COO -, - OCO -, - CONH -, - NH-CO -, - CH = CH-CO- O-, or -O-CO-CH = CH-;
S is an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, and a hydrogen atom bonded thereto may be replaced by a halogen group;
T is a single bond or an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, and a hydrogen atom bonded thereto may be replaced by a halogen group;
Y 1 represents a ring selected from a monovalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, a pyrrole ring and an alicyclic hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms, or the same or a same selected from the substituents thereof; A group in which two to six different rings are bonded via a bonding group B, and the hydrogen atoms bonded thereto are each independently —COOR 0 (wherein R 0 is a hydrogen atom or a carbon atom having 1 to 1 carbon atoms). represents a 5 alkyl group), - NO 2, -CN, -CH = C (CN) 2, -CH = CH-CN, a halogen group, an alkyl group of 1 to 5 carbon atoms, or 1 to 5 carbon atoms May be substituted with an alkyloxy group;
Y 2 is a group selected from the group consisting of a divalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, a pyrrole ring, an alicyclic hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms, and a combination thereof; -NO 2 each a hydrogen atom is bound independently, -CN, -CH = C (CN ) 2, -CH = CH-CN, a halogen group, an alkyl group of 1 to 5 carbon atoms, or 1 to 5 carbon atoms May be substituted with an alkyloxy group;
R is hydroxy group, or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or represents the same definition as Y 1;
X represents a single bond, -COO-, -OCO-, -N = N-, -CH = CH-, -C≡C-, -CH = CH-CO-O-, or -O-CO-CH = When CH represents 2 and the number of X is 2, Xs may be the same or different;
Cou represents a coumarin-6-yl group or a coumarin-7-yl group, and the hydrogen atoms bonded thereto are each independently —NO 2 , —CN, —CH = C (CN) 2 , —CH = CH—. May be substituted with CN, a halogen group, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkyloxy group having 1 to 5 carbon atoms;
q1 and q2 are 1 on the one hand and 0 on the other hand;
q3 is 0 or 1;
P and Q are each independently selected from the group consisting of a divalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, a pyrrole ring, an alicyclic hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms, and a combination thereof. Provided that when X is -CH = CH-CO-O-, -O-CO-CH = CH-, P or Q on the side to which -CH = CH- is bonded is an aromatic ring; When the number of P is 2 or more, P may be the same or different, and when the number of Q is 2 or more, Q may be the same or different;
11 is 0 or 1;
12 is an integer from 0 to 2;
When both l1 and l2 are 0, when T is a single bond, A also represents a single bond;
When l1 is 1, B also represents a single bond when T is a single bond;
H and I are each independently a group selected from a divalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, a pyrrole ring, and a combination thereof.
<5> 上記<1>〜<3>のいずれかにおいて、(A)成分が、下記式(7)〜(10)からなる群から選ばれるいずれか1種の感光性側鎖を有するのがよい。
式中、A、B、D、Y1、X、Y2、及びRは、上記と同じ定義を有する;
lは1〜12の整数を表す;
mは、0〜2の整数を表し、m1、m2は1〜3の整数を表す;
nは0〜12の整数(ただしn=0のときBは単結合である)を表す。
<5> In any one of the above items <1> to <3>, the component (A) may have any one type of photosensitive side chain selected from the group consisting of the following formulas (7) to (10). Good.
Wherein A, B, D, Y 1 , X, Y 2 and R have the same definition as above;
l represents an integer of 1 to 12;
m represents an integer of 0 to 2, m1 and m2 represent an integer of 1 to 3;
n represents an integer of 0 to 12 (however, when n = 0, B is a single bond).
<6> 上記<1>〜<3>のいずれかにおいて、(A)成分が、下記式(11)〜(13)からなる群から選ばれるいずれか1種の感光性側鎖を有するのがよい。
式中、A、X、l、m、m1及びRは、上記と同じ定義を有する。
<6> In any one of the above items <1> to <3>, the component (A) may have any one type of photosensitive side chain selected from the group consisting of the following formulas (11) to (13). Good.
Wherein A, X, 1, m, m1 and R have the same definition as above.
<7> 上記<1>〜<3>のいずれかにおいて、(A)成分が、下記式(14)又は(15)で表される感光性側鎖を有するのがよい。
式中、A、Y1、l、m1及びm2は上記と同じ定義を有する。
<7> In any one of the above items <1> to <3>, the component (A) may have a photosensitive side chain represented by the following formula (14) or (15).
Wherein A, Y 1 , 1, m1 and m2 have the same definition as above.
<8> 上記<1>〜<3>のいずれかにおいて、(A)成分が、下記式(16)又は(17)で表される感光性側鎖を有するのがよい。
式中、A、X、l及びmは、上記と同じ定義を有する。
<8> In any one of the above items <1> to <3>, the component (A) may have a photosensitive side chain represented by the following formula (16) or (17).
Wherein A, X, l and m have the same definition as above.
<9> 上記<1>〜<3>のいずれかにおいて、(A)成分が、下記式(18)又は(19)で表される感光性側鎖を有するのがよい。
式中、A、B、Y1、q1、q2、m1、及びm2は、上記と同じ定義を有する。
R1は、水素原子、−NO2、−CN、−CH=C(CN)2、−CH=CH−CN、ハロゲン基、炭素数1〜5のアルキル基、又は炭素数1〜5のアルキルオキシ基を表す。
<9> In any one of the above items <1> to <3>, the component (A) may have a photosensitive side chain represented by the following formula (18) or (19).
In the formula, A, B, Y 1 , q1, q2, m1, and m2 have the same definition as above.
R 1 is a hydrogen atom, —NO 2 , —CN, —CH = C (CN) 2 , —CH = CH—CN, a halogen group, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Represents an oxy group.
<10> 上記<1>〜<3>のいずれかにおいて、(A)成分が、下記式(20)で表される感光性側鎖を有するのがよい。
式中、A、Y1、X、l及びmは上記と同じ定義を有する。
<10> In any one of the above items <1> to <3>, the component (A) may have a photosensitive side chain represented by the following formula (20).
Wherein A, Y 1 , X, l and m have the same definition as above.
<11> 上記<1>〜<10>のいずれかにおいて、(A)成分が、下記式(21)〜(31)からなる群から選ばれるいずれか1種の液晶性側鎖を有するのがよい。
式中、A及びBは上記と同じ定義を有する;
Y3は、1価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、窒素含有複素環、及び炭素数5〜8の脂環式炭化水素、および、それらの組み合わせからなる群から選ばれる基であり、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に−NO2、−CN、ハロゲン基、炭素数1〜5のアルキル基、又は炭素数1〜5のアルキルオキシ基で置換されても良い;
R3は、水素原子、−NO2、−CN、−CH=C(CN)2、−CH=CH−CN、ハロゲン基、1価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、窒素含有複素環、炭素数5〜8の脂環式炭化水素、炭素数1〜12のアルキル基、又は炭素数1〜12のアルコキシ基を表す;
q1とq2は、一方が1で他方が0である;
lは1〜12の整数を表し、mは0から2の整数を表し、但し、式(23)〜(24)において、全てのmの合計は2以上であり、式(25)〜(26)において、全てのmの合計は1以上であり、m1、m2およびm3は、それぞれ独立に1〜3の整数を表す;
R2は、水素原子、−NO2、−CN、ハロゲン基、1価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、窒素含有複素環、及び炭素数5〜8の脂環式炭化水素、および、アルキル基、又はアルキルオキシ基を表す;
Z1、Z2は単結合、−CO−、−CH2O−、−CH=N−、−CF2−を表す。
<11> In any one of the above items <1> to <10>, the component (A) may have any one type of liquid crystalline side chain selected from the group consisting of the following formulas (21) to (31). Good.
Wherein A and B have the same definition as above;
Y 3 is a group selected from the group consisting of a monovalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, a nitrogen-containing heterocyclic ring, an alicyclic hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms, and a combination thereof. There, -
R 3 represents a hydrogen atom, —NO 2 , —CN, —CH = C (CN) 2 , —CH = CH—CN, a halogen group, a monovalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, and a nitrogen-containing group. Represents a heterocyclic ring, an alicyclic hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms;
q1 and q2 are 1 on the one hand and 0 on the other hand;
l represents an integer of 1 to 12, m represents an integer of 0 to 2, provided that, in the formulas (23) to (24), the sum of all m is 2 or more, and the formulas (25) to (26) )), The sum of all m is 1 or more, and m1, m2 and m3 each independently represent an integer of 1 to 3;
R 2 represents a hydrogen atom, —NO 2 , —CN, a halogen group, a monovalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, a nitrogen-containing heterocyclic ring, and an alicyclic hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms; And represents an alkyl group or an alkyloxy group;
Z 1, Z 2 is a single bond, -CO -, - CH 2 O -, - CH = N -, - CF 2 - represents a.
<12> [I] 上記<1>〜<11>のいずれかの組成物を、横電界駆動用の導電膜を有する基板上に塗布して塗膜を形成する工程;
[II] [I]で得られた塗膜に偏光した紫外線を照射する工程;及び
[III] [II]で得られた塗膜を加熱する工程;
を有することによって配向制御能が付与された横電界駆動型液晶表示素子用液晶配向膜を得る、前記液晶配向膜を有する基板の製造方法。
<12> [I] a step of applying the composition of any of the above <1> to <11> on a substrate having a conductive film for driving a lateral electric field to form a coating film;
[II] a step of irradiating the coating film obtained in [I] with polarized ultraviolet light; and [III] a step of heating the coating film obtained in [II];
A method for producing a substrate having a liquid crystal alignment film, wherein a liquid crystal alignment film for a horizontal electric field drive type liquid crystal display element having an alignment control ability is provided by having the above.
<13> 上記<12>の方法により製造された横電界駆動型液晶表示素子用液晶配向膜を有する基板。
<14> 上記<13>の基板を有する横電界駆動型液晶表示素子。
<13> A substrate having a liquid crystal alignment film for a lateral electric field drive type liquid crystal display device manufactured by the method of <12>.
<14> A horizontal electric field drive type liquid crystal display device having the substrate according to <13>.
<15> 上記<13>の基板(第1の基板)を準備する工程;
[I’] 第2の基板上に上記<1>〜<13>のいずれかの重合体組成物を、塗布して塗膜を形成する工程;
[II’] [I’]で得られた塗膜に偏光した紫外線を照射する工程;及び
[III’] [II’]で得られた塗膜を加熱する工程;
を有することによって配向制御能が付与された液晶配向膜を得る、該液晶配向膜を有する第2の基板を得る工程;及び
[IV] 液晶を介して第1及び第2の基板の液晶配向膜が相対するように、第1及び第2の基板を対向配置して液晶表示素子を得る工程;
を有することにより、横電界駆動型液晶表示素子を得る、該液晶表示素子の製造方法。
<15> a step of preparing the substrate (first substrate) according to <13>;
[I ′] a step of applying the polymer composition according to any one of the above <1> to <13> on a second substrate to form a coating film;
[II '] a step of irradiating the coating film obtained in [I'] with polarized ultraviolet light; and [III '] a step of heating the coating film obtained in [II'];
Obtaining a second substrate having the liquid crystal alignment film provided with an alignment control ability by having the following: [IV] liquid crystal alignment films of the first and second substrates via liquid crystal Obtaining a liquid crystal display element by arranging the first and second substrates so as to face each other;
A method for manufacturing a liquid crystal display element, wherein a liquid crystal display element is obtained.
<16> 上記<15>により製造された横電界駆動型液晶表示素子。 <16> A lateral electric field drive type liquid crystal display device manufactured according to the above <15>.
本発明により、高効率で配向制御能が付与され、焼き付き特性に優れた、横電界駆動型液晶表示素子用液晶配向膜を有する基板及び該基板を有する横電界駆動型液晶表示素子を提供することができる。
本発明の方法によって製造された横電界駆動型液晶表示素子は、高効率に配向制御能が付与されているため長時間連続駆動しても表示特性が損なわれることがない。
また、本発明において、(B)成分であるジイソシアネート化合物と、テトラカルボン酸誘導体と、ジアミン化合物とを重合反応させ、次いでイミド化することにより製造されるポリウレアポリイミドを重合体組成物に含有させることにより、低温焼成によっても優れた電圧保持率を有する横電界駆動型液晶素子及び該素子のための液晶配向膜を提供することができる。
According to the present invention, there is provided a substrate having a liquid crystal alignment film for a horizontal electric field drive type liquid crystal display element, which is provided with an alignment control ability with high efficiency and is excellent in image sticking characteristics, and a horizontal electric field drive type liquid crystal display element having the substrate. Can be.
The horizontal electric field driving type liquid crystal display device manufactured by the method of the present invention has an alignment control ability with high efficiency, so that display characteristics are not impaired even when driven continuously for a long time.
Further, in the present invention, a polyurea polyimide produced by polymerizing a diisocyanate compound as a component (B), a tetracarboxylic acid derivative, and a diamine compound and then imidizing the same is contained in the polymer composition. Accordingly, it is possible to provide a lateral electric field driving type liquid crystal element having an excellent voltage holding ratio even by firing at a low temperature and a liquid crystal alignment film for the element.
本発明者は、鋭意研究を行った結果、以下の知見を得て本発明を完成するに至った。
本発明の製造方法において用いられる重合体組成物は、液晶性を発現し得る感光性の側鎖型高分子(以下、単に側鎖型高分子とも呼ぶ)を有しており、前記重合体組成物を用いて得られる塗膜は、液晶性を発現し得る感光性の側鎖型高分子を有する膜である。この塗膜にはラビング処理を行うこと無く、偏光照射によって配向処理を行う。そして、偏光照射の後、その側鎖型高分子膜を加熱する工程を経て、配向制御能が付与された塗膜(以下、液晶配向膜とも称する)となる。このとき、偏光照射によって発現した僅かな異方性がドライビングフォースとなり、液晶性の側鎖型高分子自体が自己組織化により効率的に再配向する。その結果、液晶配向膜として高効率な配向処理が実現し、高い配向制御能が付与された液晶配向膜を得ることができる。
The present inventor has earnestly studied and, as a result, obtained the following findings and completed the present invention.
The polymer composition used in the production method of the present invention has a photosensitive side-chain polymer capable of exhibiting liquid crystallinity (hereinafter, also simply referred to as a side-chain polymer). The coating film obtained by using the product is a film having a photosensitive side-chain polymer capable of exhibiting liquid crystallinity. This coating film is subjected to an alignment treatment by polarized light irradiation without performing a rubbing treatment. After the polarized light irradiation, the side chain-type polymer film is heated to form a coating film (hereinafter, also referred to as a liquid crystal alignment film) provided with an alignment control ability. At this time, the slight anisotropy developed by the polarized light irradiation becomes a driving force, and the liquid crystal side chain polymer itself is efficiently realigned by self-organization. As a result, highly efficient alignment processing is realized as the liquid crystal alignment film, and a liquid crystal alignment film having high alignment control ability can be obtained.
また、本発明における重合体組成物では、(A)成分である側鎖型高分子と(C)成分である有機溶媒に加えて、(B)成分としてジイソシアネート化合物と、テトラカルボン酸誘導体と、ジアミン化合物とを重合反応させ、次いでイミド化することにより製造されるポリウレアポリイミドを含有する。これにより、低温焼成によっても液晶配向膜の電圧保持率が大幅に向上したことは、予想外のことであった。本発明者らは、これらの現象は、(B)成分を加えることによるものとの点に加えて、(A)成分と(B)成分とが相互作用を発揮して、所望の効果を飛躍的に高めていると考えた(なおこれらは本発明のメカニズムに関する発明者の見解を含むものであり、本発明を拘束するものではない)。
Further, in the polymer composition of the present invention, in addition to the side chain type polymer as the component (A) and the organic solvent as the component (C), a diisocyanate compound as a component (B), a tetracarboxylic acid derivative, It contains a polyurea polyimide produced by polymerizing a diamine compound and then imidizing it. As a result, it was unexpected that the voltage holding ratio of the liquid crystal alignment film was significantly improved even by low-temperature firing. The present inventors have pointed out that these phenomena are caused by the addition of the component (B), and that the components (A) and (B) exert an interaction, thereby achieving a desired effect. (These include the inventor's views on the mechanism of the present invention and do not restrict the present invention.)
<重合体組成物>
本発明の重合体組成物は、(A)所定の温度範囲で液晶性を発現する感光性の側鎖型高分子;(B)ジイソシアネート化合物と、テトラカルボン酸誘導体と、ジアミン化合物とを重合反応させ、次いでイミド化することにより製造されるポリウレアポリイミド;及び(C)有機溶媒;を含有する。
<Polymer composition>
The polymer composition of the present invention comprises: (A) a photosensitive side-chain polymer exhibiting liquid crystallinity in a predetermined temperature range; (B) a polymerization reaction of a diisocyanate compound, a tetracarboxylic acid derivative, and a diamine compound. And a polyurea polyimide produced by imidation; and (C) an organic solvent.
<<(A)側鎖型高分子>>
(A)成分は、所定の温度範囲で液晶性を発現する感光性の側鎖型高分子である。
(A)側鎖型高分子は、250nm〜400nmの波長範囲の光で反応し、かつ100℃〜300℃の温度範囲で液晶性を示すのがよい。
(A)側鎖型高分子は、250nm〜400nmの波長範囲の光に反応する感光性側鎖を有することが好ましい。
(A)側鎖型高分子は、100℃〜300℃の温度範囲で液晶性を示すためメソゲン基を有することが好ましい。
<< (A) side chain type polymer >>
The component (A) is a photosensitive side-chain polymer that exhibits liquid crystallinity in a predetermined temperature range.
(A) It is preferable that the side chain type polymer reacts with light in a wavelength range of 250 nm to 400 nm and shows liquid crystallinity in a temperature range of 100 ° C. to 300 ° C.
(A) The side-chain type polymer preferably has a photosensitive side chain that reacts to light in a wavelength range of 250 nm to 400 nm.
(A) The side chain polymer preferably has a mesogenic group in order to exhibit liquid crystallinity in a temperature range of 100 ° C to 300 ° C.
(A)側鎖型高分子は、主鎖に感光性を有する側鎖が結合しており、光に感応して架橋反応、異性化反応、または光フリース転位を起こすことができる。感光性を有する側鎖の構造は特に限定されないが、光に感応して架橋反応、または光フリース転位を起こす構造が望ましく、架橋反応を起こすものがより望ましい。この場合、熱などの外部ストレスに曝されたとしても、実現された配向制御能を長期間安定に保持することができる。液晶性を発現し得る感光性の側鎖型高分子の構造は、そうした特性を満足するものであれば特に限定されないが、側鎖構造に剛直なメソゲン成分を有することが好ましい。この場合、該側鎖型高分子を液晶配向膜とした際に、安定な液晶配向を得ることができる。 (A) In the side chain type polymer, a side chain having photosensitivity is bonded to a main chain, and can cause a crosslinking reaction, an isomerization reaction, or a photo-Fries rearrangement in response to light. The structure of the side chain having photosensitivity is not particularly limited, but a structure that causes a crosslinking reaction or photo-Fries rearrangement in response to light is desirable, and a structure that causes a crosslinking reaction is more desirable. In this case, the realized alignment control ability can be stably maintained for a long period of time even when exposed to external stress such as heat. The structure of the photosensitive side chain polymer capable of exhibiting liquid crystallinity is not particularly limited as long as such characteristics are satisfied, but it is preferable that the side chain structure has a rigid mesogen component. In this case, when the side chain polymer is used as a liquid crystal alignment film, stable liquid crystal alignment can be obtained.
該高分子の構造は、例えば、主鎖とそれに結合する側鎖を有し、その側鎖が、ビフェニル基、ターフェニル基、フェニルシクロヘキシル基、フェニルベンゾエート基、アゾベンゼン基などのメソゲン成分と、先端部に結合された、光に感応して架橋反応や異性化反応をする感光性基とを有する構造や、主鎖とそれに結合する側鎖を有し、その側鎖がメソゲン成分ともなり、かつ光フリース転位反応をするフェニルベンゾエート基を有する構造とすることができる。 The structure of the polymer has, for example, a main chain and a side chain bonded to the main chain, and the side chain includes a mesogen component such as a biphenyl group, a terphenyl group, a phenylcyclohexyl group, a phenylbenzoate group, and an azobenzene group; Having a structure having a photosensitive group that undergoes a cross-linking reaction or an isomerization reaction in response to light, a main chain and a side chain bonded thereto, and the side chain also serves as a mesogen component, and A structure having a phenylbenzoate group that undergoes a photo-Fries rearrangement reaction can be employed.
液晶性を発現し得る感光性の側鎖型高分子の構造のより具体的な例としては、炭化水素、(メタ)アクリレート、イタコネート、フマレート、マレエート、α−メチレン−γ−ブチロラクトン、スチレン、ビニル、マレイミド、ノルボルネン等のラジカル重合性基およびシロキサンからなる群から選択される少なくとも1種から構成された主鎖と、下記式(1)から(6)の少なくとも1種からなる側鎖を有する構造であることが好ましい。
式中、A、B、Dはそれぞれ独立に、単結合、−O−、−CH2−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−NH−CO−、−CH=CH−CO−O−、又は−O−CO−CH=CH−を表す;
Sは、炭素数1〜12のアルキレン基であり、それらに結合する水素原子はハロゲン基に置き換えられていてもよい;
Tは、単結合または炭素数1〜12のアルキレン基であり、それらに結合する水素原子はハロゲン基に置き換えられていてもよい;
Y1は、1価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環および炭素数5〜8の脂環式炭化水素から選ばれる環を表すか、それらの置換基から選ばれる同一又は相異なった2〜6の環が結合基Bを介して結合してなる基であり、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に−COOR0(式中、R0は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基を表す)、−NO2、−CN、−CH=C(CN)2、−CH=CH−CN、ハロゲン基、炭素数1〜5のアルキル基、又は炭素数1〜5のアルキルオキシ基で置換されても良い;
Y2は、2価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環、炭素数5〜8の脂環式炭化水素、および、それらの組み合わせからなる群から選ばれる基であり、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に−NO2、−CN、−CH=C(CN)2、−CH=CH−CN、ハロゲン基、炭素数1〜5のアルキル基、又は炭素数1〜5のアルキルオキシ基で置換されても良い;
Rは、ヒドロキシ基、炭素数1〜6のアルコキシ基を表すか、又はY1と同じ定義を表す;
Xは、単結合、−COO−、−OCO−、−N=N−、−CH=CH−、−C≡C−、−CH=CH−CO−O−、又は−O−CO−CH=CH−を表し、Xの数が2となるときは、X同士は同一でも異なっていてもよい;
Couは、クマリン−6−イル基またはクマリン−7−イル基を表し、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に−NO2、−CN、−CH=C(CN)2、−CH=CH−CN、ハロゲン基、炭素数1〜5のアルキル基、又は炭素数1〜5のアルキルオキシ基で置換されても良い;
q1とq2は、一方が1で他方が0である;
q3は0または1である;
P及びQは、各々独立に、2価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環、炭素数5〜8の脂環式炭化水素、および、それらの組み合わせからなる群から選ばれる基である;ただし、Xが−CH=CH−CO−O−、−O−CO−CH=CH−である場合、−CH=CH−が結合する側のP又はQは芳香環であり、Pの数が2以上となるときは、P同士は同一でも異なっていてもよく、Qの数が2以上となるときは、Q同士は同一でも異なっていてもよい;
l1は0または1である;
l2は0〜2の整数である;
l1とl2がともに0であるときは、Tが単結合であるときはAも単結合を表す;
l1が1であるときは、Tが単結合であるときはBも単結合を表す;
H及びIは、各々独立に、2価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環、およびそれらの組み合わせから選ばれる基である。
More specific examples of the structure of the photosensitive side chain polymer capable of exhibiting liquid crystal properties include hydrocarbon, (meth) acrylate, itaconate, fumarate, maleate, α-methylene-γ-butyrolactone, styrene, and vinyl. Having a main chain composed of at least one member selected from the group consisting of siloxane, a radical polymerizable group such as maleimide and norbornene, and a side chain composed of at least one of the following formulas (1) to (6) It is preferred that
Wherein, A, B, D are each independently a single bond, -O -, - CH 2 - , - COO -, - OCO -, - CONH -, - NH-CO -, - CH = CH-CO- O-, or -O-CO-CH = CH-;
S is an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, and a hydrogen atom bonded thereto may be replaced by a halogen group;
T is a single bond or an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, and a hydrogen atom bonded thereto may be replaced by a halogen group;
Y 1 represents a ring selected from a monovalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, a pyrrole ring and an alicyclic hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms, or the same or a same selected from the substituents thereof; A group in which two to six different rings are bonded via a bonding group B, and the hydrogen atoms bonded thereto are each independently —COOR 0 (wherein R 0 is a hydrogen atom or a carbon atom having 1 to 1 carbon atoms). represents a 5 alkyl group), - NO 2, -CN, -CH = C (CN) 2, -CH = CH-CN, a halogen group, an alkyl group of 1 to 5 carbon atoms, or 1 to 5 carbon atoms May be substituted with an alkyloxy group;
Y 2 is a group selected from the group consisting of a divalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, a pyrrole ring, an alicyclic hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms, and a combination thereof; -NO 2 each a hydrogen atom is bound independently, -CN, -CH = C (CN ) 2, -CH = CH-CN, a halogen group, an alkyl group of 1 to 5 carbon atoms, or 1 to 5 carbon atoms May be substituted with an alkyloxy group;
R is hydroxy group, or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or represents the same definition as Y 1;
X represents a single bond, -COO-, -OCO-, -N = N-, -CH = CH-, -C≡C-, -CH = CH-CO-O-, or -O-CO-CH = When CH represents 2 and the number of X is 2, Xs may be the same or different;
Cou represents a coumarin-6-yl group or a coumarin-7-yl group, and the hydrogen atoms bonded thereto are each independently —NO 2 , —CN, —CH = C (CN) 2 , —CH = CH—. May be substituted with CN, a halogen group, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkyloxy group having 1 to 5 carbon atoms;
q1 and q2 are 1 on the one hand and 0 on the other hand;
q3 is 0 or 1;
P and Q are each independently selected from the group consisting of a divalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, a pyrrole ring, an alicyclic hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms, and a combination thereof. Provided that when X is -CH = CH-CO-O-, -O-CO-CH = CH-, P or Q on the side to which -CH = CH- is bonded is an aromatic ring; When the number of P is 2 or more, P may be the same or different, and when the number of Q is 2 or more, Q may be the same or different;
11 is 0 or 1;
12 is an integer from 0 to 2;
When both l1 and l2 are 0, when T is a single bond, A also represents a single bond;
When l1 is 1, B also represents a single bond when T is a single bond;
H and I are each independently a group selected from a divalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, a pyrrole ring, and a combination thereof.
側鎖は、下記式(7)〜(10)からなる群から選ばれるいずれか1種の感光性側鎖であるのがよい。
式中、A、B、D、Y1、X、Y2、及びRは、上記と同じ定義を有する;
lは1〜12の整数を表す;
mは、0〜2の整数を表し、m1、m2は1〜3の整数を表す;
nは0〜12の整数(ただしn=0のときBは単結合である)を表す。
The side chain is preferably any one of the photosensitive side chains selected from the group consisting of the following formulas (7) to (10).
