JP2012058280A - Cholesteric liquid crystal display, method for manufacturing the same, and liquid crystal aligning agent - Google Patents
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Abstract
【課題】優れた液晶配向能を有する液晶配向膜を備えることで液晶の配向均一性が高いコレステリック液晶ディスプレイ、及びこのコレステリック液晶ディスプレイの製造方法、並びにこのような液晶配向膜を形成するために用いられる液晶配向剤を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、対向する一対の基板、この各基板と垂直方向に分割された基板間の複数の領域にそれぞれ配置されるコレステリック液晶、及び上記各基板とコレステリック液晶との間にそれぞれ積層される液晶配向膜を備えるコレステリック液晶ディスプレイであって、少なくとも一方側の上記液晶配向膜が感放射線性液晶配向剤によって形成されていることを特徴とする。
【選択図】図1A cholesteric liquid crystal display having high liquid crystal alignment uniformity by including a liquid crystal alignment film having excellent liquid crystal alignment ability, a method for manufacturing the cholesteric liquid crystal display, and a method for forming such a liquid crystal alignment film An object of the present invention is to provide a liquid crystal aligning agent.
The present invention provides a pair of opposing substrates, a cholesteric liquid crystal disposed in each of a plurality of regions between the substrates divided in the vertical direction, and a space between each of the substrates and the cholesteric liquid crystal. A cholesteric liquid crystal display including a liquid crystal alignment film to be laminated, wherein the liquid crystal alignment film on at least one side is formed of a radiation-sensitive liquid crystal alignment agent.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、コレステリック液晶ディスプレイ、この製造方法及び液晶配向剤に関する。 The present invention relates to a cholesteric liquid crystal display, a manufacturing method thereof, and a liquid crystal aligning agent.
ベース液晶に対して所定のカイラル剤を添加したコレステリック液晶(カイラルネマティック液晶)を用いたコレステリック液晶ディスプレイは、液晶がカイラルピッチに対応した色の光を選択反射するので、カラーフィルタや偏光板を用いずに鮮明なカラー表示を行うことが可能である。また、コレステリック液晶ディスプレイは、一度電圧を印加して書き込みを行うと、電場を切った状態でも書き込み時の状態を保持しようとする性質(メモリー性)を有するため、製造コストのかさむアクティブ素子を使用せずとも品質の良好な表示を行うことが可能である。さらに、コレステリック液晶ディスプレイによれば、このメモリー性を利用することで表示信号に変化がないときに液晶を駆動するための電場を切っておくことができるので消費電力を抑えることが可能となる。このため、コレステリック液晶ディスプレイは、電子ペーパーなどのフレキシブルディスプレイへの適用が検討されている。 A cholesteric liquid crystal display using cholesteric liquid crystal (chiral nematic liquid crystal) with a predetermined chiral agent added to the base liquid crystal selectively reflects light of a color corresponding to the chiral pitch. And a clear color display can be performed. In addition, cholesteric liquid crystal displays have a property (memory) that keeps the writing state even when the electric field is turned off once the voltage is applied. Therefore, active elements that increase manufacturing costs are used. Even without this, it is possible to display with good quality. Further, according to the cholesteric liquid crystal display, by using this memory property, it is possible to cut off the electric field for driving the liquid crystal when there is no change in the display signal, so that the power consumption can be suppressed. For this reason, application of cholesteric liquid crystal displays to flexible displays such as electronic paper is being studied.
このコレステリック液晶ディスプレイにおいて、カラー表示に対応するものは、青、緑及び赤の3原色に対応する各液晶層が積層された3層構造を有するものが一般的である。しかし、このような3層の液晶層を備えるコレステリック液晶ディスプレイは構造が複雑なため製造が困難であり、また、3層分の厚みを有するため薄型化にも限界がある。そこで、3原色に対応するそれぞれの液晶が分断されて一平面上に配置された構造を有するコレステリック液晶ディスプレイが提案されている(特開2000−267142号公報、特開2007−72419号公報参照)。 In this cholesteric liquid crystal display, those corresponding to color display generally have a three-layer structure in which liquid crystal layers corresponding to the three primary colors of blue, green and red are laminated. However, a cholesteric liquid crystal display having such three liquid crystal layers is difficult to manufacture because of its complicated structure, and there is a limit to reducing the thickness because it has a thickness of three layers. Therefore, cholesteric liquid crystal displays having a structure in which the liquid crystals corresponding to the three primary colors are divided and arranged on one plane have been proposed (see Japanese Patent Laid-Open Nos. 2000-267142 and 2007-72419). .
しかしながら、このようなコレステリック液晶ディスプレイにおいては、各液晶を分断するための隔壁等が設けられているため、液晶に配向性を付与するための液晶配向膜が一平面上に形成されない場合がある。すなわちこの場合、液晶配向膜は、隔壁を覆うように凹凸形状に形成されたり、隔壁によって分断されて形成されたりすることとなる。このような形状に形成された液晶配向膜には、通常液晶配向性を所望する方向にかつ均一に発揮させるために行われるラビング処理が困難となる。従って、これらの液晶配向膜の液晶配向能は均一性が低くなる場合があり、この液晶配向膜と接する液晶の配向均一性は十分とはいえない。このため、上記コレステリック液晶ディスプレイの解像度等の表示性能には改善の余地がある。 However, in such a cholesteric liquid crystal display, since a partition for dividing each liquid crystal is provided, a liquid crystal alignment film for imparting alignment to the liquid crystal may not be formed on one plane. That is, in this case, the liquid crystal alignment film is formed in a concavo-convex shape so as to cover the partition walls, or is formed by being divided by the partition walls. In the liquid crystal alignment film formed in such a shape, it is difficult to perform a rubbing process that is usually performed in order to exhibit liquid crystal alignment properties in a desired direction and uniformly. Therefore, the liquid crystal alignment ability of these liquid crystal alignment films may be low in uniformity, and the alignment uniformity of the liquid crystal in contact with the liquid crystal alignment film is not sufficient. For this reason, there is room for improvement in display performance such as resolution of the cholesteric liquid crystal display.
本発明は以上のような事情に基づいてなされたものであり、優れた液晶配向能を有する液晶配向膜を備えることで液晶の配向均一性が高いコレステリック液晶ディスプレイ、及びこのコレステリック液晶ディスプレイの製造方法、並びにこのような液晶配向膜を形成するための液晶配向剤を提供することを目的とする。 The present invention has been made based on the above circumstances, and a cholesteric liquid crystal display having high liquid crystal alignment uniformity by including a liquid crystal alignment film having excellent liquid crystal alignment ability, and a method of manufacturing the cholesteric liquid crystal display An object of the present invention is to provide a liquid crystal aligning agent for forming such a liquid crystal aligning film.
上記課題を解決するためになされた発明は、
対向する一対の基板、
この各基板と垂直方向に分割された基板間の複数の領域にそれぞれ配置されるコレステリック液晶、及び
上記各基板とコレステリック液晶との間にそれぞれ積層される液晶配向膜
を備えるコレステリック液晶ディスプレイであって、
少なくとも一方側の上記液晶配向膜が感放射線性液晶配向剤によって形成されていることを特徴とする。
The invention made to solve the above problems is
A pair of opposing substrates,
A cholesteric liquid crystal display comprising: a cholesteric liquid crystal disposed in a plurality of regions between each substrate and a substrate divided in a vertical direction; and a liquid crystal alignment film laminated between each of the substrates and the cholesteric liquid crystal. ,
The liquid crystal alignment film on at least one side is formed of a radiation-sensitive liquid crystal aligning agent.
当該コレステリック液晶ディスプレイは、少なくとも一方側の液晶配向膜が感放射線性液晶配向剤によって形成されている。このため、液晶配向膜が一平面上に形成されていなくとも、放射線照射により所望する方向への均一な液晶配向能を備えることができる。従って、当該コレステリック液晶ディスプレイによれば、液晶の配向均一性に優れ、高解像度等、優れた表示性能を発揮することができる。 In the cholesteric liquid crystal display, at least one liquid crystal alignment film is formed of a radiation-sensitive liquid crystal aligning agent. For this reason, even if the liquid crystal alignment film is not formed on a single plane, it is possible to provide a uniform liquid crystal alignment ability in a desired direction by radiation irradiation. Therefore, according to the cholesteric liquid crystal display, the alignment uniformity of the liquid crystal is excellent, and excellent display performance such as high resolution can be exhibited.
上記複数の領域が格子状に形成された隔壁によって分割されているとよい。当該コレステリック液晶ディスプレイによれば、上記複数の領域が隔壁によって分断されていることで、各領域に配置されるコレステリック液晶が移動することを防止し、表示性能をより高めることができる。 The plurality of regions may be divided by partition walls formed in a lattice shape. According to the cholesteric liquid crystal display, since the plurality of regions are divided by the partition walls, the cholesteric liquid crystal disposed in each region can be prevented from moving and display performance can be further improved.
上記感放射線性液晶配向剤が、[A]光配向性基を有するポリオルガノシロキサン(以下、「[A]光配向性ポリオルガノシロキサン」ともいう。)を含有するとよい。上記[A]光配向性ポリオルガノシロキサンを含有する液晶配向剤から形成された塗膜に、放射線を照射することで得られる液晶配向膜においては、配向膜を形成する分子の配向性を高くすることができる。その結果、当該コレステリック液晶ディスプレイにおける液晶の配向均一性が向上する。 The radiation-sensitive liquid crystal aligning agent may contain [A] a polyorganosiloxane having a photo-alignment group (hereinafter also referred to as “[A] photo-alignment polyorganosiloxane”). [A] In the liquid crystal alignment film obtained by irradiating the coating film formed from the liquid crystal aligning agent containing the photo-alignable polyorganosiloxane, the alignment property of the molecules forming the alignment film is increased. be able to. As a result, the alignment uniformity of the liquid crystal in the cholesteric liquid crystal display is improved.
上記光配向性基が、桂皮酸構造を有する基であることが好ましい。光配向性基として桂皮酸又はその誘導体を基本骨格とする桂皮酸構造を有する基を用いることで、導入が容易となり、かつそのような液晶配向剤から形成される液晶配向膜は、さらに高い光配向性能を有する。その結果、当該コレステリック液晶ディスプレイにおける液晶の配向均一性をさらに高くすることができる。 The photo-alignment group is preferably a group having a cinnamic acid structure. By using a group having a cinnamic acid structure having cinnamic acid or a derivative thereof as a basic skeleton as a photo-aligning group, introduction is easy, and a liquid crystal alignment film formed from such a liquid crystal aligning agent has higher light. Has orientation performance. As a result, the alignment uniformity of the liquid crystal in the cholesteric liquid crystal display can be further increased.
上記桂皮酸構造を有する基が下記式(1)で表される化合物に由来する基及び式(2)で表される化合物に由来する基からなる群より選択される少なくとも1種であるとよい。
式(2)中、R4はフェニレン基又はシクロヘキシレン基である。このフェニレン基又はシクロヘキシレン基の水素原子の一部又は全部は、炭素数1〜10の鎖状若しくは環状のアルキル基、炭素数1〜10の鎖状若しくは環状のアルコキシ基、フッ素原子又はシアノ基で置換されていてもよい。R5は単結合、炭素数1〜3のアルカンジイル基、酸素原子、硫黄原子又は−NH−である。cは1〜3の整数である。但し、cが2以上の場合、R4及びR5はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。R6はフッ素原子又はシアノ基である。dは0〜4の整数である。R7は酸素原子、−COO−*又は−OCO−*である。但し、*を付した結合手がR8と結合する。R8は2価の芳香族基、2価の脂環式基、2価の複素環式基又は2価の縮合環式基である。R9は単結合、−OCO−(CH2)f−*又は−O(CH2)g−*である。但し、*を付した結合手がカルボキシル基と結合する。f及びgはそれぞれ1〜10の整数である。eは0〜3の整数である。但し、eが2以上の場合、R7及びR8はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。)
The group having a cinnamic acid structure may be at least one selected from the group consisting of a group derived from a compound represented by the following formula (1) and a group derived from a compound represented by the formula (2). .
In formula (2), R 4 is a phenylene group or a cyclohexylene group. Part or all of the hydrogen atoms of the phenylene group or cyclohexylene group are a chain or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a chain or cyclic alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a fluorine atom, or a cyano group. May be substituted. R 5 is a single bond, an alkanediyl group having 1 to 3 carbon atoms, an oxygen atom, a sulfur atom or —NH—. c is an integer of 1 to 3. However, when c is 2 or more, R 4 and R 5 may be the same or different. R 6 is a fluorine atom or a cyano group. d is an integer of 0-4. R 7 is an oxygen atom, —COO— * or —OCO— *. However, bond binds to R 8 marked with *. R 8 is a divalent aromatic group, a divalent alicyclic group, a divalent heterocyclic group, or a divalent condensed cyclic group. R 9 is a single bond, —OCO— (CH 2 ) f — * or —O (CH 2 ) g — *. However, a bond marked with * is bonded to a carboxyl group. f and g are each an integer of 1 to 10. e is an integer of 0-3. However, when e is 2 or more, R 7 and R 8 may be the same or different. )
上記桂皮酸構造を有する基として上記特定桂皮酸誘導体に由来する基を用いることにより、得られる液晶配向膜の光配向性能をさらに向上でき、その結果、当該コレステリック液晶ディスプレイにおける液晶の配向均一性をさらに向上させることができる。 By using the group derived from the specific cinnamic acid derivative as the group having the cinnamic acid structure, the optical alignment performance of the obtained liquid crystal alignment film can be further improved. As a result, the alignment uniformity of the liquid crystal in the cholesteric liquid crystal display can be improved. Further improvement can be achieved.
[A]ポリオルガノシロキサンが、エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンと、上記式(1)で表される化合物及び上記式(2)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種との反応生成物であることが好ましい。感放射線性液晶配向剤に含有する[A]ポリオルガノシロキサンにおいて、エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンと特定桂皮酸誘導体との間の反応性を利用することにより、主鎖としてのポリオルガノシロキサンに光配向性基を有する特定桂皮酸誘導体に由来する側鎖基を容易に導入できる。 [A] The polyorganosiloxane is an epoxy group-containing polyorganosiloxane and at least one selected from the group consisting of the compound represented by the above formula (1) and the compound represented by the above formula (2). A reaction product is preferred. In the [A] polyorganosiloxane contained in the radiation-sensitive liquid crystal aligning agent, by utilizing the reactivity between the polyorganosiloxane having an epoxy group and the specific cinnamic acid derivative, the polyorganosiloxane as the main chain is irradiated with light. A side chain group derived from a specific cinnamic acid derivative having an orientation group can be easily introduced.
上記液晶配向剤が、[B]ポリアミック酸、ポリイミド、エチレン性不飽和化合物重合体及び光配向性基を有さないポリオルガノシロキサンからなる群より選択される少なくとも1種の重合体(以下、「[B]他の重合体」ともいう。)をさらに含有することが好ましい。上記液晶配向剤から形成される液晶配向膜においては、その表層付近にポリオルガノシロキサンが偏在することが明らかとなっている。このため、[B]他の重合体を含有させることにより上記液晶配向剤中におけるポリオルガノシロキサンの含有量を減らしても、ポリオルガノシロキサンは液晶配向層表面に偏在し、液晶配向膜の光配向性能を高めることができ、その結果、液晶の配向均一性を高く維持することができる。従って製造コストの高いポリオルガノシロキサンの上記液晶配向剤中における含有量を減らすことが可能となり、結果として当該コレステリック液晶ディスプレイの製造コストを低減できる。 The liquid crystal aligning agent is at least one polymer selected from the group consisting of [B] polyamic acid, polyimide, ethylenically unsaturated compound polymer, and polyorganosiloxane having no photo-alignable group (hereinafter referred to as “ [B] Other polymer ”is also preferably contained. In the liquid crystal alignment film formed from the above liquid crystal aligning agent, it is clear that polyorganosiloxane is unevenly distributed in the vicinity of the surface layer. For this reason, even if the content of polyorganosiloxane in the liquid crystal aligning agent is reduced by adding [B] another polymer, the polyorganosiloxane is unevenly distributed on the surface of the liquid crystal alignment layer, and the photo-alignment of the liquid crystal alignment film The performance can be enhanced, and as a result, the alignment uniformity of the liquid crystal can be maintained high. Accordingly, it is possible to reduce the content of polyorganosiloxane having a high production cost in the liquid crystal aligning agent, and as a result, the production cost of the cholesteric liquid crystal display can be reduced.
上記液晶配向剤が、[C]カルボン酸のアセタールエステル構造、カルボン酸のケタールエステル構造、カルボン酸の1−アルキルシクロアルキルエステル構造及びカルボン酸のt−ブチルエステル構造からなる群より選択される少なくとも1種の構造を2個以上有する化合物(以下、「[C]エステル構造含有化合物」ともいう。)をさらに含有することが好ましい。上記液晶配向剤が[C]エステル構造含有化合物を含有することにより、液晶配向剤からなる塗膜を焼成した際に酸が発生し、発生した酸によって、[A]ポリオルガノシロキサンの架橋を促進させ、その結果、得られる液晶配向膜、ひいては当該コレステリック液晶ディスプレイの耐熱性を向上させることができる。 The liquid crystal aligning agent is at least selected from the group consisting of an acetal ester structure of [C] carboxylic acid, a ketal ester structure of carboxylic acid, a 1-alkylcycloalkyl ester structure of carboxylic acid, and a t-butyl ester structure of carboxylic acid. It is preferable to further contain a compound having two or more of one type of structure (hereinafter also referred to as “[C] ester structure-containing compound”). When the liquid crystal aligning agent contains the [C] ester structure-containing compound, an acid is generated when a coating film made of the liquid crystal aligning agent is baked, and the generated acid promotes cross-linking of [A] polyorganosiloxane. As a result, it is possible to improve the heat resistance of the obtained liquid crystal alignment film and thus the cholesteric liquid crystal display.
本発明のコレステリック液晶ディスプレイの製造方法は、
対向する一対の基板、この各基板と垂直方向に分割された基板間の複数の領域にそれぞれ配置されるコレステリック液晶、及び上記各基板とコレステリック液晶との間にそれぞれ積層される液晶配向膜を備えるコレステリック液晶ディスプレイの製造方法であって、
(1)少なくとも一方の上記基板の分割された複数の領域上に感放射線性液晶配向剤を塗布し、塗膜を形成する工程、
(2)上記塗膜への放射線の照射により液晶配向膜を形成する工程、及び
(3)上記液晶配向膜が形成された各分割領域にコレステリック液晶を充填する工程
を有する。
The method for producing a cholesteric liquid crystal display of the present invention includes:
A pair of opposing substrates, a cholesteric liquid crystal disposed in a plurality of regions between the substrates divided in the vertical direction, and a liquid crystal alignment film stacked between the substrates and the cholesteric liquid crystal, respectively. A method of manufacturing a cholesteric liquid crystal display,
(1) A step of applying a radiation-sensitive liquid crystal aligning agent on a plurality of divided regions of at least one of the substrates to form a coating film,
(2) A step of forming a liquid crystal alignment film by irradiating the coating film with radiation, and (3) a step of filling a cholesteric liquid crystal in each divided region where the liquid crystal alignment film is formed.
本発明の製造方法によれば、液晶の配向均一性に優れるコレステリック液晶ディスプレイを効率よく製造でき、また、生産性の向上及び製造コストの低減化を促進することができる。 According to the production method of the present invention, a cholesteric liquid crystal display excellent in liquid crystal alignment uniformity can be efficiently produced, and improvement in productivity and reduction in production cost can be promoted.
当該製造方法における感放射線性液晶配向剤の塗布をインクジェット法により行うとよい。インクジェット法で塗布することで、分割された複数の領域上に配向剤を効率的に塗布することができる。 The radiation-sensitive liquid crystal aligning agent in the production method may be applied by an ink jet method. By applying by the inkjet method, the alignment agent can be efficiently applied on the plurality of divided regions.
本発明の液晶配向剤は、
対向する一対の基板、この各基板と垂直方向に分割された基板間の複数の領域にそれぞれ配置されるコレステリック液晶、及び上記各基板とコレステリック液晶との間にそれぞれ積層される液晶配向膜を備えるコレステリック液晶ディスプレイにおける上記液晶配向膜用の液晶配向剤であって、感放射線性を有することを特徴とする。
The liquid crystal aligning agent of the present invention is
A pair of opposing substrates, a cholesteric liquid crystal disposed in a plurality of regions between the substrates divided in the vertical direction, and a liquid crystal alignment film stacked between the substrates and the cholesteric liquid crystal, respectively. A liquid crystal aligning agent for the liquid crystal alignment film in a cholesteric liquid crystal display, characterized by having radiation sensitivity.
本発明の液晶配向剤によれば、コレステリック液晶ディスプレイに備えられる液晶配向膜に均一かつ所望する方向に液晶配向能を付与させることができ、その結果、液晶の配向均一性を高めることができる。 According to the liquid crystal aligning agent of the present invention, the liquid crystal alignment film provided in the cholesteric liquid crystal display can be imparted with a liquid crystal alignment ability in a uniform and desired direction, and as a result, the liquid crystal alignment uniformity can be enhanced.
本発明のコレステリック液晶ディスプレイによれば、優れた液晶配向能を有する液晶配向膜を備えることで液晶の配向均一性が高く、その結果、解像度等の表示性能を向上させることができる。従って、当該コレステリック液晶ディスプレイは、電子ペーパー等のフレキシブルディスプレイをはじめとした各種液晶表示装置に好適に用いることができる。 According to the cholesteric liquid crystal display of the present invention, by providing a liquid crystal alignment film having excellent liquid crystal alignment ability, the alignment uniformity of the liquid crystal is high, and as a result, display performance such as resolution can be improved. Therefore, the cholesteric liquid crystal display can be suitably used for various liquid crystal display devices including a flexible display such as electronic paper.
本発明のコレステリック液晶ディスプレイ及びこれに用いられる液晶配向剤、並びにコレステリック液晶ディスプレイの製造方法について、適宜図面を参照にしつつ説明する。
<コレステリック液晶ディスプレイ>
図1のコレステリック液晶ディスプレイ1は、対向する一対の基板2(2a及び2b)、この各基板2a及び2bと垂直方向に分割された基板2間の複数の領域にそれぞれ配置されるコレステリック液晶3、並びに上記各基板2a及び2bとコレステリック液晶3との間にそれぞれ積層される液晶配向膜4a及び4bを備える。上記複数の領域(各コレステリック液晶3)は隔壁5によって分割されている。また、コレステリック液晶ディスプレイ1は各基板2a及び2bの対向面にそれぞれ積層される透明電極6a及び6bを備える。
A cholesteric liquid crystal display of the present invention, a liquid crystal aligning agent used therefor, and a method for producing a cholesteric liquid crystal display will be described with reference to the drawings as appropriate.
<Cholesteric liquid crystal display>
A cholesteric liquid crystal display 1 of FIG. 1 includes a pair of opposing substrates 2 (2a and 2b), cholesteric
なお、図1において上側から光が入射し、反射して、上側に光が出射する。すなわち、図1において上側が視認する側となる。 In FIG. 1, light is incident from the upper side, reflected, and emitted from the upper side. That is, the upper side in FIG.
一対の基板2a及び2bは透明である。この各基板2a及び2bとしては、例えばフロートガラス、ソーダガラス等のガラス基材、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリアミド、ポリイミド、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、環状オレフィンの開環重合体及びその水素添加物、環状オレフィンの付加重合体、芳香族ポリエーテル等のプラスチック基材を含む透明基板等が挙げられる。基板2a及び2bをプラスチック基材とすることで、当該コレステリック液晶ディスプレイ1を、電子ペーパーをはじめとしたフレキシブルディスプレイに用いることができる。
The pair of
透明電極6aは基板2aの対向面側表面に、透明電極6bは基板2bの対向面側表面にそれぞれ積層されている。透明電極6a及び6bはストライプ状の薄膜であり、透明電極6aと6bとが図1における上側から見た際に90度に直交するように設けられている。なお、このそれぞれが交わっている部分毎が各画素の略中心部分となり、この各画素が上記分割された複数の領域に対応することとなる。
The
上記透明導電極(薄膜)としては、例えば、酸化スズ(SnO2)からなるNESA膜(米国PPG社、登録商標)、酸化インジウム−酸化スズ(In2O3−SnO2)からなるITO膜等が挙げられる。 Examples of the transparent conductive electrode (thin film) include a NESA film (US PPG, registered trademark) made of tin oxide (SnO 2 ), an ITO film made of indium oxide-tin oxide (In 2 O 3 —SnO 2 ), and the like. Is mentioned.
隔壁5は、基板2bの対向面側表面に直接又は一部透明電極6bを介して立設されている。また、隔壁5は、図1における上側から見た際に、各画素に対応する複数の領域を分断するように、格子状に形成されている。当該コレステリック液晶ディスプレイ1によれば、上記複数の領域がこの隔壁5によって両基板の垂直方向に、言い換えると両基板の対向方向に沿って分断されていることで、各領域に配置されるコレステリック液晶3が移動することを防止し、表示性能をより高めることができる。この隔壁5の材料としては特に限定されず、例えば公知のフォトレジスト材料、アクリル系やポリイミド系の保護膜材料等を用いることができる。
The
液晶配向膜4aは、基板2aの対向面側全面に、一部透明電極6aを介して積層されている。また、液晶配向膜4bは、基板2bの対向面側における隔壁5が立設していない部分に、一部透明電極6bを介して積層されている。
The liquid
この液晶配向膜4a及び4bは、後に詳述する感放射線性液晶配向剤によって形成されている。従って、特に液晶配向膜4bのように隔壁5によって分断されて積層されておりラビング処理が困難な場合(一平面上に形成されていない場合)でも、放射線照射により所望する方向への均一な液晶配向能を備えることができる。
The liquid
コレステリック液晶3は、隔壁5によって分割された複数の領域に配置され、上面は液晶配向膜4aと、下面は液晶配向膜4bとそれぞれ接している。それぞれの領域に配置された各コレステリック液晶3は、感放射線性液晶配向剤から形成された液晶配向膜4a及び4bに挟持されていることによって配向均一性に優れている。
The cholesteric
このコレステリック液晶3は、分割された複数の領域において、赤、緑又は青の光をそれぞれ選択反射するようにカイラルピッチが調整された3種類のコレステリック液晶が繰り返して順に配置されている。当該コレステリック液晶ディスプレイ1によれば、このように三原色に対応する3種類のコレステリック液晶をモザイク状に配置することで、実質的に一層の液晶層においてカラー表示を行うことができる。なお、モノクロの液晶ディスプレイとする場合は、1種類のコレステリック液晶を用いればよく、他にも2種又は4種以上のコレステリック液晶を用いてもよい。
In the cholesteric
コレステリック液晶3は、公知のものを用いることができ、例えばベース液晶にカイラル剤を数十質量%の割合で配合させることで得ることができる。なお、このカイラル剤の種類や配合量等によって選択反射させる光の波長を調整することができる。このベース液晶としてはシアノ系、フッ素系、エステル系などのネマティック液晶が用いることができる。また、カイラル剤は、溶解度、捻り力、ピッチの温度依存性などを考慮して適宜選択する。なお、コレステロールエステルの誘導体などもそのままコレステリック液晶として用いることもできる。さらに、コレステリック液晶にポリマーを含有させて使用することもでき、この場合には、アクリレートやメタクリレートなどの光重合性の高分子前駆体やエポキシなどの熱硬化性の高分子前駆体をコレステリック液晶に予め配合し、必要に応じて反応開始剤を添加して用いることができる。
A known cholesteric
当該コレステリック液晶ディスプレイ1においては、透明電極6a及び6bの間の印加によりコレステリック液晶3の配向状態を制御することで、入射光の透過又は反射を制御することができる。従って、当該コレステリック液晶ディスプレイ1は、3種類のコレステリック液晶をモザイク状に配置させていることで、偏光板及びカラーフィルタを用いずにカラー表示をすることができる。この際、当該コレステリック液晶ディスプレイ1に備わる液晶配向膜は、上述のように一平面上に形成されていないにもかかわらず、放射線照射により所望する方向への均一な液晶配向能を有している。従って、当該コレステリック液晶ディスプレイ1によれば、液晶の配向均一性に優れ、高解像度等、優れた表示性能を発揮することができる。
In the cholesteric liquid crystal display 1, the transmission or reflection of incident light can be controlled by controlling the alignment state of the cholesteric
当該コレステリック液晶ディスプレイは、テレビ受像器やパーソナル・コンピュータのモニタ装置、携帯電話、ゲーム機等の各種液晶表示装置に用いることができ、特に電子ペーパーをはじめとしたフレキシブルディスプレイに好適に用いることができる。 The cholesteric liquid crystal display can be used for various liquid crystal display devices such as a television receiver, a monitor device of a personal computer, a mobile phone, and a game machine, and can be suitably used particularly for a flexible display including electronic paper. .
