JP7046310B2 - Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal display element - Google Patents

Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal display element Download PDF

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Description

本発明は、新規な重合体組成物と、それを用いる液晶配向膜、および当該配向膜を有する基板の製造方法に関する。さらには、チルト角特性に優れる液晶表示素子を製造するための新規な方法に関する。 The present invention relates to a novel polymer composition, a liquid crystal alignment film using the same, and a method for producing a substrate having the alignment film. Further, the present invention relates to a novel method for manufacturing a liquid crystal display element having excellent tilt angle characteristics.

液晶表示素子は、軽量、薄型かつ低消費電力の表示デバイスとして知られ、近年では大型のテレビ用途に用いられるなど、目覚ましい発展を遂げている。液晶表示素子は、例えば、電極を備えた透明な一対の基板により液晶層を挟持して構成される。そして、液晶表示素子では、液晶が基板間で所望の配向状態となるように有機材料からなる有機膜が液晶配向膜として使用されている。 Liquid crystal display elements are known as lightweight, thin, and low power consumption display devices, and have made remarkable progress in recent years, such as being used in large-scale television applications. The liquid crystal display element is configured by sandwiching the liquid crystal layer with, for example, a pair of transparent substrates provided with electrodes. In the liquid crystal display element, an organic film made of an organic material is used as the liquid crystal alignment film so that the liquid crystal is in a desired orientation state between the substrates.

すなわち、液晶配向膜は、液晶表示素子の構成部材であって、液晶を挟持する基板の液晶と接する面に形成され、その基板間で液晶を一定の方向に配向させるという役割を担っている。そして、液晶配向膜には、液晶を、例えば、基板に対して平行な方向など、一定の方向に配向させるという役割に加え、液晶のプレチルト角を制御するという役割を求められることがある。こうした液晶配向膜における、液晶の配向を制御する能力(以下、配向制御能と言う。)は、液晶配向膜を構成する有機膜に対して配向処理を行うことによって与えられる。 That is, the liquid crystal alignment film is a constituent member of the liquid crystal display element, is formed on the surface of the substrate that sandwiches the liquid crystal in contact with the liquid crystal, and plays a role of orienting the liquid crystal in a certain direction between the substrates. The liquid crystal alignment film may be required to have a role of controlling the pretilt angle of the liquid crystal in addition to the role of orienting the liquid crystal in a certain direction such as a direction parallel to the substrate. The ability to control the orientation of the liquid crystal in such a liquid crystal alignment film (hereinafter referred to as the orientation control ability) is given by performing an orientation treatment on the organic film constituting the liquid crystal alignment film.

配向制御能を付与するための液晶配向膜の配向処理方法としては、従来からラビング法が知られている。ラビング法とは、基板上のポリビニルアルコールやポリアミドやポリイミド等の有機膜に対し、その表面を綿、ナイロン、ポリエステル等の布で一定方向に擦り(ラビングし)、擦った方向(ラビング方向)に液晶を配向させる方法である。このラビング法は簡便に比較的安定した液晶の配向状態を実現できるため、従来の液晶表示素子の製造プロセスにおいて利用されてきた。そして、液晶配向膜に用いられる有機膜としては、耐熱性等の信頼性や電気的特性に優れたポリイミド系の有機膜が主に選択されてきた。 As a method for orienting a liquid crystal alignment film for imparting an orientation control ability, a rubbing method has been conventionally known. The rubbing method is to rub the surface of an organic film such as polyvinyl alcohol, polyamide, or polyimide on a substrate with a cloth such as cotton, nylon, or polyester in a certain direction (rubbing) in a rubbing direction (rubbing direction). This is a method for orienting a liquid crystal display. Since this rubbing method can easily realize a relatively stable orientation state of a liquid crystal display, it has been used in a conventional manufacturing process of a liquid crystal display element. As the organic film used for the liquid crystal alignment film, a polyimide-based organic film having excellent reliability such as heat resistance and electrical characteristics has been mainly selected.

しかしながら、ポリイミドなどからなる液晶配向膜の表面を擦るラビング法は、発塵や静電気の発生が問題となることがあった。また、近年の液晶表素子の高精細化や、対応する基板上の電極や液晶駆動用のスイッチング能動素子による凹凸のため、液晶配向膜の表面を布で均一に擦ることができず、均一な液晶の配向を実現できないことがあった。 However, the rubbing method of rubbing the surface of a liquid crystal alignment film made of polyimide or the like may cause problems such as dust generation and generation of static electricity. In addition, due to the recent high definition of liquid crystal display elements and the unevenness of the corresponding electrodes on the substrate and switching active elements for driving the liquid crystal, the surface of the liquid crystal alignment film cannot be rubbed uniformly with a cloth, and is uniform. In some cases, the orientation of the liquid crystal could not be achieved.

そこで、ラビングを行わない液晶配向膜の別の配向処理方法として、光配向法が盛んに検討されている。 Therefore, a photo-alignment method has been actively studied as another alignment treatment method for a liquid crystal alignment film without rubbing.

光配向法には様々な方法があるが、直線偏光またはコリメートした光によって液晶配向膜を構成する有機膜内に異方性を形成し、その異方性に従って液晶を配向させる。 There are various photo-alignment methods, but anisotropy is formed in the organic film constituting the liquid crystal alignment film by linearly polarized light or collimated light, and the liquid crystal is oriented according to the anisotropy.

主な光配向法としては、分解型の光配向法が知られている。例えば、ポリイミド膜に偏光紫外線を照射し、分子構造の紫外線吸収の偏光方向依存性を利用して異方的な分解を生じさせる。そして、分解せずに残されたポリイミドにより液晶を配向させるようにする(特許文献1参照)。 As the main photo-alignment method, a decomposition type photo-alignment method is known. For example, the polyimide film is irradiated with polarized ultraviolet rays, and anisotropic decomposition is caused by utilizing the polarization direction dependence of the ultraviolet absorption of the molecular structure. Then, the liquid crystal is oriented by the polyimide left without decomposition (see Patent Document 1).

また、光架橋型による光配向法も知られている。例えば、ポリビニルシンナメートを用い、偏光紫外線を照射し、偏光と平行な2つの側鎖の二重結合部分で二量化反応(架橋反応)を生じさせる。更に、斜め方向に偏光紫外線を照射することでプレチルト角が発現する(非特許文献1参照)。また、クマリンを側鎖に有する側鎖型高分子を用いた場合、偏光紫外線を照射し、偏光と平行な側鎖のクマリン部で光架橋反応を生じさせ、偏光方向と平行方向に液晶を配向させる(非特許文献2参照)。 In addition, a photo-alignment method using a photo-bridge type is also known. For example, polyvinyl cinnamate is used to irradiate polarized ultraviolet rays to cause a dimerization reaction (crosslinking reaction) at the double bond portion of two side chains parallel to the polarization. Further, the pretilt angle is developed by irradiating the polarized ultraviolet rays in an oblique direction (see Non-Patent Document 1). When a side-chain polymer having coumarin in the side chain is used, polarized ultraviolet rays are irradiated to cause a photocrosslinking reaction in the coumarin portion of the side chain parallel to the polarization, and the liquid crystal is oriented in the direction parallel to the polarization direction. (See Non-Patent Document 2).

以上の例のように、光配向法による液晶配向膜の配向処理方法では、ラビングを不要とし、発塵や静電気の発生の懸念が無い。そして、表面に凹凸のある液晶表示素子の基板に対しても配向処理を施すことができ、工業的な生産プロセスに好適な液晶配向膜の配向処理の方法となる。加えて、光配向法は配向方向を紫外線によって制御できる事から、画素のなかに配向方向の異なる領域を複数形成(配向分割)し,視野角依存性を補償することが可能である。 As described above, the method of aligning the liquid crystal alignment film by the photo-alignment method does not require rubbing, and there is no concern about dust generation or static electricity generation. Then, the orientation treatment can be performed even on the substrate of the liquid crystal display element having an uneven surface, which is a method of orientation treatment of the liquid crystal alignment film suitable for an industrial production process. In addition, since the optical orientation method can control the orientation direction by ultraviolet rays, it is possible to form a plurality of regions having different orientation directions (orientation division) in the pixel and compensate for the viewing angle dependence.

一方、液晶配向膜は液晶に対し、ある一定の傾斜角(プレチルト角)を付与する役割も担っており、プレチルト角の付与が液晶配向膜の開発において重要な課題となって来ている(特許文献3~6参照)。 On the other hand, the liquid crystal alignment film also plays a role of imparting a certain tilt angle (pre-tilt angle) to the liquid crystal, and imparting the pre-tilt angle has become an important issue in the development of the liquid crystal alignment film (patented). Refer to Documents 3 to 6).

日本特許第3893659号公報Japanese Patent No. 38936559 日本特開平02-223916号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 02-223916 日本特開平04-281427号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 04-281427 日本特開平05-043687号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 05-043687 日本特開平10-333153号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-333153

S. Kobayashi et al., Journal of Photopolymer Science and Technology, Vol.8, No.2, pp25-262(1995).S. Kobayashi et al., Journal of Photopolymer Science and Technology, Vol.8, No.2, pp25-262 (1995). M. Shadt et al., Nature. Vol381, 212 (1996).M. Shadt et al., Nature. Vol381, 212 (1996).

以上のように、光配向法は、液晶表示素子の配向処理方法として従来から工業的に利用されてきたラビング法と比べてラビング工程そのものを不要とし、そのため大きな利点を備える。そして、ラビングによって配向制御能がほぼ一定となるラビング法に比べ、光配向法では、偏光した光の照射量を変化させて配向制御能を制御することができる。しかしながら、光配向法では、ラビング法による場合と同程度の配向制御能を実現しようとする場合、大量の偏光した光の照射量が必要となるなど、安定な液晶の配向が実現できない場合がある。 As described above, the optical alignment method does not require a rubbing step itself as compared with the rubbing method that has been industrially used conventionally as an alignment processing method for a liquid crystal display element, and therefore has a great advantage. Compared to the rubbing method in which the orientation control ability is substantially constant by rubbing, the optical alignment method can control the orientation control ability by changing the irradiation amount of the polarized light. However, in the photo-alignment method, when trying to achieve the same degree of orientation control ability as in the rubbing method, stable liquid crystal alignment may not be realized because a large amount of polarized light irradiation is required. ..

例えば、上記した特許文献1に記載の分解型の光配向法では、ポリイミド膜に出力500Wの高圧水銀灯からの紫外光を60分間照射する必要があるなど、長時間かつ大量の紫外線照射が必要となる。また、二量化型や光異性化型の光配向法の場合においても、数J/cm~数十J/cm程度の多くの量の紫外線照射が必要となる場合がある。さらに、光架橋型や光異性化型の光配向法の場合、液晶の配向の熱安定性や光安定性に劣るため、液晶表示素子とした場合に、配向不良や表示焼き付きが発生するといった問題があった。For example, in the decomposition type photo-orientation method described in Patent Document 1 described above, it is necessary to irradiate the polyimide film with ultraviolet light from a high-pressure mercury lamp having an output of 500 W for 60 minutes, which requires a long period of time and a large amount of ultraviolet irradiation. Become. Further, even in the case of the dimerization type or photoisomerization type photoalignment method, it may be necessary to irradiate a large amount of ultraviolet rays of about several J / cm 2 to several tens J / cm 2 . Further, in the case of the photocrosslinking type or the photoisomerization type photo-alignment method, the thermal stability and the photo-stability of the liquid crystal alignment are inferior. was there.

したがって、光配向法では、配向処理の高効率化や安定な液晶配向の実現が求められており、液晶配向膜への高い配向制御能の付与を高効率に行うことができる液晶配向膜や液晶配向剤が求められている。 Therefore, in the photo-alignment method, it is required to improve the efficiency of the alignment process and to realize stable liquid crystal alignment, and the liquid crystal alignment film or liquid crystal can be highly efficiently imparted with high alignment control ability to the liquid crystal alignment film. An orienting agent is required.

本発明は、高効率で配向制御能が付与され、チルト角特性に優れた、液晶表示素子用液晶配向膜を有する基板及び該基板を有する縦電解駆動型液晶表示素子(例えば、ツイストネマチック(TN:Twisted Nematic)型液晶表示素子、垂直配向(VA:Vertical Alignment)型液晶表示素子、STN(Super-Twisted Nematic)型液晶表示素子、ECB(Electrically Controlled Birefringence)型液晶表示素子及びOCB(Optically Compensated Bend)型液晶表示素子)を提供することを目的とする。
また、本発明の目的は、上記目的に加えて、向上したチルト角特性を有する縦電解駆動型(例えば、ツイストネマチック型液晶表示素子、VA型液晶表示素子、STN型液晶表示素子、ECB型液晶表示素子及びOCB型液晶表示素子)及び該素子のための液晶配向膜を提供することにある。なお、縦電解駆動型液晶表示素子とは、基板面に対し垂直方向に電界を印加し、液晶分子を駆動する方式のことである。
The present invention relates to a substrate having a liquid crystal alignment film for a liquid crystal display element, which is provided with high efficiency and orientation control ability and has excellent tilt angle characteristics, and a longitudinal electrolytic drive type liquid crystal display element having the substrate (for example, twisted nematic (TN)). : Twisted Nematic (Va: Vertical Alignment) type liquid crystal display element, STN (Super-Twisted Nematic) type liquid crystal display element, ECB (Electrically Controlled Birefringence) type liquid crystal display element and OCB (Optically Compensated Bend) ) Type liquid crystal display element).
Further, an object of the present invention is, in addition to the above object, a vertical electrolytic drive type (for example, a twist nematic type liquid crystal display element, a VA type liquid crystal display element, an STN type liquid crystal display element, an ECB type liquid crystal display element) having an improved tilt angle characteristic. It is an object of the present invention to provide a display element and an OCB type liquid crystal display element) and a liquid crystal alignment film for the element. The vertical electrolysis drive type liquid crystal display element is a method of driving liquid crystal molecules by applying an electric field in a direction perpendicular to the substrate surface.

本発明者らは、上記課題を達成するべく鋭意検討を行った結果、以下の発明を見出した。
<1> (A)所定の温度範囲で液晶性を発現する感光性の側鎖型高分子、(B)反応性メソゲン化合物及び有機溶媒を含有する重合体組成物。
As a result of diligent studies to achieve the above problems, the present inventors have found the following inventions.
<1> A polymer composition containing (A) a photosensitive side-chain polymer that exhibits liquid crystallinity in a predetermined temperature range, (B) a reactive mesogen compound, and an organic solvent.

<2> 上記<1>において、(B)成分の反応性メソゲン化合物が、下記式(I)で表わされる化合物であるのがよい。
P-Sp-X-MG-X-Sp-P (I)
[式(I)中、
Pは重合性基であり、
Spは、炭素原子1~20個を有するスペーサー基であり、
Xは、-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-から選択される基または単結合であり、
MGは、メソゲン基またはメソゲン支持基であり、この基は好ましくは、下記式IIに従い選択され:
-(A1-Z1m-A2-Z2-A3- (II)
(式(II)中、A1、A2およびA3は相互に独立して、1,4-フェニレン基であり、この基中に存在する1個または2個以上のCH基はまたNにより置き換えられていてもよく、あるいは1,4-シクロヘキシレン基であり、この基中に存在する1個のCH2基または隣接していない2個のCH基はまたOおよび(または)Sにより置き換えられていてもよく、あるいは1,4-シクロヘキセニレン基またはナフタレン-2,6-ジイル基であり、これらの基は全部が未置換であるか、あるいは1個または2個以上のハロゲン、シアノまたはニトロ基により、あるいは炭素原子1~7個を有するアルキル基、アルコキシ基またはアルカノイル基により置換されていてもよく、これらの基中の1個または2個以上のH原子はFまたはClにより置換されていてもよく、
1およびZ2はそれぞれ独立して、-COO-、-OCO-、-CH2CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-CH=CH-、-C C=、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-または単結合であり、かつ
mは、0、1または2である)]。
<2> In the above <1>, the reactive mesogen compound of the component (B) is preferably a compound represented by the following formula (I).
P-Sp-X-MG-X-Sp-P (I)
[In formula (I),
P is a polymerizable group
Sp is a spacer group having 1 to 20 carbon atoms.
X is a group or single bond selected from -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-.
The MG is a mesogen group or a mesogen support group, which groups are preferably selected according to Formula II below:
-(A 1 -Z 1 ) m -A 2 -Z 2 -A 3- (II)
(In formula (II), A 1 , A 2 and A 3 are mutually independent 1,4-phenylene groups, and one or more CH groups present in this group are also due to N. It may be replaced, or it is a 1,4-cyclohexylene group, one CH 2 group present in this group or two non-adjacent CH 2 groups are also due to O and / or S. It may be substituted, or it may be a 1,4-cyclohexenylene group or a naphthalene-2,6-diyl group, all of which are unsubstituted or one or more halogens. It may be substituted with a cyano or nitro group, or with an alkyl group, an alkoxy group or an alkanoyl group having 1 to 7 carbon atoms, and one or more H atoms in these groups are represented by F or Cl. May be replaced,
Z 1 and Z 2 are independent of -COO-, -OCO-, -CH 2 CH 2- , -OCH 2- , -CH 2 O-, -CH = CH-, -CC =, -CH. = CH-COO-, -OCO-CH = CH- or single bond, and m is 0, 1 or 2)].

<3> 上記<1>または<2>において、(A)成分が、光架橋、光異性化、または光フリース転移を起こす感光性側鎖を有するのがよい。 <3> In the above <1> or <2>, the component (A) preferably has a photosensitive side chain that causes photocrosslinking, photoisomerization, or photofreeze transition.

<4> 上記<1>または<2>において、(A)成分が、下記式(1)~(6)からなる群から選ばれるいずれか1種の感光性側鎖を有するのがよい。 <4> In the above <1> or <2>, the component (A) preferably has any one of the photosensitive side chains selected from the group consisting of the following formulas (1) to (6).

Figure 0007046310000001
Figure 0007046310000001

[式中、A、B、Dはそれぞれ独立に、単結合、-O-、-CH-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NH-CO-、-CH=CH-CO-O-、又は-O-CO-CH=CH-を表す;
Sは、炭素数1~12のアルキレン基であり、それらに結合する水素原子はハロゲン基に置き換えられていてもよい;
Tは、単結合または炭素数1~12のアルキレン基であり、それらに結合する水素原子はハロゲン基に置き換えられていてもよい;
は、1価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環および炭素数5~8の脂環式炭化水素から選ばれる環を表すか、それらの置換基から選ばれる同一又は相異なった2~6の環が結合基Bを介して結合してなる基であり、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に-COOR(式中、Rは炭素数1~5のアルキル基を表す)、-NO、-CN、-CH=C(CN)、-CH=CH-CN、ハロゲン基、炭素数1~5のアルキル基、又は炭素数1~5のアルキルオキシ基で置換されても良い;
は、2価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環、炭素数5~8の脂環式炭化水素、および、それらの組み合わせからなる群から選ばれる基であり、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に-NO、-CN、-CH=C(CN)、-CH=CH-CN、ハロゲン基、炭素数1~5のアルキル基、又は炭素数1~5のアルキルオキシ基で置換されても良い;
Rは、炭素数1~6のアルコキシ基を表すか、又はYと同じ定義を表す;
Xは、単結合、-COO-、-OCO-、-N=N-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、又は-O-CO-CH=CH-を表し、Xの数が2となるときは、X同士は同一でも異なっていてもよい;
Couは、クマリン-6-イル基またはクマリン-7-イル基を表し、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に-NO、-CN、-CH=C(CN)、-CH=CH-CN、ハロゲン基、炭素数1~5のアルキル基、又は炭素数1~5のアルキルオキシ基で置換されても良い;
q1とq2は、一方が1で他方が0である;
q3は0または1である;
P及びQは、各々独立に、2価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環、炭素数5~8の脂環式炭化水素、および、それらの組み合わせからなる群から選ばれる基である;ただし、Xが-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-である場合、-CH=CH-が結合する側のP又はQは芳香環である;
l1は0または1である;
l2は0~2の整数である;
l1とl2がともに0であるときは、Tが単結合であるときはAも単結合を表す;
l1が1であるときは、Tが単結合であるときはBも単結合を表す;
H及びIは、各々独立に、2価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環、およびそれらの組み合わせから選ばれる基である」。
[In the formula, A, B, and D are independently single-bonded, -O-, -CH 2- , -COO-, -OCO-, -CONH-, -NH-CO-, -CH = CH-CO. Represents -O- or -O-CO-CH = CH-;
S is an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, and the hydrogen atom bonded to them may be replaced with a halogen group;
T is a single bond or an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, and the hydrogen atom bonded to them may be replaced with a halogen group;
Y 1 represents a ring selected from a monovalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, a pyrrole ring and an alicyclic hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms, or the same or selected from their substituents. It is a group consisting of 2 to 6 different rings bonded via a bonding group B, and the hydrogen atoms bonded to them are independently −COOR 0 (in the formula, R 0 is an alkyl having 1 to 5 carbon atoms. (Representing a group), -NO 2 , -CN, -CH = C (CN) 2 , -CH = CH-CN, a halogen group, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkyloxy group having 1 to 5 carbon atoms. May be replaced with;
Y 2 is a group selected from the group consisting of a divalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, a pyrrole ring, an alicyclic hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms, and a combination thereof. The hydrogen atoms bonded to are independently -NO 2 , -CN, -CH = C (CN) 2 , -CH = CH-CN, a halogen group, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. May be substituted with an alkyloxy group of;
R represents an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms or represents the same definition as Y1;
X is a single bond, -COO-, -OCO-, -N = N-, -CH = CH-, -C≡C-, -CH = CH-CO-O-, or -O-CO-CH = Representing CH-, when the number of Xs is 2, the Xs may be the same or different;
Cou represents a coumarin-6-yl group or a coumarin-7-yl group, and the hydrogen atoms bonded to them are independently -NO 2 , -CN, -CH = C (CN) 2 , -CH = CH-. It may be substituted with CN, a halogen group, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkyloxy group having 1 to 5 carbon atoms;
One of q1 and q2 is 1 and the other is 0;
q3 is 0 or 1;
P and Q are independently selected from the group consisting of a divalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, a pyrrole ring, an alicyclic hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms, and a combination thereof. It is a group; however, when X is -CH = CH-CO-O-, -O-CO-CH = CH-, P or Q on the side to which -CH = CH- is bound is an aromatic ring;
l1 is 0 or 1;
l2 is an integer from 0 to 2;
When both l1 and l2 are 0, A also represents a single bond when T is a single bond;
When l1 is 1, B also represents a single bond when T is a single bond;
H and I are groups independently selected from a divalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, a pyrrole ring, and a combination thereof. "

<5> 上記<1>~<4>のいずれかにおいて、(A)成分が、下記式(21)~(30)からなる群から選ばれるいずれか1種の液晶性側鎖をさらに有するのがよい。
式中、A、B、R、q1及びq2は上記と同じ定義を有する;
は、1価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、窒素含有複素環、及び炭素数5~8の脂環式炭化水素、および、それらの組み合わせからなる群から選ばれる基であり、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に-NO、-CN、ハロゲン基、炭素数1~5のアルキル基、又は炭素数1~5のアルキルオキシ基で置換されても良い;
は、水素原子、-NO、-CN、-CH=C(CN)、-CH=CH-CN、ハロゲン基、1価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、窒素含有複素環、炭素数5~8の脂環式炭化水素、炭素数1~12のアルキル基、又は炭素数1~12のアルコキシ基を表す;
lは1~12の整数を表し、mは0から2の整数を表し、但し、式(23)~(26)において、全てのmの合計は2以上であり、m1、m2およびm3は、それぞれ独立に1~3の整数を表す;
は、水素原子、-NO、-CN、ハロゲン基、1価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、窒素含有複素環、及び炭素数5~8の脂環式炭化水素、および、アルキル基、又はアルキルオキシ基を表す;
11、Z12は単結合、-CO-、-CHO-、-CH=N-、-CF-を表す。
<5> In any of the above <1> to <4>, the component (A) further has any one liquid crystal side chain selected from the group consisting of the following formulas (21) to (30). Is good.
In the formula, A, B, R, q1 and q2 have the same definitions as above;
Y3 is a group selected from the group consisting of monovalent benzene rings, naphthalene rings, biphenyl rings, furan rings, nitrogen-containing heterocycles, alicyclic hydrocarbons having 5 to 8 carbon atoms, and combinations thereof. Yes, the hydrogen atoms attached to them may be independently substituted with -NO 2 , -CN, a halogen group, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkyloxy group having 1 to 5 carbon atoms;
R 3 contains a hydrogen atom, -NO 2 , -CN, -CH = C (CN) 2 , -CH = CH-CN, a halogen group, a monovalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, and nitrogen. Represents a heterocycle, an alicyclic hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms;
l represents an integer of 1 to 12, m represents an integer of 0 to 2, but in equations (23) to (26), the sum of all m is 2 or more, and m1, m2, and m3 are. Each independently represents an integer of 1 to 3;
R 2 is a hydrogen atom, -NO 2 , -CN, a halogen group, a monovalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, a nitrogen-containing heterocycle, and an alicyclic hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms. And represents an alkyl group or an alkyloxy group;
Z 11 and Z 12 represent a single bond, -CO-, -CH 2 O-, -CH = N-, -CF 2- .

