JP7106059B2 - 液晶配向剤、液晶配向膜、及び液晶表示素子 - Google Patents
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Description
また、基板面に対して液晶を平行配向又は傾斜配向させる場合は、成膜した後、更にラビングによる表面延伸処理が行われている。
本発明は、焼成時間を短くしても、液晶配向性が良好であり、プレチルト角発現能にも優れ、且つ高い信頼性が得られる液晶配向膜ならびに液晶配向剤を提供することを課題とする。
<X> (A)成分: 下記(A-1)及び(A-2)の構造を有する重合体;及び溶媒を含有する液晶配向剤であって、
上記重合体が、(A-3)オキセタニル基、オキシラニル基、下記式(3)で表される基、下記式(4)で表される基、下記式(5)で表される基及びチイラン基から選択される少なくとも1種の官能基を有する構造(以下、「熱架橋性基」とも称する)をさらに有するか;及び/又は
前記液晶配向剤が上記(A)成分以外の(B)成分をさらに有し、該(B)成分が、分子内に2個以上の、エポキシ基、チイラン基、ヒドロキシアルキルアミド基、及びベンジルアルコール基からなる群から選ばれる基を含有する化合物である、上記液晶配向剤。
(A-2)下記式(pa-1)で表される構造(以下、「光配向性基」とも称する)。
また、本発明の方法によって製造された液晶表示素子は優れた表示特性を有する。
また、本発明の液晶配向剤は、さらに以下の第1の態様;及び/又は第2の態様を有する。
即ち、本発明の第1の態様の液晶配向剤は、上記重合体が、(A-3)オキセタニル基、オキシラニル基、上記式(3)で表される基、上記式(4)で表される基、上記式(5)で表される基及びチイラン基から選択される少なくとも1種の官能基を有する構造(以下、「熱架橋性基」とも称する)をさらに有する。
本発明の第2の態様の液晶配向剤は、上記(A)成分以外の(B)成分をさらに有し、該(B)成分が、分子内に2個以上の、エポキシ基、チイラン基、ヒドロキシアルキルアミド基、及びベンジルアルコール基からなる群から選ばれる基を含有する化合物である。
(B)成分は、分子内に2個以上の、エポキシ基又はチイラン基を含有する化合物であるか、又は、(B)成分は、分子内に2個以上の、ヒドロキシアルキルアミド基、及びベンジルアルコール基からなる群から選ばれる基を含有する化合物である。
ここで、「分子内に2個以上」とは、例えばエポキシ基を2個以上など、同種の基を2個以上、分子内に含有する場合の他、例えばエポキシ基とチイラン基という組合せのように、異種であっても、エポキシ基、チイラン基、ヒドロキシアルキルアミド基、及びベンジルアルコール基からなる群から選ばれる基を2個以上、分子内に含有する場合を含む意である。「分子内に2個以上」は、好ましくは、同種の基を2個以上、分子内に含有するのがよい。
また、本発明の第2の態様の液晶配向剤は、上記(A-1)及び(A-2)の構造を有する重合体(以下、「第2の特定重合体」とも称する)、(B)成分及び溶媒を含有する。
ここで、第1の特定重合体の3つの構造又は第2の特定重合体の2つの構造は、いずれも重合体における側鎖になりうるものであることから、必要に応じて、「側鎖」と言い換えることもできる。
以下、本発明の各構成要件、特に本発明の第1及び第2の態様、につき詳述する。
本発明の第1の特定重合体は下記式(I)で表される。
Ia1は、後述する式(a-1-m)においてする定義と同義であり、
Ibは、前記式(pa-1)で表される基であり、
Icは、オキセタニル基、オキシラニル基、前記式(3)で表される基、前記式(4)で表される基、前記式(5)で表される基及びチイラン基からなる群から選択される少なくとも1種の官能基を有する1価の有機基を表す。
Ma、Mc、Md、Me、r1、r2は、後述する式(a-1―m)、式(b-1-m)及び式(c-1-m)においてする定義と同様である。
なお、式(I)~(II)は、各側鎖ごとがx、y、zの割合で存在することを意味するものであって、重合体において、各側鎖がブロック化したブロック共重合体を意味するものではない。
本発明の第2の態様で用いられる第2の特定重合体は下記式(I’)で表される。
また、式(I’)中、x、yは特に限定はないが、例えば、x、yはそれぞれ独立して、0.05以上、0.95以下の値をとることができる。
なお、式(I’)は、各側鎖ごとがx、yの割合で存在することを意味するものであって、重合体において、各側鎖がブロック化したブロック共重合体を意味するものではない。
第1の特定重合体は、上記熱架橋性基とアミノ基及び水酸基もしくはカルボキシル基との反応によって、液晶配向剤の焼成時間が短い場合でも第1の特定重合体内での架橋反応が可能となる。これにより、第1の特定重合体の光配向性部位が光反応により異方性を発現した際に、液晶配向膜に異方性が残存(メモリー)しやすくなるため、液晶配向性を高め、且つ液晶のプレチルト角を発現することが可能となる。
第1及び第2の特定重合体が有するアミノ基、カルボキシル基及び水酸基は、(B)成分が有するエポキシ基、チイラン基、ヒドロキシアルキルアミド基、及びベンジルアルコール基からなる群から選ばれる基と反応することにより、液晶配向剤の焼成時間が短い場合でも第1及び第2の特定重合体内での架橋反応が可能となる。これにより、第1及び第2の特定重合体の光配向性部位が光反応により異方性を発現した際に、液晶配向膜に異方性が残存(メモリー)しやすくなるため、液晶配向性を高め、且つ液晶のプレチルト角を発現することが可能となる。
本発明の液晶配向剤中に含有される第1及び第2の特定重合体は、分子内に、好ましくは側鎖に、極性基、即ち、カルボキシル基、アミノ基及び水酸基から選ばれる少なくとも1種の官能基を有する構造を有する。
この構造は、本発明の第1及び第2の特定重合体から得られる液晶配向剤の焼成時間が短縮された場合においても、特定重合体内での架橋反応が可能となるため、得られる液晶配向膜の液晶配向性を高めると共に、液晶のプレチルト角を発現することができる。
Ia1において、上記式(a2)の部分構造を有する基としては、例えば5員または6員の窒素含有複素環等を挙げることができ、例えばピペリジン、モルホリン等を挙げることができる。これらのそれぞれの基は無置換であるか又は一個以上の水素原子がフッ素原子、塩素原子、シアノ基、メチル基又はメトキシ基によって置換されていても良い。Ia1の好ましい例として、カルボキシル基、および水酸基から選ばれる1価の有機基を挙げることができる。
式中、R1は水素原子又は炭素数1~5のアルキル基を表し、*は結合手を示す。
上記式(a2)の部分構造を有する基を有する上記式(a-1-m)の具体例としては、メタクリル酸2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル等を挙げることができる。