<感放射線性液晶配向剤>
液晶配向膜4a及び4bは、上述のとおり感放射線性液晶配向剤(以下、単に「液晶配向剤」ともいう。)から形成される。感放射線性液晶配向剤から形成されることによって、一平面上に形成されず、ラビング処理によっては配向性を高めることが困難であると考えられる場合でも、配向膜形成分子の配向性を高めることができ、その結果、得られる液晶配向膜の配向均一性を向上させることができる。
<Radiation sensitive liquid crystal aligning agent>
The liquid
上記液晶配向剤としては、[A]光配向性基を有するポリオルガノシロキサンを含有する液晶配向剤が好ましい。上記液晶配向剤が[A]光配向性ポリオルガノシロキサンを含有することで、高感度の光配向性により配向に必要な光照射量の低減ができる。また、上記液晶配向剤は、放射線照射中及び照射後の加熱工程が不要なため効率よく、液晶配向膜を製造できる。さらに、上記液晶配向剤から得られる液晶配向膜は、液晶配向性能及び熱安定性に優れる。また、上記液晶配向剤は、[B]他の重合体、[C]エステル構造含有化合物を含有することが好ましく、さらに本発明の効果を損なわない限り、その他の任意成分を含有してもよい。以下、[A]光配向性ポリオルガノシロキサン、[B]他の重合体、[C]エステル構造含有化合物及び任意成分について詳述する。 As said liquid crystal aligning agent, the liquid crystal aligning agent containing the polyorganosiloxane which has [A] photo-alignment group is preferable. When the liquid crystal aligning agent contains [A] photo-alignable polyorganosiloxane, the amount of light irradiation necessary for alignment can be reduced due to the high-sensitivity photo-alignment. Moreover, since the said liquid crystal aligning agent does not require the heating process during irradiation and after irradiation, a liquid crystal aligning film can be manufactured efficiently. Furthermore, the liquid crystal aligning film obtained from the said liquid crystal aligning agent is excellent in liquid crystal aligning performance and thermal stability. The liquid crystal aligning agent preferably contains [B] another polymer and a [C] ester structure-containing compound, and may further contain other optional components as long as the effects of the present invention are not impaired. . Hereinafter, [A] photo-alignable polyorganosiloxane, [B] other polymer, [C] ester structure-containing compound, and optional components will be described in detail.
<[A]光配向性ポリオルガノシロキサン>
[A]光配向性ポリオルガノシロキサンは、主鎖としてのポリオルガノシロキサン、その加水分解物及びその加水分解物の縮合物からなる群より選択される少なくとも1種に由来する部分に、光配向性基が導入されている。光配向性基により、光配向の感度が良好となり、低光照射量を実現でき、また液晶配向膜の液晶配向性に優れる。また、主鎖としてポリオルガノシロキサンを採用しているので、上記液晶配向剤から形成される液晶配向膜は、優れた化学的安定性・熱的安定性を有する。
<[A] Photoalignable polyorganosiloxane>
[A] The photo-alignment polyorganosiloxane has photo-alignment in a portion derived from at least one selected from the group consisting of polyorganosiloxane as a main chain, a hydrolyzate thereof and a condensate of the hydrolyzate. A group has been introduced. By the photo-alignment group, the sensitivity of photo-alignment is improved, a low light irradiation amount can be realized, and the liquid crystal alignment property of the liquid crystal alignment film is excellent. Further, since polyorganosiloxane is employed as the main chain, the liquid crystal alignment film formed from the liquid crystal aligning agent has excellent chemical stability and thermal stability.
光配向性基としては、光配向性を示す種々の化合物由来の基を採用でき、例えばアゾベンゼン又はその誘導体を基本骨格として含有するアゾベンゼン含有基、桂皮酸又はその誘導体を基本骨格として含有する桂皮酸構造を有する基、カルコン又はその誘導体を基本骨格として含有するカルコン含有基、ベンゾフェノン又はその誘導体を基本骨格として含有するベンゾフェノン含有基、クマリン又はその誘導体を基本骨格として有するクマリン含有基、ポリイミド又はその誘導体を基本骨格として含有するポリイミド含有構造等が挙げられる。これらの光配向性基のうち、高い配向能と導入の容易性を考慮すると、桂皮酸又はその誘導体を基本骨格として含有する桂皮酸構造を有する基が好ましい。 As the photo-alignment group, groups derived from various compounds exhibiting photo-alignment can be adopted. For example, azobenzene-containing group containing azobenzene or a derivative thereof as a basic skeleton, cinnamic acid containing a cinnamic acid or a derivative thereof as a basic skeleton Group having structure, chalcone-containing group containing chalcone or derivative thereof as basic skeleton, benzophenone-containing group containing benzophenone or derivative as basic skeleton, coumarin-containing group having coumarin or derivative thereof as basic skeleton, polyimide or derivative thereof And a polyimide-containing structure containing as a basic skeleton. Of these photo-orientable groups, in view of high orientation ability and ease of introduction, a group having a cinnamic acid structure containing cinnamic acid or a derivative thereof as a basic skeleton is preferable.
桂皮酸構造を有する基の構造は、桂皮酸又はその誘導体を基本骨格として含有していれば特に限定されないが、上記特定桂皮酸誘導体に由来する基が好ましい。なお、R1はフェニレン基、ビフェニレン基、ターフェニレン基又はシクロヘキシレン基である。このフェニレン基、ビフェニレン基、ターフェニレン基又はシクロヘキシレン基の水素原子の一部又は全部は、炭素数1〜10のアルキル基、フッ素原子を有していてもよい炭素数1〜10のアルコキシ基、フッ素原子又はシアノ基で置換されていてもよい。R2は単結合、炭素数1〜3のアルカンジイル基、酸素原子、硫黄原子、−CH=CH−、−NH−又は−COO−である。aは0〜3の整数である。但し、aが2以上の場合、それぞれのR1及びR2は同一であっても異なっていてもよい。R3はフッ素原子又はシアノ基である。bは0〜4の整数である。 The structure of the group having a cinnamic acid structure is not particularly limited as long as it contains cinnamic acid or a derivative thereof as a basic skeleton, but a group derived from the specific cinnamic acid derivative is preferable. R 1 is a phenylene group, a biphenylene group, a terphenylene group, or a cyclohexylene group. Some or all of the hydrogen atoms of this phenylene group, biphenylene group, terphenylene group or cyclohexylene group are alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms and alkoxy groups having 1 to 10 carbon atoms which may have fluorine atoms. , May be substituted with a fluorine atom or a cyano group. R 2 is a single bond, an alkanediyl group having 1 to 3 carbon atoms, an oxygen atom, a sulfur atom, —CH═CH—, —NH— or —COO—. a is an integer of 0-3. However, when a is 2 or more, each R 1 and R 2 may be the same or different. R 3 is a fluorine atom or a cyano group. b is an integer of 0-4.
上記式(1)で表される化合物としては例えば下記式で表される化合物が挙げられる。 Examples of the compound represented by the above formula (1) include compounds represented by the following formula.
これらのうちR1としては、無置換のフェニレン基、又はフッ素原子若しくは炭素数1〜3のアルキル基で置換されたフェニレン基が好ましい。R2は単結合、酸素原子又は−CH2=CH2−が好ましい。bは0〜1が好ましい。aが1〜3のときはbが0であることが特に好ましい。 Among these, R 1 is preferably an unsubstituted phenylene group or a phenylene group substituted with a fluorine atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. R 2 is preferably a single bond, an oxygen atom, or —CH 2 ═CH 2 —. b is preferably from 0 to 1. It is particularly preferable that b is 0 when a is 1 to 3.
上記式(2)中、R4はフェニレン基又はシクロヘキシレン基である。このフェニレン基又はシクロヘキシレン基の水素原子の一部又は全部は、炭素数1〜10の鎖状若しくは環状のアルキル基、炭素数1〜10の鎖状若しくは環状のアルコキシ基、フッ素原子又はシアノ基で置換されていてもよい。R5は単結合、炭素数1〜3のアルカンジイル基、酸素原子、硫黄原子又は−NH−である。cは1〜3の整数である。但し、cが2以上の場合、R4及びR5はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。R6はフッ素原子又はシアノ基である。dは0〜4の整数である。R7は酸素原子、−COO−*又は−OCO−*である。但し、*を付した結合手がR8と結合する。R8は2価の芳香族基、2価の脂環式基、2価の複素環式基又は2価の縮合環式基である。R9は単結合、−OCO−(CH2)f−*又は−O(CH2)g−*である。但し、*を付した結合手がカルボキシル基と結合する。f及びgはそれぞれ1〜10の整数である。eは0〜3の整数である。但し、eが2以上の場合、R7及びR8はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。 In the formula (2), R 4 is a phenylene group or a cyclohexylene group. Part or all of the hydrogen atoms of the phenylene group or cyclohexylene group are a chain or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a chain or cyclic alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a fluorine atom, or a cyano group. May be substituted. R 5 is a single bond, an alkanediyl group having 1 to 3 carbon atoms, an oxygen atom, a sulfur atom or —NH—. c is an integer of 1 to 3. However, when c is 2 or more, R 4 and R 5 may be the same or different. R 6 is a fluorine atom or a cyano group. d is an integer of 0-4. R 7 is an oxygen atom, —COO— * or —OCO— *. However, bond binds to R 8 marked with *. R 8 is a divalent aromatic group, a divalent alicyclic group, a divalent heterocyclic group, or a divalent condensed cyclic group. R 9 is a single bond, —OCO— (CH 2 ) f — * or —O (CH 2 ) g — *. However, a bond marked with * is bonded to a carboxyl group. f and g are each an integer of 1 to 10. e is an integer of 0-3. However, when e is 2 or more, R 7 and R 8 may be the same or different.
上記式(2)で表される化合物としては、例えば下記式(2−1)〜(2−2)で表される化合物が挙げられる。 Examples of the compound represented by the formula (2) include compounds represented by the following formulas (2-1) to (2-2).
特定桂皮酸誘導体の合成手順は特に限定されず、従来公知の方法を組み合わせて行うことができる。代表的な合成手順としては、例えば、(i)塩基性条件下、ハロゲン原子で置換されたベンゼン環骨格を有する化合物と、アクリル酸とを遷移金属触媒存在下で反応させて特定桂皮酸誘導体を得る方法、(ii)塩基性条件下、ベンゼン環の水素原子がハロゲン原子で置換された桂皮酸と、ハロゲン原子で置換されたベンゼン環骨格を有する化合物とを遷移金属触媒存在下で反応させて特定桂皮酸誘導体とする方法等が挙げられる。 The procedure for synthesizing the specific cinnamic acid derivative is not particularly limited, and can be performed by combining conventionally known methods. As a typical synthesis procedure, for example, (i) a compound having a benzene ring skeleton substituted with a halogen atom under basic conditions is reacted with acrylic acid in the presence of a transition metal catalyst to produce a specific cinnamic acid derivative. And (ii) reacting a cinnamic acid in which a hydrogen atom of a benzene ring is substituted with a halogen atom under a basic condition and a compound having a benzene ring skeleton substituted with a halogen atom in the presence of a transition metal catalyst. The method etc. which make a specific cinnamic acid derivative are mentioned.
[A]光配向性ポリオルガノシロキサンに主鎖として含まれるポリオルガノシロキサン、その加水分解物及びその加水分解物の縮合物からなる群より選択される少なくとも1種に由来する部分としては、それ自体に上記光配向性基を導入し得る構造に由来した部分を有する限り特に限定されない。[A]光配向性ポリオルガノシロキサンは、このようなポリオルガノシロキサン、その加水分解物、その加水分解物の縮合物からなる群より選択される少なくとも1種に由来する部分と、上記光配向性を示す化合物に由来する基とを有する。 [A] As a part derived from at least one selected from the group consisting of polyorganosiloxane contained in the photoalignable polyorganosiloxane as a main chain, a hydrolyzate thereof and a condensate of the hydrolyzate, As long as it has a portion derived from the structure into which the photo-alignable group can be introduced, it is not particularly limited. [A] The photoalignable polyorganosiloxane is a portion derived from at least one selected from the group consisting of such polyorganosiloxane, a hydrolyzate thereof, and a condensate of the hydrolyzate, and the photoalignment property. And a group derived from a compound exhibiting
上記光配向性基を導入し得る構造としては、例えば水酸基、エポキシ基、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基、エステル基、アミド基等が挙げられる。この中でも、導入及び調製の容易性を考慮すると、エポキシ基が好ましい。 Examples of the structure into which the photoalignable group can be introduced include a hydroxyl group, an epoxy group, an amino group, a carboxyl group, a mercapto group, an ester group, and an amide group. Among these, an epoxy group is preferable in consideration of ease of introduction and preparation.
[A]光配向性ポリオルガノシロキサンは、エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンと、上記式(1)及び/又は(2)で表される化合物との反応生成物であることが好ましい。上記液晶配向剤において、エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンと特定桂皮酸誘導体との間の反応性を利用することにより、主鎖としてのポリオルガノシロキサンに光配向性を有する特定桂皮酸誘導体に由来する基を容易に導入することができる。 [A] The photoalignable polyorganosiloxane is preferably a reaction product of a polyorganosiloxane having an epoxy group and a compound represented by the above formula (1) and / or (2). In the liquid crystal aligning agent, by utilizing the reactivity between the polyorganosiloxane having an epoxy group and the specific cinnamic acid derivative, the polyorganosiloxane as the main chain is derived from the specific cinnamic acid derivative having photo-alignment property. Groups can be easily introduced.
上記エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンは、ポリオルガノシロキサンに側鎖としてエポキシ基が導入されていれば特に限定されない。上記エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンは、エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンの加水分解物であってもよく、その加水分解物の縮合物であってもよい。上記エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンとしては、下記式(3)で表される構造単位を有するポリオルガノシロキサン、その加水分解物及びその加水分解物の縮合物からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。 The polyorganosiloxane having an epoxy group is not particularly limited as long as an epoxy group is introduced as a side chain into the polyorganosiloxane. The polyorganosiloxane having an epoxy group may be a hydrolyzate of a polyorganosiloxane having an epoxy group or a condensate of the hydrolyzate. The polyorganosiloxane having an epoxy group is at least one selected from the group consisting of a polyorganosiloxane having a structural unit represented by the following formula (3), a hydrolyzate thereof, and a condensate of the hydrolyzate. It is preferable that
なお、上記式(3)で表される構造単位を有するポリオルガノシロキサンの加水分解縮合物は、そのポリオルガノシロキサン同士の加水分解縮合物だけでなく、上記式(3)で表される構造単位の加水分解縮合によりポリオルガノシロキサンが生成される過程において、主鎖の枝分かれや架橋等が生じて得られるポリオルガノシロキサンが上記式(3)で表される構造単位を有する場合の加水分解縮合物をも含む概念である。 In addition, the hydrolysis condensate of the polyorganosiloxane having the structural unit represented by the above formula (3) is not only the hydrolysis condensate of the polyorganosiloxane but also the structural unit represented by the above formula (3). Hydrolysis condensate in the case where the polyorganosiloxane obtained by the branching or crosslinking of the main chain has the structural unit represented by the above formula (3) in the process of producing the polyorganosiloxane by the hydrolytic condensation of It is a concept that also includes
上記式(3)におけるX1は、エポキシ基を有する1価の有機基であれば特に限定されず、例えばグリシジル基、グリシジルオキシ基、エポキシシクロヘキシル基を含む基等が挙げられる。X1としては、下記式(X1−1)又は(X1−2)で表されることが好ましい。 X 1 in the above formula (3) is not particularly limited as long as it is a monovalent organic group having an epoxy group, and examples thereof include a group containing a glycidyl group, a glycidyloxy group, and an epoxycyclohexyl group. X 1 is preferably represented by the following formula (X 1 -1) or (X 1 -2).
式(X1−2)中、jは1〜6の整数である。
式(X1−1)及び(X1−2)中、*はそれぞれ結合手であることを示す。)
Wherein (X 1 -2), j is an integer from 1 to 6.
In formulas (X 1 -1) and (X 1 -2), * represents a bond. )
さらに上記式(X1−1)又は(X1−2)で表されるエポキシ基のうち、下記式(X1−1−1)又は(X1−2−1)で表される基が好ましい。 Furthermore, among the epoxy groups represented by the above formula (X 1 -1) or (X 1 -2), a group represented by the following formula (X 1 -1-1) or (X 1 2-1) is preferable.
上記式(3)中のY1において、
炭素数1〜10のアルコキシ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基等;
炭素数1〜20のアルキル基として、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基、n−ノナデシル基、n−エイコシル基等;
炭素数6〜20のアリール基としては、例えばフェニル基等が挙げられる。
In Y 1 in the above formula (3),
Examples of the alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms include a methoxy group and an ethoxy group;
Examples of the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, and n-nonyl. Group, n-decyl group, n-dodecyl group, n-tridecyl group, n-tetradecyl group, n-pentadecyl group, n-hexadecyl group, n-heptadecyl group, n-octadecyl group, n-nonadecyl group, n-eicosyl Group, etc .;
Examples of the aryl group having 6 to 20 carbon atoms include a phenyl group.
エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンのゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)としては、500〜100,000が好ましく、1,000〜10,000がより好ましく、1,000〜5,000が特に好ましい。 The weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC) of polyorganosiloxane having an epoxy group is preferably 500 to 100,000, more preferably 1,000 to 10,000, 1,000 to 5,000 are particularly preferred.
なお、本明細書におけるMwは、下記仕様のGPCにより測定したポリスチレン換算値である。
カラム:東ソー(株)製、TSKgelGRCXLII
溶媒:テトラヒドロフラン
温度:40℃
圧力:6.8MPa
In addition, Mw in this specification is a polystyrene conversion value measured by GPC having the following specifications.
Column: Tosoh Co., Ltd., TSKgelGRCXLII
Solvent: Tetrahydrofuran Temperature: 40 ° C
Pressure: 6.8 MPa
このようなエポキシ基を有するポリオルガノシロキサンは、好ましくはエポキシ基を有するシラン化合物、又はエポキシ基を有するシラン化合物と他のシラン化合物の混合物を、好ましくは適当な有機溶媒、水及び触媒の存在下において加水分解又は加水分解・縮合することにより合成できる。 Such a polyorganosiloxane having an epoxy group is preferably a silane compound having an epoxy group or a mixture of a silane compound having an epoxy group and another silane compound, preferably in the presence of a suitable organic solvent, water and a catalyst. Can be synthesized by hydrolysis or hydrolysis / condensation.
上記エポキシ基を有するシラン化合物としては、例えば3−グリシジロキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシジロキシプロピルトリエトキシシラン、3−グリシジロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシジロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシジロキシプロピルジメチルメトキシシラン、3−グリシジロキシプロピルジメチルエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン等が挙げられる。 Examples of the silane compound having an epoxy group include 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidyloxypropyltriethoxysilane, 3-glycidyloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidyloxypropylmethyldiethoxy. Silane, 3-glycidyloxypropyldimethylmethoxysilane, 3-glycidyloxypropyldimethylethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxy Silane etc. are mentioned.
上記他のシラン化合物としては、例えばテトラクロロシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ−i−プロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシラン、テトラ−sec−ブトキシシラン、トリクロロシラン、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、トリ−n−プロポキシシラン、トリ−i−プロポキシシラン、トリ−n−ブトキシシラン、トリ−sec−ブトキシシラン、フルオロトリクロロシラン、フルオロトリメトキシシラン、フルオロトリエトキシシラン、フルオロトリ−n−プロポキシシラン、フルオロトリ−i−プロポキシシラン、フルオロトリ−n−ブトキシシラン、フルオロトリ−sec−ブトキシシラン、メチルトリクロロシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリ−n−プロポキシシラン、メチルトリ−i−プロポキシシラン、メチルトリ−n−ブトキシシラン、メチルトリ−sec−ブトキシシラン、2−(トリフルオロメチル)エチルトリクロロシラン、2−(トリフルオロメチル)エチルトリメトキシシラン、2−(トリフルオロメチル)エチルトリエトキシシラン、2−(トリフルオロメチル)エチルトリ−n−プロポキシシラン、2−(トリフルオロメチル)エチルトリ−i−プロポキシシラン、2−(トリフルオロメチル)エチルトリ−n−ブトキシシラン、2−(トリフルオロメチル)エチルトリ−sec−ブトキシシラン、2−(パーフルオロ−n−ヘキシル)エチルトリクロロシラン、2−(パーフルオロ−n−ヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2−(パーフルオロ−n−ヘキシル)エチルトリエトキシシラン、2−(パーフルオロ−n−ヘキシル)エチルトリ−n−プロポキシシラン、2−(パーフルオロ−n−ヘキシル)エチルトリ−i−プロポキシシラン、2−(パーフルオロ−n−ヘキシル)エチルトリ−n−ブトキシシラン、2−(パーフルオロ−n−ヘキシル)エチルトリ−sec−ブトキシシラン、2−(パーフルオロ−n−オクチル)エチルトリクロロシラン、2−(パーフルオロ−n−オクチル)エチルトリメトキシシラン、2−(パーフルオロ−n−オクチル)エチルトリエトキシシラン、2−(パーフルオロ−n−オクチル)エチルトリ−n−プロポキシシラン、2−(パーフルオロ−n−オクチル)エチルトリ−i−プロポキシシラン、2−(パーフルオロ−n−オクチル)エチルトリ−n−ブトキシシラン、2−(パーフルオロ−n−オクチル)エチルトリ−sec−ブトキシシラン、ヒドロキシメチルトリクロロシラン、ヒドロキシメチルトリメトキシシラン、ヒドロキシエチルトリメトキシシラン、ヒドロキシメチルトリ−n−プロポキシシラン、ヒドロキシメチルトリ−i−プロポキシシラン、ヒドロキシメチルトリ−n−ブトキシシラン、ヒドロキシメチルトリ−sec−ブトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリクロロシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリ−n−プロポキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリ−i−プロポキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリ−n−ブトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリ−sec−ブトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリクロロシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリ−n−プロポキシシラン、3−メルカプトプロピルトリ−i−プロポキシシラン、3−メルカプトプロピルトリ−n−ブトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリ−sec−ブトキシシラン、メルカプトメチルトリメトキシシラン、メルカプトメチルトリエトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリ−n−プロポキシシラン、ビニルトリ−i−プロポキシシラン、ビニルトリ−n−ブトキシシラン、ビニルトリ−sec−ブトキシシラン、アリルトリクロロシラン、アリルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、アリルトリ−n−プロポキシシラン、アリルトリ−i−プロポキシシラン、アリルトリ−n−ブトキシシラン、アリルトリ−sec−ブトキシシラン、フェニルトリクロロシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリ−n−プロポキシシラン、フェニルトリ−i−プロポキシシラン、フェニルトリ−n−ブトキシシラン、フェニルトリ−sec−ブトキシシラン、メチルジクロロシラン、メチルジメトキシシラン、メチルジエトキシシラン、メチルジ−n−プロポキシシラン、メチルジ−i−プロポキシシラン、メチルジ−n−ブトキシシラン、メチルジ−sec−ブトキシシラン、ジメチルジクロロシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジ−n−プロポキシシラン、ジメチルジ−i−プロポキシシラン、ジメチルジ−n−ブトキシシラン、ジメチルジ−sec−ブトキシシラン、(メチル)〔2−(パーフルオロ−n−オクチル)エチル〕ジクロロシラン、(メチル)〔2−(パーフルオロ−n−オクチル)エチル〕ジメトキシシラン、(メチル)〔2−(パーフルオロ−n−オクチル)エチル〕ジエメトキシシラン、(メチル)〔2−(パーフルオロ−n−オクチル)エチル〕ジ−n−プロポキシシラン、(メチル)〔2−(パーフルオロ−n−オクチル)エチル〕ジ−i−プロポキシシラン、(メチル)〔2−(パーフルオロ−n−オクチル)エチル〕ジ−n−ブトキシシラン、(メチル)〔2−(パーフルオロ−n−オクチル)エチル〕ジ−sec−ブトキシシラン、(メチル)(3−メルカプトプロピル)ジクロロシラン、(メチル)(3−メルカプトプロピル)ジメトキシシラン、(メチル)(3−メルカプトプロピル)ジエトキシシラン、(メチル)(3−メルカプトプロピル)ジ−n−プロポキシシラン、(メチル)(3−メルカプトプロピル)ジ−i−プロポキシシラン、(メチル)(3−メルカプトプロピル)ジ−n−ブトキシシラン、(メチル)(3−メルカプトプロピル)ジ−sec−ブトキシシラン、(メチル)(ビニル)ジクロロシラン、(メチル)(ビニル)ジメトキシシラン、(メチル)(ビニル)ジエトキシシラン、(メチル)(ビニル)ジ−n−プロポキシシラン、(メチル)(ビニル)ジ−i−プロポキシシラン、(メチル)(ビニル)ジ−n−ブトキシシラン、(メチル)(ビニル)ジ−sec−ブトキシシラン、ジビニルジクロロシラン、ジビニルジメトキシシラン、ジビニルジエトキシシラン、ジビニルジ−n−プロポキシシラン、ジビニルジ−i−プロポキシシラン、ジビニルジ−n−ブトキシシラン、ジビニルジ−sec−ブトキシシラン、ジフェニルジクロロシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ジフェニルジ−n−プロポキシシラン、ジフェニルジ−i−プロポキシシラン、ジフェニルジ−n−ブトキシシラン、ジフェニルジ−sec−ブトキシシラン、クロロジメチルシラン、メトキシジメチルシラン、エトキシジメチルシラン、クロロトリメチルシラン、ブロモトリメチルシラン、ヨードトリメチルシラン、メトキシトリメチルシラン、エトキシトリメチルシラン、n−プロポキシトリメチルシラン、i−プロポキシトリメチルシラン、n−ブトキシトリメチルシラン、sec−ブトキシトリメチルシラン、t−ブトキシトリメチルシラン、(クロロ)(ビニル)ジメチルシラン、(メトキシ)(ビニル)ジメチルシラン、(エトキシ)(ビニル)ジメチルシラン、(クロロ)(メチル)ジフェニルシラン、(メトキシ)(メチル)ジフェニルシラン、(エトキシ)(メチル)ジフェニルシラン等のケイ素原子を1個有するシラン化合物等が挙げられる。 Examples of the other silane compounds include tetrachlorosilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetra-i-propoxysilane, tetra-n-butoxysilane, tetra-sec-butoxysilane, trichlorosilane, Trimethoxysilane, triethoxysilane, tri-n-propoxysilane, tri-i-propoxysilane, tri-n-butoxysilane, tri-sec-butoxysilane, fluorotrichlorosilane, fluorotrimethoxysilane, fluorotriethoxysilane, Fluorotri-n-propoxysilane, fluorotri-i-propoxysilane, fluorotri-n-butoxysilane, fluorotri-sec-butoxysilane, methyltrichlorosilane, methyltrimethoxysilane, Rutriethoxysilane, methyltri-n-propoxysilane, methyltri-i-propoxysilane, methyltri-n-butoxysilane, methyltri-sec-butoxysilane, 2- (trifluoromethyl) ethyltrichlorosilane, 2- (trifluoromethyl) Ethyltrimethoxysilane, 2- (trifluoromethyl) ethyltriethoxysilane, 2- (trifluoromethyl) ethyltri-n-propoxysilane, 2- (trifluoromethyl) ethyltri-i-propoxysilane, 2- (trifluoro Methyl) ethyltri-n-butoxysilane, 2- (trifluoromethyl) ethyltri-sec-butoxysilane, 2- (perfluoro-n-hexyl) ethyltrichlorosilane, 2- (perfluoro-n-hexyl) ethyltrimethoxy Shi 2- (perfluoro-n-hexyl) ethyltriethoxysilane, 2- (perfluoro-n-hexyl) ethyltri-n-propoxysilane, 2- (perfluoro-n-hexyl) ethyltri-i-propoxysilane 2- (perfluoro-n-hexyl) ethyltri-n-butoxysilane, 2- (perfluoro-n-hexyl) ethyltri-sec-butoxysilane, 2- (perfluoro-n-octyl) ethyltrichlorosilane, 2 -(Perfluoro-n-octyl) ethyltrimethoxysilane, 2- (perfluoro-n-octyl) ethyltriethoxysilane, 2- (perfluoro-n-octyl) ethyltri-n-propoxysilane, 2- (perfluorosilane Fluoro-n-octyl) ethyltri-i-propoxysilane, 2- (perfluoro (Ro-n-octyl) ethyltri-n-butoxysilane, 2- (perfluoro-n-octyl) ethyltri-sec-butoxysilane, hydroxymethyltrichlorosilane, hydroxymethyltrimethoxysilane, hydroxyethyltrimethoxysilane, hydroxymethyltri -N-propoxysilane, hydroxymethyltri-i-propoxysilane, hydroxymethyltri-n-butoxysilane, hydroxymethyltri-sec-butoxysilane, 3- (meth) acryloxypropyltrichlorosilane, 3- (meth) acryl Loxypropyltrimethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropyltriethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropyltri-n-propoxysilane, 3- (meth) acryloxypropyltri-i-propoxy Silane, 3- (meth) acryloxypropyltri-n-butoxysilane, 3- (meth) acryloxypropyltri-sec-butoxysilane, 3-mercaptopropyltrichlorosilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercapto Propyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyltri-n-propoxysilane, 3-mercaptopropyltri-i-propoxysilane, 3-mercaptopropyltri-n-butoxysilane, 3-mercaptopropyltri-sec-butoxysilane, mercapto Methyltrimethoxysilane, mercaptomethyltriethoxysilane, vinyltrichlorosilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltri-n-propoxysilane, vinyltri-i-propoxysila Vinyltri-n-butoxysilane, vinyltri-sec-butoxysilane, allyltrichlorosilane, allyltrimethoxysilane, allyltriethoxysilane, allyltri-n-propoxysilane, allyltri-i-propoxysilane, allyltri-n-butoxysilane, Allyltri-sec-butoxysilane, phenyltrichlorosilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyltri-n-propoxysilane, phenyltri-i-propoxysilane, phenyltri-n-butoxysilane, phenyltri-sec- Butoxysilane, methyldichlorosilane, methyldimethoxysilane, methyldiethoxysilane, methyldi-n-propoxysilane, methyldi-i-propoxysilane, methyldi-n-butoxy Orchid, methyldi-sec-butoxysilane, dimethyldichlorosilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, dimethyldi-n-propoxysilane, dimethyldi-i-propoxysilane, dimethyldi-n-butoxysilane, dimethyldi-sec-butoxysilane, (Methyl) [2- (perfluoro-n-octyl) ethyl] dichlorosilane, (methyl) [2- (perfluoro-n-octyl) ethyl] dimethoxysilane, (methyl) [2- (perfluoro-n- Octyl) ethyl] dimethoxysilane, (methyl) [2- (perfluoro-n-octyl) ethyl] di-n-propoxysilane, (methyl) [2- (perfluoro-n-octyl) ethyl] di-i -Propoxysilane, (methyl) [2- (perfluoro-n-o (Til) ethyl] di-n-butoxysilane, (methyl) [2- (perfluoro-n-octyl) ethyl] di-sec-butoxysilane, (methyl) (3-mercaptopropyl) dichlorosilane, (methyl) ( 3-mercaptopropyl) dimethoxysilane, (methyl) (3-mercaptopropyl) diethoxysilane, (methyl) (3-mercaptopropyl) di-n-propoxysilane, (methyl) (3-mercaptopropyl) di-i- Propoxysilane, (methyl) (3-mercaptopropyl) di-n-butoxysilane, (methyl) (3-mercaptopropyl) di-sec-butoxysilane, (methyl) (vinyl) dichlorosilane, (methyl) (vinyl) Dimethoxysilane, (methyl) (vinyl) diethoxysilane, (methyl) (vinyl) di- -Propoxysilane, (methyl) (vinyl) di-i-propoxysilane, (methyl) (vinyl) di-n-butoxysilane, (methyl) (vinyl) di-sec-butoxysilane, divinyldichlorosilane, divinyldimethoxysilane , Divinyldiethoxysilane, divinyldi-n-propoxysilane, divinyldi-i-propoxysilane, divinyldi-n-butoxysilane, divinyldi-sec-butoxysilane, diphenyldichlorosilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, diphenyldi- n-propoxysilane, diphenyldi-i-propoxysilane, diphenyldi-n-butoxysilane, diphenyldi-sec-butoxysilane, chlorodimethylsilane, methoxydimethylsilane, ethoxydimethylsilane, Chlorotrimethylsilane, bromotrimethylsilane, iodotrimethylsilane, methoxytrimethylsilane, ethoxytrimethylsilane, n-propoxytrimethylsilane, i-propoxytrimethylsilane, n-butoxytrimethylsilane, sec-butoxytrimethylsilane, t-butoxytrimethylsilane, (Chloro) (vinyl) dimethylsilane, (methoxy) (vinyl) dimethylsilane, (ethoxy) (vinyl) dimethylsilane, (chloro) (methyl) diphenylsilane, (methoxy) (methyl) diphenylsilane, (ethoxy) (methyl ) Silane compounds having one silicon atom such as diphenylsilane.