Figure 0007046310000002
Figure 0007046310000002

<6> [I] 上記<1>~<5>のいずれに記載の重合体組成物を、液晶駆動用の電極を有する基板上に塗布して塗膜を形成する工程;
[II] [I]で得られた塗膜に斜め方向から偏光した紫外線を照射する工程;及び
[III] [II]で得られた塗膜を加熱する工程;
を有することによって配向制御能が付与された縦電解駆動型液晶表示素子用液晶配向膜を得る、前記液晶配向膜を有する基板の製造方法。
<7> 上記<6>記載の製造方法により製造された縦電解駆動型液晶表示素子用液晶配向膜を有する基板。
<8> 上記<7>の基板を有する縦電解駆動型液晶表示素子。
<9> 上記<7>の基板を有するツイストネマチック型液晶表示素子またはOCB型液晶表示素子。
<6> [I] A step of applying the polymer composition according to any one of <1> to <5> above onto a substrate having an electrode for driving a liquid crystal display to form a coating film;
[II] A step of irradiating the coating film obtained in [I] with ultraviolet rays polarized from an oblique direction; and [III] a step of heating the coating film obtained in [II].
A method for manufacturing a substrate having the liquid crystal alignment film, which obtains a liquid crystal alignment film for a vertical electrolysis-driven liquid crystal display element to which an orientation control ability is imparted.
<7> A substrate having a liquid crystal alignment film for a vertical electrolytic drive type liquid crystal display element manufactured by the manufacturing method described in <6> above.
<8> A vertical electrolysis-driven liquid crystal display element having the substrate of <7> above.
<9> A twisted nematic type liquid crystal display element or an OCB type liquid crystal display element having the substrate of <7> above.

<10> 上記<7>の基板(第1の基板)を準備する工程;
上記<6>の工程[I]~[III]を用いることにより、第2の基板を得る工程;及び
[IV] 液晶を介して第1及び第2の基板の液晶配向膜が相対するように、第1及び第2の基板を対向配置して液晶表示素子を得る工程;
を有することにより、縦電解駆動型液晶表示素子を得る、該液晶表示素子の製造方法。
<11> [IV]工程が、液晶を介して第1及び第2の基板の液晶配向膜が相対するように、配向方向が互いに直交するように第1及び第2の基板を対向配置して液晶表示素子を得る工程である、ツイストネマチック型液晶表示素子の製造方法。
<12> 上記<10>により製造された縦電解駆動型液晶表示素子。
<13> 上記<11>により製造されたツイストネマチック型液晶表示素子。
<10> Step of preparing the substrate (first substrate) of the above <7>;
A step of obtaining a second substrate by using the steps [I] to [III] of the above <6>; and [IV] so that the liquid crystal alignment films of the first and second substrates face each other via the liquid crystal. , A step of arranging the first and second substrates facing each other to obtain a liquid crystal display element;
A method for manufacturing a liquid crystal display element, wherein a vertical electrolysis-driven liquid crystal display element is obtained.
<11> In the [IV] step, the first and second substrates are arranged facing each other so that the orientation directions are orthogonal to each other so that the liquid crystal alignment films of the first and second substrates face each other via the liquid crystal. A method for manufacturing a twist nematic type liquid crystal display element, which is a process of obtaining a liquid crystal display element.
<12> A vertical electrolysis drive type liquid crystal display element manufactured by the above <10>.
<13> The twist nematic type liquid crystal display element manufactured by the above <11>.

本発明により、高効率で配向制御能が付与され、チルト角特性に優れた液晶配向膜を有する基板及び該基板を有する縦電解駆動型液晶表示素子(例えば、ツイストネマチック型液晶表示素子、VA型液晶表示素子、STN型液晶表示素子、ECB型液晶表示素子及びOCB型液晶表示素子)を提供することができる。
本発明の方法によって製造された縦電解駆動型液晶表示素子は、高効率に配向制御能が付与されているため長時間連続駆動しても表示特性が損なわれることがない。
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a substrate having a liquid crystal alignment film having high efficiency and excellent tilt angle characteristics and a longitudinal electrolytically driven liquid crystal display element having the substrate (for example, twist nematic type liquid crystal display element, VA type). A liquid crystal display element, an STN type liquid crystal display element, an ECB type liquid crystal display element, and an OCB type liquid crystal display element) can be provided.
Since the vertical electrolytic drive type liquid crystal display element manufactured by the method of the present invention is provided with the orientation control ability with high efficiency, the display characteristics are not impaired even if it is continuously driven for a long time.

本発明者は、鋭意研究を行った結果、以下の知見を得て本発明を完成するに至った。
本発明の製造方法において用いられる重合体組成物は、液晶性を発現し得る感光性の側鎖型高分子(以下、単に側鎖型高分子とも呼ぶ)を有しており、前記重合体組成物を用いて得られる塗膜は、液晶性を発現し得る感光性の側鎖型高分子を有する膜である。この塗膜にはラビング処理を行うこと無く、偏光照射によって配向処理を行う。そして、偏光照射の後、その側鎖型高分子膜を加熱する工程を経て、配向制御能が付与された塗膜(以下、液晶配向膜とも称する)となる。このとき、偏光照射によって発現した僅かな異方性がドライビングフォースとなり、液晶性の側鎖型高分子自体が自己組織化により効率的に再配向する。その結果、液晶配向膜として高効率な配向処理が実現し、高い配向制御能が付与された液晶配向膜を得ることができる
As a result of diligent research, the present inventor has obtained the following findings and has completed the present invention.
The polymer composition used in the production method of the present invention has a photosensitive side-chain polymer (hereinafter, also simply referred to as a side-chain polymer) capable of exhibiting liquid liquidity, and the polymer composition. The coating film obtained by using a substance is a film having a photosensitive side chain polymer capable of exhibiting liquidity. This coating film is not subjected to a rubbing treatment, but is subjected to an orientation treatment by polarization irradiation. Then, after the polarization irradiation, the side chain type polymer film is heated to obtain a coating film having an orientation control ability (hereinafter, also referred to as a liquid crystal alignment film). At this time, the slight anisotropy developed by the polarization irradiation becomes the driving force, and the liquid crystal side chain polymer itself is efficiently reoriented by self-assembly. As a result, highly efficient alignment processing can be realized as a liquid crystal alignment film, and a liquid crystal alignment film with high orientation control ability can be obtained.

以下、本発明の実施形態について詳しく説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

<<(A)側鎖型高分子>>
(A)成分は、所定の温度範囲で液晶性を発現する感光性の側鎖型高分子である。
(A)側鎖型高分子は、250nm~400nmの波長範囲の光で反応し、かつ100℃~300℃の温度範囲で液晶性を示すのがよい。
(A)側鎖型高分子は、250nm~400nmの波長範囲の光に反応する感光性側鎖を有することが好ましい。
(A)側鎖型高分子は、100℃~300℃の温度範囲で液晶性を示すためメソゲン基を有することが好ましい。
<< (A) Side chain polymer >>
The component (A) is a photosensitive side chain polymer that exhibits liquid crystallinity in a predetermined temperature range.
The side chain polymer (A) should react with light in the wavelength range of 250 nm to 400 nm and exhibit liquid crystallinity in the temperature range of 100 ° C. to 300 ° C.
The side chain polymer (A) preferably has a photosensitive side chain that reacts with light in the wavelength range of 250 nm to 400 nm.
The side chain polymer (A) preferably has a mesogen group because it exhibits liquid crystallinity in a temperature range of 100 ° C to 300 ° C.

(A)側鎖型高分子は、主鎖に感光性を有する側鎖が結合しており、光に感応して架橋反応、異性化反応、または光フリース転位を起こすことができる。感光性を有する側鎖の構造は特に限定されないが、光に感応して架橋反応、または光フリース転位を起こす構造が望ましく、架橋反応を起こすものがより望ましい。この場合、熱などの外部ストレスに曝されたとしても、実現された配向制御能を長期間安定に保持することができる。液晶性を発現し得る感光性の側鎖型高分子膜の構造は、そうした特性を満足するものであれば特に限定されないが、側鎖構造に剛直なメソゲン成分を有することが好ましい。この場合、該側鎖型高分子を液晶配向膜とした際に、安定な液晶配向を得ることができる。 In the side chain type polymer (A), a side chain having photosensitivity is bonded to the main chain, and a cross-linking reaction, an isomerization reaction, or a photo Fries rearrangement can occur in response to light. The structure of the side chain having photosensitivity is not particularly limited, but a structure that causes a cross-linking reaction or a photo-Fries rearrangement in response to light is desirable, and a structure that causes a cross-linking reaction is more preferable. In this case, even if it is exposed to external stress such as heat, the realized orientation control ability can be stably maintained for a long period of time. The structure of the photosensitive side-chain type polymer film capable of exhibiting liquid crystallinity is not particularly limited as long as it satisfies such characteristics, but it is preferable that the side-chain structure has a rigid mesogen component. In this case, stable liquid crystal alignment can be obtained when the side chain polymer is used as a liquid crystal alignment film.

該高分子の構造は、例えば、主鎖とそれに結合する側鎖を有し、その側鎖が、ビフェニル基、ターフェニル基、フェニルシクロヘキシル基、フェニルベンゾエート基、アゾベンゼン基などのメソゲン成分と、先端部に結合された、光に感応して架橋反応や異性化反応をする感光性基とを有する構造や、主鎖とそれに結合する側鎖を有し、その側鎖がメソゲン成分ともなり、かつ光フリース転位反応をするフェニルベンゾエート基を有する構造とすることができる。 The structure of the polymer has, for example, a main chain and a side chain bonded to the main chain, and the side chain contains a mesogen component such as a biphenyl group, a terphenyl group, a phenylcyclohexyl group, a phenylbenzoate group, and an azobenzene group, and a tip thereof. It has a structure having a photosensitive group bonded to a portion and undergoing a cross-linking reaction or an isomerization reaction in response to light, a main chain and a side chain bonded to the main chain, and the side chain also serves as a mesogen component. It can be a structure having a phenylbenzoate group that undergoes a photofreeze rearrangement reaction.

液晶性を発現し得る感光性の側鎖型高分子の構造のより具体的な例としては、炭化水素、(メタ)アクリレート、イタコネート、フマレート、マレエート、α-メチレン-γ-ブチロラクトン、スチレン、ビニル、マレイミド、ノルボルネン等のラジカル重合性基およびシロキサンからなる群から選択される少なくとも1種から構成された主鎖と、下記式(1)から(6)の少なくとも1種からなる感光性側鎖を有する構造であることが好ましい。 More specific examples of the structure of the photosensitive side chain polymer capable of exhibiting liquidity include hydrocarbons, (meth) acrylates, itaconates, fumarates, maleates, α-methylene-γ-butyrolactone, styrene, and vinyl. , Maleimide, Norbornen and other radically polymerizable groups and a main chain composed of at least one selected from the group consisting of siloxane, and a photosensitive side chain composed of at least one of the following formulas (1) to (6). It is preferable that the structure has.

Figure 0007046310000003
Figure 0007046310000003

式中、A、B、Dはそれぞれ独立に、単結合、-O-、-CH-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NH-CO-、-CH=CH-CO-O-、又は-O-CO-CH=CH-を表す;
Sは、炭素数1~12のアルキレン基であり、それらに結合する水素原子はハロゲン基に置き換えられていてもよい;
Tは、単結合または炭素数1~12のアルキレン基であり、それらに結合する水素原子はハロゲン基に置き換えられていてもよい;
は、1価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環および炭素数5~8の脂環式炭化水素から選ばれる環を表すか、それらの置換基から選ばれる同一又は相異なった2~6の環が結合基Bを介して結合してなる基であり、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に-COOR(式中、Rは炭素数1~5のアルキル基を表す)、-NO、-CN、-CH=C(CN)、-CH=CH-CN、ハロゲン基、炭素数1~5のアルキル基、又は炭素数1~5のアルキルオキシ基で置換されても良い;
は、2価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環、炭素数5~8の脂環式炭化水素、および、それらの組み合わせからなる群から選ばれる基であり、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に-NO、-CN、-CH=C(CN)、-CH=CH-CN、ハロゲン基、炭素数1~5のアルキル基、又は炭素数1~5のアルキルオキシ基で置換されても良い;
Rは、炭素数1~6のアルコキシ基を表すか、又はYと同じ定義を表す;
Xは、単結合、-COO-、-OCO-、-N=N-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、又は-O-CO-CH=CH-を表し、Xの数が2となるときは、X同士は同一でも異なっていてもよい;
Couは、クマリン-6-イル基またはクマリン-7-イル基を表し、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に-NO、-CN、-CH=C(CN)、-CH=CH-CN、ハロゲン基、炭素数1~5のアルキル基、又は炭素数1~5のアルキルオキシ基で置換されても良い;
q1とq2は、一方が1で他方が0である;
q3は0または1である;
P及びQは、各々独立に、2価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環、炭素数5~8の脂環式炭化水素、および、それらの組み合わせからなる群から選ばれる基である;ただし、Xが-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-である場合、-CH=CH-が結合する側のP又はQは芳香環である;
l1は0または1である;
l2は0~2の整数である;
l1とl2がともに0であるときは、Tが単結合であるときはAも単結合を表す;
l1が1であるときは、Tが単結合であるときはBも単結合を表す;
H及びIは、各々独立に、2価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環、およびそれらの組み合わせから選ばれる基である。
In the formula, A, B, and D are independently single-bonded, -O-, -CH 2- , -COO-, -OCO-, -CONH-, -NH-CO-, -CH = CH-CO-. Represents O- or -O-CO-CH = CH-;
S is an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, and the hydrogen atom bonded to them may be replaced with a halogen group;
T is a single bond or an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, and the hydrogen atom bonded to them may be replaced with a halogen group;
Y 1 represents a ring selected from a monovalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, a pyrrole ring and an alicyclic hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms, or the same or selected from their substituents. It is a group consisting of 2 to 6 different rings bonded via a bonding group B, and the hydrogen atoms bonded to them are independently −COOR 0 (in the formula, R 0 is an alkyl having 1 to 5 carbon atoms. (Representing a group), -NO 2 , -CN, -CH = C (CN) 2 , -CH = CH-CN, a halogen group, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkyloxy group having 1 to 5 carbon atoms. May be replaced with;
Y 2 is a group selected from the group consisting of a divalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, a pyrrole ring, an alicyclic hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms, and a combination thereof. The hydrogen atoms bonded to are independently -NO 2 , -CN, -CH = C (CN) 2 , -CH = CH-CN, a halogen group, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. May be substituted with an alkyloxy group of;
R represents an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms or represents the same definition as Y1;
X is a single bond, -COO-, -OCO-, -N = N-, -CH = CH-, -C≡C-, -CH = CH-CO-O-, or -O-CO-CH = Representing CH-, when the number of Xs is 2, the Xs may be the same or different;
Cou represents a coumarin-6-yl group or a coumarin-7-yl group, and the hydrogen atoms bonded to them are independently -NO 2 , -CN, -CH = C (CN) 2 , -CH = CH-. It may be substituted with CN, a halogen group, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkyloxy group having 1 to 5 carbon atoms;
One of q1 and q2 is 1 and the other is 0;
q3 is 0 or 1;
P and Q are independently selected from the group consisting of a divalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, a pyrrole ring, an alicyclic hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms, and a combination thereof. It is a group; however, when X is -CH = CH-CO-O-, -O-CO-CH = CH-, P or Q on the side to which -CH = CH- is bound is an aromatic ring;
l1 is 0 or 1;
l2 is an integer from 0 to 2;
When both l1 and l2 are 0, A also represents a single bond when T is a single bond;
When l1 is 1, B also represents a single bond when T is a single bond;
H and I are groups independently selected from a divalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, a pyrrole ring, and a combination thereof.

側鎖は、下記式(7)~(10)からなる群から選ばれるいずれか1種の感光性側鎖であるのがよい。
式中、A、B、D、Y、X、Y、及びRは、上記と同じ定義を有する;
lは1~12の整数を表す;
mは、0~2の整数を表し、m1、m2は1~3の整数を表す;
nは0~12の整数(ただしn=0のときBは単結合である)を表す。
The side chain is preferably any one of the photosensitive side chains selected from the group consisting of the following formulas (7) to (10).
In the formula, A, B, D, Y 1 , X, Y 2 , and R have the same definition as above;
l represents an integer from 1 to 12;
m represents an integer of 0 to 2, and m1 and m2 represent an integer of 1 to 3;
n represents an integer from 0 to 12 (where B is a single bond when n = 0).

Figure 0007046310000004
Figure 0007046310000004

側鎖は、下記式(11)~(13)からなる群から選ばれるいずれか1種の感光性側鎖であるのがよい。
式中、A、X、l、m及びRは、上記と同じ定義を有する。
The side chain is preferably any one of the photosensitive side chains selected from the group consisting of the following formulas (11) to (13).
In the formula, A, X, l, m and R have the same definitions as above.

Figure 0007046310000005
Figure 0007046310000005

側鎖は、下記式(14)又は(15)で表される感光性側鎖であるのがよい。
式中、A、Y、X、l、m1及びm2は上記と同じ定義を有する。
The side chain is preferably a photosensitive side chain represented by the following formula (14) or (15).
In the formula, A, Y 1 , X, l, m1 and m2 have the same definitions as above.

Figure 0007046310000006
Figure 0007046310000006

側鎖は、下記式(16)又は(17)で表される感光性側鎖であるのがよい。
式中、A、X、l及びmは、上記と同じ定義を有する。
The side chain is preferably a photosensitive side chain represented by the following formula (16) or (17).
In the formula, A, X, l and m have the same definitions as above.

Figure 0007046310000007
Figure 0007046310000007

また、側鎖は、下記式(18)又は(19)で表される感光性側鎖であるのがよい。
式中、A、B、Y、q1、q2、m1、及びm2は、上記と同じ定義を有する。
は、水素原子、-NO、-CN、-CH=C(CN)、-CH=CH-CN、ハロゲン基、炭素数1~5のアルキル基、又は炭素数1~5のアルキルオキシ基を表す。
The side chain is preferably a photosensitive side chain represented by the following formula (18) or (19).
In the formula, A, B, Y 1 , q1, q2, m1 and m2 have the same definitions as above.
R 1 is a hydrogen atom, -NO 2 , -CN, -CH = C (CN) 2 , -CH = CH-CN, a halogen group, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkyl having 1 to 5 carbon atoms. Represents an oxy group.

Figure 0007046310000008
Figure 0007046310000008

側鎖は、下記式(20)で表される感光性側鎖であるのがよい。
式中、A、Y、X、l及びmは上記と同じ定義を有する。
The side chain is preferably a photosensitive side chain represented by the following formula (20).
In the formula, A, Y 1 , X, l and m have the same definitions as above.

