WO2009054531A1 - 液晶配向剤、液晶配向膜の形成方法および液晶表示素子 - Google Patents

液晶配向剤、液晶配向膜の形成方法および液晶表示素子 Download PDF

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WO2009054531A1
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WO
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liquid crystal
group
methyl
acid
aligning agent
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PCT/JP2008/069578
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Inventor
Toshiyuki Akiike
Tsutomu Kumagai
Shoichi Nakata
Original Assignee
Jsr Corporation
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04Polysiloxanes
    • C08G77/38Polysiloxanes modified by chemical after-treatment
    • C08G77/382Polysiloxanes modified by chemical after-treatment containing atoms other than carbon, hydrogen, oxygen or silicon
    • C08G77/388Polysiloxanes modified by chemical after-treatment containing atoms other than carbon, hydrogen, oxygen or silicon containing nitrogen
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    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
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    • C07D207/4042,5-Pyrrolidine-diones with only hydrogen atoms or radicals containing only hydrogen and carbon atoms directly attached to other ring carbon atoms, e.g. succinimide
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    • C07D207/412Acyclic radicals containing more than six carbon atoms
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    • C07D209/02Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom condensed with one carbocyclic ring
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    • C07D209/48Iso-indoles; Hydrogenated iso-indoles with oxygen atoms in positions 1 and 3, e.g. phthalimide
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    • C07F7/08Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/0834Compounds having one or more O-Si linkage
    • C07F7/0838Compounds with one or more Si-O-Si sequences

Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal alignment agent, a method for forming a liquid crystal alignment film, and a liquid crystal display element.
  • a nematic liquid crystal having positive dielectric anisotropy has a sandwich structure with a substrate with a transparent electrode having a liquid crystal alignment film, and the major axis of the liquid crystal molecules is between the substrates as required.
  • a liquid crystal display element having a liquid crystal cell is known (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-91277 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-120528).
  • liquid crystal alignment film In such a liquid crystal cell, it is necessary to provide a liquid crystal alignment film on the substrate surface in order to align liquid crystal molecules in a predetermined direction with respect to the substrate surface.
  • This liquid crystal alignment film is usually formed by a method (rubbing method) in which the organic film surface formed on the substrate surface is rubbed in one direction with a cloth material such as rayon.
  • rubbing method a method in which the organic film surface formed on the substrate surface is rubbed in one direction with a cloth material such as rayon.
  • dust and static electricity are likely to be generated in the process, and there is a problem that dust adheres to the alignment film surface and causes display defects.
  • TFT Thin Film Transistor
  • the circuit of the TFT element occurs due to the generated static electricity, resulting in a decrease in yield.
  • liquid crystal display elements with higher definition in the future will inevitably have irregularities on the substrate surface as the density of pixels increases, making uniform rubbing treatment difficult.
  • polarized light is applied to photosensitive thin films such as polyvinyl cinnamate, polyimide, and azobenzene derivatives formed on the substrate surface.
  • photosensitive thin films such as polyvinyl cinnamate, polyimide, and azobenzene derivatives formed on the substrate surface.
  • a photo-alignment method that imparts liquid crystal alignment ability by irradiating non-polarized radiation is known. According to this method, uniform liquid crystal alignment can be realized without generating static electricity or dust (Japanese Patent Laid-Open No. 6-287453, Japanese Patent Laid-Open No. 10-251646, Japanese Patent Laid-Open No.
  • the liquid crystal alignment film tilts the liquid crystal molecules at a predetermined angle with respect to the substrate surface. It must have pre-tilt angle characteristics.
  • the pretilt angle characteristic is usually imparted by irradiation with radiation whose incident direction to the substrate surface is inclined from the substrate normal.
  • a vertical (homeotope pick) alignment mode in which liquid crystal molecules having negative dielectric anisotropy are aligned perpendicularly to a substrate is also known.
  • this mode of operation when a voltage is applied between the substrates to tilt the liquid crystal molecules in a direction parallel to the substrate, the liquid crystal molecules are tilted from the substrate normal direction to one direction in the substrate plane.
  • a method of providing protrusions on the substrate surface for example, a method of providing stripes on the transparent electrode, and using a rubbing alignment film, liquid crystal molecules are slightly directed from the substrate normal direction to one direction in the substrate surface.
  • tilting pre-tilting
  • the photo-alignment method is known to be useful as a method for controlling the tilt direction of liquid crystal molecules in a vertical alignment mode liquid crystal cell.
