JP6269952B2 - Composition for photo-alignment film - Google Patents
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Description
本発明は、光配向膜用組成物、該組成物を用いて形成される光配向膜、およびそれを用いた光学フィルムや液晶表示素子に関する。 The present invention relates to a composition for a photoalignment film, a photoalignment film formed using the composition, and an optical film or a liquid crystal display device using the composition.
液晶表示素子はノートパソコンやデスクトップパソコンのモニターをはじめ、ビデオカメラのビューファインダー、投写型のディスプレイ、テレビ等の様々な液晶表示装置に使用される。さらに、光プリンターヘッド、光フーリエ変換素子、ライトバルブ等のオプトエレクトロニクス関連素子としても利用されている。従来の液晶表示素子としては、ネマチック液晶を用いた表示素子が主流であり、一方の基板近傍にある液晶の配向方向と他方の基板近傍にある液晶の配向方向とが90°の角度でねじれているTN(Twisted Nematic)モード、配向方向が通常180°以上の角度でねじれているSTN(Super Twisted Nematic)モード、配向方向が基板に対して水平配向に配向しているIPS(In Plane Switching)、FFS(Fringe Field Switching)モードなどの液晶表示素子が実用化されている。 Liquid crystal display elements are used in various liquid crystal display devices such as monitors for notebook computers and desktop computers, as well as video camera viewfinders, projection displays, and televisions. Furthermore, it is also used as an optoelectronic-related element such as an optical printer head, an optical Fourier transform element, or a light valve. As a conventional liquid crystal display element, a display element using nematic liquid crystal is mainly used, and the alignment direction of the liquid crystal in the vicinity of one substrate and the alignment direction of the liquid crystal in the vicinity of the other substrate are twisted at an angle of 90 °. TN (Twisted Nematic) mode, STN (Super Twisted Nematic) mode in which the orientation direction is twisted at an angle of usually 180 ° or more, IPS (In Plane Switching) in which the orientation direction is oriented horizontally with respect to the substrate, Liquid crystal display elements such as FFS (Fringe Field Switching) mode have been put into practical use.
しかしながら、これらの液晶表示素子は、画像を適正に認知できる視野角が狭く、斜め方向から見たときに、輝度やコントラストが低下することがあり、また中間調で輝度反転を生じることがある。近年では、この視野角の問題は、光学補償フィルムを用いたTN型液晶表示素子、垂直配向と突起構造物の技術を併用したMVA(Multi−domain Vertical Alignment)モード(特許文献1を参照。)、または横電界方式のIPS(In−Plane Switching)モード(特許文献を2参照。)等により改良されている。 However, these liquid crystal display elements have a narrow viewing angle for properly recognizing an image, and when viewed from an oblique direction, luminance and contrast may be reduced, and luminance inversion may occur in a halftone. In recent years, this viewing angle problem has been caused by a TN type liquid crystal display element using an optical compensation film, an MVA (Multi-domain Vertical Alignment) mode using a technique of vertical alignment and a protruding structure (see Patent Document 1). Or a lateral electric field type IPS (In-Plane Switching) mode (see Patent Document 2).
液晶表示素子の技術の発展は、単にこれらの駆動方式や素子構造の改良のみならず、表示素子に使用される部材の改良によっても達成されている。表示素子に使用される部材のなかでも、特に液晶配向膜は、液晶表示素子の表示品位に係わる重要な要素の1つであり、表示素子の高品質化に伴って液晶配向膜の役割が年々重要になってきている。 The development of the technology of the liquid crystal display element is achieved not only by simply improving these driving methods and element structures but also by improving members used for the display element. Among the members used for the display element, the liquid crystal alignment film is one of the important elements related to the display quality of the liquid crystal display element, and the role of the liquid crystal alignment film is increasing year by year as the quality of the display element is improved. It is becoming important.
液晶配向膜は、液晶表示素子の均一な表示特性のために液晶の分子配列を均一に制御することが必要である。そのため、基板上の液晶分子を一方向に均一に配向させることが求められる。 The liquid crystal alignment film needs to uniformly control the molecular arrangement of the liquid crystal for the uniform display characteristics of the liquid crystal display element. Therefore, it is required to uniformly align the liquid crystal molecules on the substrate in one direction.
また、画像表示装置のコントラスト向上や視野角範囲の拡大を実現するために、光学補償フィルムや位相差フィルムとして、例えば、屈折率異方性を有する延伸フィルムや、重合性液晶性化合物を配向させた後に化合物を重合させたフィルムが用いられている。この重合性液晶性化合物を配向させるためにも液晶配向膜が用いられる。基板上の液晶分子の方向を均一に並べる液晶配向膜は、液晶表示素子の製造工程における様々な場面で利用され、その技術は重要かつ必要不可欠なものとなっている。 Further, in order to realize an improvement in contrast of an image display device and an expansion of a viewing angle range, for example, a stretched film having refractive index anisotropy or a polymerizable liquid crystalline compound is aligned as an optical compensation film or a retardation film. Thereafter, a film obtained by polymerizing a compound is used. A liquid crystal alignment film is also used for aligning the polymerizable liquid crystal compound. A liquid crystal alignment film that uniformly aligns the directions of liquid crystal molecules on a substrate is used in various scenes in the manufacturing process of a liquid crystal display element, and the technology is important and indispensable.
液晶配向膜は液晶配向剤を用いて形成される。現在、主として用いられている液晶配向剤は、ポリアミック酸もしくは可溶性のポリイミドを有機溶媒に溶解させた溶液である。このような溶液を基板に塗布した後、加熱等の手段により成膜してポリイミド系液晶配向膜を形成する。ポリアミック酸以外の種々の液晶配向剤も検討されているが、耐熱性、耐薬品性(耐液晶性)、塗布性、液晶配向性、電気特性、光学特性、表示特性等の点から、ほとんど実用に至っていない。 The liquid crystal alignment film is formed using a liquid crystal alignment agent. Currently, the liquid crystal aligning agent mainly used is a solution in which polyamic acid or soluble polyimide is dissolved in an organic solvent. After applying such a solution to a substrate, a polyimide-based liquid crystal alignment film is formed by film formation by means such as heating. Various liquid crystal aligning agents other than polyamic acid are also being studied, but they are almost practical in terms of heat resistance, chemical resistance (liquid crystal resistance), coating properties, liquid crystal alignment properties, electrical properties, optical properties, display properties, etc. It has not reached.
工業的には簡便で大面積の高速処理が可能なラビング法が、配向処理法として広く用いられている。ラビング法はナイロン、レイヨン、ポリエステル等の繊維を植毛した布を用いて液晶配向膜の表面を一方向に擦る処理であり、これによって液晶分子の均一な配向を得ることが可能になる。しかし、ラビング法は発塵や静電気の発生が多く、これを原因とする配向欠陥等によって液晶素子の表示性能の低下が問題視されている。 A rubbing method that is industrially simple and capable of high-speed processing over a large area is widely used as an alignment processing method. The rubbing method is a process of rubbing the surface of the liquid crystal alignment film in one direction using a cloth in which fibers of nylon, rayon, polyester or the like are planted, and this makes it possible to obtain uniform alignment of liquid crystal molecules. However, the rubbing method generates a lot of dust and static electricity, and deterioration of the display performance of the liquid crystal element is regarded as a problem due to alignment defects caused by this.
そこで近年、ラビング法に代わる液晶配向制御方法が開発されている。光を照射して配向処理を施す光配向法については、光分解法、光異性化法、光2量化法、光架橋法等多くの配向方法が提案されている(非特許文献1、特許文献3および特許文献4を参照。)。光配向法はラビング法と異なり非接触の配向方法であり、原理的に発塵や静電気の発生がラビング処理より少ない。 Therefore, in recent years, a liquid crystal alignment control method has been developed in place of the rubbing method. Many photo-alignment methods such as photolysis, photo-isomerization, photo-dimerization, and photo-crosslinking methods have been proposed for photo-alignment methods in which alignment treatment is performed by irradiating light (Non-patent Document 1, Patent Document). 3 and Patent Document 4). Unlike the rubbing method, the photo-alignment method is a non-contact alignment method, and in principle, dust generation and static electricity are less generated than the rubbing treatment.
光配向法により配向処理を施された、配向性の良好な液晶配向膜を用いることにより液晶配向膜に接している液晶単分子層の分子配向状態を制御することができ、かつ配向分割が容易に可能となる。こうして、液晶表示素子としての性能を改善することが期待できる。 The alignment state of the liquid crystal monolayer in contact with the liquid crystal alignment film can be controlled by using a liquid crystal alignment film that has been aligned by the photo-alignment method and has good alignment properties, and alignment division is easy It becomes possible. Thus, it can be expected to improve the performance as a liquid crystal display element.
光配向法に利用可能な化合物として、光反応性のシンナメートを共重合体の側鎖に結合したポリマーが提案されている(特許文献5、6を参照。)。しかし、これらの系では、液晶表示素子の長期の信頼性を向上させることを目的に、素子の製造工程において高温で焼成した場合に液晶配向能が低下することも多く、さらに下地密着性に問題がある場合もあった。一方で、構造が特殊なモノマーを合成してから重合するために、コストが高くなってしまうという問題点もあった。 As a compound that can be used in the photo-alignment method, a polymer in which a photoreactive cinnamate is bonded to a side chain of a copolymer has been proposed (see Patent Documents 5 and 6). However, in these systems, for the purpose of improving the long-term reliability of the liquid crystal display element, the liquid crystal alignment ability often deteriorates when baked at a high temperature in the element manufacturing process, and there is a problem with the base adhesion. There was also a case. On the other hand, since the polymerization is performed after synthesizing a monomer having a special structure, there is a problem that the cost becomes high.
本発明の目的は光配向法に適した光配向膜用組成物を提供することである。さらには、本発明の光配向膜用組成物を用いて形成される、高温焼成後の光配向感度が良好で、下地との密着性が良好で、かつ、安価に製造可能な液晶配向膜を提供することである。 An object of the present invention is to provide a composition for a photoalignment film suitable for a photoalignment method. Furthermore, a liquid crystal alignment film formed using the composition for photo-alignment film of the present invention, having good photo-alignment sensitivity after high-temperature baking, good adhesion to the substrate, and capable of being manufactured at low cost. Is to provide.
本発明者は鋭意研究開発を進めた結果、特定の光配向膜用組成物を使用することで、上記目的を達成しうる液晶配向膜を実現した。 As a result of diligent research and development, the present inventor has realized a liquid crystal alignment film that can achieve the above object by using a specific composition for photo-alignment film.
本発明は以下の項を含む。
[1] アジド基を2つ以上有する化合物(a1)と(メタ)アクリル基を2つ以上有する化合物(a2)とを重合したポリマー(A)および有機溶媒(B)を含有する光配向膜用組成物。
The present invention includes the following items.
[1] For a photo-alignment film containing a polymer (A) obtained by polymerizing a compound (a1) having two or more azide groups and a compound (a2) having two or more (meth) acryl groups and an organic solvent (B) Composition.
[2] アジド基を2つ以上有する化合物(a1)が下記式(1)で表される化合物である、[1]項に記載の光配向膜用組成物:
Mは水素、アルカリ金属原子、炭素数1〜10のアルキル、または−NRARBであり、
RAおよびRBは独立して水素、炭素数1〜10のアルキル、炭素数1〜10のヒドロキシアルキル、炭素数1〜10のアルコキシアルキル、または炭素数1〜10のヒドロキシアルコキシアルキルあり;
Xは単結合、−CO−、−S−、炭素数1〜8のアルキレン、または下記式(2)〜(5)で表される2価の基から選ばれる1つであり;そして、
R9は水素、炭素数1〜10の直鎖アルキルまたは炭素数3〜10の分岐鎖アルキルである。
M is hydrogen, an alkali metal atom, alkyl having 1 to 10 carbon atoms, or -NR A R B ;
R A and R B are independently hydrogen, alkyl having 1 to 10 carbons, hydroxyalkyl having 1 to 10 carbons, alkoxyalkyl having 1 to 10 carbons, or hydroxyalkoxyalkyl having 1 to 10 carbons;
X is a single bond, —CO—, —S—, alkylene having 1 to 8 carbon atoms, or one selected from divalent groups represented by the following formulas (2) to (5);
R 9 is hydrogen, linear alkyl having 1 to 10 carbons or branched alkyl having 3 to 10 carbons.
[3] さらに、ポリマー(C)を含有する、[1]項または[2]項に記載の光配向膜用組成物;ただし、
ポリマー(C)はポリマー(A)を除く。
[3] The composition for a photoalignment film according to the item [1] or [2], further comprising a polymer (C);
Polymer (C) excludes polymer (A).
[4] ポリマー(C)が(メタ)アクリル系ポリマー、エステル系ポリマー、アミド酸系ポリマー、およびシロキサン系ポリマーから選ばれる少なくとも1つである、[3]項に記載の光配向膜用組成物;ただし、
(メタ)アクリル系ポリマーはポリマー(A)を除く。
[4] The composition for a photoalignment film according to the item [3], wherein the polymer (C) is at least one selected from a (meth) acrylic polymer, an ester polymer, an amic acid polymer, and a siloxane polymer. However,
The (meth) acrylic polymer excludes the polymer (A).
[5] 波長200〜500nmの直線偏光を照射することで液晶性化合物を配向させる[1]〜[4]のいずれか1項に記載の光配向膜用組成物。 [5] The composition for a photoalignment film according to any one of [1] to [4], wherein the liquid crystalline compound is aligned by irradiating linearly polarized light having a wavelength of 200 to 500 nm.
[6] [5]項に記載の光配向膜用組成物を用いて製造される光配向膜。 [6] A photo-alignment film produced using the composition for photo-alignment film according to the item [5].
[7] [6]項に記載の光配向膜を用いて製造される光学フィルム。 [7] An optical film produced using the photo-alignment film according to the item [6].
[8] [6]項に記載の光配向膜を用いて製造される液晶表示素子。 [8] A liquid crystal display device manufactured using the photo-alignment film according to the item [6].
本発明の光配向膜は光反応性基を有する化合物を利用して液晶配向膜を形成するため、従来のラビング法における煩雑な処理工程やその後の発塵や静電気が発生しない。そのため配向欠陥のない光学均一性の高い液晶配向膜を作成できる。また、該液晶配向膜を用いて製造された光学フィルム、液晶表示素子は、高い配向安定性を保つことができる。 Since the photo-alignment film of the present invention forms a liquid crystal alignment film using a compound having a photoreactive group, complicated processing steps in the conventional rubbing method and subsequent generation of dust and static electricity are not generated. Therefore, a liquid crystal alignment film having high optical uniformity without alignment defects can be produced. Moreover, the optical film and liquid crystal display element which were manufactured using this liquid crystal aligning film can maintain high alignment stability.