Figure 0007046310000009
Figure 0007046310000009

また、(A)側鎖型高分子は、下記式(21)~(30)からなる群から選ばれるいずれか1種の液晶性側鎖を有するのがよい。
式中、A、B、R、q1及びq2は上記と同じ定義を有する;
は、1価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、窒素含有複素環、及び炭素数5~8の脂環式炭化水素、および、それらの組み合わせからなる群から選ばれる基であり、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に-NO、-CN、ハロゲン基、炭素数1~5のアルキル基、又は炭素数1~5のアルキルオキシ基で置換されても良い;
は、水素原子、-NO、-CN、-CH=C(CN)、-CH=CH-CN、ハロゲン基、1価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、窒素含有複素環、炭素数5~8の脂環式炭化水素、炭素数1~12のアルキル基、又は炭素数1~12のアルコキシ基を表す;
lは1~12の整数を表し、mは0から2の整数を表し、但し、式(23)~(26)において、全てのmの合計は2以上であり、m1、m2およびm3は、それぞれ独立に1~3の整数を表す;
は、水素原子、-NO、-CN、ハロゲン基、1価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、窒素含有複素環、及び炭素数5~8の脂環式炭化水素、および、アルキル基、又はアルキルオキシ基を表す;
11、Z12は単結合、-CO-、-CHO-、-CH=N-、-CF-を表す。
Further, the side chain type polymer (A) preferably has any one liquid crystal side chain selected from the group consisting of the following formulas (21) to (30).
In the formula, A, B, R, q1 and q2 have the same definitions as above;
Y3 is a group selected from the group consisting of monovalent benzene rings, naphthalene rings, biphenyl rings, furan rings, nitrogen-containing heterocycles, alicyclic hydrocarbons having 5 to 8 carbon atoms, and combinations thereof. Yes, the hydrogen atoms attached to them may be independently substituted with -NO 2 , -CN, a halogen group, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkyloxy group having 1 to 5 carbon atoms;
R 3 contains a hydrogen atom, -NO 2 , -CN, -CH = C (CN) 2 , -CH = CH-CN, a halogen group, a monovalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, and nitrogen. Represents a heterocycle, an alicyclic hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms;
l represents an integer of 1 to 12, m represents an integer of 0 to 2, but in equations (23) to (26), the sum of all m is 2 or more, and m1, m2, and m3 are. Each independently represents an integer of 1 to 3;
R 2 is a hydrogen atom, -NO 2 , -CN, a halogen group, a monovalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, a nitrogen-containing heterocycle, and an alicyclic hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms. And represents an alkyl group or an alkyloxy group;
Z 11 and Z 12 represent a single bond, -CO-, -CH 2 O-, -CH = N-, -CF 2- .

Figure 0007046310000010
Figure 0007046310000010

<<感光性の側鎖型高分子の製法>>
上記の液晶性を発現し得る感光性の側鎖型高分子は、上記の感光性側鎖を有する光反応性側鎖モノマーおよび液晶性側鎖モノマーを重合することによって得ることができる。
<< Manufacturing method of photosensitive side chain polymer >>
The photosensitive side chain polymer capable of exhibiting the liquidity can be obtained by polymerizing the photoreactive side chain monomer having the photosensitive side chain and the liquid crystal side chain monomer.

[光反応性側鎖モノマー]
光反応性側鎖モノマーとは、高分子を形成した場合に、高分子の側鎖部位に感光性側鎖を有する高分子を形成することができるモノマーのことである。
側鎖の有する光反応性基としては下記の構造およびその誘導体が好ましい。

Figure 0007046310000011
[Photoreactive side chain monomer]
The photoreactive side chain monomer is a monomer capable of forming a polymer having a photosensitive side chain at a side chain portion of the polymer when the polymer is formed.
As the photoreactive group of the side chain, the following structure and its derivative are preferable.
Figure 0007046310000011

光反応性側鎖モノマーのより具体的な例としては、炭化水素、(メタ)アクリレート、イタコネート、フマレート、マレエート、α-メチレン-γ-ブチロラクトン、スチレン、ビニル、マレイミド、ノルボルネン等のラジカル重合性基およびシロキサンからなる群から選択される少なくとも1種から構成された重合性基と、上記式(1)~(6)の少なくとも1種からなる感光性側鎖、好ましくは、例えば、上記式(7)~(10)の少なくとも1種からなる感光性側鎖、上記式(11)~(13)の少なくとも1種からなる感光性側鎖、上記式(14)又は(15)で表される感光性側鎖、上記式(16)又は(17)で表される感光性側鎖、上記式(18)又は(19)で表される感光性側鎖、上記式(20)で表される感光性側鎖を有する構造であることが好ましい。 More specific examples of photoreactive side chain monomers include radical polymerizable groups such as hydrocarbons, (meth) acrylates, itaconates, fumarate, maleate, α-methylene-γ-butyrolactone, styrene, vinyl, maleimide, norbornene. A polymerizable group composed of at least one selected from the group consisting of siloxane and a photosensitive side chain composed of at least one of the above formulas (1) to (6), preferably, for example, the above formula (7). )-(10), a photosensitive side chain consisting of at least one of the above formulas (11) to (13), a photosensitive side chain consisting of at least one of the above formulas (14) or (15). Sexual side chain, photosensitive side chain represented by the above formula (16) or (17), photosensitive side chain represented by the above formula (18) or (19), photosensitive side chain represented by the above formula (20). It is preferably a structure having a sex side chain.

このような光反応性側鎖モノマーとしては、偏光紫外線を照射した際に、二量化反応または異性化反応を示すものが好ましい。このようなモノマーとしては、例えば、下記式M1-1~M1-22から選ばれるモノマーが挙げられる。 As such a photoreactive side chain monomer, one that exhibits a dimerization reaction or an isomerization reaction when irradiated with polarized ultraviolet rays is preferable. Examples of such a monomer include a monomer selected from the following formulas M1-1 to M1-22.

Figure 0007046310000012
Figure 0007046310000012

Figure 0007046310000013
Figure 0007046310000013

Figure 0007046310000014
Figure 0007046310000014

(式中、M1は水素原子又はメチル基であり、s1はメチレン基の数を表し、2乃至9の自然数である。) (In the formula, M1 is a hydrogen atom or a methyl group, and s1 is a natural number of 2 to 9 representing the number of methylene groups.)

Figure 0007046310000015
Figure 0007046310000015

(式中、Rは炭素数1~6のアルコキシ基であり、M1は水素原子又はメチル基であり、s1はメチレン基の数を表し、2乃至9の自然数である。) (In the formula, R is an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, M1 is a hydrogen atom or a methyl group, and s1 represents the number of methylene groups, which is a natural number of 2 to 9).

[液晶性側鎖モノマー]
液晶性側鎖モノマーとは、該モノマー由来の高分子が液晶性を発現し、該高分子が側鎖部位にメソゲン基を形成することができるモノマーのことである。
側鎖の有するメソゲン基として、ビフェニルやフェニルベンゾエートなどの単独でメソゲン構造となる基であっても、安息香酸などのように側鎖同士が水素結合することでメソゲン構造となる基であってもよい。側鎖の有するメソゲン基としては下記の構造が好ましい。
[Liquid crystal side chain monomer]
The liquid crystal side chain monomer is a monomer in which a polymer derived from the monomer exhibits liquidity and the polymer can form a mesogen group at a side chain site.
As the mesogen group having a side chain, even if it is a group having a mesogen structure by itself such as biphenyl or phenylbenzoate, or a group having a mesogen structure by hydrogen bonding between side chains such as benzoic acid. good. The following structure is preferable as the mesogen group contained in the side chain.

Figure 0007046310000016
Figure 0007046310000016

液晶性側鎖モノマーのより具体的な例としては、炭化水素、(メタ)アクリレート、イタコネート、フマレート、マレエート、α-メチレン-γ-ブチロラクトン、スチレン、ビニル、マレイミド、ノルボルネン等のラジカル重合性基およびシロキサンからなる群から選択される少なくとも1種から構成された重合性基と、上記式(21)~(30)の少なくとも1種からなる側鎖を有する構造であることが好ましい。 More specific examples of the liquid crystal side chain monomer include hydrocarbons, (meth) acrylates, itaconates, fumarate, maleate, α-methylene-γ-butyrolactone, styrene, vinyl, maleimide, norbornene and other radically polymerizable groups. It is preferable that the structure has a polymerizable radical composed of at least one selected from the group consisting of siloxane and a side chain composed of at least one of the above formulas (21) to (30).

このような液晶性モノマーの具体例としては、例えば、下記式M2-1~M2-10からなる群から選ばれる式で表されるモノマーを用いることもできる。 As a specific example of such a liquid crystal monomer, for example, a monomer represented by a formula selected from the group consisting of the following formulas M2-1 to M2-10 can be used.

Figure 0007046310000017
Figure 0007046310000017

Figure 0007046310000018
Figure 0007046310000018

(式中、M1は水素原子又はメチル基であり、Rは炭素数1~6のアルコキシ基であり、M1は水素原子又はメチル基であり、s1はメチレン基の数を表し、2乃至9の自然数である。) (In the formula, M1 is a hydrogen atom or a methyl group, R is an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, M1 is a hydrogen atom or a methyl group, and s1 represents the number of methylene groups of 2 to 9. It is a natural number.)

(A)側鎖型高分子は、上述した液晶性を発現する光反応性側鎖モノマーの共重合反応により得ることができる。また、液晶性を発現しない光反応性側鎖モノマーと液晶性側鎖モノマーとの共重合や、液晶性を発現する光反応性側鎖モノマーと液晶性側鎖モノマーとの共重合によって得ることができる。さらに、液晶性の発現能を損なわない範囲でその他のモノマーと共重合することができる。 (A) The side chain type polymer can be obtained by the copolymerization reaction of the photoreactive side chain monomer exhibiting the liquid crystal property described above. Further, it can be obtained by copolymerizing a photoreactive side chain monomer that does not exhibit liquidity and a liquid crystal side chain monomer, or by copolymerizing a photoreactive side chain monomer that exhibits liquidity and a liquid crystal side chain monomer. can. Furthermore, it can be copolymerized with other monomers as long as the liquid crystallinity is not impaired.

その他のモノマーとしては、例えば工業的に入手できるラジカル重合反応可能なモノマーが挙げられる。
その他のモノマーの具体例としては、不飽和カルボン酸、アクリル酸エステル化合物、メタクリル酸エステル化合物、マレイミド化合物、アクリロニトリル、マレイン酸無水物、スチレン化合物及びビニル化合物等が挙げられる。
Examples of other monomers include industrially available radical polymerization-reactive monomers.
Specific examples of other monomers include unsaturated carboxylic acids, acrylic acid ester compounds, methacrylic acid ester compounds, maleimide compounds, acrylonitrile, maleic acid anhydrides, styrene compounds and vinyl compounds.

不飽和カルボン酸の具体例としてはアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸などが挙げられる。 Specific examples of unsaturated carboxylic acids include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid and the like.

アクリル酸エステル化合物としては、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ベンジルアクリレート、ナフチルアクリレート、アントリルアクリレート、アントリルメチルアクリレート、フェニルアクリレート、2,2,2-トリフルオロエチルアクリレート、tert-ブチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、イソボルニルアクリレート、2-メトキシエチルアクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、2-エトキシエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、3-メトキシブチルアクリレート、2-メチル-2-アダマンチルアクリレート、2-プロピル-2-アダマンチルアクリレート、8-メチル-8-トリシクロデシルアクリレート、及び、8-エチル-8-トリシクロデシルアクリレート等が挙げられる。 Examples of the acrylic acid ester compound include methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, benzyl acrylate, naphthyl acrylate, anthryl acrylate, anthryl methyl acrylate, phenyl acrylate, 2,2,2-trifluoroethyl acrylate and tert-butyl. Acrylate, cyclohexyl acrylate, isobornyl acrylate, 2-methoxyethyl acrylate, methoxytriethylene glycol acrylate, 2-ethoxyethyl acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, 3-methoxybutyl acrylate, 2-methyl-2-adamantyl acrylate, 2- Examples thereof include propyl-2-adamantyl acrylate, 8-methyl-8-tricyclodecyl acrylate, and 8-ethyl-8-tricyclodecyl acrylate.

メタクリル酸エステル化合物としては、例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、ナフチルメタクリレート、アントリルメタクリレート、アントリルメチルメタクリレート、フェニルメタクリレート、2,2,2-トリフルオロエチルメタクリレート、tert-ブチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、2-メトキシエチルメタクリレート、メトキシトリエチレングリコールメタクリレート、2-エトキシエチルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、3-メトキシブチルメタクリレート、2-メチル-2-アダマンチルメタクリレート、2-プロピル-2-アダマンチルメタクリレート、8-メチル-8-トリシクロデシルメタクリレート、及び、8-エチル-8-トリシクロデシルメタクリレート等が挙げられる。 Examples of the methacrylic acid ester compound include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, benzyl methacrylate, naphthyl methacrylate, anthryl methacrylate, anthryl methyl methacrylate, phenyl methacrylate, 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate and tert-butyl. Methacrylate, Cyclohexyl methacrylate, Isobornyl methacrylate, 2-Methoxyethyl methacrylate, methoxytriethylene glycol methacrylate, 2-ethoxyethyl methacrylate, Tetrahydrofurfuryl methacrylate, 3-Methoxybutyl methacrylate, 2-Methyl-2-adamantyl methacrylate, 2- Examples thereof include propyl-2-adamantyl methacrylate, 8-methyl-8-tricyclodecyl methacrylate, 8-ethyl-8-tricyclodecyl methacrylate and the like.

ビニル化合物としては、例えば、ビニルエーテル、メチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、2-ヒドロキシエチルビニルエーテル、フェニルビニルエーテル、及び、プロピルビニルエーテル等が挙げられる。 Examples of the vinyl compound include vinyl ether, methyl vinyl ether, benzyl vinyl ether, 2-hydroxyethyl vinyl ether, phenyl vinyl ether, propyl vinyl ether and the like.

スチレン化合物としては、例えば、スチレン、メチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン等が挙げられる。 Examples of the styrene compound include styrene, methylstyrene, chlorostyrene, bromostyrene and the like.

マレイミド化合物としては、例えば、マレイミド、N-メチルマレイミド、N-フェニルマレイミド、及びN-シクロヘキシルマレイミド等が挙げられる。 Examples of the maleimide compound include maleimide, N-methylmaleimide, N-phenylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide and the like.

本発明の側鎖型高分子における光反応性側鎖の含有量は、液晶配向性といった点から、10モル%~100モル%が好ましく、20モル%~95モル%がより好ましく、30モル%~90モル%が更に好ましい。 The content of the photoreactive side chain in the side chain polymer of the present invention is preferably 10 mol% to 100 mol%, more preferably 20 mol% to 95 mol%, and more preferably 30 mol% from the viewpoint of liquid crystal orientation. It is more preferably ~ 90 mol%.

本発明の側鎖型高分子における液晶性側鎖の含有量は、液晶配向性といった点から、90モル%以下が好ましく、5モル%~80モル%がより好ましく、10モル%~70モル%が更に好ましい。 The content of the liquid crystal side chain in the side chain type polymer of the present invention is preferably 90 mol% or less, more preferably 5 mol% to 80 mol%, and 10 mol% to 70 mol% from the viewpoint of liquid crystal orientation. Is more preferable.

本発明の側鎖型高分子は、上記光反応性側鎖及び液晶性側鎖以外のその他側鎖を含有していてもよい。その含有量は、上記光反応性側鎖及び液晶性側鎖の含有量の合計が100%に満たない場合に、その残りの部分である。 The side chain type polymer of the present invention may contain other side chains other than the photoreactive side chain and the liquid crystal side chain. The content is the remaining portion when the total content of the photoreactive side chain and the liquid crystal side chain is less than 100%.

本実施の形態の側鎖型高分子の製造方法については、特に限定されるものではなく、工業的に扱われている汎用な方法が利用できる。具体的には、液晶性側鎖モノマーや光反応性側鎖モノマーのビニル基を利用したカチオン重合やラジカル重合、アニオン重合により製造することができる。これらの中では反応制御のしやすさなどの観点からラジカル重合が特に好ましい。 The method for producing the side-chain type polymer of the present embodiment is not particularly limited, and a general-purpose method that is industrially handled can be used. Specifically, it can be produced by cationic polymerization, radical polymerization, or anionic polymerization using a vinyl group of a liquid crystal side chain monomer or a photoreactive side chain monomer. Of these, radical polymerization is particularly preferable from the viewpoint of ease of reaction control.

ラジカル重合の重合開始剤としては、ラジカル重合開始剤や、可逆的付加-開裂型連鎖移動(RAFT)重合試薬等の公知の化合物を使用することができる。 As the polymerization initiator for radical polymerization, known compounds such as a radical polymerization initiator and a reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization reagent can be used.

ラジカル熱重合開始剤は、分解温度以上に加熱することにより、ラジカルを発生させる化合物である。このようなラジカル熱重合開始剤としては、例えば、ケトンパーオキサイド類(メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド等)、ジアシルパーオキサイド類(アセチルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド等)、ハイドロパーオキサイド類(過酸化水素、tert-ブチルハイドパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等)、ジアルキルパーオキサイド類(ジ-tert-ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジラウロイルパーオキサイド等)、パーオキシケタール類(ジブチルパーオキシ シクロヘキサン等)、アルキルパーエステル類(パーオキシネオデカン酸-tert-ブチルエステル、 パーオキシピバリン酸-tert-ブチルエステル、パーオキシ2-エチルシクロヘキサン酸-tert-アミルエステル等)、過硫酸塩類(過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等)、アゾ系化合物(アゾビスイソブチロニトリル、および2,2′-ジ(2-ヒドロキシエチル)アゾビスイソブチロニトリル等)が挙げられる。このようなラジカル熱重合開始剤は、1種を単独で使用することもできるし、あるいは2種以上を組み合わせて使用することもできる。 The radical thermal polymerization initiator is a compound that generates radicals by heating to a temperature higher than the decomposition temperature. Examples of such radical thermal polymerization initiators include ketone peroxides (methyl ethyl ketone peroxide, cyclohexanone peroxide, etc.), diacyl peroxides (acetyl peroxide, benzoyl peroxide, etc.), and hydroperoxides (peroxidation). Hydrogen, tert-butylhydroxide, cumenehydroperoxide, etc.), dialkyl peroxides (di-tert-butyl peroxide, dicumyl peroxide, dilauroyl peroxide, etc.), peroxyketals (dibutylperoxycyclohexane, etc.) Etc.), alkyl peresters (peroxyneodecanic acid-tert-butyl ester, peroxypivalic acid-tert-butyl ester, peroxy2-ethylcyclohexanoic acid-tert-amyl ester, etc.), persulfates (potassium persulfate, etc.) Examples thereof include sodium persulfate, ammonium persulfate, etc.) and azo compounds (azobisisobutyronitrile, and 2,2'-di (2-hydroxyethyl) azobisisobutyronitrile, etc.). Such a radical thermal polymerization initiator may be used alone or in combination of two or more.

ラジカル光重合開始剤は、ラジカル重合を光照射によって開始する化合物であれば特に限定されない。このようなラジカル光重合開始剤としては、ベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、キサントン、チオキサントン、イソプロピルキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、2-エチルアントラキノン、アセトフェノン、2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオフェノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-4’-イソプロピルプロピオフェノン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、イソプロピルベンゾインエーテル、イソブチルベンゾインエーテル、2,2-ジエトキシアセトフェノン、2,2-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノン、カンファーキノン、ベンズアントロン、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルホリノプロパン-1-オン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン-1、4-ジメチルアミノ安息香酸エチル、4-ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、4,4’-ジ(t-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,4,4’-トリ(t-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、2-(4’-メトキシスチリル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(3’,4’-ジメトキシスチリル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(2’,4’-ジメトキシスチリル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(2’-メトキシスチリル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(4’-ペンチルオキシスチリル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、4-[p-N,N-ジ(エトキシカルボニルメチル)]-2,6-ジ(トリクロロメチル)-s-トリアジン、1,3-ビス(トリクロロメチル)-5-(2’-クロロフェニル)-s-トリアジン、1,3-ビス(トリクロロメチル)-5-(4’-メトキシフェニル)-s-トリアジン、2-(p-ジメチルアミノスチリル)ベンズオキサゾール、2-(p-ジメチルアミノスチリル)ベンズチアゾール、2-メルカプトベンゾチアゾール、3,3’-カルボニルビス(7-ジエチルアミノクマリン)、2-(o-クロロフェニル)-4,4’,5,5’-テトラフェニル-1,2’-ビイミダゾール、2,2’-ビス(2-クロロフェニル)-4,4’,5,5’-テトラキス(4-エトキシカルボニルフェニル)-1,2’-ビイミダゾール、2,2’-ビス(2,4-ジクロロフェニル)-4,4’,5,5’-テトラフェニル-1,2’-ビイミダゾール、2,2’ビス(2,4-ジブロモフェニル)-4,4’,5,5’-テトラフェニル-1,2’-ビイミダゾール、2,2’-ビス(2,4,6-トリクロロフェニル)-4,4’,5,5’-テトラフェニル-1,2’-ビイミダゾール、3-(2-メチル-2-ジメチルアミノプロピオニル)カルバゾール、3,6-ビス(2-メチル-2-モルホリノプロピオニル)-9-n-ドデシルカルバゾール、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ビス(5-2,4-シクロペンタジエン-1-イル)-ビス(2,6-ジフルオロ-3-(1H-ピロール-1-イル)-フェニル)チタニウム、3,3’,4,4’-テトラ(t-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3’,4,4’-テトラ(t-ヘキシルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3’-ジ(メトキシカルボニル)-4,4’-ジ(t-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,4’-ジ(メトキシカルボニル)-4,3’-ジ(t-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4,4’-ジ(メトキシカルボニル)-3,3’-ジ(t-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2-(3-メチル-3H-ベンゾチアゾール-2-イリデン)-1-ナフタレン-2-イル-エタノン、又は2-(3-メチル-1,3-ベンゾチアゾール-2(3H)-イリデン)-1-(2-ベンゾイル)エタノン等を挙げることができる。これらの化合物は単独で使用してもよく、2つ以上を混合して使用することもできる。 The radical photopolymerization initiator is not particularly limited as long as it is a compound that initiates radical polymerization by light irradiation. Examples of such radical photopolymerization initiators include benzophenone, Michler's ketone, 4,4'-bis (diethylamino) benzophenone, xanthone, thioxanthone, isopropylxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2-ethylanthraquinone, acetophenone and 2-hydroxy. -2-Methylpropiophenone, 2-Hydroxy-2-methyl-4'-isopropylpropiophenone, 1-hydroxycyclohexylphenylketone, isopropylbenzoin ether, isobutylbenzoin ether, 2,2-diethoxyacetophenone, 2,2 -Dimethoxy-2-phenylacetophenone, camphorquinone, benzanthron, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropane-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1-( 4-Molholinophenyl) -butanone-1, 4-ethylaminobenzoate, isoamyl 4-dimethylaminobenzoate, 4,4'-di (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 3,4,4'-tri (3,4'-tri ( t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphinoxide, 2- (4'-methoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (3' , 4'-dimethoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (2', 4'-dimethoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2 -(2'-Methtylyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (4'-pentyloxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 4- [P-N, N-di (ethoxycarbonylmethyl)]-2,6-di (trichloromethyl) -s-triazine, 1,3-bis (trichloromethyl) -5- (2'-chlorophenyl) -s- Triazine, 1,3-bis (trichloromethyl) -5- (4'-methoxyphenyl) -s-triazine, 2- (p-dimethylaminostyryl) benzoxazole, 2- (p-dimethylaminostyryl) benzthiazole, 2-Mercaptobenzothiazole, 3,3'-carbonylbis (7-diethylaminocoumarin), 2- (o-chlorophenyl) -4,4', 5,5'-tetraphenyl-1,2'-biimidazole, 2 , 2'-bi Su (2-chlorophenyl) -4,4', 5,5'-tetrax (4-ethoxycarbonylphenyl) -1,2'-biimidazole, 2,2'-bis (2,4-dichlorophenyl) -4, 4', 5,5'-tetraphenyl-1,2'-biimidazole, 2,2'bis (2,4-dibromophenyl) -4,4', 5,5'-tetraphenyl-1,2' -Bimidazole, 2,2'-bis (2,4,6-trichlorophenyl) -4,4', 5,5'-tetraphenyl-1,2'-biimidazole, 3- (2-methyl-2) -Dimethylaminopropionyl) carbazole, 3,6-bis (2-methyl-2-morpholinopropionyl) -9-n-dodecylcarbazole, 1-hydroxycyclohexylphenylketone, bis (5-2,4-cyclopentadiene-1- Il) -bis (2,6-difluoro-3- (1H-pyrrole-1-yl) -phenyl) titanium, 3,3', 4,4'-tetra (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 3,3 ', 4,4'-tetra (t-hexylperoxycarbonyl) benzophenone, 3,3'-di (methoxycarbonyl) -4,4'-di (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 3,4'-di ( Methoxycarbonyl) -4,3'-di (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 4,4'-di (methoxycarbonyl) -3,3'-di (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 2- (3- (3-) Methyl-3H-benzothiazole-2-iriden) -1-naphthalen-2-yl-etanone, or 2- (3-methyl-1,3-benzothiazole-2 (3H) -iriden) -1- (2-) Benzoyl) Etanone and the like can be mentioned. These compounds may be used alone or in admixture of two or more.