商品名では、例えば
KC−89、KC−89S、X−21−3153、X−21−5841、X−21−5842、X−21−5843、X−21−5844、X−21−5845、X−21−5846、X−21−5847、X−21−5848、X−22−160AS、X−22−170B、X−22−170BX、X−22−170D、X−22−170DX、X−22−176B、X−22−176D、X−22−176DX、X−22−176F、X−40−2308、X−40−2651、X−40−2655A、X−40−2671、X−40−2672、X−40−9220、X−40−9225、X−40−9227、X−40−9246、X−40−9247、X−40−9250、X−40−9323、X−41−1053、X−41−1056、X−41−1805、X−41−1810、KF6001、KF6002、KF6003、KR212、KR−213、KR−217、KR220L、KR242A、KR271、KR282、KR300、KR311、KR401N、KR500、KR510、KR5206、KR5230、KR5235、KR9218、KR9706(以上、信越化学工業社);
グラスレジン(昭和電工社);
SH804、SH805、SH806A、SH840、SR2400、SR2402、SR2405、SR2406、SR2410、SR2411、SR2416、SR2420(以上、東レ・ダウコーニング社);
FZ3711、FZ3722(以上、日本ユニカー社);
DMS−S12、DMS−S15、DMS−S21、DMS−S27、DMS−S31、DMS−S32、DMS−S33、DMS−S35、DMS−S38、DMS−S42、DMS−S45、DMS−S51、DMS−227、PSD−0332、PDS−1615、PDS−9931、XMS−5025(以上、チッソ社);
メチルシリケートMS51、メチルシリケートMS56(以上、三菱化学社);
エチルシリケート28、エチルシリケート40、エチルシリケート48(以上、コルコート社);
GR100、GR650、GR908、GR950(以上、昭和電工(株)社)等の部分縮合物が挙げられる。
For example, KC-89, KC-89S, X-21-3153, X-21-5841, X-21-5842, X-21-5844, X-21-5844, X-21-5845, X -21-5848, X-21-5847, X-21-5848, X-22-160AS, X-22-170B, X-22-170BX, X-22-170D, X-22-170DX, X-22 -176B, X-22-176D, X-22-176DX, X-22-176F, X-40-2308, X-40-2651, X-40-2655A, X-40-2671, X-40-2672 , X-40-9220, X-40-9225, X-40-9227, X-40-9246, X-40-9247, X-40-9250, X-40-9323, X-41-1 053, X-41-1056, X-41-1805, X-41-1810, KF6001, KF6002, KF6003, KR212, KR-213, KR-217, KR220L, KR242A, KR271, KR282, KR300, KR311, KR401N, KR500, KR510, KR5206, KR5230, KR5235, KR9218, KR9706 (above, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.);
Glass resin (Showa Denko);
SH804, SH805, SH806A, SH840, SR2400, SR2402, SR2405, SR2406, SR2410, SR2411, SR2416, SR2420 (above, Toray Dow Corning);
FZ3711, FZ3722 (above, Nippon Unicar Company);
DMS-S12, DMS-S15, DMS-S21, DMS-S27, DMS-S31, DMS-S32, DMS-S33, DMS-S35, DMS-S38, DMS-S42, DMS-S45, DMS-S51, DMS- 227, PSD-0332, PDS-1615, PDS-9931, XMS-5025 (above, Chisso);
Methyl silicate MS51, Methyl silicate MS56 (Mitsubishi Chemical Corporation);
Ethyl silicate 28, ethyl silicate 40, ethyl silicate 48 (above, Colcoat);
Examples include partial condensates such as GR100, GR650, GR908, GR950 (above, Showa Denko KK).
これらの他のシラン化合物のうち、得られる液晶配向膜の配向性及び化学的安定性の観点から、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、メルカプトメチルトリメトキシシラン、メルカプトメチルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン又はジメチルジエトキシシランが好ましい。 Among these other silane compounds, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, 3- (meth) acrylic are used from the viewpoint of the orientation and chemical stability of the obtained liquid crystal alignment film. Loxypropyltrimethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, allyltrimethoxysilane, allyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, 3- Mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, mercaptomethyltrimethoxysilane, mercaptomethyltriethoxysilane, dimethyldimethoxysilane or dimethyldiethoxysilane are preferred.
本発明に用いられるエポキシ基を有するポリオルガノシロキサンは、光配向性を有する側鎖を充分な量で導入しつつ、エポキシ基の導入量が過剰となることによる意図しない副反応等を抑制するために、そのエポキシ当量としては100g/モル〜10,000g/モルが好ましく、150g/モル〜1,000g/モルがより好ましい。従って、エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンを合成するにあたっては、エポキシ基を有するシラン化合物と他のシラン化合物との使用割合を、得られるポリオルガノシロキサンのエポキシ当量が上記の範囲となるように調製することが好ましい。 The polyorganosiloxane having an epoxy group used in the present invention suppresses unintended side reactions caused by excessive introduction of epoxy groups while introducing a sufficient amount of side chains having photo-alignment properties. The epoxy equivalent is preferably 100 g / mol to 10,000 g / mol, more preferably 150 g / mol to 1,000 g / mol. Therefore, when synthesizing a polyorganosiloxane having an epoxy group, the use ratio of the silane compound having an epoxy group and another silane compound is prepared so that the epoxy equivalent of the obtained polyorganosiloxane is in the above range. It is preferable.
具体的には、このような他のシラン化合物は、エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンと他のシラン化合物との合計に対して0質量%〜50質量%用いることが好ましく、5質量%〜30質量%用いることがより好ましい。 Specifically, such other silane compound is preferably used in an amount of 0% by mass to 50% by mass with respect to the total of the polyorganosiloxane having an epoxy group and the other silane compound, and 5% by mass to 30% by mass. % Is more preferable.
エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンを合成するにあたって使用することのできる有機溶媒としては、例えば炭化水素化合物、ケトン化合物、エステル化合物、エーテル化合物、アルコール化合物等が挙げられる。 Examples of the organic solvent that can be used for synthesizing the polyorganosiloxane having an epoxy group include hydrocarbon compounds, ketone compounds, ester compounds, ether compounds, alcohol compounds, and the like.
上記炭化水素化合物としては、例えばトルエン、キシレン等;上記ケトンとしては、例えばメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルn−アミルケトン、ジエチルケトン、シクロヘキサノン等;上記エステルとしては、例えば酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸i−アミル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3−メトキシブチルアセテート、乳酸エチル等;上記エーテルとしては、例えばエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等;上記アルコールとしては、例えば1−ヘキサノール、4−メチル−2−ペンタノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテル等が挙げられる。これらのうち非水溶性のものが好ましい。これらの有機溶媒は、単独で又は2種以上を混合して使用できる。 Examples of the hydrocarbon compound include toluene and xylene; Examples of the ketone include methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl n-amyl ketone, diethyl ketone, and cyclohexanone; Examples of the ester include ethyl acetate, n-butyl acetate, I-Amyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, 3-methoxybutyl acetate, ethyl lactate and the like; Examples of the ether include ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane and the like; Examples of the alcohol include 1-hexanol. 4-methyl-2-pentanol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono-n Propyl ether, ethylene glycol monobutyl -n- butyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol mono -n- propyl ether. Of these, water-insoluble ones are preferred. These organic solvents can be used alone or in admixture of two or more.
有機溶媒の使用量としては、全シラン化合物100質量部に対して、10質量部〜10,000質量部が好ましく、50質量部〜1,000質量部がより好ましい。また、エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンを製造する際の水の使用量としては、全シラン化合物に対して、0.5倍モル〜100倍モルが好ましく、1倍モル〜30倍モルがより好ましい。 As the usage-amount of an organic solvent, 10 mass parts-10,000 mass parts are preferable with respect to 100 mass parts of all the silane compounds, and 50 mass parts-1,000 mass parts are more preferable. In addition, the amount of water used in producing the polyorganosiloxane having an epoxy group is preferably 0.5 times to 100 times mol, more preferably 1 time to 30 times mol, based on the total silane compounds. .
上記触媒としては例えば酸、アルカリ金属化合物、有機塩基、チタン化合物、ジルコニウム化合物等を用いることができる。 As said catalyst, an acid, an alkali metal compound, an organic base, a titanium compound, a zirconium compound etc. can be used, for example.
上記アルカリ金属化合物としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ナトリウムメトキシド、カリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムエトキシド等が挙げられる。 Examples of the alkali metal compound include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium methoxide, potassium methoxide, sodium ethoxide, potassium ethoxide and the like.
上記有機塩基としては、例えば
エチルアミン、ジエチルアミン、ピペラジン、ピペリジン、ピロリジン、ピロール等の1〜2級有機アミン;
トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、ピリジン、4−ジメチルアミノピリジン、ジアザビシクロウンデセン等の3級の有機アミン;
テトラメチルアンモニウムヒドロキシド等の4級の有機アンモニウム塩等が挙げられる。これらの有機塩基のうち、反応が穏やかに進行する点を考慮して、トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、ピリジン、4−ジメチルアミノピリジン等の3級の有機アミン;テトラメチルアンモニウムヒドロキシド等の4級の有機アンモニウム塩が好ましい。
Examples of the organic base include primary and secondary organic amines such as ethylamine, diethylamine, piperazine, piperidine, pyrrolidine, and pyrrole;
Tertiary organic amines such as triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, pyridine, 4-dimethylaminopyridine, diazabicycloundecene;
Examples include quaternary organic ammonium salts such as tetramethylammonium hydroxide. Of these organic bases, tertiary organic amines such as triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, pyridine, 4-dimethylaminopyridine, etc. Quaternary organic ammonium salts such as methylammonium hydroxide are preferred.
エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンを製造する際の触媒としては、アルカリ金属化合物又は有機塩基が好ましい。アルカリ金属化合物又は有機塩基を触媒として用いることにより、エポキシ基の開環等の副反応を生じることなく、高い加水分解・縮合速度で目的とするポリオルガノシロキサンを得ることができることになり、生産安定性に優れることとなって好ましい。また、触媒としてアルカリ金属化合物又は有機塩基を用いて合成されたエポキシ基を有するポリオルガノシロキサンと特定桂皮酸誘導体との反応生成物を含有する本発明の有機半導体配向用組成物は、保存安定性が極めて優れるため好都合である。 As a catalyst for producing a polyorganosiloxane having an epoxy group, an alkali metal compound or an organic base is preferable. By using an alkali metal compound or an organic base as a catalyst, the desired polyorganosiloxane can be obtained at a high hydrolysis / condensation rate without causing side reactions such as ring opening of the epoxy group, resulting in stable production. It is preferable because of its excellent properties. In addition, the composition for aligning organic semiconductors of the present invention containing a reaction product of a polyorganosiloxane having an epoxy group synthesized using an alkali metal compound or an organic base as a catalyst and a specific cinnamic acid derivative has storage stability. Is advantageous because it is extremely excellent.
その理由は、Chemical Reviews、95巻、p1409(1995年)に指摘されているように、加水分解、縮合反応において触媒としてアルカリ金属化合物又は有機塩基を用いると、ランダム構造、はしご型構造又はかご型構造が形成され、シラノール基の含有割合が少ないポリオルガノシロキサンが得られるためではないかと推察される。シラノール基の含有割合が少ないため、シラノール基同士の縮合反応が抑えられ、さらに、本発明の有機半導体配向用組成物が後述の他の重合体を含有するものである場合には、シラノール基と他の重合体との縮合反応が抑えられるため、保存安定性に優れる結果になるものと推察される。 The reason is that, as pointed out in Chemical Reviews, Vol. 95, p1409 (1995), when an alkali metal compound or an organic base is used as a catalyst in a hydrolysis or condensation reaction, a random structure, a ladder structure or a cage structure is used. It is presumed that a structure is formed and a polyorganosiloxane having a low content of silanol groups is obtained. Since the content ratio of silanol groups is small, the condensation reaction between silanol groups is suppressed, and when the composition for aligning organic semiconductors of the present invention contains other polymers described later, silanol groups and Since the condensation reaction with other polymers is suppressed, it is presumed that the storage stability is excellent.
触媒としては、特に有機塩基が好ましい。有機塩基の使用量は、有機塩基の種類、温度等の反応条件等により異なり、適宜に設定することができる。有機塩基の具体的な使用量としては、例えば全シラン化合物に対して、好ましくは0.01倍モル〜3倍モルであり、より好ましくは0.05倍モル〜1倍モルである。 As the catalyst, an organic base is particularly preferable. The amount of organic base used varies depending on the reaction conditions such as the type of organic base and temperature, and can be set appropriately. The specific use amount of the organic base is, for example, preferably 0.01 times to 3 times mol, more preferably 0.05 times to 1 time mol, with respect to all silane compounds.
エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンを製造する際の加水分解又は加水分解・縮合反応は、エポキシ基を有するシラン化合物と必要に応じて他のシラン化合物とを有機溶媒に溶解し、この溶液を有機塩基及び水と混合して、例えば油浴等により加熱することにより実施することが好ましい。 Hydrolysis or hydrolysis / condensation reaction when producing polyorganosiloxane having an epoxy group is carried out by dissolving an epoxy group-containing silane compound and, if necessary, another silane compound in an organic solvent, and dissolving the solution in an organic base. And it is preferable to carry out by mixing with water and heating with, for example, an oil bath.
加水分解・縮合反応時には、油浴の加熱温度を好ましくは130℃以下、より好ましくは40℃〜100℃として、好ましくは0.5時間〜12時間、より好ましくは1時間〜8時間加熱するのが望ましい。加熱中は、混合液を撹拌してもよいし、還流下に置いてもよい。 During the hydrolysis / condensation reaction, the heating temperature of the oil bath is preferably 130 ° C. or lower, more preferably 40 ° C. to 100 ° C., preferably 0.5 hours to 12 hours, more preferably 1 hour to 8 hours. Is desirable. During heating, the mixture may be stirred or placed under reflux.
反応終了後、反応液から分取した有機溶媒層を水で洗浄することが好ましい。この洗浄に際しては、洗浄操作が容易になる点で、少量の塩を含む水、例えば0.2質量%程度の硝酸アンモニウム水溶液等で洗浄することが好ましい。洗浄は洗浄後の水層が中性になるまで行い、その後有機溶媒層を、必要に応じて無水硫酸カルシウム、モレキュラーシーブス等の乾燥剤で乾燥した後、溶媒を除去することにより、目的とするエポキシ基を有するポリオルガノシロキサンを得ることができる。 After completion of the reaction, the organic solvent layer separated from the reaction solution is preferably washed with water. In this cleaning, it is preferable to perform cleaning with water containing a small amount of salt, for example, an aqueous ammonium nitrate solution of about 0.2% by mass in view of facilitating the cleaning operation. Washing is performed until the aqueous layer after washing becomes neutral, and then the organic solvent layer is dried with a desiccant such as anhydrous calcium sulfate or molecular sieves as necessary, and then the target is removed by removing the solvent. A polyorganosiloxane having an epoxy group can be obtained.
本発明においては、エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンとして市販されているものを用いてもよい。このような市販品としては、例えばDMS−E01、DMS−E12、DMS−E21、EMS−32(以上、チッソ社)等が挙げられる。 In the present invention, a commercially available polyorganosiloxane having an epoxy group may be used. As such a commercial item, DMS-E01, DMS-E12, DMS-E21, EMS-32 (above, Chisso) etc. are mentioned, for example.
[A]光配向性ポリオルガノシロキサン化合物は、エポキシ基を有するポリオルガノシロキサン自体が加水分解されて生じる加水分解物に由来する部分や、エポキシ基を有するポリオルガノシロキサン同士が加水分解縮合した加水分解縮合物に由来する部分を含んでいてもよい。上記部分の構成材料であるこれらの加水分解物や加水分解縮合物もエポキシ基を有するポリオルガノシロキサンの加水分解ないし縮合条件と同様に調製することができる。 [A] The photo-alignable polyorganosiloxane compound is a hydrolysis product obtained by hydrolyzing and condensing a portion derived from a hydrolyzate produced by hydrolysis of an epoxy group-containing polyorganosiloxane itself or an epoxy group-containing polyorganosiloxane. A portion derived from the condensate may be included. These hydrolysates and hydrolysis condensates which are constituent materials of the above-mentioned parts can also be prepared in the same manner as the hydrolysis or condensation conditions of polyorganosiloxane having an epoxy group.
<[A]光配向性ポリオルガノシロキサンの合成>
本発明で使用される[A]光配向性ポリオルガノシロキサンは、例えば上記のエポキシ基を有するポリオルガノシロキサンと特定桂皮酸誘導体とを、好ましくは触媒の存在下に反応させることにより合成できる。
<[A] Synthesis of photoalignable polyorganosiloxane>
The [A] photoalignable polyorganosiloxane used in the present invention can be synthesized, for example, by reacting the above-mentioned polyorganosiloxane having an epoxy group with a specific cinnamic acid derivative, preferably in the presence of a catalyst.
ここで特定桂皮酸誘導体の使用量としては、ポリオルガノシロキサンの有するエポキシ基1モルに対して0.001モル〜10モルが好ましく、0.01モル〜5モルがより好ましく、0.05モル〜2モルが特に好ましい。 Here, the amount of the specific cinnamic acid derivative used is preferably 0.001 mol to 10 mol, more preferably 0.01 mol to 5 mol, more preferably 0.05 mol to 1 mol of the epoxy group of the polyorganosiloxane. Two moles are particularly preferred.
上記触媒としては、有機塩基、又はエポキシ化合物と酸無水物との反応を促進するいわゆる硬化促進剤として公知の化合物を用いることができる。上記有機塩基としては、例えば上述したものと同様のものが挙げられる。 As said catalyst, a well-known compound can be used as what is called a hardening accelerator which accelerates | stimulates reaction with an organic base or an epoxy compound, and an acid anhydride. As said organic base, the thing similar to what was mentioned above is mentioned, for example.
上記硬化促進剤としては、例えば
ベンジルジメチルアミン、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、シクロヘキシルジメチルアミン、トリエタノールアミン等の3級アミン;
2−メチルイミダゾール、2−n−ヘプチルイミダゾール、2−n−ウンデシルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−メチルイミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−n−ウンデシルイミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−フェニルイミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4,5−ジ(ヒドロキシメチル)イミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−フェニル−4,5−ジ〔(2’−シアノエトキシ)メチル〕イミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−n−ウンデシルイミダゾリウムトリメリテート、1−(2−シアノエチル)−2−フェニルイミダゾリウムトリメリテート、1−(2−シアノエチル)−2−エチル−4−メチルイミダゾリウムトリメリテート、2,4−ジアミノ−6−〔2’−メチルイミダゾリル−(1’)〕エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−(2’−n−ウンデシルイミダゾリル)エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−〔2’−エチル−4’−メチルイミダゾリル−(1’)〕エチル−s−トリアジン、2−メチルイミダゾールのイソシアヌル酸付加物、2−フェニルイミダゾールのイソシアヌル酸付加物、及び2,4−ジアミノ−6−〔2’−メチルイミダゾリル−(1’)〕エチル−s−トリアジンのイソシアヌル酸付加物等のイミダゾール化合物;
ジフェニルフォスフィン、トリフェニルフォスフィン、亜リン酸トリフェニル等の有機リン化合物;
ベンジルトリフェニルフォスフォニウムクロライド、テトラ−n−ブチルフォスフォニウムブロマイド、メチルトリフェニルフォスフォニウムブロマイド、エチルトリフェニルフォスフォニウムブロマイド、n−ブチルトリフェニルフォスフォニウムブロマイド、テトラフェニルフォスフォニウムブロマイド、エチルトリフェニルフォスフォニウムヨーダイド、エチルトリフェニルフォスフォニウムアセテート、テトラ−n−ブチルフォスフォニウムo,o−ジエチルフォスフォロジチオネート、テトラ−n−ブチルフォスフォニウムベンゾトリアゾレート、テトラフェニルフォスフォニウムテトラフェニルボレート、テトラ−n−ブチルフォスフォニウムテトラフルオロボレート、テトラ−n−ブチルフォスフォニウムテトラフェニルボレート等の4級フォスフォニウム塩;
1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7やその有機酸塩等のジアザビシクロアルケン;
オクチル酸亜鉛、オクチル酸錫、アルミニウムアセチルアセトン錯体等の有機金属化合物;
テトラエチルアンモニウムブロマイド、テトラ−n−ブチルアンモニウムブロマイド、テトラエチルアンモニウムクロライド、テトラ−n−ブチルアンモニウムクロライド等の4級アンモニウム塩;
三フッ化ホウ素、ホウ酸トリフェニル等のホウ素化合物;
塩化亜鉛、塩化第二錫等の金属ハロゲン化合物;
ジシアンジアミドやアミンとエポキシ樹脂との付加物等のアミン付加型促進剤等の高融点分散型潜在性硬化促進剤;
上記イミダゾール化合物、有機リン化合物や4級フォスフォニウム塩等の硬化促進剤の表面をポリマーで被覆したマイクロカプセル型潜在性硬化促進剤;
アミン塩型潜在性硬化促進剤;
ルイス酸塩、ブレンステッド酸塩等の高温解離型の熱カチオン重合型潜在性硬化促進剤等の潜在性硬化促進剤等が挙げられる。
Examples of the curing accelerator include tertiary amines such as benzyldimethylamine, 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol, cyclohexyldimethylamine, and triethanolamine;
2-methylimidazole, 2-n-heptylimidazole, 2-n-undecylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-benzyl-2-phenyl Imidazole, 1,2-dimethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 1- (2-cyanoethyl) -2-methylimidazole, 1- (2-cyanoethyl) -2-n-undecylimidazole, 1- ( 2-cyanoethyl) -2-phenylimidazole, 1- (2-cyanoethyl) -2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4,5-di (Hydroxymethyl) imidazole, 1- (2-cyanoethyl) -2-fur Nyl-4,5-di [(2′-cyanoethoxy) methyl] imidazole, 1- (2-cyanoethyl) -2-n-undecylimidazolium trimellitate, 1- (2-cyanoethyl) -2-phenyl Imidazolium trimellitate, 1- (2-cyanoethyl) -2-ethyl-4-methylimidazolium trimellitate, 2,4-diamino-6- [2'-methylimidazolyl- (1 ')] ethyl-s -Triazine, 2,4-diamino-6- (2'-n-undecylimidazolyl) ethyl-s-triazine, 2,4-diamino-6- [2'-ethyl-4'-methylimidazolyl- (1 ' )] Ethyl-s-triazine, isocyanuric acid adduct of 2-methylimidazole, isocyanuric acid adduct of 2-phenylimidazole, and 2,4-diamino-6- [2'- Methylimidazolyl- (1 ′)] imidazole compounds such as isocyanuric acid adducts of ethyl-s-triazine;
Organophosphorus compounds such as diphenylphosphine, triphenylphosphine, triphenyl phosphite;
Benzyltriphenylphosphonium chloride, tetra-n-butylphosphonium bromide, methyltriphenylphosphonium bromide, ethyltriphenylphosphonium bromide, n-butyltriphenylphosphonium bromide, tetraphenylphosphonium bromide , Ethyltriphenylphosphonium iodide, ethyltriphenylphosphonium acetate, tetra-n-butylphosphonium o, o-diethylphosphorodithionate, tetra-n-butylphosphonium benzotriazolate, tetra Phenylphosphonium tetraphenylborate, tetra-n-butylphosphonium tetrafluoroborate, tetra-n-butylphosphonium tetraphenylborate Quaternary phosphonium salts bets like;
Diazabicycloalkenes such as 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7 and organic acid salts thereof;
Organometallic compounds such as zinc octylate, tin octylate, aluminum acetylacetone complex;
Quaternary ammonium salts such as tetraethylammonium bromide, tetra-n-butylammonium bromide, tetraethylammonium chloride, tetra-n-butylammonium chloride;
Boron compounds such as boron trifluoride and triphenyl borate;
Metal halides such as zinc chloride and stannic chloride;
High melting point dispersion type latent curing accelerators such as amine addition accelerators such as dicyandiamide and adducts of amine and epoxy resin;
A microcapsule type latent curing accelerator in which the surface of a curing accelerator such as an imidazole compound, an organic phosphorus compound or a quaternary phosphonium salt is coated with a polymer;
An amine salt type latent curing accelerator;
Examples include latent curing accelerators such as high temperature dissociation type thermal cationic polymerization type latent curing accelerators such as Lewis acid salts and Bronsted acid salts.