  • the tilt direction of liquid crystal molecules when a voltage is applied can be uniformly controlled by using a vertical alignment film imparted with alignment regulating ability and pretilt angle expression by a photo-alignment method (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-307736). No. 2004, No. 2004-163646, No. 20 04-83810, No. Hei 9-111468 and No. 2003- 1 See Japanese Patent No. 14437).
  • the liquid crystal alignment film produced by the photo-alignment method can be effectively applied to various liquid crystal display elements.
  • the conventional photo-alignment film has a problem that a large amount of radiation is required to obtain a large pretilt angle.
  • a liquid crystal alignment ability is imparted to a thin film containing an azobenzene derivative by the photo-alignment method
  • radiation whose optical axis is tilted from the substrate normal is 10,000 JZm 2 or more. It has been reported that it must be irradiated (see JP 2002-250924 A and JP 2004-83810 A and J. oft he S ID 1 1/3, 2003, p 579).
  • a liquid crystal alignment agent containing a polymer having a group derived from cinnamic acid in the side chain is studied.
  • This technology relates to a liquid crystal aligning agent containing a polymer synthesized using a cinnamic acid derivative having an alkoxyl group.
  • the coating film of this liquid crystal aligning agent has a long wavelength region of 365 nm or more, for example, a visible light region.
  • the photo-alignment process for forming the liquid crystal alignment film for example, the UV curing process of the encapsulant at the time of manufacturing the liquid crystal panel and the light from the backlight cause a photoreaction, There is a problem that causes a problem in reliability.
  • a liquid crystal alignment film having good liquid crystal alignment ability, excellent electrical characteristics and high heat resistance can be formed by a photo-alignment method with a small amount of radiation irradiation.
  • a liquid crystal aligning agent that does not cause the problem of photolysis due to backlight fluorescence during use has not been known so far. Disclosure of the invention
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is excellent in storage stability, and by providing polarized or non-polarized radiation irradiation without rubbing treatment, good liquid crystal alignment ability can be obtained even with a small amount of exposure.
  • An object of the present invention is to provide a liquid crystal display element excellent in various performances such as reliability.
  • the above object of the present invention is, firstly,
  • RR 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group. However, when R 3 is not a hydrogen atom, at least one of R 1 and R 2 One is an organic group having a carboxyl group or a strong loxyl group, and R 1 and R 2 may be bonded to each other to form a ring.
  • X 1 is a monovalent organic group having an epoxy group
  • Y 1 is a hydroxyl group, an alkoxyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or carbon. It is an aryl group of the number 6-20.
  • liquid crystal aligning agent containing a radiation-sensitive polyorganosiloxane obtained by reacting the above.
  • the above object of the present invention is as follows.
  • liquid crystal display device comprising a liquid crystal alignment film formed from the above liquid crystal aligning agent.
  • the liquid crystal aligning agent of the present invention comprises a compound represented by the above formula (1) (hereinafter referred to as “cinnamic acid derivative (1)”),
  • the cinnamic acid derivative (1) used in the present invention is a compound represented by the above formula (1).
  • R 1 and R 2 are each a hydrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom or a divalent group —NR— (where R is a hydrogen atom or An alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, which is preferably an aliphatic group having 1 to 40 carbon atoms or an alicyclic group having 3 to 40 carbon atoms which may be interrupted by These aliphatic groups or alicyclic groups may be substituted with a fluorine atom.
  • R 3 when R 3 is not a hydrogen atom, R 1 And at least one of R 2 is a carboxyl group, or an organic group in which a part (preferably one) of an aliphatic group or an alicyclic hydrogen atom is substituted with a carboxyl group.
  • the ring when R 1 and R 2 are bonded to each other to form a ring, the ring is, for example, a monocyclic ring having 3 to 8 carbon atoms, a condensed ring having 4 to 40 carbon atoms, or the number of carbon atoms It can be a 4-40 bridging ring or a C 5-40 bridging condensed ring. At this time, the total carbon number of R 1 and R 2 is preferably 6 to 40.
  • R 3 is not a hydrogen atom
  • the ring is a monocyclic ring having a carboxyl group, a condensed ring, a bridged ring, or a bridged condensed ring.
  • this ring is a monocycle, a bridged ring or a bridged condensed ring, an alicyclic ring is preferred.
  • this ring is a condensed ring, it can be a condensed ring of an alicyclic ring and an alicyclic ring or a condensed ring of an alicyclic ring and an aromatic ring.
  • this ring is a condensed ring of an alicyclic ring and an aromatic ring, it is preferable that the ring condensed with the imide ring is an alicyclic ring.