ラジカル重合法は、特に制限されるものでなく、乳化重合法、懸濁重合法、分散重合法、沈殿重合法、塊状重合法、溶液重合法等を用いることができる。 The radical polymerization method is not particularly limited, and an emulsion polymerization method, a suspension polymerization method, a dispersion polymerization method, a precipitation polymerization method, a bulk polymerization method, a solution polymerization method and the like can be used.

液晶性を発現し得る感光性の側鎖型高分子の重合反応に用いる有機溶媒としては、生成した高分子が溶解するものであれば特に限定されない。その具体例を以下に挙げる。 The organic solvent used for the polymerization reaction of the photosensitive side chain polymer capable of exhibiting liquid crystallinity is not particularly limited as long as the produced polymer can be dissolved. Specific examples are given below.

N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン、N-メチルカプロラクタム、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、ピリジン、ジメチルスルホン、ヘキサメチルスルホキシド、γ-ブチロラクトン、イソプロピルアルコール、メトキシメチルペンタノール、ジペンテン、エチルアミルケトン、メチルノニルケトン、メチルエチルケトン、メチルイソアミルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチルカルビトール、エチルカルビトール、エチレングリコール、エチレングリコールモノアセテート、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコール-tert-ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノプロピルエーテル、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート、トリプロピレングリコールメチルエーテル、3-メチル-3-メトキシブタノール、ジイソプロピルエーテル、エチルイソブチルエーテル、ジイソブチレン、アミルアセテート、ブチルブチレート、ブチルエーテル、ジイソブチルケトン、メチルシクロへキセン、プロピルエーテル、ジヘキシルエーテル、ジオキサン、n-へキサン、n-ペンタン、n-オクタン、ジエチルエーテル、シクロヘキサノン、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、乳酸メチル、乳酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n-ブチル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸メチルエチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸、3-メトキシプロピオン酸、3-メトキシプロピオン酸プロピル、3-メトキシプロピオン酸ブチル、ジグライム、4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノン、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、3-エトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド等が挙げられる。 N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, N-methylcaprolactum, dimethylsulfoxide, tetramethylurea, pyridine, dimethylsulfone, hexamethylsulfoxide , Gamma-butylollactone, isopropyl alcohol, methoxymethylpentanol, dipentene, ethylamyl ketone, methyl nonyl ketone, methyl ethyl ketone, methyl isoamyl ketone, methyl isopropyl ketone, methyl cell solve, ethyl cell solve, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, butyl Carbitol, ethyl carbitol, ethylene glycol, ethylene glycol monoacetate, ethylene glycol monoisopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol, propylene glycol monoacetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol-tert-butyl ether, dipropylene glycol monomethyl Ether, Diethylene Glycol, Diethylene Glycol Monoacetate, Diethylene Glycol Dimethyl Ether, Dipropylene Glycol Monoacetate Monomethyl Ether, Dipropylene Glycol Monomethyl Ether, Dipropylene Glycol Monoethyl Ether, Dipropylene Glycol Monoacetate Monoethyl Ether, Dipropylene Glycol Monopropyl Ether, Dipropylene Glycol Monoacetate Monopropyl Ether, 3-Methyl-3-methoxybutyl Acetate, Tripropylene Glycol Methyl Ether, 3-Methyl-3-methoxybutanol, Diisopropyl Ether, Ethyl Isobutyl Ether, Diisobutylene, Amyl Acetate, Butyl Butyrate, Butyl Ether , Diisobutylketone, methylcyclohexene, propyl ether, dihexyl ether, dioxane, n-hexane, n-pentane, n-octane, diethyl ether, cyclohexanone, ethylene carbonate, propylene carbonate, methyl lactate, ethyl lactate, methyl acetate, acetic acid Ethyl, n-butyl acetate, propylene glycol monoethyl ether, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl 3-methoxypropionate, methyl ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, 3-ethoxypropion Acid, 3-methoxypropionic acid, propyl 3-methoxypropionate, butyl 3-methoxypropionate, diglime, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, 3-methoxy-N, N-dimethylpropanamide, 3- Examples thereof include ethoxy-N, N-dimethylpropanamide, 3-butoxy-N, N-dimethylpropanamide and the like.

これら有機溶媒は単独で使用しても、混合して使用してもよい。さらに、生成する高分子を溶解させない溶媒であっても、生成した高分子が析出しない範囲で、上述の有機溶媒に混合して使用してもよい。
また、ラジカル重合において有機溶媒中の酸素は重合反応を阻害する原因となるので、有機溶媒は可能な程度に脱気されたものを用いることが好ましい。
These organic solvents may be used alone or in combination. Further, even if the solvent does not dissolve the produced polymer, it may be mixed with the above-mentioned organic solvent and used as long as the produced polymer does not precipitate.
Further, in radical polymerization, oxygen in the organic solvent causes the polymerization reaction to be inhibited, so it is preferable to use an organic solvent degassed to the extent possible.

ラジカル重合の際の重合温度は30℃~150℃の任意の温度を選択することができるが、好ましくは50℃~100℃の範囲である。また、反応は任意の濃度で行うことができるが、濃度が低すぎると高分子量の重合体を得ることが難しくなり、濃度が高すぎると反応液の粘性が高くなり過ぎて均一な攪拌が困難となるので、モノマー濃度が、好ましくは1質量%~50質量%、より好ましくは5質量%~30質量%である。反応初期は高濃度で行い、その後、有機溶媒を追加することができる。 The polymerization temperature at the time of radical polymerization can be selected from any temperature of 30 ° C. to 150 ° C., but is preferably in the range of 50 ° C. to 100 ° C. The reaction can be carried out at any concentration, but if the concentration is too low, it will be difficult to obtain a high molecular weight polymer, and if the concentration is too high, the viscosity of the reaction solution will be too high and uniform stirring will be difficult. Therefore, the monomer concentration is preferably 1% by mass to 50% by mass, more preferably 5% by mass to 30% by mass. The initial reaction can be carried out at a high concentration and then an organic solvent can be added.

上述のラジカル重合反応においては、ラジカル重合開始剤の比率がモノマーに対して多いと得られる高分子の分子量が小さくなり、少ないと得られる高分子の分子量が大きくなるので、ラジカル開始剤の比率は重合させるモノマーに対して0.1モル%~10モル%であることが好ましい。また重合時には各種モノマー成分や溶媒、開始剤などを追加することもできる。 In the above-mentioned radical polymerization reaction, when the ratio of the radical polymerization initiator is large with respect to the monomer, the molecular weight of the obtained polymer is small, and when the ratio is small, the molecular weight of the obtained polymer is large. It is preferably 0.1 mol% to 10 mol% with respect to the monomer to be polymerized. Further, various monomer components, solvents, initiators and the like can be added at the time of polymerization.

[重合体の回収]
上述の反応により得られた、液晶性を発現し得る感光性の側鎖型高分子の反応溶液から、生成した高分子を回収する場合には、反応溶液を貧溶媒に投入して、それら重合体を沈殿させれば良い。沈殿に用いる貧溶媒としては、メタノール、アセトン、ヘキサン、ヘプタン、ブチルセルソルブ、ヘプタン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、エタノール、トルエン、ベンゼン、ジエチルエーテル、メチルエチルエーテル、水等を挙げることができる。貧溶媒に投入して沈殿させた重合体は、濾過して回収した後、常圧あるいは減圧下で、常温あるいは加熱して乾燥することができる。また、沈殿回収した重合体を、有機溶媒に再溶解させ、再沈殿回収する操作を2回~10回繰り返すと、重合体中の不純物を少なくすることができる。この際の貧溶媒として、例えば、アルコール類、ケトン類、炭化水素等が挙げられ、これらの中から選ばれる3種類以上の貧溶媒を用いると、より一層精製の効率が上がるので好ましい。
[Recovery of polymer]
When recovering the produced polymer from the reaction solution of the photosensitive side-chain polymer that can exhibit liquidity obtained by the above reaction, the reaction solution is put into a poor solvent and their weights are increased. The coalescence may be precipitated. Examples of the poor solvent used for precipitation include methanol, acetone, hexane, heptane, butyl cellsolve, heptane, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, ethanol, toluene, benzene, diethyl ether, methyl ethyl ether, water and the like. The polymer which has been put into a poor solvent and precipitated can be collected by filtration and then dried at room temperature or by heating under normal pressure or reduced pressure. Further, by re-dissolving the polymer recovered by precipitation in an organic solvent and repeating the operation of re-precipitation recovery 2 to 10 times, impurities in the polymer can be reduced. Examples of the poor solvent at this time include alcohols, ketones, hydrocarbons and the like, and it is preferable to use three or more kinds of poor solvents selected from these because the efficiency of purification is further improved.

本発明の(A)側鎖型高分子の分子量は、得られる塗膜の強度、塗膜形成時の作業性、および塗膜の均一性を考慮した場合、GPC(Gel Permeation Chromatography)法で測定した重量平均分子量が、2000~1000000が好ましく、より好ましくは、5000~100000である。 The molecular weight of the (A) side chain polymer of the present invention is measured by the GPC (Gel Permeation Chromatography) method in consideration of the strength of the obtained coating film, the workability at the time of forming the coating film, and the uniformity of the coating film. The weight average molecular weight obtained is preferably 2000 to 10000, more preferably 5000 to 100,000.

<<(B)RM(反応性メソゲン化合物)>>
本発明の好適態様において、液晶配向剤に使用される反応性メソゲン化合物は、下記式Iで表わされる化合物である:
P-Sp-X-MG-X-Sp-P (I)
[式(I)中、
Pは重合性基であり、
Spは、炭素原子1~20個を有するスペーサー基であり、
Xは、-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-から選択される基または単結合であり、
MGは、メソゲン基またはメソゲン支持基であり、この基は好ましくは、下記式(II)に従い選択され:
-(A1-Z1m-A2-Z2-A3- (II)
(式中、
1、A2およびA3は相互に独立して、1,4-フェニレン基であり、この基中に存在する1個または2個以上のCH基はまたNにより置き換えられていてもよく、あるいは1,4-シクロヘキシレン基であり、この基中に存在する1個のCH2基または隣接していない2個のCH基はまたOおよび(または)Sにより置き換えられていてもよく、あるいは1,4-シクロヘキセニレン基またはナフタレン-2,6-ジイル基であり、これらの基は全部が未置換であるか、あるいは1個または2個以上のハロゲン、シアノまたはニトロ基により、あるいは炭素原子1~7個を有するアルキル基、アルコキシ基またはアルカノイル基により置換されていてもよく、これらの基中の1個または2個以上のH原子はFまたはClにより置換されていてもよく、
1およびZ2はそれぞれ独立して、-COO-、-OCO-、-CH2CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-CH=CH-、-C C=、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-または単結合であり、そして
mは、0、1または2である)]。
<< (B) RM (Reactive Mesogen Compound) >>
In a preferred embodiment of the present invention, the reactive mesogen compound used for the liquid crystal alignment agent is a compound represented by the following formula I:
P-Sp-X-MG-X-Sp-P (I)
[In formula (I),
P is a polymerizable group
Sp is a spacer group having 1 to 20 carbon atoms.
X is a group or single bond selected from -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-.
The MG is a mesogen group or a mesogen supporting group, and this group is preferably selected according to the following formula (II):
-(A 1 -Z 1 ) m -A 2 -Z 2 -A 3- (II)
(During the ceremony,
A 1 , A 2 and A 3 are independent of each other and are 1,4-phenylene groups, and one or more CH groups present in this group may also be replaced by N. Alternatively, it may be a 1,4-cyclohexylene group, in which one CH 2 group or two non-adjacent CH 2 groups present in this group may also be replaced by O and / or S. Alternatively, it may be a 1,4-cyclohexenylene group or a naphthalene-2,6-diyl group, all of which are unsubstituted, or by one or more halogen, cyano or nitro groups, or. It may be substituted with an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, an alkoxy group or an alkanoyl group, and one or more H atoms in these groups may be substituted with F or Cl.
Z 1 and Z 2 are independent of -COO-, -OCO-, -CH 2 CH 2- , -OCH 2- , -CH 2 O-, -CH = CH-, -CC =, -CH. = CH-COO-, -OCO-CH = CH- or single bond, and m is 0, 1 or 2)].

少なくとも2種の反応性メソゲン化合物を含有し、その少なくとも1種が式Iで表わされる化合物である重合性混合物は特に好適である。
二環状および三環状メソゲン化合物は好適である。
ハロゲンは好ましくは、FまたはClである。
A polymerizable mixture containing at least two reactive mesogen compounds, wherein at least one of them is a compound represented by the formula I, is particularly suitable.
Bicyclic and tricyclic mesogen compounds are suitable.
The halogen is preferably F or Cl.

式Iで表わされる化合物の中で、MGが式IIにおいて、Z1およびZ2が、-COO-、-OCO-、-CH2-CH2-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-または単結合である化合物は特に好適である。Among the compounds represented by formula I, MG is in formula II, Z 1 and Z 2 are -COO-, -OCO-, -CH 2 -CH 2- , -CH = CH-COO-, -OCO-. Compounds with CH = CH- or a single bond are particularly suitable.

式IIで表わされる好適メソゲン基の小さい群を下記に示す。簡潔にするために、これらの基において、Pheは1,4-フェニレンであり、PheLは少なくとも1個の基Lにより置換されている1,4-フェニレンであり、ここでLはF、ClまたはCNであるか、あるいは炭素原子1~4個を有し、フッ素化されていてもよいアルキル基、アルコキシ基またはアルカノイル基であり、そしてCycはトランス-1,4-シクロヘキシレンである。 A small group of suitable mesogen groups represented by formula II is shown below. For brevity, in these groups, Phe is 1,4-phenylene and PheL is 1,4-phenylene substituted by at least one group L, where L is F, Cl or It is an alkyl, alkoxy or alkanoyl group that is CN or has 1 to 4 carbon atoms and may be fluorinated, and Cyc is trans-1,4-cyclohexylene.

Figure 0007046310000019
Figure 0007046310000019

これらの好適基において、Z1およびZ2は、上記式Iについて示されている意味を有する。好ましくは、Z1およびZ2は、-COO-、-OCO-、-CH2CH2-または-CH=CH-COO-である。
Lは好ましくは、F、Cl、CN、NO2、CH3、C25、OCH3、OC25、COCH3、COC25、CF3、OCF3、OCHF2、OCF5、特にF、Cl、CN、CH3、C25、OCH3、COCH3およびOCF3、最も好ましくはF、CH3、OCH3およびCOCH3である。
In these suitable groups, Z 1 and Z 2 have the meanings shown for Formula I above. Preferably, Z 1 and Z 2 are -COO-, -OCO-, -CH 2 CH 2- or -CH = CH-COO-.
L is preferably F, Cl, CN, NO 2 , CH 3 , C 2 H 5 , OCH 3 , OC 2 H 5 , COCH 3 , COC 2 H 5 , CF 3 , OCF 3 , OCHF 2 , OCF 5 , In particular, F, Cl, CN, CH 3 , C 2 H 5 , OCH 3 , COCH 3 and OCF 3 , most preferably F, CH 3 , OCH 3 and COCH 3 .

MGが下記式から選択される化合物は特に好適である: Compounds for which MG is selected from the following formula are particularly suitable:

Figure 0007046310000020
Figure 0007046310000020

Figure 0007046310000021
Figure 0007046310000021

これらの式において、Lは上記意味を有し、そしてrは0、1または2である。
これらの好適式において、基:
In these equations, L has the above meaning and r is 0, 1 or 2.
In these preferred formulas, the group:

Figure 0007046310000022
Figure 0007046310000022

は、非常に好ましくは、 Is very preferable,

Figure 0007046310000023
Figure 0007046310000023

を表わし、さらにまた、 And also again

Figure 0007046310000024
Figure 0007046310000024

を表わし、これらの基において、Lはそれぞれ独立して、上記意味の一つを有する。
これらの好適化合物中に存在するRは、P-(Sp)n-について示されている意味の一つを有する。
In these groups, L independently has one of the above meanings.
The R present in these suitable compounds has one of the meanings shown for P- (Sp) n- .

Pは好ましくは、CH2=CW-COO-、WCH=CH-O-、

Figure 0007046310000025
P is preferably CH 2 = CW-COO-, WCH = CH-O-,
Figure 0007046310000025

またはCH2=CH-フェニル-(O)Kから選択され、ここでWはH、CH3またはClであり、そしてkは0または1である。Or CH 2 = CH-phenyl- (O) K , where W is H, CH 3 or Cl, and k is 0 or 1.

Pは特に好ましくは、ビニル基、アクリレート基、メタアクリレート基、プロペニル基またはエポキシ基であり、非常に特に好ましくは、アクリレート基である。 P is particularly preferably a vinyl group, an acrylate group, a methacrylate group, a propenyl group or an epoxy group, and very particularly preferably an acrylate group.

スペーサー基Spとしてはこの目的に当業者に知られている全部の基を使用することができる。スペーサー基Spは好ましくは、エステルまたはエーテル基により、あるいは単結合により重合性基Pに結合している。スペーサー基Spは好ましくは、炭素原子1~20個、特に炭素原子1~12個を有し、さらにこの基中に存在する1個のCH2基または隣接していない2個以上のCH2基が、-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-O-CO-、-S-CO-、-O-COO-、-CO-S-、-CO-O-、-CH(ハロゲン)-、-CH(CN)-、-CH=CH-または-C≡C-により置き換えられていてもよい直鎖状または分枝鎖状アルキレン基である。As the spacer group Sp, all groups known to those skilled in the art can be used for this purpose. The spacer group Sp is preferably attached to the polymerizable group P by an ester or ether group or by a single bond. The spacer group Sp preferably has 1 to 20 carbon atoms, particularly 1 to 12 carbon atoms, and one CH 2 or two or more non-adjacent CHs present in the group. However, -O-, -S-, -NH-, -N (CH 3 )-, -CO-, -O-CO-, -S-CO-, -O-COO-, -CO-S-, A linear or branched alkylene group that may be replaced by -CO-O-, -CH (halogen)-, -CH (CN)-, -CH = CH- or -C≡C-. ..

代表的スペーサー基は、例えば-(CH20-、-(CH2CH2O)r-CH2CH2-、-CH2CH2-S-CH2CH2-または-CH2CH2-NH-CH2CH2-であり、これらの基において、oは2~12の整数であり、そしてrは1~3の整数である。Typical spacer groups are, for example,-(CH 2 ) 0 -,-(CH 2 CH 2 O) r -CH 2 CH 2-, -CH 2 CH 2-S-CH 2 CH 2 - or - CH 2 CH 2 -NH-CH 2 CH 2- , in these groups, o is an integer of 2-12 and r is an integer of 1-3.

好適スペーサー基は、例えばエチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、ヘキシレン、ヘプチレン、オクチレン、ノニレン、デシレン、ウンデシレン、ドデシレン、オクタデシレン、エチレンオキシエチレン、メチレンオキシブチレン、エチレン-チオエチレン、エチレン-N-メチルイミノエチレンおよび1-メチルアルキレンである。 Suitable spacer groups include, for example, ethylene, propylene, butylene, pentylene, hexylene, heptene, octylene, nonylene, decylene, undecylene, dodecylene, octadecylene, ethyleneoxyethylene, methyleneoxybutylene, ethylene-thioethylene, ethylene-N-methylimiminoethylene and 1-Methylalkylene.

式Iにおいて、2つのP、Sp及びXは、それぞれ同一または相違していてもよい。 In Formula I, the two Ps, Sps and Xs may be the same or different, respectively.

式Iで表わされる重合性メソゲン化合物の代表例を、下記化合物リストに示す。しかしながら、このリストは単に例示するものであって、本発明の範囲を制限するものではない。 Representative examples of the polymerizable mesogen compound represented by the formula I are shown in the following compound list. However, this list is merely exemplary and does not limit the scope of the invention.

Figure 0007046310000026
Figure 0007046310000026

Figure 0007046310000027
Figure 0007046310000027

これらの化合物において、xおよびyはそれぞれ独立して、1~12であり、Mは水素原子又はメチル基であり、そしてL1およびL2はそれぞれ独立して、H、ハロゲンまたはCNであるか、あるいは炭素原子1~7個を有するアルキル基、アルコキシ基またはアルカノイル基である。
これらの化合物は、文献公知であるか、市販されている。
In these compounds, x and y are independently 1-12, M 1 is a hydrogen atom or a methyl group, and L 1 and L 2 are independently H, halogen or CN, respectively. Alternatively, it is an alkyl group, an alkoxy group or an alkanoyl group having 1 to 7 carbon atoms.
These compounds are known in the literature or are commercially available.