本発明の光配向膜は、アジド基を2つ以上有する化合物(a1)と(メタ)アクリル基を2つ以上有する化合物(a2)とを重合したポリマー(A)および有機溶媒(B)を含有する。 The photo-alignment film of the present invention contains a polymer (A) obtained by polymerizing a compound (a1) having two or more azide groups and a compound (a2) having two or more (meth) acryl groups, and an organic solvent (B). To do.
1.アジド基を2つ以上有する化合物(a1)
アジド基を2つ以上有する化合物(a1)は、下記の式(1)に示す構造の化合物が好適に用いられる。
As the compound (a1) having two or more azide groups, a compound having a structure represented by the following formula (1) is preferably used.
アジド基を2つ以上有する化合物(a1)の具体例は、4,4’−ジアジドカルコン、4,4’−ジアジドジベンザルアセトン、2,6−ビス(4’−アジドベンザル)シクロヘキサノン、2,6−ビス(4’−アジドベンザル)−4−メチルシクロヘキサノン、2,6−ビス(4’−アジドベンザル)−4−エチルシクロヘキサノン、4,4’−ジアジドスチルベン−2,2’−ジスルホン酸ナトリウム、4,4’−ジアジドジフェニルスルフィド、4,4’−ジアジドベンゾフェノン、4,4’−ジアジドビフェニル、2,7−ジアジドフルオレン、4,4’−ジアジドフェニルメタンである。市販のビスアジド化合物は、東洋合成工業社製の商品名BAC−H、BAC−M、BAC−E、BAC−TA、DAzST(Na)、DAzST(4)、DAzST(51)、DAzBA(Na)等を例示することができる。ビスアジド化合物は、それぞれ単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用することもできる。 Specific examples of the compound (a1) having two or more azide groups include 4,4′-diazidochalcone, 4,4′-diazidodibenzalacetone, 2,6-bis (4′-azidobenzal) cyclohexanone, 2,6-bis (4′-azidobenzal) -4-methylcyclohexanone, 2,6-bis (4′-azidobenzal) -4-ethylcyclohexanone, 4,4′-diazidostilbene-2,2′-disulfonic acid Sodium, 4,4′-diazidodiphenyl sulfide, 4,4′-diazidobenzophenone, 4,4′-diazidobiphenyl, 2,7-diazidofluorene, 4,4′-diazidophenylmethane. Commercially available bisazide compounds are trade names BAC-H, BAC-M, BAC-E, BAC-TA, DAzST (Na), DAzST (4), DAzST (51), DAzBA (Na) and the like manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd. Can be illustrated. Each of the bisazide compounds may be used alone or in combination of two or more.
2.(メタ)アクリル基を2つ以上有する化合物(a2)
本明細書中、アクリル基とメタクリル基をまとめて(メタ)アクリル基と表記する。(メタ)アクリル基を2つ以上有する化合物(a2)は、化合物(a1)のアジド基と反応する不飽和二重結合を有する化合物である。(メタ)アクリル基の数が2つだと線状のポリマーを与えるので好適に用いられる。これらの化合物は2種類以上を混合して使用してもよい。一方、生成するポリマーに分岐構造を導入することを目的として、(メタ)アクリル基の数が3つ以上の化合物も併用できる。一方で、分子量を制御するために、(メタ)アクリル基を2つ以上有する化合物と併用して、(メタ)アクリル基を1つだけ有する化合物を用いてもよい。また、(メタ)アクリル基を有する重合性液晶を化合物(a2)として用いれば、ポリマーに容易に液晶性を付与することも可能である。
2. Compound (a2) having two or more (meth) acryl groups
In this specification, an acrylic group and a methacryl group are collectively referred to as a (meth) acryl group. The compound (a2) having two or more (meth) acryl groups is a compound having an unsaturated double bond that reacts with the azide group of the compound (a1). When the number of (meth) acrylic groups is 2, a linear polymer is obtained, which is preferably used. These compounds may be used as a mixture of two or more. On the other hand, for the purpose of introducing a branched structure into the polymer to be produced, a compound having three or more (meth) acrylic groups can be used in combination. On the other hand, in order to control the molecular weight, a compound having only one (meth) acryl group may be used in combination with a compound having two or more (meth) acryl groups. If a polymerizable liquid crystal having a (meth) acryl group is used as the compound (a2), it is possible to easily impart liquid crystal properties to the polymer.
本発明で用いられる(メタ)アクリル基を2つ有する化合物の例は、ポリエチレングリコール#200ジアクリレート、ポリエチレングリコール#400ジアクリレート、ポリエチレングリコール#600ジアクリレート、ポリエチレングリコール#1000ジアクリレート、プロポキシ化エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート、エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート、9,9−ビス[4−(2−アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレン、プロポキシ化ビスフェノールAジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、1,10−デカンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコール#400ジアクリレート、ポリプロピレングリコール#650ジアクリレート(以上、新中村化学工業(株)製)、1,4−ブタンジオールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート(以上、日立化成工業(株)製)、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、プロポキシ化ネオペンチルグリコールジアクリレート、およびアルコキシ化ネオペンチルグリコールジアクリレート(以上、SARTOMER製)である。 Examples of compounds having two (meth) acrylic groups used in the present invention are polyethylene glycol # 200 diacrylate, polyethylene glycol # 400 diacrylate, polyethylene glycol # 600 diacrylate, polyethylene glycol # 1000 diacrylate, propoxylated ethoxy Bisphenol A diacrylate, ethoxylated bisphenol A diacrylate, 9,9-bis [4- (2-acryloyloxyethoxy) phenyl] fluorene, propoxylated bisphenol A diacrylate, tricyclodecane dimethanol diacrylate, 1,10 -Decanediol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, 1,9-nonanediol diacrylate, dipropylene glycol diacrylate, tri Lopylene glycol diacrylate, polypropylene glycol # 400 diacrylate, polypropylene glycol # 650 diacrylate (made by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.), 1,4-butanediol diacrylate, diethylene glycol diacrylate (above, Hitachi Chemical Co., Ltd.) Co., Ltd.), 1,3-butylene glycol diacrylate, propoxylated neopentyl glycol diacrylate, and alkoxylated neopentyl glycol diacrylate (manufactured by SARTOMER).
本発明で用いられる(メタ)アクリル基を3つ以上有する化合物の例は、エトキシ化イソシアヌル酸トリアクリレート、ε−カプロラクトン変性トリス−(2−アクリロキシエチル)イソシアヌレート、エトキシ化グリセリントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジメチロールプロパンテトラアクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、およびジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(以上、新中村化学工業(株)製)である。 Examples of compounds having three or more (meth) acrylic groups used in the present invention include ethoxylated isocyanuric acid triacrylate, ε-caprolactone-modified tris- (2-acryloxyethyl) isocyanurate, ethoxylated glycerin triacrylate, penta Erythritol triacrylate, trimethylolpropane triacrylate, dimethylolpropane tetraacrylate, ethoxylated pentaerythritol tetraacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, and dipentaerythritol hexaacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.).
本発明で用いられる(メタ)アクリル基を1つ有する化合物の例は、エトキシ化o−フェニルフェノールアクリレート、メトキシポリエチレングリコール#400アクリレート、フェノキシポリエチレングリコールアクリレート、2−アクリロイルオキシエチルサクシネート、イソステアリルアクリレート、2−ヒドロキシ−3−アクリロイロキシプロピルメタクリレート(以上、新中村化学工業(株)製)、ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、ベンジルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコールアクリレート、およびテトラヒドロフルフリルアクリレート(以上、日立化成工業(株)製)である。 Examples of compounds having one (meth) acrylic group used in the present invention are ethoxylated o-phenylphenol acrylate, methoxypolyethylene glycol # 400 acrylate, phenoxypolyethylene glycol acrylate, 2-acryloyloxyethyl succinate, isostearyl acrylate 2-hydroxy-3-acryloyloxypropyl methacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.), dicyclopentenyl acrylate, dicyclopentenyloxyethyl acrylate, dicyclopentanyl acrylate, benzyl acrylate, phenoxyethyl acrylate, Nonylphenoxypolyethylene glycol acrylate and tetrahydrofurfuryl acrylate (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.).
3.ポリマー(A)を製造する方法
ポリマー(A)はアジド基を2つ以上有する化合物(a1)と(メタ)アクリル基を2つ以上有する化合物(a2)を、溶媒中で加熱撹拌することで製造することができる。反応条件について特に制限はないが、(a1)と(a2)の仕込み量はモル比で1.0/0.5〜1.0/1.5とするのが好ましく、1.0/0.9〜1.0/1.1とするのがより好ましい。反応温度は50〜130℃の範囲が好ましく、70〜100℃の範囲がより好ましい。
3. Method for Producing Polymer (A) Polymer (A) is produced by heating and stirring a compound (a1) having two or more azide groups and a compound (a2) having two or more (meth) acrylic groups in a solvent. can do. Although there is no restriction | limiting in particular about reaction conditions, It is preferable that the preparation amount of (a1) and (a2) shall be 1.0 / 0.5-1.0 / 1.5 by molar ratio, and is 1.0 / 0.0. It is more preferable to set it as 9-1.0 / 1.1. The reaction temperature is preferably in the range of 50 to 130 ° C, more preferably in the range of 70 to 100 ° C.
ポリマー(A)の製造に用いられる溶媒の例は、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、イソブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、アセトン、2−ブタノン、酢酸エチル、酢酸プロピル、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、ジオキサン、トルエン、キシレン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、ジアセトンアルコール、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メチルエーテル アセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、N−メチルピロリドン、およびγ−ブチロラクトンが挙げられる。特に、シクロペンタノン、シクロヘキサノンは多くの種類のポリマー(A)を溶解することが可能であり、好適に用いられる。 Examples of the solvent used for the production of the polymer (A) are methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, isobutyl alcohol, tert-butyl alcohol, acetone, 2-butanone, ethyl acetate. , Propyl acetate, tetrahydrofuran, acetonitrile, dioxane, toluene, xylene, cyclopentanone, cyclohexanone, diacetone alcohol, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether , Diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, 3-methoxypro Methyl propionic acid, ethyl 3-ethoxypropionate, N- methylpyrrolidone, and γ- butyrolactone. In particular, cyclopentanone and cyclohexanone can dissolve many types of polymers (A) and are preferably used.
ポリマー(A)の製造に触媒を使用してもよいが、無触媒下でも十分な反応性を有するため、通常は特に触媒を使用する必要はない。 Although a catalyst may be used for production of the polymer (A), it is not usually necessary to use a catalyst because it has sufficient reactivity even without a catalyst.
4.有機溶媒(B)
本発明における有機溶媒(B)はポリマー(A)を溶解することができる有機溶媒であって、スピンコート、スリットコート、他の印刷法などによって光配向膜が成膜される際に、塗布均一性が高い有機溶媒が好ましい。
4). Organic solvent (B)
The organic solvent (B) in the present invention is an organic solvent that can dissolve the polymer (A). When the photo-alignment film is formed by spin coating, slit coating, or other printing methods, the coating is uniform. Organic solvents with high properties are preferred.
該有機溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、イソブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、アセトン、2−ブタノン、酢酸エチル、酢酸プロピル、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、ジオキサン、トルエン、キシレン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、ジアセトンアルコール、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メチルエーテル アセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、N−メチルピロリドン、およびγ−ブチロラクトンが挙げられる。 Examples of the organic solvent include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, isobutyl alcohol, tert-butyl alcohol, acetone, 2-butanone, ethyl acetate, propyl acetate, tetrahydrofuran, acetonitrile. , Dioxane, toluene, xylene, cyclopentanone, cyclohexanone, diacetone alcohol, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl Ether, methyl 3-methoxypropionate, 3 Ethyl ethoxypropionate, N- methylpyrrolidone, and γ- butyrolactone.
5.ポリマー(C)
本発明において光配向膜用組成物に用いられるポリマー(C)は、前記のポリマー(A)と同一でないことを除いて特に限定されないが、工業的に容易に利用可能なアクリル系およびメタクリル系ポリマー(以下、両者を総称して(メタ)アクリル系ポリマーと称することがある。)、エステル系ポリマー(ポリエステル)、アミド酸系ポリマー(ポリアミド酸)、シロキサン系ポリマーが好適に用いられる。これらポリマー(C)の重量平均分子量は1,000〜1,000,000の範囲が好ましく、10,000〜500,000の範囲がより好ましく、30,000〜500,000の範囲がさらに好ましい。ポリマー(C)は単一モノマーの重合体であってもよく、異なる2種以上のモノマーの共重合体であってもよい。また、2種類以上のポリマー(C)を混合して用いてもよい。なお、上記の分子量の範囲には、一般的にポリマーと呼ばれる分子量よりも小さな分子量の場合も含まれているが、ここでは慣習的に重合反応を経て得られた重合体をポリマーと呼んでいる。
5. Polymer (C)
The polymer (C) used in the composition for photo-alignment film in the present invention is not particularly limited except that it is not the same as the polymer (A), but acrylic and methacrylic polymers that can be easily used industrially. (Hereinafter, both may be collectively referred to as (meth) acrylic polymers.), Ester polymers (polyesters), amic acid polymers (polyamide acids), and siloxane polymers are preferably used. The weight average molecular weight of these polymers (C) is preferably in the range of 1,000 to 1,000,000, more preferably in the range of 10,000 to 500,000, and still more preferably in the range of 30,000 to 500,000. The polymer (C) may be a single monomer polymer or a copolymer of two or more different monomers. Two or more kinds of polymers (C) may be mixed and used. In addition, although the case of molecular weight smaller than the molecular weight generally called a polymer is included in the above molecular weight range, here, a polymer obtained through a conventional polymerization reaction is called a polymer. .
本発明においてポリマー(C)として炭素−炭素2重結合を有するポリマーを使用すると、光配向膜の光配向感度が特に良好になるため好適に使用される。この炭素−炭素2重結合を含む基としては、アクリル、メタクリル、シクロペンテニル、シクロヘキセニルなどの基が好適に用いられる。 In the present invention, when a polymer having a carbon-carbon double bond is used as the polymer (C), the photo-alignment sensitivity of the photo-alignment film becomes particularly good, so that it is preferably used. As the group containing a carbon-carbon double bond, a group such as acryl, methacryl, cyclopentenyl, cyclohexenyl is preferably used.