  • R 3 in the above formula (1) is preferably a hydrogen atom,-(CH 2 ) a — C 0 OH, — C b H 2b + i-(CH 2 ) c -C d F 2d + 1 (where a Is an integer from 1 to 10; M is an integer from 4 to 20, c is an integer from 0 to 18; d is an integer from 1 to I8;;), a cholesterol group or a cholesterol group.
  • the cinnamic acid derivative (1) is preferably represented by the following formula (2)
  • R 4 and R 5 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group, provided that at least one of R 4 and R 5 is substituted with a fluorine atom.
  • R 6 is a single bond or a divalent organic group
  • R 7 is a hydrogen atom or a monovalent organic group
  • R 6 and R 7 are bonded to each other to form a ring
  • R 8 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom or an alicyclic group having 3 to 40 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom. It is a compound represented by.
  • R 4 and R 5 are bonded to each other to form a single ring, for example, compounds represented by the following formulas (2 -2) and (2-3):
  • Examples of compounds in which R 4 and R 5 are bonded to each other to form a condensed ring include compounds represented by the following formula (2_4):
  • Examples of compounds in which R 4 and R 5 are bonded to each other to form a bridged ring include compounds represented by the following formulas (2-5) to (2-10).
  • R 9 , R 11 , R 13 and R 15 may each independently be substituted with a C 1-20 alkyl group which may be substituted with a fluorine atom or a fluorine atom.
  • C 3-40 alicyclic group R 1G is a single bond, oxygen atom, sulfur An atom or a divalent group—COO—, 1 OCO1 or 1 NR— (wherein R is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms), and R 12 is a divalent group.
  • R is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms
  • R 14 is Single bond, oxygen atom or divalent group — ⁇ _CH 2 _, —CH 2 — 0—, —COO1 or 10CO—
  • R 16 is a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, or a divalent group: one COO—, one hundred C—, one COS— or one SCO—.
  • R 9 in the above formula (2-1) is preferably a linear alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, and R 1Q is preferably a single bond, an oxygen atom or sulfur nuclear power S.
  • R 11 is a linear alkyl group having 4 to 20 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom, a cholestenyl group, a cholesterol group, an adamantyl group, 4—
  • An amylcyclohexyl group or a 4-butylcyclohexyl group is preferred, and R 12 is preferably a divalent group C 0— or — __ C 0.
  • R 13 may be substituted with a fluorine atom, a linear alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, a cholestenyl group, a cholestanyl group, an adamantyl group, or 4_amylcyclohexyl. Group or 4_ptylcyclohexyl group is preferred.
  • Examples of the compound represented by the above formula (2-2) include compounds represented by the following formula (2-2-1).
  • R 9 and R 11 have the same meaning as in the above formula (2-1) or (2-2), respectively.
  • the compound represented by the above formula (2) can be synthesized by a conventional method of organic chemistry.
  • the compound represented by the above formula (2-1) is, for example, a method of refluxing a succinic anhydride derivative having a group R 9 —R 1Q — and 4-aminocinnamic acid in oxalic acid, or toluene or xylene It can be synthesized by refluxing in the presence of a suitable catalyst such as sulfuric acid and triethylamine.
  • a suitable catalyst such as sulfuric acid and triethylamine.
  • 4-iodophenylmaleimide is synthesized from 4-chloroaniline and maleic anhydride in the same manner as described above, and then the group R 9 _R 1Q — is introduced by addition of M i chae 1.
  • a compound represented by the above formula (2-1) can be obtained by the ck reaction.
  • a compound having the divalent group R 12 force — ⁇ C ⁇ ichi (where the bond marked with “*” is bonded to R 11 )
  • hydrogenated trimellitic anhydride is converted to acid chloride with thionyl chloride, and this is then reacted with compound R 11 — OH in the presence of a suitable base such as triethylamine to form an ester bond.
  • the obtained product can be obtained by further reacting with 4-aminocinnamic acid.
  • the reaction between the esterified compound and 4-aminocinnamic acid can employ the same conditions as in the case of the compound represented by the above formula (2-1).
  • the compound represented by the above formula (2-3) is, for example, a compound obtained by reacting maleic anhydride with a styrene derivative by heating using N-nitrophosphoramine aluminum salt and hydroquinone as a catalyst. And 4-aminocinnamic acid can be obtained by reacting in the same manner as in the synthesis of the compound represented by the above formula (2-1).