<<(C)有機溶媒>>
本発明に用いられる重合体組成物に用いる有機溶媒は、樹脂成分を溶解させる有機溶媒であれば特に限定されない。その具体例を以下に挙げる。
N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、N-メチルカプロラクタム、2-ピロリドン、N-エチルピロリドン、N-ビニルピロリドン、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、ピリジン、ジメチルスルホン、ヘキサメチルスルホキシド、γ-ブチロラクトン、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、3-エトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、1,3-ジメチル-イミダゾリジノン、エチルアミルケトン、メチルノニルケトン、メチルエチルケトン、メチルイソアミルケトン、メチルイソプロピルケトン、シクロヘキサノン、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジグライム、4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノン、プロピレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコール-tert-ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノプロピルエーテル、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート、トリプロピレングリコールメチルエーテル等が挙げられる。これらは単独で使用しても、混合して使用してもよい。
<< (C) Organic Solvent >>
The organic solvent used in the polymer composition used in the present invention is not particularly limited as long as it is an organic solvent that dissolves the resin component. Specific examples are given below.
N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-methylcaprolactam, 2-pyrrolidone, N-ethylpyrrolidone, N-vinylpyrrolidone, dimethylsulfoxide, tetramethylurea, pyridine, Dimethylsulfone, hexamethylsulfoxide, γ-butyrolactone, 3-methoxy-N, N-dimethylpropanamide, 3-ethoxy-N, N-dimethylpropanamide, 3-butoxy-N, N-dimethylpropanamide, 1,3 -Dimethyl-imidazolidinone, ethylamyl ketone, methylnonyl ketone, methyl ethyl ketone, methyl isoamyl ketone, methyl isopropyl ketone, cyclohexanone, ethylene carbonate, propylene carbonate, diglyme, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, propylene glycol mono Acetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol-tert-butyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol, diethylene glycol monoacetate, diethylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol monoacetate monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, Examples thereof include dipropylene glycol monoacetate monoethyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monoacetate monopropyl ether, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, tripropylene glycol methyl ether and the like. These may be used alone or in combination.

<重合体組成物>
上記基板の電極が形成された側に、重合体組成物を塗布する。
本発明の製造方法に用いられる、該重合体組成物は、(A)所定の温度範囲で液晶性を発現する感光性の側鎖型高分子、(B)反応性メソゲン化合物及び(C)有機溶媒を含有する。
<Polymer composition>
The polymer composition is applied to the side of the substrate on which the electrodes are formed.
The polymer composition used in the production method of the present invention is (A) a photosensitive side chain polymer that exhibits liquid crystallinity in a predetermined temperature range, (B) a reactive mesogen compound, and (C) an organic substance. Contains solvent.

[重合体組成物の調製]
本発明に用いられる重合体組成物は、液晶配向膜の形成に好適となるように塗布液として調製されることが好ましい。すなわち、本発明に用いられる重合体組成物は、樹脂被膜を形成するための樹脂成分が有機溶媒に溶解した溶液として調製されることが好ましい。ここで、その樹脂成分とは、既に説明した液晶性を発現し得る感光性の側鎖型高分子を含む樹脂成分である。その際、樹脂成分の含有量は、1質量%~20質量%が好ましく、より好ましくは3質量%~15質量%、特に好ましくは3質量%~10質量%である。
[Preparation of polymer composition]
The polymer composition used in the present invention is preferably prepared as a coating liquid so as to be suitable for forming a liquid crystal alignment film. That is, the polymer composition used in the present invention is preferably prepared as a solution in which a resin component for forming a resin film is dissolved in an organic solvent. Here, the resin component is a resin component containing a photosensitive side-chain type polymer capable of exhibiting liquid crystallinity as described above. At that time, the content of the resin component is preferably 1% by mass to 20% by mass, more preferably 3% by mass to 15% by mass, and particularly preferably 3% by mass to 10% by mass.

本実施形態の重合体組成物において、前述の樹脂成分は、全てが上述した液晶性を発現し得る感光性の側鎖型高分子であってもよいが、液晶発現能および感光性能を損なわない範囲でそれら以外の他の重合体が混合されていてもよい。その際、樹脂成分中における他の重合体の含有量は、0.5質量%~80質量%、好ましくは1質量%~50質量%である。
そのような他の重合体は、例えば、ポリ(メタ)アクリレートやポリアミック酸やポリイミド等からなり、液晶性を発現し得る感光性の側鎖型高分子ではない重合体等が挙げられる。
In the polymer composition of the present embodiment, all of the above-mentioned resin components may be photosensitive side-chain polymers capable of exhibiting the above-mentioned liquid crystal properties, but the liquid crystal expression ability and the photosensitive performance are not impaired. Other polymers may be mixed in the range. At that time, the content of the other polymer in the resin component is 0.5% by mass to 80% by mass, preferably 1% by mass to 50% by mass.
Examples of such other polymers include polymers made of poly (meth) acrylate, polyamic acid, polyimide, etc., and are not photosensitive side-chain polymers capable of exhibiting liquid crystallinity.

本発明に用いられる重合体組成物は、上記(A)成分、(B)成分及び(C)有機溶媒以外の成分を含有してもよい。その例としては、重合体組成物を塗布した際の、膜厚均一性や表面平滑性を向上させる溶媒や化合物、液晶配向膜と基板との密着性を向上させる化合物等を挙げることができるが、これに限定されない。 The polymer composition used in the present invention may contain components other than the above components (A), (B) and (C) organic solvent. Examples thereof include solvents and compounds that improve film thickness uniformity and surface smoothness when the polymer composition is applied, compounds that improve the adhesion between the liquid crystal alignment film and the substrate, and the like. , Not limited to this.

膜厚の均一性や表面平滑性を向上させる溶媒(貧溶媒)の具体例としては、次のものが挙げられる。
例えば、イソプロピルアルコール、メトキシメチルペンタノール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチルカルビトール、エチルカルビトール、エチルカルビトールアセテート、エチレングリコール、エチレングリコールモノアセテート、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコール-tert-ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノプロピルエーテル、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート、トリプロピレングリコールメチルエーテル、3-メチル-3-メトキシブタノール、ジイソプロピルエーテル、エチルイソブチルエーテル、ジイソブチレン、アミルアセテート、ブチルブチレート、ブチルエーテル、ジイソブチルケトン、メチルシクロへキセン、プロピルエーテル、ジヘキシルエーテル、1-ヘキサノール、n-へキサン、n-ペンタン、n-オクタン、ジエチルエーテル、乳酸メチル、乳酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n-ブチル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸メチルエチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸、3-メトキシプロピオン酸、3-メトキシプロピオン酸プロピル、3-メトキシプロピオン酸ブチル、1-メトキシ-2-プロパノール、1-エトキシ-2-プロパノール、1-ブトキシ-2-プロパノール、1-フェノキシ-2-プロパノール、プロピレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールジアセテート、プロピレングリコール-1-モノメチルエーテル-2-アセテート、プロピレングリコール-1-モノエチルエーテル-2-アセテート、ジプロピレングリコール、2-(2-エトキシプロポキシ)プロパノール、乳酸メチルエステル、乳酸エチルエステル、乳酸n-プロピルエステル、乳酸n-ブチルエステル、乳酸イソアミルエステル等の低表面張力を有する溶媒等が挙げられる。
Specific examples of the solvent (poor solvent) for improving the uniformity of the film thickness and the surface smoothness include the following.
For example, isopropyl alcohol, methoxymethylpentanol, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, butyl carbitol, ethyl carbitol, ethyl carbitol acetate, ethylene glycol, ethylene glycol monoacetate, ethylene glycol mono. Isopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol, propylene glycol monoacetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol-tert-butyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol, diethylene glycol monoacetate, diethylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol monoacetate monomethyl ether , Dipropylene glycol monomethyl ether, Dipropylene glycol monoethyl ether, Dipropylene glycol monoacetate monoethyl ether, Dipropylene glycol monopropyl ether, Dipropylene glycol monoacetate monopropyl ether, 3-Methyl-3-methoxybutyl acetate, Tri Propylene glycol methyl ether, 3-methyl-3-methoxybutanol, diisopropyl ether, ethylisobutyl ether, diisobutylene, amylacetate, butylbutyrate, butyl ether, diisobutylketone, methylcyclohexene, propyl ether, dihexyl ether, 1-hexanol, n-hexane, n-pentane, n-octane, diethyl ether, methyl lactate, ethyl lactate, methyl acetate, ethyl acetate, n-butyl acetate, propylene glycol monoethyl ether, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, 3- Methyl methoxypropionate, methyl ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, 3-ethoxypropionic acid, 3-methoxypropionic acid, propyl 3-methoxypropionate, butyl 3-methoxypropionate, 1-methoxy- 2-propanol, 1-ethoxy-2-propanol, 1-butoxy-2-propanol, 1-phenoxy-2-propanol, propylene glycol monoacetate, propylene glycol diacetate, propylene glycol-1-monomethyl ether-2-acetate, Propylene glycol- Low levels of 1-monoethyl ether-2-acetate, dipropylene glycol, 2- (2-ethoxypropoxy) propanol, lactate methyl ester, lactate ethyl ester, lactate n-propyl ester, lactate n-butyl ester, lactate isoamyl ester, etc. Examples thereof include a solvent having a surface tension.

これらの貧溶媒は、1種類でも複数種類を混合して用いてもよい。上述のような溶媒を用いる場合は、重合体組成物に含まれる溶媒全体の溶解性を著しく低下させることが無いように、溶媒全体の5質量%~80質量%であることが好ましく、より好ましくは20質量%~60質量%である。 These poor solvents may be used alone or in admixture of a plurality of types. When a solvent as described above is used, it is preferably 5% by mass to 80% by mass, more preferably, so as not to significantly reduce the solubility of the entire solvent contained in the polymer composition. Is 20% by mass to 60% by mass.

膜厚の均一性や表面平滑性を向上させる化合物としては、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤およびノ二オン系界面活性剤等が挙げられる。
より具体的には、例えば、エフトップ(登録商標)301、EF303、EF352(トーケムプロダクツ社製)、メガファック(登録商標)F171、F173、R-30(DIC社製)、フロラードFC430、FC431(住友スリーエム社製)、アサヒガード(登録商標)AG710(旭硝子社製)、サーフロン(登録商標)S-382、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105、SC106(AGCセイミケミカル社製)等が挙げられる。これらの界面活性剤の使用割合は、重合体組成物に含有される樹脂成分の100質量部に対して、好ましくは0.01質量部~2質量部、より好ましくは0.01質量部~1質量部である。
Examples of the compound that improves the uniformity of the film thickness and the surface smoothness include a fluorine-based surfactant, a silicone-based surfactant, and a nonion-based surfactant.
More specifically, for example, Ftop (registered trademark) 301, EF303, EF352 (manufactured by Tochem Products), Megafuck (registered trademark) F171, F173, R-30 (manufactured by DIC), Florard FC430, FC431. (Sumitomo 3M), Asahi Guard (registered trademark) AG710 (Asahi Glass), Surflon (registered trademark) S-382, SC101, SC102, SC103, SC104, SC105, SC106 (AGC Seimi Chemical), etc. Will be. The ratio of these surfactants used is preferably 0.01 parts by mass to 2 parts by mass, and more preferably 0.01 parts by mass to 1 part with respect to 100 parts by mass of the resin component contained in the polymer composition. It is a mass part.

液晶配向膜と基板との密着性を向上させる化合物の具体例としては、次に示す官能性シラン含有化合物などが挙げられる。
例えば、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、2-アミノプロピルトリメトキシシラン、2-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3-ウレイドプロピルトリメトキシシラン、3-ウレイドプロピルトリエトキシシラン、N-エトキシカルボニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-エトキシカルボニル-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-トリエトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、N-トリメトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、10-トリメトキシシリル-1,4,7-トリアザデカン、10-トリエトキシシリル-1,4,7-トリアザデカン、9-トリメトキシシリル-3,6-ジアザノニルアセテート、9-トリエトキシシリル-3,6-ジアザノニルアセテート、N-ベンジル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-ベンジル-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-ビス(オキシエチレン)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-ビス(オキシエチレン)-3-アミノプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
Specific examples of the compound that improves the adhesion between the liquid crystal alignment film and the substrate include the following functional silane-containing compounds.
For example, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 2-aminopropyltrimethoxysilane, 2-aminopropyltriethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane. , N- (2-Aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-ureidopropyltrimethoxysilane, 3-ureidopropyltriethoxysilane, N-ethoxycarbonyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-ethoxy Carbonyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-triethoxysilylpropyltriethylenetriamine, N-trimethoxysilylpropyltriethylenetriamine, 10-trimethoxysilyl-1,4,7-triazadecane, 10-triethoxysilyl- 1,4,7-Triazadecane, 9-trimethoxysilyl-3,6-diazanonyl acetate, 9-triethoxysilyl-3,6-diazanonyl acetate, N-benzyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-benzyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-bis (oxyethylene) -3-aminopropyltrimethoxy Examples thereof include silane, N-bis (oxyethylene) -3-aminopropyltriethoxysilane and the like.

さらに、基板と液晶配向膜の密着性の向上に加え、液晶表示素子を構成した時のバックライトによる電気特性の低下等を防ぐ目的で、以下のようなフェノプラスト系やエポキシ基含有化合物の添加剤を、重合体組成物中に含有させても良い。具体的なフェノプラスト系添加剤を以下に示すが、この構造に限定されない。 Furthermore, in addition to improving the adhesion between the substrate and the liquid crystal alignment film, the following phenoplast-based or epoxy group-containing compounds are added for the purpose of preventing deterioration of electrical characteristics due to the backlight when the liquid crystal display element is configured. The agent may be contained in the polymer composition. Specific phenoplast-based additives are shown below, but are not limited to this structure.

Figure 0007046310000028
Figure 0007046310000028

具体的なエポキシ基含有化合物としては、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、2,2-ジブロモネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,3,5,6-テトラグリシジル-2,4-ヘキサンジオール、N,N,N’,N’,-テトラグリシジル-m-キシレンジアミン、1,3-ビス(N,N-ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、N,N,N’,N’,-テトラグリシジル-4、4’-ジアミノジフェニルメタンなどが例示される。 Specific examples of the epoxy group-containing compound include ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, tripropylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, 1, 6-Hexanediol diglycidyl ether, glycerin diglycidyl ether, 2,2-dibromoneopentyl glycol diglycidyl ether, 1,3,5,6-tetraglycidyl-2,4-hexanediol, N, N, N', N',-tetraglycidyl-m-xylenediamine, 1,3-bis (N, N-diglycidylaminomethyl) cyclohexane, N, N, N', N',-tetraglycidyl-4, 4'-diaminodiphenylmethane Etc. are exemplified.

基板との密着性を向上させる化合物を使用する場合、その使用量は、重合体組成物に含有される樹脂成分の100質量部に対して0.1質量部~30質量部であることが好ましく、より好ましくは1質量部~20質量部である。使用量が0.1質量部未満であると密着性向上の効果は期待できず、30質量部よりも多くなると液晶の配向性が悪くなる場合がある。 When a compound that improves adhesion to a substrate is used, the amount used is preferably 0.1 part by mass to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component contained in the polymer composition. , More preferably 1 part by mass to 20 parts by mass. If the amount used is less than 0.1 parts by mass, the effect of improving the adhesion cannot be expected, and if it is more than 30 parts by mass, the orientation of the liquid crystal may be deteriorated.

添加剤として、光増感剤を用いることもできる。無色増感剤および三重項増感剤が好ましい。 A photosensitizer can also be used as the additive. Colorless sensitizers and triplet sensitizers are preferred.

光増感剤としては、芳香族ニトロ化合物、クマリン(7-ジエチルアミノ-4-メチルクマリン、7-ヒドロキシ4-メチルクマリン)、ケトクマリン、カルボニルビスクマリン、芳香族2-ヒドロキシケトン、およびアミノ置換された、芳香族2-ヒドロキシケトン(2-ヒドロキシベンゾフェノン、モノ-もしくはジ-p-(ジメチルアミノ)-2-ヒドロキシベンゾフェノン)、アセトフェノン、アントラキノン、キサントン、チオキサントン、ベンズアントロン、チアゾリン(2-ベンゾイルメチレン-3-メチル-β-ナフトチアゾリン、2-(β-ナフトイルメチレン)-3-メチルベンゾチアゾリン、2-(α-ナフトイルメチレン)-3-メチルベンゾチアゾリン、2-(4-ビフェノイルメチレン)-3-メチルベンゾチアゾリン、2-(β-ナフトイルメチレン)-3-メチル-β-ナフトチアゾリン、2-(4-ビフェノイルメチレン)-3-メチル-β-ナフトチアゾリン、2-(p-フルオロベンゾイルメチレン)-3-メチル-β-ナフトチアゾリン)、オキサゾリン(2-ベンゾイルメチレン-3-メチル-β-ナフトオキサゾリン、2-(β-ナフトイルメチレン)-3-メチルベンゾオキサゾリン、2-(α-ナフトイルメチレン)-3-メチルベンゾオキサゾリン、2-(4-ビフェノイルメチレン)-3-メチルベンゾオキサゾリン、2-(β-ナフトイルメチレン)-3-メチル-β-ナフトオキサゾリン、2-(4-ビフェノイルメチレン)-3-メチル-β-ナフトオキサゾリン、2-(p-フルオロベンゾイルメチレン)-3-メチル-β-ナフトオキサゾリン)、ベンゾチアゾール、ニトロアニリン(m-もしくはp-ニトロアニリン、2,4,6-トリニトロアニリン)またはニトロアセナフテン(5-ニトロアセナフテン)、(2-[(m-ヒドロキシ-p-メトキシ)スチリル]ベンゾチアゾール、ベンゾインアルキルエーテル、N-アルキル化フタロン、アセトフェノンケタール(2,2-ジメトキシフェニルエタノン)、ナフタレン、アントラセン(2-ナフタレンメタノール、2-ナフタレンカルボン酸、9-アントラセンメタノール、および9-アントラセンカルボン酸)、ベンゾピラン、アゾインドリジン、メロクマリン等がある。
好ましくは、芳香族2-ヒドロキシケトン(ベンゾフェノン)、クマリン、ケトクマリン、カルボニルビスクマリン、アセトフェノン、アントラキノン、キサントン、チオキサントン、およびアセトフェノンケタールである。
Photosensitizers include aromatic nitro compounds, coumarin (7-diethylamino-4-methylcoumarin, 7-hydroxy4-methylcoumarin), ketocoumarin, carbonylbiscmarin, aromatic 2-hydroxyketone, and amino substitutions. , Aromatic 2-hydroxyketone (2-hydroxybenzophenone, mono- or di-p- (dimethylamino) -2-hydroxybenzophenone), acetophenone, anthraquinone, xanthone, thioxanthone, benzanthron, thiazolin (2-benzoylmethylene-3) -Methyl-β-naphthiazolin, 2- (β-naphthoylmethylene) -3-methylbenzothiazolin, 2- (α-naphthoylmethylene) -3-methylbenzothiazolin, 2- (4-biphenoylmethylene)- 3-Methylbenzothiazolin, 2- (β-naphthoylmethylene) -3-methyl-β-naphthiazoline, 2- (4-biphenoylmethylene) -3-methyl-β-naphthiazoline, 2- (p-fluoro) Benzoylmethylene) -3-methyl-β-naphthiazolin), oxazoline (2-benzoylmethylene-3-methyl-β-naphthoxazoline, 2- (β-naphthoylmethylene) -3-methylbenzoxazoline, 2- (α) -Naftylmethylene) -3-methylbenzoxazoline, 2- (4-biphenoylmethylene) -3-methylbenzoxazoline, 2- (β-naphthoylmethylene) -3-methyl-β-naphthooxazolin, 2-( 4-Bifenoylmethylene) -3-methyl-β-naphthoxazoline, 2- (p-fluorobenzoylmethylene) -3-methyl-β-naphthoxazoline), benzothiazole, nitroaniline (m- or p-nitroaniline, 2,4,6-trinitroaniline) or nitroacenaften (5-nitroacenaften), (2-[(m-hydroxy-p-methoxy) styryl] benzothiazole, benzoinalkyl ether, N-alkylated phthalone, Acetphenon ketal (2,2-dimethoxyphenyletanone), naphthalene, anthracene (2-naphthalene methanol, 2-naphthalene carboxylic acid, 9-anthracene methanol, and 9-anthracene carboxylic acid), benzopyrane, azoindrinsin, merocmarin, etc. be.
Preferred are aromatic 2-hydroxyketone (benzophenone), coumarin, ketocoumarin, carbonylbisquemarin, acetophenone, anthraquinone, xanthone, thioxanthone, and acetophenone ketal.

本発明の液晶配向膜を有する基板の製造方法は、
[I] (A)所定の温度範囲で液晶性を発現する感光性の側鎖型高分子、(B)反応性メソゲン化合物及び有機溶媒を含有する重合体組成物を、液晶駆動用の電極を有する基板上に塗布して塗膜を形成する工程;
[II] [I]で得られた塗膜に偏光した紫外線を照射する工程;及び
[III] [II]で得られた塗膜を加熱する工程;
を有する。
上記工程により、配向制御能が付与された縦電解駆動型液晶表示素子(例えば、ツイストネマチック型液晶表示素子、垂直配向型液晶表示素子、STN型液晶表示素子、ECB型液晶表示素子及びOCB型液晶表示素子)用液晶配向膜を得ることができ、該液晶配向膜を有する基板を得ることができる。
The method for manufacturing a substrate having a liquid crystal alignment film of the present invention is
[I] A polymer composition containing (A) a photosensitive side-chain polymer that exhibits liquid crystallinity in a predetermined temperature range, (B) a reactive mesogen compound, and an organic solvent is used as an electrode for driving a liquid crystal display. Step of applying on the substrate to form a coating film;
[II] A step of irradiating the coating film obtained in [I] with polarized ultraviolet rays; and [III] a step of heating the coating film obtained in [II].
Have.
Vertical electrolytic drive type liquid crystal display element (for example, twist nematic type liquid crystal display element, vertical alignment type liquid crystal display element, STN type liquid crystal display element, ECB type liquid crystal display element and OCB type liquid crystal display element to which orientation control ability is imparted by the above step. A liquid crystal alignment film for a display element) can be obtained, and a substrate having the liquid crystal alignment film can be obtained.

また、上記得られた基板(第1の基板)の他に、第2の基板を準備することにより、縦電解駆動型液晶表示素子(例えば、ツイストネマチック型液晶表示素子、垂直配向型液晶表示素子、STN型液晶表示素子、ECB型液晶表示素子及びOCB型液晶表示素子)を得ることができる。
第2の基板は、上記工程[I]~[III]を用いることにより、配向制御能が付与された液晶配向膜を有する第2の基板を得ることができる。
Further, by preparing a second substrate in addition to the obtained substrate (first substrate), a vertical electrolytic drive type liquid crystal display element (for example, a twist nematic type liquid crystal display element, a vertically oriented liquid crystal display element) can be prepared. , STN type liquid crystal display element, ECB type liquid crystal display element and OCB type liquid crystal display element) can be obtained.
As the second substrate, by using the above steps [I] to [III], it is possible to obtain a second substrate having a liquid crystal alignment film to which the orientation control ability is imparted.