ポリマー(C)には、炭素−炭素2重結合を持たない成分が共重合されていてもよい。炭素−炭素2重結合を有する成分のモル比は、30〜100モル%が好ましく、50〜100モル%がより好ましく、70〜100モル%がさらに好ましい。 The polymer (C) may be copolymerized with a component having no carbon-carbon double bond. 30-100 mol% is preferable, as for the molar ratio of the component which has a carbon-carbon double bond, 50-100 mol% is more preferable, and 70-100 mol% is further more preferable.
炭素−炭素2重結合を有するポリマー(C)を合成するにあたっては、炭素−炭素2重結合を持たない重合体を合成した後、その側鎖に後から炭素−炭素2重結合を含有する化合物を付加反応させて炭素−炭素2重結合を付与してもよい。 In synthesizing a polymer (C) having a carbon-carbon double bond, after synthesizing a polymer having no carbon-carbon double bond, a compound containing a carbon-carbon double bond later in the side chain May be added to give a carbon-carbon double bond.
5−1.ポリマー(C)の合成方法
ポリマー(C)の合成方法は特に制限されない。(メタ)アクリル系ポリマーを得るには(メタ)アクリル系モノマーをラジカル重合してポリマーを得る方法が一般的である。
5-1. Method for synthesizing polymer (C) The method for synthesizing polymer (C) is not particularly limited. In order to obtain a (meth) acrylic polymer, a method of obtaining a polymer by radical polymerization of a (meth) acrylic monomer is common.
本発明で用いられる(メタ)アクリル系モノマーの例は、(メタ)アクリル酸、2−カルボキシエチル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレートである。 Examples of (meth) acrylic monomers used in the present invention include (meth) acrylic acid, 2-carboxyethyl (meth) acrylate, methyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, glycidyl ( (Meth) acrylate, 4-hydroxybutyl acrylate glycidyl ether, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate It is.
エステル系ポリマーを得る方法にはカルボキシルを2つ有する化合物とヒドロキシル基を2つ有する化合物を酸触媒の存在下で重縮合する方法や、テトラカルボン酸二無水物と2つのヒドロキシル基を有する化合物を重縮合する方法が一般的である。 Methods for obtaining ester polymers include a method in which a compound having two carboxyls and a compound having two hydroxyl groups are polycondensed in the presence of an acid catalyst, and a compound having tetracarboxylic dianhydride and two hydroxyl groups. The method of polycondensation is common.
本発明で用いられるカルボキシルを2つ有する化合物の例は、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、1,3−アダマンタンジカルボン酸、ベンゾフェノン−4,4’−ジカルボン酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸、デカヒドロ−1,4−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸である。 Examples of compounds having two carboxyls used in the present invention are oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid 1,3-adamantanedicarboxylic acid, benzophenone-4,4′-dicarboxylic acid, 4,4′-biphenyldicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 4-cyclohexene-1, 2-dicarboxylic acid, decahydro-1,4-naphthalenedicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, and 1,4-naphthalenedicarboxylic acid.
本発明で用いられるヒドロキシル基を2つ有する化合物の具体例は、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、分子量1,000以下のポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラプロピレングリコール、分子量1,000以下のポリプロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,2−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2,4−ペンタンジオール、1,2,5−ペンタントリオール、1,2−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2,5−ヘキサンジオール、1,2,6−ヘキサントリオール、1,2−ヘプタンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,2,7−ヘプタントリオール、1,2−オクタンジオール、1,8−オクタンジオール、3,6−オクタンジオール、1,2,8−オクタントリオール、1,2−ノナンジオール、1,9−ノナンジオール、1,2,9−ノナントリオール、1,2−デカンジオール、1,10−デカンジオール、1,2,10−デカントリオール、1,2−ドデカンジオール、1,12−ドデカンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ビスフェノールA(商品名)、ビスフェノールS(商品名)、ビスフェノールF(商品名)、ジエタノールアミン、およびトリエタノールアミンである。 Specific examples of the compound having two hydroxyl groups used in the present invention include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol having a molecular weight of 1,000 or less, propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, Tetrapropylene glycol, polypropylene glycol having a molecular weight of 1,000 or less, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,2-pentanediol, 1,5-pentanediol, 2, 4-pentanediol, 1,2,5-pentanetriol, 1,2-hexanediol, 1,6-hexanediol, 2,5-hexanediol, 1,2,6-hexanetriol, 1,2-heptanediol , , 7-heptanediol, 1,2,7-heptanetriol, 1,2-octanediol, 1,8-octanediol, 3,6-octanediol, 1,2,8-octanetriol, 1,2-nonane Diol, 1,9-nonanediol, 1,2,9-nonanetriol, 1,2-decanediol, 1,10-decanediol, 1,2,10-decantriol, 1,2-dodecanediol, 1, 12-dodecanediol, glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, dipentaerythritol, bisphenol A (trade name), bisphenol S (trade name), bisphenol F (trade name), diethanolamine, and triethanolamine.
本発明で用いられるテトラカルボン酸二無水物の例は、芳香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および脂肪族テトラカルボン酸二無水物である。芳香族テトラカルボン酸二無水物の具体例は、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、2,2−[ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)]ヘキサフルオロプロパン二無水物、およびエチレングリコールビス(アンヒドロトリメリテート)(商品名;TMEG−100、新日本理化(株)製)である。脂環式テトラカルボン酸二無水物の具体例は、シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、メチルシクロブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、およびシクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物である。脂肪族テトラカルボン酸二無水物の具体例は、エタンテトラカルボン酸二無水物およびブタンテトラカルボン酸二無水物である。 Examples of tetracarboxylic dianhydrides used in the present invention are aromatic tetracarboxylic dianhydrides, alicyclic tetracarboxylic dianhydrides and aliphatic tetracarboxylic dianhydrides. Specific examples of the aromatic tetracarboxylic dianhydride include 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 2,2 ′, 3,3′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 2 , 3,3 ′, 4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, 2,2 ′, 3,3′-diphenylsulfonetetracarboxylic Acid dianhydride, 2,3,3 ′, 4′-diphenylsulfone tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-diphenyl ether tetracarboxylic dianhydride, 2,2 ′, 3,3 '-Diphenyl ether tetracarboxylic dianhydride, 2,3,3', 4'-diphenyl ether tetracarboxylic dianhydride, 2,2- [bis (3,4-dicarboxyphenyl)] hexafluoro Propane dianhydride, and ethylene glycol bis (anhydrotrimellitate); a (trade name TMEG-100, New Japan Chemical Co., Ltd.). Specific examples of the alicyclic tetracarboxylic dianhydride are cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, methylcyclobutanetetracarboxylic dianhydride, cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, and cyclohexanetetracarboxylic dianhydride. . Specific examples of the aliphatic tetracarboxylic dianhydride are ethanetetracarboxylic dianhydride and butanetetracarboxylic dianhydride.
ポリマーに分岐構造を導入するために、3つ以上の酸無水物基(−CO−O−CO−)を有する化合物および/または3つ以上のヒドロキシル基を有する化合物を併用することも可能である。3つ以上のヒドロキシル基を有する化合物の具体例は、グリセリン、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートおよびエリスリトールである。 In order to introduce a branched structure into the polymer, it is also possible to use a compound having three or more acid anhydride groups (—CO—O—CO—) and / or a compound having three or more hydroxyl groups. . Specific examples of compounds having three or more hydroxyl groups are glycerin, tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate and erythritol.
アミド酸系ポリマーを得るにはテトラカルボン酸二無水物とジアミンを重縮合する方法が一般的である。テトラカルボン酸二無水物は上記の化合物を同様に用いることができる。 In order to obtain an amic acid-based polymer, a method of polycondensing tetracarboxylic dianhydride and diamine is generally used. As the tetracarboxylic dianhydride, the above compounds can be used similarly.
本発明で用いられるジアミンの具体例は、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、3,4’−ジアミノジフェニルスルホン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[3−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル][3−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル][3−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、および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である。これらの中でも、透明性の良好な樹脂を与える3,3’−ジアミノジフェニルスルホンおよびビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホンが好ましく、3,3’−ジアミノジフェニルスルホンが特に好ましい。 Specific examples of the diamine used in the present invention include 4,4′-diaminodiphenyl sulfone, 3,3′-diaminodiphenyl sulfone, 3,4′-diaminodiphenyl sulfone, and bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl]. Sulfone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [3- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, [4- (4-aminophenoxy) phenyl] [3- (4-aminophenoxy) Phenyl] sulfone, [4- (3-aminophenoxy) phenyl] [3- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, and 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane. . Among these, 3,3'-diaminodiphenylsulfone and bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone that give a resin having good transparency are preferable, and 3,3'-diaminodiphenylsulfone is particularly preferable.
この場合も、ポリマーに分岐構造を導入するために、2つ以上の酸無水物を有する化合物や2つ以上のアミノ基を有する化合物を併用することも可能である。 Also in this case, it is possible to use a compound having two or more acid anhydrides or a compound having two or more amino groups in order to introduce a branched structure into the polymer.
シロキサン系ポリマーを得るには2官能、3官能、4官能および5官能以上のアルコキシシランを酸触媒や塩基触媒と水の存在下で加水分解縮合することによってポリマーを得る方法が一般的である。3官能、4官能および5官能以上のアルコキシシランは、より分岐構造を導入するため、あるいはより分子量を上げるために用いられる。 In order to obtain a siloxane-based polymer, a general method is to obtain a polymer by hydrolytic condensation of a bifunctional, trifunctional, tetrafunctional or pentafunctional or higher functional alkoxysilane in the presence of an acid catalyst or a base catalyst and water. Trifunctional, tetrafunctional and pentafunctional or higher functional alkoxysilanes are used to introduce more branched structures or to further increase the molecular weight.
本発明で用いられる2官能のアルコキシシラン化合物の具体例は、ジエトキシジメチルシラン、ジメトキシジメチルシラン、3−(2−アミノエチルアミノ)プロピルジメトキシメチルシラン、3−アミノプロピルジエトキシメチルシラン、3−クロロプロピルジメトキシメチルシラン、3−グリシジルオキシプロピルジメトキシメチルシラン、3−メルカプトプロピルジメトキシメチルシラン、シクロヘキシルジメトキシメチルシラン、ジエトキシ(3−グリシジルオキシプロピル)メチルシラン、ジエトキシメチルフェニルシラン、ジメトキシメチルフェニルシラン、ジエトキシジフェニルシラン、ジメトキシジフェニルシラン、ジエトキシメチルシラン、ジメトキシメチルシラン、ジエトキシメチルビニルシラン、ジメトキシメチルビニルシラン、およびジメトキシジ−p−トリルシランである。 Specific examples of the bifunctional alkoxysilane compound used in the present invention include diethoxydimethylsilane, dimethoxydimethylsilane, 3- (2-aminoethylamino) propyldimethoxymethylsilane, 3-aminopropyldiethoxymethylsilane, 3- Chloropropyldimethoxymethylsilane, 3-glycidyloxypropyldimethoxymethylsilane, 3-mercaptopropyldimethoxymethylsilane, cyclohexyldimethoxymethylsilane, diethoxy (3-glycidyloxypropyl) methylsilane, diethoxymethylphenylsilane, dimethoxymethylphenylsilane, di Ethoxydiphenylsilane, dimethoxydiphenylsilane, diethoxymethylsilane, dimethoxymethylsilane, diethoxymethylvinylsilane, dimethoxymethylvinyl Rushiran, and Jimetokishiji -p- tolylsilane.
本発明で用いられる3官能のアルコキシシラン化合物の具体例は、(3−ブロモプロピル)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)トリメトキシシラン、クロロメチルトリエトキシシラン、1−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]尿素、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−シアノエチルトリエトキシシラン、3−(2−アミノエチルアミノ)プロピルトリエトキシシラン、3−(2−アミノエチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン、イソシアン酸−3−(トリエトキシシリル)プロピル、アクリル酸−3−(トリメトキシシリル)プロピル、メタクリル酸−3−(トリメトキシシリル)プロピル、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリエトキシシラン、3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−トリメトキシシリルプロピルクロリド、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、メタクリル酸−3−[トリス(トリメチルシリルオキシ)シリル]プロピル、アリルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、トリエトキシビニルシラン、トリメトキシビニルシラン、ベンジルトリエトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、ペンチルトリエトキシシラン、トリエトキシフェニルシラン、トリメトキシフェニルシラン、トリメトキシ(p−トリル)シラン、トリエトキシメチルシラン、[ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2−イル]トリエトキシシラン、トリエトキシ−1H,1H,2H,2H−トリデカフルオロ−n−オクチルシラン、トリエトキシエチルシラン、トリエトキシフルオロシラン、トリエトキシシラン、トリメトキシシラン、およびトリメトキシ[3−(フェニルアミノ)プロピル]シランである。 Specific examples of the trifunctional alkoxysilane compound used in the present invention include (3-bromopropyl) trimethoxysilane, (3-mercaptopropyl) triethoxysilane, (3-mercaptopropyl) trimethoxysilane, and chloromethyltriethoxy. Silane, 1- [3- (trimethoxysilyl) propyl] urea, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 2-cyanoethyltriethoxysilane, 3- (2-aminoethylamino) propyltriethoxy Silane, 3- (2-aminoethylamino) propyltrimethoxysilane, 3- (triethoxysilyl) propyl isocyanate, 3- (trimethoxysilyl) propyl acrylate, 3- (trimethoxysilyl) methacrylate Propyl, 3-aminopropyltriethoxy Silane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-chloropropyltriethoxysilane, 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane, 3-trimethoxysilylpropyl chloride, 3-ureidopropyltriethoxysilane, methacrylic acid-3- [Tris (Trimethylsilyloxy) silyl] propyl, allyltriethoxysilane, allyltrimethoxysilane, triethoxyvinylsilane, trimethoxyvinylsilane, benzyltriethoxysilane, cyclohexyltrimethoxysilane, dodecyltrimethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, hexyltriethoxysilane , Hexyltrimethoxysilane, Octyltriethoxysilane, Octadecyltriethoxysilane, Octadecyltrimethoxysilane, Pentillier Xysilane, triethoxyphenylsilane, trimethoxyphenylsilane, trimethoxy (p-tolyl) silane, triethoxymethylsilane, [bicyclo [2.2.1] hept-5-en-2-yl] triethoxysilane, triethoxy- 1H, 1H, 2H, 2H-tridecafluoro-n-octylsilane, triethoxyethylsilane, triethoxyfluorosilane, triethoxysilane, trimethoxysilane, and trimethoxy [3- (phenylamino) propyl] silane.