Wherein A, B, D, Y 1 , X, Y 2 and R have the same definition as above;
l represents an integer of 1 to 12;
m represents an integer of 0 to 2, m1 and m2 represent an integer of 1 to 3;
n represents an integer of 0 to 12 (however, when n = 0, B is a single bond).
側鎖は、下記式(11)〜(13)からなる群から選ばれるいずれか1種の感光性側鎖であるのがよい。
式中、A、X、l、m、m1及びRは、上記と同じ定義を有する。
The side chain is preferably any one of the photosensitive side chains selected from the group consisting of the following formulas (11) to (13).
Wherein A, X, 1, m, m1 and R have the same definition as above.
側鎖は、下記式(14)又は(15)で表される感光性側鎖であるのがよい。
式中、A、Y1、l、m1及びm2は上記と同じ定義を有する。
The side chain is preferably a photosensitive side chain represented by the following formula (14) or (15).
Wherein A, Y 1 , 1, m1 and m2 have the same definition as above.
側鎖は、下記式(16)又は(17)で表される感光性側鎖であるのがよい。
式中、A、X、l及びmは、上記と同じ定義を有する。
The side chain is preferably a photosensitive side chain represented by the following formula (16) or (17).
Wherein A, X, l and m have the same definition as above.
また、側鎖は、下記式(18)又は(19)で表される感光性側鎖であるのがよい。
式中、A、B、Y1、q1、q2、m1、及びm2は、上記と同じ定義を有する。
R1は、水素原子、−NO2、−CN、−CH=C(CN)2、−CH=CH−CN、ハロゲン基、炭素数1〜5のアルキル基、又は炭素数1〜5のアルキルオキシ基を表す。
Further, the side chain is preferably a photosensitive side chain represented by the following formula (18) or (19).
In the formula, A, B, Y1, q1, q2, m1, and m2 have the same definition as above.
R 1 is a hydrogen atom, —NO 2 , —CN, —CH = C (CN) 2 , —CH = CH—CN, a halogen group, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Represents an oxy group.
側鎖は、下記式(20)で表される感光性側鎖であるのがよい。
式中、A、Y1、X、l及びmは上記と同じ定義を有する。
The side chain is preferably a photosensitive side chain represented by the following formula (20).
Wherein A, Y 1 , X, l and m have the same definition as above.
また、(A)側鎖型高分子は、下記式(21)〜(31)からなる群から選ばれるいずれか1種の液晶性側鎖を有するのがよい。
式中、A、B、q1及びq2は上記と同じ定義を有する;
Y3は、1価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、窒素含有複素環、及び炭素数5〜8の脂環式炭化水素、および、それらの組み合わせからなる群から選ばれる基であり、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に−NO2、−CN、ハロゲン基、炭素数1〜5のアルキル基、又は炭素数1〜5のアルキルオキシ基で置換されても良い;
R3は、水素原子、−NO2、−CN、−CH=C(CN)2、−CH=CH−CN、ハロゲン基、1価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、窒素含有複素環、炭素数5〜8の脂環式炭化水素、炭素数1〜12のアルキル基、又は炭素数1〜12のアルコキシ基を表す;
lは1〜12の整数を表し、mは0から2の整数を表し、但し、式(23)〜(24)において、全てのmの合計は2以上であり、式(25)〜(26)において、全てのmの合計は1以上であり、m1、m2およびm3は、それぞれ独立に1〜3の整数を表す;
R2は、水素原子、−NO2、−CN、ハロゲン基、1価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、窒素含有複素環、及び炭素数5〜8の脂環式炭化水素、および、アルキル基、又はアルキルオキシ基を表す;
Z1、Z2は単結合、−CO−、−CH2O−、−CH=N−、−CF2−を表す。
Further, (A) the side chain type polymer preferably has any one type of liquid crystalline side chain selected from the group consisting of the following formulas (21) to (31).
Wherein A, B, q1 and q2 have the same definition as above;
Y 3 is a group selected from the group consisting of a monovalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, a nitrogen-containing heterocyclic ring, an alicyclic hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms, and a combination thereof. There, -
R 3 represents a hydrogen atom, —NO 2 , —CN, —CH = C (CN) 2 , —CH = CH—CN, a halogen group, a monovalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, and a nitrogen-containing group. Represents a heterocyclic ring, an alicyclic hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms;
l represents an integer of 1 to 12, m represents an integer of 0 to 2, provided that, in the formulas (23) to (24), the sum of all m is 2 or more, and the formulas (25) to (26) )), The sum of all m is 1 or more, and m1, m2 and m3 each independently represent an integer of 1 to 3;
R 2 represents a hydrogen atom, —NO 2 , —CN, a halogen group, a monovalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, a nitrogen-containing heterocyclic ring, and an alicyclic hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms; And represents an alkyl group or an alkyloxy group;
Z 1, Z 2 is a single bond, -CO -, - CH 2 O -, - CH = N -, - CF 2 - represents a.
<<感光性の側鎖型高分子の製法>>
上記の液晶性を発現し得る感光性の側鎖型高分子は、上記の感光性側鎖を有する光反応性側鎖モノマーおよび液晶性側鎖モノマーを重合することによって得ることができる。
<< Production method of photosensitive side chain polymer >>
The photosensitive side chain type polymer capable of exhibiting the liquid crystallinity can be obtained by polymerizing the photoreactive side chain monomer having the photosensitive side chain and the liquid crystalline side chain monomer.
[光反応性側鎖モノマー]
光反応性側鎖モノマーとは、高分子を形成した場合に、高分子の側鎖部位に感光性側鎖を有する高分子を形成することができるモノマーのことである。
側鎖の有する光反応性基としては下記の構造およびその誘導体が好ましい。
[Photoreactive side chain monomer]
The photoreactive side chain monomer is a monomer capable of forming a polymer having a photosensitive side chain at a side chain site of the polymer when the polymer is formed.
The following structures and derivatives thereof are preferable as the photoreactive group of the side chain.
光反応性側鎖モノマーのより具体的な例としては、炭化水素、(メタ)アクリレート、イタコネート、フマレート、マレエート、α−メチレン−γ−ブチロラクトン、スチレン、ビニル、マレイミド、ノルボルネン等のラジカル重合性基およびシロキサンからなる群から選択される少なくとも1種から構成された重合性基と、上記式(1)〜(6)の少なくとも1種からなる感光性側鎖、好ましくは、例えば、上記式(7)〜(10)の少なくとも1種からなる感光性側鎖、上記式(11)〜(13)の少なくとも1種からなる感光性側鎖、上記式(14)又は(15)で表される感光性側鎖、上記式(16)又は(17)で表される感光性側鎖、上記式(18)又は(19)で表される感光性側鎖、上記式(20)で表される感光性側鎖を有する構造であることが好ましい。 More specific examples of the photoreactive side chain monomer include radical polymerizable groups such as hydrocarbon, (meth) acrylate, itaconate, fumarate, maleate, α-methylene-γ-butyrolactone, styrene, vinyl, maleimide, norbornene and the like. And a polymerizable group composed of at least one selected from the group consisting of siloxane and a photosensitive side chain composed of at least one of the above formulas (1) to (6), preferably, for example, the above formula (7) ) To (10), a photosensitive side chain comprising at least one of the above formulas (11) to (13), and a photosensitive represented by the above formula (14) or (15). Side chain, photosensitive side chain represented by the above formula (16) or (17), photosensitive side chain represented by the above formula (18) or (19), and photosensitive represented by the above formula (20) With sex side chains Preferably, the structure is such that:
[液晶性側鎖モノマー]
液晶性側鎖モノマーとは、該モノマー由来の高分子が液晶性を発現し、該高分子が側鎖部位にメソゲン基を形成することができるモノマーのことである。
側鎖の有するメソゲン基として、ビフェニルやフェニルベンゾエートなどの単独でメソゲン構造となる基であっても、安息香酸などのように側鎖同士が水素結合することでメソゲン構造となる基であってもよい。側鎖の有するメソゲン基としては下記の構造が好ましい。
[Liquid crystalline side chain monomer]
The liquid crystal side chain monomer is a monomer in which a polymer derived from the monomer exhibits liquid crystallinity and the polymer can form a mesogen group at a side chain site.
The mesogenic group of the side chain may be a group having a mesogenic structure by itself such as biphenyl or phenylbenzoate, or a group having a mesogenic structure by hydrogen bonding between side chains such as benzoic acid. Good. The following structure is preferable as the mesogen group of the side chain.
液晶性側鎖モノマーのより具体的な例としては、炭化水素、(メタ)アクリレート、イタコネート、フマレート、マレエート、α−メチレン−γ−ブチロラクトン、スチレン、ビニル、マレイミド、ノルボルネン等のラジカル重合性基およびシロキサンからなる群から選択される少なくとも1種から構成された重合性基と、上記式(21)〜(31)の少なくとも1種からなる側鎖を有する構造であることが好ましい。 More specific examples of the liquid crystalline side chain monomer include a radical polymerizable group such as a hydrocarbon, (meth) acrylate, itaconate, fumarate, maleate, α-methylene-γ-butyrolactone, styrene, vinyl, maleimide, norbornene, and the like. The structure preferably has a polymerizable group composed of at least one selected from the group consisting of siloxane and a side chain composed of at least one of the above formulas (21) to (31).
(A)側鎖型高分子は、上述した液晶性を発現する光反応性側鎖モノマーの重合反応により得ることができる。また、液晶性を発現しない光反応性側鎖モノマーと液晶性側鎖モノマーとの共重合や、液晶性を発現する光反応性側鎖モノマーと液晶性側鎖モノマーとの共重合によって得ることができる。さらに、液晶性の発現能を損なわない範囲でその他のモノマーと共重合することができる。 (A) The side chain type polymer can be obtained by a polymerization reaction of the above-mentioned photoreactive side chain monomer exhibiting liquid crystallinity. In addition, it can be obtained by copolymerization of a photoreactive side chain monomer that does not exhibit liquid crystallinity and a liquid crystalline side chain monomer, or by copolymerization of a photoreactive side chain monomer that exhibits liquid crystallinity and a liquid crystalline side chain monomer. it can. Furthermore, it can be copolymerized with other monomers as long as the ability to exhibit liquid crystallinity is not impaired.
その他のモノマーとしては、例えば工業的に入手できるラジカル重合反応可能なモノマーが挙げられる。
その他のモノマーの具体例としては、不飽和カルボン酸、アクリル酸エステル化合物、メタクリル酸エステル化合物、マレイミド化合物、アクリロニトリル、マレイン酸無水物、スチレン化合物及びビニル化合物等が挙げられる。
Examples of other monomers include, for example, commercially available monomers capable of undergoing a radical polymerization reaction.
Specific examples of other monomers include unsaturated carboxylic acids, acrylate compounds, methacrylate compounds, maleimide compounds, acrylonitrile, maleic anhydride, styrene compounds, vinyl compounds, and the like.
不飽和カルボン酸の具体例としてはアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸などが挙げられる。
アクリル酸エステル化合物としては、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ベンジルアクリレート、ナフチルアクリレート、アントリルアクリレート、アントリルメチルアクリレート、フェニルアクリレート、2,2,2−トリフルオロエチルアクリレート、tert−ブチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、イソボルニルアクリレート、2−メトキシエチルアクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、2−エトキシエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、3−メトキシブチルアクリレート、2−メチル−2−アダマンチルアクリレート、2−プロピル−2−アダマンチルアクリレート、8−メチル−8−トリシクロデシルアクリレート、及び、8−エチル−8−トリシクロデシルアクリレート等が挙げられる。
Specific examples of the unsaturated carboxylic acid include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid and the like.
As the acrylate compound, for example, methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, benzyl acrylate, naphthyl acrylate, anthryl acrylate, anthryl methyl acrylate, phenyl acrylate, 2,2,2-trifluoroethyl acrylate, tert-butyl Acrylate, cyclohexyl acrylate, isobornyl acrylate, 2-methoxyethyl acrylate, methoxytriethylene glycol acrylate, 2-ethoxyethyl acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, 3-methoxybutyl acrylate, 2-methyl-2-adamantyl acrylate, 2- Propyl-2-adamantyl acrylate, 8-methyl-8-tricyclodecyl acrylate, and , Etc. 8-ethyl-8-tricyclodecyl acrylate.
メタクリル酸エステル化合物としては、例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、ナフチルメタクリレート、アントリルメタクリレート、アントリルメチルメタクリレート、フェニルメタクリレート、2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート、tert−ブチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、2−メトキシエチルメタクリレート、メトキシトリエチレングリコールメタクリレート、2−エトキシエチルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、3−メトキシブチルメタクリレート、2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート、2−プロピル−2−アダマンチルメタクリレート、8−メチル−8−トリシクロデシルメタクリレート、及び、8−エチル−8−トリシクロデシルメタクリレート等が挙げられる。 グリシジル(メタ)アクリレート、(3−メチル−3−オキセタニル)メチル(メタ)アクリレート、および(3−エチル−3−オキセタニル)メチル(メタ)アクリレートなどの環状エーテル基を有する(メタ)アクリレート化合物も用いることができる。
Examples of the methacrylate compound include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, benzyl methacrylate, naphthyl methacrylate, anthryl methacrylate, anthryl methyl methacrylate, phenyl methacrylate, 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate, and tert-butyl. Methacrylate, cyclohexyl methacrylate, isobornyl methacrylate, 2-methoxyethyl methacrylate, methoxytriethylene glycol methacrylate, 2-ethoxyethyl methacrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate, 3-methoxybutyl methacrylate, 2-methyl-2-adamantyl methacrylate, 2- Propyl-2-adamantyl methacrylate, 8-
ビニル化合物としては、例えば、ビニルエーテル、メチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、フェニルビニルエーテル、及び、プロピルビニルエーテル等が挙げられる。
スチレン化合物としては、例えば、スチレン、メチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン等が挙げられる。
マレイミド化合物としては、例えば、マレイミド、N−メチルマレイミド、N−フェニルマレイミド、及びN−シクロヘキシルマレイミド等が挙げられる。
Examples of the vinyl compound include vinyl ether, methyl vinyl ether, benzyl vinyl ether, 2-hydroxyethyl vinyl ether, phenyl vinyl ether, and propyl vinyl ether.
Examples of the styrene compound include styrene, methylstyrene, chlorostyrene, bromostyrene and the like.
Examples of the maleimide compound include maleimide, N-methylmaleimide, N-phenylmaleimide, and N-cyclohexylmaleimide.
本実施の形態の側鎖型高分子の製造方法については、特に限定されるものではなく、工業的に扱われている汎用な方法が利用できる。具体的には、液晶性側鎖モノマーや光反応性側鎖モノマーのビニル基を利用したカチオン重合やラジカル重合、アニオン重合により製造することができる。これらの中では反応制御のしやすさなどの観点からラジカル重合が特に好ましい。 The method for producing the side-chain polymer of the present embodiment is not particularly limited, and a general-purpose method that is industrially used can be used. Specifically, it can be produced by cationic polymerization, radical polymerization or anionic polymerization using a vinyl group of a liquid crystalline side chain monomer or a photoreactive side chain monomer. Among these, radical polymerization is particularly preferred from the viewpoint of easy reaction control.
ラジカル重合の重合開始剤としては、ラジカル重合開始剤や、可逆的付加−開裂型連鎖移動(RAFT)重合試薬等の公知の化合物を使用することができる。 As the polymerization initiator for radical polymerization, known compounds such as a radical polymerization initiator and a reversible addition-cleavage chain transfer (RAFT) polymerization reagent can be used.
ラジカル熱重合開始剤は、分解温度以上に加熱することにより、ラジカルを発生させる化合物である。このようなラジカル熱重合開始剤としては、例えば、ケトンパーオキサイド類(メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド等)、ジアシルパーオキサイド類(アセチルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド等)、ハイドロパーオキサイド類(過酸化水素、tert−ブチルハイドパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等)、ジアルキルパーオキサイド類 (ジ−tert−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジラウロイルパーオキサイド等)、パーオキシケタール類(ジブチルパーオキシ シクロヘキサン等)、アルキルパーエステル類(パーオキシネオデカン酸−tert−ブチルエステル、パーオキシピバリン酸−tert−ブチルエステル、パーオキシ 2−エチルシクロヘキサン酸−tert−アミルエステル等)、過硫酸塩類(過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等)、アゾ系化合物(アゾビスイソブチロニトリル、および2,2′−ジ(2−ヒドロキシエチル)アゾビスイソブチロニトリル等)が挙げられる。このようなラジカル熱重合開始剤は、1種を単独で使用することもできるし、あるいは2種以上を組み合わせて使用することもできる。 The radical thermal polymerization initiator is a compound that generates a radical when heated to a temperature higher than the decomposition temperature. Examples of such a radical thermal polymerization initiator include ketone peroxides (eg, methyl ethyl ketone peroxide, cyclohexanone peroxide), diacyl peroxides (eg, acetyl peroxide, benzoyl peroxide), and hydroperoxides (eg, peroxides). Hydrogen, tert-butylhydroxide, cumene hydroperoxide, etc.), dialkyl peroxides (di-tert-butyl peroxide, dicumyl peroxide, dilauroyl peroxide, etc.), peroxyketals (dibutylperoxy cyclohexane) Etc.), alkyl peresters (peroxyneodecanoic acid-tert-butyl ester, peroxypivalic acid-tert-butyl ester, peroxy-2-ethylcyclohexane) Sannic acid-tert-amyl ester, etc.), persulfates (potassium persulfate, sodium persulfate, ammonium persulfate, etc.), azo compounds (azobisisobutyronitrile, and 2,2'-di (2-hydroxyethyl ) Azobisisobutyronitrile). One of these radical thermal polymerization initiators can be used alone, or two or more can be used in combination.
ラジカル光重合開始剤は、ラジカル重合を光照射によって開始する化合物であれば特に限定されない。このようなラジカル光重合開始剤としては、ベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、キサントン、チオキサントン、イソプロピルキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2−エチルアントラキノン、アセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−4’−イソプロピルプロピオフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、イソプロピルベンゾインエーテル、イソブチルベンゾインエーテル、2,2−ジエトキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、カンファーキノン、ベンズアントロン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタノン−1、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、4,4’−ジ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,4,4’−トリ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、2−(4’−メトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(3’,4’−ジメトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(2’,4’−ジメトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(2’−メトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4’−ペンチルオキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−[p−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)]−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、1,3−ビス(トリクロロメチル)−5−(2’−クロロフェニル)−s−トリアジン、1,3−ビス(トリクロロメチル)−5−(4’−メトキシフェニル)−s−トリアジン、2−(p−ジメチルアミノスチリル)ベンズオキサゾール、2−(p−ジメチルアミノスチリル)ベンズチアゾール、2−メルカプトベンゾチアゾール、3,3’−カルボニルビス(7−ジエチルアミノクマリン)、2−(o−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス(4−エトキシカルボニルフェニル)−1,2’−ビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4−ジクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、2,2’ビス(2,4−ジブロモフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4,6−トリクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、3−(2−メチル−2−ジメチルアミノプロピオニル)カルバゾール、3,6−ビス(2−メチル−2−モルホリノプロピオニル)−9−n−ドデシルカルバゾール、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ビス(5−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)−ビス(2,6−ジフルオロ−3−(1H−ピロール−1−イル)−フェニル)チタニウム、3,3’,4,4’−テトラ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3’,4,4’−テトラ(t−ヘキシルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3’−ジ(メトキシカルボニル)−4,4’−ジ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,4’−ジ(メトキシカルボニル)−4,3’−ジ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4,4’−ジ(メトキシカルボニル)−3,3’−ジ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2−(3−メチル−3H−ベンゾチアゾール−2−イリデン)−1−ナフタレン−2−イル−エタノン、又は2−(3−メチル−1,3−ベンゾチアゾール−2(3H)−イリデン)−1−(2−ベンゾイル)エタノン等を挙げることができる。これらの化合物は単独で使用してもよく、2つ以上を混合して使用することもできる。 The radical photopolymerization initiator is not particularly limited as long as it is a compound that initiates radical polymerization by light irradiation. Examples of such radical photopolymerization initiators include benzophenone, Michler's ketone, 4,4'-bis (diethylamino) benzophenone, xanthone, thioxanthone, isopropylxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2-ethylanthraquinone, acetophenone, and 2-hydroxy -2-methylpropiophenone, 2-hydroxy-2-methyl-4'-isopropylpropiophenone, 1-hydroxycyclohexylphenylketone, isopropylbenzoin ether, isobutylbenzoin ether, 2,2-diethoxyacetophenone, 2,2 -Dimethoxy-2-phenylacetophenone, camphorquinone, benzanthrone, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one, 2- Benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1,4-dimethylaminoethyl benzoate, isoamyl 4-dimethylaminobenzoate, 4,4′-di (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone , 3,4,4'-tri (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, 2- (4'-methoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -S-triazine, 2- (3 ', 4'-dimethoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (2', 4'-dimethoxystyryl) -4,6-bis (Trichloromethyl) -s-triazine, 2- (2'-methoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl ) -S-Triazine, 2- (4′-pentyloxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 4- [pN, N-di (ethoxycarbonylmethyl)]-2, 6-di (trichloromethyl) -s-triazine, 1,3-bis (trichloromethyl) -5- (2′-chlorophenyl) -s-triazine, 1,3-bis (trichloromethyl) -5- (4 ′ -Methoxyphenyl) -s-triazine, 2- (p-dimethylaminostyryl) benzoxazole, 2- (p-dimethylaminostyryl) benzothiazole, 2-mercaptobenzothiazole, 3,3'-carbonylbis (7-diethylamino Coumarin), 2- (o-chlorophenyl) -4,4 ', 5,5'-tetraphenyl-1,2'-biimidazole, 2,2'-bi (2-chlorophenyl) -4,4 ', 5,5'-tetrakis (4-ethoxycarbonylphenyl) -1,2'-biimidazole, 2,2'-bis (2,4-dichlorophenyl) -4, 4 ', 5,5'-tetraphenyl-1,2'-biimidazole, 2,2'bis (2,4-dibromophenyl) -4,4', 5,5'-tetraphenyl-1,2 ' -Biimidazole, 2,2'-bis (2,4,6-trichlorophenyl) -4,4 ', 5,5'-tetraphenyl-1,2'-biimidazole, 3- (2-methyl-2 -Dimethylaminopropionyl) carbazole, 3,6-bis (2-methyl-2-morpholinopropionyl) -9-n-dodecylcarbazole, 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone, bis (5-2,4-cyclopentadi 1-yl) -bis (2,6-difluoro-3- (1H-pyrrol-1-yl) -phenyl) titanium, 3,3 ′, 4,4′-tetra (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone 3,3 ', 4,4'-tetra (t-hexylperoxycarbonyl) benzophenone, 3,3'-di (methoxycarbonyl) -4,4'-di (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 3,4 '-Di (methoxycarbonyl) -4,3'-di (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 4,4'-di (methoxycarbonyl) -3,3'-di (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, -(3-methyl-3H-benzothiazol-2-ylidene) -1-naphthalen-2-yl-ethanone, or 2- (3-methyl-1 3- benzothiazol -2 (3H) - ylidene) -1- (2-benzoyl) ethanone, and the like. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
ラジカル重合法は、特に制限されるものでなく、乳化重合法、懸濁重合法、分散重合法、沈殿重合法、塊状重合法、溶液重合法等を用いることができる。 The radical polymerization method is not particularly limited, and an emulsion polymerization method, a suspension polymerization method, a dispersion polymerization method, a precipitation polymerization method, a bulk polymerization method, a solution polymerization method, or the like can be used.
液晶性を発現し得る感光性の側鎖型高分子の重合反応に用いる有機溶媒としては、生成した高分子が溶解するものであれば特に限定されない。その具体例を以下に挙げる。 The organic solvent used for the polymerization reaction of the photosensitive side-chain polymer capable of exhibiting liquid crystallinity is not particularly limited as long as the produced polymer is dissolved. Specific examples are given below.
N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、N−メチルカプロラクタム、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、ピリジン、ジメチルスルホン、ヘキサメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、イソプロピルアルコール、メトキシメチルペンタノール、ジペンテン、エチルアミルケトン、メチルノニルケトン、メチルエチルケトン、メチルイソアミルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、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、ブチルカルビトール、エチルカルビトール、エチレングリコール、エチレングリコールモノアセテート、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノアセテート、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−tert−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノプロピルエーテル、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、トリプロピレングリコールメチルエーテル、3−メチル−3−メトキシブタノール、ジイソプロピルエーテル、エチルイソブチルエーテル、ジイソブチレン、アミルアセテート、ブチルブチレート、ブチルエーテル、ジイソブチルケトン、メチルシクロへキセン、プロピルエーテル、ジヘキシルエーテル、ジオキサン、n−へキサン、n−ペンタン、n−オクタン、ジエチルエーテル、シクロヘキサノン、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、乳酸メチル、乳酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸メチルエチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸、3−メトキシプロピオン酸、3−メトキシプロピオン酸プロピル、3−メトキシプロピオン酸ブチル、ジグライム、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド、3−エトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド、3−ブトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド等が挙げられる。 N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, N-methylcaprolactam, dimethylsulfoxide, tetramethylurea, pyridine, dimethylsulfone, hexamethylsulfoxide , Γ-butyrolactone, isopropyl alcohol, methoxymethylpentanol, dipentene, ethyl amyl ketone, methyl nonyl ketone, methyl ethyl ketone, methyl isoamyl ketone, methyl isopropyl ketone, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, butyl Carbitol, ethyl carbitol, ethylene glycol, ethylene glycol monoacetate, ethylene glycol monoisopropyl ether, ethylene Glycol monobutyl ether, propylene glycol, propylene glycol monoacetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol-tert-butyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol, diethylene glycol monoacetate, diethylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol monoacetate monomethyl ether, dipropylene glycol Monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monoacetate monoethyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monoacetate monopropyl ether, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, trifluoropropyl Glycol methyl ether, 3-methyl-3-methoxybutanol, diisopropyl ether, ethyl isobutyl ether, diisobutylene, amyl acetate, butyl butyrate, butyl ether, diisobutyl ketone, methylcyclohexene, propyl ether, dihexyl ether, dioxane, n- Hexane, n-pentane, n-octane, diethyl ether, cyclohexanone, ethylene carbonate, propylene carbonate, methyl lactate, ethyl lactate, methyl acetate, ethyl acetate, n-butyl acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, methyl pyruvate, Ethyl pyruvate, methyl 3-methoxypropionate, methyl ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, 3-ethoxypropion , 3-methoxypropionic acid, propyl 3-methoxypropionate, butyl 3-methoxypropionate, diglyme, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, 3-methoxy-N, N-dimethylpropanamide, 3-ethoxy —N, N-dimethylpropanamide, 3-butoxy-N, N-dimethylpropanamide and the like.