また、分子内に極性基を有する部位は、第1の特定重合体((A)成分)の5~94mol%、20~94mol%、又は20~88mol%、又は25~80mol%の割合で含有されることが好ましい。または、分子内に極性基を有する部位は、第2の特定重合体((A)成分)の5~95mol%、又は20~90mol%、又は30~85mol%、20~80mol%、又は50~85mol%の割合で含有されることが好ましい。
本発明の液晶配向剤中に含有される第1及び第2の特定重合体は、分子内に、好ましくは側鎖に、上記式(pa-1)で表される光配向性を有する構造を有する。
光配向性を有する部位の構造を上記の構造とすることで、熱などの外部ストレスに曝されたとしても、垂直配向制御能を長期間安定に保持できる。また、光に対して感度が高いため、低露光量の偏光紫外線照射においても、配向制御能を発現でき、液晶配向膜の製造工程を簡略化する観点からも好ましい。
Sbは、例えば下記式(Sp)の構造で表すことができる。
W1の左の結合はMdへの結合を表し、
W3の右の結合はIbへの結合を表し、
W1、W2及びW3は、それぞれ独立して、単結合、二価の複素環、-(CH2)n-(式中、nは1~20を表す)、-OCH2-、-CH2O-、―COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2CF2-又は-C≡C-を表すが、これらの置換基において非隣接のCH2基の一つ以上は独立して、-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-Si(CH3)2-O-Si(CH3)2―、-NR-、-NR-CO-、-CO-NR-、-NR-CO-O-、-OCO-NR-、-NR-CO-NR-、-CH=CH-、-C≡C-又は-O-CO-O-(式中、Rは独立して水素又は炭素原子数1から5の直鎖又は分岐鎖のアルキル基を表す)で置換することができ、
A1及びA2は、それぞれ独立して、単結合、2価のアルキル基、2価の芳香族基、2価の脂環式基、又は2価の複素環式基から選ばれる基であり、それぞれの基は無置換であるか又は一個以上の水素原子がフッ素原子、塩素原子、シアノ基、メチル基又はメトキシ基によって置換されていても良い。
また、Zは酸素原子、または硫黄原子である。
Xa及びXbは、それぞれ独立して水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基又は炭素数1~3のアルキル基である。
R1は単結合、酸素原子、-COO-または-OCO-である。
R2は2価の芳香族基、2価の脂環式基、又は2価の複素環式基である。
R3は単結合、酸素原子、-COO-または-OCO-である。
R4は炭素数1~40の直鎖又は分岐鎖のアルキル基または脂環式基を含む炭素数3~40の1価の有機基である。
R5は炭素数1~3のアルキル基、炭素数1~3のアルコキシ基、フッ素原子またはシアノ基、好ましくはメチル基、メトキシ基又はフッ素原子である。
aは0~3の整数であり、bは0~4の整数である。
Sbの2価の芳香族基として、例えば1,4-フェニレン基、2-フルオロ-1,4-フェニレン基、3-フルオロ-1,4-フェニレン基、2,3,5,6-テトラフルオロ-1,4-フェニレン基等を挙げることができる。
Sbの2価の複素環式基として、例えば1,4-ピリジレン基、2,5-ピリジレン基、1,4-フラニレン基、1,4-ピペラジン基、1,4-ピペリジン基等を挙げることができる。
Sbは、炭素数1~8のアルキレン基であることが好ましく、より好ましくは炭素数1~6のアルキレン基であり、さらに好ましくは炭素数1~4のアルキレン基であるのがよい。
R2の2価の脂環式基として、例えばトランス1,4-シクロヘキシレン、トランス-トランス-1,4-ビシクロヘキシレン等を挙げることができる。
R2の2価の複素環式基として、例えば1,4-ピリジレン基、2,5-ピリジレン基、1,4-フラニレン基、1,4-ピペラジン基、1,4-ピペリジン基等を挙げることができる。
R2は、1,4-フェニレン基、トランス1,4-シクロヘキシレン、トランス-トランス-1,4-ビシクロヘキシレンであるのがよい。
光反応性の部位は、第1の特定重合体((A)成分)の5~94mol%、10~80mol%、又は15~70mol%、10~50mol%、又は15~50mol%の割合で含有されることが好ましい。
または、光反応性の部位は、第2の特定重合体((A)成分)の5~95mol%、10~80mol%、又は15~70mol%、又は15~60mol%、又は15~50mol%の割合で含有されることが好ましい。
本発明の液晶配向剤中に含有される第1の特定重合体は、熱架橋性基を有する部位、即ち、分子内にオキセタニル基(1,2-エポキシ構造)、オキシラニル基(1,3-エポキシ構造)、下記式(3)で表される基、下記式(4)で表される基、下記式(5)で表される基及びチイラン基から選択される少なくとも1種の官能基を有する部位を有する。換言すると、第1の特定重合体は、分子内にオキセタニル基、オキシラニル基、下記式(3)で表される基、下記式(4)で表される基、下記式(5)で表される基及びチイラン基から選択される少なくとも1種の官能基を有する部位を側鎖に有する。式(3)~(5)中、*は結合手を示す。
また、式(c-1-m)中、Meは第3の重合性基を表す。該第3の重合性基として、下記式(Mc-1)~(Mc-2)、α-メチレン-γ-ブチロラクトン、マレイミド、ノルボルネン及びその誘導体のラジカル重合性基、シロキサンを挙げることができる。
Meとして好ましくは、式(Mc-1)~(Mc-2)、α-メチレン-γ-ブチロラクトンマレイミドであるのがよい。
チイラン基を有する式(c-1-m)の具体例としては、下記式(S)で示される化合物、
熱架橋性基を有する部位の導入量は、第1の特定重合体((A)成分)の1~40mol%、又は1~30mol%、又は5~30mol%、又は2~30mol%、又は5~25mol%であることが好ましい。
本発明の第2の態様の液晶配向剤に用いられる(B)成分は、分子内に2個以上の、エポキシ基、チイラン基、ヒドロキシアルキルアミド基、及びベンジルアルコール基からなる群から選ばれる基を有する化合物である。このような構成にすることで、液晶配向膜の上層部分にエポキシ基又はチイラン基を偏在させることが可能となり、上記第1及び第2の特定重合体に含まれる(A-1)の極性基であるアミノ基やカルボキシル基との架橋反応が促進され、膜表層成分の架橋密度が高くなる。よって、上記(A-2)の光反応による異方性が膜に残存(メモリー)しやすくなるため、液晶配向能を安定化させることが可能となり、液晶配向性及びプレチルト角発現能に優れる液晶配向膜を得ることが可能となる。