本発明で用いられる4官能のアルコキシシラン化合物の具体例は、オルトケイ酸テトラブチル、オルトケイ酸テトラプロピル、オルトケイ酸テトライソプロピル、オルトケイ酸テトラエチル、およびオルトケイ酸テトラメチルである。 Specific examples of the tetrafunctional alkoxysilane compound used in the present invention are tetrabutyl orthosilicate, tetrapropyl orthosilicate, tetraisopropyl orthosilicate, tetraethyl orthosilicate, and tetramethyl orthosilicate.
本発明で用いられる5官能以上のアルコキシシラン化合物の具体例は、トリス(3−(トリメトキシシリル)プロピル)イソシアヌレートである。 A specific example of the pentafunctional or higher functional alkoxysilane compound used in the present invention is tris (3- (trimethoxysilyl) propyl) isocyanurate.
炭素−炭素2重結合を含有するポリマーを得るためには、(メタ)アクリル基と炭素−炭素2重結合を同一分子内に有するモノマーをラジカル重合することによって得る方法や、エポキシ基を有する重合性モノマーを重合した後に(メタ)アクリル酸などをポリマー側鎖のエポキシ基に付加反応させ、側鎖に(メタ)アクリル基を導入する方法、または逆にカルボキシルを有するモノマーや水酸基を有するモノマーなどを重合した後に、(メタ)アクリル酸グリシジルなどのエポキシ基と炭素−炭素2重結合を同一分子内に有するモノマーをポリマー側鎖のカルボキシルやフェノールに付加反応させ、側鎖に(メタ)アクリル基を導入する方法などがある。 In order to obtain a polymer containing a carbon-carbon double bond, a method obtained by radical polymerization of a monomer having a (meth) acryl group and a carbon-carbon double bond in the same molecule, or a polymerization having an epoxy group After polymerization of the polymerizable monomer, addition reaction of (meth) acrylic acid etc. to the epoxy group of the polymer side chain and introducing (meth) acrylic group into the side chain, or conversely, a monomer having a carboxyl or a monomer having a hydroxyl group, etc. After polymerizing, the monomer having an epoxy group such as glycidyl (meth) acrylate and a carbon-carbon double bond in the same molecule is added to the carboxyl or phenol of the polymer side chain, and the (meth) acrylic group is added to the side chain. There is a method to introduce.
(メタ)アクリル基と炭素−炭素2重結合を同一分子内に有するモノマーの具体例は、ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンテニルメタクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート、およびジシクロペンテニルオキシエチルメタクリレートである。エポキシ基を有する重合性モノマーの具体例は、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジルおよび4−ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテルである。カルボキシルを有するモノマーの具体例は、アクリル酸、メタクリル酸、2−カルボキシエチルアクリレート、2−カルボキシエチルメタクリレート、2−メタクリロイロキシエチルフタル酸、2−メタクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2−アクリロイルオキシエチルサクシネート、および2−メタクリロイルオキシエチルサクシネートである。水酸基を有するモノマーの具体例は、ヒドロキシスチレンおよび4−ビニルケトンフェノールである。 Specific examples of the monomer having a (meth) acryl group and a carbon-carbon double bond in the same molecule are dicyclopentenyl acrylate, dicyclopentenyl methacrylate, dicyclopentenyloxyethyl acrylate, and dicyclopentenyloxyethyl methacrylate. . Specific examples of the polymerizable monomer having an epoxy group are glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, and 4-hydroxybutyl acrylate glycidyl ether. Specific examples of the monomer having carboxyl include acrylic acid, methacrylic acid, 2-carboxyethyl acrylate, 2-carboxyethyl methacrylate, 2-methacryloyloxyethyl phthalic acid, 2-methacryloyloxyethyl hexahydrophthalic acid, and 2-acryloyl. Oxyethyl succinate, and 2-methacryloyloxyethyl succinate. Specific examples of the monomer having a hydroxyl group are hydroxystyrene and 4-vinyl ketone phenol.
前記のラジカル重合に用いる触媒としては特に制限はないが、容易に入手できるものとしてアゾ系開始剤が挙げられる。アゾ系開始剤の具体例は、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(2−メチルブチロニトリル)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)である。 Although there is no restriction | limiting in particular as a catalyst used for the said radical polymerization, An azo initiator is mentioned as what can be obtained easily. Specific examples of the azo initiator include 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile). ), 1,1′-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile), 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropio) Nate).
ラジカル重合に用いられる溶媒は、使用するモノマーが溶解するものであれば特に限定されないが、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、酢酸ブチル、プロピオン酸ブチル、乳酸エチル、ヒドロキシ酢酸メチル、ヒドロキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸ブチル、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル、3−オキシプロピオン酸メチル、3−ヒドロキシプロピオン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシプロピオン酸プロピル、2−メトキシプロピオン酸メチル、2−メトキシプロピオン酸エチル、2−メトキシプロピオン酸プロピル、2−エトキシプロピオン酸メチル、2−エトキシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、2−メトキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−エトキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、2−オキソブタン酸メチル、2−オキソブタン酸エチル、ジオキサン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、トルエン、キシレン、γ−ブチロラクトン、およびN,N−ジメチルアセトアミドが例示される。これらは単独で用いてもよく、2つ以上を組み合わせて用いてもよい。 The solvent used for radical polymerization is not particularly limited as long as the monomer used is soluble, but cyclopentanone, cyclohexanone, butyl acetate, butyl propionate, ethyl lactate, methyl hydroxyacetate, hydroxyethyl acetate, hydroxybutyl acetate , Methyl methoxyacetate, ethyl methoxyacetate, butyl methoxyacetate, methyl ethoxyacetate, ethyl ethoxyacetate, methyl 3-oxypropionate, ethyl 3-hydroxypropionate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, 3 -Methyl ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 2-hydroxypropionate, propyl 2-hydroxypropionate, methyl 2-methoxypropionate, ethyl 2-methoxypropionate, 2- Propyl toxipropionate, methyl 2-ethoxypropionate, ethyl 2-ethoxypropionate, methyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, 2-methoxy-2-methylpropionic acid Methyl, ethyl 2-ethoxy-2-methylpropionate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, propyl pyruvate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, methyl 2-oxobutanoate, ethyl 2-oxobutanoate, dioxane, ethylene glycol, Diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, 1,4-butanediol, ethylene glycol monoisopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether Ter, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, cyclohexanone, cyclopentanone, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol mono Ethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether , Toluene, xylene, γ-butyrolactone, and N, N-dimethylacetamide. These may be used alone or in combination of two or more.
エステル系ポリマーの合成に用いられる酸触媒としては、p−トルエンスルホン酸が好ましく用いられる。 As the acid catalyst used for the synthesis of the ester polymer, p-toluenesulfonic acid is preferably used.
エステル系ポリマーの合成に用いられる溶媒としては、前記のラジカル重合に好ましい溶媒で挙げた溶媒の中から水酸基を持った溶媒を除いた溶媒が用いられる。 As the solvent used for the synthesis of the ester-based polymer, a solvent obtained by removing a solvent having a hydroxyl group from the solvents mentioned as preferred solvents for radical polymerization is used.
アミド酸系ポリマーの合成に用いられる溶媒としては、前記のラジカル重合に好ましい溶媒で挙げた溶媒が挙げられる。 Examples of the solvent used for the synthesis of the amic acid-based polymer include the solvents mentioned above as preferred solvents for radical polymerization.
シロキサン系ポリマーの合成に用いられる酸触媒としては、ギ酸、シュウ酸、塩酸、硝酸、硫酸、およびp−トルエンスルホン酸が挙げられる。塩基触媒としては、アンモニア、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、イミダゾール、ジアザビシクロウンデセン、およびジアザビシクロノネンが挙げられる。 Examples of the acid catalyst used for the synthesis of the siloxane polymer include formic acid, oxalic acid, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, and p-toluenesulfonic acid. Base catalysts include ammonia, tetramethylammonium hydroxide, imidazole, diazabicycloundecene, and diazabicyclononene.
シロキサン系ポリマーの合成に用いられる溶媒としては、前記のラジカル重合に好ましい溶媒で挙げた溶媒が挙げられる。 Examples of the solvent used for the synthesis of the siloxane-based polymer include the solvents mentioned above as preferred solvents for radical polymerization.
6.その他の成分
本発明の光配向膜用組成物は、本発明の効果が得られる範囲において、前述した成分(A)〜(C)以外の他の成分をさらに含有していてもよい。例えば本発明の光配向膜用組成物には、塗布均一性、膜硬度、接着性を向上させるために各種の添加剤を添加することができる。このような添加剤としては、例えば、アクリル系、スチレン系、ポリエチレンイミン系又はウレタン系の高分子分散剤、アニオン系、カチオン系、ノニオン系又はフッ素系の界面活性剤、シリコン系の塗布性向上剤、ヒンダードフェノール系、ヒンダードアミン系、リン系、イオウ系化合物等の酸化防止剤、カップリング剤等の密着性向上剤、エポキシ化合物等の熱架橋剤、光ラジカル開始剤や熱ラジカル開始剤などのラジカル重合開始剤が挙げられる。
6). Other components The composition for photo-alignment films of the present invention may further contain components other than the components (A) to (C) described above within the range in which the effects of the present invention are obtained. For example, various additives can be added to the composition for photo-alignment films of the present invention in order to improve coating uniformity, film hardness, and adhesion. Examples of such additives include acrylic, styrene, polyethyleneimine, or urethane polymer dispersants, anionic, cationic, nonionic, or fluorine surfactants, and improved silicone coating properties. Agents, hindered phenols, hindered amines, phosphorus, sulfur compounds and other antioxidants, coupling agents and other adhesion improvers, epoxy compounds and other thermal crosslinking agents, photoradical initiators and thermal radical initiators, etc. These radical polymerization initiators.
6−1.高分子分散剤、界面活性剤、塗布性向上剤
高分子分散剤、界面活性剤、及び塗布性向上剤には、組成物においてこれらの用途で用いられる成分を用いることができる。これらは1種でも2種以上でもよい。このような高分子分散剤、界面活性剤、及び塗布性向上剤としては、例えば、ポリフローNo.45、ポリフローKL−245、ポリフローNo.75、ポリフローNo.90、ポリフローNo.95(以上いずれも商標、共栄社化学工業(株)製)、ディスパーベイク(Disperbyk)161、ディスパーベイク162、ディスパーベイク163、ディスパーベイク164、ディスパーベイク166、ディスパーベイク170、ディスパーベイク180、ディスパーベイク181、ディスパーベイク182、BYK300、BYK306、BYK310、BYK320、BYK330、BYK342、BYK344、BYK346、BYK361N(以上いずれも商標、ビックケミー・ジャパン(株)製)、KP−341、KP−358、KP−368、KF−96−50CS、KF−50−100CS(以上いずれも商標、信越化学工業(株)製)、サーフロンSC−101、サーフロンKH−40(以上いずれも商標、セイミケミカル(株)製)、フタージェント222F、フタージェント251、FTX−218(以上いずれも商標、(株)ネオス製)、EFTOP EF−351、EFTOP EF−352、EFTOP EF−601、EFTOP EF−801、EFTOP EF−802(以上いずれも商標、三菱マテリアル(株)製)、メガファックF−171、メガファックF−177、メガファックF−475、メガファックR−08、メガファックR−30(以上いずれも商標、DIC(株)製)、フルオロアルキルベンゼンスルホン酸塩、フルオルアルキルカルボン酸塩、フルオロアルキルポリオキシエチレンエーテル、フルオロアルキルアンモニウムヨージド、フルオロアルキルベタイン、フルオロアルキルスルホン酸塩、ジグリセリンテトラキス(フルオロアルキルポリオキシエチレンエーテル)、フルオロアルキルトリメチルアンモニウム塩、フルオロアルキルアミノスルホン酸塩、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレントリデシルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンラウレート、ポリオキシエチレンオレレート、ポリオキシエチレンステアレート、ポリオキシエチレンラウリルアミン、ソルビタンラウレート、ソルビタンパルミテート、ソルビタンステアレート、ソルビタンオレエート、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンオレエート、ポリオキシエチレンナフチルエーテル、アルキルベンゼンスルホン酸塩、及びアルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩が挙げられる。
6-1. In the polymer dispersant, the surfactant, the coatability improver, the polymer dispersant, the surfactant, and the coatability improver, components used for these applications in the composition can be used. These may be one type or two or more types. Examples of such a polymer dispersant, surfactant, and coatability improver include, for example, Polyflow No. 45, polyflow KL-245, polyflow no. 75, Polyflow No. 90, polyflow no. 95 (all are trademarks, manufactured by Kyoeisha Chemical Industry Co., Ltd.), Disperbak 161, Disperse Bake 162, Disperse Bake 163, Disperse Bake 164, Disperse Bake 166, Disperse Bake 170, Disperse Bake 180, Disperse Bake 181 , Disper Bake 182, BYK300, BYK306, BYK310, BYK320, BYK330, BYK342, BYK344, BYK346, BYK361N (all are trademarks, manufactured by BYK Japan KK), KP-341, KP-358, KP-368, KF -96-50CS, KF-50-100CS (all are trademarks, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), Surflon SC-101, Surflon KH-40 (all are trademarks, Chemical Co., Ltd.), Aftergent 222F, Aftergent 251, FTX-218 (all are trademarks, manufactured by Neos Co., Ltd.), EFTOP EF-351, EFTOP EF-352, EFTOP EF-601, EFTOP EF-801 , EFTOP EF-802 (all of which are trademarks, manufactured by Mitsubishi Materials Corporation), Megafuck F-171, Megafuck F-177, Megafuck F-475, Megafuck R-08, Megafuck R-30 (and above) All are trademarks, manufactured by DIC Corporation), fluoroalkyl benzene sulfonate, fluoroalkyl carboxylate, fluoroalkyl polyoxyethylene ether, fluoroalkyl ammonium iodide, fluoroalkyl betaine, fluoroalkyl sulfonate, diglycerin tetrakis (Fluoroalkyl polyoxyethylene ether), fluoroalkyltrimethylammonium salt, fluoroalkylaminosulfonate, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene octylphenyl ether, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxy Ethylene oleyl ether, polyoxyethylene tridecyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene laurate, polyoxyethylene oleate, polyoxyethylene stearate, polyoxyethylene laurylamine, sorbitan laurate , Sorbitan palmitate, sorbitan stearate, sorbitan oleate, sorbitan fatty acid ester Ter, polyoxyethylene sorbitan laurate, polyoxyethylene sorbitan palmitate, polyoxyethylene sorbitan stearate, polyoxyethylene sorbitan oleate, polyoxyethylene naphthyl ether, alkyl benzene sulfonate, and alkyl diphenyl ether disulfonate .