これら有機溶媒は単独で使用しても、混合して使用してもよい。さらに、生成する高分子を溶解させない溶媒であっても、生成した高分子が析出しない範囲で、上述の有機溶媒に混合して使用してもよい。
また、ラジカル重合において有機溶媒中の酸素は重合反応を阻害する原因となるので、有機溶媒は可能な程度に脱気されたものを用いることが好ましい。
These organic solvents may be used alone or as a mixture. Further, even if the solvent does not dissolve the produced polymer, it may be mixed with the above-mentioned organic solvent and used as long as the produced polymer does not precipitate.
In addition, since oxygen in an organic solvent causes inhibition of the polymerization reaction in radical polymerization, it is preferable to use a degassed organic solvent as much as possible.
ラジカル重合の際の重合温度は30℃〜150℃の任意の温度を選択することができるが、好ましくは50℃〜100℃の範囲である。また、反応は任意の濃度で行うことができるが、濃度が低すぎると高分子量の重合体を得ることが難しくなり、濃度が高すぎると反応液の粘性が高くなり過ぎて均一な攪拌が困難となるので、モノマー濃度が、好ましくは1質量%〜50質量%、より好ましくは5質量%〜30質量%である。反応初期は高濃度で行い、その後、有機溶媒を追加することができる。 The polymerization temperature at the time of radical polymerization can be selected from any temperature of 30C to 150C, but is preferably in the range of 50C to 100C. In addition, the reaction can be performed at any concentration, but if the concentration is too low, it is difficult to obtain a high molecular weight polymer, and if the concentration is too high, the viscosity of the reaction solution becomes too high and uniform stirring is difficult. Therefore, the monomer concentration is preferably 1% by mass to 50% by mass, and more preferably 5% by mass to 30% by mass. The initial stage of the reaction is carried out at a high concentration, after which an organic solvent can be added.
上述のラジカル重合反応においては、ラジカル重合開始剤の比率がモノマーに対して多いと得られる高分子の分子量が小さくなり、少ないと得られる高分子の分子量が大きくなるので、ラジカル開始剤の比率は重合させるモノマーに対して0.1モル%〜10モル%であることが好ましい。また重合時には各種モノマー成分や溶媒、開始剤などを追加することもできる。 In the above-described radical polymerization reaction, when the ratio of the radical polymerization initiator to the monomer is large, the molecular weight of the obtained polymer is small, and when the ratio is small, the molecular weight of the obtained polymer is large. The amount is preferably from 0.1 mol% to 10 mol% based on the monomer to be polymerized. At the time of polymerization, various monomer components, a solvent, an initiator and the like can be added.
[重合体の回収]
上述の反応により得られた、液晶性を発現し得る感光性の側鎖型高分子の反応溶液から、生成した高分子を回収する場合には、反応溶液を貧溶媒に投入して、それら重合体を沈殿させれば良い。沈殿に用いる貧溶媒としては、メタノール、アセトン、ヘキサン、ヘプタン、ブチルセルソルブ、ヘプタン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、エタノール、トルエン、ベンゼン、ジエチルエーテル、メチルエチルエーテル、水等を挙げることができる。貧溶媒に投入して沈殿させた重合体は、濾過して回収した後、常圧あるいは減圧下で、常温あるいは加熱して乾燥することができる。また、沈殿回収した重合体を、有機溶媒に再溶解させ、再沈殿回収する操作を2回〜10回繰り返すと、重合体中の不純物を少なくすることができる。この際の貧溶媒として、例えば、アルコール類、ケトン類、炭化水素等が挙げられ、これらの中から選ばれる3種類以上の貧溶媒を用いると、より一層精製の効率が上がるので好ましい。
[Recovery of polymer]
When recovering the produced polymer from the reaction solution of the photosensitive side-chain polymer capable of exhibiting liquid crystal properties obtained by the above-described reaction, the reaction solution is poured into a poor solvent, and the weight of the polymer is reduced. What is necessary is just to precipitate the coalescence. Examples of the poor solvent used for precipitation include methanol, acetone, hexane, heptane, butyl cellosolve, heptane, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, ethanol, toluene, benzene, diethyl ether, methyl ethyl ether, water and the like. The polymer that has been put into a poor solvent and precipitated can be collected by filtration and then dried at normal temperature or reduced pressure at normal temperature or by heating. Further, by repeating the operation of re-dissolving the polymer recovered by precipitation in an organic solvent and recovering and recovering the precipitate two to ten times, impurities in the polymer can be reduced. In this case, examples of the poor solvent include alcohols, ketones, and hydrocarbons. It is preferable to use three or more kinds of poor solvents selected from these, because the purification efficiency is further increased.
本発明の(A)側鎖型高分子の分子量は、得られる塗膜の強度、塗膜形成時の作業性、および塗膜の均一性を考慮した場合、GPC(Gel Permeation Chromatography)法で測定した重量平均分子量が、2000〜1000000が好ましく、より好ましくは、5000〜200000である。 The molecular weight of the side chain type polymer (A) of the present invention is measured by GPC (Gel Permeation Chromatography) method in consideration of the strength of the obtained coating film, workability in forming the coating film, and uniformity of the coating film. The obtained weight average molecular weight is preferably from 2,000 to 1,000,000, more preferably from 5,000 to 200,000.
<<(B)成分>>
本発明に用いられる重合体組成物は、(B)成分として、ジイソシアネート化合物と、テトラカルボン酸誘導体と、ジアミン化合物とを重合反応させ、次いでイミド化することにより製造されるポリウレアポリイミドを有する。
<< (B) component >>
The polymer composition used in the present invention has, as the component (B), a polyurea polyimide produced by polymerizing a diisocyanate compound, a tetracarboxylic acid derivative, and a diamine compound, and then imidizing the polyurea polyimide.
<<<ジイソシアネート成分>>>
(B)成分の原料であるジイソシアネート成分として、例えば、芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネートなどが挙げられる。好ましいジイソシアネート成分は、芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネートである。
<<<< Diisocyanate component >>>>
Examples of the diisocyanate component which is a raw material of the component (B) include aromatic diisocyanates and aliphatic diisocyanates. Preferred diisocyanate components are aromatic diisocyanates and aliphatic diisocyanates.
ここで、芳香族ジイソシアネートとは、ジイソシアネート構造(O=C=N−R−N=C=O)のRの基が、芳香族環を含む構造を含むものをいう。また脂肪族ジイソシアネートとは、前記イソシアネート構造のRの基が、環状または非環状の脂肪族構造からなるものをいう。 Here, the aromatic diisocyanate means a group in which the R group of the diisocyanate structure (O = C = N-R-N = C = O) includes a structure containing an aromatic ring. In addition, the aliphatic diisocyanate refers to an isocyanate structure in which the R group has a cyclic or acyclic aliphatic structure.
芳香族ジイソシアネートの具体例としては、o−フェニレンジイソシアネート、m−フェニレンジイソシアネート、p − フェニレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート類(例えば、2,4−ジイソシアン酸トリレン)、1,4−ジイソシアン酸−2−メトキシベンゼン、2,5−ジイソシアン酸キシレン類、2,2’−ビス(4−ジイソシアン酸フェニル)プロパン、4,4’−ジイソシアン酸ジフェニルメタン、4,4’−ジイソシアン酸ジフェニルエーテル、4,4’−ジイソシアン酸ジフェニルスルホン、3,3’−ジイソシアン酸ジフェニルスルホン、2,2’−ジイソシアン酸ベンゾフェノン等が挙げられる。芳香族ジイソシアネートとしては、好ましくは、2,4−ジイソシアン酸トリレンが挙げられる。脂肪族ジイソシアネートの具体例としては、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、テトラメチルエチレンジイソシアネート等が挙げられる。脂肪族ジイソシアネートとしては、好ましくは、イソホロンジイソシアネートが挙げられる。なかでも、イソホロンジイソシアネートと2,4−ジイソシアン酸トリレンが重合反応性、電圧保持率の観点から好ましく、さらに、イソホロンジイソシアネートが、入手性、重合反応性、電圧保持率の観点からより好ましい。
Specific examples of the aromatic diisocyanate include o-phenylene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, toluene diisocyanates (for example,
<<<ジアミン成分>>>
(B)成分の原料であるジアミン成分としては、例えば、以下の脂環式ジアミン、芳香族ジアミン、複素環式ジアミン、脂肪族ジアミンやウレア結合含有ジアミンが挙げられる。
<<< Diamine component >>>
Examples of the diamine component which is a raw material of the component (B) include the following alicyclic diamines, aromatic diamines, heterocyclic diamines, aliphatic diamines and diamines containing a urea bond.
脂環式ジアミンの例としては、1,4−ジアミノシクロヘキサン、1,3−ジアミノシクロヘキサン、4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジシクロヘキシルアミン、イソホロンジアミン等が挙げられる。 Examples of alicyclic diamines include 1,4-diaminocyclohexane, 1,3-diaminocyclohexane, 4,4′-diaminodicyclohexylmethane, 4,4′-diamino-3,3′-dimethyldicyclohexylamine, isophorone diamine And the like.
芳香族ジアミンの例としては、o−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、2,4−ジアミノトルエン、2,5−ジアミノトルエン、3,5−ジアミノトルエン、1,4−ジアミノ−2−メトキシベンゼン、2,5−ジアミノ−p−キシレン、1,3−ジアミノ−4−クロロベンゼン、3,5−ジアミノ安息香酸、1,4−ジアミノ−2,5−ジクロロベンゼン、4,4’−ジアミノ−1,2−ジフェニルエタン、4,4’−ジアミノ−2,2’−ジメチルビベンジル、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、3,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノ−3,3’―ジメチルジフェニルメタン、2,2’−ジアミノスチルベン、4,4’−ジアミノスチルベン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、3,5−ビス(4−アミノフェノキシ)安息香酸、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビベンジル、2,2−ビス[(4−アミノフェノキシ)メチル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフロロプロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、1,1−ビス(4−アミノフェニル)シクロヘキサン、α、α’−ビス(4−アミノフェニル)−1,4−ジイソプロピルベンゼン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン、2,2−ビス(3−アミノフェニル)ヘキサフロロプロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフロロプロパン、4,4’−ジアミノジフェニルアミン、2,4−ジアミノジフェニルアミン、1,8−ジアミノナフタレン、1,5−ジアミノナフタレン、1,5−ジアミノアントラキノン、1,3−ジアミノピレン、1,6−ジアミノピレン、1,8―ジアミノピレン、2,7−ジアミノフルオレン、1,3−ビス(4−アミノフェニル)テトラメチルジシロキサン、ベンジジン、2,2’−ジメチルベンジジン、1,2−ビス(4−アミノフェニル)エタン、1,3−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、1,4−ビス(4−アミノフェニル)ブタン、1,5−ビス(4−アミノフェニル)ペンタン、1,6−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサン、1,7−ビス(4−アミノフェニル)ヘプタン、1,8−ビス(4−アミノフェニル)オクタン、1,9−ビス(4−アミノフェニル)ノナン、1,10−ビス(4−アミノフェニル)デカン、ビス(4−アミノフェノキシ)メタン、1,2−ビス(4−アミノフェノキシ)エタン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)プロパン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ブタン、1,5−ビス(4−アミノフェノキシ)ペンタン、1,6−ビス(4−アミノフェノキシ)ヘキサン、1,7−ビス(4−アミノフェノキシ)ヘプタン、1,8−ビス(4−アミノフェノキシ)オクタン、1,9−ビス(4−アミノフェノキシ)ノナン、1,10−ビス(4−アミノフェノキシ)デカン、ジ(4−アミノフェニル)プロパン−1,3−ジオエート、ジ(4−アミノフェニル)ブタン−1,4−ジオエート、ジ(4−アミノフェニル)ペンタン−1,5−ジオエート、ジ(4−アミノフェニル)ヘキサン−1,6−ジオエート、ジ(4−アミノフェニル)ヘプタン−1,7−ジオエート、ジ(4−アミノフェニル)オクタン−1,8−ジオエート、ジ(4−アミノフェニル)ノナン−1,9−ジオエート、ジ(4−アミノフェニル)デカン−1,10−ジオエート、1,3−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ〕プロパン、1,4−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ〕ブタン、1,5−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ〕ペンタン、1,6−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ〕ヘキサン、1,7−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ〕ヘプタン、1,8−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ〕オクタン、1,9−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ〕ノナン、1,10−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ〕デカン等が挙げられる。 Examples of the aromatic diamine include o-phenylenediamine, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 2,4-diaminotoluene, 2,5-diaminotoluene, 3,5-diaminotoluene and 1,4-diamino- 2-methoxybenzene, 2,5-diamino-p-xylene, 1,3-diamino-4-chlorobenzene, 3,5-diaminobenzoic acid, 1,4-diamino-2,5-dichlorobenzene, 4,4 ′ -Diamino-1,2-diphenylethane, 4,4'-diamino-2,2'-dimethylbibenzyl, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-diaminodiphenylmethane, 3,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diamino-3,3'-dimethyldiphenylmethane, 2,2'-diaminostilbene, 4,4'-diamino Tilben, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 3,3'-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'- Diaminobenzophenone, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 3,5-bis (4- Aminophenoxy) benzoic acid, 4,4'-bis (4-aminophenoxy) bibenzyl, 2,2-bis [(4-aminophenoxy) methyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) Phenyl] hexafluoropropane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 1,1-bis (4-aminophenyl) cyclohexane, α, α′-bis (4-amino Phenyl) -1,4-diisopropylbenzene, 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene, 2,2-bis (3-aminophenyl) hexafluoropropane, 2,2-bis (4-aminophenyl) hexa Fluoropropane, 4,4'-diaminodiphenylamine, 2,4-diaminodiphenylamine, 1,8-diaminonaphthalene, 1,5-diaminonaphthalene, 1,5-diaminoanthraquinone, 1,3-diaminopyrene, 1,6- Diaminopyrene, 1,8-diaminopyrene, 2,7-diaminofluorene, 1,3-bis (4-aminophenyl Nyl) tetramethyldisiloxane, benzidine, 2,2′-dimethylbenzidine, 1,2-bis (4-aminophenyl) ethane, 1,3-bis (4-aminophenyl) propane, 1,4-bis (4 -Aminophenyl) butane, 1,5-bis (4-aminophenyl) pentane, 1,6-bis (4-aminophenyl) hexane, 1,7-bis (4-aminophenyl) heptane, 1,8-bis (4-aminophenyl) octane, 1,9-bis (4-aminophenyl) nonane, 1,10-bis (4-aminophenyl) decane, bis (4-aminophenoxy) methane, 1,2-bis (4 -Aminophenoxy) ethane, 1,3-bis (4-aminophenoxy) propane, 1,4-bis (4-aminophenoxy) butane, 1,5-bis (4-aminophenoxy) B) pentane, 1,6-bis (4-aminophenoxy) hexane, 1,7-bis (4-aminophenoxy) heptane, 1,8-bis (4-aminophenoxy) octane, 1,9-bis (4 -Aminophenoxy) nonane, 1,10-bis (4-aminophenoxy) decane, di (4-aminophenyl) propane-1,3-dioate, di (4-aminophenyl) butane-1,4-dioate, di (4-aminophenyl) pentane-1,5-dioate, di (4-aminophenyl) hexane-1,6-dioate, di (4-aminophenyl) heptane-1,7-dioate, di (4-aminophenyl) ) Octane-1,8-dioate, di (4-aminophenyl) nonane-1,9-dioate, di (4-aminophenyl) decane-1,10-dioate 1,3-bis [4- (4-aminophenoxy) phenoxy] propane, 1,4-bis [4- (4-aminophenoxy) phenoxy] butane, 1,5-bis [4- (4-aminophenoxy) ) Phenoxy] pentane, 1,6-bis [4- (4-aminophenoxy) phenoxy] hexane, 1,7-bis [4- (4-aminophenoxy) phenoxy] heptane, 1,8-bis [4- ( 4-aminophenoxy) phenoxy] octane, 1,9-bis [4- (4-aminophenoxy) phenoxy] nonane, 1,10-bis [4- (4-aminophenoxy) phenoxy] decane, and the like.
芳香族−脂肪族ジアミンの例としては、下記式[DAM]で表されるジアミン等が挙げられる。
(式中、Arはベンゼン環またはナフタレン環を表し、R1は炭素原子数が1〜5のアルキレン基であり、R2は水素原子またはメチル基である。)
Examples of the aromatic-aliphatic diamine include a diamine represented by the following formula [DAM].
(In the formula, Ar represents a benzene ring or a naphthalene ring, R 1 is an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and R 2 is a hydrogen atom or a methyl group.)
芳香族−脂肪族ジアミンの具体例としては、3−アミノベンジルアミン、4−アミノベンジルアミン、3−アミノ−N−メチルベンジルアミン、4−アミノ−N−メチルベンジルアミン、3−アミノフェネチルアミン、4−アミノフェネチルアミン、3−アミノ−N−メチルフェネチルアミン、4−アミノ−N−メチルフェネチルアミン、3−(3−アミノプロピル)アニリン、4−(3−アミノプロピル)アニリン、3−(3−メチルアミノプロピル)アニリン、4−(3−メチルアミノプロピル)アニリン、3−(4−アミノブチル)アニリン、4−(4−アミノブチル)アニリン、3−(4−メチルアミノブチル)アニリン、4−(4−メチルアミノブチル)アニリン、3−(5−アミノペンチル)アニリン、4−(5−アミノペンチル)アニリン、3−(5−メチルアミノペンチル)アニリン、4−(5−メチルアミノペンチル)アニリン、2−(6−アミノナフチル)メチルアミン、3−(6−アミノナフチル)メチルアミン、2−(6−アミノナフチル)エチルアミン、3−(6−アミノナフチル)エチルアミン等が挙げられる。 Specific examples of the aromatic-aliphatic diamine include 3-aminobenzylamine, 4-aminobenzylamine, 3-amino-N-methylbenzylamine, 4-amino-N-methylbenzylamine, 3-aminophenethylamine, -Aminophenethylamine, 3-amino-N-methylphenethylamine, 4-amino-N-methylphenethylamine, 3- (3-aminopropyl) aniline, 4- (3-aminopropyl) aniline, 3- (3-methylaminopropyl ) Aniline, 4- (3-methylaminopropyl) aniline, 3- (4-aminobutyl) aniline, 4- (4-aminobutyl) aniline, 3- (4-methylaminobutyl) aniline, 4- (4- Methylaminobutyl) aniline, 3- (5-aminopentyl) aniline, 4- (5-aminopenty) ) Aniline, 3- (5-methylaminopentyl) aniline, 4- (5-methylaminopentyl) aniline, 2- (6-aminonaphthyl) methylamine, 3- (6-aminonaphthyl) methylamine, 2- ( 6-aminonaphthyl) ethylamine, 3- (6-aminonaphthyl) ethylamine and the like.
複素環式ジアミンの例としては、2,6−ジアミノピリジン、2,4−ジアミノピリジン、2,4−ジアミノ−1,3,5−トリアジン、2,7−ジアミノジベンゾフラン、3,6−ジアミノカルバゾール、2,4−ジアミノ−6−イソプロピル−1,3,5−トリアジン、2,5−ビス(4−アミノフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール等が挙げられる。 Examples of the heterocyclic diamine include 2,6-diaminopyridine, 2,4-diaminopyridine, 2,4-diamino-1,3,5-triazine, 2,7-diaminodibenzofuran, and 3,6-diaminocarbazole , 2,4-diamino-6-isopropyl-1,3,5-triazine, 2,5-bis (4-aminophenyl) -1,3,4-oxadiazole and the like.
脂肪族ジアミンの例としては、1,2−ジアミノエタン、1,3−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタン、1,5−ジアミノペンタン、1,6−ジアミノヘキサン、1,7−ジアミノヘプタン、1,8−ジアミノオクタン、1,9−ジアミノノナン、1,10−ジアミノデカン、1,3−ジアミノ−2,2−ジメチルプロパン、1,6−ジアミノ−2,5−ジメチルヘキサン、1,7−ジアミノ−2,5−ジメチルヘプタン、1,7−ジアミノ−4,4−ジメチルヘプタン、1,7−ジアミノ−3−メチルヘプタン、1,9−ジアミノ−5−メチルノナン、1,12−ジアミノドデカン、1,18−ジアミノオクタデカン、1,2−ビス(3−アミノプロポキシ)エタン等が挙げられる。 Examples of the aliphatic diamine include 1,2-diaminoethane, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1,5-diaminopentane, 1,6-diaminohexane, 1,7-diaminoheptane, 1,8-diaminooctane, 1,9-diaminononane, 1,10-diaminodecane, 1,3-diamino-2,2-dimethylpropane, 1,6-diamino-2,5-dimethylhexane, 1,7- Diamino-2,5-dimethylheptane, 1,7-diamino-4,4-dimethylheptane, 1,7-diamino-3-methylheptane, 1,9-diamino-5-methylnonane, 1,12-diaminododecane, Examples thereof include 1,18-diaminooctadecane and 1,2-bis (3-aminopropoxy) ethane.
ウレア結合含有ジアミンの例としては、N,N‘−ビス(4−アミノフェネチル)ウレア等が挙げられる。 Examples of the urea bond-containing diamine include N, N‘-bis (4-aminophenethyl) urea and the like.
さらに、(B)成分において、ジイソシアネート成分と重合反応させるジアミン成分として、本発明の効果を損なわない範囲で、垂直配向用側鎖を有するジアミンを含んでもよい。 Further, in the component (B), a diamine having a side chain for vertical alignment may be contained as a diamine component to be polymerized with the diisocyanate component as long as the effects of the present invention are not impaired.
また、(B)成分におけるジアミン成分は、以下のジアミンを含有しても良い。
(式中、m、nはそれぞれ1から11の整数であり、m+nは2から12の整数であり、hは1〜3の整数であり、jは0から3の整数である。)
Further, the diamine component in the component (B) may contain the following diamine.
(In the formula, m and n are each an integer of 1 to 11, m + n is an integer of 2 to 12, h is an integer of 1 to 3, and j is an integer of 0 to 3.)
これらのジアミンを導入することにより、本発明の液晶配向剤から形成される液晶配向膜を使用する液晶表示素子の電圧保持率(VHRとも言う。)をより向上させるのに有利である。これらのジアミンは、そうした液晶表示素子の蓄積電荷低減効果に優れる観点から、好ましい By introducing these diamines, it is advantageous to further improve the voltage holding ratio (VHR) of a liquid crystal display element using a liquid crystal alignment film formed from the liquid crystal alignment agent of the present invention. These diamines are preferred from the viewpoint of excellent storage charge reduction effect of such a liquid crystal display element.
加えて、(B)成分におけるジアミン成分として、下記の式で示されるようなジアミノシロキサン等も挙げることができる。
(式中、mは、1から10の整数である。)
In addition, examples of the diamine component in the component (B) include diaminosiloxanes represented by the following formulas.
(In the formula, m is an integer of 1 to 10.)
なお、上記ジアミン化合物が、2つのアミノ基の中間にさらに窒素原子を有する場合、当該2つのアミノ基の中間に存在する窒素原子は、カルボニル及びベンゼン環から選ばれる基と単結合で結合していることが、(A)成分との塩形成等を防止することが出来る点で好ましい。 When the diamine compound further has a nitrogen atom between the two amino groups, the nitrogen atom present between the two amino groups is bonded to a group selected from a carbonyl and a benzene ring by a single bond. Is preferable in that salt formation with the component (A) can be prevented.
これら(B)成分におけるジアミン成分は、液晶配向膜にした際の液晶配向性、電圧保持特性、蓄積電荷などの特性に応じて、それぞれ1種類または2種類以上併用することができる。その際の混在する割合は限定されない。 The diamine component in the component (B) can be used alone or in combination of two or more depending on characteristics such as a liquid crystal alignment property, a voltage holding property, and a stored charge when a liquid crystal alignment film is formed. At that time, the mixing ratio is not limited.
<<テトラカルボン酸誘導体>>
(B)成分の原料であるテトラカルボン酸誘導体としては、例えば、テトラカルボン酸二無水物が挙げられる。
<<< tetracarboxylic acid derivative >>>
Examples of the tetracarboxylic acid derivative as the raw material of the component (B) include tetracarboxylic dianhydride.
脂環式構造または脂肪族構造を有するテトラカルボン酸二無水物としては、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−テトラメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、2,3,4,5−テトラヒドロフランテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、3,4−ジカルボキシ−1−シクロヘキシルコハク酸二無水物、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5−ペンタンテトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[3.3.0]オクタン−2,4,6,8−テトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジシクロヘキシル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、シス−3,7−ジブチルシクロオクタ−1,5−ジエン−1,2,5,6−テトラカルボン酸二無水物、トリシクロ[4.2.1.02,5]ノナン−3,4,7,8−テトラカルボン酸−3,4:7,8−二無水物、ヘキサシクロ[6.6.0.12,7.03,6.19,14.010,13]ヘキサデカン−4,5,11,12−テトラカルボン酸−4,5:11,12−二無水物、3,4−ジカルボキシ−1,2,3,4−テトラヒドロ−1−ナフタレンコハク酸二無水物等が挙げられる。 Examples of the tetracarboxylic dianhydride having an alicyclic structure or an aliphatic structure include 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride and 1,2-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutane Tetracarboxylic dianhydride, 1,3-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-tetramethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetra Carboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, 2,3,4,5-tetrahydrofurantetracarboxylic dianhydride, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic Acid dianhydride, 3,4-dicarboxy-1-cyclohexylsuccinic dianhydride, 1,2,3,4-butanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,4,5-pentanetetracarboxylic Dianhydride, bicyclo [3.3.0] octane-2,4,6,8-tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-dicyclohexyltetracarboxylic dianhydride, 2,3 , 5-Tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride, cis-3,7-dibutylcycloocta-1,5-diene-1,2,5,6-tetracarboxylic dianhydride, tricyclo [4.2.1. 0 2,5 ] nonane-3,4,7,8-tetracarboxylic acid-3,4: 7,8-dianhydride, hexacyclo [6.6.0.1 2,7 . 0 3,6 . 19,14 . 0 10,13] hexadecane -4,5,11,12- tetracarboxylic acid-4,5: 11,12-dianhydride, 3,4-dicarboxy-1,2,3,4-tetrahydro-1 And naphthalene succinic dianhydride.
芳香族テトラカルボン酸二無水物としては、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。 Examples of the aromatic tetracarboxylic dianhydride include pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2 ′, 3,3′-biphenyltetracarboxylic acid Dianhydride, 2,3,3 ', 4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 2,3,3 ', 4'- Benzophenone tetracarboxylic dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfone dianhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic acid Dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride and the like.
上記のテトラカルボン酸二無水物は、形成される液晶配向膜の液晶配向性、電圧保持特性、蓄積電荷等の特性に応じて、1種類または2種類以上併用することができる。 The above-mentioned tetracarboxylic dianhydrides can be used alone or in combination of two or more depending on the properties of the formed liquid crystal alignment film, such as liquid crystal alignment, voltage holding characteristics, and accumulated charge.