分子内に少なくとも1個以上の3級窒素原子を有するエポキシ化合物としては、具体的には下記式(Ep-1)~(Ep-11)で表される構造のエポキシ化合物や脂肪族ジアミンを母核とする窒素原子を含有するエポキシ化合物等が挙げられる。中でも反応性や入手性の観点から、(Ep-4)~(Ep-9)で表される構造のエポキシ化合物や脂肪族ジアミンを母核とする窒素原子を含有するエポキシ化合物等が好ましい。
分子内に少なくとも1個以上の3級窒素原子を有するエポキシ化合物の中でも、3級窒素原子が脂肪族基、又は脂環式基の少なくとも1つと結合している化合物が、焼成時間を短縮できる点で好適である。
大日本インキ化学工業社製の商品名「エピクロン830S」、三菱化学社製の商品名「エピコート807」、新日鉄住金化学社製の商品名エポトートYDF-170」、「エポトートYDF-175」、「エポトートYDF-2004」等のビスフェノールF型エポキシ化合物;
日本化薬製の商品名「EBPS-200」、旭電化工業社製の商品名「EPX-30」、大日本インキ化学工業社製の商品名「エピクロンEXA1514」等のビスフェノールS型エポキシ化合物;
大阪ガス社製の商品名「BPFG」等のビスフェノールフルオレン型エポキシ化合物、三菱化学社製の商品名「YL-6056」、「YL-6021」、「YX-4000」、「YX-4000H」等のビキシレノール型、或いはビフェニル型エポキシ化合物、又はそれらの混合物;
新日鉄住金化学社製の商品名「エポトートST-2004」、「ST-2007」、「ST-3000」等の水添ビスフェノールA型エポキシ化合物;
三菱化学社製の商品名「エピコート152」、「エピコート154」、ダウケミカル社製の商品名「D.E.N.431」、「D.E.N.438」、大日本インキ化学工業社製の商品名「エピクロンN-690」、「エピクロンN-695」、「エピクロンN-730」、「エピクロンN-770」、「エピクロンN-865」、新日鉄住金化学社製の商品名「エポトートYDCN-701」、「エポトートYDCN-704」、日本化薬社製の商品名「EPPN-201」、「EOCN-1025」、「EOCN-1020」、
「EOCN-104S」、「RE-306」等のノボラック型エポキシ化合物;
三菱化学社製の商品名「エピコートYL-903」、大日本インキ化学工業社製の商品名「エピクロン152」、「エピクロン165」、新日鉄住金化学社製の商品名「エポトートYDB-400」、「エポトートYDB-500」等の臭素化ビスフェノールA型エポキシ化合物;
新日鉄化学社製の商品名「ESN-190」、「ESN-360」、大日本インキ化学工業社製の商品名「HP-4032」、「EXA-4700」、「EXA-4750」等のナフタレン骨格を有するエポキシ化合物;
大日本インキ化学工業社製の商品名「HP-7200」、「HP-7200H」等のジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ化合物;
三菱化学社製の商品名「YL-933」、日本化薬社製の商品名「EPPN-501」「EPPN-502」等のトリスヒドロキシフェニルメタン型エポキシ化合物;
ダイセル化学工業社製の商品名「セロキサイド2011」、旭化成工業社製の商品名「アラルダイトCY175」、「アラルダイトCY179」、新日本理化社製の商品名「HBE-100」等の脂環式エポキシ化合物等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらエポキシ化合物は単独又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
上記硫化剤としては、チオシアン酸塩類、チオ尿素類、ホスフィンサルファイド、ジメチルチオホルムアミド及びN-メチルベンゾチアゾール-2-チオン等が挙げられる。上記チオシアン酸塩類としては、チオシアン酸ナトリウム、チオシアン酸カリウム及びチオシアン酸ナトリウム等が挙げられる。
上記チイラン基を2個以上有する化合物を用いることにより、架橋反応がより促進されるため、液晶配向剤の焼成時間を短縮することができる点で好適である。
その中でも、式(2)におけるX2中のカルボニル基に直接結合する原子が、芳香環を形成していない炭素原子であることが液晶配向性の観点から好ましい。また、式(2)中のX2は、脂肪族炭化水素基であることが、上記と同じく液晶配向性および溶解性の観点から好ましく、炭素数1~10であることがより好ましい。
式(2)中、nは2~6の整数を表すが、溶解性の観点からnは2~4が好ましい。
式(2)中、R2およびR3は、それぞれ独立に、水素原子、または置換基を有してもよい炭素数1~4のアルキル基、炭素数2~4のアルケニル基、又は炭素数2~4のアルキニル基であり、R2およびR3のうち少なくとも1つはヒドロキシ基で置換された炭化水素基を表す。その中でも、R2およびR3のうち少なくとも1つが下記式(3a)で表される構造であることが反応性の観点から好ましく、下記式(4a)で表される構造であることがさらに好ましい。
式[2]中のt2及びt3は、より好ましくは1又は2の整数である。またa及びbは、より好ましくは1又は2である。
式[2]におけるZ1は、その全部又は一部が結合して環状構造を形成してもよい炭素原子数1~10、好ましくは、1~5の2価の飽和炭化水素基の場合、その有する任意の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい。
前記分子末端にベンジルアルコール基を2個以上有する化合物としては、[P13]、[P15]、[P18]、[P20]、[P26]で表される化合物が好ましく、なかでも、[P13]、[P18]、[P20]で表される化合物がより好ましい。
また、(B)成分は1種類の化合物単独で用いてもよく、また2種以上の化合物を組合せて用いてもよい。
本発明の液晶配向剤に用いられる溶媒は、第1及び第2の特定重合体を溶解させる溶媒であれば特に限定されない。
具体例として、水、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドンなどのN - アルキル-2-ピロリドン類、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-メチルカプロラクタム、テトラメチル尿素、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-2-イミダゾリジノンなどのジアルキルイミダゾリジノン類、γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン、δ-バレロラクトンなどのラクトン類、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどのカーボネート類、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、3-メチル-3-メトキシブタノール、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、イソアミルメチルケトン、メチルイソプロピルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン、4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノンなどのケトン類、下記式(Sv-1)で表される化合物及び下記式(Sv-2)で表される化合物、酢酸4-メチル-2-ペンチル、酢酸2-エチルブチル、酢酸2-エチルヘキシル、酢酸シクロヘキシル、酢酸2-メチルシクロヘキシル、酪酸ブチル、酪酸イソアミル、ジイソブチルカルビノール、ジイソペンチルエーテル等をあげることができる。