これらの中でも、フルオロアルキルベンゼンスルホン酸塩、フルオルアルキルカルボン酸塩、フルオロアルキルポリオキシエチレンエーテル、フルオロアルキルアンモニウムヨージド、フルオロアルキルベタイン、フルオロアルキルスルホン酸塩、ジグリセリンテトラキス(フルオロアルキルポリオキシエチレンエーテル)、フルオロアルキルトリメチルアンモニウム塩、及びフルオロアルキルアミノスルホン酸塩等のフッ素系の界面活性剤、及び、BYK306、BYK342、BYK344、BYK346、KP−341、KP−358、及びKP−368等のシリコン系塗布性向上剤からなる群から選ばれる少なくとも1種が前記添加剤に含まれることは、本発明の光配向膜用組成物の塗布均一性を高める観点から好ましい。 Among these, fluoroalkyl benzene sulfonate, fluoroalkyl carboxylate, fluoroalkyl polyoxyethylene ether, fluoroalkyl ammonium iodide, fluoroalkyl betaine, fluoroalkyl sulfonate, diglycerin tetrakis (fluoroalkyl polyoxyethylene ether) ), Fluorosurfactants such as fluoroalkyltrimethylammonium salts and fluoroalkylaminosulfonates, and silicon-based such as BYK306, BYK342, BYK344, BYK346, KP-341, KP-358, and KP-368 It is preferable that at least one selected from the group consisting of coatability improvers is included in the additive from the viewpoint of enhancing the coating uniformity of the composition for photo-alignment films of the present invention.
本発明の光配向膜用組成物における前記高分子分散剤、界面活性剤、及び塗布性向上剤の含有量は、それぞれ、組成物の固形分全体量100重量部に対して0.001〜0.1重量部であることが好ましい。 The content of the polymer dispersant, the surfactant, and the coatability improver in the composition for photo-alignment film of the present invention is 0.001 to 0 based on 100 parts by weight of the total solid content of the composition, respectively. .1 part by weight is preferred.
6−2.酸化防止剤
酸化防止剤には、ヒンダードフェノール系、ヒンダードアミン系、リン系、及びイオウ系化合物の酸化防止剤を好適に用いることができる。酸化防止剤は1種でも2種以上でもよい。酸化防止剤は、ヒンダードフェノール系化合物の酸化防止剤であることが耐候性の観点から好ましい。このような酸化防止剤としては、例えばIrganox1010、IrganoxFF、Irganox1035、Irganox1035FF、Irganox1076、Irganox1076FD、Irganox1076DWJ、Irganox1098、Irganox1135、Irganox1330、Irganox1726、Irganox1425 WL、Irganox1520L、Irganox245、Irganox245FF、Irganox245DWJ、Irganox259、Irganox3114、Irganox565、Irganox565DD、Irganox295(商品名;BASFジャパン(株)製)、ADK STAB AO−20、ADK STAB AO−30、ADK STAB AO−50、ADK STAB AO−60、ADK STAB AO−70、及びADK STAB AO−80(商品名;(株)ADEKA製)が挙げられる。この中でもADK STAB AO−60がより好ましい。
6-2. As the antioxidant, antioxidants of hindered phenol-based, hindered amine-based, phosphorus-based, and sulfur-based compounds can be suitably used. One type or two or more types of antioxidants may be used. The antioxidant is preferably an antioxidant of a hindered phenol compound from the viewpoint of weather resistance. The antioxidant, e.g. Irganox1010, IrganoxFF, Irganox1035, Irganox1035FF, Irganox1076, Irganox1076FD, Irganox1076DWJ, Irganox1098, Irganox1135, Irganox1330, Irganox1726, Irganox1425 WL, Irganox1520L, Irganox245, Irganox245FF, Irganox245DWJ, Irganox259, Irganox3114, Irganox565, Irganox565DD Irganox 295 (trade name; manufactured by BASF Japan Ltd.), ADK STAB AO-20, ADK STAB AO-30, ADK STAB AO -50, ADK STAB AO-60, ADK STAB AO-70, and ADK STAB AO-80 (trade name; manufactured by ADEKA Corporation). Among these, ADK STAB AO-60 is more preferable.
本発明の光配向膜用組成物における酸化防止剤の含有量は、ポリマー(C)100重量部に対し、0.1〜15重量部であることが好ましく、1〜10重量部であることがより好ましい。 The content of the antioxidant in the composition for photo-alignment films of the present invention is preferably 0.1 to 15 parts by weight and preferably 1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymer (C). More preferred.
6−3.密着性向上剤
密着性向上剤は、光配向膜用組成物と基板との密着性を向上させるために使用される。密着性向上剤には、カップリング剤を好適に用いることができる。密着性向上剤は1種でも2種以上でもよい。前記カップリング剤には、シラン系、アルミニウム系又はチタネート系の化合物を用いることができる。このようなカップリング剤としては、例えば3−グリシドキシプロピルジメチルエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート、及びテトライソプロピルビス(ジオクチルホスファイト)チタネートが挙げられる。これらの中でも、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランが、密着性を向上させる効果が大きく好ましい。
6-3. Adhesion improver The adhesion improver is used to improve the adhesion between the composition for photo-alignment film and the substrate. A coupling agent can be suitably used as the adhesion improver. The adhesion improver may be one type or two or more types. As the coupling agent, a silane-based, aluminum-based or titanate-based compound can be used. Examples of such coupling agents include 3-glycidoxypropyldimethylethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, acetoalkoxyaluminum diisopropylate, and tetra And isopropyl bis (dioctyl phosphite) titanate. Among these, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane is preferable because of its great effect of improving adhesion.
本発明の光配向膜用組成物における密着性向上剤の含有量は、ポリマー(C)100重量部に対し10重量部以下であることが好ましい。 The content of the adhesion improver in the composition for photo-alignment films of the present invention is preferably 10 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the polymer (C).
6−4.熱架橋剤
熱架橋剤には、光配向膜用組成物を材料とする成膜における加熱条件下で架橋反応を起こす成分を用いることができる。熱架橋剤は1種でも2種以上でもよい。熱架橋剤にはエポキシ化合物等の熱架橋剤を用いることができ、このような熱架橋剤としては、例えばエピコート807、エピコート815、エピコート825、エピコート827、エピコート828、エピコート190P、エピコート191P、エピコート1004、エピコート1256、YX8000(商品名;ジャパンエポキシレジン(株)製)、アラルダイトCY177、アラルダイトCY184(商品名;BASFジャパン(株)製)、セロキサイド2021P、EHPE−3150(商品名;ダイセル化学工業(株)製)、テクモアVG3101L(商品名;(株)プリンテック製))が挙げられる。
6-4. As the thermal crosslinking agent, a component that causes a crosslinking reaction under heating conditions in film formation using the composition for photo-alignment film as a material can be used. One or more thermal crosslinking agents may be used. A thermal crosslinking agent such as an epoxy compound can be used as the thermal crosslinking agent. Examples of such a thermal crosslinking agent include Epicoat 807, Epicoat 815, Epicoat 825, Epicoat 827, Epicoat 828, Epicoat 190P, Epicoat 191P, and Epicoat. 1004, Epicoat 1256, YX8000 (trade name; manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.), Araldite CY177, Araldite CY184 (trade name; manufactured by BASF Japan), Celoxide 2021P, EHPE-3150 (trade name; Daicel Chemical Industries, Ltd.) And techmore VG3101L (trade name; manufactured by Printec Co., Ltd.)).
本発明の光配向膜用組成物における熱架橋剤の含有量は、組成物の固形分100重量部に対し、1〜30重量部であることが好ましく、5〜15重量部であることがより好ましい。 The content of the thermal crosslinking agent in the composition for photo-alignment films of the present invention is preferably 1 to 30 parts by weight and more preferably 5 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the solid content of the composition. preferable.
6−5.ラジカル重合開始剤
光ラジカル発生剤には、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン(DAROCUR1173)、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン(IRGACURE651)、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(IRGACURE184)、IRGACURE127、IRGACURE500(IRGACURE184とベンゾフェノンの混合物)、IRGACURE2959、IRGACURE907、IRGACURE369、IRGACURE379、IRGACURE754、IRGACURE1300、IRGACURE819、IRGACURE1700、IRGACURE1800、IRGACURE1850、IRGACURE1870、DAROCUR4265、DAROCUR MBF、DAROCUR TPO、IRGACURE784、IRGACURE754、IRGACURE OXE01、およびIRGACURE OXE02が挙げられる。上記のDAROCURおよびIRGACUREはいずれもBASFジャパン(株)の製品名である。これらに公知の増感剤(イソプロピルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、エチル 4−ジメチルアミノベンゾエート(DAROCUR EDB)、2−エチルヘキシル 4−ジメチルアミノベンゾエート(DAROCUR EHA)など)を添加してもよい。
6-5. Radical polymerization initiators Photoradical generators include 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one (DAROCUR 1173), 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane -1-one (IRGACURE 651), 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone (IRGACURE 184), IRGACURE 127, IRGACURE 500 (mixture of IRGACURE 184 and IRGACURE 184, IRGAC URE, IRGAC URE, IRGAC URE, IRGAC URE, IRGAC URE, IRGAC URE, IRGAC IRGACURE 850, IRGACURE1870, DAROCUR4265, DAROCUR MBF, DAROCUR TPO, IRGACURE784, IRGACURE754, IRGACURE OXE01, and IRGACURE OXE02 the like. Both DAROCUR and IRGACURE are product names of BASF Japan. Known sensitizers (isopropylthioxanthone, diethylthioxanthone, ethyl 4-dimethylaminobenzoate (DAROCUR EDB), 2-ethylhexyl 4-dimethylaminobenzoate (DAROCUR EHA), etc.) may be added thereto.
熱ラジカル発生剤としては、2,2’−Azobis(4−methoxy−2,4−dimethylvaleronitrile)(和光純薬工業(株)製V−70)、2,2’−Azobis(2,4−dimethylvaleronitrile)(和光純薬工業(株)製V−65)、2,2’−Azobis(isobutyronitrile)(和光純薬工業(株)製V−60)、2,2’−Azobis(2‐methylbutyronitrile)(和光純薬工業(株)製V−59)、2,2’−Azobis[N−(2−propenyl)−2−methylpropionamide](和光純薬工業(株)製VF−096)、2,2’−Azobis(N−butyl−2−methylpropionamide)(和光純薬工業(株)製VAm−110)、Dimethyl 2,2’−Azobis(isobutyrate)(和光純薬工業(株)製V‐601)が挙げられる。 Examples of the thermal radical generator include 2,2′-Azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile) (V-70 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 2,2′-Azobis (2,4-dimethylvaleronitile). ) (V-65 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 2,2′-Azobis (isobutyronitrile) (V-60 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 2,2′-Azobis (2-methylbutyronitrile) ( V-59) manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 2,2′-Azobis [N- (2-propenyl) -2-methylpropionamide] (VF-096 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 2, 2 ′ -Azobis (N-butyl-2-methylpropiona ide) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. VAm-110), include Dimethyl 2,2'-azobis (isobutyrate) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. V-601).
本発明の光配向膜用組成物におけるラジカル重合開始剤の含有量は、組成物の固形分100重量部に対し、1〜10重量部であることが好ましく、3〜10重量部であることがより好ましい。 The content of the radical polymerization initiator in the composition for photo-alignment films of the present invention is preferably 1 to 10 parts by weight and preferably 3 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the solid content of the composition. More preferred.
本発明の光配向膜用組成物は、温度−30℃〜25℃の範囲で遮光して保存することが、光配向膜用組成物の経時安定性の観点から好ましい。保存温度が−20℃〜10℃であれば、感光性組成物からの析出物の発生を防止する観点からより一層好ましい。 The composition for photo-alignment film of the present invention is preferably stored while being shielded from light in the temperature range of −30 ° C. to 25 ° C. from the viewpoint of the temporal stability of the composition for photo-alignment film. A storage temperature of −20 ° C. to 10 ° C. is even more preferable from the viewpoint of preventing the generation of precipitates from the photosensitive composition.
7.光配向膜の成膜と重合性液晶の配向性評価
以下で光配向膜を形成する方法と、光配向膜の上に配向させる材料として重合性液晶を用いた配向性評価について記述する。
7−1.光配向膜の成膜法
本発明の光配向膜用組成物をスピンコート、ロールコート、スリットコート等の公知の方法により、基板上に塗布する。基板としては、例えば、白板ガラス、青板ガラス、シリカコート青板ガラス等の透明ガラス基板、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリエステル、アクリル、塩化ビニル、芳香族ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド等の合成樹脂製シート、フィルム又は基板、アルミニウム板、銅板、ニッケル板、ステンレス板等の金属基板、その他セラミック板、及び光電変換素子を有する半導体基板が挙げられる。これらの基板には、シランカップリング剤等の薬品処理、プラズマ処理、イオンプレーティング、スパッタリング、気相反応法、真空蒸着等の前処理を行ってもよい。
7). Deposition of Photo Alignment Film and Evaluation of Alignment of Polymerizable Liquid Crystal Hereinafter, a method of forming a photo alignment film and an evaluation of alignment using a polymerizable liquid crystal as a material to be aligned on the photo alignment film will be described.
7-1. Film-forming method of photo-alignment film The composition for photo-alignment film of the present invention is applied on a substrate by a known method such as spin coating, roll coating, slit coating or the like. As the substrate, for example, transparent glass substrate such as white plate glass, blue plate glass, silica coated blue plate glass, synthetic resin sheet such as polycarbonate, polyethersulfone, polyester, acrylic, vinyl chloride, aromatic polyamide, polyamideimide, polyimide, Examples of the semiconductor substrate include a film or substrate, a metal substrate such as an aluminum plate, a copper plate, a nickel plate, and a stainless plate, other ceramic plates, and a photoelectric conversion element. These substrates may be subjected to a pretreatment such as a chemical treatment such as a silane coupling agent, plasma treatment, ion plating, sputtering, a gas phase reaction method, or vacuum deposition.