また、(B)成分の原料であるテトラカルボン酸誘導体として、テトラカルボン酸ジアルキルエステルや、テトラカルボン酸ジアルキルジエステルジクロリドを用いてもよい。なお、テトラカルボン酸成分がこのようなテトラカルボン酸ジアルキルエステルやテトラカルボン酸ジアルキルエステルジクロリドを含有すると、重合体はポリイミド前駆体であるポリアミック酸エステルとなる。使用可能なテトラカルボン酸ジアルキルエステルは特に限定されず、例えば、脂肪族テトラカルボン酸ジエステル、芳香族テトラカルボン酸ジアルキルエステル等が挙げられる。
その具体例を以下に挙げる。
Further, as the tetracarboxylic acid derivative which is a raw material of the component (B), tetracarboxylic dialkyl ester or tetracarboxylic dialkyl diester dichloride may be used. When the tetracarboxylic acid component contains such a tetracarboxylic acid dialkyl ester or tetracarboxylic acid dialkyl ester dichloride, the polymer becomes a polyamic acid ester which is a polyimide precursor. The dialkyl tetracarboxylate that can be used is not particularly limited, and examples thereof include aliphatic tetracarboxylic diesters and aromatic tetracarboxylic dialkyl esters.
Specific examples are given below.
脂肪族テトラカルボン酸ジエステルの具体的な例としては、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸ジアルキルエステル、1,2−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸ジアルキルエステル、1,3−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸ジアルキルエステル、1,2,3,4−テトラメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸ジアルキルエステル、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸ジアルキルエステル、2,3,4,5−テトラヒドロフランテトラカルボン酸ジアルキルエステル、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸ジアルキルエステル、3,4−ジカルボキシ−1−シクロヘキシルコハク酸ジアルキルエステル、3,4−ジカルボキシ−1,2,3,4−テトラヒドロ−1−ナフタレンコハク酸ジアルキルエステル、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸ジアルキルエステル、1,2,4,5−ペンタンテトラカルボン酸ジアルキルエステル、ビシクロ[3.3.0]オクタン−2,4,6,8−テトラカルボン酸ジアルキルエステル、3,3’,4,4’−ジシクロヘキシルテトラカルボン酸ジアルキルエステル、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸ジアルキルエステル、シス−3,7−ジブチルシクロオクタ−1,5−ジエン−1,2,5,6−テトラカルボン酸ジアルキルエステル、トリシクロ[4.2.1.02,5]ノナン−3,4,7,8−テトラカルボン酸−3,4:7,8−ジアルキルエステル、ヘキサシクロ[6.6.0.12,7.03,6.19,14.010,13]ヘキサデカン−4,5,11,12−テトラカルボン酸−4,5:11,12−ジアルキルエステル、3,4−ジカルボキシ−1,2,3,4−テトラヒドロ−1−ナフタレンコハク酸二無水物等が挙げられる。 Specific examples of the aliphatic tetracarboxylic diester include 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dialkyl ester, 1,2-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dialkyl ester, 1,3-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic acid dialkyl ester, 1,2,3,4-tetramethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic acid dialkyl ester, 1,2 2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic acid dialkyl ester, 2,3,4,5-tetrahydrofurantetracarboxylic acid dialkyl ester, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic acid dialkyl ester, 3,4-dicarboxy- 1-cyclohexylsuccinic acid dialkyl ester, 3,4-dicarboxy 1,2,3,4-tetrahydro-1-naphthalene dialkyl succinate, 1,2,3,4-butanetetracarboxylic dialkyl ester, 1,2,4,5-pentanetetracarboxylic dialkyl ester, bicyclo [ 3.3.0] octane-2,4,6,8-tetracarboxylic acid dialkyl ester, 3,3 ', 4,4'-dicyclohexyltetracarboxylic acid dialkyl ester, 2,3,5-tricarboxycyclopentyl acetate dialkyl Ester, cis-3,7-dibutylcycloocta-1,5-diene-1,2,5,6-tetracarboxylic acid dialkyl ester, tricyclo [4.2.1.0 2,5 ] nonane-3,4 , 7,8-Tetracarboxylic acid-3,4: 7,8-dialkyl ester, hexacyclo [6.6.0.1 2,7 . 0 3,6 . 19,14 . 0 10,13] hexadecane -4,5,11,12- tetracarboxylic acid-4,5: 11,12-dialkyl ester, 3,4-dicarboxy-1,2,3,4-tetrahydro-1-naphthalene And succinic dianhydride.
芳香族テトラカルボン酸ジアルキルエステルの具体的な例としては、ピロメリット酸ジアルキルエステル、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸ジアルキルエステル、2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸ジアルキルエステル、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸ジアルキルエステル、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸ジアルキルエステル、2,3,3’,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸ジアルキルエステル、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテルジアルキルエステル、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホンジアルキルエステル、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸ジアルキルエステル、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸ジアルキルエステル等が挙げられる。 Specific examples of the aromatic tetracarboxylic acid dialkyl ester include pyromellitic acid dialkyl ester, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid dialkyl ester, and 2,2 ′, 3,3′-biphenyltetracarboxylic acid dialkyl ester. Carboxylic acid dialkyl ester, 2,3,3 ', 4'-biphenyltetracarboxylic acid dialkyl ester, 3,3', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic acid dialkyl ester, 2,3,3 ', 4'-benzophenone Tetracarboxylic acid dialkyl ester, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dialkyl ester, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfone dialkyl ester, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic acid dialkyl ester, 2 , 3,6,7-naphthalenetetracarboxylic acid Alkyl esters thereof.
テトラカルボン酸ジエステルジクロリドとしては、上記テトラカルボン酸ジアルキルエステルのカルボキシル基を、公知の方法でクロロカルボニル基に変換したジエステルジクロリドが挙げられる。 Examples of the tetracarboxylic diester dichloride include a diester dichloride obtained by converting a carboxyl group of the above-described dialkyl tetracarboxylic acid into a chlorocarbonyl group by a known method.
これらの化合物には異性体が存在するものもあるが、それらを含む混合物であってもよい。また、2種以上の化合物を併用してもよい。なお、本発明に使用するジカルボン酸類は、上記の例示化合物に限定されるものではない。 Some of these compounds have isomers, but may be a mixture containing them. Further, two or more compounds may be used in combination. The dicarboxylic acids used in the present invention are not limited to the above exemplified compounds.
これらテトラカルボン酸二無水物、テトラカルボン酸ジエステル、テトラカルボン酸ジエステルジクロリド等は、液晶配向膜にした際の液晶配向性、電圧保持特性、蓄積電荷などの特性に応じて、それぞれ1種類または2種類以上併用することができる。 These tetracarboxylic dianhydrides, tetracarboxylic diesters, tetracarboxylic diester dichlorides, etc. may be one or two types depending on the properties of the liquid crystal alignment film, such as liquid crystal alignment, voltage holding characteristics, and accumulated charge. More than one kind can be used together.
それぞれの原料のジイソシアネート成分と、テトラカルボン酸誘導体と、ジアミン成分との重合反応により、上記(B)成分の重合体の前駆体であるポリウレアポリアミック酸またはポリウレアポリアミック酸エステルを得るにあたっては、公知の合成手法を用いることができる。一般的にはジイソシアネート成分と、テトラカルボン酸誘導体と、ジアミン成分とを有機溶媒中で反応させる方法である。かかる反応は、有機溶媒中で比較的容易に進行し、かつ副生成物が発生しない点で有利である。 In order to obtain a polyurea polyamic acid or a polyurea polyamic acid ester which is a precursor of the polymer of the component (B) by a polymerization reaction of the diisocyanate component, the tetracarboxylic acid derivative, and the diamine component of each raw material, Synthetic techniques can be used. In general, a diisocyanate component, a tetracarboxylic acid derivative, and a diamine component are reacted in an organic solvent. Such a reaction is advantageous in that it proceeds relatively easily in an organic solvent and no by-product is generated.
ジイソシアネート成分と、テトラカルボン酸誘導体と、ジアミン成分との反応に用いる有機溶媒としては、生成したポリウレアポリアミック酸またはポリウレアポリアミック酸エステルが溶解するものであれば特に限定されない。
その具体例を以下に挙げる。
The organic solvent used for the reaction between the diisocyanate component, the tetracarboxylic acid derivative, and the diamine component is not particularly limited as long as the generated polyureapolyamic acid or polyureapolyamic acid ester can be dissolved.
Specific examples are given below.
ここで使用可能な有機溶媒としては、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、N−メチルカプロラクタム、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、ピリジン、ジメチルスルホン、γ−ブチロラクトン、イソプロピルアルコール、メトキシメチルペンタノール、ジペンテン、エチルアミルケトン、メチルノニルケトン、メチルエチルケトン、メチルイソアミルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、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、ブチルカルビトール、エチルカルビトール、エチレングリコール、エチレングリコールモノアセテート、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノアセテート、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−tert−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノプロピルエーテル、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、トリプロピレングリコールメチルエーテル、3−メチル−3−メトキシブタノール、ジイソプロピルエーテル、エチルイソブチルエーテル、ジイソブチレン、アミルアセテート、ブチルブチレート、ブチルエーテル、ジイソブチルケトン、メチルシクロへキセン、プロピルエーテル、ジヘキシルエーテル、ジオキサン、n−へキサン、n−ペンタン、n−オクタン、ジエチルエーテル、シクロヘキサノン、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、乳酸メチル、乳酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸メチルエチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸、3−メトキシプロピオン酸、3−メトキシプロピオン酸プロピル、3−メトキシプロピオン酸ブチル、ジグライム、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド、3−エトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド、3−ブトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミドなどが挙げられる。これらは単独で使用しても、混合して使用してもよい。さらに、ポリウレアを溶解させない溶媒であっても、生成したポリウレアが析出しない範囲で、上記溶媒に混合して使用してもよい。 Organic solvents usable herein include N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, N-methylcaprolactam, dimethylsulfoxide, tetramethyl Urea, pyridine, dimethyl sulfone, γ-butyrolactone, isopropyl alcohol, methoxymethylpentanol, dipentene, ethyl amyl ketone, methyl nonyl ketone, methyl ethyl ketone, methyl isoamyl ketone, methyl isopropyl ketone, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, methyl cellosolve acetate , Ethyl cellosolve acetate, butyl carbitol, ethyl carbitol, ethylene glycol, ethylene glycol monoacetate, ethylene glycol monoisopropyl ether Ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol, propylene glycol monoacetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol-tert-butyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol, diethylene glycol monoacetate, diethylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol monoacetate monomethyl ether, dipropylene Glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monoacetate monoethyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monoacetate monopropyl ether, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, tri Propylene glycol methyl ether, 3-methyl-3-methoxybutanol, diisopropyl ether, ethyl isobutyl ether, diisobutylene, amyl acetate, butyl butyrate, butyl ether, diisobutyl ketone, methylcyclohexene, propyl ether, dihexyl ether, dioxane, n- Hexane, n-pentane, n-octane, diethyl ether, cyclohexanone, ethylene carbonate, propylene carbonate, methyl lactate, ethyl lactate, methyl acetate, ethyl acetate, n-butyl acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, methyl pyruvate, Ethyl pyruvate, methyl 3-methoxypropionate, methyl ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, 3-ethoxyp Pionic acid, 3-methoxypropionic acid, propyl 3-methoxypropionate, butyl 3-methoxypropionate, diglyme, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, 3-methoxy-N, N-dimethylpropanamide, 3 -Ethoxy-N, N-dimethylpropanamide, 3-butoxy-N, N-dimethylpropanamide and the like. These may be used alone or as a mixture. Furthermore, even if the solvent does not dissolve polyurea, it may be mixed with the above solvent and used as long as the generated polyurea does not precipitate.
また、有機溶媒中の水分は重合反応を阻害する原因となるので、有機溶媒はなるべく脱水乾燥させたものを用いることが好ましい。 In addition, since water in the organic solvent causes inhibition of the polymerization reaction, it is preferable to use a dehydrated organic solvent as much as possible.
ジイソシアネート成分と、テトラカルボン酸誘導体と、ジアミン成分とを有機溶媒中で反応させる際には、ジアミン成分を有機溶媒に分散あるいは溶解させた溶液を攪拌させ、ジイソシアネート成分をそのまま、または有機溶媒に分散あるいは溶解させて添加し、次いでと、テトラカルボン酸誘導体とをそのまま、または有機溶媒に分散あるいは溶解させて添加する方法、逆にジイソシアネート成分と、テトラカルボン酸誘導体とを有機溶媒に分散あるいは溶解させた溶液にジアミン成分を添加する方法などが挙げられ、これらのいずれの方法を用いても良い。また、ジイソシアネート成分、テトラカルボン酸誘導体、またはジアミン成分が複数種の化合物からなる場合は、あらかじめ混合した状態で反応させても良く、個別に順次反応させても良く、さらに個別に反応させた低分子量体を混合反応させ高分子量体としても良い。 When reacting a diisocyanate component, a tetracarboxylic acid derivative, and a diamine component in an organic solvent, a solution obtained by dispersing or dissolving the diamine component in the organic solvent is stirred, and the diisocyanate component is dispersed as it is or in the organic solvent. Alternatively, a method of adding the compound by dissolving and adding the tetracarboxylic acid derivative as it is or dispersing or dissolving it in an organic solvent, and conversely dispersing or dissolving the diisocyanate component and the tetracarboxylic acid derivative in the organic solvent And a method of adding a diamine component to the solution, and any of these methods may be used. When the diisocyanate component, the tetracarboxylic acid derivative, or the diamine component is composed of a plurality of types of compounds, they may be reacted in a premixed state, may be individually reacted sequentially, or may be individually reacted. The molecular weights may be mixed and reacted to form high molecular weights.
その際の重合温度は−20℃から150℃の任意の温度を選択することができるが、好ましくは−5℃から100℃の範囲である。また、反応は任意の濃度で行うことができるが、濃度が低すぎると高分子量の重合体を得ることが難しくなり、濃度が高すぎると反応液の粘性が高くなり過ぎて均一な攪拌が困難となるので、ジイソシアネート成分と、テトラカルボン酸誘導体と、ジアミン成分の反応溶液中での合計濃度が、好ましくは1〜50質量%、より好ましくは5〜30質量%である。反応初期は高濃度で行い、その後、有機溶媒を追加することができる。 The polymerization temperature at this time can be selected from any temperature from -20 ° C to 150 ° C, but is preferably from -5 ° C to 100 ° C. In addition, the reaction can be performed at any concentration, but if the concentration is too low, it is difficult to obtain a high molecular weight polymer, and if the concentration is too high, the viscosity of the reaction solution becomes too high and uniform stirring is difficult. Therefore, the total concentration of the diisocyanate component, the tetracarboxylic acid derivative, and the diamine component in the reaction solution is preferably 1 to 50% by mass, more preferably 5 to 30% by mass. The initial stage of the reaction is carried out at a high concentration, after which an organic solvent can be added.
ポリウレアポリアミック酸の重合反応においては、ジイソシアネート成分とテトラカルボン酸誘導体との合計モル数と、ジアミン成分の合計モル数の比は0.8〜1.2であることが好ましい。通常の重縮合反応同様、このモル比が1.0に近いほど生成するポリウレアポリアミック酸またはポリウレアポリアミック酸エステルの分子量は大きくなる。 In the polymerization reaction of the polyurea polyamic acid, the ratio of the total mole number of the diisocyanate component and the tetracarboxylic acid derivative to the total mole number of the diamine component is preferably 0.8 to 1.2. As in the ordinary polycondensation reaction, the molecular weight of the generated polyureapolyamic acid or polyureapolyamic acid ester increases as the molar ratio approaches 1.0.
反応溶液から、生成したポリウレアポリアミック酸又はポリウレアポリアミック酸エステルを回収する場合には、反応溶液を貧溶媒に投入して沈殿させれば良い。沈殿に用いる貧溶媒としてはメタノール、アセトン、ヘキサン、ブチルセルソルブ、ヘプタン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、エタノール、トルエン、ベンゼン、水などを挙げることができる。貧溶媒に投入して沈殿させた重合体は濾過して回収した後、常圧あるいは減圧下で、常温あるいは加熱して乾燥することができる。また、沈殿回収した重合体を、有機溶媒に再溶解させ、再沈殿回収する操作を2〜10回繰り返すと、重合体中の不純物を少なくすることができる。この際の貧溶媒として、例えば、アルコール類、ケトン類、炭化水素などが挙げられ、これらの内から選ばれる3種類以上の貧溶媒を用いると、より一層精製の効率が上がるので好ましい。 When recovering the generated polyurea polyamic acid or polyurea polyamic acid ester from the reaction solution, the reaction solution may be poured into a poor solvent to cause precipitation. Examples of the poor solvent used for precipitation include methanol, acetone, hexane, butyl cellosolve, heptane, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, ethanol, toluene, benzene, and water. After the polymer that has been put into a poor solvent and precipitated is collected by filtration, it can be dried at normal temperature or under reduced pressure at normal temperature or under normal pressure. Further, by repeating the operation of re-dissolving the polymer recovered by precipitation in an organic solvent and recovering and recovering the precipitate 2 to 10 times, impurities in the polymer can be reduced. Examples of the poor solvent at this time include alcohols, ketones, and hydrocarbons. It is preferable to use three or more kinds of poor solvents selected from these, because the purification efficiency is further increased.
このようなポリウレアポリアミック酸又はポリウレアポリアミック酸エステルは、例えば、下記式[1]で示される繰り返し単位と、下記式[2]で表される繰り返し単位とを有する重合体である。
(式[1]中、A1は2価の有機基であり、A2は2価の有機基であり、C1及びC2は水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基であり、それぞれ同じであっても異なってもよい。)
Such polyurea polyamic acid or polyurea polyamic acid ester is, for example, a polymer having a repeating unit represented by the following formula [1] and a repeating unit represented by the following formula [2].
(In the formula [1], A 1 is a divalent organic group, A 2 is a divalent organic group, C 1 and C 2 are a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and It may be the same or different.)
上記式[1]において、A1およびA2がそれぞれ1種類であり同一の繰り返し単位を有する重合体でもよく、また、A1やA2が複数種であり異なる構造の繰り返し単位を有する重合体でもよい。 In the above formula [1], a polymer in which A 1 and A 2 are each one kind and have the same repeating unit may be used, or a polymer in which A 1 and A 2 are plural kinds and have repeating units of different structures. May be.
上記式[1]において、A1は原料であるジイソシアネート成分に由来する基である。また、A2は原料であるジアミン成分に由来する基である。 In the above formula [1], A 1 is a group derived from a diisocyanate component as a raw material. Moreover, A 2 is a group derived from a diamine component as a raw material.
式[2]において、A3は、それぞれ独立して4価の有機基であり、A2はそれぞれ独立して2価の有機基である。R11は、水素原子、又は炭素数1〜5のアルキル基であり、C1〜C2はそれぞれ独立して水素原子、又は置換基を有してもよい炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基、又は炭素数2〜10のアルキニル基である。
In the formula [2], A 3 is each independently a tetravalent organic group, and A 2 is each independently a divalent organic group. R 11 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and C 1 to C 2 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent, It is an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms or an alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms.
R11における上記アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基などが挙げられる。加熱によるイミド化のしやすさの観点から、R11は、水素原子、又はメチル基が好ましい。 Specific examples of the above alkyl group for R 11 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, an i-butyl group, an s-butyl group, a t-butyl group, and an n-pentyl group. And the like. From the viewpoint of ease of imidization by heating, R 11 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
本発明の好ましい態様によれば、A1としては上記で挙げた好ましいジイソシアネート成分に由来する基が好ましい。また、A2としては上記で挙げた好ましいジアミン成分に由来する基が好ましい。また、A3としては上記で挙げた好ましいテトラカルボン酸誘導体及び/又はその無水物に由来する基が好ましい。 According to a preferred embodiment of the present invention, A 1 is preferably a group derived from the above-mentioned preferred diisocyanate component. Further, as A 2 are groups derived from the preferred diamine components listed above are preferred. Further, A 3 is preferably a group derived from the above-mentioned preferable tetracarboxylic acid derivative and / or anhydride thereof.
ここで、テトラカルボン酸誘導体とジイソシアネートとの比率は、モル比で99:1〜1:99が好ましい。 Here, the molar ratio of the tetracarboxylic acid derivative to the diisocyanate is preferably from 99: 1 to 1:99.
ポリウレアポリイミドは、前記のポリウレアポリアミック酸またはポリウレアポリアミック酸エステルを閉環させて得られる。アミド酸基の閉環率(イミド化率ともいう)は必ずしも100%である必要はなく、用途や目的に応じて任意に調整することができる。 The polyurea polyimide is obtained by ring-closing the above polyurea polyamic acid or polyurea polyamic acid ester. The cyclization rate of the amic acid group (also referred to as imidation rate) does not necessarily need to be 100%, and can be arbitrarily adjusted according to the application and purpose.
ポリウレアポリアミック酸またはポリウレアポリアミック酸エステルをイミド化させる方法としては、ポリイミド前駆体の溶液をそのまま加熱する熱イミド化またはポリウレアポリアミック酸またはポリウレアポリアミック酸エステルの溶液に触媒を添加する触媒イミド化が挙げられる。 Examples of the method for imidizing the polyurea polyamic acid or the polyurea polyamic acid ester include thermal imidization in which a solution of a polyimide precursor is directly heated or catalytic imidization in which a catalyst is added to a solution of a polyurea polyamic acid or a polyurea polyamic acid ester. .
ポリウレアポリアミック酸またはポリウレアポリアミック酸エステルを溶液中で熱イミド化させる場合の温度は、100℃〜400℃、好ましくは120℃〜250℃であり、イミド化反応により生成する水を系外に除きながら行う方が好ましい。 The temperature at which the polyurea polyamic acid or polyurea polyamic acid ester is thermally imidized in the solution is 100 ° C. to 400 ° C., preferably 120 ° C. to 250 ° C., while removing water generated by the imidation reaction out of the system. It is preferable to do so.
ポリウレアポリアミック酸またはポリウレアポリアミック酸エステルの触媒イミド化は、ポリウレアポリアミック酸またはポリウレアポリアミック酸エステルの溶液に、塩基性触媒と酸無水物とを添加し、−20℃〜250℃、好ましくは0℃〜180℃で攪拌することにより行うことができる。塩基性触媒の量はアミド酸基の0.5モル倍〜30モル倍、好ましくは2モル倍〜20モル倍であり、酸無水物の量はアミド酸基の1モル倍〜50モル倍、好ましくは3モル倍〜30モル倍である。塩基性触媒としてはピリジン、トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリブチルアミンまたはトリオクチルアミンなどを挙げることができ、なかでも、ピリジンは反応を進行させるのに適度な塩基性を持つので好ましい。酸無水物としては、無水酢酸、無水トリメリット酸または無水ピロメリット酸などを挙げることができ、中でも無水酢酸を用いると反応終了後の精製が容易となるので好ましい。触媒イミド化によるイミド化率は、触媒量と反応温度、反応時間を調節することにより制御することができる。 Catalytic imidation of polyurea polyamic acid or polyurea polyamic acid ester is performed by adding a basic catalyst and an acid anhydride to a solution of polyurea polyamic acid or polyurea polyamic acid ester, and adding -20 ° C to 250 ° C, preferably 0 ° C to It can be performed by stirring at 180 ° C. The amount of the basic catalyst is 0.5 to 30 times, preferably 2 to 20 times the mole of the amic acid group, and the amount of the acid anhydride is 1 to 50 times the mole of the amic acid group. Preferably it is 3 to 30 mole times. Examples of the basic catalyst include pyridine, triethylamine, trimethylamine, tributylamine, and trioctylamine. Among them, pyridine is preferable because it has an appropriate basicity for causing the reaction to proceed. Examples of the acid anhydride include acetic anhydride, trimellitic anhydride, and pyromellitic anhydride. Among them, acetic anhydride is preferred because purification after the reaction is easy. The imidation rate by the catalytic imidization can be controlled by adjusting the amount of the catalyst, the reaction temperature, and the reaction time.
ポリウレアポリアミック酸またはポリウレアポリアミック酸エステルまたはポリウレアポリイミドの反応溶液から、生成したポリウレアポリイミドを回収する場合には、反応溶液を溶媒に投入して沈殿させればよい。沈殿に用いる溶媒としてはメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、アセトン、ヘキサン、ブチルセルソルブ、ヘプタン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、ベンゼン、水などを挙げることができる。溶媒に投入して沈殿させたポリマーは濾過して回収した後、常圧あるいは減圧下で、常温あるいは加熱して乾燥することができる。また、沈殿回収した重合体を、溶媒に再溶解させ、再沈殿回収する操作を2回〜10回繰り返すと、重合体中の不純物を少なくすることができる。この際の溶媒として、例えば、アルコール類、ケトン類または炭化水素などが挙げられ、これらの内から選ばれる3種類以上の溶媒を用いると、より一層精製の効率が上がるので好ましい。 When recovering the generated polyurea polyimide from the reaction solution of polyurea polyamic acid, polyurea polyamic acid ester, or polyurea polyimide, the reaction solution may be put into a solvent to precipitate. Examples of the solvent used for precipitation include methanol, ethanol, isopropyl alcohol, acetone, hexane, butyl cellosolve, heptane, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, toluene, benzene, water and the like. After the polymer that has been put into the solvent and precipitated is collected by filtration, it can be dried at normal temperature or under reduced pressure at normal temperature or under normal pressure. Further, by repeating the operation of re-dissolving the precipitated and recovered polymer in a solvent and re-precipitating and recovering it two to ten times, impurities in the polymer can be reduced. Examples of the solvent at this time include alcohols, ketones, and hydrocarbons. It is preferable to use three or more solvents selected from these, because purification efficiency is further increased.
(B)成分のポリウレアポリイミドの分子量は、得られる液晶配向膜の強度及び、液晶配向膜形成時の作業性、液晶配向膜の均一性を考慮すると、GPC(Gel Permeation Chromatography)法で測定した重量平均分子量で5,000〜1,000,000とするのが好ましく、より好ましくは、10,000〜150,000である。 The molecular weight of the polyurea polyimide of the component (B) is determined by a GPC (Gel Permeation Chromatography) method in consideration of the strength of the obtained liquid crystal alignment film, workability in forming the liquid crystal alignment film, and uniformity of the liquid crystal alignment film. The average molecular weight is preferably from 5,000 to 1,000,000, and more preferably from 10,000 to 150,000.
本発明の好ましい態様によれば、本発明による重合組成物において、前記した(A)成分と(B)成分の配合比(質量基準)は、全体((A)成分と(B)成分の合計)を1にした場合、(A)成分が0.01〜0.99であり、より好ましくは0.1〜0.9であり、さらに好ましくは0.2〜0.5である。 According to a preferred embodiment of the present invention, in the polymerization composition according to the present invention, the mixing ratio (by mass) of the component (A) and the component (B) is the total (the sum of the components (A) and (B)). ) Is 1, the component (A) is 0.01 to 0.99, more preferably 0.1 to 0.9, and even more preferably 0.2 to 0.5.