  • a compound in which R 16 is a single bond includes, for example, a 5-position substituted cyclopentene having a group R 15 — at the 5-position and maleic anhydride.
  • this adduct and 4-aminocinnamic acid are reacted by the same method as in the synthesis of the compound represented by the above formula (2-1).
  • the 5-substituted cyclopentene having the group R 15 — at the 5-position is an excess of the compound R 15 — X (where X is a halogen atom) relative to the cyclopentenylanion. It can be preferentially obtained by reacting at ⁇ 30.
  • a compound in which R 16 is a single bond is substituted with a 1-position substituted cyclopentene having a group R 15 — at the 1-position instead of the 5-substituted cyclopentene.
  • the compound can be synthesized by the same method as in the synthesis of the compound represented by the above formula (2-3) except that it is used.
  • the 1-substituted cyclopentene having the group R 15 _ at the 1-position is 0.8 to 1.2 equivalents of the compound R 15 — X (where X is a halogen atom) is there. )
  • Preferred compounds represented by the above formula (3) a compound represented by the example following formula as the R 6 and R 7 are not bonded to each other (3-1) and the like; R 6 and R 7
  • Examples of compounds in which R 6 and R 7 are bonded to each other to form a condensed ring include compounds represented by the following formula (3-3).
  • R 8 has the same meaning as in the above formula (3), R 17 is a methylene group or an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms, R 18 is an oxygen atom, a sulfur atom or 2 Valent group — COO—, — OCO— or _NR_ (where R is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms).
  • More specific examples of the compound represented by the above formula (3) include, for example, a compound represented by the following formula (3-2-1) as the compound represented by the above formula (3-2). I can make it.
  • R 8 has the same meaning as in the above formula (3-2), and a is an integer of 1 to 10.
  • a compound in which the group R 18 is a sulfur atom is obtained by adding, for example, the compound HOOC—R 17 —SH to Michae 1 to 4-methylphenol maleimide, and then adding the compound CH to the product.
  • 2 CH—COOR 8 can be synthesized by adding Heck reaction.
  • the compound represented by (3-2-2-1) is, for example, 4-nitrocinnamic acid, an alkyl corresponding to R 1 in the presence of potassium carbonate.
  • a 4-aminocinnamic acid ester is obtained, and the product is converted into 1, 2, It can be obtained by reacting with 4-tri-force l-poxycyclohexylcyclohexane anhydride.
  • the latter reaction can be carried out, for example, by refluxing the starting compound in acetic acid or by refluxing in toluene or xylene in the presence of a suitable base catalyst such as triethylamine.
  • the compound represented by the above formula (3-3) uses N-nitrophenylhydroxyamine aluminum salt and hydroquinone as a catalyst, and heats maleic anhydride and 4-vinylbenzoic acid.
  • the 4-aminoaminocinnamate prepared in the same manner as in the synthesis of the compound obtained by reacting with the compound represented by the above formula (3-2-1) is converted into the same method as in the above formula (2_1). It can be obtained by making it react.
  • ⁇ Polyorganosiloxane having epoxy group> The polyorganosiloxane having an epoxy group used in the present invention has the above formula.
  • It is at least one selected from the group consisting of a polyorganosiloxane having a repeating unit represented by (S-1), a hydrolyzate thereof and a condensate of the hydrolyzate.
  • X 1 in the above polyorganosiloxane having an epoxy group is represented by the following formula (X 1 — :! or (X 1 — 2)
  • the group represented by is preferable.
  • Examples of the alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms of Y 1 include, for example, a methoxyl group and an ethoxy group; and examples of the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms include, for example, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, n —Butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decyl group, n-undecyl group, n-detecizole group, n-tridenyl group, n -Tetradenle group, n-Pen tedecile, n-hexadecyl group, n-heptadecyl group, n-octadecyl group, n-nonadecyl group, n-eicosyl group
  • the polyorganosiloxane having an epoxy group preferably has a polystyrene-reduced weight average molecular weight of 5,000 to 100,000 as measured by gel permeation chromatography (GPC), preferably from 1,000 to 10,000. More preferably, it is more preferably 1,000 to 5,000.
  • GPC gel permeation chromatography
  • Such polyorganosiloxane having an epoxy group is preferably a silane compound having an epoxy group or a mixture of a silane compound having an epoxy group and another silane compound, preferably an appropriate organic solvent, water and catalyst. It can be synthesized by hydrolysis or hydrolysis / condensation in the presence of.