次に、基板上の光配向膜用組成物の塗膜をホットプレート又はオーブンで乾燥する。通常、60〜150℃で1〜5分間乾燥する。光配向膜の膜厚は特に制限されないが、一般的に1nm〜300nm程度の膜厚に成膜する。乾燥した基板上の光配向膜に、超高圧水銀灯などの光照射装置から照射された光をワイヤーグリッド等の偏光板にて偏光に変換して照射する。照射量は、波長300nm〜500nmで1〜3,000mJ/cm2程度が適当である。 Next, the coating film of the composition for photo-alignment films on a board | substrate is dried with a hotplate or oven. Usually, it is dried at 60 to 150 ° C. for 1 to 5 minutes. The film thickness of the photo-alignment film is not particularly limited, but is generally formed to a film thickness of about 1 nm to 300 nm. The photo-alignment film on the dried substrate is irradiated with light irradiated from a light irradiation device such as an ultra-high pressure mercury lamp converted into polarized light by a polarizing plate such as a wire grid. The irradiation amount is suitably about 1 to 3000 mJ / cm 2 at a wavelength of 300 nm to 500 nm.
7−2.重合性液晶の配向性評価法
まず、評価に使用する重合性液晶性組成物を以下のように調製した。LC242(BASFジャパン(株)製)を5.0g、IRGACURE907(BASFジャパン(株)製)を0.25g、BYK361N(ビックケミー・ジャパン(株)製)を0.0050g、さらに有機溶媒としてトルエンを加えて有機溶媒が全体の85wt%になるように調製し、均一に混合溶解する。この組成物を重合性液晶組成物(1)とする。
7-2. Method for evaluating orientation of polymerizable liquid crystal First, a polymerizable liquid crystal composition used for evaluation was prepared as follows. LC242 (BASF Japan Co., Ltd.) 5.0g, IRGACURE907 (BASF Japan Co., Ltd.) 0.25g, BYK361N (Bic Chemie Japan Co., Ltd.) 0.0050g, and toluene as an organic solvent was added. The organic solvent is prepared so as to be 85 wt% of the whole, and mixed and dissolved uniformly. This composition is referred to as “polymerizable liquid crystal composition (1)”.
偏光を照射した光配向膜付きの基板上に重合性液晶組成物(1)をスピンコートなどの塗布法により成膜し、ホットプレート上で80℃にて1分間乾燥する。基板を室温まで冷却してから、超高圧水銀灯等の全線を照射して重合性液晶組成物を光硬化して配向を固定化する。作成した重合性液晶光硬化後の基板を、直交(クロスニコル)状態の2枚の偏光版の間に挟み、バックライトを下から照射して観察した。重合性液晶が水平配向していれば、基板を回転させると明と暗の状態を繰り返す。配向欠陥(光り抜け)なく明暗表示ができた最小の露光量を光配向感度とする。 A polymerizable liquid crystal composition (1) is formed on a substrate with a photo-alignment film irradiated with polarized light by a coating method such as spin coating, and dried at 80 ° C. for 1 minute on a hot plate. After the substrate is cooled to room temperature, the entire alignment line is irradiated by irradiating all lines such as an ultra-high pressure mercury lamp, and the alignment is fixed by photocuring the polymerizable liquid crystal composition. The prepared polymerizable liquid crystal photocured substrate was sandwiched between two polarizing plates in an orthogonal (crossed Nicols) state and observed by irradiating a backlight from below. If the polymerizable liquid crystal is horizontally aligned, the light and dark states are repeated when the substrate is rotated. The minimum exposure amount that can display bright and dark without alignment defects (light loss) is defined as photoalignment sensitivity.
以下、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により制限されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention more concretely, this invention is not restrict | limited by these Examples.
[合成例1]ポリマー(A1)の合成
温度計、攪拌器、冷却管を配置した4つ口フラスコに、重合溶媒としてシクロペンタノン、化合物(a1)として4,4’−ジアジドカルコン、化合物(a2)として1,6−ヘキサンジオール ジアクリレートを下記の重量で仕込み、80℃で3時間重合した。
シクロペンタノン 8.90g
4,4’−ジアジドカルコン 5.00g
1,6−ヘキサンジオール ジアクリレート 3.90g
[Synthesis Example 1] Synthesis of polymer (A1) Thermometer, stirrer, and cooling tube provided in a four-necked flask, cyclopentanone as a polymerization solvent, 4,4'-diazidochalcone as a compound (a1), compound As (a2), 1,6-hexanediol diacrylate was charged in the following weight and polymerized at 80 ° C. for 3 hours.
Cyclopentanone 8.90g
4,4'-diazide chalcone 5.00g
1,6-hexanediol diacrylate 3.90 g
反応後の溶液を室温まで冷却してからn−ヘキサンを投入してポリマーを沈殿させて回収した。回収したポリマーは真空乾燥してから再度シクロペンタノンに溶解させた。ポリマーの固形分濃度は3wt%になるようにシクロペンタノンを加えた。 After the reaction, the solution was cooled to room temperature, and n-hexane was added to precipitate and collect the polymer. The recovered polymer was vacuum-dried and then dissolved again in cyclopentanone. Cyclopentanone was added so that the solid content concentration of the polymer was 3 wt%.
溶液の一部をサンプリングし、GPC分析(ポリスチレン標準)により重量平均分子量を測定した。GPC分析には分子量が645〜132,900のポリスチレン(VARIAN社製のポリスチレンキャリブレーションキットPL2010−0102)を標準のポリスチレンに用い、カラムにはPLgel MIXED−D(VARIAN社製)を用い、移動相としてTHFを用い、カラム温度を35℃とし、示差屈折率検出器を用いて測定した。その結果、ポリマー(A1)の重量平均分子量は23,000であった。 A part of the solution was sampled, and the weight average molecular weight was measured by GPC analysis (polystyrene standard). For GPC analysis, polystyrene having a molecular weight of 645 to 132,900 (polystyrene calibration kit PL2010-0102 manufactured by VARIAN) was used as standard polystyrene, and PLgel MIXED-D (manufactured by VARIAN) was used as the column, and the mobile phase was used. As THF, the column temperature was set to 35 ° C., and the measurement was performed using a differential refractive index detector. As a result, the weight average molecular weight of the polymer (A1) was 23,000.
[合成例2]ポリマー(A2)の合成
温度計、攪拌器、冷却管を配置した4つ口フラスコに、重合溶媒としてシクロペンタノン、化合物(a1)として4,4’−ジアジドカルコン、化合物(a2)として1,4−ブタンジオール ジアクリレートを下記の重量で仕込み、80℃で3時間重合した。
シクロペンタノン 8.41g
4,4’−ジアジドカルコン 5.00g
1,4−ブタンジオール ジアクリレート 3.41g
[Synthesis Example 2] Synthesis of Polymer (A2) Thermometer, stirrer, and cooling tube provided in a four-necked flask, cyclopentanone as a polymerization solvent, 4,4'-diazidochalcone as a compound (a1), compound As (a2), 1,4-butanediol diacrylate was charged in the following weight and polymerized at 80 ° C. for 3 hours.
8.41 g of cyclopentanone
4,4'-diazide chalcone 5.00g
1,41-butanediol diacrylate 3.41 g
反応後の溶液を室温まで冷却してからn−ヘキサンを投入してポリマーを沈殿させて回収した。回収したポリマーは真空乾燥してから再度シクロペンタノンに溶解させた。ポリマーの固形分濃度は3wt%になるようにシクロペンタノンを加えた。 After the reaction, the solution was cooled to room temperature, and n-hexane was added to precipitate and collect the polymer. The recovered polymer was vacuum-dried and then dissolved again in cyclopentanone. Cyclopentanone was added so that the solid content concentration of the polymer was 3 wt%.
合成例1と同様の方法でGPC分析を行った結果、ポリマー(A2)の重量平均分子量は31,000であった。 As a result of GPC analysis performed in the same manner as in Synthesis Example 1, the weight average molecular weight of the polymer (A2) was 31,000.
[合成例3]ポリマー(A3)の合成
温度計、攪拌器、冷却管を配置した4つ口フラスコに、重合溶媒としてシクロペンタノン、化合物(a1)として4,4’−ジアジドカルコン、化合物(a2)としてトリシクロデカンジメタノール ジアクリレートを下記の重量で仕込み、80℃で3時間重合した。
シクロペンタノン 10.2g
4,4’−ジアジドカルコン 5.00g
トリシクロデカンジメタノール ジアクリレート 5.24g
[Synthesis Example 3] Synthesis of Polymer (A3) Thermometer, stirrer, and cooling tube provided in a four-necked flask, cyclopentanone as a polymerization solvent, 4,4'-diazidochalcone as a compound (a1), compound As (a2), tricyclodecane dimethanol diacrylate was charged in the following weight and polymerized at 80 ° C. for 3 hours.
Cyclopentanone 10.2g
4,4'-diazide chalcone 5.00g
Tricyclodecane dimethanol diacrylate 5.24g
反応後の溶液を室温まで冷却してからn−ヘキサンを投入してポリマーを沈殿させて回収した。回収したポリマーは真空乾燥してから再度シクロペンタノンに溶解させた。ポリマーの固形分濃度は3wt%になるようにシクロペンタノンを加えた。 After the reaction, the solution was cooled to room temperature, and n-hexane was added to precipitate and collect the polymer. The recovered polymer was vacuum-dried and then dissolved again in cyclopentanone. Cyclopentanone was added so that the solid content concentration of the polymer was 3 wt%.
合成例1と同様の方法でGPC分析を行った結果、ポリマー(A3)の重量平均分子量は7,000であった。 As a result of performing GPC analysis in the same manner as in Synthesis Example 1, the weight average molecular weight of the polymer (A3) was 7,000.
[合成例4]ポリマー(A4)の合成
温度計、攪拌器、冷却管を配置した4つ口フラスコに、重合溶媒としてシクロペンタノン、化合物(a1)として4,4’−ジアジドスチルベン−2,2’−ビス(ヒドロキシプロピルスルホンアミド)、化合物(a2)として1,6−ヘキサンジオール ジアクリレートを下記の重量で仕込み、80℃で3時間重合した。
シクロペンタノン 8.90g
4,4’−ジアジドスチルベン−2,2’−ビス(ヒドロキシプロピルスルホンアミド)
5.00g
1,6−ヘキサンジオール ジアクリレート 3.90g
[Synthesis Example 4] Synthesis of polymer (A4) In a four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a condenser tube, cyclopentanone as a polymerization solvent and 4,4'-diazidostilbene-2 as a compound (a1) , 2′-bis (hydroxypropylsulfonamide), 1,6-hexanediol diacrylate as compound (a2) was charged in the following weight and polymerized at 80 ° C. for 3 hours.
Cyclopentanone 8.90g
4,4′-diazidostilbene-2,2′-bis (hydroxypropylsulfonamide)
5.00g
1,6-hexanediol diacrylate 3.90 g
反応後の溶液を室温まで冷却してからn−ヘキサンを投入してポリマーを沈殿させて回収した。回収したポリマーは真空乾燥してから再度シクロペンタノンに溶解させた。ポリマーの固形分濃度は3wt%になるようにシクロペンタノンを加えた。 After the reaction, the solution was cooled to room temperature, and n-hexane was added to precipitate and collect the polymer. The recovered polymer was vacuum-dried and then dissolved again in cyclopentanone. Cyclopentanone was added so that the solid content concentration of the polymer was 3 wt%.
合成例1と同様の方法でGPC分析を行った結果、ポリマー(A4)の重量平均分子量は6,000であった。 As a result of GPC analysis performed in the same manner as in Synthesis Example 1, the weight average molecular weight of the polymer (A4) was 6,000.
[合成例5]ポリマー(A5)の合成
温度計、攪拌器、冷却管を配置した4つ口フラスコに、重合溶媒としてシクロペンタノン、化合物(a1)として2,6−ビス(4−アジドベンジリデン)シクロヘキサノン、化合物(a2)として1,6−ヘキサンジオール ジアクリレートを下記の重量で仕込み、80℃で3時間重合した。
シクロペンタノン 8.17g
2,6−ビス(4−アジドベンジリデン)シクロヘキサノン 5.00g
1,6−ヘキサンジオール ジアクリレート 3.17g
[Synthesis Example 5] Synthesis of polymer (A5) In a four-necked flask equipped with a thermometer, stirrer, and condenser, cyclopentanone as a polymerization solvent and 2,6-bis (4-azidobenzylidene as a compound (a1) ) 1,6-hexanediol diacrylate as cyclohexanone and compound (a2) was charged in the following weight and polymerized at 80 ° C. for 3 hours.
Cyclopentanone 8.17g
2,6-bis (4-azidobenzylidene) cyclohexanone 5.00 g
1,17-hexanediol diacrylate 3.17g
反応後の溶液を室温まで冷却してからn−ヘキサンを投入してポリマーを沈殿させて回収した。回収したポリマーは真空乾燥してから再度シクロペンタノンに溶解させた。ポリマーの固形分濃度は3wt%になるようにシクロペンタノンを加えた。 After the reaction, the solution was cooled to room temperature, and n-hexane was added to precipitate and collect the polymer. The recovered polymer was vacuum-dried and then dissolved again in cyclopentanone. Cyclopentanone was added so that the solid content concentration of the polymer was 3 wt%.
合成例1と同様の方法でGPC分析を行った結果、ポリマー(A5)の重量平均分子量は4,000であった。 As a result of performing GPC analysis by the same method as in Synthesis Example 1, the weight average molecular weight of the polymer (A5) was 4,000.
[合成例6]ポリマー(A6)の合成
温度計、攪拌器、冷却管を配置した4つ口フラスコに、重合溶媒としてシクロペンタノン、化合物(a1)として2,6−ビス(4−アジドベンジリデン)−4−メチルシクロヘキサノン、化合物(a2)として1,6−ヘキサンジオール ジアクリレートを下記の重量で仕込み、80℃で3時間重合した。
シクロペンタノン 8.05g
2,6−ビス(4−アジドベンジリデン)−4−メチルシクロヘキサノン
5.00g
1,6−ヘキサンジオール ジアクリレート 3.05g
Synthesis Example 6 Synthesis of Polymer (A6) In a four-necked flask equipped with a thermometer, stirrer, and condenser, cyclopentanone as a polymerization solvent and 2,6-bis (4-azidobenzylidene as a compound (a1) ) -4-Methylcyclohexanone and 1,6-hexanediol diacrylate as compound (a2) were charged in the following weights and polymerized at 80 ° C. for 3 hours.
Cyclopentanone 8.05g
2,6-bis (4-azidobenzylidene) -4-methylcyclohexanone
5.00g
1,5-hexanediol diacrylate 3.05g
反応後の溶液を室温まで冷却してからn−ヘキサンを投入してポリマーを沈殿させて回収した。回収したポリマーは真空乾燥してから再度シクロペンタノンに溶解させた。ポリマーの固形分濃度は3wt%になるようにシクロペンタノンを加えた。 After the reaction, the solution was cooled to room temperature, and n-hexane was added to precipitate and collect the polymer. The recovered polymer was vacuum-dried and then dissolved again in cyclopentanone. Cyclopentanone was added so that the solid content concentration of the polymer was 3 wt%.