これらの触媒の中でも、テトラエチルアンモニウムブロマイド、テトラ−n−ブチルアンモニウムブロマイド、テトラエチルアンモニウムクロライド、テトラ−n−ブチルアンモニウムクロライド等の4級アンモニウム塩が好ましい。 Among these catalysts, quaternary ammonium salts such as tetraethylammonium bromide, tetra-n-butylammonium bromide, tetraethylammonium chloride, and tetra-n-butylammonium chloride are preferable.
触媒の使用量としては、エポキシ基を有するポリオルガノシロキサン100質量部に対して100質量部以下が好ましく、0.01質量部〜100質量部がより好ましく、0.1質量部〜20質量部が特に好ましい。 As a usage-amount of a catalyst, 100 mass parts or less are preferable with respect to 100 mass parts of polyorganosiloxane which has an epoxy group, 0.01 mass part-100 mass parts are more preferable, 0.1 mass part-20 mass parts are Particularly preferred.
反応温度としては、0℃〜200℃が好ましく、50℃〜150℃がより好ましい。反応時間としては、0.1時間〜50時間が好ましく、0.5時間〜20時間がより好ましい。 As reaction temperature, 0 degreeC-200 degreeC are preferable, and 50 degreeC-150 degreeC is more preferable. As reaction time, 0.1 hour-50 hours are preferable, and 0.5 hour-20 hours are more preferable.
[A]光配向性ポリオルガノシロキサンは、必要に応じて有機溶媒の存在下に合成できる。かかる有機溶媒としては、例えば炭化水素化合物、エーテル化合物、エステル化合物、ケトン化合物、アミド化合物、アルコール化合物等が挙げられる。これらのうち、エーテル化合物、エステル化合物、ケトン化合物が、原料及び生成物の溶解性並びに生成物の精製のし易さの観点から好ましい。溶媒は、固形分濃度(反応溶液中の溶媒以外の成分の質量が溶液の全質量に占める割合)が、好ましくは0.1質量%以上70質量%以下、より好ましくは5質量%以上50質量%以下となる量で使用される。 [A] The photoalignable polyorganosiloxane can be synthesized in the presence of an organic solvent, if necessary. Examples of the organic solvent include hydrocarbon compounds, ether compounds, ester compounds, ketone compounds, amide compounds, alcohol compounds, and the like. Of these, ether compounds, ester compounds, and ketone compounds are preferred from the viewpoints of solubility of raw materials and products and ease of purification of the products. The solvent has a solid content concentration (the ratio of the mass of components other than the solvent in the reaction solution to the total mass of the solution), preferably 0.1% by mass to 70% by mass, more preferably 5% by mass to 50% by mass. % Is used in an amount of less than%.
このようにして得られた[A]光配向性ポリオルガノシロキサンのMwとしては、特に限定されないが、1,000〜20,000が好ましく、3,000〜15,000がより好ましい。このような分子量範囲とすることで、液晶配向膜の良好な配向性及び安定性を確保できる。Mwが上記下限未満の場合は形成された液晶配向膜の電圧保持率等の電気特性が低下する場合がある。一方、Mwが上記上限を超える場合は、配向剤を0℃以下の温度で保管した場合に重合体の凝集物が発生しやすくなり、インクジェット吐出ヘッドのつまりが発生したり、インクジェット噴出量が不安定となり、塗布不良を引き起こす場合がある。 Although it does not specifically limit as Mw of [A] photo-alignment polyorganosiloxane obtained in this way, 1,000-20,000 are preferable and 3,000-15,000 are more preferable. By setting it as such a molecular weight range, the favorable orientation and stability of a liquid crystal aligning film are securable. When Mw is less than the above lower limit, electrical characteristics such as voltage holding ratio of the formed liquid crystal alignment film may be deteriorated. On the other hand, when Mw exceeds the above upper limit, when the aligning agent is stored at a temperature of 0 ° C. or lower, polymer aggregates are likely to be generated, and clogging of the ink jet discharge head occurs, or the amount of ink jet ejection is low. It may become stable and cause poor coating.
[A]光配向性ポリオルガノシロキサンは、エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンに、特定桂皮酸誘導体のカルボキシル基のエポキシへの開環付加により特定桂皮酸誘導体に由来する構造を導入している。この製造方法は簡便であり、しかも特定桂皮酸誘導体に由来する構造の導入率を高くすることができる点で極めて好適な方法である。 [A] The photoalignable polyorganosiloxane introduces a structure derived from a specific cinnamic acid derivative by ring-opening addition of a carboxyl group of the specific cinnamic acid derivative to the epoxy to the polyorganosiloxane having an epoxy group. This production method is simple and is a very suitable method in that the introduction rate of the structure derived from the specific cinnamic acid derivative can be increased.
本発明においては、本発明の効果を損なわない範囲で上記特定桂皮酸誘導体の一部を下記式(4)で表される化合物で置き換えて使用してもよい。この場合、[A]光配向性ポリオルガノシロキサン化合物の合成は、エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンと、特定桂皮酸誘導体及び下記式(4)で表される化合物の混合物とを反応させることにより行われる。 In the present invention, a part of the specific cinnamic acid derivative may be replaced with a compound represented by the following formula (4) as long as the effects of the present invention are not impaired. In this case, the synthesis of [A] photoalignable polyorganosiloxane compound is carried out by reacting a polyorganosiloxane having an epoxy group with a mixture of a specific cinnamic acid derivative and a compound represented by the following formula (4). Is called.
上記式(4)におけるR10としては、炭素数8〜20のアルキル基若しくはアルコキシ基、又は炭素数4〜21のフルオロアルキル基若しくはフルオロアルコキシ基であることが好ましい。R11としては、単結合、1,4−シクロヘキシレン基又は1,4−フェニレン基であることが好ましい。R12としてはカルボキシル基であることが好ましい。 R 10 in the above formula (4) is preferably an alkyl group or alkoxy group having 8 to 20 carbon atoms, or a fluoroalkyl group or fluoroalkoxy group having 4 to 21 carbon atoms. R 11 is preferably a single bond, a 1,4-cyclohexylene group or a 1,4-phenylene group. R 12 is preferably a carboxyl group.
上記式(4)で表される化合物としては、例えば下記式(4−1)〜式(4−3)で表される化合物が挙げられる。 Examples of the compound represented by the formula (4) include compounds represented by the following formulas (4-1) to (4-3).
上記式(4)で表される化合物は、[A]光配向性ポリオルガノシロキサンの活性部位を失活させて上記液晶配向剤の安定性向上に寄与し得る。本発明において、特定桂皮酸誘導体とともに上記式(4)で表される化合物を使用する場合、特定桂皮酸誘導体及び上記式(4)で表される化合物の合計の使用割合としては、ポリオルガノシロキサンの有するエポキシ基1モルに対して0.001モル〜1.5モルが好ましく、0.01モル〜1モルがより好ましく、0.05モル〜0.9モルが特に好ましい。この場合、上記式(4)で表される化合物の使用量としては、特定桂皮酸誘導体との合計に対して50モル%以下が好ましく、25モル%以下がより好ましい。上記式(4)で表される化合物の使用割合が50モル%を超えると、液晶配向膜における配向性が低下する不具合を生じるおそれがある。 The compound represented by the above formula (4) can contribute to improving the stability of the liquid crystal aligning agent by deactivating the active site of [A] photo-alignable polyorganosiloxane. In the present invention, when the compound represented by the above formula (4) is used together with the specific cinnamic acid derivative, the total use ratio of the specific cinnamic acid derivative and the compound represented by the above formula (4) is polyorganosiloxane. 0.001 mol to 1.5 mol is preferable, 0.01 mol to 1 mol is more preferable, and 0.05 mol to 0.9 mol is particularly preferable with respect to 1 mol of the epoxy group contained in. In this case, the amount of the compound represented by the above formula (4) is preferably 50 mol% or less, more preferably 25 mol% or less, based on the total amount with the specific cinnamic acid derivative. When the proportion of the compound represented by the above formula (4) exceeds 50 mol%, there is a risk of causing a problem that the orientation in the liquid crystal alignment film is lowered.
<[B]他の重合体>
上記液晶配向剤は、好適成分として[B]他の重合体を含有できる。[B]他の重合体としては、ポリアミック酸、ポリイミド、エチレン性不飽和化合物重合体、光配向性基を有さないポリオルガノシロキサンからなる群より選択される少なくとも1種が挙げられる。これら[B]他の重合体を含有する場合、上記液晶配向剤から形成される液晶配向膜においては、その表層付近にポリオルガノシロキサンが偏在することが明らかとなっている。この為、他の重合体の含有量を増やすことにより上記液晶配向剤中におけるポリオルガノシロキサンの含有量を減らしても、ポリオルガノシロキサンは配向膜表面に偏在するので、十分な液晶配向性が得られる。従って、本発明では製造コストの高いポリオルガノシロキサンの上記液晶配向剤中における含有量を減らすことが可能となり、結果として上記液晶配向剤の製造コストを低下できる。
<[B] Other polymer>
The liquid crystal aligning agent can contain [B] another polymer as a suitable component. [B] Examples of the other polymer include at least one selected from the group consisting of polyamic acid, polyimide, ethylenically unsaturated compound polymer, and polyorganosiloxane having no photo-alignment group. When these [B] other polymers are contained, in the liquid crystal alignment film formed from the liquid crystal aligning agent, it is clear that polyorganosiloxane is unevenly distributed in the vicinity of the surface layer. For this reason, even if the content of the polyorganosiloxane in the liquid crystal aligning agent is decreased by increasing the content of other polymers, the polyorganosiloxane is unevenly distributed on the alignment film surface, so that sufficient liquid crystal alignment is obtained. It is done. Therefore, in this invention, it becomes possible to reduce content in the said liquid crystal aligning agent of the polyorganosiloxane with a high manufacturing cost, As a result, the manufacturing cost of the said liquid crystal aligning agent can be reduced.
[ポリアミック酸]
ポリアミック酸は、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを反応させることにより得られる。
[Polyamic acid]
A polyamic acid is obtained by reacting a tetracarboxylic dianhydride and a diamine compound.
テトラカルボン酸二無水物としては、例えば脂肪族テトラカルボン酸二無水物、脂環式テトラカルボン酸二無水物、芳香族テトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。これらのテトラカルボン酸二無水物は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。 Examples of tetracarboxylic dianhydrides include aliphatic tetracarboxylic dianhydrides, alicyclic tetracarboxylic dianhydrides, aromatic tetracarboxylic dianhydrides, and the like. These tetracarboxylic dianhydrides can be used alone or in combination of two or more.
脂肪族テトラカルボン酸二無水物としては、例えばブタンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。 Examples of the aliphatic tetracarboxylic dianhydride include butanetetracarboxylic dianhydride.
脂環式テトラカルボン酸二無水物としては、例えば1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−8−メチル−5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、3−オキサビシクロ[3.2.1]オクタン−2,4−ジオン−6−スピロ−3’−(テトラヒドロフラン−2’,5’−ジオン)、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロ−3−フラニル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、3,5,6−トリカルボキシ−2−カルボキシメチルノルボルナン−2:3,5:6−二無水物、2,4,6,8−テトラカルボキシビシクロ[3.3.0]オクタン−2:4,6:8−二無水物、4,9−ジオキサトリシクロ[5.3.1.02,6]ウンデカン−3,5,8,10−テトラオン等が挙げられる。 Examples of the alicyclic tetracarboxylic dianhydride include 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride, 1,3,3a, 4. , 5,9b-Hexahydro-5- (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione, 1,3,3a, 4,5,9b -Hexahydro-8-methyl-5- (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione, 3-oxabicyclo [3.2.1] Octane-2,4-dione-6-spiro-3 ′-(tetrahydrofuran-2 ′, 5′-dione), 5- (2,5-dioxotetrahydro-3-furanyl) -3-methyl-3-cyclohexene -1,2-dicarboxylic acid Water, 3,5,6-tricarboxy-2-carboxymethylnorbornane-2: 3,5: 6-dianhydride, 2,4,6,8-tetracarboxybicyclo [3.3.0] octane- 2: 4,6: 8-dianhydride, 4,9-dioxatricyclo [5.3.1.0 2,6 ] undecane-3,5,8,10-tetraone and the like.
芳香族テトラカルボン酸二無水物としては、例えばピロメリット酸二無水物等が挙げられるほか特願2010−97188号に記載のテトラカルボン酸二無水物が挙げられる。 Examples of the aromatic tetracarboxylic dianhydride include pyromellitic dianhydride and the like, and the tetracarboxylic dianhydride described in Japanese Patent Application No. 2010-97188.
これらのテトラカルボン酸二無水物のうち、脂環式テトラカルボン酸二無水物が好ましく、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物又は1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物がより好ましく、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物が特に好ましい。 Of these tetracarboxylic dianhydrides, alicyclic tetracarboxylic dianhydrides are preferred, and 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic dianhydride or 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride. An anhydride is more preferable, and 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride is particularly preferable.
2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物又は1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物の使用量としては、全テトラカルボン酸二無水物に対して、10モル%以上が好ましく、20モル%以上がより好ましく、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物又は1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物のみからなることが、特に好ましい。 The amount of 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride or 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride used is 10 mol% or more based on the total tetracarboxylic dianhydride. And more preferably 20 mol% or more, and it is particularly preferably composed of only 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride or 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride.
ジアミン化合物としては、例えば脂肪族ジアミン、脂環式ジアミン、ジアミノオルガノシロキサン、芳香族ジアミン等が挙げられる。これらジアミン化合物は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。 Examples of the diamine compound include aliphatic diamine, alicyclic diamine, diaminoorganosiloxane, and aromatic diamine. These diamine compounds can be used alone or in combination of two or more.
脂肪族ジアミンとしては、例えばメタキシリレンジアミン、1,3−プロパンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等が挙げられる。 Examples of the aliphatic diamine include metaxylylenediamine, 1,3-propanediamine, tetramethylenediamine, pentamethylenediamine, hexamethylenediamine, and the like.
脂環式ジアミンとしては、例えば1,4−ジアミノシクロヘキサン、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン等が挙げられる。 Examples of the alicyclic diamine include 1,4-diaminocyclohexane, 4,4′-methylenebis (cyclohexylamine), 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane, and the like.
ジアミノオルガノシロキサンとしては、例えば1,3−ビス(3−アミノプロピル)−テトラメチルジシロキサン等が挙げられるほか、特願2009−97188号に記載のジアミンが挙げられる。 Examples of the diaminoorganosiloxane include 1,3-bis (3-aminopropyl) -tetramethyldisiloxane and the like, and diamines described in Japanese Patent Application No. 2009-97188.
芳香族ジアミンとしては、例えばp−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、1,5−ジアミノナフタレン、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、4,4’−ジアミノ−2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル、2,7−ジアミノフルオレン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、4,4’−(p−フェニレンジイソプロピリデン)ビスアニリン、4,4’−(m−フェニレンジイソプロピリデン)ビスアニリン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、2,6−ジアミノピリジン、3,4−ジアミノピリジン、2,4−ジアミノピリミジン、3,6−ジアミノアクリジン、3,6−ジアミノカルバゾール、N−メチル−3,6−ジアミノカルバゾール、N−エチル−3,6−ジアミノカルバゾール、N−フェニル−3,6−ジアミノカルバゾール、N,N’−ビス(4−アミノフェニル)−ベンジジン、N,N’−ビス(4−アミノフェニル)−N,N’−ジメチルベンジジン、1,4−ビス−(4−アミノフェニル)−ピペラジン、3,5−ジアミノ安息香酸、ドデカノキシ−2,4−ジアミノベンゼン、テトラデカノキシ−2,4−ジアミノベンゼン、ペンタデカノキシ−2,4−ジアミノベンゼン、ヘキサデカノキシ−2,4−ジアミノベンゼン、オクタデカノキシ−2,4−ジアミノベンゼン、ドデカノキシ−2,5−ジアミノベンゼン、テトラデカノキシ−2,5−ジアミノベンゼン、ペンタデカノキシ−2,5−ジアミノベンゼン、ヘキサデカノキシ−2,5−ジアミノベンゼン、オクタデカノキシ−2,5−ジアミノベンゼン、コレスタニルオキシ−3,5−ジアミノベンゼン、コレステニルオキシ−3,5−ジアミノベンゼン、コレスタニルオキシ−2,4−ジアミノベンゼン、コレステニルオキシ−2,4−ジアミノベンゼン、3,5−ジアミノ安息香酸コレスタニル、3,5−ジアミノ安息香酸コレステニル、3,5−ジアミノ安息香酸ラノスタニル、3,6−ビス(4−アミノベンゾイルオキシ)コレスタン、3,6−ビス(4−アミノフェノキシ)コレスタン、4−(4’−トリフルオロメトキシベンゾイロキシ)シクロヘキシル−3,5−ジアミノベンゾエート、4−(4’−トリフルオロメチルベンゾイロキシ)シクロヘキシル−3,5−ジアミノベンゾエート、1,1−ビス(4−((アミノフェニル)メチル)フェニル)−4−ブチルシクロヘキサン、1,1−ビス(4−((アミノフェニル)メチル)フェニル)−4−ヘプチルシクロヘキサン、1,1−ビス(4−((アミノフェノキシ)メチル)フェニル)−4−ヘプチルシクロヘキサン、1,1−ビス(4−((アミノフェニル)メチル)フェニル)−4−(4−ヘプチルシクロヘキシル)シクロヘキサン、2,4−ジアミノーN,N―ジアリルアニリン、4−アミノベンジルアミン、3−アミノベンジルアミン及び下記式(A−1)で表されるジアミン化合物等が挙げられる。 Examples of the aromatic diamine include p-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenyl sulfide, 1,5-diaminonaphthalene, 2,2′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl. 4,4′-diamino-2,2′-bis (trifluoromethyl) biphenyl, 2,7-diaminofluorene, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) Phenyl] propane, 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 2,2-bis (4-aminophenyl) hexafluoro Propane, 4,4 ′-(p-phenylenediisopropylidene) bisaniline, 4,4 ′-(m-pheny Diisopropylidene) bisaniline, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, 2,6-diaminopyridine, 3,4-diaminopyridine, 2,4 -Diaminopyrimidine, 3,6-diaminoacridine, 3,6-diaminocarbazole, N-methyl-3,6-diaminocarbazole, N-ethyl-3,6-diaminocarbazole, N-phenyl-3,6-diaminocarbazole N, N′-bis (4-aminophenyl) -benzidine, N, N′-bis (4-aminophenyl) -N, N′-dimethylbenzidine, 1,4-bis- (4-aminophenyl)- Piperazine, 3,5-diaminobenzoic acid, dodecanoxy-2,4-diaminobenzene, tetradecanoxy-2,4-diamy Benzene, pentadecanoxy-2,4-diaminobenzene, hexadecanoxy-2,4-diaminobenzene, octadecanoxy-2,4-diaminobenzene, dodecanoxy-2,5-diaminobenzene, tetradecanoxy-2,5-diaminobenzene, pentadecanoxy-2 , 5-diaminobenzene, hexadecanoxy-2,5-diaminobenzene, octadecanoxy-2,5-diaminobenzene, cholestanyloxy-3,5-diaminobenzene, cholestenyloxy-3,5-diaminobenzene, cholestanyloxy- 2,4-diaminobenzene, cholestenyloxy-2,4-diaminobenzene, cholestanyl 3,5-diaminobenzoate, cholestenyl 3,5-diaminobenzoate, lanostannyl 3,5-diaminobenzoate, 3,6-bi (4-aminobenzoyloxy) cholestane, 3,6-bis (4-aminophenoxy) cholestane, 4- (4′-trifluoromethoxybenzoyloxy) cyclohexyl-3,5-diaminobenzoate, 4- (4 ′ -Trifluoromethylbenzoyloxy) cyclohexyl-3,5-diaminobenzoate, 1,1-bis (4-((aminophenyl) methyl) phenyl) -4-butylcyclohexane, 1,1-bis (4-(( Aminophenyl) methyl) phenyl) -4-heptylcyclohexane, 1,1-bis (4-((aminophenoxy) methyl) phenyl) -4-heptylcyclohexane, 1,1-bis (4-((aminophenyl) methyl) ) Phenyl) -4- (4-heptylcyclohexyl) cyclohexane, 2,4-diamino-N, - diallyl aniline, 4-amino-benzylamine, 3-amino-benzylamine and the following formulas (A-1) represented by the diamine compound, and the like.
ポリアミック酸の合成反応に供されるテトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物の使用割合としては、ジアミン化合物に含まれるアミノ基1当量に対して、テトラカルボン酸二無水物の酸無水物基が0.2当量〜2当量が好ましく、0.3当量〜1.2当量がより好ましい。 The ratio of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine compound used in the polyamic acid synthesis reaction is such that the acid anhydride group of the tetracarboxylic dianhydride is 0 with respect to 1 equivalent of the amino group contained in the diamine compound. .2 equivalents to 2 equivalents are preferable, and 0.3 equivalents to 1.2 equivalents are more preferable.
合成反応は、有機溶媒中において行うことが好ましい。反応温度としては、−20℃〜150℃が好ましく、0℃〜100℃がより好ましい。反応時間としては、0.5時間〜24時間が好ましく、2時間〜12時間がより好ましい。 The synthesis reaction is preferably performed in an organic solvent. The reaction temperature is preferably −20 ° C. to 150 ° C., more preferably 0 ° C. to 100 ° C. The reaction time is preferably 0.5 hours to 24 hours, and more preferably 2 hours to 12 hours.
有機溶媒としては、合成されるポリアミック酸を溶解できるものであれば特に制限はなく、例えばN−メチル−2−ピロリドン(NMP)、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルイミダゾリジノン、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、テトラメチル尿素、ヘキサメチルホスホルトリアミド等の非プロトン系極性溶媒;m−クレゾール、キシレノール、フェノール、ハロゲン化フェノール等のフェノール系溶媒が挙げられる。 The organic solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the synthesized polyamic acid. For example, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, N, Aprotic polar solvents such as N-dimethylimidazolidinone, dimethyl sulfoxide, γ-butyrolactone, tetramethylurea and hexamethylphosphortriamide; and phenolic solvents such as m-cresol, xylenol, phenol and halogenated phenol .
有機溶媒の使用量(a)としては、テトラカルボン酸二無水物及びジアミン化合物の総量(b)と有機溶媒の使用量(a)の合計(a+b)に対して、0.1質量%〜50質量%が好ましく、5質量%〜30質量%がより好ましい。 The amount of the organic solvent used (a) is 0.1% by mass to 50% with respect to the total amount (a + b) of the total amount (b) of the tetracarboxylic dianhydride and diamine compound and the amount of organic solvent used (a) % By mass is preferable, and 5% by mass to 30% by mass is more preferable.
反応後に得られるポリアミック酸溶液は、そのまま液晶配向剤の調製に供してもよく、反応溶液中に含まれるポリアミック酸を単離した上で液晶配向剤の調製に供してもよく、単離したポリアミック酸を精製した上で液晶配向剤の調製に供してもよい。ポリアミック酸の単離方法としては、例えば反応溶液を大量の貧溶媒中に注いで得られる析出物を減圧下乾燥する方法、反応溶液をエバポレーターで減圧留去する方法等が挙げられる。ポリアミック酸の精製方法としては、単離したポリアミック酸を再び有機溶媒に溶解し、貧溶媒で析出させる方法、エバポレーターで有機溶媒等を減圧留去する工程を1回若しくは複数回行う方法が挙げられる。 The polyamic acid solution obtained after the reaction may be used as it is for the preparation of the liquid crystal aligning agent, or may be used for the preparation of the liquid crystal aligning agent after isolating the polyamic acid contained in the reaction solution. You may use for preparation of a liquid crystal aligning agent, after refine | purifying an acid. Examples of the method for isolating the polyamic acid include a method of pouring a reaction solution into a large amount of a poor solvent and drying a precipitate obtained under reduced pressure, and a method of distilling the reaction solution under reduced pressure using an evaporator. Examples of the method for purifying the polyamic acid include a method in which the isolated polyamic acid is dissolved again in an organic solvent and precipitated with a poor solvent, and a method in which the step of distilling off the organic solvent or the like with an evaporator is performed once or a plurality of times. .
[ポリイミド]
ポリイミドは、上記ポリアミック酸の有するアミック酸構造を脱水閉環してイミド化することにより製造できる。ポリイミドは、その前駆体であるポリアミック酸が有しているアミック酸構造の全てを脱水閉環した完全イミド化物であってもよく、アミック酸構造の一部のみを脱水閉環し、アミック酸構造とイミド環構造とが併存している部分イミド化物であってもよい。
[Polyimide]
The polyimide can be produced by dehydrating and ring-closing the amic acid structure of the polyamic acid to imidize it. The polyimide may be a completely imidized product in which all of the amic acid structure of the precursor polyamic acid has been dehydrated and cyclized, and only a part of the amic acid structure may be dehydrated and cyclized to form an amic acid structure and an imide. It may be a partially imidized product in which a ring structure coexists.
ポリイミドの合成方法としては、例えば(i)ポリアミック酸を加熱する方法(以下、「方法(i)」と称することがある)、(ii)ポリアミック酸を有機溶媒に溶解し、この溶液中に脱水剤及び脱水閉環触媒を添加し、必要に応じて加熱する方法(以下、「方法(ii)」と称することがある)等のポリアミック酸の脱水閉環反応による方法が挙げられる。 As a method for synthesizing polyimide, for example, (i) a method of heating polyamic acid (hereinafter sometimes referred to as “method (i)”), (ii) polyamic acid is dissolved in an organic solvent, and dehydration is performed in this solution. Examples thereof include a method based on a dehydration ring-closing reaction of a polyamic acid, such as a method in which an agent and a dehydration ring-closing catalyst are added and heated as necessary (hereinafter sometimes referred to as “method (ii)”).
方法(i)における反応温度としては、50℃〜200℃が好ましく、60℃〜170℃がより好ましい。反応温度が50℃未満では、脱水閉環反応が十分に進行せず、反応温度が200℃を超えると得られるポリイミドの分子量が低下することがある。反応時間としては、0.5時間〜48時間が好ましく、2時間〜20時間がより好ましい。 As reaction temperature in method (i), 50 to 200 degreeC is preferable and 60 to 170 degreeC is more preferable. When the reaction temperature is less than 50 ° C., the dehydration ring-closing reaction does not proceed sufficiently, and when the reaction temperature exceeds 200 ° C., the molecular weight of the resulting polyimide may decrease. The reaction time is preferably 0.5 hours to 48 hours, and more preferably 2 hours to 20 hours.
方法(i)において得られるポリイミドはそのまま液晶配向剤の調製に供してもよく、ポリイミドを単離した上で液晶配向剤の調製に供してもよく又は単離したポリイミドを精製した上で又は得られるポリイミドを精製した上で液晶配向剤の調製に供してもよい。 The polyimide obtained in the method (i) may be used for the preparation of the liquid crystal aligning agent as it is, may be used for the preparation of the liquid crystal aligning agent after isolating the polyimide, or may be obtained after purifying the isolated polyimide. You may use for the preparation of a liquid crystal aligning agent, after purifying the polyimide obtained.