Y3及びY4の炭素数1~6の1価の炭化水素基としては、炭素数1~6の1価の鎖状炭化水素基、炭素数1~6の1価の脂環式炭化水素基及び炭素数1~6の1価の芳香族炭化水素基などが挙げられる。炭素数1~6の1価の鎖状炭化水素基としては炭素数1~6のアルキル基などが挙げられる。
(Sv-2)で表される溶媒の具体例としては、例えばグリコール酸メチル、グリコール酸エチル、グリコール酸ブチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸イソアミル、エチル-3-エトキシプロピオネート、メチル-3-メトキシプロピオネート、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などをそれぞれ挙げることができる。
沸点がこの範囲であることは、特に、前記溶媒を含む液晶配向剤が後述するプラスチック基板上に塗布される場合に好ましい。
本発明の液晶配向剤に含有される第1及び第2の特定重合体は、上記の(A-1)分子内にカルボキシル基、アミノ基及び水酸基から選ばれる少なくとも1種の官能基を有するモノマーと、(b)光配向性を有する部位を有するモノマーと、第1の特定重合体については(c)熱架橋性基を有するモノマーとを重合することによって得られる。また、上記以外のその他のモノマーと共重合することができる。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。
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。
窒素含有芳香族複素環は、下記式[N-a]~[N-b](式中、Z2は炭素数1~5の直鎖または分岐アルキル基である)からなる群から選ばれる構造を少なくとも1個、好ましくは1個~4個含有する芳香族環式炭化水素であるのがよい。
N-ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、及びアクリルアミド以外、メタアクリルアミド、N-メチルアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、N-メチルメタアクリルアミド、N,N-ジメチルメタアクリルアミド、N,N-ジエチルメタアクリルアミド、等が挙げられる。
上記その他のモノマーの含有量は、第1の特定重合体((A)成分)の0~60mol%、0~40mol%、又は1~40mol%、又は5~40mol%、60~99mol%、又は60~95mol%、60~99mol%、又は60~95mol%、0~20mol%、又は1~20mol%、又は5~20mol%含まれることが好ましい。この場合において前記分子内に極性基を有する部位と光反応性の部位及び熱架橋性を有する部位との合計が、第1の特定重合体(A)成分の40~100mol%、60~100mol%、80~100mol%、又は80~99mol%、又は80~95mol%が好ましい。
または、その他のモノマーの含有量は、第2の特定重合体((A)成分)の0~60mol%、0~40mol%、又は1~40mol%、又は5~40mol%含まれることが好ましい。この場合において前記分子内に極性基を有する部位と光反応性の部位との合計が、第2の特定重合体((A)成分)の40~100mol%、60~100mol%、又は60~99mol%、又は60~95mol%が好ましい。
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。
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。
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。
これら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。
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0.1~10mol%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。
上述の反応により得られた反応溶液から、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、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。
本発明に用いられる液晶配向剤(すなわち、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、本発明の液晶配向剤は、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、既に説明した第1及び第2の特定重合体((A)成分)である。その際、第1の特定重合体の含有量は、液晶配向剤全体に対して0.5~20質量%が好ましく、より好ましくは1~20質量%、さらに好ましくは1~15質量%、特に好ましくは1~10質量%であるのがよい。または、第2の特定重合体の含有量は、液晶配向剤全体に対して0.5~20質量%が好ましく、より好ましくは1~20質量%、特に好ましくは1~10質量%であるのがよい。
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、ポリアミック酸エステルやポリイミド等からなり、本発明が1の特定重合体を用いる場合、該第1の特定重合体が有する(A-1)~(A-3)の部位、本発明が第2の特定重合体を用いる場合、該第2の特定重合体が有する(A-1)~(A-2)の部位、を有していないか、第1の特定重合体の場合は(A-1)~(A-3)から選ばれる1種、及び2種の部位のみを、第2の特定重合体の場合は(A-1)~(A-2)のどちらか一方のみを有する重合体等が挙げられる。
本発明の液晶配向剤は、上記特性重合体成分以外の他の成分を含有してもよい。このような他の成分としては、第2の態様で用いられる(B)成分、即ち分子内に2個以上のエポキシ基、チイラン基、ヒドロキシアルキルアミド基、及びベンジルアルコール基からなる群から選ばれる少なくとも1種の基を含有する化合物;及びその他の架橋性化合物(以下、これらを総称して「架橋剤成分」とも称する)や、液晶配向剤を塗布した際の、膜厚均一性や表面平滑性を向上させる化合物、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。