  • silane compound having an epoxy group examples include 3-glycidyloxypropyl propyltrimethoxysilane, 3-daricidyloxypropyltriethoxysilane, 3-glycidyloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidyloxypropylmethyl Toxisilane, 3-Dalicydyloxypropyldimethylmethoxysilane, 3-Glycidyloxypropyldimethylethoxysilane, 2- (3,4-Poxycyclohexyl) Ethyltrimethoxysilane, 2- (3, 4-Epoxysilane Hexyl) ethyltriethoxysilane and the like.
  • silane compounds examples include tetrachlorosilane, tetramethoxysilane, tetrahydrosilane, tailor n-brothisilane, tailor i, one-propoxysilane, tetra-n-butylsilane, tetra-sec.
  • the polyorganosiloxane having an epoxy group used in the present invention is an epoxy resin. It is recommended that the xy equivalent is 1 0 0 to 1 0, 0 0 0 mol, preferably 1 5 0 to 1,
  • the proportion of the silane compound having an epoxy group and another silane compound is used so that the obtained polyorganosiloxane epoxy equivalent falls within the above range. It is preferable to adjust and set the power.
  • organic solvent examples include hydrocarbons, ketones, esters, ethers, and alcohols.
  • hydrocarbon examples include toluene and xylene
  • ketone examples include methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl n-amyl ketone, jetyl ketone, and cyclohexanone;
  • ester examples include ethyl acetate, n-butyl acetate, i-amyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, 3-methoxybutyl acetate, and ethyl lactate;
  • Examples of the ether include ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol jetyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, and the like.
  • Examples of the alcohol include 1-hexanol, 4-methyl-2-pentanol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol mono And ethyl ether, ethylene glycol mono- ⁇ -propyl ether, ethylene glycol mono- ⁇ -butyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol mono- ⁇ -propyl ether, and the like. Of these, water-insoluble ones.
  • organic solvents can be used alone or in admixture of two or more.
  • the amount of the organic solvent used is preferably from 10 to 10 parts by weight, more preferably from 50 parts to 100 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total silane compounds.
  • the amount of water used in the production of the polyorganosiloxane having an epoxy group is preferably 0.5 to 100 times moles, more preferably 1 to 30 moles.
  • Examples of the catalyst that can be used include acids, alkali metal compounds, organic bases, titanium compounds, and zirconium compounds.
  • alkali metal compound examples include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium methoxide, potassium methoxide, sodium ethoxide, potassium ethoxide and the like.
  • organic base examples include primary and secondary organic amines such as ethylamine, jetylamine, piperazine, piperidine, pyrrolidine, and pyrrole;
  • Tertiary organic amines such as triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-ptylamine, pyridine, 4-dimethylaminopyridine, diazabicycloundecene;
  • Examples include quaternary organic amines such as tetramethylammonium hydroxide.
  • quaternary organic amines such as tetramethylammonium hydroxide.
  • tertiary organic amines such as tritylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, pyridine, 4-dimethylaminopyridine, quaternary organics such as tetramethylammonium hydroxide Aminka is preferred.
  • an alkali metal compound or an organic base is preferable as a catalyst for producing a polyorganosiloxane having an epoxy group.
  • an alkali metal compound or an organic salt group is preferable.
  • the desired polyorganosiloxane can be obtained at a high hydrolysis / condensation rate without causing side reactions such as ring opening of the epoxy group. It is preferable because it is excellent in production stability.
  • the liquid crystal aligning agent of the present invention containing a reaction product of polyorganosiloxane having an epoxy group synthesized using an alkali metal compound or an organic base as a catalyst and a cinnamic acid derivative (1) has storage stability. It is convenient because it is extremely excellent.
  • an organic base is particularly preferable.
  • the amount of organic base used varies depending on the type of organic base, reaction conditions such as temperature, etc., and should be set appropriately. For example, it is preferably 0.1 to 3 times the mol of all silane compounds. More preferably, it is 0.05-1 mol.
  • Hydrolysis or hydrolysis / condensation reaction in the production of polyorganosiloxane having an epoxy group consists of dissolving a silane compound having an epoxy group and other silane compounds as required in an organic solvent, and dissolving this solution. It is preferably carried out by mixing with an organic base and water and heating with, for example, an oil bath.
  • the heating temperature is preferably 1 30 or less, more preferably 40 to 100, preferably 0.5 to 12 hours, more preferably 1 to 8 hours. Is desirable.
  • the mixture may be stirred or placed under reflux.
  • washing After completion of the reaction, it is preferable to wash the organic solvent layer separated from the reaction solution with water.