方法(ii)における脱水剤としては、例えば無水酢酸、無水プロピオン酸、無水トリフルオロ酢酸等の酸無水物が挙げられる。 Examples of the dehydrating agent in the method (ii) include acid anhydrides such as acetic anhydride, propionic anhydride, and trifluoroacetic anhydride.
脱水剤の使用量としては、所望のイミド化率により適宜選択されるが、ポリアミック酸のアミック酸構造1モルに対して0.01モル〜20モルが好ましい。 Although the usage-amount of a dehydrating agent is suitably selected by the desired imidation rate, 0.01 mol-20 mol are preferable with respect to 1 mol of amic acid structures of a polyamic acid.
方法(ii)における脱水閉環触媒としては、例えばピリジン、コリジン、ルチジン、トリエチルアミン等が挙げられる。 Examples of the dehydration ring closure catalyst in the method (ii) include pyridine, collidine, lutidine, triethylamine and the like.
脱水閉環触媒の使用量としては、含有する脱水剤1モルに対して0.01モル〜10モルが好ましい。なお、イミド化率は上記脱水剤及び脱水閉環剤の含有量が多いほど高くできる。 The amount of the dehydration ring closure catalyst used is preferably 0.01 mol to 10 mol with respect to 1 mol of the dehydrating agent contained. In addition, the imidation rate can be increased as the content of the dehydrating agent and the dehydrating ring-closing agent is increased.
方法(ii)に用いられる有機溶媒としては、例えばポリアミック酸の合成に用いられるものとして例示した有機溶媒と同様の有機溶媒等が挙げられる。 Examples of the organic solvent used in the method (ii) include organic solvents similar to those exemplified as those used for the synthesis of polyamic acid.
方法(ii)における反応温度としては、0℃〜180℃が好ましく、10℃〜150℃がより好ましい。反応時間としては、0.5時間〜20時間が好ましく、1時間〜8時間がより好ましい。反応条件を上記範囲とすることで、脱水閉環反応が十分に進行し、また、得られるポリイミドの分子量を適切なものとできる。 The reaction temperature in method (ii) is preferably 0 ° C to 180 ° C, more preferably 10 ° C to 150 ° C. The reaction time is preferably 0.5 hour to 20 hours, and more preferably 1 hour to 8 hours. By setting the reaction conditions in the above range, the dehydration ring-closing reaction proceeds sufficiently, and the molecular weight of the resulting polyimide can be made appropriate.
方法(ii)においてはポリイミドを含有する反応溶液が得られる。この反応溶液をそのまま液晶配向剤の調製に供してもよく、反応溶液から脱水剤及び脱水閉環触媒を除いたうえで液晶配向剤の調製に供してもよく、ポリイミドを単離した上で液晶配向剤の調製に供してもよく又は単離したポリイミドを精製した上で液晶配向剤の調製に供してもよい。反応溶液から脱水剤及び脱水閉環触媒を除く方法としては、例えば溶媒置換の方法等が挙げられる。ポリイミドの単離方法及び精製方法としては、例えばポリアミック酸の単離方法及び精製方法として例示したものと同様の方法等が挙げられる。 In the method (ii), a reaction solution containing polyimide is obtained. This reaction solution may be used as it is for the preparation of the liquid crystal aligning agent, or after removing the dehydrating agent and the dehydrating ring-closing catalyst from the reaction solution, it may be used for the preparation of the liquid crystal aligning agent. You may use for preparation of an agent, or you may use for preparation of a liquid crystal aligning agent, after purifying the isolated polyimide. Examples of a method for removing the dehydrating agent and the dehydrating ring-closing catalyst from the reaction solution include a solvent replacement method. Examples of the polyimide isolation method and purification method include the same methods as those exemplified as the polyamic acid isolation method and purification method.
[エチレン性不飽和化合物重合体]
[B]他の重合体としてのエチレン性不飽和化合物重合体は、公知のエチレン性不飽和化合物を公知の方法で重合させることにより得られる。例えば、(a)エポキシ基含有エチレン性不飽和化合物(以下、「(a)不飽和化合物」と称することがある)と(b1)エチレン性不飽和カルボン酸及び/又は重合性不飽和多価カルボン酸無水物(以下、「(b1)不飽和化合物」と称することがある)と(a)不飽和化合物及び(b1)不飽和化合物以外の重合性不飽和化合物(以下、「(b2)不飽和化合物」と称することがある)との共重合体(以下、「(A1)共重合体」と称することがある)とを重合することで得られる。
[Ethylenically unsaturated compound polymer]
[B] The ethylenically unsaturated compound polymer as the other polymer is obtained by polymerizing a known ethylenically unsaturated compound by a known method. For example, (a) an epoxy group-containing ethylenically unsaturated compound (hereinafter sometimes referred to as “(a) unsaturated compound”) and (b1) an ethylenically unsaturated carboxylic acid and / or a polymerizable unsaturated polyvalent carboxylic acid. An acid anhydride (hereinafter sometimes referred to as “(b1) unsaturated compound”), a polymerizable unsaturated compound other than (a) unsaturated compound and (b1) unsaturated compound (hereinafter referred to as “(b2) unsaturated”) It is obtained by polymerizing a copolymer (hereinafter sometimes referred to as “(A1) copolymer”).
(a)不飽和化合物としては、例えば(メタ)アクリル酸グリシジル、α−エチルアクリル酸グリシジル、α−n−プロピルアクリル酸グリシジル、α−n−ブチルアクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸3,4−エポキシブチル、α−エチルアクリル酸3,4−エポキシブチル、(メタ)アクリル酸6,7−エポキシヘプチル、α−エチルアクリル酸6,7−エポキシヘプチル等が挙げられる。
(A) As unsaturated compounds, for example, glycidyl (meth) acrylate, glycidyl α-ethyl acrylate, glycidyl α-n-propyl acrylate, glycidyl α-n-butyl acrylate, (meth)
(b1)不飽和化合物としては、例えば
(メタ)アクリル酸、クロトン酸、α−エチルアクリル酸、α−n−プロピルアクリル酸、α−n−ブチルアクリル酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸等の不飽和カルボン酸類;
無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、シス−1,2,3,4−テトラヒドロフタル酸無水物等の不飽和多価カルボン酸無水物類等が挙げられる。
(B1) Examples of unsaturated compounds include (meth) acrylic acid, crotonic acid, α-ethylacrylic acid, α-n-propylacrylic acid, α-n-butylacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, Unsaturated carboxylic acids such as mesaconic acid and itaconic acid;
Examples thereof include unsaturated polycarboxylic anhydrides such as maleic anhydride, itaconic anhydride, citraconic anhydride, and cis-1,2,3,4-tetrahydrophthalic anhydride.
(b2)不飽和化合物としては、例えば
(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル等の(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル類;
(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸i−プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸i−ブチル、(メタ)アクリル酸sec−ブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル類;
(メタ)アクリル酸シクロペンチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸2−メチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イル(以下、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルを「ジシクロペンタニル」という。)、(メタ)アクリル酸2−ジシクロペンタニルオキシエチル、(メタ)アクリル酸イソボロニル等の(メタ)アクリル酸脂環式エステル類;
(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ベンジル等の(メタ)アクリル酸アリールエステル類;
マレイン酸ジエチル、フマル酸ジエチル、イタコン酸ジエチル等の不飽和ジカルボン酸ジエステル類;
N−フェニルマレイミド、N−ベンジルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−スクシンイミジル−3−マレイミドベンゾエート、N−スクシンイミジル−4−マレイミドブチレート、N−スクシンイミジル−6−マレイミドカプロエート、N−スクシンイミジル−3−マレイミドプロピオネート、N−(9−アクリジル)マレイミド等の不飽和ジカルボニルイミド誘導体;
(メタ)アクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル、シアン化ビニリデン等のシアン化ビニル化合物;
(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド等の不飽和アミド化合物;
スチレン、α−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、ビニルトルエン、p−メトキシスチレン等の芳香族ビニル化合物;
インデン、1−メチルインデン等のインデン誘導体類;
1,3−ブタジエン、イソプレン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン等の共役ジエン系化合物の他、塩化ビニル、塩化ビニリデン、酢酸ビニル等が挙げられる。
Examples of (b2) unsaturated compounds include (meth) acrylic acid hydroxyalkyl esters such as (meth) acrylic acid 2-hydroxyethyl and (meth) acrylic acid 2-hydroxypropyl;
Methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, i-propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, i-butyl (meth) acrylate, (Meth) acrylic acid alkyl esters such as sec-butyl (meth) acrylate and t-butyl (meth) acrylate;
(Meth) acrylic acid cyclopentyl, (meth) acrylic acid cyclohexyl, (meth) acrylic acid 2-methylcyclohexyl, (meth) acrylic acid tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl (hereinafter, Tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl is referred to as “dicyclopentanyl”), 2-dicyclopentanyloxyethyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, etc. (Meth) acrylic acid alicyclic esters of
(Meth) acrylic acid aryl esters such as phenyl (meth) acrylate and benzyl (meth) acrylate;
Unsaturated dicarboxylic acid diesters such as diethyl maleate, diethyl fumarate, diethyl itaconate;
N-phenylmaleimide, N-benzylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide, N-succinimidyl-3-maleimidobenzoate, N-succinimidyl-4-maleimidobutyrate, N-succinimidyl-6-maleimidocaproate, N-succinimidyl-3 -Unsaturated dicarbonylimide derivatives such as maleimide propionate, N- (9-acridyl) maleimide;
Vinyl cyanide compounds such as (meth) acrylonitrile, α-chloroacrylonitrile, vinylidene cyanide;
Unsaturated amide compounds such as (meth) acrylamide and N, N-dimethyl (meth) acrylamide;
Aromatic vinyl compounds such as styrene, α-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, vinyltoluene, p-methoxystyrene;
Indene derivatives such as indene and 1-methylindene;
In addition to conjugated diene compounds such as 1,3-butadiene, isoprene, and 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl acetate, and the like can be given.
(A1)共重合体において、(a)不飽和化合物に由来する構造単位の含有率としては、全構造単位に対して、10質量%〜70質量%が好ましく、20質量%〜60質量%がより好ましく、(b1)不飽和化合物に由来する構造単位の合計含有率としては、全構造単位に対して、5質量%〜40質量%が好ましく、10質量%〜30質量%がより好ましく、(b2)不飽和化合物に由来する構造単位の含有率としては、全構造単位に対して、10質量%〜70質量%が好ましく、20質量%〜50質量%がより好ましい。 (A1) In the copolymer, the content of the structural unit derived from the unsaturated compound (a) is preferably 10% by mass to 70% by mass, and 20% by mass to 60% by mass with respect to all the structural units. More preferably, (b1) The total content of the structural units derived from the unsaturated compound is preferably 5% by mass to 40% by mass, more preferably 10% by mass to 30% by mass with respect to all the structural units. b2) As a content rate of the structural unit derived from an unsaturated compound, 10 mass%-70 mass% are preferable with respect to all the structural units, and 20 mass%-50 mass% are more preferable.
(A1)共重合体は、各不飽和化合物を、適当な溶媒及び重合開始剤の存在下、例えばラジカル重合によって合成することができる。有機溶媒としては、例えばポリアミック酸の合成に用いられるものとして例示した有機溶媒と同様の有機溶媒等が挙げられる。 (A1) A copolymer can synthesize | combine each unsaturated compound by radical polymerization in presence of a suitable solvent and a polymerization initiator, for example. As an organic solvent, the organic solvent similar to the organic solvent illustrated as what is used for the synthesis | combination of a polyamic acid, etc. are mentioned, for example.
重合開始剤としては、例えば
2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス−(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ化合物;
ベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、t−ブチルペルオキシピバレート、1,1’−ビス−(t−ブチルペルオキシ)シクロヘキサン等の有機過酸化物;
過酸化水素;
これらの過酸化物と還元剤とからなるレドックス型開始剤等が挙げられる。これらの重合開始剤は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
Examples of the polymerization initiator include 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis- (4-methoxy-2, Azo compounds such as 4-dimethylvaleronitrile);
Organic peroxides such as benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, t-butylperoxypivalate, 1,1′-bis- (t-butylperoxy) cyclohexane;
hydrogen peroxide;
Examples thereof include a redox initiator composed of these peroxides and a reducing agent. These polymerization initiators can be used alone or in admixture of two or more.
[光配向性基を有さないポリオルガノシロキサン]
上記液晶配向剤は、[A]光配向性ポリオルガノシロキサン以外にも[B]他の重合体としての光配向性基を有さないポリオルガノシロキサンをさらに含有していてもよい。光配向性基を有さないポリオルガノシロキサンとしては、下記式(5)で表される構造単位を有するポリオルガノシロキサン、その加水分解物及び加水分解物の縮合物よりなる群から選択される少なくとも1種が好ましい。なお、上記液晶配向剤が光配向性基を有さないポリオルガノシロキサンを含む場合、光配向性基を有さないポリオルガノシロキサンの大部分は、[A]光配向性ポリオルガノシロキサンとは独立して存在していればその一部は[A]光配向性ポリオルガノシロキサンとの縮合物として存在していても良い。
[Polyorganosiloxane having no photo-alignment group]
The liquid crystal aligning agent may further contain [B] a polyorganosiloxane having no photoalignable group as another polymer, in addition to [A] photoalignable polyorganosiloxane. The polyorganosiloxane having no photo-alignment group is at least selected from the group consisting of a polyorganosiloxane having a structural unit represented by the following formula (5), a hydrolyzate thereof, and a condensate of the hydrolyzate. One is preferred. In addition, when the said liquid crystal aligning agent contains the polyorganosiloxane which does not have a photo-alignment group, most of the polyorganosiloxane which does not have a photo-alignment group is independent of [A] photo-alignment polyorganosiloxane. A part thereof may exist as a condensate with [A] photoalignable polyorganosiloxane.
上記式(5)中、X2は水酸基、ハロゲン原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基又は炭素数6〜20のアリール基である。Y2は水酸基又は炭素数1〜10のアルコキシ基である。 In the above formula (5), X 2 is a hydroxyl group, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms having 1 to 6 carbon atoms. Y 2 is a hydroxyl group or an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms.
炭素数1〜20のアルキル基としては、例えば直鎖状又は分岐状の、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ラウリル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、エイコシル基等が挙げられる。 As the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, for example, linear or branched, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, Examples include lauryl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, nonadecyl group, and eicosyl group.
炭素数1〜6のアルコキシ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基等が挙げられる。 Examples of the alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an isopropoxy group, an n-butoxy group, and an isobutoxy group.
炭素数6〜20のアリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。 Examples of the aryl group having 6 to 20 carbon atoms include a phenyl group and a naphthyl group.
光配向性基を有さないポリオルガノシロキサンは、例えばアルコキシシラン化合物及びハロゲン化シラン化合物からなる群より選択される少なくとも1種のシラン化合物(以下、「原料シラン化合物」と称することがある)を、好ましくは適当な有機溶媒中で、水及び触媒の存在下において加水分解又は加水分解・縮合することにより合成できる。 The polyorganosiloxane having no photo-alignment group is, for example, at least one silane compound selected from the group consisting of an alkoxysilane compound and a halogenated silane compound (hereinafter sometimes referred to as “raw material silane compound”). Preferably, it can be synthesized by hydrolysis or hydrolysis / condensation in a suitable organic solvent in the presence of water and a catalyst.
原料シラン化合物としては、例えば
テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ−iso−プロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシラン、テトラ−sec−ブトキシシラン、テトラ−tert−ブトキシシラン、テトラクロロシラン等;
メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリ−n−プロポキシシラン、メチルトリ−iso−プロポキシシラン、メチルトリ−n−ブトキシシラン、メチルトリ−sec−ブトキシシラン、メチルトリ−tert−ブトキシシラン、メチルトリフェノキシシラン、メチルトリクロロシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリ−n−プロポキシシラン、エチルトリ−iso−プロポキシシラン、エチルトリ−n−ブトキシシラン、エチルトリ−sec−ブトキシシラン、エチルトリ−tert−ブトキシシラン、エチルトリクロロシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリクロロシラン等;
ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジクロロシラン等;
トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリメチルクロロシラン等が挙げられる。
Examples of the raw material silane compound include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetra-iso-propoxysilane, tetra-n-butoxysilane, tetra-sec-butoxysilane, tetra-tert-butoxysilane, tetra Chlorosilane, etc .;
Methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltri-n-propoxysilane, methyltri-iso-propoxysilane, methyltri-n-butoxysilane, methyltri-sec-butoxysilane, methyltri-tert-butoxysilane, methyltriphenoxysilane, Methyltrichlorosilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, ethyltri-n-propoxysilane, ethyltri-iso-propoxysilane, ethyltri-n-butoxysilane, ethyltri-sec-butoxysilane, ethyltri-tert-butoxysilane, ethyl Trichlorosilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyltrichlorosilane, etc .;
Dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, dimethyldichlorosilane, etc .;
Examples include trimethylmethoxysilane, trimethylethoxysilane, and trimethylchlorosilane.
これらのうち、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン又はトリメチルエトキシシランが好ましい。 Of these, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, trimethylmethoxysilane or trimethylethoxysilane are preferred. .
光配向性基を有さないポリオルガノシロキサンを合成する際に、任意的に使用できる有機溶媒としては、例えば、アルコール化合物、ケトン化合物、アミド化合物、エステル化合物又はその他の非プロトン性化合物が挙げられる。これらは単独で又は2種以上組合せて使用できる。 Examples of organic solvents that can optionally be used when synthesizing a polyorganosiloxane having no photo-alignment group include alcohol compounds, ketone compounds, amide compounds, ester compounds, and other aprotic compounds. . These can be used alone or in combination of two or more.
光配向性基を有さないポリオルガノシロキサンの合成に際して使用する水の量としては、原料シラン化合物の有するアルコキシ基及びハロゲン原子の合計1モルに対して、0.01モル〜100モルが好ましく、0.1モル〜30モルがより好ましく、1モル〜1.5モルが特に好ましい。 The amount of water used in the synthesis of the polyorganosiloxane having no photo-alignment group is preferably 0.01 mol to 100 mol with respect to a total of 1 mol of alkoxy groups and halogen atoms of the raw material silane compound, 0.1 mol-30 mol is more preferable, and 1 mol-1.5 mol is especially preferable.
光配向性基を有さないポリオルガノシロキサンの合成に際して使用できる触媒としては、例えば金属キレート化合物、有機酸、無機酸、有機塩基、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、アンモニア等が挙げられる。これらは単独で又は2種以上組合せて使用できる。 Examples of the catalyst that can be used in the synthesis of the polyorganosiloxane having no photo-alignment group include metal chelate compounds, organic acids, inorganic acids, organic bases, alkali metal compounds, alkaline earth metal compounds, and ammonia. These can be used alone or in combination of two or more.
触媒の使用量としては、原料シラン化合物100質量部に対して0.001質量部〜10質量部が好ましく、0.001質量部〜1質量部がより好ましい。 As a usage-amount of a catalyst, 0.001 mass part-10 mass parts are preferable with respect to 100 mass parts of raw material silane compounds, and 0.001 mass part-1 mass part are more preferable.
光配向性基を有さないポリオルガノシロキサンの合成に際して添加される水は、原料であるシラン化合物中又はシラン化合物を有機溶媒に溶解した溶液中に、断続的又は連続的に添加できる。触媒は、原料であるシラン化合物中又はシラン化合物を有機溶媒に溶解した溶液中に予め添加しておいてもよく、添加される水中に溶解又は分散させておいてもよい。 Water added in the synthesis of the polyorganosiloxane having no photo-alignment group can be added intermittently or continuously in the raw material silane compound or in a solution obtained by dissolving the silane compound in an organic solvent. The catalyst may be added in advance to a raw material silane compound or a solution in which the silane compound is dissolved in an organic solvent, or may be dissolved or dispersed in the added water.
光配向性基を有さないポリオルガノシロキサンの合成の際の反応温度としては、0℃〜100℃が好ましく、15℃〜80℃がより好ましい。反応時間としては、0.5時間〜24時間が好ましく、1時間〜8時間がより好ましい。 The reaction temperature in the synthesis of the polyorganosiloxane having no photo-alignment group is preferably 0 ° C to 100 ° C, more preferably 15 ° C to 80 ° C. The reaction time is preferably 0.5 to 24 hours, and more preferably 1 to 8 hours.
上記液晶配向剤が、[B]他の重合体を含有する場合、[B]他の重合体の含有割合としては、[B]他の重合体の種類により異なるが、[A]光配向性ポリオルガノシロキサン100質量部に対して10,000質量部以下が好ましい。 When the liquid crystal aligning agent contains [B] other polymer, the content ratio of [B] other polymer varies depending on the type of [B] other polymer, but [A] photo-alignment property. The amount is preferably 10,000 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polyorganosiloxane.
<[C]エステル構造含有化合物>
上記液晶配向剤は[C]エステル構造含有化合物を含むことにより、耐熱性等に優れる液晶配向膜を形成し得る。
<[C] Ester structure-containing compound>
By including the [C] ester structure-containing compound, the liquid crystal aligning agent can form a liquid crystal aligning film having excellent heat resistance and the like.
[C]エステル構造含有化合物は、分子内にカルボン酸のアセタールエステル構造、カルボン酸のケタールエステル構造、カルボン酸の1−アルキルシクロアルキルエステル構造及びカルボン酸のt−ブチルエステル構造からなる群より選択される少なくとも1種の構造を2個以上有する化合物である。[C]エステル構造含有化合物は、これらの構造のうちの同じ種類の構造を2個以上有する化合物であってもよく、これらの構造のうちの異なる種類の構造を合わせて2個以上有する化合物であってもよい。上記カルボン酸のアセタールエステル構造を含む基としては、下記式(C−1)及び式(C−2)で表される基が挙げられる。 [C] The ester structure-containing compound is selected from the group consisting of an acetal ester structure of a carboxylic acid, a ketal ester structure of a carboxylic acid, a 1-alkylcycloalkyl ester structure of a carboxylic acid, and a t-butyl ester structure of a carboxylic acid in the molecule. It is a compound having two or more of at least one kind of structure. [C] The ester structure-containing compound may be a compound having two or more of the same kind of structures among these structures, or a compound having two or more of the different kinds of structures among these structures. There may be. Examples of the group containing an acetal ester structure of the carboxylic acid include groups represented by the following formulas (C-1) and (C-2).
式(C−2)中、n1は2〜10の整数である。)
In formula (C-2), n1 is an integer of 2-10. )
上記式(C−1)におけるR13において、炭素数1〜20のアルキル基としてはメチル基が好ましく、炭素数3〜10の脂環式基としてはシクロヘキシル基が好ましく、炭素数6〜10のアリール基としてはフェニル基が好ましく、炭素数7〜10のアラルキル基としてはベンジル基が好ましい。R14の炭素数1〜20のアルキル基としては炭素数1〜6のアルキル基が好ましく、炭素数3〜10の脂環式基としては炭素数6〜10の脂環式基が好ましく、炭素数6〜10のアリール基としてはフェニル基が好ましく、炭素数7〜10のアラルキル基としてはベンジル基又は2−フェニルエチル基が好ましい。式(C−2)におけるn1としては、3又は4が好ましい。 In R 13 in the above formula (C-1), the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms is preferably a methyl group, the alicyclic group having 3 to 10 carbon atoms is preferably a cyclohexyl group, and the carbon group having 6 to 10 carbon atoms. The aryl group is preferably a phenyl group, and the aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms is preferably a benzyl group. The alkyl group having 1 to 20 carbon atoms of R 14 is preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and the alicyclic group having 3 to 10 carbon atoms is preferably an alicyclic group having 6 to 10 carbon atoms. The aryl group having 6 to 10 carbon atoms is preferably a phenyl group, and the aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms is preferably a benzyl group or a 2-phenylethyl group. As n1 in Formula (C-2), 3 or 4 is preferable.
上記式(C−1)で表される基としては、例えば1−メトキシエトキシカルボニル基、1−エトキシエトキシカルボニル基、1−n−プロポキシエトキシカルボニル基、1−n−ブトキシエトキシカルボニル基、1−i−ブトキシエトキシカルボニル基、1−sec−ブトキシエトキシカルボニル基、1−t−ブトキシエトキシカルボニル基、1−シクロヘキシルオキシエトキシカルボニル基、1−ノルボルニルオキシエトキシカルボニル基、1−フェノキシエトキシカルボニル基、(シクロヘキシル)(メトキシ)メトキシカルボニル基、(シクロヘキシル)(シクロヘキシルオキシ)メトキシカルボニル基、(シクロヘキシル)(フェノキシ)メトキシカルボニル基、(シクロヘキシル)(ベンジルオキシ)メトキシカルボニル基、(フェニル)(メトキシ)メトキシカルボニル基、(フェニル)(シクロヘキシルオキシ)メトキシカルボニル基、(フェニル)(フェノキシ)メトキシカルボニル基、(フェニル)(ベンジルオキシ)メトキシカルボニル基、(ベンジル)(メトキシ)メトキシカルボニル基、(ベンジル)(シクロヘキシルオキシ)メトキシカルボニル基、(ベンジル)(フェノキシ)メトキシカルボニル基、(ベンジル)(ベンジルオキシ)メトキシカルボニル基等が挙げられる。 Examples of the group represented by the formula (C-1) include 1-methoxyethoxycarbonyl group, 1-ethoxyethoxycarbonyl group, 1-n-propoxyethoxycarbonyl group, 1-n-butoxyethoxycarbonyl group, 1- i-butoxyethoxycarbonyl group, 1-sec-butoxyethoxycarbonyl group, 1-t-butoxyethoxycarbonyl group, 1-cyclohexyloxyethoxycarbonyl group, 1-norbornyloxyethoxycarbonyl group, 1-phenoxyethoxycarbonyl group, (Cyclohexyl) (methoxy) methoxycarbonyl group, (cyclohexyl) (cyclohexyloxy) methoxycarbonyl group, (cyclohexyl) (phenoxy) methoxycarbonyl group, (cyclohexyl) (benzyloxy) methoxycarbonyl group, Nyl) (methoxy) methoxycarbonyl group, (phenyl) (cyclohexyloxy) methoxycarbonyl group, (phenyl) (phenoxy) methoxycarbonyl group, (phenyl) (benzyloxy) methoxycarbonyl group, (benzyl) (methoxy) methoxycarbonyl group , (Benzyl) (cyclohexyloxy) methoxycarbonyl group, (benzyl) (phenoxy) methoxycarbonyl group, (benzyl) (benzyloxy) methoxycarbonyl group and the like.
上記式(C−2)で表される基としては、例えば2−テトラヒドロフラニルオキシカルボニル基、2−テトラヒドロピラニルオキシカルボニル基等が挙げられる。 Examples of the group represented by the formula (C-2) include a 2-tetrahydrofuranyloxycarbonyl group and a 2-tetrahydropyranyloxycarbonyl group.
これらのうち、1−エトキシエトキシカルボニル基、1−n−プロポキシエトキシカルボニル基、1−シクロヘキシルオキシエトキシカルボニル基、2−テトラヒドロフラニルオキシカルボニル基、2−テトラヒドロピラニルオキシカルボニル基が好ましい。 Of these, 1-ethoxyethoxycarbonyl group, 1-n-propoxyethoxycarbonyl group, 1-cyclohexyloxyethoxycarbonyl group, 2-tetrahydrofuranyloxycarbonyl group, 2-tetrahydropyranyloxycarbonyl group are preferable.
上記カルボン酸のケタールエステル構造を含む基としては、例えば下記式(C−3)〜(C−5)で表される基が挙げられる。 Examples of the group containing the ketal ester structure of the carboxylic acid include groups represented by the following formulas (C-3) to (C-5).