<<(C)有機溶媒>>
本発明に用いられる重合体組成物に用いる有機溶媒は、樹脂成分を溶解させる有機溶媒であれば特に限定されない。その具体例を以下に挙げる。
N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、N−メチルカプロラクタム、2−ピロリドン、N−エチルピロリドン、N−ビニルピロリドン、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、ピリジン、ジメチルスルホン、ヘキサメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド、3−エトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド、3−ブトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド、1,3−ジメチル−イミダゾリジノン、エチルアミルケトン、メチルノニルケトン、メチルエチルケトン、メチルイソアミルケトン、メチルイソプロピルケトン、シクロヘキサノン、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジグライム、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、プロピレングリコールモノアセテート、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−tert−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノプロピルエーテル、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、トリプロピレングリコールメチルエーテル等が挙げられる。これらは単独で使用しても、混合して使用してもよい。
<< (C) Organic solvent >>
The organic solvent used in the polymer composition used in the present invention is not particularly limited as long as the organic solvent dissolves the resin component. Specific examples are given below.
N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-methylcaprolactam, 2-pyrrolidone, N-ethylpyrrolidone, N-vinylpyrrolidone, dimethylsulfoxide, tetramethylurea, pyridine, Dimethyl sulfone, hexamethyl sulfoxide, γ-butyrolactone, 3-methoxy-N, N-dimethylpropanamide, 3-ethoxy-N, N-dimethylpropanamide, 3-butoxy-N, N-dimethylpropanamide, 1,3 -Dimethyl-imidazolidinone, ethyl amyl ketone, methyl nonyl ketone, methyl ethyl ketone, methyl isoamyl ketone, methyl isopropyl ketone, cyclohexanone, ethylene carbonate, propylene carbonate, diglyme, 4-hydroxy-4 Methyl-2-pentanone, propylene glycol monoacetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol-tert-butyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol, diethylene glycol monoacetate, diethylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol monoacetate monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl Ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monoacetate monoethyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monoacetate monopropyl ether, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, tripropylene glycol methyl ether, etc. Is mentioned. These may be used alone or as a mixture.
本発明に用いられる重合体組成物は、上記(A)、(B)及び(C)成分以外の成分を含有してもよい。その例としては、重合体組成物を塗布した際の、膜厚均一性や表面平滑性を向上させる溶媒や化合物、液晶配向膜と基板との密着性を向上させる化合物等を挙げることができるが、これに限定されない。 The polymer composition used in the present invention may contain components other than the components (A), (B) and (C). Examples thereof include, when the polymer composition is applied, a solvent or a compound for improving the film thickness uniformity or the surface smoothness, and a compound for improving the adhesion between the liquid crystal alignment film and the substrate. , But is not limited to this.
膜厚の均一性や表面平滑性を向上させる溶媒(貧溶媒)の具体例としては、次のものが挙げられる。
例えば、イソプロピルアルコール、メトキシメチルペンタノール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、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、ブチルカルビトール、エチルカルビトール、エチルカルビトールアセテート、エチレングリコール、エチレングリコールモノアセテート、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノアセテート、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−tert−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノプロピルエーテル、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、トリプロピレングリコールメチルエーテル、3−メチル−3−メトキシブタノール、ジイソプロピルエーテル、エチルイソブチルエーテル、ジイソブチレン、アミルアセテート、ブチルブチレート、ブチルエーテル、ジイソブチルケトン、メチルシクロへキセン、プロピルエーテル、ジヘキシルエーテル、1−ヘキサノール、n−へキサン、n−ペンタン、n−オクタン、ジエチルエーテル、乳酸メチル、乳酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸メチルエチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸、3−メトキシプロピオン酸、3−メトキシプロピオン酸プロピル、3−メトキシプロピオン酸ブチル、1−メトキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノール、1−ブトキシ−2−プロパノール、1−フェノキシ−2−プロパノール、プロピレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールジアセテート、プロピレングリコール−1−モノメチルエーテル−2−アセテート、プロピレングリコール−1−モノエチルエーテル−2−アセテート、ジプロピレングリコール、2−(2−エトキシプロポキシ)プロパノール、乳酸メチルエステル、乳酸エチルエステル、乳酸n−プロピルエステル、乳酸n−ブチルエステル、乳酸イソアミルエステル等の低表面張力を有する溶媒等が挙げられる。
Specific examples of the solvent (poor solvent) for improving the uniformity of the film thickness and the surface smoothness include the following.
For example, isopropyl alcohol, methoxymethyl pentanol, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, butyl carbitol, ethyl carbitol, ethyl carbitol acetate, ethylene glycol, ethylene glycol monoacetate, ethylene glycol monoacetate Isopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol, propylene glycol monoacetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol-tert-butyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol, diethylene glycol monoacetate, diethylene glycol dimethyl ether, dipro Lenglycol monoacetate monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monoacetate monoethyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monoacetate monopropyl ether, 3-methyl-3 -Methoxybutyl acetate, tripropylene glycol methyl ether, 3-methyl-3-methoxybutanol, diisopropyl ether, ethyl isobutyl ether, diisobutylene, amyl acetate, butyl butyrate, butyl ether, diisobutyl ketone, methylcyclohexene, propyl ether, dihexyl Ether, 1-hexanol, n-hexane, n-pentane, n-octane Diethyl ether, methyl lactate, ethyl lactate, methyl acetate, ethyl acetate, n-butyl acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl 3-methoxypropionate, methyl ethyl 3-ethoxypropionate, Ethyl 3-methoxypropionate, 3-ethoxypropionic acid, 3-methoxypropionic acid, propyl 3-methoxypropionate, butyl 3-methoxypropionate, 1-methoxy-2-propanol, 1-ethoxy-2-propanol, 1 -Butoxy-2-propanol, 1-phenoxy-2-propanol, propylene glycol monoacetate, propylene glycol diacetate, propylene glycol-1-monomethyl ether-2-acetate, propylene glycol- 1-monoethyl ether-2-acetate, dipropylene glycol, 2- (2-ethoxypropoxy) propanol, methyl lactate, ethyl lactate, n-propyl lactate, n-butyl lactate, n-butyl lactate, isoamyl lactate, etc. Solvents having a surface tension are exemplified.
これらの貧溶媒は、1種類でも複数種類を混合して用いてもよい。上述のような溶媒を用いる場合は、重合体組成物に含まれる溶媒全体の溶解性を著しく低下させることが無いように、溶媒全体の5質量%〜80質量%であることが好ましく、より好ましくは20質量%〜60質量%である。 These poor solvents may be used alone or in combination of two or more. When the above-mentioned solvent is used, it is preferably from 5% by mass to 80% by mass of the entire solvent, and more preferably, so as not to significantly lower the solubility of the entire solvent contained in the polymer composition. Is from 20% by mass to 60% by mass.
膜厚の均一性や表面平滑性を向上させる化合物としては、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤およびノ二オン系界面活性剤等が挙げられる。
より具体的には、例えば、エフトップ(登録商標)301、EF303、EF352(トーケムプロダクツ社製)、メガファック(登録商標)F171、F173、R−30(DIC社製)、フロラードFC430、FC431(住友スリーエム社製)、アサヒガード(登録商標)AG710(旭硝子社製)、サーフロン(登録商標)S−382、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105、SC106(AGCセイミケミカル社製)等が挙げられる。これらの界面活性剤の使用割合は、重合体組成物に含有される樹脂成分の100質量部に対して、好ましくは0.01質量部〜2質量部、より好ましくは0.01質量部〜1質量部である。
Examples of the compound that improves the uniformity of the film thickness and the surface smoothness include a fluorine-based surfactant, a silicone-based surfactant, and a nonion-based surfactant.
More specifically, for example, F-top (registered trademark) 301, EF303, EF352 (manufactured by Tochem Products), Megafac (registered trademark) F171, F173, R-30 (manufactured by DIC), Florard FC430, FC431 (Manufactured by Sumitomo 3M), Asahi Guard (registered trademark) AG710 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), Surflon (registered trademark) S-382, SC101, SC102, SC103, SC104, SC105, SC106 (manufactured by AGC Seimi Chemical Co., Ltd.) and the like. Can be The use ratio of these surfactants is preferably from 0.01 to 2 parts by mass, more preferably from 0.01 to 1 part by mass, per 100 parts by mass of the resin component contained in the polymer composition. Parts by weight.
液晶配向膜と基板との密着性を向上させる化合物の具体例としては、次に示す官能性シラン含有化合物などが挙げられる。
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等が挙げられる。
Specific examples of the compound that improves the adhesion between the liquid crystal alignment film and the substrate include the following functional silane-containing compounds.
For example, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 2-aminopropyltrimethoxysilane, 2-aminopropyltriethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-ureidopropyltrimethoxysilane, 3-ureidopropyltriethoxysilane, N-ethoxycarbonyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-ethoxy Carbonyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-triethoxysilylpropyltriethylenetriamine, N-trimethoxysilylpropyltriethylenetriamine, 10-trimethoxysilyl-1,4,7-triazadecane, 10-to Ethoxysilyl-1,4,7-triazadecane, 9-trimethoxysilyl-3,6-diazanonyl acetate, 9-triethoxysilyl-3,6-diazanonyl acetate, N-benzyl-3-aminopropyl triacetate Methoxysilane, N-benzyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-bis (oxyethylene) -3-amino Propyltrimethoxysilane, N-bis (oxyethylene) -3-aminopropyltriethoxysilane, and the like.
さらに、基板と液晶配向膜の密着性の向上に加え、液晶表示素子を構成した時のバックライトによる電気特性の低下等を防ぐ目的で、以下のようなフェノプラスト系やエポキシ基含有化合物の添加剤を、重合体組成物中に含有させても良い。具体的なフェノプラスト系添加剤を以下に示すが、この構造に限定されない。
Furthermore, in addition to improving the adhesion between the substrate and the liquid crystal alignment film, the following phenoplasts or epoxy group-containing compounds are added for the purpose of preventing a decrease in electric characteristics due to a backlight when a liquid crystal display element is formed. The agent may be contained in the polymer composition. Specific phenoplast-based additives are shown below, but are not limited to this structure.
具体的なエポキシ基含有化合物としては、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などが例示される。 Specific epoxy group-containing 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, 6-hexanediol 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'-diaminodiphenylmethane and the like.
基板との密着性を向上させる化合物を使用する場合、その使用量は、重合体組成物に含有される樹脂成分の100質量部に対して0.1質量部〜30質量部であることが好ましく、より好ましくは1質量部〜20質量部である。使用量が0.1質量部未満であると密着性向上の効果は期待できず、30質量部よりも多くなると液晶の配向性が悪くなる場合がある。 When a compound that improves the adhesion to the substrate is used, the amount used is preferably 0.1 part by mass to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component contained in the polymer composition. And more preferably 1 to 20 parts by mass. If the amount is less than 0.1 part by mass, the effect of improving the adhesion cannot be expected. If the amount exceeds 30 parts by mass, the orientation of the liquid crystal may be deteriorated.
添加剤として、光増感剤を用いることもできる。無色増感剤および三重項増感剤が好ましい。
光増感剤としては、芳香族ニトロ化合物、クマリン(7−ジエチルアミノ−4−メチルクマリン、7−ヒドロキシ4−メチルクマリン)、ケトクマリン、カルボニルビスクマリン、芳香族2−ヒドロキシケトン、およびアミノ置換された、芳香族2−ヒドロキシケトン(2−ヒドロキシベンゾフェノン、モノ−もしくはジ−p−(ジメチルアミノ)−2−ヒドロキシベンゾフェノン)、アセトフェノン、アントラキノン、キサントン、チオキサントン、ベンズアントロン、チアゾリン(2−ベンゾイルメチレン−3−メチル−β−ナフトチアゾリン、2−(β−ナフトイルメチレン)−3−メチルベンゾチアゾリン、2−(α−ナフトイルメチレン)−3−メチルベンゾチアゾリン、2−(4−ビフェノイルメチレン)−3−メチルベンゾチアゾリン、2−(β−ナフトイルメチレン)−3−メチル
−β−ナフトチアゾリン、2−(4−ビフェノイルメチレン)−3−メチル−β−ナフトチアゾリン、2−(p−フルオロベンゾイルメチレン)−3−メチル−β−ナフトチアゾリン)、オキサゾリン(2−ベンゾイルメチレン−3−メチル−β−ナフトオキサゾリン、2−(β−ナフトイルメチレン)−3−メチルベンゾオキサゾリン、2−(α−ナフトイルメチレン)−3−メチルベンゾオキサゾリン、2−(4−ビフェノイルメチレン)−3−メチルベンゾオキサゾリン、2−(β−ナフトイルメチレン)−3−メチル−β−ナフトオキサゾリン、2−(4−ビフェノイルメチレン)−3−メチル−β−ナフトオキサゾリン、2−(p−フルオロベンゾイルメチレン)−3−メチル−β−ナフトオキサゾリン)、ベンゾチアゾール、ニトロアニリン(m−もしくはp−ニトロアニリン、2,4,6−トリニトロアニリン)またはニトロアセナフテン(5−ニトロアセナフテン)、(2−[(m−ヒドロキシ−p−メトキシ)スチリル]ベンゾチアゾール、ベンゾインアルキルエーテル、N−アルキル化フタロン、アセトフェノンケタール(2,2−ジメトキシフェニルエタノン)、ナフタレン、アントラセン(2−ナフタレンメタノール、2−ナフタレンカルボン酸、9−アントラセンメタノール、および9−アントラセンカルボン酸)、ベンゾピラン、アゾインドリジン、メロクマリン等がある。
好ましくは、芳香族2−ヒドロキシケトン(ベンゾフェノン)、クマリン、ケトクマリン、カルボニルビスクマリン、アセトフェノン、アントラキノン、キサントン、チオキサントン、およびアセトフェノンケタールである。
A photosensitizer can also be used as an additive. Colorless and triplet sensitizers are preferred.
As photosensitizers, aromatic nitro compounds, coumarin (7-diethylamino-4-methylcoumarin, 7-hydroxy-4-methylcoumarin), ketocoumarin, carbonylbiscoumarin, aromatic 2-hydroxyketone, and amino-substituted , Aromatic 2-hydroxyketones (2-hydroxybenzophenone, mono- or di-p- (dimethylamino) -2-hydroxybenzophenone), acetophenone, anthraquinone, xanthone, thioxanthone, benzanthrone, thiazoline (2-benzoylmethylene-3) -Methyl-β-naphthothiazoline, 2- (β-naphthoylmethylene) -3-methylbenzothiazoline, 2- (α-naphthoylmethylene) -3-methylbenzothiazoline, 2- (4-biphenoylmethylene)- 3-methylbenzothia Phosphorus, 2- (β-naphthoylmethylene) -3-methyl-β-naphthothiazoline, 2- (4-biphenoylmethylene) -3-methyl-β-naphthothiazoline, 2- (p-fluorobenzoylmethylene)- 3-methyl-β-naphthothiazoline), oxazoline (2-benzoylmethylene-3-methyl-β-naphthooxazoline, 2- (β-naphthoylmethylene) -3-methylbenzooxazoline, 2- (α-naphthoylmethylene) ) -3-Methylbenzoxazoline, 2- (4-biphenoylmethylene) -3-methylbenzoxazoline, 2- (β-naphthoylmethylene) -3-methyl-β-naphthoxazoline, 2- (4-biphenoyl Methylene) -3-methyl-β-naphthoxazoline, 2- (p-fluorobenzoylmethylene) -3-methyl-β- Futoxazoline), benzothiazole, nitroaniline (m- or p-nitroaniline, 2,4,6-trinitroaniline) or nitroacenaphthene (5-nitroacenaphthene), (2-[(m-hydroxy-p -Methoxy) styryl] benzothiazole, benzoin alkyl ether, N-alkylated phthalone, acetophenone ketal (2,2-dimethoxyphenylethanone), naphthalene, anthracene (2-naphthalenemethanol, 2-naphthalenecarboxylic acid, 9-anthracenemethanol , And 9-anthracene carboxylic acid), benzopyran, azoindolizine, melocoumarin and the like.
Preferably, aromatic 2-hydroxyketone (benzophenone), coumarin, ketocoumarin, carbonylbiscoumarin, acetophenone, anthraquinone, xanthone, thioxanthone, and acetophenone ketal.
重合体組成物には、上述したものの他、本発明の効果が損なわれない範囲であれば、液晶配向膜の誘電率や導電性などの電気特性を変化させる目的で、誘電体や導電物質、さらには、液晶配向膜にした際の膜の硬度や緻密度を高める目的で、架橋性化合物を添加してもよい。 The polymer composition, in addition to those described above, as long as the effects of the present invention are not impaired, for the purpose of changing the electrical properties such as the dielectric constant and conductivity of the liquid crystal alignment film, a dielectric or conductive substance, Further, a crosslinkable compound may be added for the purpose of increasing the hardness and the density of the liquid crystal alignment film.
[重合体組成物の調製]
本発明に用いられる重合体組成物は、液晶配向膜の形成に好適となるように塗布液として調製されることが好ましい。すなわち、本発明に用いられる重合体組成物は、上述の(A)成分、(B)成分及び上述の膜厚均一性や表面平滑性を向上させる溶媒や化合物、液晶配向膜と基板との密着性を向上させる化合物等が有機溶媒に溶解した溶液として調製されることが好ましい。ここで、(A)成分と(B)の含有量の合計は、1質量%〜20質量%が好ましく、より好ましくは3質量%〜15質量%、特に好ましくは3質量%〜10質量%である。
[Preparation of polymer composition]
The polymer composition used in the present invention is preferably prepared as a coating liquid so as to be suitable for forming a liquid crystal alignment film. That is, the polymer composition used in the present invention includes the components (A) and (B) described above, a solvent and a compound for improving the film thickness uniformity and surface smoothness, and the adhesion between the liquid crystal alignment film and the substrate. It is preferable to prepare a solution in which a compound or the like for improving the property is dissolved in an organic solvent. Here, the total content of the components (A) and (B) is preferably 1% by mass to 20% by mass, more preferably 3% by mass to 15% by mass, and particularly preferably 3% by mass to 10% by mass. is there.
本実施形態の重合体組成物において、(A)成分と(B)成分以外に、液晶発現能および感光性能を損なわない範囲で他の重合体が混合されていてもよい。その際、樹脂成分中における他の重合体の含有量は、0.5質量%〜80質量%、好ましくは1質量%〜50質量%である。
そのような他の重合体は、例えば、ポリ(メタ)アクリレートやポリアミック酸やポリイミド等からなり、液晶性を発現し得る感光性の側鎖型高分子ではない重合体等が挙げられる。
In the polymer composition of the present embodiment, other than the component (A) and the component (B), other polymers may be mixed in a range that does not impair the liquid crystal expression ability and the photosensitive performance. At that time, the content of the other polymer in the resin component is 0.5% by mass to 80% by mass, preferably 1% by mass to 50% by mass.
Examples of such another polymer include a polymer made of poly (meth) acrylate, polyamic acid, polyimide, or the like, which is not a photosensitive side-chain polymer capable of exhibiting liquid crystallinity.
<液晶配向膜を有する基板の製造方法>及び<液晶表示素子の製造方法>
本発明の液晶配向膜を有する基板の製造方法は、
[I] (A)所定の温度範囲で液晶性を発現する感光性の側鎖型高分子、
(B)ジイソシアネート化合物と、テトラカルボン酸誘導体と、ジアミン化合物とを重合反応させ、次いでイミド化することにより製造されるポリウレアポリイミド、及び
(C)有機溶媒
を含有することを特徴とする重合体組成物を、横電界駆動用の導電膜を有する基板上に塗布して塗膜を形成する工程;
[II] [I]で得られた塗膜に偏光した紫外線を照射する工程;及び
[III] [II]で得られた塗膜を加熱する工程;
を有する。
上記工程により、配向制御能が付与された横電界駆動型液晶表示素子用液晶配向膜を得ることができ、該液晶配向膜を有する基板を得ることができる。
<Method for Manufacturing Substrate Having Liquid Crystal Alignment Film> and <Method for Manufacturing Liquid Crystal Display Element>
The method for producing a substrate having a liquid crystal alignment film of the present invention,
[I] (A) a photosensitive side-chain polymer that exhibits liquid crystallinity in a predetermined temperature range,
(B) a polyurea polyimide produced by polymerizing a diisocyanate compound, a tetracarboxylic acid derivative, and a diamine compound and then imidizing the same; and (C) a polymer composition containing an organic solvent. Applying an object on a substrate having a conductive film for driving a lateral electric field to form a coating film;
[II] a step of irradiating the coating film obtained in [I] with polarized ultraviolet light; and [III] a step of heating the coating film obtained in [II];
Having.
Through the above steps, a liquid crystal alignment film for a horizontal electric field drive type liquid crystal display element having an alignment control ability can be obtained, and a substrate having the liquid crystal alignment film can be obtained.
また、上記得られた基板(第1の基板)の他に、第2の基板を準備することにより、横電界駆動型液晶表示素子を得ることができる。
第2の基板は、横電界駆動用の導電膜を有する基板に代わって、横電界駆動用の導電膜を有しない基板を用いる以外、上記工程[I]〜[III](横電界駆動用の導電膜を有しない基板を用いるため、便宜上、本願において、工程[I’]〜[III’]と略記する場合がある)を用いることにより、配向制御能が付与された液晶配向膜を有する第2の基板を得ることができる。
In addition, by preparing a second substrate in addition to the obtained substrate (first substrate), a lateral electric field driving type liquid crystal display element can be obtained.
As the second substrate, a substrate having no conductive film for driving a lateral electric field is used instead of a substrate having a conductive film for driving a lateral electric field. Since a substrate having no conductive film is used, for convenience, in the present application, the steps [I ′] to [III ′] may be abbreviated) to provide a liquid crystal alignment film having an alignment control ability. Two substrates can be obtained.
横電界駆動型液晶表示素子の製造方法は、
[IV] 上記で得られた第1及び第2の基板を、液晶を介して第1及び第2の基板の液晶配向膜が相対するように、対向配置して液晶表示素子を得る工程;
を有する。これにより横電界駆動型液晶表示素子を得ることができる。
The manufacturing method of the lateral electric field driving type liquid crystal display element is as follows.
[IV] a step of obtaining the liquid crystal display element by arranging the first and second substrates obtained above so that the liquid crystal alignment films of the first and second substrates face each other via the liquid crystal;
Having. Thereby, a lateral electric field drive type liquid crystal display element can be obtained.
以下、本発明の製造方法の有する[I]〜[III]、および[IV]の各工程について説明する。
<工程[I]>
工程[I]では、横電界駆動用の導電膜を有する基板上に、所定の温度範囲で液晶性を発現する感光性の側鎖型高分子、ポリウレア、及び有機溶媒を含有する重合体組成物を塗布して塗膜を形成する。
Hereinafter, each of the steps [I] to [III] and [IV] of the production method of the present invention will be described.
<Step [I]>
In the step [I], a polymer composition containing a photosensitive side-chain polymer exhibiting liquid crystallinity in a predetermined temperature range, polyurea, and an organic solvent on a substrate having a conductive film for driving an in-plane electric field To form a coating film.
<基板>
基板については、特に限定はされないが、製造される液晶表示素子が透過型である場合、透明性の高い基板が用いられることが好ましい。その場合、特に限定はされず、ガラス基板、またはアクリル基板やポリカーボネート基板等のプラスチック基板等を用いることができる。
また、反射型の液晶表示素子への適用を考慮し、シリコンウェハなどの不透明な基板も使用できる。
<Substrate>
The substrate is not particularly limited, but when the liquid crystal display element to be manufactured is of a transmission type, it is preferable to use a substrate having high transparency. In that case, there is no particular limitation, and a glass substrate, a plastic substrate such as an acrylic substrate or a polycarbonate substrate, or the like can be used.
Further, an opaque substrate such as a silicon wafer can be used in consideration of application to a reflection type liquid crystal display element.
<横電界駆動用の導電膜>
基板は、横電界駆動用の導電膜を有する。
該導電膜として、液晶表示素子が透過型である場合、ITO(Indium Tin Oxide:酸化インジウムスズ)、IZO(Indium Zinc Oxide:酸化インジウム亜鉛)などを挙げることができるが、これらに限定されない。
また、反射型の液晶表示素子の場合、導電膜として、アルミなどの光を反射する材料などを挙げることができるがこれらに限定されない。
基板に導電膜を形成する方法は、従来公知の手法を用いることができる。
<Conductive film for driving a horizontal electric field>
The substrate has a conductive film for driving a lateral electric field.
When the liquid crystal display element is of a transmission type, examples of the conductive film include ITO (Indium Tin Oxide) and IZO (Indium Zinc Oxide). However, the conductive film is not limited thereto.
In the case of a reflective liquid crystal display element, a light-reflective material such as aluminum can be used as the conductive film, but the conductive film is not limited thereto.
As a method for forming the conductive film on the substrate, a conventionally known method can be used.
上述した重合体組成物を横電界駆動用の導電膜を有する基板上に塗布する方法は特に限定されない。
塗布方法は、工業的には、スクリーン印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷またはインクジェット法などで行う方法が一般的である。その他の塗布方法としては、ディップ法、ロールコータ法、スリットコータ法、スピンナ法(回転塗布法)またはスプレー法などがあり、目的に応じてこれらを用いてもよい。
The method for applying the above-described polymer composition onto a substrate having a conductive film for driving a lateral electric field is not particularly limited.
The method of application is industrially generally performed by screen printing, offset printing, flexographic printing, an inkjet method, or the like. Other coating methods include a dip method, a roll coater method, a slit coater method, a spinner method (rotational coating method), and a spray method, and these may be used according to the purpose.
横電界駆動用の導電膜を有する基板上に重合体組成物を塗布した後は、ホットプレート、熱循環型オーブンまたはIR(赤外線)型オーブンなどの加熱手段により50〜200℃、好ましくは50〜150℃で溶媒を蒸発させて塗膜を得ることができる。このときの乾燥温度は、側鎖型高分子の液晶相発現温度よりも低いことが好ましい。
塗膜の厚みは、厚すぎると液晶表示素子の消費電力の面で不利となり、薄すぎると液晶表示素子の信頼性が低下する場合があるので、好ましくは5nm〜300nm、より好ましくは10nm〜150nmである。
尚、[I]工程の後、続く[II]工程の前に塗膜の形成された基板を室温にまで冷却する工程を設けることも可能である。
After applying the polymer composition on a substrate having a conductive film for driving a horizontal electric field, the polymer composition is heated to 50 to 200 ° C., preferably 50 to 200 ° C. by a heating means such as a hot plate, a heat circulation type oven or an IR (infrared) type oven. The coating can be obtained by evaporating the solvent at 150 ° C. The drying temperature at this time is preferably lower than the liquid crystal phase onset temperature of the side chain type polymer.
If the thickness of the coating film is too thick, it is disadvantageous in terms of power consumption of the liquid crystal display element, and if it is too thin, the reliability of the liquid crystal display element may be reduced. Therefore, the thickness is preferably 5 nm to 300 nm, more preferably 10 nm to 150 nm. It is.
It is also possible to provide a step of cooling the substrate on which the coating film is formed to room temperature after the step [I] and before the subsequent step [II].