1.分子内に2個以上のエポキシ基、チイラン基、ヒドロキシアルキルアミド基、及びベンジルアルコール基からなる群から選ばれる少なくとも1種の基を含有する化合物
上述の(B)成分である。第1の態様において、第2の態様で用いられる(B)成分を含有させてもよい。
その他の架橋性化合物としては、国際公開公報WO2016/047771の段落[0109]~[0113]に記載の、イソシアネート基、オキセタン基、若しくはシクロカーボネート基を有する化合物、又は、ヒドロキシ基、ヒドロキシアルキル基及び低級アルコキシアルキル基からなる群より選ばれる少なくとも1種の基を有する化合物の他、ブロックイソシアネート基を有する化合物等が挙げられる。
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。
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。
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のアミノ系シラン含有化合物が挙げられる。
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。
本発明の液晶配向剤は、基板上に塗布、焼成した後、ラビング処理や光照射などで配向処理をして、又は一部の垂直配向用途などでは配向処理無しで液晶配向膜とすることができる。基板としては、例えばフロートガラス、ソーダガラスなどのガラス;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリ(脂環式オレフィン)、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂フィルム、ポリサルホン(PSF)、ポリエーテルサルホン(PES)、ポリアミド、ポリイミド、アクリル及びトリアセチルセルロースなどのプラスチックからなる透明基板を用いることができる。
基板の一面に設けられる透明導電膜としては、酸化スズ(SnO2)からなるNESA膜(米国PPG社登録商標)、酸化インジウム-酸化スズ(In2O3-SnO2)からなるITO膜などを用いることができる。
本発明の液晶配向剤の塗布方法は特に限定されないが、スクリーン印刷、フレキソ印刷、オフセット印刷、インクジェット、ディップコーティング、ロールコーティング、スリットコーティング、スピンコーティングなどがあり、目的に応じてこれらを用いてもよい。これらの方法により基板上に塗布した後、ホットプレートなどの加熱手段により溶媒を蒸発させて、塗膜を形成させることができる。
基板上に形成される塗膜の膜厚は、好ましくは5~1,000nmであり、より好ましくは10~500nm又は10~300nmである。この焼成はホットプレート、熱風循環炉、赤外線炉などで行うことができる。
ラビング処理には、レーヨン布、ナイロン布、コットン布などを使用することができる。
ある実施形態において光照射による配向処理を行ってもよく、例えば上記の液晶配向剤を基板上に塗布して塗膜を形成する工程と、前記塗膜が液晶層と接触していない状態で又は液晶層と接触した状態で前記塗膜に光照射する工程とを含んでもよい。
光の照射量は、0.1mJ/cm2以上1,000mJ/cm2未満とすることが好ましく、1~500mJ/cm2とすることがより好ましく、2~200mJ/cm2とすることがさらに好ましい。
基板間に液晶を挟持して液晶セルを構成するには、例えば以下の2つの方法を挙げることができる。第1の方法として、各液晶配向膜が対向するように間隙(セルギャップ)を介して一対の基板を対向配置し、該一対の基板の周辺部をシール剤を用いて貼り合わせ、基板表面および適当なシール剤により区画されたセルギャップ内に液晶を注入充填した後、注入孔を封止することにより、液晶セルを製造する方法を挙げることができる。
ある実施形態において、前記液晶配向剤の塗膜を形成する工程が、ロール・ツー・ロール方式によって行われてもよい。ロール・ツー・ロール方式によって行われると、液晶表示素子の製造工程を簡略化し、もって製造コストを削減することが可能となる。
そして、前記液晶セルの外側両面に偏光板を貼付することにより、液晶表示素子を得ることができる。
上記のようにして本発明の液晶配向剤から得られる液晶配向膜は、液晶配向性が良好であり、プレチルト角発現能にも優れ、且つ高い信頼性が得られる。また、本発明の方法によって製造された液晶表示素子は優れた表示特性を有する。
架橋性基を有するモノマー(以下、「架橋性モノマー」と称する)として「GMA」で表されるモノマーを、(B)成分の化合物(以下、「架橋剤成分」と称する)として「TETRAD-C」又は「YH-434-L」で表される化合物の構造をそれぞれ以下に示す。
尚、「MA-2」は下記合成例1に記載の合成法にて合成した。「MAA(メタクリル酸)」、「VBA(ビニル安息香酸)」、「MMA」、「C18」、並びに、「TETRAD-C」と「YH-434-L」は、市販で購入可能な試薬を用いた。
(光配向性モノマー)
MAA:メタクリル酸
VBA:4-ビニル安息香酸
GMA:メタクリル酸グリシジル
MMA:メチルメタクリレート
C12:ドデシルメタクリレート
C18:オクタデシルメタクリレート
MOI-BP:2-[(3,5-ジメチルピラゾリル)カルボニルアミノ]エチルメタクリレート
TETRAD-C: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
YH-434-L: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
Primid:下記式(Primid)で表されるβ-ヒドロキシアルキルアミド
(重合開始剤)
AIBN:アゾビスイソブチロニトリル
(溶媒)
PGME:プロピレングリコールモノメチルエーテル
CHN:シクロヘキサノン
装置:フーリエ変換型超伝導核磁気共鳴装置(FT-NMR)「INOVA-400」(Varian製)400MHz。
溶媒:重水素化クロロホルム(CDCl3)又は重水素化N,N-ジメチルスルホキシド([D6]-DMSO)。
標準物質:テトラメチルシラン(TMS)。
[MA-1]の合成:
1H NMR (400 MHz, [D6]-DMSO):δ12.34 (s,1H), 7.53-7.60 (m,3H), 7.25-7.27 (d,2H), 6.44-6.48 (d,1H), 2.45-2.51 (t,1H), 1.76-1.83 (t,4H), 1.28-1.48 (m,5H), 1.15-1.21 (m,2H), 0.97-1.07 (m,2H), 0.87-0.89 (t,3H).