式(C−4)中、R18は炭素数1〜12のアルキル基である。n2は2〜8の整数である
式(C−5)中、R19は炭素数1〜12のアルキル基である。n3は2〜8の整数である。)
上記式(C−3)におけるR15の炭素数1〜12のアルキル基としてはメチル基が好ましく、R16における炭素数1〜12のアルキル基としてはメチル基が好ましく、炭素数3〜20の脂環式基としてはシクロヘキシル基が好ましく、炭素数6〜20のアリール基としてはフェニル基が好ましく、炭素数7〜20のアラルキル基としてはベンジル基が好ましい。R17における炭素数7〜20のアルキル基としては炭素数1〜6のアルキル基が好ましい。炭素数3〜20の脂環式基としては炭素数6〜10の脂環式基が好ましい。炭素数6〜20のアリール基としてはフェニル基が好ましい。炭素数7〜20のアラルキル基としてはベンジル基又は2−フェニルエチル基が好ましい。式(C−4)におけるR18の炭素数1〜12のアルキル基としてはメチル基が好ましい。n2としては3又は4が好ましい。式(C−5)におけるR19の炭素数1〜12のアルキル基としてはメチル基が好ましい。n3としては3又は4が好ましい。 In the above formula (C-3), the alkyl group having 1 to 12 carbon atoms of R 15 is preferably a methyl group, the alkyl group having 1 to 12 carbon atoms in R 16 is preferably a methyl group, and having 3 to 20 carbon atoms. The alicyclic group is preferably a cyclohexyl group, the aryl group having 6 to 20 carbon atoms is preferably a phenyl group, and the aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms is preferably a benzyl group. The alkyl group having 7 to 20 carbon atoms in R 17 is preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. The alicyclic group having 3 to 20 carbon atoms is preferably an alicyclic group having 6 to 10 carbon atoms. The aryl group having 6 to 20 carbon atoms is preferably a phenyl group. The aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms is preferably a benzyl group or a 2-phenylethyl group. As the alkyl group having 1 to 12 carbon atoms of R 18 in the formula (C-4), a methyl group is preferable. n2 is preferably 3 or 4. As the alkyl group having 1 to 12 carbon atoms of R 19 in the formula (C-5), a methyl group is preferable. n3 is preferably 3 or 4.
上記式(C−3)で表される基としては、例えば1−メチル−1−メトキシエトキシカルボニル基、1−メチル−1−n−プロポキシエトキシカルボニル基、1−メチル−1−n−ブトキシエトキシカルボニル基、1−メチル−1−i−ブトキシエトキシカルボニル基、1−メチル−1−sec−ブトキシエトキシカルボニル基、1−メチル−1−t−ブトキシエトキシカルボニル基、1−メチル−1−シクロヘキシルオキシエトキシカルボニル基、1−メチル−1−ノルボルニルオキシエトキシカルボニル基、1−メチル−1−フェノキシエトキシカルボニル基、1−メチル−1−ベンジルオキシエトキシカルボニル基、1−メチル−1−フェネチルオキシエトキシカルボニル基、1−シクロヘキシル−1−メトキシエトキシカルボニル基、1−シクロヘキシル−1−シクロヘキシルオキシエトキシカルボニル基、1−シクロヘキシル−1−フェノキシエトキシカルボニル基、1−フェニル−1−メトキシエトキシカルボニル基、1−フェニル−1−エトキシエトキシカルボニル基、1−フェニル−1−フェノキシエトキシカルボニル基、1−フェニル−1−ベンジルオキシエトキシカルボニル基、1−ベンジル−1−メトキシエトキシカルボニル基、1−ベンジル−1−シクロヘキシルオキシエトキシカルボニル基、1−ベンジル−1−フェノキシエトキシカルボニル基、1−ベンジル−1−ベンジルオキシエトキシカルボニル基等が挙げられる。 Examples of the group represented by the formula (C-3) include 1-methyl-1-methoxyethoxycarbonyl group, 1-methyl-1-n-propoxyethoxycarbonyl group, 1-methyl-1-n-butoxyethoxy. Carbonyl group, 1-methyl-1-i-butoxyethoxycarbonyl group, 1-methyl-1-sec-butoxyethoxycarbonyl group, 1-methyl-1-t-butoxyethoxycarbonyl group, 1-methyl-1-cyclohexyloxy Ethoxycarbonyl group, 1-methyl-1-norbornyloxyethoxycarbonyl group, 1-methyl-1-phenoxyethoxycarbonyl group, 1-methyl-1-benzyloxyethoxycarbonyl group, 1-methyl-1-phenethyloxyethoxy Carbonyl group, 1-cyclohexyl-1-methoxyethoxycarbonyl group 1-cyclohexyl-1-cyclohexyloxyethoxycarbonyl group, 1-cyclohexyl-1-phenoxyethoxycarbonyl group, 1-phenyl-1-methoxyethoxycarbonyl group, 1-phenyl-1-ethoxyethoxycarbonyl group, 1-phenyl-1 -Phenoxyethoxycarbonyl group, 1-phenyl-1-benzyloxyethoxycarbonyl group, 1-benzyl-1-methoxyethoxycarbonyl group, 1-benzyl-1-cyclohexyloxyethoxycarbonyl group, 1-benzyl-1-phenoxyethoxycarbonyl Group, 1-benzyl-1-benzyloxyethoxycarbonyl group and the like.
上記式(C−4)で表される基としては、例えば2−(2−メチルテトラヒドロフラニル)オキシカルボニル基、2−(2−メチルテトラヒドロピラニル)オキシカルボニル基等が挙げられる。 Examples of the group represented by the formula (C-4) include a 2- (2-methyltetrahydrofuranyl) oxycarbonyl group and a 2- (2-methyltetrahydropyranyl) oxycarbonyl group.
上記式(C−5)で表される基としては、例えば1−メトキシシクロペンチルオキシカルボニル基、1−メトキシシクロヘキシルオキシカルボニル基等が挙げられる。 Examples of the group represented by the formula (C-5) include a 1-methoxycyclopentyloxycarbonyl group and a 1-methoxycyclohexyloxycarbonyl group.
これらのうち、1−メチル−1−メトキシエトキシカルボニル基、1−メチル−1−シクロヘキシルオキシエトキシカルボニル基が好ましい。 Of these, a 1-methyl-1-methoxyethoxycarbonyl group and a 1-methyl-1-cyclohexyloxyethoxycarbonyl group are preferable.
上記カルボン酸の1−アルキルシクロアルキルエステル構造を含む基としては、例えば下記式(C−6)で表される基が挙げられる。 Examples of the group containing a 1-alkylcycloalkyl ester structure of the carboxylic acid include a group represented by the following formula (C-6).
上記式(C−6)におけるR20の炭素数1〜12のアルキル基としては炭素数1〜10のアルキル基が好ましい。 Examples of the alkyl group having 1 to 12 carbon atoms R 20 in the above formula (C-6) is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
上記式(C−6)で表される基としては、例えば1−メチルシクロプロポキシカルボニル基、1−メチルシクロブトキシカルボニル基、1−メチルシクロペントキシカルボニル基、1−メチルシクロへキシロキシカルボニル基、1−メチルシクロデシロキシカルボニル基、1−エチルシクロブトキシカルボニル基、1−エチルシクロペントキシカルボニル基、1−エチルシクロヘキシロキシカルボニル基、1−エチルシクロデシロキシカルボニル基、1−(イソ)プロピルシクロプロポキシカルボニル基、1−(イソ)プロピルシクロブトキシカルボニル基、1−(イソ)プロピルシクロデシロキシカルボニル基、1−(イソ)ブチルシクロブトキシカルボニル基、1−(イソ)ブチルシクロペントキシカルボニル基、1−(イソ)ブチルシクロヘキシロキシカルボニル基、1−(イソ)ブチルシクロヘプチロキシカルボニル基、1−(イソ)ブチルシクロデシロキシカルボニル基、1−(イソ)ペンチルシクロヘプチロキシカルボニル基、1−(イソ)ペンチルシクロオクチロキシカルボニル基、1−(イソ)ヘキシルシクロプロポキシカルボニル基、1−(イソ)ヘキシルシクロブトキシカルボニル基、1−(イソ)ヘキシルシクロペントキシカルボニル基、1−(イソ)ヘキシルシクロヘキシロキシカルボニル基、1−(イソ)ヘキシルシクロノニロキシカルボニル基、1−(イソ)ヘキシルシクロデシロキシカルボニル基、1−(イソ)オクチルシクロプロポキシカルボニル基、1−(イソ)オクチルシクロブトキシカルボニル基、1−(イソ)オクチルシクロペントキシカルボニル基、1−(イソ)オクチルシクロヘキシロキシカルボニル基、1−(イソ)オクチルシクロヘプチロキシカルボニル基、1−(イソ)オクチルシクロオクチロキシカルボニル基、1−(イソ)オクチルシクロデシロキシカルボニル基等を挙げることができる。 Examples of the group represented by the above formula (C-6) include 1-methylcyclopropoxycarbonyl group, 1-methylcyclobutoxycarbonyl group, 1-methylcyclopentoxycarbonyl group, 1-methylcyclohexyloxycarbonyl group, 1-methylcyclodecyloxycarbonyl group, 1-ethylcyclobutoxycarbonyl group, 1-ethylcyclopentoxycarbonyl group, 1-ethylcyclohexyloxycarbonyl group, 1-ethylcyclodecyloxycarbonyl group, 1- (iso) propylcyclo Propoxycarbonyl group, 1- (iso) propylcyclobutoxycarbonyl group, 1- (iso) propylcyclodecyloxycarbonyl group, 1- (iso) butylcyclobutoxycarbonyl group, 1- (iso) butylcyclopentoxycarbonyl group, 1- (iso) butyl Rohexyloxycarbonyl group, 1- (iso) butylcycloheptyloxycarbonyl group, 1- (iso) butylcyclodecyloxycarbonyl group, 1- (iso) pentylcycloheptyloxycarbonyl group, 1- (iso) pentyl Cyclooctyloxycarbonyl group, 1- (iso) hexylcyclopropoxycarbonyl group, 1- (iso) hexylcyclobutoxycarbonyl group, 1- (iso) hexylcyclopentoxycarbonyl group, 1- (iso) hexylcyclohexyloxycarbonyl group 1- (iso) hexylcyclononyloxycarbonyl group, 1- (iso) hexylcyclodecyloxycarbonyl group, 1- (iso) octylcyclopropoxycarbonyl group, 1- (iso) octylcyclobutoxycarbonyl group, 1- ( Iso) octylcyclopentoxy Rubonyl group, 1- (iso) octylcyclohexyloxycarbonyl group, 1- (iso) octylcycloheptyloxycarbonyl group, 1- (iso) octylcyclooctyloxycarbonyl group, 1- (iso) octylcyclodecyloxycarbonyl group Etc.
上記カルボン酸のt−ブチルエステル構造を含む基とは、t−ブトキシカルボニル基である。 The group containing the t-butyl ester structure of the carboxylic acid is a t-butoxycarbonyl group.
本発明における[C]エステル構造含有化合物としては、下記式(C)で表される化合物が好ましい。 As the [C] ester structure-containing compound in the present invention, a compound represented by the following formula (C) is preferable.
TnR (C)
(式(C)中、Tは上記式(C−1)〜(C−6)のいずれかで表される基若しくはt−ブトキシカルボニル基であり、nが2であってRが単結合であるか、又はnが2〜10の整数であってRが炭素数3〜10の複素環化合物から水素を除去して得られるn価の基若しくは炭素数1〜18のn価の炭化水素基である。)
T n R (C)
(In the formula (C), T is a group represented by any one of the above formulas (C-1) to (C-6) or a t-butoxycarbonyl group, n is 2, and R is a single bond. N is an integer of 2 to 10 and R is an n-valent group obtained by removing hydrogen from a heterocyclic compound having 3 to 10 carbon atoms or an n-valent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms .)
nは、2又は3が好ましい。 n is preferably 2 or 3.
上記式(C)におけるRとしてはnが2である場合としては単結合、炭素数1〜12のアルカンジイル基、1,2−フェニレン基、1,3−フェニレン基、1,4−フェニレン基、2,6−ナフタレニル基、5−ナトリウムスルホ−1,3−フェニレン基、5−テトラブチルホスホニウムスルホ−1,3−フェニレン基等が挙げられる。 In the above formula (C), R is a single bond, alkanediyl group having 1 to 12 carbon atoms, 1,2-phenylene group, 1,3-phenylene group, 1,4-phenylene group when n is 2. 2,6-naphthalenyl group, 5-sodium sulfo-1,3-phenylene group, 5-tetrabutylphosphonium sulfo-1,3-phenylene group and the like.
nが3である場合、上記Rとしては下記式で表される基、ベンゼン−1,3,5−トリイル基等が挙げられる。 When n is 3, examples of R include a group represented by the following formula and a benzene-1,3,5-triyl group.
上記アルカンジイル基としては、直鎖状が好ましい。 The alkanediyl group is preferably a straight chain.
上記式(C)で表される[C]エステル構造含有化合物は、有機化学の定法により、又は有機化学の定法を適宜に組み合わせることにより合成できる。 The [C] ester structure-containing compound represented by the above formula (C) can be synthesized by an organic chemistry standard method or an appropriate combination of organic chemistry standard methods.
例えば上記式(C)におけるTが上記式(C−1)で表される基である化合物(但し、R13がフェニル基である場合を除く)は、好ましくはリン酸触媒の存在下で化合物R−(COOH)n(但し、R及びnは、それぞれ上記式(C)と同義である)及び化合物R14−O−CH=R13’(但し、R14は上記式(C−1)と同義である。R13’は上記式(C−1)におけるR13の一位炭素から水素原子を除去して得られる基である)を付加することにより合成できる。 For example, a compound in which T in the above formula (C) is a group represented by the above formula (C-1) (except when R 13 is a phenyl group) is preferably a compound in the presence of a phosphoric acid catalyst. R— (COOH) n (wherein R and n are as defined above in formula (C)) and compound R 14 —O—CH═R 13 ′ (wherein R 14 is defined as formula (C-1) above) R 13 ′ can be synthesized by adding a group obtained by removing a hydrogen atom from the first carbon of R 13 in the above formula (C-1).
上記式(C)におけるTが上記式(C−2)で表される基である化合物は、好ましくはp−トルエンスルホン酸触媒の存在下で、化合物R−(COOH)n(但し、R及びnは上記式(C)と同義である)及び下記式で表される化合物を付加することにより合成できる。 The compound in which T in the formula (C) is a group represented by the formula (C-2) is preferably a compound R- (COOH) n (wherein R and R in the presence of a p-toluenesulfonic acid catalyst). n is synonymous with the above formula (C)) and can be synthesized by adding a compound represented by the following formula.
上記液晶配向剤中の[C]エステル構造含有化合物の含有量としては、要求される耐熱性等を考慮して決めれば特に限定されないが、[A]光配向性ポリオルガノシロキサン100質量部に対して[C]エステル構造含有化合物0.1質量部〜50質量部が好ましく、1質量部〜20質量部がより好ましく、2質量部〜10質量部が特に好ましい。 The content of the [C] ester structure-containing compound in the liquid crystal aligning agent is not particularly limited as long as it is determined in consideration of required heat resistance and the like, but [A] with respect to 100 parts by mass of the photoalignable polyorganosiloxane. The [C] ester structure-containing compound is preferably 0.1 to 50 parts by mass, more preferably 1 to 20 parts by mass, and particularly preferably 2 to 10 parts by mass.
<その他の任意成分>
上記液晶配向剤は、上記各成分のほかに、本発明の効果を損なわない範囲で硬化剤、硬化触媒、硬化促進剤、分子内に少なくとも一つのエポキシ基を有する化合物(以下、「エポキシ化合物」と称することがある)、官能性シラン化合物、界面活性剤、光増感剤等を含有できる。以下、これらのその他の任意成分について詳述する。
<Other optional components>
In addition to the above components, the liquid crystal aligning agent includes a curing agent, a curing catalyst, a curing accelerator, and a compound having at least one epoxy group in the molecule (hereinafter referred to as “epoxy compound”) as long as the effects of the present invention are not impaired. A functional silane compound, a surfactant, a photosensitizer, and the like. Hereinafter, these other optional components will be described in detail.
[硬化剤、硬化触媒及び硬化促進剤]
硬化剤及び硬化触媒は、[A]光配向性ポリオルガノシロキサンの架橋反応をより強固にする目的で上記液晶配向剤に含有できる。また、上記硬化促進剤は、硬化剤の司る硬化反応を促進する目的で上記液晶配向剤に含有できる。
[Curing agent, curing catalyst and curing accelerator]
A curing agent and a curing catalyst can be contained in the liquid crystal alignment agent for the purpose of strengthening the crosslinking reaction of [A] photo-alignable polyorganosiloxane. Moreover, the said hardening accelerator can be contained in the said liquid crystal aligning agent in order to accelerate | stimulate the hardening reaction which a hardening | curing agent controls.
硬化剤としては、エポキシ基を有する硬化性化合物又はエポキシ基を有する化合物を含有する硬化性組成物の硬化用として一般に用いられている硬化剤を用いることができ、例えば多価アミン、多価カルボン酸無水物、多価カルボン酸等が挙げられる。 As the curing agent, a curable compound having an epoxy group or a curing agent generally used for curing a curable composition containing a compound having an epoxy group can be used. An acid anhydride, polyhydric carboxylic acid, etc. are mentioned.
多価カルボン酸無水物としては、例えばシクロヘキサントリカルボン酸の無水物及びその他の多価カルボン酸無水物等が挙げられる。シクロヘキサントリカルボン酸無水物としては、例えばシクロヘキサン−1,2,4−トリカルボン酸、シクロヘキサン−1,3,5−トリカルボン酸、シクロヘキサン−1,2,3−トリカルボン酸、シクロヘキサン−1,3,4−トリカルボン酸−3,4−無水物、シクロヘキサン−1,3,5−トリカルボン酸−3,5−無水物、シクロヘキサン−1,2,3−トリカルボン酸−2,3−酸無水物等が挙げられる。 Examples of the polyvalent carboxylic acid anhydride include cyclohexanetricarboxylic acid anhydride and other polyvalent carboxylic acid anhydrides. Examples of the cyclohexanetricarboxylic acid anhydride include cyclohexane-1,2,4-tricarboxylic acid, cyclohexane-1,3,5-tricarboxylic acid, cyclohexane-1,2,3-tricarboxylic acid, cyclohexane-1,3,4- And tricarboxylic acid-3,4-anhydride, cyclohexane-1,3,5-tricarboxylic acid-3,5-anhydride, cyclohexane-1,2,3-tricarboxylic acid-2,3-acid anhydride and the like. .
その他の多価カルボン酸無水物としては、例えば4−メチルテトラヒドロフタル酸無水物、メチルナジック酸無水物、ドデセニルコハク酸無水物、無水こはく酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、無水トリメリット酸、下記式(6)で表される化合物、及びポリアミック酸の合成に一般に用いられるテトラカルボン酸二無水物のほか、α−テルピネン、アロオシメン等の共役二重結合を有する脂環式化合物と無水マレイン酸とのディールス・アルダー反応生成物及びこれらの水素添加物等が挙げられる。 Examples of other polyvalent carboxylic acid anhydrides include 4-methyltetrahydrophthalic anhydride, methylnadic acid anhydride, dodecenyl succinic anhydride, succinic anhydride, maleic anhydride, phthalic anhydride, trimellitic anhydride, In addition to the compound represented by formula (6) and tetracarboxylic dianhydride generally used for the synthesis of polyamic acid, an alicyclic compound having a conjugated double bond such as α-terpinene and alloocimene and maleic anhydride The Diels-Alder reaction product and hydrogenated products thereof.
硬化触媒としては、例えばジアゾニウム塩、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、アルミニウムアルコレート、アルミニウムキレート等が挙げられる。市販品としては、AMERICURE(BF4)(ACC社のジアゾニウム塩)、ULTRASET(BF4,PF6)(旭電化工業社のジアゾニウム塩)、UVEシリーズ(GE社のヨードニウム塩)、Photoinitiator2074((C6F6)4B)(ローヌ・プーラン社のヨードニウム塩)、CYRACURE UVI−6974、CYRACURE UVI−6990(以上、UCC社のスルホニウム塩)、UVI−508、UVI−509(以上、GE社のスルホニウム塩)、OPTOMER SP−150、OPTOMER SP−170(旭電化工業社のスルホニウム塩)、サンエイド SI−60L、サンエイド SI−80L、サンエイド SI−100L(以上、三新化学工業社のスルホニウム塩)、IRUGACURE 261(チバガイギー社のメタロセン化合物)、アルミキレートA(W)(川研ファインケミカル社)等が挙げられる。これらの硬化触媒は、単独でも2種類以上の混合物であってもよい。 Examples of the curing catalyst include diazonium salts, iodonium salts, sulfonium salts, aluminum alcoholates, and aluminum chelates. Commercially available products include AMERICURE (BF 4 ) (diazonium salt from ACC), ULTRASET (BF 4 , PF 6 ) (diazonium salt from Asahi Denka Kogyo), UVE series (iodonium salt from GE), Photoinitiator 2074 ((C 6 F 6 ) 4 B) (Iodonium salt from Rhône-Poulenc), CYRACURE UVI-6974, CYRACURE UVI-6990 (above, sulfonium salt from UCC), UVI-508, UVI-509 (above, sulfonium from GE) Salt), OPTOMER SP-150, OPTOMER SP-170 (a sulfonium salt from Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.), Sun-Aid SI-60L, Sun-Aid SI-80L, Sun-Aid SI-100L (above, Sanshin Chemical Industries sulfonium salt), IRU GACURE 261 (metallocene compound of Ciba Geigy), aluminum chelate A (W) (Kawaken Fine Chemical Co., Ltd.) and the like can be mentioned. These curing catalysts may be used alone or as a mixture of two or more.
硬化触媒の使用割合としては、[A]光配向性ポリオルガノシロキサン100質量部に対して、20質量部以下が好ましく、10質量部以下がより好ましい。上記液晶配向剤が硬化触媒を含有する場合、その含有割合としては、上記の[A]光配向性ポリオルガノシロキサンと任意的に使用される[B]他の重合体の合計100質量部に対して、30質量部以下が好ましく、20質量部以下がより好ましい。 The use ratio of the curing catalyst is preferably 20 parts by mass or less, and more preferably 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of [A] photo-alignable polyorganosiloxane. When the said liquid crystal aligning agent contains a curing catalyst, as the content rate, [B] above-mentioned photo-alignment polyorganosiloxane and [B] other polymer used arbitrarily with respect to a total of 100 mass parts 30 parts by mass or less is preferable, and 20 parts by mass or less is more preferable.
これらの硬化触媒のうち、スルホニウム塩、アルミニウムキレートが好ましく、スルホニウム塩のうち、アニオン種として6フッ化アンチモン、6フッ化リン等を含む化合物がより好ましい。これらのスルホニウム塩としては、例えばメチルフェニルジメチルスルホニウムのヘキサフルオロアンチモン塩、エチルフェニルジメチルスルホニウムのヘキサフルオロアンチモン塩、メチルフェニルジメチルスルホニウムのヘキサフルオロホスフェート塩等が挙げられる。これらのスルホニウム塩は、単独でも2種類以上の混合物であってもよい。これらのスルホニム塩の市販品としては、サンエイドSI−60L、サンエイドSI−80L、サンエイドSI−100L(以上、三新化学工業社)、UVI−6990、UVI−6992、UVI−6974(以上、ユニオンカーバイド社)、アデカオプトマーSP−150、アデカオプトマーSP−170、アデカオプトンCP−66、アデカオプトンCP−77(以上、旭電化工業社)、IRGACURE 261(チバガイギー社)等が挙げられる。 Of these curing catalysts, sulfonium salts and aluminum chelates are preferable, and among the sulfonium salts, compounds containing antimony hexafluoride, phosphorus hexafluoride, and the like as anionic species are more preferable. Examples of these sulfonium salts include hexafluoroantimony salt of methylphenyldimethylsulfonium, hexafluoroantimony salt of ethylphenyldimethylsulfonium, hexafluorophosphate salt of methylphenyldimethylsulfonium, and the like. These sulfonium salts may be used alone or as a mixture of two or more. Commercially available products of these sulfonium salts include Sun-Aid SI-60L, Sun-Aid SI-80L, Sun-Aid SI-100L (above, Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.), UVI-6990, UVI-6922, UVI-6974 (above, Union Carbide). Adekaoptomer SP-150, Adekaoptomer SP-170, Adeka Opton CP-66, Adeka Opton CP-77 (Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.), IRGACURE 261 (Ciba Geigy) and the like.
硬化促進剤としては、例えば
イミダゾール化合物;
4級リン化合物;
4級アミン化合物;
1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7やその有機酸塩の如きジアザビシクロアルケン;
オクチル酸亜鉛、オクチル酸錫、アルミニウムアセチルアセトン錯体の如き有機金属化合物;
三フッ化ホウ素、ホウ酸トリフェニルの如きホウ素化合物;塩化亜鉛、塩化第二錫の如き金属ハロゲン化合物;
ジシアンジアミド、アミンとエポキシ樹脂との付加物の如きアミン付加型促進剤等の高融点分散型潜在性硬化促進剤;
4級フォスフォニウム塩等の表面をポリマーで被覆したマイクロカプセル型潜在性硬化促進剤;
アミン塩型潜在性硬化促進剤;
ルイス酸塩、ブレンステッド酸塩の如き高温解離型の熱カチオン重合型潜在性硬化促進剤等が挙げられる。
Examples of curing accelerators include imidazole compounds;
Quaternary phosphorus compounds;
Quaternary amine compounds;
Diazabicycloalkenes such as 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7 and organic acid salts thereof;
Organometallic compounds such as zinc octylate, tin octylate, aluminum acetylacetone complex;
Boron compounds such as boron trifluoride and triphenyl borate; metal halides such as zinc chloride and stannic chloride;
High melting point dispersion type latent curing accelerators such as dicyandiamide, amine addition type accelerators such as adducts of amine and epoxy resin;
A microcapsule type latent curing accelerator whose surface is covered with a polymer such as a quaternary phosphonium salt;
An amine salt type latent curing accelerator;
And high temperature dissociation type thermal cationic polymerization type latent curing accelerators such as Lewis acid salts and Bronsted acid salts.
硬化促進剤の使用割合としては、[A]光配向性ポリオルガノシロキサン100質量部に対して、10質量部以下が好ましい。 As a usage-amount of a hardening accelerator, 10 mass parts or less are preferable with respect to 100 mass parts of [A] photo-alignment polyorganosiloxane.
上記液晶配向剤が硬化剤及び硬化触媒を含有する場合、その含有割合としては、上記の[A]光配向性ポリオルガノシロキサンと任意的に使用される[B]他の重合体の合計100質量部に対して、10質量部以下が好ましく、1質量部以下がより好ましい。 When the liquid crystal aligning agent contains a curing agent and a curing catalyst, the content ratio is 100 masses in total of [B] other polymers optionally used with the above-mentioned [A] photo-alignable polyorganosiloxane. 10 parts by mass or less is preferable with respect to parts, and 1 part by mass or less is more preferable.
[エポキシ化合物]
エポキシ化合物は、形成される液晶配向膜の基板表面に対する接着性をより向上する目的で上記液晶配向剤に含有できる。
[Epoxy compound]
An epoxy compound can be contained in the liquid crystal alignment agent for the purpose of further improving the adhesion of the liquid crystal alignment film to be formed to the substrate surface.
エポキシ化合物としては、例えばエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、2,2−ジブロモネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,3,5,6−テトラグリシジル−2,4−ヘキサンジオール、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−m−キシレンジアミン、1,3−ビス(N,N−ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、N,N−ジグリシジル−ベンジルアミン、N,N−ジグリシジル−アミノメチルシクロヘキサン等が挙げられる。 Examples of the epoxy compound 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, 1,6-hexanediol. Diglycidyl ether, glycerin diglycidyl ether, 2,2-dibromoneopentyl glycol diglycidyl ether, 1,3,5,6-tetraglycidyl-2,4-hexanediol, N, N, N ′, N′-tetra Glycidyl-m-xylenediamine, 1,3-bis (N, N-diglycidylaminomethyl) cyclohexane, N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-4,4′-dia Bruno diphenylmethane, N, N-diglycidyl - benzylamine, N, N-diglycidyl - aminomethyl cyclohexane.