合成例1と同様の方法でGPC分析を行った結果、ポリマー(A6)の重量平均分子量は4,100であった。 As a result of performing GPC analysis by the same method as in Synthesis Example 1, the weight average molecular weight of the polymer (A6) was 4,100.
[合成例7]ポリマー(A7)の合成
温度計、攪拌器、冷却管を配置した4つ口フラスコに、重合溶媒としてシクロペンタノン、化合物(a1)として2,6−ビス(4−アジドベンジリデン)−4−メチルシクロヘキサノン、化合物(a2)としてDA−F3EO(新中村化学(株)製、下記式参照)、を下記の重量で仕込み、80℃で3時間重合した。
シクロペンタノン 10.4g
2,6−ビス(4−アジドベンジリデン)−4−メチルシクロヘキサノン
5.00g
DA−F3EO 5.43g
Cyclopentanone 10.4g
2,6-bis (4-azidobenzylidene) -4-methylcyclohexanone
5.00g
DA-F3EO 5.43g
反応後の溶液を室温まで冷却してからn−ヘキサンを投入してポリマーを沈殿させて回収した。回収したポリマーは真空乾燥してから再度シクロペンタノンに溶解させた。ポリマーの固形分濃度は3wt%になるようにシクロペンタノンを加えた。 After the reaction, the solution was cooled to room temperature, and n-hexane was added to precipitate and collect the polymer. The recovered polymer was vacuum-dried and then dissolved again in cyclopentanone. Cyclopentanone was added so that the solid content concentration of the polymer was 3 wt%.
合成例1と同様の方法でGPC分析を行った結果、ポリマー(A7)の重量平均分子量は9000であった。 As a result of conducting GPC analysis in the same manner as in Synthesis Example 1, the weight average molecular weight of the polymer (A7) was 9000.
[合成例8]ポリマー(A8)の合成
温度計、攪拌器、冷却管を配置した4つ口フラスコに、重合溶媒としてシクロペンタノン、化合物(a1)として2,6−ビス(4−アジドベンジリデン)−4−エチルシクロヘキサノン、化合物(a2)として1,6−ヘキサンジオール ジアクリレートを下記の重量で仕込み、80℃で3時間重合した。
シクロペンタノン 7.94g
2,6−ビス(4−アジドベンジリデン)−4−エチルシクロヘキサノン
5.00g
1,6−ヘキサンジオール ジアクリレート 2.94g
Synthesis Example 8 Synthesis of Polymer (A8) In a four-necked flask equipped with a thermometer, stirrer, and condenser, cyclopentanone as a polymerization solvent and 2,6-bis (4-azidobenzylidene as a compound (a1) ) -4-ethylcyclohexanone and 1,6-hexanediol diacrylate as compound (a2) were charged in the following weights and polymerized at 80 ° C. for 3 hours.
Cyclopentanone 7.94g
2,6-bis (4-azidobenzylidene) -4-ethylcyclohexanone
5.00g
1,6-hexanediol diacrylate 2.94 g
反応後の溶液を室温まで冷却してからn−ヘキサンを投入してポリマーを沈殿させて回収した。回収したポリマーは真空乾燥してから再度シクロペンタノンに溶解させた。ポリマーの固形分濃度は3wt%になるようにシクロペンタノンを加えた。 After the reaction, the solution was cooled to room temperature, and n-hexane was added to precipitate and collect the polymer. The recovered polymer was vacuum-dried and then dissolved again in cyclopentanone. Cyclopentanone was added so that the solid content concentration of the polymer was 3 wt%.
合成例1と同様の方法でGPC分析を行った結果、ポリマー(A8)の重量平均分子量は4,500であった。 As a result of performing GPC analysis in the same manner as in Synthesis Example 1, the weight average molecular weight of the polymer (A8) was 4,500.
[合成例9]ポリマー(A9)の合成
温度計、攪拌器、冷却管を配置した4つ口フラスコに、重合溶媒としてシクロペンタノン、化合物(a1)として2,6−ビス−(4‐アジドベンジリデン)−4−tert−アミルシクロヘキサノン、化合物(a2)として1,6−ヘキサンジオール ジアクリレートを下記の重量で仕込み、80℃で3時間重合した。
シクロペンタノン 7.65g
2,6−ビス−(4−アジドベンジリデン)−4−tert−アミルシクロヘキサノン
5.00g
1,6−ヘキサンジオール ジアクリレート 2.65g
Synthesis Example 9 Synthesis of Polymer (A9) In a four-necked flask equipped with a thermometer, stirrer, and condenser, cyclopentanone as a polymerization solvent and 2,6-bis- (4-azido as a compound (a1) Benzylidene) -4-tert-amylcyclohexanone and 1,6-hexanediol diacrylate as compound (a2) were charged in the following weights and polymerized at 80 ° C. for 3 hours.
Cyclopentanone 7.65g
2,6-bis- (4-azidobenzylidene) -4-tert-amylcyclohexanone
5.00g
1,6-hexanediol diacrylate 2.65 g
反応後の溶液を室温まで冷却してからn−ヘキサンを投入してポリマーを沈殿させて回収した。回収したポリマーは真空乾燥してから再度シクロペンタノンに溶解させた。ポリマーの固形分濃度は3wt%になるようにシクロペンタノンを加えた。 After the reaction, the solution was cooled to room temperature, and n-hexane was added to precipitate and collect the polymer. The recovered polymer was vacuum-dried and then dissolved again in cyclopentanone. Cyclopentanone was added so that the solid content concentration of the polymer was 3 wt%.
合成例1と同様の方法でGPC分析を行った結果、ポリマー(A9)の重量平均分子量は4,000であった。 As a result of performing GPC analysis in the same manner as in Synthesis Example 1, the weight average molecular weight of the polymer (A9) was 4,000.
[合成例10]ポリマー(A10)の合成
温度計、攪拌器、冷却管を配置した4つ口フラスコに、重合溶媒としてシクロペンタノン、化合物(a1)として4,4’−ジアジドジフェニルメタン、化合物(a2)として1,6−ヘキサンジオール ジアクリレートを下記の重量で仕込み、80℃で3時間重合した。
シクロペンタノン 9.52g
4,4’−ジアジドジフェニルメタン 5.00g
1,6−ヘキサンジオール ジアクリレート 4.52g
[Synthesis Example 10] Synthesis of Polymer (A10) Thermometer, stirrer, and cooling tube provided in a four-necked flask, cyclopentanone as a polymerization solvent, 4,4'-diazidodiphenylmethane as a compound (a1), compound As (a2), 1,6-hexanediol diacrylate was charged in the following weight and polymerized at 80 ° C. for 3 hours.
Cyclopentanone 9.52g
4,4'-diazidodiphenylmethane 5.00g
1,6-hexanediol diacrylate 4.52 g
反応後の溶液を室温まで冷却してからn−ヘキサンを投入してポリマーを沈殿させて回収した。回収したポリマーは真空乾燥してから再度シクロペンタノンに溶解させた。ポリマーの固形分濃度は3wt%になるようにシクロペンタノンを加えた。 After the reaction, the solution was cooled to room temperature, and n-hexane was added to precipitate and collect the polymer. The recovered polymer was vacuum-dried and then dissolved again in cyclopentanone. Cyclopentanone was added so that the solid content concentration of the polymer was 3 wt%.
合成例1と同様の方法でGPC分析を行った結果、ポリマー(A10)の重量平均分子量は4,300であった。 As a result of performing GPC analysis by the same method as in Synthesis Example 1, the weight average molecular weight of the polymer (A10) was 4,300.
[合成例11]ポリマー(A11)の合成
温度計、攪拌器、冷却管を配置した4つ口フラスコに、重合溶媒としてシクロペンタノン、化合物(a1)として2,6−ビス(4−アジドベンジリデン)−4−メチルシクロヘキサノン、化合物(a2)として1,6−ヘキサンジオール ジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレートを下記の重量で仕込み、80℃で2時間重合した。
シクロペンタノン 7.82g
2,6−ビス(4−アジドベンジリデン)−4−メチルシクロヘキサノン
5.00g
1,6−ヘキサンジオール ジアクリレート 1.22g
トリメチロールプロパントリアクリレート 1.60g
[Synthesis Example 11] Synthesis of polymer (A11) In a four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a condenser, cyclopentanone as a polymerization solvent and 2,6-bis (4-azidobenzylidene as a compound (a1) ) -4-Methylcyclohexanone, 1,6-hexanediol diacrylate and trimethylolpropane triacrylate as the compound (a2) were charged in the following weights and polymerized at 80 ° C. for 2 hours.
Cyclopentanone 7.82g
2,6-bis (4-azidobenzylidene) -4-methylcyclohexanone
5.00g
1,22-hexanediol diacrylate 1.22 g
1.60 g of trimethylolpropane triacrylate
反応後の溶液を室温まで冷却してからn−ヘキサンを投入してポリマーを沈殿させて回収した。回収したポリマーは真空乾燥してから再度シクロペンタノンに溶解させた。ポリマーの固形分濃度は3wt%になるようにシクロペンタノンを加えた。 After the reaction, the solution was cooled to room temperature, and n-hexane was added to precipitate and collect the polymer. The recovered polymer was vacuum-dried and then dissolved again in cyclopentanone. Cyclopentanone was added so that the solid content concentration of the polymer was 3 wt%.
合成例1と同様の方法でGPC分析を行った結果、ポリマー(A11)の重量平均分子量は22,000であった。 As a result of GPC analysis performed in the same manner as in Synthesis Example 1, the weight average molecular weight of the polymer (A11) was 22,000.
[合成例12]ポリマー(A12)の合成
温度計、攪拌器、冷却管を配置した4つ口フラスコに、重合溶媒としてシクロペンタノン、化合物(a1)として2,6−ビス(4−アジドベンジリデン)−4−メチルシクロヘキサノン、化合物(a2)として1,6−ヘキサンジオール ジアクリレート、イソシアヌル酸EO変性ジ及びトリアクリレートを下記の重量で仕込み、80℃で2時間重合した。
シクロペンタノン 8.51g
2,6−ビス(4−アジドベンジリデン)−4−メチルシクロヘキサノン
5.00g
1,6−ヘキサンジオール ジアクリレート 1.22g
イソシアヌル酸EO変性ジ及びトリアクリレート 2.29g
[Synthesis Example 12] Synthesis of polymer (A12) In a four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer and a condenser, cyclopentanone as a polymerization solvent and 2,6-bis (4-azidobenzylidene as a compound (a1) ) -4-methylcyclohexanone and 1,6-hexanediol diacrylate, isocyanuric acid EO-modified diacrylate and triacrylate as the compound (a2) were charged in the following weights and polymerized at 80 ° C. for 2 hours.
8.51 g of cyclopentanone
2,6-bis (4-azidobenzylidene) -4-methylcyclohexanone
5.00g
1,22-hexanediol diacrylate 1.22 g
Isocyanuric acid EO-modified di- and triacrylate 2.29 g
反応後の溶液を室温まで冷却してからn−ヘキサンを投入してポリマーを沈殿させて回収した。回収したポリマーは真空乾燥してから再度シクロペンタノンに溶解させた。ポリマーの固形分濃度は3wt%になるようにシクロペンタノンを加えた。 After the reaction, the solution was cooled to room temperature, and n-hexane was added to precipitate and collect the polymer. The recovered polymer was vacuum-dried and then dissolved again in cyclopentanone. Cyclopentanone was added so that the solid content concentration of the polymer was 3 wt%.
合成例1と同様の方法でGPC分析を行った結果、ポリマー(A12)の重量平均分子量は6,800であった。 As a result of conducting GPC analysis by the same method as in Synthesis Example 1, the weight average molecular weight of the polymer (A12) was 6,800.
[合成例13]ポリマー(C1)の合成
攪拌器付4つ口フラスコに窒素をバブリングしながら重合溶媒としてシクロペンタノン、重合性モノマーとしてグリシジル メタクリレート、重合開始剤として、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を下記の重量で仕込み、80℃で1時間重合し、さらに100℃に昇温して2時間熟成し、固形分濃度40wt%のポリマー(C1)溶液を得た。
シクロペンタノン 15.0g
グリシジル メタクリレート 10.0g
2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル) 0.500g
Synthesis Example 13 Synthesis of Polymer (C1) Cyclopentanone as a polymerization solvent, glycidyl methacrylate as a polymerizable monomer, and 2,2′-azobis (as a polymerization initiator) while bubbling nitrogen into a four-necked flask equipped with a stirrer 2,4-dimethylvaleronitrile) was charged at the following weight, polymerized at 80 ° C. for 1 hour, further heated to 100 ° C. and aged for 2 hours to obtain a polymer (C1) solution having a solid concentration of 40 wt%. .
Cyclopentanone 15.0g
Glycidyl methacrylate 10.0g
2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) 0.500 g
合成例1と同様の方法でGPC分析を行った結果、ポリマー(C1)の重量平均分子量は11,000であった。 As a result of GPC analysis performed in the same manner as in Synthesis Example 1, the weight average molecular weight of the polymer (C1) was 11,000.
[合成例14]ポリマー(C2)の合成
攪拌器付4つ口フラスコに重合溶媒としてジエチレングリコールメチルエチルエーテル、酸二無水物として1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、ジアルコールとして1,6−ヘキサンジオールを下記の重量で仕込み、140℃で3時間重合し、固形分濃度50wt%のポリマー(C8)溶液を得た。
ジエチレングリコールメチルエチルエーテル 16.0g
1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物 10.0g
1,6−ヘキサンジオール 6.03g
[Synthesis Example 14] Synthesis of polymer (C2) In a four-necked flask with a stirrer, diethylene glycol methyl ethyl ether as a polymerization solvent, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride as an acid dianhydride, dialcohol 1,6-hexanediol was charged at the following weight and polymerized at 140 ° C. for 3 hours to obtain a polymer (C8) solution having a solid concentration of 50 wt%.
Diethylene glycol methyl ethyl ether 16.0g
1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride 10.0 g
1,6-hexanediol 6.03 g
合成例1と同様の方法でGPC分析を行った結果、ポリマー(C2)の重量平均分子量は186,000であった。 As a result of GPC analysis performed in the same manner as in Synthesis Example 1, the weight average molecular weight of the polymer (C2) was 186,000.