縦電解駆動型液晶表示素子の製造方法は、
[IV] 上記で得られた第1及び第2の基板を、液晶を介して第1及び第2の基板の液晶配向膜が相対するように、対向配置して液晶表示素子を得る工程;
を有する。その際、上記で得られた第1及び第2の配向膜付き基板であって、チルト角が10~50度のものをラビング方向(液晶の配向)が平行かつ同じ方向(パラレル配向)となるように配置すればOCB型液晶表示素子が得られる。同じ方法を、チルト角が80~90度の配向膜付き基板を2枚用いて行うと垂直配向型液晶表示素子が得られる。ラビング方向が互いに直交するように、すなわち、約90度ねじれるように配置すればツイストネマチック型液晶表示素子が得られ、ラビング方向が約260度ねじれるように配置すればSTN型液晶表示素子が得られる。また、上記で得られた第1及び第2の配向膜付き基板を、配向処理方向が互いに平行かつ反対方向(アンチパラレル)となるように配置すると、ECB型液晶表示素子が得られる。
The manufacturing method of the vertical electrolysis drive type liquid crystal display element is as follows.
[IV] A step of arranging the first and second substrates obtained above so as to face each other so that the liquid crystal alignment films of the first and second substrates face each other via the liquid crystal display;
Have. At that time, the substrates with the first and second alignment films obtained above having a tilt angle of 10 to 50 degrees are parallel and the same direction (parallel orientation) in the rubbing direction (alignment of the liquid crystal display). If they are arranged in such a manner, an OCB type liquid crystal display element can be obtained. When the same method is performed using two substrates with an alignment film having a tilt angle of 80 to 90 degrees, a vertically oriented liquid crystal display element can be obtained. A twisted nematic liquid crystal display element can be obtained if the rubbing directions are arranged so as to be orthogonal to each other, that is, twisted by about 90 degrees, and an STN type liquid crystal display element can be obtained if the rubbing directions are arranged so as to be twisted by about 260 degrees. .. Further, when the first and second alignment film-attached substrates obtained above are arranged so that the orientation processing directions are parallel to each other and opposite to each other (anti-parallel), an ECB type liquid crystal display element can be obtained.

以下、本発明の製造方法の有する[I]~[III]、および[IV]の各工程について説明する。
<工程[I]>
工程[I]では、液晶駆動用の電極を有する基板上に、(A)所定の温度範囲で液晶性を発現する感光性の側鎖型高分子、(B)反応性メソゲン化合物及び有機溶媒を含有する重合体組成物を塗布して塗膜を形成する。
Hereinafter, each of the steps [I] to [III] and [IV] included in the production method of the present invention will be described.
<Step [I]>
In step [I], (A) a photosensitive side-chain polymer that exhibits liquid crystallinity in a predetermined temperature range, (B) a reactive mesogen compound, and an organic solvent are placed on a substrate having an electrode for driving a liquid crystal display. The polymer composition contained therein is applied to form a coating film.

<基板>
基板については、特に限定はされないが、製造される液晶表示素子が透過型である場合、透明性の高い基板が用いられることが好ましい。その場合、特に限定はされず、ガラス基板、またはアクリル基板やポリカーボネート基板等のプラスチック基板等を用いることができる。
液晶駆動のための電極としてはITO(Indium Tin Oxide:酸化インジウムスズ)、IZO(Indium Zinc Oxide:酸化インジウム亜鉛)などが好ましい。また、反射型の液晶表示素子では片側の基板のみにならばシリコンウエハー等の不透明な物でも使用でき、この場合の電極はアルミ等の光を反射する材料も使用できる。
基板に電極を形成する方法は、従来公知の手法を用いることができる。
<Board>
The substrate is not particularly limited, but when the liquid crystal display element to be manufactured is a transmissive type, it is preferable to use a highly transparent substrate. In that case, the present invention is not particularly limited, and a glass substrate, a plastic substrate such as an acrylic substrate or a polycarbonate substrate, or the like can be used.
As the electrode for driving the liquid crystal, ITO (Indium Tin Oxide: indium tin oxide), IZO (Indium Zinc Oxide: indium zinc oxide) and the like are preferable. Further, in the reflective liquid crystal display element, an opaque object such as a silicon wafer can be used if only one side of the substrate is used, and in this case, a material that reflects light such as aluminum can also be used as the electrode.
As a method for forming an electrode on a substrate, a conventionally known method can be used.

上述した重合体組成物を液晶駆動用の電極を有する基板上に塗布する方法は特に限定されない。
塗布方法は、工業的には、スクリーン印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷またはインクジェット法などで行う方法が一般的である。その他の塗布方法としては、ディップ法、ロールコータ法、スリットコータ法、スピンナ法(回転塗布法)またはスプレー法などがあり、目的に応じてこれらを用いてもよい。
The method of applying the above-mentioned polymer composition onto a substrate having an electrode for driving a liquid crystal display is not particularly limited.
Industrially, the coating method is generally performed by screen printing, offset printing, flexographic printing, an inkjet method, or the like. Other coating methods include a dip method, a roll coater method, a slit coater method, a spinner method (rotary coating method), a spray method, and the like, and these may be used depending on the purpose.

液晶駆動用の電極を有する基板上に重合体組成物を塗布した後は、ホットプレート、熱循環型オーブンまたはIR(赤外線)型オーブンなどの加熱手段により50~230℃、好ましくは50~200℃で0.4分間~60分間、好ましくは0.5分間~10分間溶媒を蒸発させて塗膜を得ることができる。このときの乾燥温度は、側鎖型高分子の液晶相発現温度よりも低いことが好ましい。
塗膜の厚みは、厚すぎると液晶表示素子の消費電力の面で不利となり、薄すぎると液晶表示素子の信頼性が低下する場合があるので、好ましくは5nm~300nm、より好ましくは10nm~150nmである。
尚、[I]工程の後、続く[II]工程の前に塗膜の形成された基板を室温にまで冷却する工程を設けることも可能である。
After applying the polymer composition on the substrate having the electrode for driving the liquid crystal display, the temperature is 50 to 230 ° C., preferably 50 to 200 ° C. by a heating means such as a hot plate, a heat circulation type oven or an IR (infrared) type oven. The coating can be obtained by evaporating the solvent for 0.4 minutes to 60 minutes, preferably 0.5 minutes to 10 minutes. The drying temperature at this time is preferably lower than the liquid crystal phase expression temperature of the side chain polymer.
If the thickness of the coating film is too thick, it is disadvantageous in terms of power consumption of the liquid crystal display element, and if it is too thin, the reliability of the liquid crystal display element may decrease. Therefore, it is preferably 5 nm to 300 nm, more preferably 10 nm to 150 nm. Is.
It is also possible to provide a step of cooling the substrate on which the coating film is formed to room temperature after the step [I] and before the subsequent step [II].

<工程[II]>
工程[II]では、工程[I]で得られた塗膜に、斜め方向から偏光した紫外線を照射する。塗膜の膜面に偏光した紫外線を照射する場合、基板に対して一定の方向から偏光板を介して偏光された紫外線を照射する。使用する紫外線としては、波長100nm~400nmの範囲の紫外線を使用することができる。好ましくは、使用する塗膜の種類によりフィルター等を介して最適な波長を選択する。そして、例えば、選択的に光架橋反応を誘起できるように、波長290nm~400nmの範囲の紫外線を選択して使用することができる。紫外線としては、例えば、高圧水銀灯から放射される光を用いることができる。
<Step [II]>
In the step [II], the coating film obtained in the step [I] is irradiated with ultraviolet rays polarized from an oblique direction. When irradiating the film surface of the coating film with polarized ultraviolet rays, the substrate is irradiated with the polarized ultraviolet rays from a certain direction through the polarizing plate. As the ultraviolet rays to be used, ultraviolet rays having a wavelength in the range of 100 nm to 400 nm can be used. Preferably, the optimum wavelength is selected via a filter or the like depending on the type of the coating film to be used. Then, for example, ultraviolet rays having a wavelength in the range of 290 nm to 400 nm can be selected and used so that the photocrosslinking reaction can be selectively induced. As the ultraviolet light, for example, light emitted from a high-pressure mercury lamp can be used.

偏光した紫外線の照射量は、使用する塗膜に依存する。照射量は、該塗膜における、偏光した紫外線の偏光方向と平行な方向の紫外線吸光度と垂直な方向の紫外線吸光度との差であるΔAの最大値(以下、ΔAmaxとも称する)を実現する偏光紫外線の量の1%~70%の範囲内とすることが好ましく、1%~50%の範囲内とすることがより好ましい。 The irradiation amount of polarized ultraviolet rays depends on the coating film used. The irradiation amount is polarized ultraviolet rays that realize the maximum value of ΔA (hereinafter, also referred to as ΔAmax), which is the difference between the ultraviolet absorptance in the direction parallel to the polarization direction of the polarized ultraviolet rays and the ultraviolet absorptivity in the vertical direction in the coating film. The amount is preferably in the range of 1% to 70%, and more preferably in the range of 1% to 50%.

偏光した紫外線の照射方向は、通常、基板に対して1°から89°であるが、好ましくは10°~80°、特に好ましくは20°~70°である。この角度が小さすぎる場合はプレチルト角が小さくなるという問題があり、大きすぎる場合はプレチルト角が高くなるという問題がある。 The irradiation direction of the polarized ultraviolet rays is usually 1 ° to 89 ° with respect to the substrate, preferably 10 ° to 80 °, and particularly preferably 20 ° to 70 °. If this angle is too small, there is a problem that the pretilt angle becomes small, and if it is too large, there is a problem that the pretilt angle becomes high.

照射方向を上記の角度に調節する方法としては、基板自体を傾ける方法と、光源を傾ける方法があるが、光源自体を傾けるのがスループットの観点からより好ましい。 As a method of adjusting the irradiation direction to the above angle, there are a method of tilting the substrate itself and a method of tilting the light source, but tilting the light source itself is more preferable from the viewpoint of throughput.

<工程[III]>
工程[III]では、工程[II]で偏光した紫外線の照射された塗膜を加熱する。加熱により、塗膜に配向制御能を付与することができる。
加熱は、ホットプレート、熱循環型オーブンまたはIR(赤外線)型オーブンなどの加熱手段を用いることができる。加熱温度は、使用する塗膜の液晶性を発現させる温度を考慮して決めることができる。
<Step [III]>
In step [III], the coating film irradiated with the ultraviolet rays polarized in step [II] is heated. Orientation control ability can be imparted to the coating film by heating.
For heating, a heating means such as a hot plate, a heat circulation type oven or an IR (infrared) type oven can be used. The heating temperature can be determined in consideration of the temperature at which the liquid crystal property of the coating film to be used is exhibited.

加熱温度は、側鎖型高分子が液晶性を発現する温度(以下、液晶発現温度という)の温度範囲内であることが好ましい。塗膜のような薄膜表面の場合、塗膜表面の液晶発現温度は、液晶性を発現し得る感光性の側鎖型高分子をバルクで観察した場合の液晶発現温度よりも低いことが予想される。このため、加熱温度は、塗膜表面の液晶発現温度の温度範囲内であることがより好ましい。すなわち、偏光紫外線照射後の加熱温度の温度範囲は、使用する側鎖型高分子の液晶発現温度の温度範囲の下限より10℃低い温度を下限とし、その液晶温度範囲の上限より10℃低い温度を上限とする範囲の温度であることが好ましい。加熱温度が、上記温度範囲よりも低いと、塗膜における熱による異方性の増幅効果が不十分となる傾向があり、また加熱温度が、上記温度範囲よりも高すぎると、塗膜の状態が等方性の液体状態(等方相)に近くなる傾向があり、この場合、自己組織化によって一方向に再配向することが困難になることがある。
なお、液晶発現温度は、側鎖型高分子または塗膜表面が固体相から液晶相に相転移がおきるガラス転移温度(Tg)以上であって、液晶相からアイソトロピック相(等方相)に相転移を起こすアイソトロピック相転移温度(Tiso)以下の温度をいう。
The heating temperature is preferably within the temperature range of the temperature at which the side chain polymer exhibits liquid crystallinity (hereinafter referred to as the liquid crystal development temperature). In the case of a thin film surface such as a coating film, the liquid crystal development temperature on the coating film surface is expected to be lower than the liquid crystal development temperature when a photosensitive side chain polymer capable of exhibiting liquid crystal properties is observed in bulk. To. Therefore, it is more preferable that the heating temperature is within the temperature range of the liquid crystal display temperature on the surface of the coating film. That is, the temperature range of the heating temperature after irradiation with polarized ultraviolet rays is set to a temperature 10 ° C lower than the lower limit of the temperature range of the liquid crystal development temperature of the side chain polymer to be used, and is 10 ° C lower than the upper limit of the liquid crystal temperature range. It is preferable that the temperature is in the range up to. If the heating temperature is lower than the above temperature range, the effect of amplifying anisotropy due to heat in the coating film tends to be insufficient, and if the heating temperature is too high above the above temperature range, the state of the coating film is in a state. Tends to be close to an isotropic liquid state (isotropic phase), in which case self-assembly can make it difficult to reorient in one direction.
The liquid crystal development temperature is equal to or higher than the glass transition temperature (Tg) at which a phase transition occurs from the solid phase to the liquid crystal phase on the surface of the side chain polymer or the coating film, and the phase changes from the liquid crystal phase to the isotropic phase (isotropic phase). The temperature below the isotropic phase transition temperature (Tiso) that causes a phase transition.

加熱後に形成される塗膜の厚みは、工程[I]で記した同じ理由から、好ましくは5nm~300nm、より好ましくは50nm~150nmであるのがよい。
以上の工程を有することにより、本発明の製造方法では、高効率な、塗膜への異方性の導入を実現することができる。そして、高効率に液晶配向膜付基板を製造することができる。
The thickness of the coating film formed after heating is preferably 5 nm to 300 nm, more preferably 50 nm to 150 nm for the same reason described in the step [I].
By having the above steps, the production method of the present invention can realize highly efficient introduction of anisotropy into the coating film. Then, a substrate with a liquid crystal alignment film can be manufactured with high efficiency.

<工程[IV]>
[IV]工程は、基板の液晶配向膜が形成された側が対向するように配置された2枚の[III]で得られた基板と、基板間に設けられた液晶層と、基板と液晶層との間に設けられ本発明の液晶配向剤により形成された上記液晶配向膜とを有する液晶セルを具備する液晶表示素子である。このような本発明の縦電解駆動型液晶表示素子としては、ツイストネマティック(TN:Twisted Nematic)方式、垂直配向(VA:Vertical Alignment)方式やSTN(Super-Twisted Nematic)型液晶表示素子、ECB(Electrically Controlled Birefringence)型液晶表示素子及びOCB配向(OCB:Optically Compensated Bend)等、種々のものが挙げられる。
<Process [IV]>
In the [IV] step, the substrate obtained by the two [III] arranged so that the sides on which the liquid crystal alignment film of the substrate was formed face each other, the liquid crystal layer provided between the substrates, and the substrate and the liquid crystal layer. It is a liquid crystal display element provided with a liquid crystal cell provided between the above and having the liquid crystal alignment film formed by the liquid crystal alignment agent of the present invention. As such a vertical electrolytic drive type liquid crystal display element of the present invention, a twisted nematic (TN: Twisted Nematic) method, a vertical alignment (VA: Vertical Alignment) method, an STN (Super-Twisted Nematic) type liquid crystal display element, and an ECB ( Examples thereof include an Electrically Controlled Birefringence) type liquid crystal display element and an OCB (Optically Compensated Bend).

液晶セル又は液晶表示素子の作製の一例を挙げるならば、上述の第1及び第2の基板を用意し、片方の基板の液晶配向膜上にスペーサを散布し、液晶配向膜面が内側になるようにして、ツイストネマチック型素子を得たい場合は紫外線露光方向が互いに直交するように、その他の素子を得たい場合は上述のように、もう片方の基板を貼り合わせ、液晶を減圧注入して封止する方法、または、スペーサを散布した液晶配向膜面に液晶を滴下した後に、基板を貼り合わせて封止を行う方法、等を例示することができる。このときのスペーサの径は、好ましくは1μm~30μm、より好ましくは2μm~10μmである。このスペーサ径が、液晶層を挟持する一対の基板間距離、すなわち、液晶層の厚みを決めることになる。 To give an example of manufacturing a liquid crystal cell or a liquid crystal display element, the above-mentioned first and second substrates are prepared, a spacer is sprayed on the liquid crystal alignment film of one of the substrates, and the liquid crystal alignment film surface is on the inside. In this way, if you want to obtain a twist nematic element, the ultraviolet exposure directions are orthogonal to each other, and if you want to obtain another element, attach the other substrate and inject the liquid crystal under reduced pressure. Examples thereof include a method of sealing, a method of dropping a liquid crystal on the liquid crystal alignment film surface on which a spacer is sprayed, and then laminating a substrate to perform sealing. The diameter of the spacer at this time is preferably 1 μm to 30 μm, more preferably 2 μm to 10 μm. This spacer diameter determines the distance between the pair of substrates that sandwich the liquid crystal layer, that is, the thickness of the liquid crystal layer.

得られた液晶表示素子は、さらに配向安定性のためにアニール処理をすることが好ましい。加熱温度は液晶の相転移温度である、好ましくは10~160℃、より好ましくは50~140℃であるのがよい。 It is preferable that the obtained liquid crystal display element is further annealed for orientation stability. The heating temperature is the phase transition temperature of the liquid crystal, preferably 10 to 160 ° C, more preferably 50 to 140 ° C.

本発明の塗膜付基板の製造方法は、重合体組成物を基板上に塗布し塗膜を形成した後、偏光した紫外線を照射する。次いで、加熱を行うことにより側鎖型高分子膜への高効率な異方性の導入を実現し、液晶の配向制御能を備えた液晶配向膜付基板を製造する。
本発明に用いる塗膜では、側鎖の光反応と液晶性に基づく自己組織化によって誘起される分子再配向の原理を利用して、塗膜への高効率な異方性の導入を実現する。本発明の製造方法では、側鎖型高分子に光反応性基として光架橋性基を有する構造の場合、側鎖型高分子を用いて基板上に塗膜を形成した後、偏光した紫外線を照射し、次いで、加熱を行った後、液晶表示素子を作成する。
In the method for producing a substrate with a coating film of the present invention, the polymer composition is applied onto the substrate to form a coating film, and then polarized ultraviolet rays are irradiated. Next, by heating, high-efficiency introduction of anisotropy into the side-chain type polymer film is realized, and a substrate with a liquid crystal alignment film having a liquid crystal orientation control ability is manufactured.
The coating film used in the present invention realizes the introduction of highly efficient anisotropy into the coating film by utilizing the principle of molecular reorientation induced by the photoreaction of side chains and self-assembly based on liquid crystallinity. .. In the production method of the present invention, in the case of a structure having a photocrosslinkable group as a photoreactive group in the side chain polymer, after forming a coating film on the substrate using the side chain polymer, polarized ultraviolet rays are emitted. After irradiating and then heating, a liquid crystal display element is produced.

したがって、本発明の方法に用いる塗膜は、塗膜への偏光した紫外線の照射と加熱処理を順次行うことにより、高効率に異方性が導入され、配向制御能に優れた液晶配向膜とすることができる。 Therefore, the coating film used in the method of the present invention is a liquid crystal alignment film having excellent orientation control ability because anisotropy is introduced with high efficiency by sequentially irradiating the coating film with polarized ultraviolet rays and heat treatment. can do.

そして、本発明の方法に用いる塗膜では、塗膜への偏光した紫外線の照射量と、加熱処理における加熱温度を最適化する。それにより高効率な、塗膜への異方性の導入を実現することができる。 Then, in the coating film used in the method of the present invention, the irradiation amount of the polarized ultraviolet rays on the coating film and the heating temperature in the heat treatment are optimized. Thereby, it is possible to realize highly efficient introduction of anisotropy into the coating film.

本発明に用いられる塗膜への高効率な異方性の導入に最適な偏光紫外線の照射量は、その塗膜において感光性基が光架橋反応や光異性化反応、若しくは光フリース転位反応する量を最適にする偏光紫外線の照射量に対応する。本発明に用いられる塗膜に対して偏光した紫外線を照射した結果、光架橋反応や光異性化反応、若しくは光フリース転位反応する側鎖の感光性基が少ないと、十分な光反応量とならない。その場合、その後に加熱しても十分な自己組織化は進行しない。一方、本発明に用いられる塗膜で、光架橋性基を有する構造に対して偏光した紫外線を照射した結果、架橋反応する側鎖の感光性基が過剰となると側鎖間での架橋反応が進行しすぎることになる。その場合、得られる膜は剛直になって、その後の加熱による自己組織化の進行の妨げとなることがある。また、本発明に用いられる塗膜で、光フリース転位基を有する構造に対して偏光した紫外線を照射した結果、光フリース転位反応する側鎖の感光性基が過剰となると、塗膜の液晶性が低下しすぎることになる。その場合、得られる膜の液晶性も低下し、その後の加熱による自己組織化の進行の妨げとなることがある。さらに、光フリース転位基を有する構造に対して偏光した紫外線を照射する場合、紫外線の照射量が多すぎると、側鎖型高分子が光分解し、その後の加熱による自己組織化の進行の妨げとなることがある。 The optimum irradiation amount of polarized ultraviolet rays for introducing highly efficient anisotropy into the coating film used in the present invention is such that the photosensitive group undergoes a photocrossing reaction, a photoisomerization reaction, or a photoFries rearrangement reaction in the coating film. Corresponds to the irradiation amount of polarized ultraviolet rays that optimizes the amount. As a result of irradiating the coating film used in the present invention with polarized ultraviolet rays, if the number of photosensitive groups in the side chain that undergoes a photocrossover reaction, a photoisomerization reaction, or a photoFries rearrangement reaction is small, the amount of photoreaction is not sufficient. .. In that case, even if it is heated after that, sufficient self-organization does not proceed. On the other hand, in the coating film used in the present invention, as a result of irradiating a structure having a photocrosslinkable group with polarized ultraviolet rays, if the photosensitive group of the side chain undergoing a crosslink reaction becomes excessive, a crosslink reaction occurs between the side chains. It will go too far. In that case, the resulting membrane may become rigid and hinder the progress of self-organization by subsequent heating. Further, in the coating film used in the present invention, as a result of irradiating a structure having a photo Fries rearrangement group with polarized ultraviolet rays, when the photosensitive group of the side chain that undergoes a photo Fries rearrangement reaction becomes excessive, the liquid crystal property of the coating film becomes high. Will drop too much. In that case, the liquid crystallinity of the obtained film is also lowered, which may hinder the progress of self-organization due to the subsequent heating. Furthermore, when polarized ultraviolet rays are applied to a structure having a photo-Fries rearrangement group, if the irradiation amount of the ultraviolet rays is too large, the side chain polymer is photodecomposed and the subsequent heating hinders the progress of self-assembly. May become.