1H NMR (400 MHz, [D6]-DMSO):δ7.62-7.66 (m,3H), 7.25-7.27 (d,2H), 6.58-6.62 (d,1H), 6.05 (s,1H), 5.70 (s,1H), 4.37-4.42 (m,4H), 2.44-2.48 (t,1H), 1.88 (s,3H), 1.76-1.82 (t,4H), 1.24-1.47 (m,5H), 1.15-1.21 (m,2H), 0.96-1.06 (m,2H), 0.85-0.89 (t,3H).
[MA-2]の合成:
1H NMR (400 MHz, [D6]-DMSO):δ12.34 (s,1H), 7.53-7.60 (m,3H), 7.25-7.27 (d,2H), 6.44-6.48 (d,1H), 2.45-2.51 (t,1H), 1.77-1.83 (t,4H), 1.38-1.48 (m,2H), 1.17-1.34 (m,9H), 0.97-1.07 (m,2H), 0.87-0.89 (t,3H).
1H NMR (400 MHz, [D6]-DMSO):δ7.62-7.66 (m,3H), 7.25-7.27 (d,2H), 6.58-6.62 (d,1H), 6.04 (s,1H), 5.70 (s,1H), 4.36-4.42 (m,4H), 2.48-2.52 (t,1H), 1.88 (s,3H), 1.76-1.83 (t,4H), 1.36-1.44 (m,2H), 1.18-1.31 (m,9H), 1.00-1.03 (m,2H), 0.85-0.88 (t,3H).
合成例におけるポリマーの分子量は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、Shodex社製カラム(KD-803、KD-805)を用い以下のようにして測定した。
カラム温度:50℃
溶離液:DMF(添加剤として、臭化リチウム-水和物(LiBr・H2O)が30mmol/L、リン酸・無水結晶(o-リン酸)が30mmol/L、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)、及び、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)。
MA-2(2.48g、6.01mmol)、GMA(0.14g、1.00mmol)及びMAA(1.2g、13.0mmol)をCHN(11.0g)及び、PGME(11.0g)中に溶解し、ダイアフラムポンプで脱気を行った後、重合開始剤としてAIBN(0.2g、1.0mmol)を加え、再び脱気を行った。この後、60℃で13時間反応させポリマー溶液(MP-1)を得た。
このポリマーの数平均分子量は40500、重量平均分子量は138300であった。
表1に示す組成にて、ポリマー合成例A1と同様の方法を用いて、メタクリレートポリマーPA2~PA10及びPA11~PA18を合成した。
メタクリレートポリマー合成例A1で得られたポリマー溶液(MP-1)4.0gに、CHN(5.5g)、PGME(5.5g)及びTETRAD-C(0.03g)を加え室温にて撹拌することにより、液晶配向処理剤(PM-A1)を得た。
表2に示す組成にて、実施例A1と同様の方法を用いて、液晶配向処理剤(PM-A2)~(PM-A23)及び(PM-A24)~(PM-A40)を得た。また同様の方法で比較例A1の液晶配向処理剤(RPM-A1)も調製した。
実施例で得られた液晶配向処理剤(PM-A1)~(PM-A40)及び比較例で得られた液晶配向処理剤(RPM-A1)を、細孔径1μmのメンブランフィルタで加圧濾過した。
得られた溶液をITO膜からなる透明電極付きガラス基板のITO面にスピンコートし、50℃のホットプレートで120秒間乾燥した後、120℃のホットプレートで2分間又は20分間焼成を行い、膜厚100nmの液晶配向膜を形成した。
次いで、塗膜面に偏光板を介して、照射強度4.3mW/cm2の313nmの直線偏光紫外線を基板法線方向から40°傾斜した角度から50mJ/cm2照射し、液晶配向膜付き基板を得た。直線偏光紫外線は高圧水銀ランプの紫外光に313nmのバンドパスフィルターを通した後、313nmの偏光板を通すことで調製した。
上記の基板を2枚用意し、一方の基板の液晶配向膜上に4μmのビーズスペーサーを散布した後、シール剤(三井化学製、XN-1500T)を塗布した。次いで、もう一方の基板を、液晶配向膜面が向き合い配向方向が180°になるようにして張り合わせた後、120℃で90分シール剤を熱硬化させることで空セルを作製した。この空セルに液晶(メルク社製、MLC-3022)を減圧注入法によって注入し、液晶表示素子を得た。
(液晶配向性)
上記で得られた液晶表示素子を120℃で1時間の等方相処理を行った後、偏光顕微鏡にてセル観察を行った。光抜けやドメイン発生などの配向不良が無い場合や液晶セルに電圧印加を行った際に均一な液晶の駆動が得られる場合を良好とした。評価結果を表3に示す。
上記で作製した液晶表示素子に、液晶セルのプレチルト角の測定は、Axo Metrix社製のAxoScanを用いて、ミューラーマトリックス法により測定した。評価結果を表3に示す。