<工程[II]>
工程[II]では、工程[I]で得られた塗膜に偏光した紫外線を照射する。塗膜の膜面に偏光した紫外線を照射する場合、基板に対して一定の方向から偏光板を介して偏光された紫外線を照射する。使用する紫外線としては、波長100nm〜400nmの範囲の紫外線を使用することができる。好ましくは、使用する塗膜の種類によりフィルター等を介して最適な波長を選択する。そして、例えば、選択的に光架橋反応を誘起できるように、波長290nm〜400nmの範囲の紫外線を選択して使用することができる。紫外線としては、例えば、高圧水銀灯から放射される光を用いることができる。
<Step [II]>
In the step [II], the coating film obtained in the step [I] is irradiated with polarized ultraviolet light. When irradiating polarized ultraviolet light to the film surface of the coating film, the substrate is irradiated with polarized ultraviolet light from a certain direction via a polarizing plate. As an ultraviolet ray to be used, an ultraviolet ray having a wavelength in the range of 100 nm to 400 nm can be used. Preferably, an optimal wavelength is selected via a filter or the like depending on the type of the coating film to be used. Then, for example, ultraviolet rays having a wavelength in the range of 290 nm to 400 nm can be selected and used so that a photocrosslinking reaction can be selectively induced. As the ultraviolet light, for example, light emitted from a high-pressure mercury lamp can be used.
偏光した紫外線の照射量は、使用する塗膜に依存する。照射量は、該塗膜における、偏光した紫外線の偏光方向と平行な方向の紫外線吸光度と垂直な方向の紫外線吸光度との差であるΔAの最大値(以下、ΔAmaxとも称する)を実現する偏光紫外線の量の1%〜70%の範囲内とすることが好ましく、1%〜50%の範囲内とすることがより好ましい。 The dose of the polarized ultraviolet light depends on the coating film used. The irradiation amount is a polarized ultraviolet ray which realizes a maximum value of ΔA (hereinafter, also referred to as ΔAmax) which is a difference between the ultraviolet ray absorbance in a direction parallel to the polarization direction of the polarized ultraviolet ray and the ultraviolet ray absorbance in a perpendicular direction in the coating film. Is preferably in the range of 1% to 70% of the amount, and more preferably in the range of 1% to 50%.
<工程[III]>
工程[III]では、工程[II]で偏光した紫外線の照射された塗膜を加熱する。加熱により、塗膜に配向制御能を付与することができる。
加熱は、ホットプレート、熱循環型オーブンまたはIR(赤外線)型オーブンなどの加熱手段を用いることができる。加熱温度は、使用する塗膜の液晶性を発現させる温度を考慮して決めることができる。
<Step [III]>
In step [III], the coating film irradiated with the ultraviolet light polarized in step [II] is heated. Heating can impart orientation controllability to the coating film.
For heating, a heating means such as a hot plate, a thermal circulation oven, or an IR (infrared) oven can be used. The heating temperature can be determined in consideration of the temperature at which liquid crystallinity of the coating film used is developed.
加熱温度は、側鎖型高分子が液晶性を発現する温度(以下、液晶性発現温度という)の温度範囲内であることが好ましい。塗膜のような薄膜表面の場合、塗膜表面の液晶性発現温度は、液晶性を発現し得る感光性の側鎖型高分子をバルクで観察した場合の液晶性発現温度よりも低いことが予想される。このため、加熱温度は、塗膜表面の液晶性発現温度の温度範囲内であることがより好ましい。すなわち、偏光紫外線照射後の加熱温度の温度範囲は、使用する側鎖型高分子の液晶性発現温度の温度範囲の下限より10℃低い温度を下限とし、その液晶温度範囲の上限より10℃低い温度を上限とする範囲の温度であることが好ましい。加熱温度が、上記温度範囲よりも低いと、塗膜における熱による異方性の増幅効果が不十分となる傾向があり、また加熱温度が、上記温度範囲よりも高すぎると、塗膜の状態が等方性の液体状態(等方相)に近くなる傾向があり、この場合、自己組織化によって一方向に再配向することが困難になることがある。
なお、液晶性発現温度は、側鎖型高分子または塗膜表面が固体相から液晶相に相転移がおきるガラス転移温度(Tg)以上であって、液晶相からアイソトロピック相(等方相)に相転移を起こすアイソトロピック相転移温度(Tiso)以下の温度をいう。
The heating temperature is preferably within a temperature range of a temperature at which the side chain type polymer exhibits liquid crystallinity (hereinafter, referred to as a liquid crystallinity manifestation temperature). In the case of a thin film surface such as a coating film, the liquid crystal expression temperature of the coating film surface is lower than the liquid crystal expression temperature when a photosensitive side-chain polymer capable of expressing liquid crystal is observed in bulk. is expected. For this reason, the heating temperature is more preferably within the temperature range of the temperature at which liquid crystallinity develops on the coating film surface. That is, the temperature range of the heating temperature after the irradiation of the polarized ultraviolet rays is a lower limit of 10 ° C. lower than the lower limit of the temperature range of the liquid crystallinity manifestation temperature of the side chain polymer to be used, and 10 ° C. lower than the upper limit of the liquid crystal temperature range. It is preferable that the temperature be in a range having the temperature as the upper limit. When the heating temperature is lower than the above temperature range, the effect of amplifying the anisotropy due to heat in the coating film tends to be insufficient, and when the heating temperature is too high than the above temperature range, the state of the coating film Tends to be close to an isotropic liquid state (isotropic phase), and in this case, it may be difficult to reorient in one direction due to self-organization.
The liquid crystallinity development temperature is equal to or higher than the glass transition temperature (Tg) at which the side chain type polymer or the surface of the coating film undergoes a phase transition from a solid phase to a liquid crystal phase, and from the liquid crystal phase to an isotropic phase (isotropic phase). At or below the isotropic phase transition temperature (Tiso) at which a phase transition occurs.
以上の工程を有することにより、本発明の製造方法では、高効率な、塗膜への異方性の導入を実現することができる。そして、高効率に液晶配向膜付基板を製造することができる。 By having the above steps, the production method of the present invention can realize highly efficient introduction of anisotropy into a coating film. Then, a substrate with a liquid crystal alignment film can be manufactured with high efficiency.
<工程[IV]>
[IV]工程は、[III]で得られた、横電界駆動用の導電膜上に液晶配向膜を有する基板(第1の基板)と、同様に上記[I’]〜[III’]で得られた、導電膜を有しない液晶配向膜付基板(第2の基板)とを、液晶を介して、双方の液晶配向膜が相対するように対向配置して、公知の方法で液晶セルを作製し、横電界駆動型液晶表示素子を作製する工程である。なお、工程[I’]〜[III’]は、工程[I]において、横電界駆動用の導電膜を有する基板の代わりに、該横電界駆動用導電膜を有しない基板を用いた以外、工程[I]〜[III]と同様に行うことができる。工程[I]〜[III]と工程[I’]〜[III’]との相違点は、上述した導電膜の有無だけであるため、工程[I’]〜[III’]の説明を省略する。
<Step [IV]>
In the [IV] step, the substrate (first substrate) having a liquid crystal alignment film on the conductive film for driving a lateral electric field, obtained in [III], and the above [I '] to [III'] The obtained substrate with a liquid crystal alignment film (second substrate) having no conductive film is disposed so as to be opposed to both liquid crystal alignment films via liquid crystal, and a liquid crystal cell is formed by a known method. This is a step of fabricating a horizontal electric field drive type liquid crystal display element. Steps [I ′] to [III ′] were performed in the same manner as in step [I] except that a substrate having no horizontal electric field driving conductive film was used instead of the substrate having the horizontal electric field driving conductive film. It can be performed in the same manner as in steps [I] to [III]. The difference between the steps [I] to [III] and the steps [I '] to [III'] is only the presence or absence of the above-described conductive film, and thus the description of the steps [I '] to [III'] is omitted. I do.
液晶セル又は液晶表示素子の作製の一例を挙げるならば、上述の第1及び第2の基板を用意し、片方の基板の液晶配向膜上にスペーサを散布し、液晶配向膜面が内側になるようにして、もう片方の基板を貼り合わせ、液晶を減圧注入して封止する方法、または、スペーサを散布した液晶配向膜面に液晶を滴下した後に、基板を貼り合わせて封止を行う方法、等を例示することができる。このとき、片側の基板には横電界駆動用の櫛歯のような構造の電極を有する基板を用いることが好ましい。このときのスペーサの径は、好ましくは1μm〜30μm、より好ましくは2μm〜10μmである。このスペーサ径が、液晶層を挟持する一対の基板間距離、すなわち、液晶層の厚みを決めることになる。 To give an example of manufacturing a liquid crystal cell or a liquid crystal display element, the above-described first and second substrates are prepared, spacers are scattered on the liquid crystal alignment film of one of the substrates, and the liquid crystal alignment film surface is on the inside. In this way, the other substrate is bonded and the liquid crystal is injected under reduced pressure to seal, or the liquid crystal is dropped on the surface of the liquid crystal alignment film on which spacers are scattered, and then the substrate is bonded and sealed. , Etc. can be exemplified. At this time, it is preferable to use a substrate having an electrode having a structure like a comb for driving a lateral electric field as the substrate on one side. The diameter of the spacer at this time is preferably 1 μm to 30 μm, more preferably 2 μm to 10 μm. This spacer diameter determines the distance between the pair of substrates that sandwich the liquid crystal layer, that is, the thickness of the liquid crystal layer.
本発明の塗膜付基板の製造方法は、重合体組成物を基板上に塗布し塗膜を形成した後、偏光した紫外線を照射する。次いで、加熱を行うことにより側鎖型高分子膜への高効率な異方性の導入を実現し、液晶の配向制御能を備えた液晶配向膜付基板を製造する。
本発明に用いる塗膜では、側鎖の光反応と液晶性に基づく自己組織化によって誘起される分子再配向の原理を利用して、塗膜への高効率な異方性の導入を実現する。本発明の製造方法では、側鎖型高分子に光反応性基として光架橋性基を有する構造の場合、側鎖型高分子を用いて基板上に塗膜を形成した後、偏光した紫外線を照射し、次いで、加熱を行った後、液晶表示素子を作成する。
In the method for producing a substrate with a coating film of the present invention, a polymer composition is applied on a substrate to form a coating film, and then irradiated with polarized ultraviolet light. Next, by heating, a highly efficient introduction of anisotropy into the side chain type polymer film is realized, and a substrate with a liquid crystal alignment film having a liquid crystal alignment control ability is manufactured.
The coating film used in the present invention realizes highly efficient introduction of anisotropy into the coating film by utilizing the principle of molecular reorientation induced by self-organization based on side chain photoreaction and liquid crystallinity. . In the production method of the present invention, in the case of a structure having a photocrosslinkable group as a photoreactive group in the side chain type polymer, after forming a coating film on a substrate using the side chain type polymer, polarized ultraviolet light is applied. After irradiation and heating, a liquid crystal display element is formed.
以下、光反応性基として光架橋性基を有する構造の側鎖型高分子を用いた実施の形態を第1の形態、光反応性基として光フリース転位基又は異性化を起こす基を有する構造の側鎖型高分子を用いた実施の形態を第2の形態と称して説明する。 Hereinafter, the first embodiment using a side chain type polymer having a structure having a photocrosslinkable group as a photoreactive group, a structure having a photo-fleece rearrangement group or a group causing an isomerization as a photoreactive group will be described. An embodiment using the side chain type polymer will be described as a second embodiment.
図1は、本発明における第1の形態において、光反応性基として光架橋性基を有する構造の側鎖型高分子を用いた液晶配向膜の製造方法における異方性の導入処理を模式的に説明する一つの例の図である。図1(a)は、偏光照射前の側鎖型高分子膜の状態を模式的に示す図であり、図1(b)は、偏光照射後の側鎖型高分子膜の状態を模式的に示す図であり、図1(c)は、加熱後の側鎖型高分子膜の状態を模式的に示す図であり、特に導入された異方性が小さい場合、すなわち、本発明の第1の形態において、[II]工程の紫外線照射量が、ΔAを最大にする紫外線照射量の1%〜15%の範囲内である場合の模式図である。 FIG. 1 schematically shows an anisotropic introduction process in a method for producing a liquid crystal alignment film using a side chain polymer having a structure having a photocrosslinkable group as a photoreactive group in the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram of one example described in FIG. FIG. 1A is a diagram schematically showing a state of the side chain type polymer film before irradiation with polarized light, and FIG. 1B is a diagram schematically showing a state of the side chain type polymer film after irradiation with polarized light. FIG. 1 (c) is a view schematically showing the state of the side chain type polymer film after heating, and particularly when the introduced anisotropy is small, that is, in the case of the present invention. FIG. 7 is a schematic view showing the case where the amount of ultraviolet irradiation in the step [II] is in the range of 1% to 15% of the amount of ultraviolet irradiation that maximizes ΔA in the first embodiment.
図2は、本発明における第1の形態において、光反応性基として光架橋性基を有する構造の側鎖型高分子を用いた液晶配向膜の製造方法における異方性の導入処理を模式的に説明する一つの例の図である。図2(a)は、偏光照射前の側鎖型高分子膜の状態を模式的に示す図であり、図2(b)は、偏光照射後の側鎖型高分子膜の状態を模式的に示す図であり、図2(c)は、加熱後の側鎖型高分子膜の状態を模式的に示す図であり、特に導入された異方性が大きい場合、すなわち、本発明の第1の形態において、[II]工程の紫外線照射量が、ΔAを最大にする紫外線照射量の15%〜70%の範囲内である場合の模式図である。
FIG. 2 is a schematic view showing an anisotropic introduction process in a method for producing a liquid crystal alignment film using a side chain polymer having a structure having a photocrosslinkable group as a photoreactive group in the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram of one example described in FIG. FIG. 2A is a diagram schematically illustrating a state of the side-chain type polymer film before irradiation with polarized light, and FIG. 2B is a diagram schematically illustrating a state of the side-chain type polymer film after irradiation with polarized light. FIG. 2C is a view schematically showing the state of the side-chain type polymer film after heating, and particularly when the introduced anisotropy is large, that is, the second embodiment of the present invention. FIG. 7 is a schematic diagram in the case of
図3は、本発明における第2の形態において、光反応性基として光異性化性基か、上述の式(18)で表される、光フリース転位基を有する構造の側鎖型高分子を用いた液晶配向膜の製造方法における異方性の導入処理を模式的に説明する一つの例の図である。図3(a)は、偏光照射前の側鎖型高分子膜の状態を模式的に示す図であり、図3(b)は、偏光照射後の側鎖型高分子膜の状態を模式的に示す図であり、図3(c)は、加熱後の側鎖型高分子膜の状態を模式的に示す図であり、特に導入された異方性が小さい場合、すなわち、本発明の第2の態様において、[II]工程の紫外線照射量が、ΔAを最大にする紫外線照射量の1%〜70%の範囲内である場合の模式図である。 FIG. 3 shows a side chain type polymer having a photoisomerizable group as a photoreactive group or a photo-fleece rearrangement group represented by the above formula (18) in the second embodiment of the present invention. FIG. 7 is a diagram of one example schematically illustrating an anisotropic introduction process in a method for producing a used liquid crystal alignment film. FIG. 3A is a diagram schematically illustrating a state of the side-chain type polymer film before polarized light irradiation, and FIG. 3B is a diagram schematically illustrating a state of the side-chain type polymer film after polarized light irradiation. FIG. 3 (c) is a view schematically showing the state of the side chain type polymer film after heating, and particularly when the introduced anisotropy is small, that is, in the case of the present invention. FIG. 9 is a schematic diagram in the case of the second embodiment, in which the amount of ultraviolet irradiation in the step [II] is in the range of 1% to 70% of the amount of ultraviolet irradiation that maximizes ΔA.
図4は、本発明における第2の形態において、光反応性基として上述の式(19)で表される、光フリース転位基を有する構造の側鎖型高分子を用いた液晶配向膜の製造方法における異方性の導入処理を模式的に説明する一つの例の図である。図4(a)は、偏光照射前の側鎖型高分子膜の状態を模式的に示す図であり、図4(b)は、偏光照射後の側鎖型高分子膜の状態を模式的に示す図であり、図4(c)は、加熱後の側鎖型高分子膜の状態を模式的に示す図であり、特に導入された異方性が大きい場合、すなわち、本発明の第2の態様において、[II]工程の紫外線照射量が、ΔAを最大にする紫外線照射量の1%〜70%の範囲内である場合の模式図である。 FIG. 4 shows the production of a liquid crystal alignment film using a side chain polymer having a photo-fleece rearrangement group represented by the above formula (19) as a photoreactive group in the second embodiment of the present invention. It is a figure of one example which illustrates typically anisotropic introduction processing in a method. FIG. 4A is a diagram schematically illustrating a state of the side-chain type polymer film before irradiation with polarized light, and FIG. 4B is a diagram schematically illustrating a state of the side-chain type polymer film after irradiation with polarized light. FIG. 4 (c) is a view schematically showing the state of the side chain type polymer film after heating. In particular, when the introduced anisotropy is large, that is, in the case of the present invention, FIG. 9 is a schematic diagram in the case of the second embodiment, in which the amount of ultraviolet irradiation in the step [II] is in the range of 1% to 70% of the amount of ultraviolet irradiation that maximizes ΔA.
本発明における第1の形態において、塗膜への異方性の導入処理で、[II]工程の紫外線照射量が、ΔAを最大にする紫外線照射量の1%〜15%の範囲内である場合は、先ず、基板上に塗膜1を形成する。図1(a)に示すように、基板上に形成された塗膜1では、側鎖2がランダムに配列する構造を有する。塗膜1の側鎖2のランダム配列に従い、側鎖2のメソゲン成分および感光性基もランダムに配向しており、その塗膜1は等方性である。
In the first embodiment of the present invention, in the treatment for introducing anisotropy into the coating film, the amount of ultraviolet irradiation in the step [II] is in the range of 1% to 15% of the amount of ultraviolet irradiation that maximizes ΔA. In this case, first, the
本発明における第1の形態において、塗膜への異方性の導入処理で、[II]工程の紫外線照射量が、ΔAを最大にする紫外線照射量の15%〜70%の範囲内である場合は、先ず、基板上に塗膜3を形成する。図2(a)に示すように、基板上に形成された塗膜3では、側鎖4がランダムに配列する構造を有する。塗膜3の側鎖4のランダム配列に従い、側鎖4のメソゲン成分および感光性基もランダムに配向しており、その塗膜2は等方性である。
In the first embodiment of the present invention, in the treatment for introducing anisotropy into the coating film, the amount of ultraviolet irradiation in the step [II] is in the range of 15% to 70% of the amount of ultraviolet irradiation that maximizes ΔA. In this case, first, the
本発明における第2の形態において、塗膜への異方性の導入処理で、光異性化性基か、上述の式(18)で表される、光フリース転位基を有する構造の側鎖型高分子を用いた液晶配向膜を用いた場合において、[II]工程の紫外線照射量が、ΔAを最大にする紫外線照射量の1%〜70%の範囲内である場合は、先ず、基板上に塗膜5を形成する。図3(a)に示すように、基板上に形成された塗膜5では、側鎖6がランダムに配列する構造を有する。塗膜5の側鎖6のランダム配列に従い、側鎖6のメソゲン成分および感光性基もランダムに配向しており、その側鎖型高分子膜5は等方性である。
In the second embodiment of the present invention, the side chain type of a structure having a photoisomerizable group or a photo-fleece rearrangement group represented by the above formula (18) by the treatment for introducing anisotropy into a coating film. In the case where the liquid crystal alignment film using a polymer is used, when the amount of ultraviolet irradiation in the step [II] is in the range of 1% to 70% of the amount of ultraviolet irradiation that maximizes ΔA, first, Then, a
本発明における第2の形態において、塗膜への異方性の導入処理で、上述の式(19)で表される、光フリース転位基を有する構造の側鎖型高分子を用いた液晶配向膜を用いた場合において、[II]工程の紫外線照射量が、ΔAを最大にする紫外線照射量の1%〜70%の範囲内である場合は、先ず、基板上に塗膜7を形成する。図4(a)に示すように、基板上に形成された塗膜7では、側鎖8がランダムに配列する構造を有する。塗膜7の側鎖8のランダム配列に従い、側鎖8のメソゲン成分および感光性基もランダムに配向しており、その塗膜7は等方性である。
In the second embodiment of the present invention, in the process of introducing anisotropy into a coating film, a liquid crystal alignment using a side-chain polymer having a structure having a photo-fleece rearrangement group and represented by the above formula (19). In the case where the film is used, when the amount of ultraviolet irradiation in the step [II] is in the range of 1% to 70% of the amount of ultraviolet irradiation that maximizes ΔA, first, the
本実施の第1の形態で、[II]工程の紫外線照射量が、ΔAを最大にする紫外線照射量の1%〜15%の範囲内である場合において、この等方性の塗膜1に対し、偏光した紫外線を照射する。すると、図1(b)に示すように、紫外線の偏光方向と平行な方向に配列する側鎖2のうちの感光性基を有する側鎖2aの感光性基が優先的に二量化反応などの光反応を起こす。その結果、光反応をした側鎖2aの密度が照射紫外線の偏光方向で僅かに高くなり、結果として塗膜1に非常に小さな異方性が付与される。
In the first embodiment of the present invention, when the amount of ultraviolet irradiation in the step [II] is within the range of 1% to 15% of the amount of ultraviolet irradiation that maximizes ΔA, the
本実施の第1の形態で、[II]工程の紫外線照射量が、ΔAを最大にする紫外線照射量の15%〜70%の範囲内である場合において、この等方性の塗膜3に対し、偏光した紫外線を照射する。すると、図2(b)に示すように、紫外線の偏光方向と平行な方向に配列する側鎖4のうちの感光性基を有する側鎖4aの感光性基が優先的に二量化反応などの光反応を起こす。その結果、光反応をした側鎖4aの密度が照射紫外線の偏光方向で高くなり、結果として塗膜3に小さな異方性が付与される。
In the first embodiment of the present invention, when the amount of ultraviolet irradiation in the step [II] is within the range of 15% to 70% of the amount of ultraviolet irradiation that maximizes ΔA, the
本実施の第2の形態で、光異性化性基か、上述の式(18)で表される、光フリース転位基を有する構造の側鎖型高分子を用いた液晶配向膜を用いて、[II]工程の紫外線照射量が、ΔAを最大にする紫外線照射量の1%〜70%の範囲内である場合において、この等方性の塗膜5に対し、偏光した紫外線を照射する。すると、図3(b)に示すように、紫外線の偏光方向と平行な方向に配列する側鎖6のうちの感光性基を有する側鎖6aの感光性基が優先的に光フリース転位などの光反応を起こす。その結果、光反応をした側鎖6aの密度が照射紫外線の偏光方向で僅かに高くなり、結果として塗膜5に非常に小さな異方性が付与される。
In the second embodiment of the present invention, using a liquid crystal alignment film using a photoisomerizable group or a side chain type polymer having a structure having a photo-fleece rearrangement group represented by the above formula (18), In the case where the ultraviolet irradiation amount in the step [II] is within the range of 1% to 70% of the ultraviolet irradiation amount that maximizes ΔA, the
本実施の第2の形態で、上述の式(19)で表される、光フリース転位基を有する構造の側鎖型高分子を用いた塗膜を用いて、[II]工程の紫外線照射量が、ΔAを最大にする紫外線照射量の1%〜70%の範囲内である場合において、この等方性の塗膜7に対し、偏光した紫外線を照射する。すると、図4(b)に示すように、紫外線の偏光方向と平行な方向に配列する側鎖8のうちの感光性基を有する側鎖8aの感光性基が優先的に光フリース転位などの光反応を起こす。その結果、光反応をした側鎖8aの密度が照射紫外線の偏光方向で高くなり、結果として塗膜7に小さな異方性が付与される。
In the second embodiment of the present invention, using a coating film using a side chain polymer having a structure having a photo-fleece rearrangement group represented by the above formula (19), the amount of ultraviolet irradiation in the step [II] Is within the range of 1% to 70% of the amount of ultraviolet irradiation that maximizes ΔA, the
次いで、本実施の第1の形態で、[II]工程の紫外線照射量が、ΔAを最大にする紫外線照射量の1%〜15%の範囲内である場合において、偏光照射後の塗膜1を加熱し、液晶状態にする。すると図1(c)に示すように、塗膜1では、照射紫外線の偏光方向と平行な方向と垂直な方向との間で、生じた架橋反応の量が異なっている。この場合、照射紫外線の偏光方向と平行方向に生じた架橋反応の量が非常に小さいため、この架橋反応部位は可塑剤としての働きをする。そのため、照射紫外線の偏光方向と垂直方向の液晶性が平行方向の液晶性より高くなり、照射紫外線の偏光方向と平行な方向に自己組織化してメソゲン成分を含む側鎖2が再配向する。その結果、光架橋反応で誘起された塗膜1の非常に小さな異方性は、熱によって増幅され、塗膜1においてより大きな異方性が付与されることになる。
Next, in the first embodiment of the present invention, when the amount of ultraviolet irradiation in the step [II] is in the range of 1% to 15% of the amount of ultraviolet irradiation that maximizes ΔA, the
同様に、本実施の第1の形態で、[II]工程の紫外線照射量が、ΔAを最大にする紫外線照射量の15%〜70%の範囲内である場合において、偏光照射後の塗膜3を加熱し、液晶状態にする。すると図2(c)に示すように、側鎖型高分子膜3では、照射紫外線の偏光方向と平行な方向と垂直な方向との間で、生じた架橋反応の量が異なっている。そのため、照射紫外線の偏光方向と平行な方向に自己組織化してメソゲン成分を含む側鎖4が再配向する。その結果、光架橋反応で誘起された塗膜3の小さな異方性は、熱によって増幅され、塗膜3においてより大きな異方性が付与されることになる。
Similarly, in the first embodiment of the present invention, when the amount of ultraviolet irradiation in the step [II] is within the range of 15% to 70% of the amount of ultraviolet irradiation that maximizes ΔA, the coating film after polarized
同様に、本実施の第2の形態で、光異性化性基か、上述の式(18)で表される、光フリース転位基を有する構造の側鎖型高分子を用いた塗膜を用いて、[II]工程の紫外線照射量が、ΔAを最大にする紫外線照射量の1%〜70%の範囲内である場合において、偏光照射後の塗膜5を加熱し、液晶状態にする。すると図3(c)に示すように、塗膜5では、照射紫外線の偏光方向と平行な方向と垂直な方向との間で、生じた光フリース転位反応の量が異なっている。この場合、照射紫外線の偏光方向と垂直方向に生じた光フリース転位体の液晶配向力が反応前の側鎖の液晶配向力より強いため、照射紫外線の偏光方向と垂直な方向に自己組織化してメソゲン成分を含む側鎖6が再配向する。その結果、光フリース転位反応で誘起された塗膜5の非常に小さな異方性は、熱によって増幅され、塗膜5においてより大きな異方性が付与されることになる。
Similarly, in the second embodiment, a coating film using a photoisomerizable group or a side chain type polymer having a structure having a photo-fleece rearrangement group represented by the above formula (18) is used. Then, when the amount of ultraviolet irradiation in the step [II] is in the range of 1% to 70% of the amount of ultraviolet irradiation that maximizes ΔA, the
同様に、本実施の第2の形態で、上述の式(19)で表される、光フリース転位基を有する構造の側鎖型高分子を用いた塗膜を用いて、[II]工程の紫外線照射量が、ΔAを最大にする紫外線照射量の1%〜70%の範囲内である場合において、偏光照射後の塗膜7を加熱し、液晶状態にする。すると図4(c)に示すように、側鎖型高分子膜7では、照射紫外線の偏光方向と平行な方向と垂直な方向との間で、生じた光フリース転位反応の量が異なっている。光フリース転位体8(a)のアンカリング力は転位前の側鎖8より強いため、ある一定量以上の光フリース転位体が生じると、照射紫外線の偏光方向と平行な方向に自己組織化してメソゲン成分を含む側鎖8が再配向する。その結果、光フリース転位反応で誘起された塗膜7の小さな異方性は、熱によって増幅され、塗膜7においてより大きな異方性が付与されることになる。
Similarly, in the second embodiment, a coating film using a side chain type polymer having a structure having a photo-fleece rearrangement group and represented by the above-mentioned formula (19) is used, and the step [II] is performed. When the amount of ultraviolet irradiation is in the range of 1% to 70% of the amount of ultraviolet irradiation that maximizes ΔA, the
したがって、本発明の方法に用いる塗膜は、塗膜への偏光した紫外線の照射と加熱処理を順次行うことにより、高効率に異方性が導入され、配向制御能に優れた液晶配向膜とすることができる。 Therefore, the coating film used in the method of the present invention is a liquid crystal alignment film having high anisotropy introduced with high efficiency by sequentially performing irradiation of polarized ultraviolet light and heating treatment to the coating film, and having excellent alignment control ability. can do.