したがって、本発明に用いられる塗膜において、偏光紫外線の照射によって側鎖の感光性基が光架橋反応や光異性化反応、若しくは光フリース転位反応する最適な量は、その側鎖型高分子膜の有する感光性基の0.1モル%~40モル%にすることが好ましく、0.1モル%~20モル%にすることがより好ましい。光反応する側鎖の感光性基の量をこのような範囲にすることにより、その後の加熱処理での自己組織化が効率良く進み、膜中での高効率な異方性の形成が可能となる。 Therefore, in the coating film used in the present invention, the optimum amount of the photosensitive group of the side chain undergoing a photocrosslinking reaction, a photoisomerization reaction, or a photofleece rearrangement reaction by irradiation with polarized ultraviolet rays is the side chain type polymer film. It is preferably 0.1 mol% to 40 mol%, and more preferably 0.1 mol% to 20 mol% of the photosensitive group of the above. By setting the amount of photosensitive groups in the side chain that photoreacts in such a range, self-assembly in the subsequent heat treatment proceeds efficiently, and highly efficient anisotropy can be formed in the film. Become.

本発明の方法に用いる塗膜では、偏光した紫外線の照射量の最適化により、側鎖型高分子膜の側鎖における、感光性基の光架橋反応や光異性化反応、または光フリース転位反応の量を最適化する。そして、その後の加熱処理と併せて、高効率な、本発明に用いられる塗膜への異方性の導入を実現する。その場合、好適な偏光紫外線の量については、本発明に用いられる塗膜の紫外吸収の評価に基づいて行うことが可能である。 In the coating film used in the method of the present invention, a photocrosslinking reaction, a photoisomerization reaction, or a photofleece rearrangement reaction of a photosensitive group in the side chain of a side chain type polymer film is performed by optimizing the irradiation amount of polarized ultraviolet rays. Optimize the amount of. Then, in combination with the subsequent heat treatment, highly efficient introduction of anisotropy into the coating film used in the present invention is realized. In that case, the suitable amount of polarized ultraviolet rays can be determined based on the evaluation of the ultraviolet absorption of the coating film used in the present invention.

すなわち、本発明に用いられる塗膜について、偏光紫外線照射後の、偏光した紫外線の偏光方向と平行な方向の紫外線吸収と、垂直な方向の紫外線吸収とをそれぞれ測定する。紫外吸収の測定結果から、その塗膜における、偏光した紫外線の偏光方向と平行な方向の紫外線吸光度と垂直な方向の紫外線吸光度との差であるΔAを評価する。そして、本発明に用いられる塗膜において実現されるΔAの最大値(ΔAmax)とそれを実現する偏光紫外線の照射量を求める。本発明の製造方法では、このΔAmaxを実現する偏光紫外線照射量を基準として、液晶配向膜の製造において照射する、好ましい量の偏光した紫外線量を決めることができる。 That is, with respect to the coating film used in the present invention, after irradiation with polarized ultraviolet rays, the absorption of ultraviolet rays in the direction parallel to the polarization direction of the polarized ultraviolet rays and the absorption of ultraviolet rays in the direction perpendicular to the polarization direction are measured. From the measurement result of ultraviolet absorption, ΔA, which is the difference between the ultraviolet absorbance in the direction parallel to the polarization direction of the polarized ultraviolet rays and the ultraviolet absorbance in the vertical direction, is evaluated in the coating film. Then, the maximum value (ΔAmax) of ΔA realized in the coating film used in the present invention and the irradiation amount of polarized ultraviolet rays to realize it are obtained. In the production method of the present invention, a preferable amount of polarized ultraviolet rays to be irradiated in the production of the liquid crystal alignment film can be determined based on the amount of polarized ultraviolet rays that realizes this ΔAmax.

本発明の製造方法では、本発明に用いられる塗膜への偏光した紫外線の照射量を、ΔAmaxを実現する偏光紫外線の量の1%~70%の範囲内とすることが好ましく、1%~50%の範囲内とすることがより好ましい。本発明に用いられる塗膜において、ΔAmaxを実現する偏光紫外線の量の1%~50%の範囲内の偏光紫外線の照射量は、その側鎖型高分子膜の有する感光性基全体の0.1モル%~20モル%を光架橋反応させる偏光紫外線の量に相当する。 In the production method of the present invention, the irradiation amount of polarized ultraviolet rays on the coating film used in the present invention is preferably in the range of 1% to 70% of the amount of polarized ultraviolet rays that realize ΔAmax, and is preferably 1% to 70%. It is more preferably within the range of 50%. In the coating film used in the present invention, the irradiation amount of the polarized ultraviolet rays in the range of 1% to 50% of the amount of the polarized ultraviolet rays realizing ΔAmax is 0. It corresponds to the amount of polarized ultraviolet rays in which 1 mol% to 20 mol% is subjected to a photocrosslinking reaction.

以上より、本発明の製造方法では、塗膜への高効率な異方性の導入を実現するため、その側鎖型高分子の液晶温度範囲を基準として、上述したような好適な加熱温度を定めるのがよい。したがって、例えば、本発明に用いられる側鎖型高分子の液晶温度範囲が100℃~200℃である場合、偏光紫外線照射後の加熱の温度を90℃~190℃とすることが望ましい。こうすることにより、本発明に用いられる塗膜において、より大きな異方性が付与されることになる。 Based on the above, in the production method of the present invention, in order to realize the introduction of highly efficient anisotropy into the coating film, the suitable heating temperature as described above is set based on the liquid crystal temperature range of the side chain polymer. It is better to determine. Therefore, for example, when the liquid crystal temperature range of the side chain polymer used in the present invention is 100 ° C. to 200 ° C., it is desirable that the heating temperature after irradiation with polarized ultraviolet rays is 90 ° C. to 190 ° C. By doing so, the coating film used in the present invention is imparted with greater anisotropy.

こうすることにより、本発明によって提供される液晶表示素子は光や熱などの外部ストレスに対して高い信頼性を示すことになる。 By doing so, the liquid crystal display element provided by the present invention exhibits high reliability against external stress such as light and heat.

以上のようにして、本発明の方法によって製造された縦電解駆動型型液晶表示素子用基板又は該基板を有する縦電解駆動型型液晶表示素子は、信頼性に優れたものとなり、大画面で高精細の液晶テレビなどに好適に利用できる。 As described above, the substrate for a vertical electrolytic drive type liquid crystal display element manufactured by the method of the present invention or the vertical electrolytic drive type liquid crystal display element having the substrate has excellent reliability and has a large screen. It can be suitably used for high-definition LCD TVs and the like.

以下、実施例を用いて本発明を説明するが、本発明は、該実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

実施例で使用する略号は以下のとおりである。
<メタクリルモノマー>
The abbreviations used in the examples are as follows.
<Methacrylic monomer>

Figure 0007046310000029
Figure 0007046310000029

<液晶化合物> <Liquid crystal compound>

Figure 0007046310000030
Figure 0007046310000030

MA1はMacromolecules 2007, 40, 6355-6360を参考に合成した。
PLC1は市販品を購入して用いた。
PLC2は市販購入可能であるLC242(BASF社)を用いた。
PLC4は特許文献(特開平9-118717)に記載の合成法にて合成した。
PLC5は文献等未公開の新規化合物である。PLC5は、PLC4及びPLC5-1を用いて合成したが、その詳細は以下の「<化合物PLC5の合成>」で説明する。なお、PLC5-1は文献(Liquid Crystals (2005), 32(8), 1031-1044.)に記載の合成法にて合成した。
PLC6は市販購入可能であるM6BC(みどり化学株式会社製)を用いた。
MA1 was synthesized with reference to Macromolecules 2007, 40, 6355-6360.
PLC1 was purchased and used as a commercial product.
As PLC2, LC242 (BASF), which can be purchased commercially, was used.
PLC4 was synthesized by the synthetic method described in Patent Document (Japanese Patent Laid-Open No. 9-118717).
PLC5 is a novel compound which has not been published in the literature. PLC5 was synthesized using PLC4 and PLC5-1, the details of which will be described in "<Synthesis of compound PLC5>" below. PLC5-1 was synthesized by the synthetic method described in the literature (Liquid Crystals (2005), 32 (8), 1031-1044.).
As the PLC6, M6BC (manufactured by Midori Chemical Co., Ltd.), which can be purchased commercially, was used.

<化合物PLC5の合成>
500mL四つ口フラスコに、化合物PLC4(20.00g、65.3mmol)、化合物PLC5-1(14.09g、71.8mmol)、EDC(15.02g、78.4mmol)、DMAP(0.80g、6.53mmol)、THF(200g)を加え23℃で反応を行った。HPLCにて反応追跡を行い、反応終了を確認後、反応溶液を蒸留水(1.2L)に注ぎ、酢酸エチル(2L)を加え、分液操作にて水層を除去した。有機層を蒸留水(500mL)で3回洗浄した後、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した。その後、ろ過、エバポレーターにて溶媒留去することで、オイル状化合物として化合物PLC5-2を得た。引き続き、得られた化合物PLC5-2にピリジニウム p-トルエンスルホン酸(PPTSと表記)(1.59g、6.3mmol)、エタノール(100g)を加え、60℃で加熱撹拌を行った。HPLCにて反応追跡を行い、反応終了を確認後、反応溶液を氷浴で冷却し、析出した固体をろ過、エタノールで洗浄した。得られた固体を減圧乾燥することで、化合物PLC5を19.2g(収率69%)得た。
1H-NMR(400MHz, CDCl3, δppm):8.22-8.18(2H, m), 8.17-8.14(2H, m), 7.36-7.32(2H, m), 7.00-6.96(2H, m), 6.12-6.11(1H, m), 5.57-5.55(1H, m), 4.20-4.16(2H, m), 4.06(2H, t), 1.96-1.95(3H, m), 1.90-1.46(8H, m).
<Synthesis of compound PLC5>
In a 500 mL four-necked flask, compound PLC4 (20.00 g, 65.3 mmol), compound PLC5-1 (14.09 g, 71.8 mmol), EDC (15.02 g, 78.4 mmol), DMAP (0.80 g, 0.80 g, 6.53 mmol) and THF (200 g) were added, and the reaction was carried out at 23 ° C. The reaction was followed up by HPLC, and after confirming the completion of the reaction, the reaction solution was poured into distilled water (1.2 L), ethyl acetate (2 L) was added, and the aqueous layer was removed by a liquid separation operation. After washing the organic layer with distilled water (500 mL) three times, the organic layer was dried over magnesium sulfate. Then, the solvent was distilled off by filtration and an evaporator to obtain compound PLC5-2 as an oily compound. Subsequently, pyridinium p-toluenesulfonic acid (denoted as PPTS) (1.59 g, 6.3 mmol) and ethanol (100 g) were added to the obtained compound PLC5-2, and the mixture was heated and stirred at 60 ° C. The reaction was followed up by HPLC, and after confirming the completion of the reaction, the reaction solution was cooled in an ice bath, and the precipitated solid was filtered and washed with ethanol. The obtained solid was dried under reduced pressure to obtain 19.2 g (yield 69%) of compound PLC5.
1 H-NMR (400MHz, CDCl3, δppm): 8.22-8.18 (2H, m), 8.17-8.14 (2H, m), 7.36-7.32 (2H, m), 7.00-6.96 (2H, m), 6.12- 6.11 (1H, m), 5.57-5.55 (1H, m), 4.20-4.16 (2H, m), 4.06 (2H, t), 1.96-1.95 (3H, m), 1.90-1.46 (8H, m).

Figure 0007046310000031
Figure 0007046310000031

また、樹脂の分子量測定条件は、以下の通りである。
装置: センシュー科学社製 常温ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)装置(SSC-7200)、
カラム: Shodex社製カラム(KD-803、KD-805)、
カラム温度: 50℃、
溶離液: N,N’-ジメチルホルムアミド(添加剤として、臭化リチウム-水和物(LiBr・HO)が30mmol/L、リン酸・無水結晶(o-リン酸)が30mmol/L、テトラヒドロフラン(THF)が10ml/L)、
流速: 1.0ml/分、
検量線作成用標準サンプル: 東ソー社製 TSK 標準ポリエチレンオキサイド(分子量約9000,000、150,000、100,000、30,000)、および、ポリマーラボラトリー社製 ポリエチレングリコール(分子量 約12,000、4,000、1,000)。
The conditions for measuring the molecular weight of the resin are as follows.
Equipment: Room temperature gel permeation chromatography (GPC) equipment (SSC-7200) manufactured by Senshu Kagaku Co., Ltd.,
Column: Shodex column (KD-803, KD-805),
Column temperature: 50 ° C,
Eluent: N, N'-dimethylformamide (as an additive, lithium bromide-hydrate (LiBr · H 2 O) 30 mmol / L, phosphoric acid / anhydrous crystal (o-phosphoric acid) 30 mmol / L, Tetrahydrofuran (THF) is 10 ml / L),
Flow velocity: 1.0 ml / min,
Standard samples for preparing calibration curves: Tosoh's TSK standard polyethylene oxide (molecular weight of about 9,000,000, 150,000, 100,000, 30,000) and Polymer Laboratory's polyethylene glycol (molecular weight of about 12,000, 4). 000, 1,000).

<有機溶媒>
NMP: N-メチル-2-ピロリドン
BCS: ブチルセロソルブ
<Organic solvent>
NMP: N-methyl-2-pyrrolidone BCS: butyl cellosolve

<重合開始剤>
AIBN: 2,2’-アゾビスイソブチロニトリル
<Polymer initiator>
AIBN: 2,2'-azobisisobutyronitrile

<メタクリレートポリマー合成例1>
MA1(28.6g、50.0mmol)をNMP(163.7g)中に溶解し、ダイアフラムポンプで脱気し窒素置換を行なった後、AIBNを(0.25g、1.5mmol)を加え再び脱気し窒素置換を行なった。この後60℃で24時間反応させメタクリレートのポリマー溶液を得た。このポリマー溶液をジエチルエーテル(5000ml)に滴下し、得られた沈殿物をろ過した。この沈澱物をジエチルエーテルで洗浄し、40℃のオーブン中で減圧乾燥しメタクリレートポリマー粉末P1を得た。得られたメタクリレートポリマーの数平均分子量は46,000、重量平均分子量は119,600であった。
得られたメタクリルポリマー粉末(A)(6.0g)にNMP(114.0g)を加え、室温にて5時間攪拌して溶解させた。この溶液にBCS(30.0g)を加え、室温で5時間攪拌することにより液晶配向剤B1を得た。
<Example 1 of methacrylate polymer synthesis>
MA1 (28.6 g, 50.0 mmol) was dissolved in NMP (163.7 g), degassed with a diaphragm pump for nitrogen substitution, and then AIBN (0.25 g, 1.5 mmol) was added to remove it again. Nitrogen substitution was performed. Then, the reaction was carried out at 60 ° C. for 24 hours to obtain a polymer solution of methacrylate. This polymer solution was added dropwise to diethyl ether (5000 ml) and the resulting precipitate was filtered. The precipitate was washed with diethyl ether and dried under reduced pressure in an oven at 40 ° C. to obtain a methacrylate polymer powder P1. The obtained methacrylate polymer had a number average molecular weight of 46,000 and a weight average molecular weight of 119,600.
NMP (114.0 g) was added to the obtained methacrylic polymer powder (A) (6.0 g), and the mixture was stirred and dissolved at room temperature for 5 hours. BCS (30.0 g) was added to this solution, and the mixture was stirred at room temperature for 5 hours to obtain a liquid crystal alignment agent B1.

<実施例1>
合成例1で得られた液晶配向剤B1 10.0gに対して合成例1で得られた液晶性化合物PLC1を0.04g(固形分に対して10質量%)添加し、室温で3時間攪拌して溶解させ、液晶配向剤B2を調製した。
得られた液晶配向剤B2を冷凍庫で1日保存し、解凍したところ、析出物は確認されなかった。
<Example 1>
0.04 g (10% by mass with respect to the solid content) of the liquid crystal compound PLC1 obtained in Synthesis Example 1 was added to 10.0 g of the liquid crystal alignment agent B1 obtained in Synthesis Example 1, and the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. The liquid crystal alignment agent B2 was prepared.
When the obtained liquid crystal alignment agent B2 was stored in a freezer for 1 day and thawed, no precipitate was confirmed.

<実施例2>
合成例1で得られた液晶配向剤B1 10.0gに対して合成例1で得られた液晶性化合物PLC1を0.10g(固形分に対して25質量%)添加し、室温で3時間攪拌して溶解させ、液晶配向剤B3を調製した。
得られた液晶配向剤B3を冷凍庫で1日保存し、解凍したところ、析出物は確認されなかった。
<Example 2>
To 10.0 g of the liquid crystal alignment agent B1 obtained in Synthesis Example 1, 0.10 g (25% by mass with respect to the solid content) of the liquid crystal compound PLC1 obtained in Synthesis Example 1 was added, and the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. The liquid crystal alignment agent B3 was prepared.
When the obtained liquid crystal alignment agent B3 was stored in a freezer for 1 day and thawed, no precipitate was confirmed.

<実施例3>
合成例1で得られた液晶配向剤B1 10.0gに対して合成例1で得られた液晶性化合物PLC2を0.10g(固形分に対して25質量%)添加し、室温で3時間攪拌して溶解させ、液晶配向剤B4を調製した。
得られた液晶配向剤B4を冷凍庫で1日保存し、解凍したところ、析出物は確認されなかった。
<Example 3>
To 10.0 g of the liquid crystal alignment agent B1 obtained in Synthesis Example 1, 0.10 g (25% by mass with respect to the solid content) of the liquid crystal compound PLC2 obtained in Synthesis Example 1 was added, and the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. To dissolve the liquid crystal alignment agent B4.
When the obtained liquid crystal alignment agent B4 was stored in a freezer for 1 day and thawed, no precipitate was confirmed.

<比較例1>
合成例1で得られた液晶配向剤D1 10.0gに対して合成例1で得られた液晶性化合物PLC3を0.10g(固形分に対して25質量%)添加し、室温で3時間攪拌して溶解させ、液晶配向剤B5を調製した。
得られた液晶配向剤B5を冷凍庫で1日保存し、解凍したところ、析出物は確認されなかった。
<Comparative Example 1>
To 10.0 g of the liquid crystal alignment agent D1 obtained in Synthesis Example 1, 0.10 g (25% by mass with respect to the solid content) of the liquid crystal compound PLC3 obtained in Synthesis Example 1 was added, and the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. The liquid crystal alignment agent B5 was prepared.
When the obtained liquid crystal alignment agent B5 was stored in a freezer for 1 day and thawed, no precipitate was confirmed.

<比較例2>
合成例1で得られた液晶配向剤B1 10.0gに対して合成例1で得られた液晶性化合物PLC4を0.10g(固形分に対して25質量%)添加し、室温で3時間攪拌して溶解させ、液晶配向剤B6を調製した。
得られた液晶配向剤B6を冷凍庫で1日保存し、解凍したところ、析出物は確認されなかった。
<Comparative Example 2>
To 10.0 g of the liquid crystal alignment agent B1 obtained in Synthesis Example 1, 0.10 g (25% by mass with respect to the solid content) of the liquid crystal compound PLC4 obtained in Synthesis Example 1 was added, and the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. To dissolve the liquid crystal alignment agent B6.
When the obtained liquid crystal alignment agent B6 was stored in a freezer for 1 day and thawed, no precipitate was confirmed.

<比較例3>
合成例1で得られた液晶配向剤B1 10.0gに対して合成例1で得られた液晶性化合物PLC5を0.10g(固形分に対して25質量%)添加し、室温で3時間攪拌して溶解させ、液晶配向剤B7を調製した。
得られた液晶配向剤B7を冷凍庫で1日保存し、解凍したところ、析出物は確認されなかった。
<Comparative Example 3>
To 10.0 g of the liquid crystal alignment agent B1 obtained in Synthesis Example 1, 0.10 g (25% by mass with respect to the solid content) of the liquid crystal compound PLC5 obtained in Synthesis Example 1 was added, and the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. The liquid crystal alignment agent B7 was prepared.
When the obtained liquid crystal alignment agent B7 was stored in a freezer for 1 day and thawed, no precipitate was confirmed.

<比較例4>
合成例1で得られた液晶配向剤B1 10.0gに対して合成例1で得られた液晶性化合物PLC6を0.10g(固形分に対して25質量%)添加し、室温で3時間攪拌して溶解させ、液晶配向剤B8を調製した。
得られた液晶配向剤B8を冷凍庫で1日保存し、解凍したところ、析出物は確認されなかった。
<Comparative Example 4>
To 10.0 g of the liquid crystal alignment agent B1 obtained in Synthesis Example 1, 0.10 g (25% by mass with respect to the solid content) of the liquid crystal compound PLC6 obtained in Synthesis Example 1 was added, and the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. The liquid crystal alignment agent B8 was prepared.
When the obtained liquid crystal alignment agent B8 was stored in a freezer for 1 day and thawed, no precipitate was confirmed.