MA-2(2.5g、6.0mmol)とMAA(1.2g、14.1mmol)をCHN(11.0g)及び、PGME(11.0g)中に溶解し、ダイアフラムポンプで脱気を行った後、重合開始剤としてAIBN(0.2g、1.0mmol)を加え、再び脱気を行った。この後、60℃で13時間反応させポリマー(PB1)溶液を得た。
このポリマーの数平均分子量は40500、重量平均分子量は138300であった。
表4に示す組成にて、ポリマー合成例B1と同様の方法を用いて、メタクリレートポリマーPB2~PB8及びPB12~PB18を合成した。
MA2(6.19g、15.0mmol)とMOI-BP(8.80g、35.0mmol)をCHN(61.6g)中に溶解し、ダイアフラムポンプで脱気を行った後、AIBN(0.41g、2.5mmol)を加え再び脱気を行った。この後55℃で13時間反応させメタクリレートのポリマー溶液を得た。このポリマー溶液をメタノールと純水=5/5の混合溶媒(1000ml)に滴下し、得られた沈殿物をろ過した。この沈澱物をメタノールで洗浄し、40℃のオーブン中で減圧乾燥しメタクリレートポリマー粉末を得た。このポリマーの数平均分子量は43600、重量平均分子量は131200であった。
得られたメタクリレートポリマー粉末(1.5g)にCHN(9.0g)、及びPGME(9.0g)を加え、室温で5時間攪拌して溶解させ、ポリマー(PB9)溶液を得た。
表5に示す組成にて、ポリマー合成例P1と同様の方法を用いて、メタクリレートポリマーPB10~PB11を合成した。
メタクリレートポリマー合成例B1で得られたポリマー溶液(PB1)4.0gに、CHN(5.5g)、PGME(5.5g)及びTETRAD-C(0.02g)を加え室温にて撹拌することにより、液晶配向処理剤(PM-B1)を得た。
表6に示す組成にて、実施例B1と同様の方法を用いて、液晶配向処理剤(PM-B2)~(PM-B16)を得た。また同様の方法で比較例B1の液晶配向処理剤(RPM-B1)も調製した。
表6に示す組成にて、実施例B1と同様の方法を用いて、液晶配向処理剤(PM-B17)~(PM-B23)を得た。
表7に示す組成にて、実施例B1と同様の方法を用いて、液晶配向処理剤(PM-B24)~(PM-B34)を得た。
メタクリレートポリマー溶液(PB9)に、CHN(9.0g)、PGME(9.0g)、YH-434-L(0.15g)を加え、室温で5時間撹拌して溶解させ、液晶配向処理剤(RPMB-2)を得た。
実施例で得られた液晶配向処理剤(PM-A1)~(PM-A36)及び比較例で得られた液晶配向処理剤(RPM-A1)の代わりに、液晶配向処理剤(PM-B1)~(PM-B34)及び比較例で得られた液晶配向処理剤(RPM-B1)~(RPM-B2)を用いて、上述と同様に、液晶表示素子を作製した。
また、同様に、液晶配向性、プレチルト角について評価した、評価結果を表8に示す。
Claims (18)
- (A)成分: 下記(A-1)及び(A-2)の構造を有する重合体;及び溶媒を含有する液晶配向剤であって、
上記重合体が、(A-3)オキセタニル基、オキシラニル基、下記式(3)で表される基、下記式(4)で表される基、下記式(5)で表される基及びチイラン基から選択される少なくとも1種の官能基を有する構造をさらに有するか;及び/又は
上記(A)成分以外の(B)成分をさらに有し、該(B)成分が、分子内に2個以上の、エポキシ基、チイラン基、ヒドロキシアルキルアミド基、及びベンジルアルコール基からなる群から選ばれる基を含有する化合物であり、
前記(A)成分が、分子内にカルボキシル基を有する構造である場合に、前記重合体が下記式(a-1-m)
(式中、I a1 はカルボキシル基であり、r 1 は1又は2であり、
S a は単結合又は炭素数1~10のアルカンジイル基、炭素数6~20のアリーレン基、(*A)-CONH-R 6 -(*B)基、又は(*A)-COO-R 7 -(*B)基を表し、
M a は下記式(M a -1)、(M a -2)(R 11 は水素原子又は炭素数1~5のアルキル基を表し、*は結合手を表す。)、α-メチレン-γ-ブチロラクトン、マレイミド、ノルボルネン及びその誘導体のラジカル重合性基、又はシロキサンを表す。
R 6 及びR 7 は、相互に独立に、単結合、又は炭素数1~12のアルカンジイル基、炭素数6~20のアリーレン基を示し、アルカンジイル基の任意の炭素-炭素結合は-O-結合を有してもよく、(*A)は不飽和結合を有する炭素原子と結合する結合手であることを示し、(*B)はI a1 と結合する結合手であることを示す。)
で表されるモノマー由来である、上記液晶配向剤:
(A-1)分子内にカルボキシル基、アミノ基及び水酸基及びから選ばれる少なくとも1種の官能基を有する構造;
(A-2)下記式(pa-1-a)
(式中、S b は単結合、炭素数1~10の直鎖又は分岐鎖のアルキレン基、2価の芳香族基又は2価の脂環式基を示し、
Zは酸素原子、または硫黄原子であり、
X a 及びX b はそれぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基又は炭素数1~3のアルキル基であり、
R 1 は単結合、酸素原子、-COO-または-OCO-であり、
R 2 は2価の芳香族基、2価の脂環式基、又は2価の複素環式基であり、
R 3 は単結合、酸素原子、-COO-または-OCO-であり、
R 4 は脂環式基を含む炭素数3~40の1価の有機基であり、