  • washing with water containing a small amount of salt, for example, about 0.2% by weight ammonium nitrate aqueous solution is preferable because the washing operation becomes easy. Washing is carried out until the aqueous layer after washing becomes neutral, and then the organic solvent layer is dried with an appropriate desiccant such as anhydrous calcium sulfate or molecular sieves as necessary, and then the solvent is removed.
  • an appropriate desiccant such as anhydrous calcium sulfate or molecular sieves as necessary, and then the solvent is removed.
  • the desired polyorganosiloxane having an epoxy group can be obtained.
  • polyorganosiloxane having an epoxy group may be used.
  • examples of such commercially available products include DMS-E01, DS-E12, DMS-E21, and EMS-32 (above, manufactured by Chisso Corporation).
  • the radiation-sensitive polyorganosiloxane used in the present invention is synthesized by reacting a polyorganosiloxane having an epoxy group as described above with a cinnamic acid derivative (1), preferably in the presence of a catalyst.
  • a cinnamic acid derivative (1) is preferably from 0.001 to 1.5 mol, more preferably from 0.01 to 1 mol, more preferably from 0 to 1 mol of the epoxy group of the polyorganosiloxane. 0 5 to 0.9 moles are used.
  • an organic base or a compound known as a so-called curing accelerator that promotes the reaction between an epoxy compound and an acid anhydride can be used.
  • organic base examples include primary and secondary organic amines such as ethylamine, jetylamine, piperazine, piperidine, pyrrolidine, and pyrrole;
  • Tertiary organic amines such as triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, pyridine, 4-dimethylaminopyridine, diazabicycloundecene;
  • Examples include quaternary organic amines such as tetramethylammonium hydroxide.
  • quaternary organic amines such as tetramethylammonium hydroxide.
  • tertiary organic amines such as triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, pyridine, 4-dimethylaminopyridine; quaternary organics such as tetramethylammonium hydroxide Ammine is preferred.
  • curing accelerator examples include tertiary amines such as benzyldimethylamine, 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol, cyclohexyldimethylamine, and triethanolamine;
  • Benzyltriphenylphosphonium chloride tetra-n-butylphosphonium bromide, methyltriphenylphosphonium bromide, ethyltriphenylphosphine bromide, n-butyltriphenylphosphonium bromide , Tetraphenylphosphonium bromide, ethyltriphenylphosphine musdeide, ethyltriphenylphosphonium cetate, tetra-n-butyl phosphonium o, o-jetyl phosphodithionate, Tetra-n-butylphosphonium benzotriazolate, tetra-n-butylphosphonium tetrafluoroborate, tailor n-butylphosphonium tetraphenyl, tetraphenylphosphoniate Muteruhue Quaternary Fosufoniumu salt, such as Ruporeto;
  • 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene 1-7 and diazabicycloalkenes such as organic acid salts thereof;
  • Organometallic compounds such as zinc octylate, tin octylate, aluminum acetylethylacetone complexes;
  • Quaternary ammonium salts such as tetraethylammonium bromide, tetra-n-butylammonium bromide, tetraethylammonium chloride, tetra-n-butylammonium chloride;
  • Boron compounds such as boron trifluoride and triphenyl borate
  • Metal halides such as zinc chloride and stannic chloride
  • High melting point dispersion type latent curing accelerators such as dicyandiamide and amine addition accelerators such as adducts of amine and epoxy resin;
  • Microphone mouth type latent curing accelerator having a polymer coated surface of a curing accelerator such as the imidazole compound, organophosphorus compound or quaternary phosphonium salt; amine salt type latent curing accelerator;
  • Examples include latent curing accelerators such as high-temperature dissociation type thermal cationic polymerization type latent curing accelerators such as Lewis acid salts and Brensted acid salts.
  • quaternary ammonium salts such as tetraethyl ammonium bromide, tetra n-butyl ammonium bromide, tetraethyl ammonium chloride, and tetral n-butyl ammonium chloride are preferred.
  • the catalyst is preferably 100 parts by weight or less, more preferably from 0.001 to 100 parts by weight, and even more preferably from 0 to 100 parts by weight of the polyorganosiloxane having an epoxy group. Used in an amount of 1 to 20 parts by weight.
  • the reaction temperature is preferably 0 to 200, and more preferably 50 to 150.
  • the reaction time is preferably 0.1 to 50 hours, more preferably 0.5 to 20 hours.
  • the synthetic reaction of the radiation-sensitive polyorganosiloxane can be carried out in the presence of an organic solvent, if necessary.