<実施例4>
[液晶セルの作製]
実施例1で得られた液晶配向剤B3を用いて下記に示すような手順でツイストネマティック液晶セルの作製を行った。
実施例1で得られた液晶配向剤B3を、ITO電極パターンが形成されているITO電極基板のITO面にスピンコートし、70℃のホットプレートで90秒間乾燥した後、基板に対し水平方向から40°傾けた313nmの偏光紫外線を50mJ/cm照射し、200℃のホットプレートで10分間加熱を行い、膜厚100nmの液晶配向膜を形成した。上記の2枚の基板について一方の基板の液晶配向膜上に6μmのビーズスペーサーを散布した後、その上からシール剤(溶剤型熱硬化タイプのエポキシ樹脂)を印刷した。次いで、配向方向が直行するように2枚の基板と貼り合せた後、シール剤を硬化させて空セルを作製した。この空セルに液晶MLC-2003(C080)(メルク社製商品名)を減圧注入法によって注入し、ツイストネマティック液晶セルを作製した。作製した液晶セルは、その後、120℃の熱風循環式オーブンに1時間入れ、液晶の再配向処理を行った。
<Example 4>
[Making a liquid crystal cell]
Using the liquid crystal alignment agent B3 obtained in Example 1, a twisted nematic liquid crystal cell was produced by the procedure as shown below.
The liquid crystal alignment agent B3 obtained in Example 1 was spin-coated on the ITO surface of the ITO electrode substrate on which the ITO electrode pattern was formed, dried on a hot plate at 70 ° C. for 90 seconds, and then horizontally with respect to the substrate. A liquid crystal alignment film having a thickness of 100 nm was formed by irradiating 50 mJ / cm 2 with polarized ultraviolet rays of 313 nm tilted at 40 ° and heating on a hot plate at 200 ° C. for 10 minutes. A 6 μm bead spacer was sprayed on the liquid crystal alignment film of one of the above two substrates, and then a sealant (solvent type thermosetting type epoxy resin) was printed on the bead spacer. Next, after bonding the two substrates so that the orientation direction was orthogonal to each other, the sealant was cured to prepare an empty cell. A liquid crystal MLC-2003 (C080) (trade name manufactured by Merck Group) was injected into this empty cell by a vacuum injection method to prepare a twisted nematic liquid crystal cell. The prepared liquid crystal cell was then placed in a hot air circulation oven at 120 ° C. for 1 hour to reorient the liquid crystal.

<実施例5>
上記の偏光紫外線の角度を30°にした以外、実施例4と同様にツイストネマティック液晶セルを作製した。
<Example 5>
A twisted nematic liquid crystal cell was produced in the same manner as in Example 4 except that the angle of the polarized ultraviolet rays was set to 30 °.

<実施例6>
偏光紫外線照射角度を45°にした以外、実施例4と同様にツイストネマティック液晶セルを作製した。
<Example 6>
A twisted nematic liquid crystal cell was produced in the same manner as in Example 4 except that the polarized ultraviolet irradiation angle was set to 45 °.

<実施例7>
液晶配向剤B3の代わりに液晶配向剤B4を用いた以外、実施例4と同様にツイストネマティック液晶セルを作製した。
<Example 7>
A twist nematic liquid crystal cell was produced in the same manner as in Example 4 except that the liquid crystal alignment agent B4 was used instead of the liquid crystal alignment agent B3.

<実施例8>
液晶配向剤B3の代わりに液晶配向剤B4を用いた以外、実施例5と同様にツイストネマティック液晶セルを作製した。
<Example 8>
A twist nematic liquid crystal cell was produced in the same manner as in Example 5 except that the liquid crystal alignment agent B4 was used instead of the liquid crystal alignment agent B3.

<実施例9>
液晶配向剤B3の代わりに液晶配向剤B4を用いた以外、実施例6と同様にツイストネマティック液晶セルを作製した。
<Example 9>
A twist nematic liquid crystal cell was produced in the same manner as in Example 6 except that the liquid crystal alignment agent B4 was used instead of the liquid crystal alignment agent B3.

<実施例10>
液晶配向剤B3の代わりに液晶配向剤B2を用いた以外、実施例6と同様にツイストネマティック液晶セルを作製した。
<Example 10>
A twist nematic liquid crystal cell was produced in the same manner as in Example 6 except that the liquid crystal alignment agent B2 was used instead of the liquid crystal alignment agent B3.

<比較例5>
実施例4の液晶配向剤B3の代わりに液晶配向剤B1を用いた以外、実施例4と同様にツイストネマティック液晶セルを作製した。
<Comparative Example 5>
A twist nematic liquid crystal cell was produced in the same manner as in Example 4 except that the liquid crystal alignment agent B1 was used instead of the liquid crystal alignment agent B3 of Example 4.

<比較例6>
液晶配向剤B3の代わりに液晶配向剤B1を用いた以外、実施例6と同様にツイストネマティック液晶セルを作製した。
<Comparative Example 6>
A twist nematic liquid crystal cell was produced in the same manner as in Example 6 except that the liquid crystal alignment agent B1 was used instead of the liquid crystal alignment agent B3.

<比較例7~10>
液晶配向剤B3の代わりにそれぞれ液晶配向剤B5~B8を用いた以外、実施例6と同様にツイストネマティック液晶セルを作製した。
<Comparative Examples 7 to 10>
A twisted nematic liquid crystal cell was produced in the same manner as in Example 6 except that the liquid crystal alignment agents B5 to B8 were used instead of the liquid crystal alignment agents B3, respectively.

(プレチルト角の測定)
ツイストネマティック液晶セルのプレチルト角(°)は、Axo Metrix社製の「Axo Scan」にて、ミュラーマトリクス法を用いて測定した。
(Measurement of pre-tilt angle)
The pre-tilt angle (°) of the twisted nematic liquid crystal cell was measured by the Muller matrix method with “Axo Scan” manufactured by Axo Metalix.

結果は下記表1に示されるとおりであった。

Figure 0007046310000032
The results are as shown in Table 1 below.
Figure 0007046310000032

表1に示すように、(B)成分である反応性メソゲン化合物を添加した実施例4~10では、得られた液晶配向膜は、ツイストネマティックモードに好適なプレチルト角を示した。一方、(B)成分である反応性メソゲン化合物を添加していない液晶配向剤を用いた比較例5と6では、プレチルト角50°乃至58°となり、ツイストネマティックモードに好適なプレチルト角とはならなかった。また、メソゲン化合物ではない化合物を添加した例である比較例7乃至10では、プレチルト角が0°となった。 As shown in Table 1, in Examples 4 to 10 to which the reactive mesogen compound as the component (B) was added, the obtained liquid crystal alignment film showed a pretilt angle suitable for the twist nematic mode. On the other hand, in Comparative Examples 5 and 6 using the liquid crystal alignment agent to which the reactive mesogen compound which is the component (B) is not added, the pretilt angle is 50 ° to 58 °, which is not a suitable pretilt angle for the twist nematic mode. There wasn't. Further, in Comparative Examples 7 to 10, in which a compound other than the mesogen compound was added, the pretilt angle was 0 °.

以上のように、本発明に伴う実施例で液晶化合物を内包した配向膜に斜め方向に紫外線を照射することで任意のプレチルトを発現することができる。ツイストネマティックモードに好適な液晶配向膜を提供することが可能である。 As described above, in the embodiment according to the present invention, an arbitrary pretilt can be exhibited by irradiating the alignment film containing the liquid crystal compound with ultraviolet rays in an oblique direction. It is possible to provide a liquid crystal alignment film suitable for the twist nematic mode.

<実施例11>
実施例6と同じように液晶セルを作製した後、この液晶セルの外側から365nmのバンドパスフィルターを通したUVを5J/cm照射した。
(電圧保持率(VHR)評価)
VHRの評価は、得られた液晶セルに、60℃の温度下で5Vの電圧を60μs間印加し、16.67ms後に該当液晶セルの保持電圧を測定した。
<Example 11>
After producing a liquid crystal cell in the same manner as in Example 6, UV was irradiated from the outside of the liquid crystal cell through a bandpass filter of 365 nm at 5 J / cm 2 .
(Voltage retention rate (VHR) evaluation)
For the evaluation of VHR, a voltage of 5 V was applied to the obtained liquid crystal cell at a temperature of 60 ° C. for 60 μs, and the holding voltage of the liquid crystal cell was measured after 16.67 ms.

結果は下記表2に示されるとおりであった。

Figure 0007046310000033
The results are shown in Table 2 below.
Figure 0007046310000033

表2に示すように、本発明に伴う実施例11にて365nmの紫外線を照射することにより、液晶セル内にて液晶性化合物が重合することで電圧保持率が向上するため、長期信頼にすぐれた液晶表示素子の提供が可能となる。
As shown in Table 2, when the liquid crystal compound is polymerized in the liquid crystal cell by irradiating with ultraviolet rays of 365 nm in Example 11 according to the present invention, the voltage retention rate is improved, so that the long-term reliability is excellent. It is possible to provide a liquid crystal display element.

Claims (11)

(A)100℃~300℃の温度範囲で液晶性を発現するとともに、250nm~400nmの波長範囲の光に感応して架橋反応、異性化反応、または光フリース転位を起こす感光性側鎖を有する側鎖型高分子であって、該側鎖型高分子は感光性側鎖となる光反応性および前記側鎖型高分子における側鎖部位にメソゲン基を形成することができる液晶性基を有するモノマーを重合することによって得られる高分子である上記側鎖型高分子、
(B)下記式(I)で表わされる反応性メソゲン化合物、及び
(C)有機溶媒
を含有する重合体組成物:
P-Sp-X-MG-X-Sp-P (I)
[式(I)中、
Pは重合性基であり、
Spは、炭素原子1~20個を有するスペーサー基であり、
Xは、-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-から選択される基または単結合であり、
MGは、下記式IIで表されるメソゲン基またはメソゲン支持基である:
-(A1-Z1m-A2-Z2-A3- (II)
(式(II)中、A1、A2およびA3は相互に独立して、1,4-フェニレン基であり、この基中に存在する1個または2個以上のCH基はまたNにより置き換えられていてもよく、あるいは1,4-シクロヘキシレン基であり、この基中に存在する1個のCH2基または隣接していない2個のCH基はまたOおよび(または)Sにより置き換えられていてもよく、あるいは1,4-シクロヘキセニレン基またはナフタレン-2,6-ジイル基であり、これらの基は全部が未置換であるか、あるいは1個または2個以上のハロゲン、シアノまたはニトロ基により、あるいは炭素原子1~7個を有するアルキル基、アルコキシ基またはアルカノイル基により置換されていてもよく、これらの基中の1個または2個以上のH原子はFまたはClにより置換されていてもよく、
1およびZ2はそれぞれ独立して、-COO-、-OCO-、-CH2CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-CH=CH-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-または単結合であり、かつ
mは、0、1または2である)]。
(A) It has a photosensitive side chain that exhibits liquidity in the temperature range of 100 ° C to 300 ° C and causes a cross-linking reaction, an isomerization reaction, or a photofreeze rearrangement in response to light in the wavelength range of 250 nm to 400 nm. A side-chain type polymer, the side-chain type polymer has a photoreactive group that becomes a photosensitive side chain and a liquid crystal group that can form a mesogen group at a side chain site in the side-chain type polymer. The side chain type polymer, which is a polymer obtained by polymerizing the monomer having
(B) A polymer composition containing a reactive mesogen compound represented by the following formula (I) and (C) an organic solvent:
P-Sp-X-MG-X-Sp-P (I)
[In formula (I),
P is a polymerizable group
Sp is a spacer group having 1 to 20 carbon atoms.
X is a group or single bond selected from -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-.
MG is a mesogen group or a mesogen supporting group represented by the following formula II:
-(A 1 -Z 1 ) m -A 2 -Z 2 -A 3- (II)
(In formula (II), A 1 , A 2 and A 3 are mutually independent 1,4-phenylene groups, and one or more CH groups present in this group are also due to N. It may be replaced, or it is a 1,4-cyclohexylene group, one CH 2 group present in this group or two non-adjacent CH 2 groups are also due to O and / or S. It may be substituted, or it may be a 1,4-cyclohexenylene group or a naphthalene-2,6-diyl group, all of which are unsubstituted or one or more halogens. It may be substituted with a cyano or nitro group, or with an alkyl group, an alkoxy group or an alkanoyl group having 1 to 7 carbon atoms, and one or more H atoms in these groups are represented by F or Cl. May be replaced,
Z 1 and Z 2 are independently -COO-, -OCO-, -CH 2 CH 2- , -OCH 2- , -CH 2 O-, -CH = CH-, -CH = CH-COO- , -OCO-CH = CH- or a single bond, and m is 0, 1 or 2)].
(A)成分が、下記式(1)~(6)からなる群より選ばれるいずれか1種の感光性側鎖を有する、請求項1に記載の重合体組成物。
Figure 0007046310000034
[式中、A、B、Dはそれぞれ独立に、単結合、-O-、-CH-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NH-CO-、-CH=CH-CO-O-、又は-O-CO-CH=CH-を表す;
Sは、炭素数1~12のアルキレン基であり、それらに結合する水素原子はハロゲン基に置き換えられていてもよい;
Tは、単結合または炭素数1~12のアルキレン基であり、それらに結合する水素原子はハロゲン基に置き換えられていてもよい;
は、1価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環および炭素数5~8の脂環式炭化水素から選ばれる環を表すか、それらの置換基から選ばれる同一又は相異なった2~6の環が結合基Bを介して結合してなる基であり、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に-COOR(式中、Rは炭素数1~5のアルキル基を表す)、-NO、-CN、-CH=C(CN)、-CH=CH-CN、ハロゲン基、炭素数1~5のアルキル基、又は炭素数1~5のアルキルオキシ基で置換されても良い;
は、2価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環、炭素数5~8の脂環式炭化水素、および、それらの組み合わせからなる群から選ばれる基であり、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に-NO、-CN、-CH=C(CN)、-CH=CH-CN、ハロゲン基、炭素数1~5のアルキル基、又は炭素数1~5のアルキルオキシ基で置換されても良い;
Rは、炭素数1~6のアルコキシ基を表すか、又はYと同じ定義を表す;
Couは、クマリン-6-イル基またはクマリン-7-イル基を表し、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に-NO、-CN、-CH=C(CN)、-CH=CH-CN、ハロゲン基、炭素数1~5のアルキル基、又は炭素数1~5のアルキルオキシ基で置換されても良い;
q1とq2は、一方が1で他方が0である;
q3は0または1である;
Xは、単結合、-COO-、-OCO-、-N=N-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、又は-O-CO-CH=CH-を表し、Xの数が2となるときは、X同士は同一でも異なっていてもよい;
P及びQは、各々独立に、2価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環、炭素数5~8の脂環式炭化水素、および、それらの組み合わせからなる群から選ばれる基である;ただし、Xが-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-である場合、-CH=CH-が結合する側のP又はQは芳香環である;
l1は0または1である;
l2は0~2の整数である;
l1とl2がともに0であるときは、Tが単結合であるときはAも単結合を表す;
l1が1であるときは、Tが単結合であるときはBも単結合を表す;
H及びIは、各々独立に、2価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環、およびそれらの組み合わせから選ばれる基である]。
The polymer composition according to claim 1, wherein the component (A) has any one of the photosensitive side chains selected from the group consisting of the following formulas (1) to (6).
Figure 0007046310000034
[In the formula, A, B, and D are independently single-bonded, -O-, -CH 2- , -COO-, -OCO-, -CONH-, -NH-CO-, -CH = CH-CO. Represents -O- or -O-CO-CH = CH-;
S is an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, and the hydrogen atom bonded to them may be replaced with a halogen group;
T is a single bond or an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, and the hydrogen atom bonded to them may be replaced with a halogen group;
Y 1 represents a ring selected from a monovalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, a pyrrole ring and an alicyclic hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms, or the same or selected from their substituents. It is a group consisting of 2 to 6 different rings bonded via a bonding group B, and the hydrogen atoms bonded to them are independently −COOR 0 (in the formula, R 0 is an alkyl having 1 to 5 carbon atoms. (Representing a group), -NO 2 , -CN, -CH = C (CN) 2 , -CH = CH-CN, a halogen group, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkyloxy group having 1 to 5 carbon atoms. May be replaced with;
Y 2 is a group selected from the group consisting of a divalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, a pyrrole ring, an alicyclic hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms, and a combination thereof. The hydrogen atoms bonded to are independently -NO 2 , -CN, -CH = C (CN) 2 , -CH = CH-CN, a halogen group, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. May be substituted with an alkyloxy group of;
R represents an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms or represents the same definition as Y1;
Cou represents a coumarin-6-yl group or a coumarin-7-yl group, and the hydrogen atoms bonded to them are independently -NO 2 , -CN, -CH = C (CN) 2 , -CH = CH-. It may be substituted with CN, a halogen group, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkyloxy group having 1 to 5 carbon atoms;
One of q1 and q2 is 1 and the other is 0;
q3 is 0 or 1;
X is a single bond, -COO-, -OCO-, -N = N-, -CH = CH-, -C≡C-, -CH = CH-CO-O-, or -O-CO-CH = Representing CH-, when the number of Xs is 2, the Xs may be the same or different;
P and Q are independently selected from the group consisting of a divalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, a pyrrole ring, an alicyclic hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms, and a combination thereof. It is a group; however, when X is -CH = CH-CO-O-, -O-CO-CH = CH-, P or Q on the side to which -CH = CH- is bound is an aromatic ring;
l1 is 0 or 1;
l2 is an integer from 0 to 2;
When both l1 and l2 are 0, A also represents a single bond when T is a single bond;
When l1 is 1, B also represents a single bond when T is a single bond;
H and I are groups independently selected from a divalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, a pyrrole ring, and a combination thereof].
(A)成分が、下記式(21)~(31)[式中、A、B、R、q1及びq2は上記と同じ定義を有する;
は、1価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、窒素含有複素環、及び炭素数5~8の脂環式炭化水素、および、それらの組み合わせからなる群から選ばれる基であり、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に-NO、-CN、ハロゲン基、炭素数1~5のアルキル基、又は炭素数1~5のアルキルオキシ基で置換されても良い;
は、水素原子、-NO、-CN、-CH=C(CN)、-CH=CH-CN、ハロゲン基、1価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、窒素含有複素環、炭素数5~8の脂環式炭化水素、炭素数1~12のアルキル基、又は炭素数1~12のアルコキシ基を表す;
lは1~12の整数を表し、mは0から2の整数を表し、但し、式(23)~(26)において、全てのmの合計は2以上であり、m1、m2およびm3は、それぞれ独立に1~3の整数を表す;
は、水素原子、-NO、-CN、ハロゲン基、1価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、窒素含有複素環、及び炭素数5~8の脂環式炭化水素、および、アルキル基、又はアルキルオキシ基を表す;
11、Z12は単結合、-CO-、-CHO-、-CH=N-、-CF-を表す。]からなる群より選ばれるいずれか1種の液晶性側鎖を有する、請求項1又は2に記載の重合体組成物。
Figure 0007046310000035
The component (A) has the following formulas (21) to (31) [in the formulas, A, B, R, q1 and q2 have the same definitions as above;
Y3 is a group selected from the group consisting of monovalent benzene rings, naphthalene rings, biphenyl rings, furan rings, nitrogen-containing heterocycles, alicyclic hydrocarbons having 5 to 8 carbon atoms, and combinations thereof. Yes, the hydrogen atoms attached to them may be independently substituted with -NO 2 , -CN, a halogen group, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkyloxy group having 1 to 5 carbon atoms;
R 3 contains a hydrogen atom, -NO 2 , -CN, -CH = C (CN) 2 , -CH = CH-CN, a halogen group, a monovalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, and nitrogen. Represents a heterocycle, an alicyclic hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms;
l represents an integer of 1 to 12, m represents an integer of 0 to 2, but in equations (23) to (26), the sum of all m is 2 or more, and m1, m2, and m3 are. Each independently represents an integer of 1 to 3;
R 2 is a hydrogen atom, -NO 2 , -CN, a halogen group, a monovalent benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring, a furan ring, a nitrogen-containing heterocycle, and an alicyclic hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms. And represents an alkyl group or an alkyloxy group;
Z 11 and Z 12 represent a single bond, -CO-, -CH 2 O-, -CH = N-, -CF 2- . ] The polymer composition according to claim 1 or 2, which has any one liquid crystal side chain selected from the group consisting of.
Figure 0007046310000035
[I] 請求項1~3のいずれか一項に記載の組成物を、液晶駆動用の電極を有する基板上に塗布して塗膜を形成する工程;
[II] [I]で得られた塗膜に斜め方向から偏光した紫外線を照射する工程;及び
[III] [II]で得られた塗膜を加熱する工程;
を有することによって配向制御能が付与された液晶配向膜を得る、前記液晶配向膜を有する基板の製造方法。
[I] A step of applying the composition according to any one of claims 1 to 3 onto a substrate having an electrode for driving a liquid crystal display to form a coating film;
[II] A step of irradiating the coating film obtained in [I] with ultraviolet rays polarized from an oblique direction; and [III] a step of heating the coating film obtained in [II].
A method for manufacturing a substrate having the liquid crystal alignment film, which obtains a liquid crystal alignment film to which the orientation control ability is imparted.
請求項4記載の方法により製造された液晶配向膜を有する基板。 A substrate having a liquid crystal alignment film produced by the method according to claim 4. 請求項5記載の基板を有する縦電界駆動型液晶表示素子。 A vertical electric field drive type liquid crystal display element having the substrate according to claim 5. 請求項5記載の基板を有するツイストネマチック型液晶表示素子またはOCB型液晶表示素子。 A twist-nematic type liquid crystal display element or an OCB type liquid crystal display element having the substrate according to claim 5. 請求項5記載の基板(第1の基板)を準備する工程;
請求項4に記載の工程[I]~[III]を用いることにより、第2の基板を得る工程;及び
[IV] 液晶を介して第1及び第2の基板の液晶配向膜が相対するように、第1及び第2の基板を対向配置して液晶表示素子を得る工程;
を有することにより、縦電界駆動型液晶表示素子を得る、該液晶表示素子の製造方法。
A step of preparing the substrate (first substrate) according to claim 5;
A step of obtaining a second substrate by using the steps [I] to [III] according to claim 4; and [IV] so that the liquid crystal alignment films of the first and second substrates face each other via the liquid crystal. In addition, a step of arranging the first and second substrates facing each other to obtain a liquid crystal display element;
A method for manufacturing a liquid crystal display element, wherein a vertical electric field drive type liquid crystal display element is obtained.
[IV]工程が、液晶を介して第1及び第2の基板の液晶配向膜が相対するように、配向方向が互いに直交するように第1及び第2の基板を対向配置して液晶表示素子を得る工程である、請求項8に記載のツイストネマチック型液晶表示素子の製造方法。 In the [IV] step, the liquid crystal display elements are arranged so that the liquid crystal alignment films of the first and second substrates face each other via the liquid crystal and the first and second substrates are arranged facing each other so that the orientation directions are orthogonal to each other. The method for manufacturing a twisted nematic liquid crystal display element according to claim 8, which is a step of obtaining the above. 請求項8に記載の方法により製造された縦電界駆動型液晶表示素子。 A vertical electric field drive type liquid crystal display element manufactured by the method according to claim 8. 請求項9に記載の方法により製造されたツイストネマチック型液晶表示素子。 A twisted nematic liquid crystal display element manufactured by the method according to claim 9.
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