R 5 は炭素数1~3のアルキル基、炭素数1~3のアルコキシ基、フッ素原子またはシアノ基であり、
aは0~3の整数であり、
bは0~4の整数である。)で表される光配向性を有する部位の構造。
- 前記(A)成分が、(A-3)オキセタニル基、オキシラニル基、前記式(3)で表される基、前記式(4)で表される基、前記式(5)で表される基及びチイラン基から選択される少なくとも1種の官能基を有する構造を有する、請求項1に記載の液晶配向剤。
- 前記(A)成分が 前記(A-1)及び前記(A-2)の構造を有する重合体であり、前記(B)成分をさらに有する、請求項1又は2に記載の液晶配向剤。
- 前記(B)成分が、分子内に2個以上の、エポキシ基又はチイラン基を含有する化合物である請求項1~3のいずれか一項に記載の液晶配向剤。
- 前記(B)成分が、分子内に2個以上の、ヒドロキシアルキルアミド基又はベンジルアルコール基を含有する化合物である請求項1~3のいずれか一項に記載の液晶配向剤。
- 前記(A)成分の重合体全体に対して、前記(A-1)の構造に由来するモノマーを5~95mol%の割合で含有し、前記(A-2)の構造に由来するモノマーを5~95mol%の割合で含有するモノマー成分から得られる、請求項1~5のいずれか一項に記載の液晶配向剤。
- 上記(A)成分100重量部に対して、上記(B)成分を0.1~40質量部含有する請求項1~6のいずれか一項に記載の液液晶配向剤。
- 前記(A-2)が、下記式(b-1-m)(式中、Mcは第2の重合性基を表し、Mdは、単結合、(r2+1)価の複素環、置換、又は非置換の炭素数1~10の分岐状アルキル基、又は非置換の炭素数1~10の直鎖状アルキル基、(r2+1)価の芳香族基、(r2+1)価の脂環式基から選ばれる基であり、それぞれの基は無置換であるか又は一個以上の水素原子がフッ素原子、塩素原子、シアノ基、メチル基又はメトキシ基によって置換されていても良く、Sbは、単結合、炭素数1~10の直鎖又は分岐鎖のアルキレン基、2価の芳香族基又は2価の脂環式基を示し、Ibは式(pa-1)で表される基であり、r2は、1≦r2≦3を満たす整数である。)で表されるモノマー由来である請求項1~7のいずれかに記載の液晶配向剤。
- (B)成分が、分子内に少なくとも1個以上の3級窒素原子を有するエポキシ化合物である、請求項1~請求項10のいずれか一項に記載の液晶配向剤。
- (B)成分が、下記式(2)、[1]及び[2]で表される化合物
(式中、X2は炭素数1~20の脂肪族炭化水素基、または芳香族炭化水素基を含むn価の有機基であり、
nは2~6の整数であり、
R2およびR3は、それぞれ独立に、水素原子、または置換基を有してもよい炭素数1~4のアルキル基、炭素数2~4のアルケニル基、又は炭素数2~4のアルキニル基であり、R2およびR3のうち少なくとも1つはヒドロキシ基で置換された炭化水素基を表す。
Y1、Y2、及びY3はそれぞれ独立に芳香環を表す。該芳香環の任意の水素原子は、水酸基、炭素原子数1~3のアルキル基、ハロゲン原子、炭素原子数1~3のアルコキシ基又はビニル基で置換されていてもよい。
Z1は、単結合、全部又は一部が結合して環状構造を形成してもよい炭素原子数1~10の2価の飽和炭化水素基であり任意の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい、-NH-、-N(CH3)-、式[3](P1及びP2はそれぞれ独立に炭素原子数1~5のアルキル基であり、Q1は芳香環を表す。)で表される基である。
t1は2~4の整数であり、t2及びt3はそれぞれ独立に1~3の整数であり、
a及びbはそれぞれ独立に1~3の整数である。)
からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物である、請求項1~請求項10のいずれか一項に記載の液晶配向剤。
- 前記(A)成分の重合体全体に対して、前記(A-1)の部位に由来するモノマーを5~94mol%の割合で含有し、前記(A-2)の部位に由来するモノマーを5~94mol%の割合で含有し、前記(A-3)の部位に由来するモノマーを1~40mol%の割合で含有するモノマー成分から得られることを特徴とする、請求項1~12のいずれか一項に記載の液晶配向剤。
- 前記(A)成分の重合体全体に対して、前記(A-1)の部位に由来するモノマーを20~94mol%の割合で含有し、前記(A-2)の部位に由来するモノマーを5~50mol%の割合で含有し、前記(A-3)の部位に由来するモノマーを1~30mol%の割合で含有するモノマー成分から得られることを特徴とする、請求項1~13のいずれか一項に記載の液晶配向剤。
- 前記(A)成分の重合体の重量平均分子量が、2000~1000000であることを特徴とする、請求項1~14のいずれか一項に記載の液晶配向剤。
- 請求項1~15のいずれか一項に記載の液晶配向剤を用いて形成された液晶配向膜。
- 請求項1~15のいずれか一項に記載の液晶配向剤を基板上に塗布して塗膜を形成する工程と、前記塗膜が液晶層と接触していない状態で又は液晶層と接触した状態で前記塗膜に光照射する工程と、を含む液晶配向膜の製造方法。
- 請求項16に記載の液晶配向膜又は請求項17に記載の製造方法により得られた液晶配向膜を具備する液晶表示素子。
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