  • the organic solvent include hydrocarbon compounds, ether compounds, ester compounds, ketone compounds, amide compounds, alcohol compounds, and the like.
  • ether compounds, ester compounds, and ketone compounds are the viewpoints of solubility of raw materials and products, and ease of purification of products.
  • the solvent is used in such an amount that the solid content concentration (the ratio of the total weight of components other than the solvent in the reaction solution to the total weight of the solution) is preferably 0.1% by weight or more, more preferably 5 to 50% by weight. Is done.
  • the radiation-sensitive polyorganosiloxane of the present invention introduces a structure derived from cinnamic acid derivative (1) by ring-opening addition of epoxy to polyorganosiloxane having an epoxy group.
  • This production method is simple and is a very suitable method in that the rate of introduction of structures derived from cinnamic acid derivatives can be increased.
  • a part of the cinnamic acid derivative is represented by the following formula (4) as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • R 19 is a monovalent organic group having 3 to 40 carbon atoms including an alkyl group or alkoxyl group having 4 to 20 carbon atoms or an alicyclic group, provided that the alkyl group or alkoxyl Some or all of the hydrogen atoms in the group may be substituted with fluorine atoms, R 2G is a single bond or a phenylene group, provided that when R 19 is an alkoxy group, R 2Q is a phenylene group.
  • the radiation-sensitive polyorganosiloxane is synthesized by reacting a polyorganosiloxane having an epoxy group with a mixture of a cinnamic acid derivative and a compound represented by the above formula (4).
  • R 19 in the above formula (4) is preferably an alkyl group or alkyloxy group having 8 to 20 carbon atoms, or a fluoroalkyl group or fluoroalkoxyl group having 4 to 21 carbon atoms, and R 2 (5 is a single bond or It is preferably a 1,4-phenylene group, and Z is preferably a carboxyl group.
  • Specific examples of the compound represented by the above formula (4) include, for example, the following formula (4 1) (4-4)
  • f is an integer of 1 to 10
  • g is an integer of 0 to 5
  • h is an integer of 5 to 20,
  • i in the equation is an integer from 1 to 3
  • j is an integer from 0 to 18, and
  • k in the above equation (4-4) is an integer from 1 to 18.
  • Preferred specific examples of the compound represented by the above formula (4) include dodecanoic acid, stearic acid, the following formulas (4-3-1) to (4-3-3) And the like, and the like.
  • the compound represented by the above formula (4) reacts with a cinnamic acid derivative (1) and a polyorganosiloxane having an epoxy group under the same reaction conditions as the cinnamic acid derivative (1) to form a photosensitive polyorganosiloxane. It is a compound that is introduced and becomes a site that imparts pretilt angle expression to the obtained liquid crystal alignment film.
  • the compound represented by the above formula (4) is hereinafter referred to as “another pretilt angle-expressing compound”.
  • the compound represented by the above formula (4) is preferably 50 mol% or less, more preferably 33 mol, based on the sum of the cinnamic acid derivative (1) and the compound represented by the above formula (4). % Or less can be used.
  • the use ratio of the compound represented by the above formula (4) exceeds 50 mol%, there is a problem that an abnormal domain is generated when the obtained liquid crystal display element is turned on (voltage application state). There is a case.
  • the liquid crystal aligning agent of the present invention contains the radiation sensitive polyorganosiloxane as described above.
  • the liquid crystal aligning agent of the present invention may further contain other components as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • other components include polymers other than radiation-sensitive polyorganosiloxane (hereinafter referred to as “other polymers”), curing agents, curing catalysts, curing accelerators, molecules.
  • other polymers include compounds having at least one epoxy group (hereinafter referred to as “epoxy compounds”), functional silane compounds, surfactants, and the like.
  • Said other polymer can be used in order to improve the solution characteristic of the liquid crystal aligning agent of this invention, and the electrical property of the liquid crystal aligning film obtained.
  • other polymer for example, at least one polymer selected from the group consisting of polyamic acid and polyimide, the following formula (S-2):
  • X 2 is a hydroxyl group, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 6 carbon atoms or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms; Y 2 Is a hydroxyl group or an alkoxyl group having 1 to 10 carbon atoms.
  • At least one selected from the group consisting of polysiloxanes, hydrolysates thereof and condensates of hydrolysates (hereinafter referred to as “other polysiloxanes”), polyamic acid esters, polyesters, polyamides, celluloses Derivatives, polyacetals, polystyrene derivatives, poly (styrene monophenylmaleimide) derivatives, poly (meth) acrylates, and the like.