エポキシ化合物の含有割合としては、[A]光配向性ポリオルガノシロキサンと任意に含有される[B]他の重合体との合計100質量部に対して、40質量部以下が好ましく、0.1質量部〜30質量部がより好ましい。なお、上記液晶配向剤がエポキシ化合物を含有する場合、架橋反応を効率良く起こす目的で、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール等の塩基触媒を併用してもよい。 As a content rate of an epoxy compound, 40 mass parts or less are preferable with respect to a total of 100 mass parts of [A] photo-alignment polyorganosiloxane and [B] other polymer arbitrarily contained, 0.1 Mass parts to 30 parts by mass are more preferable. In addition, when the said liquid crystal aligning agent contains an epoxy compound, you may use together basic catalysts, such as 1-benzyl-2-methylimidazole, in order to raise | generate a crosslinking reaction efficiently.
[官能性シラン化合物]
上記官能性シラン化合物は、形成される液晶配向膜の基板表面に対する接着性を向上する目的で使用できる。
[Functional silane compounds]
The said functional silane compound can be used in order to improve the adhesiveness with respect to the substrate surface of the liquid crystal aligning film formed.
官能性シラン化合物としては、例えば3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、2−アミノプロピルトリメトキシシラン、2−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、N−エトキシカルボニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−エトキシカルボニル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−トリエトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、N−トリメトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、10−トリメトキシシリル−1,4,7−トリアザデカン、10−トリエトキシシリル−1,4,7−トリアザデカン、9−トリメトキシシリル−3,6−ジアザノニルアセテート、9−トリエトキシシリル−3,6−ジアザノニルアセテート、N−ベンジル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ベンジル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−ビス(オキシエチレン)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ビス(オキシエチレン)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−グリシジロキシプロピルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、テトラカルボン酸二無水物とアミノ基を有するシラン化合物との反応物等のほか、特開昭63−291922号公報に記載されている、テトラカルボン酸二無水物とアミノ基を有するシラン化合物との反応物等が挙げられる。 Examples of the functional silane compound include 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 2-aminopropyltrimethoxysilane, 2-aminopropyltriethoxysilane, and N- (2-aminoethyl) -3. -Aminopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-ureidopropyltrimethoxysilane, 3-ureidopropyltriethoxysilane, N-ethoxycarbonyl-3-aminopropyltri Methoxysilane, N-ethoxycarbonyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-triethoxysilylpropyltriethylenetriamine, N-trimethoxysilylpropyltriethylenetriamine, 10-trimethoxysilyl-1,4,7 Triazadecane, 10-triethoxysilyl-1,4,7-triazadecane, 9-trimethoxysilyl-3,6-diazanonyl acetate, 9-triethoxysilyl-3,6-diazanonyl acetate, N-benzyl- 3-aminopropyltrimethoxysilane, N-benzyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-bis (oxyethylene ) -3-Aminopropyltrimethoxysilane, N-bis (oxyethylene) -3-aminopropyltriethoxysilane, 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane Tetracarboxylic dianhydride and amino In addition to the reaction products of a silane compound having a are described in JP-A-63-291922, a reaction product of a silane compound having a tetracarboxylic dianhydride and an amino group.
官能性シラン化合物の含有割合としては、[A]光配向性ポリオルガノシロキサンと任意に含有される[B]他の重合体との合計100質量部に対して、50質量部以下が好ましく、20質量部以下がより好ましい。 As a content rate of a functional silane compound, 50 mass parts or less are preferable with respect to a total of 100 mass parts of [A] photo-alignment polyorganosiloxane and the arbitrarily contained [B] other polymer, Less than the mass part is more preferable.
[界面活性剤]
界面活性剤としては、例えばノニオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、シリコーン界面活性剤、ポリアルキレンオキシド界面活性剤、含フッ素界面活性剤等が挙げられる。
[Surfactant]
Examples of the surfactant include nonionic surfactants, anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, silicone surfactants, polyalkylene oxide surfactants, and fluorine-containing surfactants.
界面活性剤の使用割合としては、上記液晶配向剤の全体100質量部に対して、10質量部以下が好ましく、1質量部以下がより好ましい。 As a usage-amount of surfactant, 10 mass parts or less are preferable with respect to 100 mass parts of the whole said liquid crystal aligning agent, and 1 mass part or less is more preferable.
[光増感剤]
上記液晶配向剤に含有され得る光増感性剤は、カルボキシル基、水酸基、−SH、−NCO、−NHR(但し、Rは水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基である)、−CH=CH2及びSO2Clからなる群より選択される少なくとも1種の基並びに光増感性構造を有する化合物である。上記エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンと、特定桂皮酸誘導体及び光増感性剤の混合物とを反応させることにより、上記液晶配向剤に含有される[A]光配向性ポリオルガノシロキサンは、特定桂皮酸誘導体に由来する感光性構造(桂皮酸構造)と光増感性剤に由来する光増感性構造とを併有することとなる。この光増感性構造は、光の照射により励起し、この励起エネルギーを重合体内で近接する感光性構造に与える機能を有する。この励起状態は一重項であってもよく、三重項であってもよいが、長寿命や効率的なエネルギー移動に鑑み、三重項であることが好ましい。上記光増感性構造が吸収する光は、波長150nm〜600nmの範囲の紫外線又は可視光線であることが好ましい。波長が上記下限より短い光は、通常の光学系で取り扱うことができないため、光配向法に好適に用いることができない。一方、上記上限より波長の長い光は、エネルギーが小さく、上記光増感性構造の励起状態を誘起し難い。
[Photosensitizer]
The photosensitizer that can be contained in the liquid crystal aligning agent includes a carboxyl group, a hydroxyl group, —SH, —NCO, —NHR (where R is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms), —CH═. A compound having at least one group selected from the group consisting of CH 2 and SO 2 Cl and a photosensitizing structure. By reacting the polyorganosiloxane having an epoxy group with a mixture of a specific cinnamic acid derivative and a photosensitizer, the [A] photoalignable polyorganosiloxane contained in the liquid crystal aligning agent is a specific cinnamic acid. The photosensitive structure (cinnamic acid structure) derived from the derivative and the photosensitized structure derived from the photosensitizer are included. This photosensitizing structure has a function of being excited by light irradiation and giving this excitation energy to the adjacent photosensitive structure in the polymer. This excited state may be a singlet or a triplet, but is preferably a triplet in view of long life and efficient energy transfer. The light absorbed by the photosensitizing structure is preferably ultraviolet rays or visible rays having a wavelength in the range of 150 nm to 600 nm. Light with a wavelength shorter than the above lower limit cannot be used in a photo-alignment method because it cannot be handled by a normal optical system. On the other hand, light having a wavelength longer than the above upper limit has a small energy and hardly induces an excited state of the photosensitizing structure.
かかる光増感性構造としては、例えばアセトフェノン構造、ベンゾフェノン構造、アントラキノン構造、ビフェニル構造、カルバゾール構造、ニトロアリール構造、フルオレン構造、ナフタレン構造、アントラセン構造、アクリジン構造、インドール構造等が挙げられ、これらを単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。これらの光増感性構造は、それぞれ、アセトフェノン、ベンゾフェノン、アントラキノン、ビフェニル、カルバゾール、ニトロベンゼンもしくはジニトロベンゼン、ナフタレン、フルオレン、アントラセン、アクリジン又はインドールから、1〜4個の水素原子を除去して得られる基からなる構造をいう。ここで、アセトフェノン構造、カルバゾール構造及びインドール構造のそれぞれは、アセトフェノン、カルバゾール又はインドールのベンゼン環が有する水素原子のうちの1〜4個を除去して得られる基からなる構造であることが好ましい。これらの光増感性構造のうち、アセトフェノン構造、ベンゾフェノン構造、アントラキノン構造、ビフェニル構造、カルバゾール構造、ニトロアリール構造及びナフタレン構造からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましく、アセトフェノン構造、ベンゾフェノン構造及びニトロアリール構造からなる群より選択される少なくとも1種であることが特に好ましい。 Examples of such photosensitizing structures include acetophenone structure, benzophenone structure, anthraquinone structure, biphenyl structure, carbazole structure, nitroaryl structure, fluorene structure, naphthalene structure, anthracene structure, acridine structure, indole structure, etc. Or in combination of two or more. These photosensitizing structures are groups obtained by removing 1 to 4 hydrogen atoms from acetophenone, benzophenone, anthraquinone, biphenyl, carbazole, nitrobenzene or dinitrobenzene, naphthalene, fluorene, anthracene, acridine or indole, respectively. A structure consisting of Here, each of the acetophenone structure, the carbazole structure, and the indole structure is preferably a structure composed of groups obtained by removing 1 to 4 hydrogen atoms of the benzene ring of acetophenone, carbazole, or indole. Among these photosensitizing structures, at least one selected from the group consisting of an acetophenone structure, a benzophenone structure, an anthraquinone structure, a biphenyl structure, a carbazole structure, a nitroaryl structure, and a naphthalene structure is preferable, and the acetophenone structure, benzophenone Particularly preferred is at least one selected from the group consisting of a structure and a nitroaryl structure.
光増感性剤としては、カルボキシル基及び光増感性構造を有する化合物であることが好ましく、さらに好ましい化合物として、例えば下記式(H−1)〜(H−10)で表される化合物等が挙げられる。 The photosensitizer is preferably a compound having a carboxyl group and a photosensitizing structure, and more preferable compounds include, for example, compounds represented by the following formulas (H-1) to (H-10). It is done.
本発明で使用される光配向性ポリオルガノシロキサン化合物は、上記のエポキシ基を有するポリオルガノシロキサン及び特定桂皮酸誘導体に加え、光増感性剤を合わせて、好ましくは触媒の存在下において、好ましくは有機溶媒中で反応させることにより合成してもよい。 The photoalignable polyorganosiloxane compound used in the present invention is preferably combined with a photosensitizer in addition to the above polyorganosiloxane having an epoxy group and a specific cinnamic acid derivative, preferably in the presence of a catalyst, You may synthesize | combine by making it react in an organic solvent.
この場合、特定桂皮酸誘導体の使用量としては、エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンのケイ素原子1モルに対して、0.001モル〜10モルが好ましく、0.01モル〜5モルがより好ましく、0.05モル〜2モルが特に好ましい。光増感性剤の使用量としては、エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンのケイ素原子1モルに対して、0.0001モル〜0.5モルが好ましく、0.0005モル〜0.2モルがより好ましく、0.001モル〜0.1モルが特に好ましい。 In this case, the amount of the specific cinnamic acid derivative used is preferably 0.001 mol to 10 mol, more preferably 0.01 mol to 5 mol, relative to 1 mol of the silicon atom of the polyorganosiloxane having an epoxy group. 0.05 mol to 2 mol is particularly preferred. The amount of the photosensitizer used is preferably 0.0001 mol to 0.5 mol, more preferably 0.0005 mol to 0.2 mol, relative to 1 mol of the silicon atom of the polyorganosiloxane having an epoxy group. 0.001 mol to 0.1 mol is particularly preferable.
<液晶配向剤の調製>
上記液晶配向剤は、上述の通り、例えば、[A]光配向性ポリオルガノシロキサンを含有し、必要に応じて好適成分、その他の任意成分を含有することができるが、好ましくは各成分が有機溶媒に溶解された溶液状の組成物として調製される。
<Preparation of liquid crystal aligning agent>
As described above, the liquid crystal aligning agent contains, for example, [A] photo-alignable polyorganosiloxane, and may contain a suitable component and other optional components as necessary. Preferably, each component is organic. It is prepared as a solution-like composition dissolved in a solvent.
有機溶媒としては、[A]光配向性ポリオルガノシロキサン及び任意に使用される他の成分を溶解し、これらと反応しないものが好ましい。上記液晶配向剤に好ましく使用できる有機溶媒としては、任意に含有される他の重合体の種類により異なる。 As the organic solvent, those which dissolve [A] photo-alignable polyorganosiloxane and other optional components and do not react with these are preferable. The organic solvent that can be preferably used in the liquid crystal aligning agent varies depending on the type of other polymer that is optionally contained.
上記液晶配向剤が[A]光配向性ポリオルガノシロキサンと、[B]他の重合体を含有するものである場合における好ましい有機溶媒としては、ポリアミック酸の合成に用いられるものとして例示した有機溶媒が挙げられる。これらの有機溶媒は、単独で又は2種以上組み合わせて使用できる。 As the preferable organic solvent in the case where the liquid crystal aligning agent contains [A] photo-alignable polyorganosiloxane and [B] other polymer, the organic solvents exemplified as those used for the synthesis of polyamic acid. Is mentioned. These organic solvents can be used alone or in combination of two or more.
上記液晶配向剤の調製に用いられる好ましい溶媒は、他の重合体の使用の有無及びその種類に従い、上記した有機溶媒の1種又は2種以上を組み合わせて得られる。このような溶媒は、下記の好ましい固形分濃度において液晶配向剤に含有される各成分が析出せず、且つ液晶配向剤の表面張力が25mN/m〜40mN/mの範囲となるものである。 A preferred solvent used for the preparation of the liquid crystal aligning agent is obtained by combining one or more of the above-mentioned organic solvents according to whether or not other polymers are used and their types. In such a solvent, each component contained in the liquid crystal aligning agent does not precipitate at the following preferable solid content concentration, and the surface tension of the liquid crystal aligning agent is in the range of 25 mN / m to 40 mN / m.
上記液晶配向剤の固形分濃度、すなわち上記液晶配向剤中の溶媒以外の全成分の質量が液晶配向剤の全質量に占める割合は、粘性、揮発性等を考慮して選択されるが、好ましくは1質量%〜10質量%である。固形分濃度が1質量%未満では、上記液晶配向剤から形成される液晶配向膜の膜厚が過小となって良好な液晶配向膜が得られない場合がある。一方、固形分濃度が10質量%を超えると、塗膜の膜厚が過大となって良好な液晶配向膜を得られない場合があり、また、液晶配向剤の粘性が増大して塗布特性が不足する場合がある。好ましい固形分濃度の範囲は、基板に液晶配向剤を塗布する際に採用する方法によって異なる。例えばスピンナー法による場合の固形分濃度の範囲としては、1.5質量%〜4.5質量%が好ましい。印刷法による場合、固形分濃度を3質量%〜9質量%の範囲とし、それによって溶液粘度を12mPa・s〜50mPa・sの範囲とすることが好ましい。インクジェット法による場合、固形分濃度を1質量%〜5質量%の範囲、より好ましくは3質量%〜4質量%とし、それによって溶液粘度を3mPa・s〜15mPa・sの範囲とすることが好ましく、4mPa・s〜10mPa・sの範囲とすることがさらに好ましく、5mPa・s〜9mPa・sの範囲とすることが特に好ましい。 The solid content concentration of the liquid crystal aligning agent, that is, the ratio of the mass of all components other than the solvent in the liquid crystal aligning agent to the total mass of the liquid crystal aligning agent is selected in consideration of viscosity, volatility, etc. Is 1% by mass to 10% by mass. When the solid content concentration is less than 1% by mass, the film thickness of the liquid crystal alignment film formed from the liquid crystal alignment agent is too small, and a good liquid crystal alignment film may not be obtained. On the other hand, if the solid content concentration exceeds 10% by mass, the film thickness of the coating film may be excessive and a good liquid crystal alignment film may not be obtained. There may be a shortage. The range of the preferable solid content concentration varies depending on the method employed when the liquid crystal aligning agent is applied to the substrate. For example, the range of the solid content concentration in the case of the spinner method is preferably 1.5% by mass to 4.5% by mass. In the case of the printing method, it is preferable that the solid content concentration is in the range of 3% by mass to 9% by mass, and thereby the solution viscosity is in the range of 12 mPa · s to 50 mPa · s. In the case of the inkjet method, the solid content concentration is preferably in the range of 1% by mass to 5% by mass, more preferably 3% by mass to 4% by mass, and the solution viscosity is preferably in the range of 3mPa · s to 15mPa · s. The range is more preferably 4 mPa · s to 10 mPa · s, and particularly preferably 5 mPa · s to 9 mPa · s.
上記液晶配向剤を調製する際の温度としては、0℃〜200℃が好ましく、0℃〜40℃がより好ましい。 As temperature at the time of preparing the said liquid crystal aligning agent, 0 to 200 degreeC is preferable and 0 to 40 degreeC is more preferable.
<コレステリック液晶ディスプレイの製造方法>
本発明のコレステリック液晶ディスプレイは、例えば以下のようにして製造できる。本発明のコレステリック液晶ディスプレイの製造方法は、
(1)少なくとも一方の上記基板の分割された複数の領域上に感放射線性液晶配向剤を塗布し、塗膜を形成する工程、
(2)上記塗膜への放射線の照射により液晶配向膜を形成する工程、及び
(3)上記液晶配向膜が形成された各分割領域にコレステリック液晶を充填する工程
を有する。以下、図1のコレステリック液晶ディスプレイ1の製造方法を例にして詳細に説明する。
<Method for producing cholesteric liquid crystal display>
The cholesteric liquid crystal display of the present invention can be manufactured, for example, as follows. The method for producing a cholesteric liquid crystal display of the present invention includes:
(1) A step of applying a radiation-sensitive liquid crystal aligning agent on a plurality of divided regions of at least one of the substrates to form a coating film,
(2) A step of forming a liquid crystal alignment film by irradiating the coating film with radiation, and (3) a step of filling a cholesteric liquid crystal in each divided region where the liquid crystal alignment film is formed. Hereinafter, the manufacturing method of the cholesteric liquid crystal display 1 of FIG. 1 will be described in detail as an example.
工程(1)に先立ち、両基板2a及び2bの表面(対向面)にパターニングされた透明電極6a及び6bを形成する。この透明電極の形成方法としては、例えばパターンなし透明導電膜を形成した後、フォト・エッチングによりパターンを形成する方法、透明導電膜を形成する際に所望のパターンを有するマスクを用いる方法等が挙げられる。
Prior to step (1), patterned
続いて、一方の基板2bの対向面側に隔壁5を形成する。この隔壁5の形成方法としては、例えばフォトレジストを用いる方法が挙げられる。すなわち、基板2bの対向面側の全面に(一部透明電極6bを介して)、フォトレジスト材料を塗布した後、所定のマスクを用いてフォトレジスト材料を感光し、現像することで隔壁5を形成することができる。
Subsequently, the
次いで、工程(1)として、基板2bの表面(対向面)における隔壁5によって分割された複数の領域上に感放射線性液晶配向剤を塗布する。この塗布方法としては、例えばスプレーコーティング法、スリットコーティング法、ロールコーター法、スピンナー法、印刷法、インクジェット法、蒸着法等を挙げることができるが、インクジェット法を用いることが好ましい。インクジェット法によって塗布することで、分割された複数の領域上に配向剤を効率的に塗布することができる。
Next, as a step (1), a radiation-sensitive liquid crystal aligning agent is applied onto a plurality of regions divided by the
このインクジェット法による塗布方法としては、図2に示されるように、基板2bの表面のうち、隔壁5によって分割された各領域に対して、インクジェット式の吐出ヘッド7から液晶配向剤4を吐出していくことによって行われる。この吐出ヘッド7は、特に限定されず公知のものを用いることができる。なお、吐出ヘッド7から液晶配向剤4を吐出する際には、液晶配向剤4が低粘度化されていることが好ましい。この吐出の際の液晶配向剤4の粘度としては3mPa・s〜15mPa・sが好ましく、4mPa・s〜10mPa・sがさらに好ましく、5mPa・s〜9mPa・sが特に好ましい。また、このように吐出の際の液晶配向剤4の粘度を下げるために、吐出ヘッド7は加熱装置が備わっているものが好ましい。
As an application method by this ink jet method, as shown in FIG. 2, the liquid crystal aligning agent 4 is discharged from the ink
なお、基板2aの表面(対向面)には全面に感放射線性液晶配向剤を上述のいずれかの方法等によって塗布する。
In addition, a radiation sensitive liquid crystal aligning agent is apply | coated to the whole surface (opposing surface) of the board |
次に、この塗布面を予備加熱(プレベーク)し、次いでポストベークすることにより塗膜を形成する。プレベーク条件としては、例えば40℃〜120℃において0.1分〜5分である。ポストベーク条件としては、120℃〜300℃が好ましく、130℃〜220℃がより好ましく、5分〜200分が好ましく、10分〜100分がより好ましい。ポストベーク後の塗膜の膜厚は、好ましくは0.001μm〜1μmであり、より好ましくは0.005μm〜0.5μmである。 Next, the coated surface is preheated (pre-baked) and then post-baked to form a coating film. As prebaking conditions, it is 0.1 minute-5 minutes in 40 to 120 degreeC, for example. As post-baking conditions, 120 to 300 ° C is preferable, 130 to 220 ° C is more preferable, 5 to 200 minutes is preferable, and 10 to 100 minutes is more preferable. The film thickness of the coating film after post-baking is preferably 0.001 μm to 1 μm, more preferably 0.005 μm to 0.5 μm.
上記液晶配向剤の塗布に際しては、塗膜を形成する各層と塗膜との接着性をさらに良好にするために基板上に予め官能性シラン化合物、チタネート等を塗布しておいてもよい。 In applying the liquid crystal aligning agent, a functional silane compound, titanate, or the like may be applied in advance on the substrate in order to further improve the adhesion between each layer forming the coating film and the coating film.
次いで、工程(2)として、上記塗膜に直線偏光若しくは部分偏光された放射線又は無偏光の放射線を照射することにより、液晶配向能を付与する。放射線としては、例えば150nm〜800nmの波長の光を含む紫外線及び可視光線を用いることができるが、300nm〜400nmの波長の光を含む紫外線が好ましい。用いる放射線が直線偏光又は部分偏光している場合には、照射は基板面に垂直の方向から行っても、プレチルト角を付与するために斜め方向から行ってもよく、また、これらを組み合わせて行ってもよい。無偏光の放射線を照射する場合には、照射の方向は斜め方向である必要がある。なお、本明細書における「プレチルト角」とは、基板面と平行な方向からの液晶分子の傾きの角度をいう。 Subsequently, as a process (2), the said coating film is irradiated with linearly polarized light, partially polarized radiation, or non-polarized radiation to impart liquid crystal alignment ability. As the radiation, for example, ultraviolet rays including light having a wavelength of 150 nm to 800 nm and visible light can be used, but ultraviolet rays including light having a wavelength of 300 nm to 400 nm are preferable. When the radiation used is linearly polarized or partially polarized, irradiation may be performed from a direction perpendicular to the substrate surface, or from an oblique direction to give a pretilt angle, or a combination thereof. May be. When irradiating non-polarized radiation, the direction of irradiation needs to be an oblique direction. The “pretilt angle” in this specification refers to the angle of inclination of liquid crystal molecules from a direction parallel to the substrate surface.
使用する光源としては、例えば低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、重水素ランプ、メタルハライドランプ、アルゴン共鳴ランプ、キセノンランプ、エキシマーレーザー水銀−キセノンランプ(Hg−Xeランプ)等が挙げられる。上記の好ましい波長領域の紫外線は、上記光源を、例えばフィルター、回折格子等と併用する手段等により得られる。 Examples of the light source used include a low-pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, a deuterium lamp, a metal halide lamp, an argon resonance lamp, a xenon lamp, and an excimer laser mercury-xenon lamp (Hg-Xe lamp). The ultraviolet rays in the preferable wavelength region can be obtained by means of using the light source together with, for example, a filter, a diffraction grating, or the like.
放射線の照射量としては、1J/m2以上10,000J/m2未満が好ましく、10J/m2〜3,000J/m2がより好ましい。なお、従来知られている液晶配向剤から形成される塗膜に光配向法により液晶配向能を付与する場合、10,000J/m2以上の放射線照射量が必要であるところ、上記液晶配向剤を用いると、光配向法の際の放射線照射量が3,000J/m2以下、さらに1,000J/m2以下であっても良好な液晶配向能を付与できコレステリック液晶ディスプレイの製造コストの削減に資する。 The irradiation dose of radiation, preferably less than 1 J / m 2 or more 10,000J / m 2, 10J / m 2 ~3,000J / m 2 is more preferable. In addition, when providing the liquid crystal aligning ability by the photo-alignment method to the coating film formed from a conventionally known liquid crystal aligning agent, the above-mentioned liquid crystal aligning agent needs the irradiation dose of 10,000 J / m < 2 > or more. Can provide good liquid crystal alignment ability even when the irradiation dose in the photo-alignment method is 3,000 J / m 2 or less, and even 1,000 J / m 2 or less, and the manufacturing cost of the cholesteric liquid crystal display can be reduced. Contribute to
続いて、工程(3)では、上記液晶配向膜4aが形成された各分割領域に3種類のコレステリック液晶をモザイク状に順に繰り返し、充填する。このコレステリック液晶を充填する方法としては、特に限定されないが、液晶配向剤と同様にインクジェット法を用いる方法が好適である。インクジェット法を用いることで、3種類の液晶を各分割領域に効率的かつ正確に充填させることができる。
Subsequently, in the step (3), three kinds of cholesteric liquid crystals are sequentially repeated in a mosaic pattern in each divided region where the liquid
次いで、必要に応じ、加熱及び/又は非偏向の放射線照射等によりコレステリック液晶3に含まれる溶媒を乾燥させて、硬化させる。なお、この硬化工程は空気下で行ってもよく、窒素等の不活性ガス雰囲気下で行ってもよい。
Next, if necessary, the solvent contained in the cholesteric
コレステリック液晶3を充填し、硬化させた後に、2つの基板(基板2aには透明電極6a及び液晶配向膜4aが積層されている。基板2bには、透明電極6b及び液晶配向膜4bが積層されており、さらにコレステリック液晶3が隔壁5に分断されて充填されている。)を透明電極等が積層されている面を対面させて貼り合わせることによって、コレステリック液晶ディスプレイ1を得ることができる。
After the cholesteric
このようにして得られたコレステリック液晶ディスプレイにおいては、放射線照射によって、液晶配向膜に均一かつ所望する方向の液晶配向能が付与されている。従って、当該コレステリック液晶ディスプレイは、液晶の配向均一性が高く、優れた表示性能を発揮することができる。 In the cholesteric liquid crystal display thus obtained, the liquid crystal alignment film is imparted with a uniform and desired liquid crystal alignment capability by radiation irradiation. Therefore, the cholesteric liquid crystal display has high liquid crystal alignment uniformity and can exhibit excellent display performance.
なお、本発明のコレステリック液晶ディスプレイは、上記実施形態に限定されない。例えば、図1のコレステリック液晶ディスプレイ1において、液晶の裏側(図1における下側)に設けられる液晶配向膜4bの裏面側に吸収層を備える構造を有していてもよい。このように吸収層を備えるコレステリック液晶ディスプレイによれば、表示の際のコントラストをより向上させることができる。また、液晶の裏側に備わる電極及び基板(コレステリック液晶ディスプレイ1における透明電極6b及び基板2bに対応)は、透明でなくてもよい。また、例えば図1のコレステリック液晶ディスプレイ1における平面状に形成される液晶配向膜4aにおいては、感放射線性液晶配向剤ではなく、他の一般的な液晶配向剤を用いて形成してもよい。さらには、複数の領域を分割する隔壁は、液晶配向膜によって被覆されていてもよいし、分割された複数の領域が隔壁によって分断されていなくともよい。このようないずれの構造によっても、コレステリック液晶ディスプレイとして優れた表示性能を発揮することができる。
The cholesteric liquid crystal display of the present invention is not limited to the above embodiment. For example, the cholesteric liquid crystal display 1 of FIG. 1 may have a structure in which an absorption layer is provided on the back side of the liquid
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。なお、以下の実施例において用いた原料化合物及び重合体の必要量は、下記の合成例に示す合成スケールでの原料化合物及び重合体の合成を必要に応じて繰り返すことにより確保した。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In addition, the required amount of the raw material compound and the polymer used in the following examples was ensured by repeating the synthesis of the raw material compound and the polymer on the synthetic scale shown in the following synthesis examples as necessary.
<エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンの合成>
[合成例1]
撹拌機、温度計、滴下漏斗及び還流冷却管を備えた反応容器に、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン(ECETS)100.0g、メチルイソブチルケトン500g及びトリエチルアミン10.0gを仕込み、室温で混合した。次いで、脱イオン水100gを滴下漏斗より30分かけて滴下した後、還流下で混合しつつ、80℃で6時間反応させた。反応終了後、有機層を取り出し、0.2質量%硝酸アンモニウム水溶液により洗浄後の水が中性になるまで洗浄したのち、減圧下で溶媒及び水を留去することにより、エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンを粘稠な透明液体として得た。
<Synthesis of polyorganosiloxane having epoxy group>
[Synthesis Example 1]
In a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, dropping funnel and reflux condenser, 100.0 g of 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane (ECETS), 500 g of methyl isobutyl ketone and 10.0 g of triethylamine were added. Charged and mixed at room temperature. Next, 100 g of deionized water was dropped from the dropping funnel over 30 minutes, and the mixture was reacted at 80 ° C. for 6 hours while mixing under reflux. After completion of the reaction, the organic layer is taken out and washed with a 0.2% by mass aqueous ammonium nitrate solution until the water after washing becomes neutral, and then the solvent and water are distilled off under reduced pressure to give a polyorgano having an epoxy group. Siloxane was obtained as a viscous clear liquid.