[比較合成例1]ポリマー(E1)の合成
攪拌器付4つ口フラスコに窒素をバブリングしながら重合溶媒としてシクロペンタノン、ケイ皮酸モノマーの例として下記構造のモノマーe、重合開始剤として2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を下記の重量で仕込み、80℃で1時間重合し、さらに100℃に昇温して2時間熟成し、固形分濃度40wt%のポリマー(E1)溶液を得た。
シクロペンタノン 15.0g
モノマーe 10.0g
2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル) 0.500g
Cyclopentanone 15.0g
Monomer e 10.0g
2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) 0.500 g
合成例1と同様の方法でGPC分析を行った結果、ポリマー(E1)の重量平均分子量は9,000であった。 As a result of GPC analysis performed in the same manner as in Synthesis Example 1, the weight average molecular weight of the polymer (E1) was 9,000.
[実施例1〜14]および[比較例1]
下表に示す通りに実施例1〜14、比較例1の組成物を調製し、評価を行った。各成分の( )内の数値はモル比である。また、ポリマー(C)欄の[ ]内の数値はポリマー(A)の100重量部に対して添加した重量部である。全ての組成物を固形分濃度3wt%に調製した。ここで固形分とは有機溶媒以外の成分を指す。希釈用の有機溶媒はシクロペンタノン(CPN)を使用した。有機溶媒が複数の場合は[ ]内に溶媒の混合比を示した。下表における略称は以下の通りである。
[Examples 1 to 14] and [Comparative Example 1]
The compositions of Examples 1 to 14 and Comparative Example 1 were prepared and evaluated as shown in the following table. The numerical value in () of each component is the molar ratio. Moreover, the numerical value in [] of a polymer (C) column is the weight part added with respect to 100 weight part of polymers (A). All compositions were prepared to a solid content concentration of 3 wt%. Here, solid content refers to components other than an organic solvent. Cyclopentanone (CPN) was used as the organic solvent for dilution. When there are a plurality of organic solvents, the mixing ratio of the solvents is shown in []. Abbreviations in the table below are as follows.
化合物(a1)
BAC−H: 2,6−ビス(4−アジドベンジリデン)シクロヘキサノン
BAC−M: 2,6−ビス(4−アジドベンジリデン)−4−メチルシクロヘキサノン
BAC−E: 2,6−ビス(4−アジドベンジリデン)−4−エチルシクロヘキサノン
BAC−TA: 2,6−ビス−(4−アジドベンジリデン)−4−tert−アミルシクロヘキサノン)
DAzST(4): 4,4’−ジアジドスチルベン−2,2’−ビス(ヒドロキシプロピルスルホンアミド)
DAzC: 4,4’−ジアジドカルコン
DAzDPM: 4,4’−ジアジドフェニルメタン
(以上、いずれも商品名、東洋合成(株)製)
Compound (a1)
BAC-H: 2,6-bis (4-azidobenzylidene) cyclohexanone BAC-M: 2,6-bis (4-azidobenzylidene) -4-methylcyclohexanone BAC-E: 2,6-bis (4-azidobenzylidene) ) -4-ethylcyclohexanone BAC-TA: 2,6-bis- (4-azidobenzylidene) -4-tert-amylcyclohexanone)
DAzST (4): 4,4′-diazidostilbene-2,2′-bis (hydroxypropylsulfonamide)
DAzC: 4,4′-diazidochalcone DAzDPM: 4,4′-diazidophenylmethane (all are trade names, manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd.)
化合物(a2)
M309: トリメチロールプロパントリアクリレート
M315: イソシアヌル酸EO変性ジ及びトリアクリレート
(以上、いずれも商品名、東亞合成(株)製))
IRR−214K: トリシクロデカンジメタノールジアクリレート
(商品名、ダイセル・サイテック(株)製)
1,6−HDA: 1,6−ヘキサンジオール ジアクリレート
1,4−BDA: 1,4−ブタンジオール ジアクリレート
(東京化成工業(株)製)
Compound (a2)
M309: Trimethylolpropane triacrylate M315: Isocyanuric acid EO-modified di- and triacrylate (all are trade names, manufactured by Toagosei Co., Ltd.)
IRR-214K: Tricyclodecane dimethanol diacrylate (trade name, manufactured by Daicel Cytec Co., Ltd.)
1,6-HDA: 1,6-hexanediol diacrylate 1,4-BDA: 1,4-butanediol diacrylate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
有機溶媒(B)
CPN: シクロペンタノン
EDM: ジエチレングリコールメチルエチルエーテル
Organic solvent (B)
CPN: Cyclopentanone EDM: Diethylene glycol methyl ethyl ether
[Pre−bake後重合性液晶光配向感度の評価]
実施例1の光配向膜用組成物を1500rpmの回転数で10秒間スピンコートし、ガラス基板(コーニング(株)製 EagleXG、40mm×40mm×0.7mm)上に薄膜を形成した。次に、ホットプレート上にて100℃で3分間乾燥を行った。
[Evaluation of pre-bake post-polymerizable liquid crystal photoalignment sensitivity]
The composition for photo-alignment film of Example 1 was spin-coated at a rotation speed of 1500 rpm for 10 seconds, and a thin film was formed on a glass substrate (Corning Co., Ltd. EagleXG, 40 mm × 40 mm × 0.7 mm). Next, drying was performed at 100 ° C. for 3 minutes on a hot plate.
乾燥した光配向膜の膜厚をプロファイラP−16(ケーエルエー・テンコール(株)製 段差・表面あらさ・微細形状測定装置)にて測定した。膜厚は85nmであった。 The thickness of the dried photo-alignment film was measured with a profiler P-16 (step, surface roughness, fine shape measuring device manufactured by KLA-Tencor Corporation). The film thickness was 85 nm.
超高圧水銀灯から照射された光を300nm以下の光をカットするフィルタとワイヤーグリッド偏光板を通して直線偏光に変換し、光配向膜が塗布されたガラス基板に照射した。実施例の表中には313nm換算での露光量をmJ/cm2単位で示した。 The light irradiated from the ultra-high pressure mercury lamp was converted into linearly polarized light through a filter that cuts light of 300 nm or less and a wire grid polarizing plate, and irradiated onto the glass substrate coated with the photo-alignment film. In the table of Examples, the exposure amount in terms of 313 nm is shown in mJ / cm 2 unit.
次に、重合性液晶性組成物(1)を該基板上に1300rpmの回転数で10秒間スピンコートし、ホットプレート上で80℃にて1分間乾燥した。基板を室温まで冷却してから、超高圧水銀灯の全線を300mJ/cm2(313nmでの値)照射して重合性液晶組成物を光硬化し配向を固定化した。 Next, the polymerizable liquid crystal composition (1) was spin-coated on the substrate at a rotation speed of 1300 rpm for 10 seconds, and dried on a hot plate at 80 ° C. for 1 minute. After cooling the substrate to room temperature, the entire line of the ultra-high pressure mercury lamp was irradiated with 300 mJ / cm 2 (value at 313 nm) to photocur the polymerizable liquid crystal composition to fix the alignment.
作成した重合性液晶光硬化後の基板を、直交(クロスニコル)状態の2枚の偏光版の間に挟み、バックライトを下から照射して観察した。配向欠陥(光り抜け)なく明暗表示ができた最小の露光量(光配向感度)は200mJ/cm2であった。 The prepared polymerizable liquid crystal photocured substrate was sandwiched between two polarizing plates in an orthogonal (crossed Nicols) state and observed by irradiating a backlight from below. The minimum exposure amount (photoalignment sensitivity) at which bright and dark display was possible without alignment defects (light loss) was 200 mJ / cm 2 .
[Post−bake後重合性液晶光配向感度の評価]
実施例1の光配向膜用組成物を1500rpmの回転数で10秒間スピンコートし、ガラス基板(コーニング(株)製 EagleXG、40mm×40mm×0.7mm)上に薄膜を形成した。次に、ホットプレート上にて100℃で3分間乾燥を行った。その後、さらにオーブンで、230℃で30分間Post−bakeを行った。
[Evaluation of Post-bake Post-polymerizable Liquid Crystal Photoalignment Sensitivity]
The composition for photo-alignment film of Example 1 was spin-coated at a rotation speed of 1500 rpm for 10 seconds, and a thin film was formed on a glass substrate (Corning Co., Ltd. EagleXG, 40 mm × 40 mm × 0.7 mm). Next, drying was performed at 100 ° C. for 3 minutes on a hot plate. Thereafter, post-bake was performed in an oven at 230 ° C. for 30 minutes.
Post−bake後の光配向膜の膜厚をプロファイラP−16(ケーエルエー・テンコール(株)製 段差・表面あらさ・微細形状測定装置)にて測定した。膜厚は73nmであった。 The film thickness of the photo-alignment film after the post-bake was measured with a profiler P-16 (step, surface roughness, fine shape measuring device manufactured by KLA-Tencor Corporation). The film thickness was 73 nm.
超高圧水銀灯から照射された光を300nm以下の光をカットするフィルタとワイヤーグリッド偏光板を通して直線偏光に変換し、光配向膜が塗布されたガラス基板に照射した。実施例の表中には313nm換算での露光量をmJ/cm2単位で示した。 The light irradiated from the ultra-high pressure mercury lamp was converted into linearly polarized light through a filter that cuts light of 300 nm or less and a wire grid polarizing plate, and irradiated onto the glass substrate coated with the photo-alignment film. In the table of Examples, the exposure amount in terms of 313 nm is shown in mJ / cm 2 unit.
次に、重合性液晶性組成物(1)を該基板上に1300rpmの回転数で10秒間スピンコートし、ホットプレート上で80℃にて1分間乾燥した。基板を室温まで冷却してから、超高圧水銀灯の全線を300mJ/cm2(313nm換算)照射して重合性液晶組成物を光硬化し配向を固定化した。 Next, the polymerizable liquid crystal composition (1) was spin-coated on the substrate at a rotation speed of 1300 rpm for 10 seconds, and dried on a hot plate at 80 ° C. for 1 minute. After cooling the substrate to room temperature, the entire line of the ultra-high pressure mercury lamp was irradiated with 300 mJ / cm 2 (converted to 313 nm), and the polymerizable liquid crystal composition was photocured to fix the alignment.
[光配向感度の評価]
作成した重合性液晶組成物を光硬化した後の基板を、直交(クロスニコル)状態の2枚の偏光版の間に挟み、バックライトを下から照射して観察した。重合性液晶が水平配向していれば、基板を回転させると明と暗の状態を繰り返す。配向欠陥(光り抜け)なく明暗表示ができた最小の露光量を感度とした。実施例1では50mJ/cm2であった。
[Evaluation of photo-alignment sensitivity]
The substrate after photocuring the prepared polymerizable liquid crystal composition was sandwiched between two polarizing plates in an orthogonal (crossed Nicols) state, and the backlight was irradiated from below and observed. If the polymerizable liquid crystal is horizontally aligned, the light and dark states are repeated when the substrate is rotated. Sensitivity was defined as the minimum exposure amount at which bright and dark display could be achieved without alignment defects (light loss). In Example 1, it was 50 mJ / cm 2 .
[基板密着性試験]
上記の光配向感度の評価で作成した基板を用いて、クロスカット試験を行った。カッターとクロスカットガイドを用いて1mm角の100マスの切込みを作成し、その上から粘着テープを張って剥がすことによって密着性試験を行った。テープ剥離後に100マスのうちの全てに剥がれが生じない場合を○、剥がれが生じる場合を×とした(試験はPre−bake後光配向感度試験後の基板、Post−bake後光配向感度試験後の基板の両方で行い、いずれかに剥がれがある場合は×とした)。
[Substrate adhesion test]
A cross-cut test was performed using the substrate prepared in the evaluation of the photo-alignment sensitivity. Using a cutter and a cross-cut guide, an incision of 1 square mm 100 squares was created, and an adhesive test was conducted by applying an adhesive tape from the cut and peeling it off. The case where peeling did not occur in all of the 100 squares after the tape was peeled was marked as ◯, and the case where peeling occurred was marked as x (the test was the substrate after the pre-bake photo-alignment sensitivity test, after the post-bake photo-alignment sensitivity test) ) Was performed on both of the substrates, and if any of them was peeled off, it was marked as x).
以下、実施例2〜14、比較例1においても実施例1と同様の評価を行った。比較例1ではPost−bake後には光配向感度が著しく低下し、また基板密着性も良好ではなかった。 Hereinafter, also in Examples 2 to 14 and Comparative Example 1, the same evaluation as in Example 1 was performed. In Comparative Example 1, the photo-alignment sensitivity was remarkably lowered after Post-bake, and the substrate adhesion was not good.
本発明の光配向膜により、配向欠陥のない光学均一性の高い液晶配向膜を作成することができる。この液晶配向膜を使用することにより、高い配向安定性を有する光学フィルム、表示品位に優れた液晶表示素子を製造することができる。 With the photo-alignment film of the present invention, a liquid crystal alignment film having high optical uniformity without alignment defects can be produced. By using this liquid crystal alignment film, an optical film having high alignment stability and a liquid crystal display element excellent in display quality can be produced.
Claims (8)
Mは水素、アルカリ金属原子、炭素数1〜10のアルキル、または−NRARBであり、
RAおよびRBは独立して水素、炭素数1〜10のアルキル、炭素数1〜10のヒドロキシアルキル、炭素数1〜10のアルコキシアルキル、または炭素数1〜10のヒドロキシアルコキシアルキルあり;
Xは単結合、−CO−、−S−、炭素数1〜8のアルキレン、または下記式(2)〜(5)で表される2価の基から選ばれる1つであり;そして、
R9は水素、炭素数1〜10の直鎖アルキルまたは炭素数3〜10の分岐鎖アルキルである。
M is hydrogen, an alkali metal atom, alkyl having 1 to 10 carbon atoms, or -NR A R B ;
R A and R B are independently hydrogen, alkyl having 1 to 10 carbons, hydroxyalkyl having 1 to 10 carbons, alkoxyalkyl having 1 to 10 carbons, or hydroxyalkoxyalkyl having 1 to 10 carbons;
X is a single bond, —CO—, —S—, alkylene having 1 to 8 carbon atoms, or one selected from divalent groups represented by the following formulas (2) to (5);
R 9 is hydrogen, linear alkyl having 1 to 10 carbons or branched alkyl having 3 to 10 carbons.
ポリマー(C)はポリマー(A)を除く。 The composition for a photoalignment film according to claim 1 or 2, further comprising a polymer (C);
Polymer (C) excludes polymer (A).
(メタ)アクリル系ポリマーはポリマー(A)を除く。 The composition for a photoalignment film according to claim 3, wherein the polymer (C) is at least one selected from a (meth) acrylic polymer, an ester polymer, an amic acid polymer, and a siloxane polymer;
The (meth) acrylic polymer excludes the polymer (A).
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