そして、本発明の方法に用いる塗膜では、塗膜への偏光した紫外線の照射量と、加熱処理における加熱温度を最適化する。それにより高効率な、塗膜への異方性の導入を実現することができる。 In the coating film used in the method of the present invention, the irradiation amount of polarized ultraviolet light to the coating film and the heating temperature in the heat treatment are optimized. Thereby, highly efficient introduction of anisotropy into the coating film can be realized.
本発明に用いられる塗膜への高効率な異方性の導入に最適な偏光紫外線の照射量は、その塗膜において感光性基が光架橋反応や光異性化反応、若しくは光フリース転位反応する量を最適にする偏光紫外線の照射量に対応する。本発明に用いられる塗膜に対して偏光した紫外線を照射した結果、光架橋反応や光異性化反応、若しくは光フリース転位反応する側鎖の感光性基が少ないと、十分な光反応量とならない。その場合、その後に加熱しても十分な自己組織化は進行しない。一方、本発明に用いられる塗膜で、光架橋性基を有する構造に対して偏光した紫外線を照射した結果、架橋反応する側鎖の感光性基が過剰となると側鎖間での架橋反応が進行しすぎることになる。その場合、得られる膜は剛直になって、その後の加熱による自己組織化の進行の妨げとなることがある。また、本発明に用いられる塗膜で、光フリース転位基を有する構造に対して偏光した紫外線を照射した結果、光フリース転位反応する側鎖の感光性基が過剰となると、塗膜の液晶性が低下しすぎることになる。その場合、得られる膜の液晶性も低下し、その後の加熱による自己組織化の進行の妨げとなることがある。さらに、光フリース転位基を有する構造に対して偏光した紫外線を照射する場合、紫外線の照射量が多すぎると、側鎖型高分子が光分解し、その後の加熱による自己組織化の進行の妨げとなることがある。 The irradiation amount of polarized ultraviolet light that is optimal for introducing highly efficient anisotropy into the coating film used in the present invention is such that a photosensitive group in the coating film undergoes a photocrosslinking reaction, a photoisomerization reaction, or a photo-Fries rearrangement reaction. Corresponds to the dose of polarized UV radiation to optimize the dose. As a result of irradiating the coating film used in the present invention with polarized ultraviolet light, if the number of photosensitive groups in the side chain that undergoes photocrosslinking reaction or photoisomerization reaction, or photofleece rearrangement reaction is small, the amount of photoreaction will not be sufficient. . In that case, even after heating, sufficient self-organization does not proceed. On the other hand, in the coating film used in the present invention, as a result of irradiating polarized ultraviolet light to the structure having a photocrosslinkable group, a crosslinking reaction between the side chains occurs when the photosensitive group of the side chain to be crosslinked becomes excessive. It will go too far. In that case, the obtained film becomes rigid, which may hinder the progress of self-assembly by subsequent heating. Further, in the coating film used in the present invention, as a result of irradiating polarized ultraviolet rays to the structure having a photo-Fries rearrangement group, if the photosensitive group of the side chain that undergoes a photo-Fries rearrangement reaction becomes excessive, the liquid crystallinity of the coating film is increased. Will be too low. In that case, the liquid crystallinity of the obtained film is also reduced, which may hinder the progress of self-assembly by subsequent heating. Furthermore, when irradiating polarized ultraviolet light to a structure having a photo-fleece rearrangement group, if the irradiation amount of the ultraviolet light is too large, the side chain type polymer is photolyzed, and the progress of self-assembly by subsequent heating is hindered. It may be.
したがって、本発明に用いられる塗膜において、偏光紫外線の照射によって側鎖の感光性基が光架橋反応や光異性化反応、若しくは光フリース転位反応する最適な量は、その側鎖型高分子膜の有する感光性基の0.1モル%〜40モル%にすることが好ましく、0.1モル%〜20モル%にすることがより好ましい。光反応する側鎖の感光性基の量をこのような範囲にすることにより、その後の加熱処理での自己組織化が効率良く進み、膜中での高効率な異方性の形成が可能となる。 Therefore, in the coating film used in the present invention, the optimal amount of the photo-crosslinking reaction, photo-isomerization reaction, or photo-Fries rearrangement reaction of the photosensitive group in the side chain by irradiation with polarized ultraviolet light is determined by the amount of the side-chain type polymer film. Preferably, it is 0.1 mol% to 40 mol%, more preferably 0.1 mol% to 20 mol%, of the photosensitive group contained in. By setting the amount of the photoreactive side chain photosensitive group in such a range, the self-assembly in the subsequent heat treatment proceeds efficiently, and highly efficient anisotropy can be formed in the film. Become.
本発明の方法に用いる塗膜では、偏光した紫外線の照射量の最適化により、側鎖型高分子膜の側鎖における、感光性基の光架橋反応や光異性化反応、または光フリース転位反応の量を最適化する。そして、その後の加熱処理と併せて、高効率な、本発明に用いられる塗膜への異方性の導入を実現する。その場合、好適な偏光紫外線の量については、本発明に用いられる塗膜の紫外吸収の評価に基づいて行うことが可能である。 In the coating film used in the method of the present invention, by optimizing the irradiation amount of polarized ultraviolet light, a photocrosslinking reaction, a photoisomerization reaction, or a photo-Fries rearrangement reaction of a photosensitive group in a side chain of the side chain type polymer film is performed. Optimize the amount of In addition to the subsequent heat treatment, highly efficient introduction of anisotropy into the coating film used in the present invention is realized. In that case, a suitable amount of polarized ultraviolet light can be determined based on the evaluation of the ultraviolet absorption of the coating film used in the present invention.
すなわち、本発明に用いられる塗膜について、偏光紫外線照射後の、偏光した紫外線の偏光方向と平行な方向の紫外線吸収と、垂直な方向の紫外線吸収とをそれぞれ測定する。紫外吸収の測定結果から、その塗膜における、偏光した紫外線の偏光方向と平行な方向の紫外線吸光度と垂直な方向の紫外線吸光度との差であるΔAを評価する。そして、本発明に用いられる塗膜において実現されるΔAの最大値(ΔAmax)とそれを実現する偏光紫外線の照射量を求める。本発明の製造方法では、このΔAmaxを実現する偏光紫外線照射量を基準として、液晶配向膜の製造において照射する、好ましい量の偏光した紫外線量を決めることができる。 That is, for the coating film used in the present invention, after the irradiation of the polarized ultraviolet light, the ultraviolet absorption in the direction parallel to the polarization direction of the polarized ultraviolet light and the ultraviolet absorption in the perpendicular direction are measured. Based on the measurement results of the ultraviolet absorption, ΔA, which is the difference between the ultraviolet absorbance in the direction parallel to the polarization direction of the polarized ultraviolet light and the ultraviolet absorbance in the direction perpendicular to the polarization direction, is evaluated. Then, the maximum value (ΔAmax) of ΔA realized in the coating film used in the present invention and the irradiation amount of polarized ultraviolet rays realizing the maximum value are obtained. In the production method of the present invention, a preferable amount of polarized ultraviolet light to be irradiated in the production of the liquid crystal alignment film can be determined based on the amount of polarized ultraviolet light that achieves the ΔAmax.
本発明の製造方法では、本発明に用いられる塗膜への偏光した紫外線の照射量を、ΔAmaxを実現する偏光紫外線の量の1%〜70%の範囲内とすることが好ましく、1%〜50%の範囲内とすることがより好ましい。本発明に用いられる塗膜において、ΔAmaxを実現する偏光紫外線の量の1%〜50%の範囲内の偏光紫外線の照射量は、その側鎖型高分子膜の有する感光性基全体の0.1モル%〜20モル%を光架橋反応させる偏光紫外線の量に相当する。 In the production method of the present invention, the irradiation amount of polarized ultraviolet light to the coating film used in the present invention is preferably in the range of 1% to 70% of the amount of polarized ultraviolet light that achieves ΔAmax, and more preferably 1% to More preferably, it is within the range of 50%. In the coating film used in the present invention, the irradiation amount of the polarized ultraviolet light within the range of 1% to 50% of the amount of the polarized ultraviolet light that achieves ΔAmax is 0.1% of the entire photosensitive group of the side chain type polymer film. 1 mol% to 20 mol% corresponds to the amount of polarized ultraviolet light for photocrosslinking reaction.
以上より、本発明の製造方法では、塗膜への高効率な異方性の導入を実現するため、その側鎖型高分子の液晶温度範囲を基準として、上述したような好適な加熱温度を定めるのがよい。したがって、例えば、本発明に用いられる側鎖型高分子の液晶温度範囲が100℃〜200℃である場合、偏光紫外線照射後の加熱の温度を90℃〜190℃とすることが望ましい。こうすることにより、本発明に用いられる塗膜において、より大きな異方性が付与されることになる。 From the above, in the production method of the present invention, in order to realize highly efficient anisotropy introduction into the coating film, the above-described suitable heating temperature is set based on the liquid crystal temperature range of the side chain type polymer. It is better to decide. Therefore, for example, when the liquid crystal temperature range of the side chain type polymer used in the present invention is 100 ° C to 200 ° C, it is desirable that the heating temperature after irradiation with polarized ultraviolet rays is 90 ° C to 190 ° C. By doing so, greater anisotropy is imparted to the coating film used in the present invention.
こうすることにより、本発明によって提供される液晶表示素子は光や熱などの外部ストレスに対して高い信頼性を示すことになる。 By doing so, the liquid crystal display device provided by the present invention exhibits high reliability against external stress such as light and heat.
以上のようにして、本発明の方法によって製造された横電界駆動型液晶表示素子用基板又は該基板を有する横電界駆動型液晶表示素子は、信頼性に優れたものとなり、大画面で高精細の液晶テレビなどに好適に利用できる。
以下、実施例を用いて本発明を説明するが、本発明は、該実施例に限定されるものではない。
As described above, the substrate for a lateral electric field driving type liquid crystal display element manufactured by the method of the present invention or the lateral electric field driving type liquid crystal display element having the substrate has excellent reliability, and has a large screen and high definition. It can be suitably used for liquid crystal televisions.
Hereinafter, the present invention will be described using examples, but the present invention is not limited to the examples.
実施例で使用する略号は以下のとおりである。
<メタクリルモノマー>
The abbreviations used in the examples are as follows.
<Methacrylic monomer>
MA1は特許文献(WO2011−084546)に記載の合成法にて合成した。
MA2は特許文献(特開平9−118717)に記載の合成法にて合成した。
A1は特許文献(WO2014−054785)に記載の合成法にて合成した。
MA1 was synthesized by the synthesis method described in Patent Document (WO2011-084646).
MA2 was synthesized by the synthesis method described in Patent Document (JP-A-9-118717).
A1 was synthesized by a synthesis method described in Patent Document (WO2014-054785).
<ジイソシアネート成分>
ISO:イソフォロンジイソシアネート
<Diisocyanate component>
ISO: isophorone diisocyanate
<ジアミン成分>
DDM:4,4’−ジアミノジフェニルメタン
Me−4APhA:N−メチル−2−(4−アミノフェニル)エチルアミン
Me−DADPA: 4,4’−ジアミノジフェニル(N−メチル)アミン
<Diamine component>
DDM: 4,4'-diaminodiphenylmethane Me-4APhA: N-methyl-2- (4-aminophenyl) ethylamine Me-DADPA: 4,4'-diaminodiphenyl (N-methyl) amine
<テトラカルボン酸二無水物>
TDA: 3,4−ジカルボキシ−1,2,3,4−テトラヒドロ−1−ナフタレンコハク酸二無水物
BODA: ビシクロ[3.3.0]オクタン−2,4,6,8−テトラカルボン酸二無水物
<Tetracarboxylic dianhydride>
TDA: 3,4-dicarboxy-1,2,3,4-tetrahydro-1-naphthalenesuccinic dianhydride BODA: bicyclo [3.3.0] octane-2,4,6,8-tetracarboxylic acid Dianhydride
<有機溶媒>
THF:テトラヒドロフラン
NMP:N−メチル−2−ピロリドン
BCS:ブチルセロソルブ
GBL:γ−ブチルラクトン
<Organic solvent>
THF: tetrahydrofuran NMP: N-methyl-2-pyrrolidone BCS: butyl cellosolve GBL: γ-butyl lactone
<重合開始剤>
AIBN:2,2’−アゾビスイソブチロニトリル
<Polymerization initiator>
AIBN: 2,2'-azobisisobutyronitrile
<メタクリレートポリマー合成例1>
MA1(5.3g)、MA2(19.6g)、HBAGE(0.34g)およびA1(0.18g)をTHF(102.6g)中に溶解し、ダイアフラムポンプで脱気を行なった後、AIBNを(0.39g)を加え再び脱気を行なった。この後60℃で8時間反応させメタクリレートのポリマー溶液を得た。このポリマー溶液をメタノール(600ml)に滴下し、得られた沈殿物をろ過した。この沈澱物をメタノールで洗浄し、40℃のオーブン中で減圧乾燥しメタクリレートポリマー粉末MP1を得た。
<Synthesis example 1 of methacrylate polymer>
MA1 (5.3 g), MA2 (19.6 g), HBAGE (0.34 g) and A1 (0.18 g) were dissolved in THF (102.6 g), deaerated by a diaphragm pump, and then AIBN. (0.39 g) was added, and the mixture was degassed again. Thereafter, the mixture was reacted at 60 ° C. for 8 hours to obtain a methacrylate polymer solution. This polymer solution was dropped into methanol (600 ml), and the resulting precipitate was filtered. The precipitate was washed with methanol, and dried in an oven at 40 ° C. under reduced pressure to obtain a methacrylate polymer powder MP1.
<ポリウレア-アミック酸合成例1>
ジアミン成分として、DDM(5.35g)、Me−DADPA(0.32g)、Me−4APhA(0.22g)をNMP76.8gに溶解し、そこへ、ジイソシアネートとしてISO(6.53g)を室温で添加し1時間撹拌、その後酸二無水物としてTDA(4.32g)を室温で添加し、60℃で18時間反応させポリウレア-アミック酸(PUPAA−1)の濃度15wt%の溶液を得た。
<Synthesis example 1 of polyurea-amic acid>
As a diamine component, DDM (5.35 g), Me-DADPA (0.32 g), and Me-4APhA (0.22 g) were dissolved in 76.8 g of NMP, and ISO (6.53 g) as a diisocyanate was added thereto at room temperature. The mixture was stirred for 1 hour, and then TDA (4.32 g) as an acid dianhydride was added at room temperature and reacted at 60 ° C. for 18 hours to obtain a solution of polyurea-amic acid (PUPAA-1) having a concentration of 15% by weight.
<ポリウレア-アミック酸合成例2>
ジアミン成分として、DDM(5.35g)、Me−DADPA(0.32g)、Me−4APhA(0.22g)をNMP76.8gに溶解し、そこへ、ジイソシアネートとしてISO(6.53g)を室温で添加し1時間撹拌、その後酸二無水物としてBODA(1.93g)を室温で添加し、60℃で1時間反応させた。その後さらに酸二無水物TDA(2.14g)を添加し、18時間反応させ、ポリウレア-アミック酸(PUPAA−2)の濃度15wt%の溶液を得た。
<Synthesis example 2 of polyurea-amic acid>
As a diamine component, DDM (5.35 g), Me-DADPA (0.32 g), and Me-4APhA (0.22 g) were dissolved in 76.8 g of NMP, and ISO (6.53 g) as a diisocyanate was added thereto at room temperature. The mixture was added and stirred for 1 hour, and then BODA (1.93 g) as an acid dianhydride was added at room temperature and reacted at 60 ° C. for 1 hour. Thereafter, acid dianhydride TDA (2.14 g) was further added and reacted for 18 hours to obtain a solution of polyurea-amic acid (PUPAA-2) having a concentration of 15% by weight.
<ポリウレア-イミド合成例1>
上記ポリウレア-アミック酸合成例1にて得られた濃度15wt%の溶液(PUPAA−1、30g)に、NMP(50g)を加えて濃度6wt%に希釈した後、イミド化触媒として無水酢酸(6.42g)、ピリジン(2.49g)を加え、室温にて30分撹拌後、50℃にて3時間反応させた。この反応溶液をメタノール(300ml)中に投入し、得られた沈殿物を濾別した。この沈殿物をメタノールで洗浄し、40℃で減圧乾燥し、ポリウレア-イミド粉末を得た。このポリウレア-イミドのイミド化率は96%であった。その後、NMPを加えて再溶解させ、濃度15wt%のポリウレア-イミド溶液(PUPI1)を得た。
<Synthesis example 1 of polyurea-imide>
NMP (50 g) was added to the solution having a concentration of 15 wt% (PUPAA-1, 30 g) obtained in Synthesis Example 1 of polyurea-amic acid to dilute the solution to a concentration of 6 wt%. .42 g) and pyridine (2.49 g) were added, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes and reacted at 50 ° C. for 3 hours. This reaction solution was poured into methanol (300 ml), and the obtained precipitate was separated by filtration. The precipitate was washed with methanol and dried at 40 ° C. under reduced pressure to obtain a polyurea-imide powder. The imidation ratio of this polyurea-imide was 96%. Thereafter, NMP was added and redissolved to obtain a polyurea-imide solution (PUPI1) having a concentration of 15 wt%.
<ポリウレア-イミド合成例2>
上記ポリウレア-アミック酸合成例2にて得られた濃度15wt%の溶液(PUPAA−2、30g)に、NMP(50g)を加えて濃度6wt%に希釈した後、イミド化触媒として無水酢酸(6.42g)、ピリジン(2.49g)を加え、室温にて30分撹拌後、50℃にて3時間反応させた。この反応溶液をメタノール(300ml)中に投入し、得られた沈殿物を濾別した。この沈殿物をメタノールで洗浄し、40℃で減圧乾燥しポリウレア-イミド粉末を得た。このポリウレア-イミドのイミド化率は73%であった。その後、NMPを加えて再溶解させ、濃度15wt%のポリウレア-イミド溶液(PUPI2)を得た。
<Polyurea-imide synthesis example 2>
NMP (50 g) was added to the 15 wt% solution (PUPAA-2, 30 g) obtained in Synthesis Example 2 of polyurea-amic acid to dilute the solution to a concentration of 6 wt%, and then acetic anhydride (6 g) was used as an imidization catalyst. .42 g) and pyridine (2.49 g) were added, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes and reacted at 50 ° C. for 3 hours. This reaction solution was poured into methanol (300 ml), and the obtained precipitate was separated by filtration. This precipitate was washed with methanol and dried at 40 ° C. under reduced pressure to obtain a polyurea-imide powder. The imidation ratio of this polyurea-imide was 73%. Thereafter, NMP was added and redissolved to obtain a polyurea-imide solution (PUPI2) having a concentration of 15% by weight.
(実施例1)
上記メタクリレートポリマー合成例1にて得られたメタクリレートポリマー粉末(MP1)0.1gにNMP(2.35g)を加え、30分撹拌させメタクリレートポリマー溶液を得る。そこにポリウレア−イミド溶液(PUPI−1)2.8g、GBL(5.25g)を加え室温で1時間攪拌した。さらにこの溶液にBCS(5.5g)を加え、室温で1時間攪拌し、固形分濃度が3.5wt%、のポリマー溶液(A1)を得た。このポリマー溶液は、そのまま液晶配向膜を形成するための液晶配向剤となる。
(Example 1)
NMP (2.35 g) is added to 0.1 g of the methacrylate polymer powder (MP1) obtained in the methacrylate polymer synthesis example 1 and stirred for 30 minutes to obtain a methacrylate polymer solution. 2.8 g of a polyurea-imide solution (PUPI-1) and GBL (5.25 g) were added thereto, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. Further, BCS (5.5 g) was added to the solution, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour to obtain a polymer solution (A1) having a solid content of 3.5 wt%. This polymer solution becomes a liquid crystal aligning agent for forming a liquid crystal alignment film as it is.
(実施例2、コントロール1、2)
表5に示す組成で、実施例1と同様の方法を用いて実施例2のポリマー溶液を得た。またコントロール1、2も同様の方法で調整した。
(Example 2,
With the composition shown in Table 5, the same method as in Example 1 was used to obtain a polymer solution of Example 2.
[液晶セルの作製]
実施例1で得られた液晶配向剤(A1)を用いて下記に示すような手順で液晶セルの作製を行った。基板は、30mm×40mmの大きさで、厚さが0.7mmのガラス基板であり、ITO膜をパターニングして形成された櫛歯状の画素電極が配置されたものを用いた。画素電極は、中央部分が屈曲したくの字形状の電極要素を複数配列して構成された櫛歯状の形状を有する。各電極要素の短手方向の幅は10μmであり、電極要素間の間隔は20μmであった。各画素を形成する画素電極が、中央部分の屈曲したくの字形状の電極要素を複数配列して構成されているため、各画素の形状は長方形状ではなく、電極要素と同様に中央部分で屈曲する、太字のくの字に似た形状を備えていた。そして、各画素は、その中央の屈曲部分を境にして上下に分割され、屈曲部分の上側の第1領域と下側の第2領域を有した。各画素の第1領域と第2領域とを比較すると、それらを構成する画素電極の電極要素の形成方向が異なるものとなっていた。すなわち、後述する液晶配向膜の配向処理方向を基準とした場合、画素の第1領域では画素電極の電極要素が+15°の角度(時計回り)をなすように形成され、画素の第2領域では画素電極の電極要素が−15°の角度(時計回り)をなすように形成されていた。すなわち、各画素の第1領域と第2領域とでは、画素電極と対向電極との間の電圧印加によって誘起される液晶の、基板面内での回転動作(インプレーン・スイッチング)の方向が互いに逆方向となるように構成されていた。
[Production of liquid crystal cell]
Using the liquid crystal aligning agent (A1) obtained in Example 1, a liquid crystal cell was manufactured in the following procedure. The substrate used was a glass substrate having a size of 30 mm × 40 mm and a thickness of 0.7 mm, on which a comb-shaped pixel electrode formed by patterning an ITO film was arranged. The pixel electrode has a comb-like shape formed by arranging a plurality of square-shaped electrode elements whose central portion is bent. The width in the lateral direction of each electrode element was 10 μm, and the interval between the electrode elements was 20 μm. Since the pixel electrode forming each pixel is configured by arranging a plurality of bent-shaped electrode elements at the center portion, the shape of each pixel is not rectangular but is similar to the electrode element at the center portion. It had a shape that resembled a bold, U-shaped bend. Each pixel was vertically divided with the center bent portion as a boundary, and had a first region above the bent portion and a second region below the bent portion. When the first region and the second region of each pixel are compared, the formation directions of the electrode elements of the pixel electrodes constituting them are different. That is, when the orientation direction of the liquid crystal alignment film described later is used as a reference, the electrode element of the pixel electrode is formed so as to form an angle of + 15 ° (clockwise) in the first region of the pixel, and in the second region of the pixel. The electrode element of the pixel electrode was formed so as to form an angle of -15 ° (clockwise). That is, in the first region and the second region of each pixel, the directions of the rotation operation (in-plane switching) of the liquid crystal induced by the application of the voltage between the pixel electrode and the counter electrode in the substrate plane are mutually different. It was configured to be in the opposite direction.
実施例1で得られた液晶配向剤(A1)を、準備された上記電極付き基板にスピンコートした。次いで、70℃のホットプレートで90秒間乾燥し、膜厚100nmの液晶配向膜を形成した。次いで、塗膜面に偏光板を介して313nmの紫外線を15mJ/cm2照射した後に140℃のホットプレートで10分間加熱することで液晶配向膜付き基板を得た。また、対向基板として電極が形成されていない高さ4μmの柱状スペーサーを有するガラス基板にも、同様に塗膜を形成させ、配向処理を施した。一方の基板の液晶配向膜上にシール剤(協立化学製XN−1500T)を印刷した。次いで、もう一方の基板を、液晶配向膜面が向き合い配向方向が0°になるようにして張り合わせた後、シール剤を熱硬化させて空セルを作製した。この空セルに減圧注入法によって、液晶MLC−3019(メルク株式会社製)を注入し、注入口を封止して、IPS(In−Planes Switching)モード液晶表示素子の構成を備えた液晶セルを得た。 The liquid crystal aligning agent (A1) obtained in Example 1 was spin-coated on the prepared substrate with electrodes. Next, drying was performed for 90 seconds on a hot plate at 70 ° C. to form a liquid crystal alignment film having a thickness of 100 nm. Next, the coating film surface was irradiated with 313 nm ultraviolet rays at 15 mJ / cm 2 through a polarizing plate, and then heated on a hot plate at 140 ° C. for 10 minutes to obtain a substrate with a liquid crystal alignment film. Further, a coating film was similarly formed on a glass substrate having a columnar spacer having a height of 4 μm on which no electrode was formed as an opposing substrate, and was subjected to an alignment treatment. A sealant (XN-1500T manufactured by Kyoritsu Chemical) was printed on the liquid crystal alignment film on one substrate. Next, the other substrate was bonded so that the surfaces of the liquid crystal alignment films faced each other so that the alignment direction was 0 °, and then the sealant was thermally cured to prepare empty cells. Liquid crystal MLC-3019 (manufactured by Merck Ltd.) is injected into the empty cell by a reduced pressure injection method, the injection port is sealed, and a liquid crystal cell having a configuration of an IPS (In-Planes Switching) mode liquid crystal display element is obtained. Obtained.