このエポキシ基を有するポリオルガノシロキサンについて、1H−NMR分析を行なったところ、化学シフト(δ)=3.2ppm付近にエポキシ基に基づくピークが理論強度どおりに得られ、反応中にエポキシ基の副反応が起こっていないことが確認された。得られたエポキシ基を有するポリオルガノシロキサンのMwは2,200であり、エポキシ当量は186g/モルであった。 As a result of 1 H-NMR analysis of the polyorganosiloxane having an epoxy group, a peak based on the epoxy group was obtained in the vicinity of chemical shift (δ) = 3.2 ppm according to the theoretical intensity. It was confirmed that no side reaction occurred. Mw of the obtained polyorganosiloxane having an epoxy group was 2,200, and the epoxy equivalent was 186 g / mol.
<特定桂皮酸誘導体の合成>
特定桂皮酸誘導体の合成反応は全て不活性雰囲気中で行った。
<Synthesis of specific cinnamic acid derivatives>
All synthetic reactions of specific cinnamic acid derivatives were carried out in an inert atmosphere.
[合成例2]
冷却管を備えた300mLの三口フラスコに4−フルオロフェニルボロン酸6.5g、4−ブロモ桂皮酸10g、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム2.7g、炭酸ナトリウム4g、テトラヒドロフラン80mL、純水39mLを混合した。引き続き反応溶液を80℃で8時間加熱撹拌し、反応終了をTLCで確認した。反応溶液を室温まで冷却後、1N−塩酸水溶液200mLに注ぎ、析出固体をろ別した。得られた固体を酢酸エチルに溶解させ、1N−塩酸水溶液100mL、純水100mL、飽和食塩水100mLの順で分液洗浄した。次に有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を留去した。得られた固体を真空乾燥し、下記式(K−1)で表される化合物(特定桂皮酸誘導体(K−1))を9g得た。
[Synthesis Example 2]
In a 300 mL three-necked flask equipped with a condenser, 6.5 g of 4-fluorophenylboronic acid, 10 g of 4-bromocinnamic acid, 2.7 g of tetrakistriphenylphosphine palladium, 4 g of sodium carbonate, 80 mL of tetrahydrofuran, and 39 mL of pure water were mixed. Subsequently, the reaction solution was heated and stirred at 80 ° C. for 8 hours, and the completion of the reaction was confirmed by TLC. The reaction solution was cooled to room temperature, poured into 200 mL of 1N hydrochloric acid aqueous solution, and the precipitated solid was separated by filtration. The obtained solid was dissolved in ethyl acetate and subjected to liquid separation washing in the order of 100 mL of 1N hydrochloric acid aqueous solution, 100 mL of pure water, and 100 mL of saturated saline. Next, the organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate, and the solvent was distilled off. The obtained solid was vacuum-dried to obtain 9 g of a compound represented by the following formula (K-1) (specific cinnamic acid derivative (K-1)).
[合成例3]
冷却管を備えた200mLの三口フラスコに4−ビニルビフェニル9.5g、4−ブロモ桂皮酸10g、酢酸パラジウム0.099g、トリス(2−トリル)ホスフィン0.54g、トリエチルアミン18g、ジメチルアセトアミド80mLを混合した。この溶液を120℃で3時間加熱撹拌し、TLCで反応の終了を確認した後、反応溶液を室温まで冷却した。沈殿物をろ別した後、ろ液を1N塩酸水溶液500mLに注ぎ、沈殿物を回収した。これらの沈殿物をジメチルアセトアミド、エタノール1:1溶液で再結晶することにより下記式(K−2)で表される化合物(特定桂皮酸誘導体(K−2))を11g得た。
[Synthesis Example 3]
Mixing 9.5 g of 4-vinylbiphenyl, 10 g of 4-bromocinnamic acid, 0.099 g of palladium acetate, 0.54 g of tris (2-tolyl) phosphine, 18 g of triethylamine, and 80 mL of dimethylacetamide in a 200 mL three-necked flask equipped with a condenser. did. This solution was heated and stirred at 120 ° C. for 3 hours, and after completion of the reaction was confirmed by TLC, the reaction solution was cooled to room temperature. After the precipitate was filtered off, the filtrate was poured into 500 mL of 1N hydrochloric acid aqueous solution to collect the precipitate. By recrystallizing these precipitates with a 1: 1 solution of dimethylacetamide and ethanol, 11 g of a compound represented by the following formula (K-2) (specific cinnamic acid derivative (K-2)) was obtained.
<[A]光配向性ポリオルガノシロキサンの合成>
[合成例4]
100mLの三口フラスコに、合成例1で得たエポキシ基を有するポリオルガノシロキサン9.3g、メチルイソブチルケトン26g、合成例2で得た特定桂皮酸誘導体(K−1)3g及び4級アミン塩(サンアプロ社、UCAT 18X)0.10gを仕込み、80℃で12時間撹拌した。反応終了後、メタノールで再沈殿を行い、沈殿物を酢酸エチルに溶解して溶液を得、この溶液を3回水洗した後、溶媒を留去することにより、[A]光配向性ポリオルガノシロキサン(S−1)を白色粉末として6.3g得た。光配向性ポリオルガノシロキサン化合物(S−1)の重量平均分子量Mwは3,500であった。
<[A] Synthesis of photoalignable polyorganosiloxane>
[Synthesis Example 4]
In a 100 mL three-necked flask, 9.3 g of the polyorganosiloxane having an epoxy group obtained in Synthesis Example 1, 26 g of methyl isobutyl ketone, 3 g of the specific cinnamic acid derivative (K-1) obtained in Synthesis Example 2 and a quaternary amine salt ( 0.10 g of Sun Apro, UCAT 18X) was charged and stirred at 80 ° C. for 12 hours. After completion of the reaction, reprecipitation with methanol was performed, and the precipitate was dissolved in ethyl acetate to obtain a solution. This solution was washed with water three times, and then the solvent was distilled off, whereby [A] photo-alignable polyorganosiloxane was obtained. 6.3 g of (S-1) was obtained as a white powder. The photoalignable polyorganosiloxane compound (S-1) had a weight average molecular weight Mw of 3,500.
[合成例5]
合成例2で得た特定桂皮酸誘導体(K−2)3gを用いたこと以外は合成例4と同様に操作して、[A]光配向性ポリオルガノシロキサン(S−2)の白色粉末を7.0g得た。光配向性ポリオルガノシロキサン化合物(S−2)の重量平均分子量Mwは4,900であった。
[Synthesis Example 5]
A white powder of [A] photo-alignable polyorganosiloxane (S-2) was prepared in the same manner as in Synthesis Example 4 except that 3 g of the specific cinnamic acid derivative (K-2) obtained in Synthesis Example 2 was used. 7.0 g was obtained. The weight average molecular weight Mw of the photoalignable polyorganosiloxane compound (S-2) was 4,900.
<[B]他の重合体の合成>
[合成例6]
2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物22.4g(0.1モル)とシクロヘキサンビス(メチルアミン)14.23g(0.1モル)とをNMP329.3gに溶解し、60℃で6時間反応させた。次いで、反応混合物を大過剰のメタノール中に注ぎ、反応生成物を沈澱させた。沈殿物をメタノールで洗浄し、減圧下40℃で15時間乾燥することにより、ポリアミック酸(PA−2)を32g得た。
<[B] Synthesis of other polymer>
[Synthesis Example 6]
22.4 g (0.1 mol) of 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride and 14.23 g (0.1 mol) of cyclohexanebis (methylamine) were dissolved in 329.3 g of NMP at 60 ° C. The reaction was performed for 6 hours. The reaction mixture was then poured into a large excess of methanol to precipitate the reaction product. The precipitate was washed with methanol and dried under reduced pressure at 40 ° C. for 15 hours to obtain 32 g of polyamic acid (PA-2).
この(PA−2)を17.5gとり、これにNMP232.5g、ピリジン3.8g及び無水酢酸4.9gを添加し、120℃において4時間反応させてイミド化を行った。次いで、反応混合液を大過剰のメタノール中に注ぎ、反応生成物を沈澱させた。沈殿物をメタノールで洗浄し、減圧下で15時間乾燥することにより、ポリイミド(PI−1)を15g得た。 17.5 g of this (PA-2) was taken, 232.5 g of NMP, 3.8 g of pyridine and 4.9 g of acetic anhydride were added thereto, and the mixture was reacted at 120 ° C. for 4 hours to perform imidization. The reaction mixture was then poured into a large excess of methanol to precipitate the reaction product. The precipitate was washed with methanol and dried under reduced pressure for 15 hours to obtain 15 g of polyimide (PI-1).
[合成例7]
冷却管と攪拌機を備えたフラスコに、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)5質量部とジエチレングリコールメチルエチルエーテル(DEGME)200質量部を仕込んだ。引き続きメタクリル酸グリシジル40質量部、スチレン10質量部、メタクリル酸30質量部及びシクロヘキシルマレイミド20質量部を仕込み窒素置換した後ゆるやかに攪拌を始めた。溶液温度を70℃に上昇させ、この温度を5時間保持しポリ(メタ)アクリレートの共重合体(MA−1)を含む重合体溶液を得た。得られた重合体溶液の固形分濃度は33.1質量%であった。得られた重合体の数平均分子量は7,000であった。
[Synthesis Example 7]
A flask equipped with a condenser and a stirrer was charged with 5 parts by mass of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and 200 parts by mass of diethylene glycol methyl ethyl ether (DEGME). Subsequently, 40 parts by mass of glycidyl methacrylate, 10 parts by mass of styrene, 30 parts by mass of methacrylic acid, and 20 parts by mass of cyclohexylmaleimide were charged, and the mixture was gently agitated. The solution temperature was raised to 70 ° C., and this temperature was maintained for 5 hours to obtain a polymer solution containing a poly (meth) acrylate copolymer (MA-1). The solid content concentration of the obtained polymer solution was 33.1% by mass. The number average molecular weight of the obtained polymer was 7,000.
<[C]エステル構造含有化合物の合成>
下記スキームに従って、エステル構造含有化合物(C−1−1)を合成した。
<Synthesis of [C] ester structure-containing compound>
An ester structure-containing compound (C-1-1) was synthesized according to the following scheme.
[合成例8]
還流管、温度計及び窒素導入管を備えた500mLの三口フラスコにトリメシン酸21g、n−ブチルビニルエーテル60g及びリン酸0.09gを仕込み、50℃で30時間撹拌下に反応を行った。反応終了後、反応混合物にヘキサン500mLを加えて得た有機層につき、1M水酸化ナトリウム水溶液で2回及び水で3回、順次に分液洗浄した。その後、有機層から溶媒を留去することにより、エステル構造含有化合物(C−1−1)を無色透明の液体として50g得た。
[Synthesis Example 8]
A 500 mL three-necked flask equipped with a reflux tube, a thermometer, and a nitrogen introduction tube was charged with 21 g of trimesic acid, 60 g of n-butyl vinyl ether and 0.09 g of phosphoric acid, and reacted at 50 ° C. with stirring for 30 hours. After completion of the reaction, the organic layer obtained by adding 500 mL of hexane to the reaction mixture was separated and washed successively with 1M aqueous sodium hydroxide solution twice and water three times. Then, 50g of ester structure containing compounds (C-1-1) were obtained as a colorless and transparent liquid by distilling a solvent off from an organic layer.
<液晶配向剤の調製>
[実施例1]
[B]他の重合体として合成例6で得たポリイミド(PI−1)を含有する溶液を、これに含有されるポリイミド(PI−1)に換算して1,000質量部に相当する量を取り、ここに合成例4で得た[A]光配向性ポリオルガノシロキサン(S−1)100質量部を加え、さらにNMP及びジエチレングリコールメチルエチルエーテル(DEGME)を混合し、溶媒組成がNMP:DEGME=90:10(質量比)、固形分濃度が3.5質量%の溶液とした。この溶液を孔径1μmのフィルターで濾過することにより、実施例1に係る液晶配向剤(A−1)を調製した。
<Preparation of liquid crystal aligning agent>
[Example 1]
[B] The amount of the solution containing the polyimide (PI-1) obtained in Synthesis Example 6 as another polymer in terms of 1,000 parts by mass in terms of the polyimide (PI-1) contained therein Then, 100 parts by mass of [A] photo-alignable polyorganosiloxane (S-1) obtained in Synthesis Example 4 was added thereto, NMP and diethylene glycol methyl ethyl ether (DEGME) were further mixed, and the solvent composition was NMP: DEGME = 90: 10 (mass ratio) and a solid content concentration of 3.5% by mass was used. The liquid crystal aligning agent (A-1) according to Example 1 was prepared by filtering this solution through a filter having a pore diameter of 1 μm.
[実施例2]
[B]他の重合体として合成例7で得たポリ(メタ)アクリレートの共重合体(MA−1)を含有する溶液を、これに含有されるポリ(メタ)アクリレートの共重合体(MA−1)に換算して1,000質量部に相当する量を取り、ここに合成例5で得た[A]光配向性ポリオルガノシロキサン(S−2)100質量部を加え、さらにNMP及びエチレングリコールモノブチルエーテル(EGMB)を混合し、溶媒組成がNMP:EGMB=50:50(質量比)、固形分濃度が3.5質量%の溶液とした。この溶液を孔径1μmのフィルターで濾過することにより、実施例2に係る液晶配向剤(A−2)を調製した。
[Example 2]
[B] A poly (meth) acrylate copolymer (MA) contained in the solution containing the poly (meth) acrylate copolymer (MA-1) obtained in Synthesis Example 7 as another polymer. -1) in an amount corresponding to 1,000 parts by mass, and 100 parts by mass of [A] photo-alignable polyorganosiloxane (S-2) obtained in Synthesis Example 5 was added thereto, and NMP and Ethylene glycol monobutyl ether (EGMB) was mixed to obtain a solution having a solvent composition of NMP: EGMB = 50: 50 (mass ratio) and a solid content concentration of 3.5 mass%. The liquid crystal aligning agent (A-2) according to Example 2 was prepared by filtering this solution through a filter having a pore diameter of 1 μm.
<コレステリック液晶ディスプレイの製造>
上記合成例で調製した液晶配向剤を用い、下記方法により、コレステリック液晶ディスプレイを製造した。
<Manufacture of cholesteric liquid crystal display>
A cholesteric liquid crystal display was produced by the following method using the liquid crystal aligning agent prepared in the above synthesis example.
[実施例3]
2枚の透明ガラス基板a及びbの各片面に、以下の手順によりストライプ状の透明電極(ITO電極)を作成した。日本真空技術(株)製の高速スパッタリング装置SH−550−C12にてITOターゲット(ITO充填率95%以上、In2O3/SnO2=90/10質量比)を用いて、60℃にてITOスパッタリングを実施した。このときの雰囲気は、圧力1.0×10−5Pa、Arガス流量3.12×10−3m3/Hr、O2ガス流量1.2×10−5m3/Hrであった。スパッタリング後の基板を、クリーンオーブンにて240℃で60分加熱し、アニーリングを実施した。
[Example 3]
Striped transparent electrodes (ITO electrodes) were formed on each side of the two transparent glass substrates a and b by the following procedure. Using an ITO target (ITO filling rate of 95% or more, In 2 O 3 / SnO 2 = 90/10 mass ratio) with a high-speed sputtering apparatus SH-550-C12 manufactured by Nippon Vacuum Technology Co., Ltd. at 60 ° C. ITO sputtering was performed. The atmosphere at this time was a pressure of 1.0 × 10 −5 Pa, an Ar gas flow rate of 3.12 × 10 −3 m 3 / Hr, and an O 2 gas flow rate of 1.2 × 10 −5 m 3 / Hr. The substrate after sputtering was heated in a clean oven at 240 ° C. for 60 minutes for annealing.
ストライプ状の透明電極を設けた透明ガラス基板bの表面に、この透明電極にあわせて格子状の隔壁を形成した。この隔壁はフォトレジスト材料(製品名:JSR社製 オプトマーNN777)を塗布し、マスクを介して露光し、現像、硬化することで形成した。 A grid-like partition wall was formed on the surface of the transparent glass substrate b provided with the stripe-like transparent electrodes in accordance with the transparent electrodes. The partition walls were formed by applying a photoresist material (product name: Optomer NN777 manufactured by JSR), exposing through a mask, developing, and curing.
上記隔壁によって形成された各領域に、液晶配向剤(A−1)をインクジェット法によって塗布し、80℃のホットプレート上で1分間プレベークを行った後、庫内を窒素置換したオーブン中で150℃で30分間ポストベークして膜厚0.1μmの塗膜を形成した。次いで、この塗膜表面にHg−Xeランプ及びグランテーラープリズムを用いて313nmの輝線を含む偏光紫外線300J/m2を、基板法線から垂直に照射して液晶配向膜を形成させた。 A liquid crystal aligning agent (A-1) was applied to each region formed by the partition walls by an ink jet method, pre-baked on a hot plate at 80 ° C. for 1 minute, and then heated in an oven with nitrogen purged in an oven. The film was post-baked at 30 ° C. for 30 minutes to form a coating film having a thickness of 0.1 μm. Next, the surface of the coating film was irradiated with polarized ultraviolet rays 300 J / m 2 containing a 313 nm emission line perpendicularly from the substrate normal line using a Hg—Xe lamp and a Grand Taylor prism to form a liquid crystal alignment film.
また、透明ガラス基板(b)の一面の全面にも、ロールコーティング法を用いた以外は上記と同様の方法により、同様の液晶配向膜を形成させた。 A similar liquid crystal alignment film was formed on the entire surface of the transparent glass substrate (b) by the same method as described above except that the roll coating method was used.
ネマチック液晶材料E7(メルク社製)にカイラル剤CB15(メルク社製)を40質量%混合し、孔径0.2μmのフィルターで濾過して、コレステリック液晶を調製した。上記透明ガラス基板(a)の液晶配向膜が形成された各領域に、上記コレステリック液晶をピペットを用いて充填した。次いで、60℃のホットプレートで1分間ベークを行った後、Hg−Xeランプを用いて365nmの輝線を含む非偏光の紫外線30,000J/m2を照射して、液晶を硬化させた。 Nematic liquid crystal material E7 (manufactured by Merck) was mixed with 40% by mass of chiral agent CB15 (manufactured by Merck) and filtered through a filter having a pore size of 0.2 μm to prepare a cholesteric liquid crystal. Each region of the transparent glass substrate (a) where the liquid crystal alignment film was formed was filled with the cholesteric liquid crystal using a pipette. Next, after baking for 1 minute on a hot plate at 60 ° C., the liquid crystal was cured by irradiating non-polarized ultraviolet rays of 30,000 J / m 2 containing a 365 nm emission line using an Hg—Xe lamp.
この液晶を充填させたガラス基板(a)の液晶側の面に、上記ガラス基板(b)の液晶配向膜側の面を重ねてから、両者を接合することで実施例3のコレステリック液晶ディスプレイを得た。 The surface of the glass substrate (a) on which the liquid crystal is filled is overlapped with the surface of the glass substrate (b) on the side of the liquid crystal alignment film, and then bonded together to form the cholesteric liquid crystal display of Example 3. Obtained.
[実施例4]
実施例3において、液晶配向剤(A−1)の代わりに、液晶配向剤(A−2)を用いたこと以外は実施例3と同様にして実施例4のコレステリック液晶ディスプレイを得た。
[Example 4]
In Example 3, the cholesteric liquid crystal display of Example 4 was obtained in the same manner as in Example 3 except that the liquid crystal aligning agent (A-2) was used instead of the liquid crystal aligning agent (A-1).
<評価>
製造したコレステリック液晶ディスプレイにつき、以下の方法で評価した。
<Evaluation>
The manufactured cholesteric liquid crystal display was evaluated by the following method.
[配向性]
上記実施例3及び4において最終的な基板(a)と基板(b)との接合前における基板(a)側の液晶配向膜部分につき、異常ドメインの有無を偏光顕微鏡により観察し、異常ドメインが観察されなかった場合を液晶配向性「A」とし、異常ドメインが観察された場合を液晶配向性「B」として評価した。実施例3及び4のいずれも液晶配向性「A」であった。
[Orientation]
In Examples 3 and 4 above, the liquid crystal alignment film portion on the substrate (a) side before the final bonding of the substrate (a) and the substrate (b) was observed with a polarizing microscope for the presence of abnormal domains. The case where it was not observed was evaluated as liquid crystal alignment “A”, and the case where an abnormal domain was observed was evaluated as liquid crystal alignment “B”. Both Examples 3 and 4 were liquid crystal alignment “A”.
また、実施例3及び実施例4のいずれにおいても、インクジェット法によって塗布不良や、塗布むらがなく均一に液晶配向膜を形成することができた。 Further, in both Example 3 and Example 4, the liquid crystal alignment film could be uniformly formed by the ink jet method without application failure or coating unevenness.
本発明によれば、液晶配向の均一性が良好であり、表示性能に優れるコレステリック液晶ディスプレイを提供できる。このコレステリック液晶ディスプレイは、各種液晶表示装置に用いることができ、特に電子ペーパーをはじめとしたフレキシブルディスプレイに好適に用いることができる。 According to the present invention, it is possible to provide a cholesteric liquid crystal display having excellent uniformity of liquid crystal alignment and excellent display performance. This cholesteric liquid crystal display can be used for various liquid crystal display devices, and can be particularly suitably used for flexible displays such as electronic paper.
1 コレステリック液晶ディスプレイ
2、2a、2b 基板
3 コレステリック液晶
4 液晶配向剤
4a、4b 液晶配向膜
5 隔壁
6a、6b 透明電極
7 吐出ヘッド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cholesteric
Claims (11)
この各基板と垂直方向に分割された基板間の複数の領域にそれぞれ配置されるコレステリック液晶、及び
上記各基板とコレステリック液晶との間にそれぞれ積層される液晶配向膜
を備えるコレステリック液晶ディスプレイであって、
少なくとも一方側の上記液晶配向膜が感放射線性液晶配向剤によって形成されていることを特徴とするコレステリック液晶ディスプレイ。 A pair of opposing substrates,
A cholesteric liquid crystal display comprising: a cholesteric liquid crystal disposed in a plurality of regions between each substrate and a substrate divided in a vertical direction; and a liquid crystal alignment film laminated between each of the substrates and the cholesteric liquid crystal. ,
A cholesteric liquid crystal display, wherein the liquid crystal alignment film on at least one side is formed of a radiation-sensitive liquid crystal aligning agent.
[A]光配向性基を有するポリオルガノシロキサン
を含有する請求項1又は請求項2に記載のコレステリック液晶ディスプレイ。 The radiation-sensitive liquid crystal aligning agent is
[A] The cholesteric liquid crystal display according to claim 1 or 2, which contains a polyorganosiloxane having a photoalignable group.
式(2)中、R4はフェニレン基又はシクロヘキシレン基である。このフェニレン基又はシクロヘキシレン基の水素原子の一部又は全部は、炭素数1〜10の鎖状若しくは環状のアルキル基、炭素数1〜10の鎖状若しくは環状のアルコキシ基、フッ素原子又はシアノ基で置換されていてもよい。R5は単結合、炭素数1〜3のアルカンジイル基、酸素原子、硫黄原子又は−NH−である。cは1〜3の整数である。但し、cが2以上の場合、R4及びR5はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。R6はフッ素原子又はシアノ基である。dは0〜4の整数である。R7は酸素原子、−COO−*又は−OCO−*である。但し、*を付した結合手がR8と結合する。R8は2価の芳香族基、2価の脂環式基、2価の複素環式基又は2価の縮合環式基である。R9は単結合、−OCO−(CH2)f−*又は−O(CH2)g−*である。但し、*を付した結合手がカルボキシル基と結合する。f及びgはそれぞれ1〜10の整数である。eは0〜3の整数である。但し、eが2以上の場合、R7及びR8はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。) The group having a cinnamic acid structure is at least one selected from the group consisting of a group derived from a compound represented by the following formula (1) and a group derived from a compound represented by the formula (2). 4. A cholesteric liquid crystal display according to 4.
In formula (2), R 4 is a phenylene group or a cyclohexylene group. Part or all of the hydrogen atoms of the phenylene group or cyclohexylene group are a chain or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a chain or cyclic alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a fluorine atom, or a cyano group. May be substituted. R 5 is a single bond, an alkanediyl group having 1 to 3 carbon atoms, an oxygen atom, a sulfur atom or —NH—. c is an integer of 1 to 3. However, when c is 2 or more, R 4 and R 5 may be the same or different. R 6 is a fluorine atom or a cyano group. d is an integer of 0-4. R 7 is an oxygen atom, —COO— * or —OCO— *. However, bond binds to R 8 marked with *. R 8 is a divalent aromatic group, a divalent alicyclic group, a divalent heterocyclic group, or a divalent condensed cyclic group. R 9 is a single bond, —OCO— (CH 2 ) f — * or —O (CH 2 ) g — *. However, a bond marked with * is bonded to a carboxyl group. f and g are each an integer of 1 to 10. e is an integer of 0-3. However, when e is 2 or more, R 7 and R 8 may be the same or different. )
[B]ポリアミック酸、ポリイミド、エチレン性不飽和化合物重合体及び光配向性基を有さないポリオルガノシロキサンからなる群より選択される少なくとも1種の重合体
をさらに含有する請求項3から請求項6のいずれか1項に記載のコレステリック液晶ディスプレイ。 The radiation-sensitive liquid crystal aligning agent is
[B] At least one polymer selected from the group consisting of polyamic acid, polyimide, ethylenically unsaturated compound polymer, and polyorganosiloxane having no photo-alignment group is further contained. The cholesteric liquid crystal display according to any one of 6.
[C]カルボン酸のアセタールエステル構造、カルボン酸のケタールエステル構造、カルボン酸の1−アルキルシクロアルキルエステル構造及びカルボン酸のt−ブチルエステル構造からなる群より選択される少なくとも1種の構造を2個以上有する化合物
をさらに含有する請求項3から請求項7のいずれか1項に記載のコレステリック液晶ディスプレイ。 The radiation-sensitive liquid crystal aligning agent is
[C] at least one structure selected from the group consisting of an acetal ester structure of a carboxylic acid, a ketal ester structure of a carboxylic acid, a 1-alkylcycloalkyl ester structure of a carboxylic acid, and a t-butyl ester structure of a carboxylic acid. The cholesteric liquid crystal display according to any one of claims 3 to 7, further comprising a compound having at least one.
(1)少なくとも一方の上記基板の分割された複数の領域上に感放射線性液晶配向剤を塗布し、塗膜を形成する工程、
(2)上記塗膜への放射線の照射により液晶配向膜を形成する工程、及び
(3)上記液晶配向膜が形成された各分割領域にコレステリック液晶を充填する工程
を有するコレステリック液晶ディスプレイの製造方法。 A pair of opposing substrates, a cholesteric liquid crystal disposed in a plurality of regions between the substrates divided in the vertical direction, and a liquid crystal alignment film stacked between the substrates and the cholesteric liquid crystal, respectively. A method of manufacturing a cholesteric liquid crystal display,
(1) A step of applying a radiation-sensitive liquid crystal aligning agent on a plurality of divided regions of at least one of the substrates to form a coating film,
(2) A method for producing a cholesteric liquid crystal display, comprising: a step of forming a liquid crystal alignment film by irradiating the coating film with radiation; and (3) a step of filling a cholesteric liquid crystal in each divided region where the liquid crystal alignment film is formed. .
感放射線性を有することを特徴とする液晶配向剤。 A pair of opposing substrates, a cholesteric liquid crystal disposed in a plurality of regions between the substrates divided in the vertical direction, and a liquid crystal alignment film stacked between the substrates and the cholesteric liquid crystal, respectively. A liquid crystal aligning agent for the liquid crystal alignment film in a cholesteric liquid crystal display,
A liquid crystal aligning agent characterized by having radiation sensitivity.
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