実施例2で得られた液晶配向剤(A2)、コントロール1、2で得られた液晶配向剤(C1、C2)に関しても、A1と同様の方法を用いて液晶セルを作成した。
Regarding the liquid crystal aligning agent (A2) obtained in Example 2 and the liquid crystal aligning agents (C1 and C2) obtained in
(電圧保持率(VHR)評価)
VHRの評価は、得られた液晶セルに、70℃の温度下で1Vの電圧を印加し、1000ms後の電圧を測定し、電圧がどのくらい保持できているかを電圧保持率として計算した。液晶セル作製後に測定した初期の電圧保持率をVHR1とし、1週間後バックライトエージング試験を行った後に測定した電圧保持率をVHR2とした。
なお、電圧保持率の測定には、東陽テクニカ社製の電圧保持率測定装置VHR−1を使用した。
(Evaluation of voltage holding ratio (VHR))
The evaluation of VHR was performed by applying a voltage of 1 V to the obtained liquid crystal cell at a temperature of 70 ° C., measuring the voltage after 1000 ms, and calculating how much the voltage could be held as a voltage holding ratio. The initial voltage holding ratio measured after manufacturing the liquid crystal cell was VHR1, and the voltage holding ratio measured after one week after performing the backlight aging test was VHR2.
The voltage holding ratio was measured using a voltage holding ratio measuring device VHR-1 manufactured by Toyo Corporation.
結果は下記表2に示されるとおりであった。
表2に示されているように、本発明に従う実施例1、2は、コントロールに比べて、初期の電圧保持率(VHR1)およびバックライトエージング後の電圧保持率(VHR2)が高くなることが判明した。 As shown in Table 2, in Examples 1 and 2 according to the present invention, the initial voltage holding ratio (VHR1) and the voltage holding ratio after backlight aging (VHR2) were higher than those of the control. found.
図1
1 側鎖型高分子膜
2、2a 側鎖
図2
3 側鎖型高分子膜
4、4a 側鎖
図3
5 側鎖型高分子膜
6、6a 側鎖
図4
7 側鎖型高分子膜
8、8a 側鎖
FIG.
1 side chain
3 Side chain
5 Side chain
7 Side chain
Claims (14)
(B)ジイソシアネート化合物と、テトラカルボン酸誘導体と、芳香族ジアミン化合物とを重合反応させ、次いでイミド化することにより製造されるポリウレアポリイミド、及び
(C)有機溶媒
を含有することを特徴とする重合体組成物。 (A) a side chain type polymer having a photosensitive side chain which exhibits liquid crystallinity in a predetermined temperature range and causes photocrosslinking, photoisomerization, or photofries transition;
(B) a polyurea polyimide produced by a polymerization reaction of a diisocyanate compound, a tetracarboxylic acid derivative, and an aromatic diamine compound, followed by imidization, and (C) an organic solvent. Coalescing composition.
(式中、A、B、Dはそれぞれ独立に、単結合、−O−、−CH2−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−NH−CO−、−CH=CH−CO−O−、又は−O−CO−CH=CH−を表す;
Sは、炭素数1〜12のアルキレン基であり、それらに結合する水素原子はハロゲン基に置き換えられていてもよい;
Tは、単結合または炭素数1〜12のアルキレン基であり、それらに結合する水素原子はハロゲン基に置き換えられていてもよい;
Y1は、1価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環および炭素数5〜8の脂環式炭化水素から選ばれる環を表すか、それらの置換基から選ばれる同一又は相異なった2〜6の環が結合基Bを介して結合してなる基であり、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に−COOR0(式中、R0は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基を表す)、−NO2、−CN、−CH=C(CN)2、−CH=CH−CN、ハロゲン基、炭素数1〜5のアルキル基、又は炭素数1〜5のアルキルオキシ基で置換されても良い;
Y2は、2価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環、炭素数5〜8の脂環式炭化水素、および、それらの組み合わせからなる群から選ばれる基であり、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に−NO2、−CN、−CH=C(CN)2、−CH=CH−CN、ハロゲン基、炭素数1〜5のアルキル基、又は炭素数1〜5のアルキルオキシ基で置換されても良い;
Rは、ヒドロキシ基、炭素数1〜6のアルコキシ基を表すか、又はY1と同じ定義を表す;
Xは、単結合、−COO−、−OCO−、−N=N−、−CH=CH−、−C≡C−、−CH=CH−CO−O−、又は−O−CO−CH=CH−を表し、Xの数が2となるときは、X同士は同一でも異なっていてもよい;
Couは、クマリン−6−イル基またはクマリン−7−イル基を表し、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に−NO2、−CN、−CH=C(CN)2、−CH=CH−CN、ハロゲン基、炭素数1〜5のアルキル基、又は炭素数1〜5のアルキルオキシ基で置換されても良い;
q1とq2は、一方が1で他方が0である;
q3は0または1である;
P及びQは、各々独立に、2価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環、炭素数5〜8の脂環式炭化水素、および、それらの組み合わせからなる群から選ばれる基である;ただし、Xが−CH=CH−CO−O−、−O−CO−CH=CH−である場合、−CH=CH−が結合する側のP又はQは芳香環であり、Pの数が2以上となるときは、P同士は同一でも異なっていてもよく、Qの数が2以上となるときは、Q同士は同一でも異なっていてもよい;
l1は0または1である;
l2は0〜2の整数である;
l1とl2がともに0であるときは、Tが単結合であるときはAも単結合を表す;
l1が1であるときは、Tが単結合であるときはBも単結合を表す;
H及びIは、各々独立に、2価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環、およびそれらの組み合わせから選ばれる基である。)
からなる群から選ばれるいずれか1種の感光性側鎖を有する請求項1又は2に記載の組成物。
The component (A) is represented by the following formulas (1) to (6)
(Wherein, A, B, D are each independently a single bond, -O -, - CH 2 - , - COO -, - OCO -, - CONH -, - NH-CO -, - CH = CH-CO Represents -O-, or -O-CO-CH = CH-;
S is an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, and a hydrogen atom bonded thereto may be replaced by a halogen group;
T is a single bond or an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, and a hydrogen atom bonded thereto may be replaced by a halogen group;
Y 1 represents a ring selected from a monovalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, a pyrrole ring and an alicyclic hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms, or the same or a same selected from the substituents thereof; A group in which two to six different rings are bonded via a bonding group B, and the hydrogen atoms bonded thereto are each independently —COOR 0 (wherein R 0 is a hydrogen atom or a carbon atom having 1 to 1 carbon atoms). represents a 5 alkyl group), - NO 2, -CN, -CH = C (CN) 2, -CH = CH-CN, a halogen group, an alkyl group of 1 to 5 carbon atoms, or 1 to 5 carbon atoms May be substituted with an alkyloxy group;
Y 2 is a group selected from the group consisting of a divalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, a pyrrole ring, an alicyclic hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms, and a combination thereof; -NO 2 each a hydrogen atom is bound independently, -CN, -CH = C (CN ) 2, -CH = CH-CN, a halogen group, an alkyl group of 1 to 5 carbon atoms, or 1 to 5 carbon atoms May be substituted with an alkyloxy group;
R is hydroxy group, or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or represents the same definition as Y 1;
X represents a single bond, -COO-, -OCO-, -N = N-, -CH = CH-, -C≡C-, -CH = CH-CO-O-, or -O-CO-CH = When CH represents 2 and the number of X is 2, Xs may be the same or different;
Cou represents a coumarin-6-yl group or a coumarin-7-yl group, and the hydrogen atoms bonded thereto are each independently —NO 2 , —CN, —CH = C (CN) 2 , —CH = CH—. May be substituted with CN, a halogen group, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkyloxy group having 1 to 5 carbon atoms;
q1 and q2 are 1 on the one hand and 0 on the other hand;
q3 is 0 or 1;
P and Q are each independently selected from the group consisting of a divalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, a pyrrole ring, an alicyclic hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms, and a combination thereof. Provided that when X is -CH = CH-CO-O-, -O-CO-CH = CH-, P or Q on the side to which -CH = CH- is bonded is an aromatic ring; When the number of P is 2 or more, P may be the same or different, and when the number of Q is 2 or more, Q may be the same or different;
11 is 0 or 1;
12 is an integer from 0 to 2;
When both l1 and l2 are 0, when T is a single bond, A also represents a single bond;
When l1 is 1, B also represents a single bond when T is a single bond;
H and I are each independently a group selected from a divalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, a pyrrole ring, and a combination thereof. )
The composition according to claim 1, which has any one type of photosensitive side chain selected from the group consisting of:
(式中、A、B、Dはそれぞれ独立に、単結合、−O−、−CH2−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−NH−CO−、−CH=CH−CO−O−、又は−O−CO−CH=CH−を表す;
Y1は、1価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環および炭素数5〜8の脂環式炭化水素から選ばれる環を表すか、それらの置換基から選ばれる同一又は相異なった2〜6の環が結合基Bを介して結合してなる基であり、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に−COOR0(式中、R0は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基を表す)、−NO2、−CN、−CH=C(CN)2、−CH=CH−CN、ハロゲン基、炭素数1〜5のアルキル基、又は炭素数1〜5のアルキルオキシ基で置換されても良い;
Xは、単結合、−COO−、−OCO−、−N=N−、−CH=CH−、−C≡C−、−CH=CH−CO−O−、又は−O−CO−CH=CH−を表し、Xの数が2となるときは、X同士は同一でも異なっていてもよい;
lは1〜12の整数を表す;
mは、0〜2の整数を表し、m1、m2は1〜3の整数を表す;
nは0〜12の整数(ただしn=0のときBは単結合である)を表す;
Y2は、2価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環、炭素数5〜8の脂環式炭化水素、および、それらの組み合わせからなる群から選ばれる基であり、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に−NO2、−CN、−CH=C(CN)2、−CH=CH−CN、ハロゲン基、炭素数1〜5のアルキル基、又は炭素数1〜5のアルキルオキシ基で置換されても良い;
Rは、ヒドロキシ基、炭素数1〜6のアルコキシ基を表すか、又はY1と同じ定義を表す)
からなる群から選ばれるいずれか1種の感光性側鎖を有する請求項1又は2に記載の組成物。
The component (A) is represented by the following formulas (7) to (10)
(Wherein, A, B, D are each independently a single bond, -O -, - CH 2 - , - COO -, - OCO -, - CONH -, - NH-CO -, - CH = CH-CO Represents -O-, or -O-CO-CH = CH-;
Y 1 represents a ring selected from a monovalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, a pyrrole ring and an alicyclic hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms, or the same or a same selected from the substituents thereof; A group in which two to six different rings are bonded via a bonding group B, and the hydrogen atoms bonded thereto are each independently —COOR 0 (wherein R 0 is a hydrogen atom or a carbon atom having 1 to 1 carbon atoms). represents a 5 alkyl group), - NO 2, -CN, -CH = C (CN) 2, -CH = CH-CN, a halogen group, an alkyl group of 1 to 5 carbon atoms, or 1 to 5 carbon atoms May be substituted with an alkyloxy group;
X represents a single bond, -COO-, -OCO-, -N = N-, -CH = CH-, -C≡C-, -CH = CH-CO-O-, or -O-CO-CH = When CH represents 2 and the number of X is 2, Xs may be the same or different;
l represents an integer of 1 to 12;
m represents an integer of 0 to 2, m1 and m2 represent an integer of 1 to 3;
n represents an integer of 0 to 12 (however, when n = 0, B is a single bond);
Y 2 is a group selected from the group consisting of a divalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, a pyrrole ring, an alicyclic hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms, and a combination thereof; -NO 2 each a hydrogen atom is bound independently, -CN, -CH = C (CN ) 2, -CH = CH-CN, a halogen group, an alkyl group of 1 to 5 carbon atoms, or 1 to 5 carbon atoms May be substituted with an alkyloxy group;
R is hydroxy group, or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or represents the same definition as Y 1)
The composition according to claim 1, which has any one type of photosensitive side chain selected from the group consisting of:
(式中、Aは、それぞれ独立に、単結合、−O−、−CH2−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−NH−CO−、−CH=CH−CO−O−、又は−O−CO−CH=CH−を表す;
Xは、単結合、−COO−、−OCO−、−N=N−、−CH=CH−、−C≡C−、−CH=CH−CO−O−、又は−O−CO−CH=CH−を表し、Xの数が2となるときは、X同士は同一でも異なっていてもよい;
lは、1〜12の整数を表し、mは0〜2の整数を表し、m1は1〜3の整数を表す;
Rは、1価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環および炭素数5〜8の脂環式炭化水素から選ばれる環を表すか、それらの環から選ばれる同一又は相異なった2〜6の環が単結合、−O−、−CH2−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−NH−CO−、−CH=CH−CO−O−、又は−O−CO−CH=CH−を介して結合してなる基であり、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に−COOR0(式中、R0は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基を表す)、−NO2、−CN、−CH=C(CN)2、−CH=CH−CN、ハロゲン基、炭素数1〜5のアルキル基、又は炭素数1〜5のアルキルオキシ基で置換されても良いか、又はヒドロキシ基もしくは炭素数1〜6のアルコキシ基を表す)
からなる群から選ばれるいずれか1種の感光性側鎖を有する請求項1又は2に記載の組成物。
The component (A) is represented by the following formulas (11) to (13)
(In the formula, A is independently a single bond, -O -, - CH 2 - , - COO -, - OCO -, - CONH -, - NH-CO -, - CH = CH-CO-O- Or -O-CO-CH = CH-;
X represents a single bond, -COO-, -OCO-, -N = N-, -CH = CH-, -C≡C-, -CH = CH-CO-O-, or -O-CO-CH = When CH represents 2 and the number of X is 2, Xs may be the same or different;
l represents an integer of 1 to 12, m represents an integer of 0 to 2, and m1 represents an integer of 1 to 3;
R represents a ring selected from a monovalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, a pyrrole ring and an alicyclic hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms, or is the same or different from those rings. Two to six rings are a single bond, -O-, -CH2-, -COO-, -OCO-, -CONH-, -NH-CO-, -CH = CH-CO-O-, or -O -CO-CH = CH- is formed by bonding group via a, -COOR 0 (wherein each independently hydrogen atom which binds them, the R 0 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms represented), - NO 2, substituted -CN, -CH = C (CN) 2, -CH = CH-CN, a halogen group, an alkyl group of 1 to 5 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms Or a hydroxy group or an alkoxy having 1 to 6 carbon atoms Represents a group)
The composition according to claim 1, which has any one type of photosensitive side chain selected from the group consisting of:
(式中、Aはそれぞれ独立に、単結合、−O−、−CH2−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−NH−CO−、−CH=CH−CO−O−、又は−O−CO−CH=CH−を表す;
Y1は、1価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環および炭素数5〜8の脂環式炭化水素から選ばれる環を表すか、それらの環から選ばれる同一又は相異なった2〜6の環が単結合、−O−、−CH2−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−NH−CO−、−CH=CH−CO−O−、又は−O−CO−CH=CH−を介して結合してなる基であり、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に−COOR0(式中、R0は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基を表す)、−NO2、−CN、−CH=C(CN)2、−CH=CH−CN、ハロゲン基、炭素数1〜5のアルキル基、又は炭素数1〜5のアルキルオキシ基で置換されても良い;
lは1〜12の整数を表し、m1、m2は1〜3の整数を表す)
で表される感光性側鎖を有する請求項1又は2に記載の組成物。
The component (A) is represented by the following formula (14) or (15)
(In the formula, A independently a single bond, -O -, - CH 2 - , - COO -, - OCO -, - CONH -, - NH-CO -, - CH = CH-CO-O-, Or -O-CO-CH = CH-;
Y 1 represents a ring selected from a monovalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, a pyrrole ring and an alicyclic hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms, or the same or a phase selected from those rings. Two to six different rings are a single bond, -O-, -CH2-, -COO-, -OCO-, -CONH-, -NH-CO-, -CH = CH-CO-O-, or- O—CO—CH = CH— is a group bonded via a CH—, and the hydrogen atoms bonded thereto are each independently —COOR 0 (where R 0 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms) the represented), - NO 2, -CN, -CH = C (CN) 2, -CH = CH-CN, a halogen group, an alkyl group of 1 to 5 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms May be substituted;
l represents an integer of 1 to 12, m1 and m2 represent integers of 1 to 3)
The composition according to claim 1, having a photosensitive side chain represented by the formula:
(式中、Aは単結合、−O−、−CH2−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−NH−CO−、−CH=CH−CO−O−、又は−O−CO−CH=CH−を表す;
Xは、単結合、−COO−、−OCO−、−N=N−、−CH=CH−、−C≡C−、−CH=CH−CO−O−、又は−O−CO−CH=CH−を表し、Xの数が2となるときは、X同士は同一でも異なっていてもよい;
lは、1〜12の整数を表し、mは0〜2の整数を表す)
で表される感光性側鎖を有する請求項1又は2に記載の組成物。
The component (A) is represented by the following formula (16) or (17)
(In the formula, A is a single bond, -O -, - CH 2 - , - COO -, - OCO -, - CONH -, - NH-CO -, - CH = CH-CO-O-, or -O- Represents CO-CH = CH-;
X represents a single bond, -COO-, -OCO-, -N = N-, -CH = CH-, -C≡C-, -CH = CH-CO-O-, or -O-CO-CH = When CH represents 2 and the number of X is 2, Xs may be the same or different;
l represents an integer of 1 to 12, and m represents an integer of 0 to 2)
The composition according to claim 1, having a photosensitive side chain represented by the formula:
(式中、A、Bはそれぞれ独立に、単結合、−O−、−CH2−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−NH−CO−、−CH=CH−CO−O−、又は−O−CO−CH=CH−を表す;
Y1は、1価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環および炭素数5〜8の脂環式炭化水素から選ばれる環を表すか、それらの環から選ばれる同一又は相異なった2〜6の環が単結合、−O−、−CH2−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−NH−CO−、−CH=CH−CO−O−、又は−O−CO−CH=CH−を介して結合してなる基であり、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に−COOR0(式中、R0は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基を表す)、−NO2、−CN、−CH=C(CN)2、−CH=CH−CN、ハロゲン基、炭素数1〜5のアルキル基、又は炭素数1〜5のアルキルオキシ基で置換されても良い;
q1とq2は、一方が1で他方が0である;
lは1〜12の整数を表し、m1、m2は1〜3の整数を表す;
R1は、水素原子、−NO2、−CN、−CH=C(CN)2、−CH=CH−CN、ハロゲン基、炭素数1〜5のアルキル基、又は炭素数1〜5のアルキルオキシ基を表す)
からなる群から選ばれるいずれか1種の感光性側鎖を有する請求項1又は2に記載の組成物。
The component (A) is represented by the following formula (18) or (19)
(Wherein, A, B are each independently a single bond, -O -, - CH 2 - , - COO -, - OCO -, - CONH -, - NH-CO -, - CH = CH-COO —, Or —O—CO—CH = CH—;
Y 1 represents a ring selected from a monovalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, a pyrrole ring and an alicyclic hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms, or the same or a phase selected from those rings. Two to six different rings are a single bond, -O-, -CH2-, -COO-, -OCO-, -CONH-, -NH-CO-, -CH = CH-CO-O-, or- O—CO—CH = CH— is a group bonded via a CH—, and the hydrogen atoms bonded thereto are each independently —COOR 0 (where R 0 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms) the represented), - NO 2, -CN, -CH = C (CN) 2, -CH = CH-CN, a halogen group, an alkyl group of 1 to 5 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms May be substituted;
q1 and q2 are 1 on the one hand and 0 on the other hand;
l represents an integer of 1 to 12, m1 and m2 represent an integer of 1 to 3;
R 1 is a hydrogen atom, —NO 2 , —CN, —CH = C (CN) 2 , —CH = CH—CN, a halogen group, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Represents an oxy group)
The composition according to claim 1, which has any one type of photosensitive side chain selected from the group consisting of:
(式中、Aは、単結合、−O−、−CH2−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−NH−CO−、−CH=CH−CO−O−、又は−O−CO−CH=CH−を表す;
Y1は、1価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環および炭素数5〜8の脂環式炭化水素から選ばれる環を表すか、それらの環から選ばれる同一又は相異なった2〜6の環が単結合、−O−、−CH2−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−NH−CO−、−CH=CH−CO−O−、又は−O−CO−CH=CH−を介して結合してなる基であり、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に−COOR0(式中、R0は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基を表す)、−NO2、−CN、−CH=C(CN)2、−CH=CH−CN、ハロゲン基、炭素数1〜5のアルキル基、又は炭素数1〜5のアルキルオキシ基で置換されても良い;
Xは、単結合、−COO−、−OCO−、−N=N−、−CH=CH−、−C≡C−、−CH=CH−CO−O−、又は−O−CO−CH=CH−を表し、Xの数が2となるときは、X同士は同一でも異なっていてもよい;
lは1〜12の整数を表し、mは0〜2の整数を表す)
で表される感光性側鎖を有する請求項1又は2に記載の組成物。
The component (A) is represented by the following formula (20)
(In the formula, A represents a single bond, -O -, - CH 2 - , - COO -, - OCO -, - CONH -, - NH-CO -, - CH = CH-CO-O-, or -O Represents -CO-CH = CH-;
Y 1 represents a ring selected from a monovalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, a pyrrole ring and an alicyclic hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms, or the same or a phase selected from those rings. Two to six different rings are a single bond, -O-, -CH2-, -COO-, -OCO-, -CONH-, -NH-CO-, -CH = CH-CO-O-, or- O—CO—CH = CH— is a group bonded via a CH—, and the hydrogen atoms bonded thereto are each independently —COOR 0 (where R 0 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms) the represented), - NO 2, -CN, -CH = C (CN) 2, -CH = CH-CN, a halogen group, an alkyl group of 1 to 5 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms May be substituted;
X represents a single bond, -COO-, -OCO-, -N = N-, -CH = CH-, -C≡C-, -CH = CH-CO-O-, or -O-CO-CH = When CH represents 2 and the number of X is 2, Xs may be the same or different;
l represents an integer of 1 to 12, m represents an integer of 0 to 2)
The composition according to claim 1, having a photosensitive side chain represented by the formula:
(式中、A及びBはそれぞれ独立に、単結合、−O−、−CH2−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−NH−CO−、−CH=CH−CO−O−、又は−O−CO−CH=CH−を表す;
Y3は、1価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、窒素含有複素環、及び炭素数5〜8の脂環式炭化水素、および、それらの組み合わせからなる群から選ばれる基であり、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に−NO2、−CN、ハロゲン基、炭素数1〜5のアルキル基、又は炭素数1〜5のアルキルオキシ基で置換されても良い;
R3は、水素原子、−NO2、−CN、−CH=C(CN)2、−CH=CH−CN、ハロゲン基、1価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、窒素含有複素環、炭素数5〜8の脂環式炭化水素、炭素数1〜12のアルキル基、又は炭素数1〜12のアルコキシ基を表す;
q1とq2は、一方が1で他方が0である;
lは1〜12の整数を表し、mは0から2の整数を表し、但し、式(23)〜(24)において、全てのmの合計は2以上であり、式(25)〜(26)において、全てのmの合計は1以上であり、m1、m2およびm3は、それぞれ独立に1〜3の整数を表す;
R2は、水素原子、−NO2、−CN、ハロゲン基、1価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、窒素含有複素環、及び炭素数5〜8の脂環式炭化水素、および、アルキル基、又はアルキルオキシ基を表す;
Z1、Z2は単結合、−CO−、−CH2O−、−CH=N−、−CF2−を表す)
からなる群から選ばれるいずれか1種の液晶性側鎖を有する請求項1〜9のいずれか1項に記載の組成物。
The component (A) is represented by the following formulas (21) to (31)
(Wherein, A and B each independently represents a single bond, -O -, - CH 2 - , - COO -, - OCO -, - CONH -, - NH-CO -, - CH = CH-COO —, Or —O—CO—CH = CH—;
Y 3 is a group selected from the group consisting of a monovalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, a nitrogen-containing heterocyclic ring, an alicyclic hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms, and a combination thereof. There, -NO 2 each a hydrogen atom independently connecting them, -CN, a halogen group, an alkyl group of 1 to 5 carbon atoms or may be substituted with an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms;
R 3 represents a hydrogen atom, —NO 2 , —CN, —CH = C (CN) 2 , —CH = CH—CN, a halogen group, a monovalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, and a nitrogen-containing group. Represents a heterocyclic ring, an alicyclic hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms;
q1 and q2 are 1 on the one hand and 0 on the other hand;
l represents an integer of 1 to 12, m represents an integer of 0 to 2, provided that, in the formulas (23) to (24), the sum of all m is 2 or more, and the formulas (25) to (26) )), The sum of all m is 1 or more, and m1, m2 and m3 each independently represent an integer of 1 to 3;
R 2 represents a hydrogen atom, —NO 2 , —CN, a halogen group, a monovalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, a nitrogen-containing heterocyclic ring, and an alicyclic hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms; And represents an alkyl group or an alkyloxy group;
Z 1, Z 2 is a single bond, -CO -, - CH 2 O -, - CH = N -, - CF 2 - represents a)
The composition according to any one of claims 1 to 9, having any one type of liquid crystalline side chain selected from the group consisting of:
[II] [I]で得られた塗膜に偏光した紫外線を照射する工程;及び
[III] [II]で得られた塗膜を加熱する工程;
を有することによって配向制御能が付与された横電界駆動型液晶表示素子用液晶配向膜を得る、前記液晶配向膜を有する基板の製造方法。 [I] a step of applying the composition according to any one of claims 1 to 10 on a substrate having a conductive film for driving a lateral electric field to form a coating film;
[II] a step of irradiating the coating film obtained in [I] with polarized ultraviolet light; and [III] a step of heating the coating film obtained in [II];
A method for producing a substrate having a liquid crystal alignment film, wherein a liquid crystal alignment film for a horizontal electric field drive type liquid crystal display element having an alignment control ability is provided by having the above.
[I’] 第2の基板上に請求項1〜10のいずれか1項に記載の重合体組成物を、塗布して塗膜を形成する工程;
[II’] [I’]で得られた塗膜に偏光した紫外線を照射する工程;及び
[III’] [II’]で得られた塗膜を加熱する工程;
を有することによって配向制御能が付与された液晶配向膜を得る、前記液晶配向膜を有する第2の基板を得る工程;及び
[IV] 液晶を介して前記第1及び第2の基板の液晶配向膜が相対するように、前記第1及び第2の基板を対向配置して液晶表示素子を得る工程;
を有することにより、横電界駆動型液晶表示素子を得る、該液晶表示素子の製造方法。 Preparing a substrate (first substrate) according to claim 12;
[I ′] a step of applying the polymer composition according to any one of claims 1 to 10 on a second substrate to form a coating film;
[II '] a step of irradiating the coating film obtained in [I'] with polarized ultraviolet light; and [III '] a step of heating the coating film obtained in [II'];
Obtaining a liquid crystal alignment film provided with alignment control ability by having: a second substrate having the liquid crystal alignment film; and [IV] liquid crystal alignment of the first and second substrates via liquid crystal. A step of disposing the first and second substrates to face each other so that the films face each other to obtain a liquid crystal display element;
A method for manufacturing a liquid crystal display element, wherein a liquid crystal display element is obtained.
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