  • the polyamic acid can be obtained by reacting tetracarboxylic dianhydride with diamine.
  • R 21 and R 22 are each a divalent organic group having an aromatic ring
  • R 23 and R 24 are each a hydrogen atom or an alkyl group.
  • a plurality of R 23 and R 24 may be the same or different.
  • An aliphatic or alicyclic tetracarboxylic dianhydride such as a compound represented by each of the following:
  • aromatic tetracarboxylic dianhydride such as a compound represented by each of the above can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
  • One naphtho [1, 2-c] Furan 1,3-Dione, 1, 3, 3 a, 4, 5, 9b—Hexahydro 8-methyl 1- (tetrahydro-1,2,5-dioxone 3-furanyl) 1-naphtho [1,2-c] furan 1,3-dione, 1,3,3 a, 4,5,9b-hexahydro-5 , 8-dimethyl-5- (
  • diamines used in the synthesis of the polyamic acid include P-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 4, 4'-diaminodiphenylmethane,
  • R 25 is a monovalent organic group having a ring structure containing a nitrogen atom selected from the group consisting of pyridine, pyrimidine, triazine, piperidine and piperazine, and X 3 Is a divalent organic group
  • R 26 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms
  • a 1 is an integer of 0 to 3
  • R 27 is a divalent organic group having a ring structure containing a nitrogen atom selected from the group consisting of pyridine, pyrimidine, triazine, piperidin and piperazine, and X 4 is Each of them is a divalent organic group
  • R 28 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms
  • a 2 is an integer of 0 to 4 respectively
  • a plurality of X 4 may be the same They may be different, and when there are multiple R 28 s , they may be the same or different.
  • a diamine having two primary amino groups and a nitrogen atom other than the primary amino group in the molecule such as a compound represented by:
  • R 29 is a divalent organic group selected from the group consisting of 10—, 1 COO—, 1 OCO—, —NHC 0, 1 CONH— and —CO—.
  • R 3Q is a monovalent organic group having a steroid skeleton, a monovalent organic group having a trifluoromethylphenyl group, a trifluoromethoxyphenyl group or a fluorinated phenyl group, or a carbon number of 6 to 30 is an alkyl group
  • R 31 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms
  • a 3 is an integer of 0 to 3, and when a plurality of R 31 are present, they may be the same or different. Good
  • R 32 is a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and a plurality of R 32 may be the same or different, and P is 1 to 3 respectively.
  • Q is an integer from 1 to 20.
  • diaminoorganosiloxanes such as compounds represented by the formula: These diamines can be used alone or in combination of two or more.
  • the benzene ring of the aromatic diamine may be substituted with one or two or more alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms (preferably a methyl group).
  • R 26 , R 28 and R 31 are preferably each a methyl group, and al, a 2 and a 3 are Each is preferably 0 or 1, more preferably 0.
  • R 3Q having a steroid skeleton examples include, for example, cholestane-3-yl group, cholester-5-ene 3-yl group, cholest _24-en-1-yl group, cholester 5 , 24-Gen 1-yl group, Lanostane 3-yl group, and the like.
  • D_II dodecanoxy 1,2-4-aminomino
  • pen decanoxy _ 2,4-diaminobenzene Hexadecanoxy-2,4-diaminobenzene, Octadecano-1,2,4-Diaminobenzene
  • Dodecanoxy 2,5-Diaminobenzene Penadecano-1,2,5-Diaminobenzene, Hexadecanoxy-1,2,5-Diaminobenzene, Octadecane 1,2,5-Diaminobenzene, following formula (D-8) to (D-16)
  • the polyamic acid synthesis reaction is preferably carried out in an organic solvent, preferably at a temperature of from 20 to 150, more preferably from 0 to 100, preferably from 1 to 48 hours, more preferably Is performed for 2 to 10 hours.
  • the organic solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the synthesized polyamic acid.
  • N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-di- Aprotic polar solvents such as methylformamide, N, N_dimethylimidazolidinone, dimethyl sulfoxide, aptilolactone, tetramethylurea, hexamethylphosphortriamide; m_cresol, xylenol, phenol, eight Mention may be made of phenolic solvents such as rogenated phenols.
  • the amount of organic solvent used (a: When organic solvent is used in combination with the poor solvent described later, it means the total amount of both).
  • B Total amount of tetracarboxylic dianhydride and diamine The amount should be 0.1 to 30% by weight with respect to the total amount of the reaction solution (a + b) Is preferred.
  • organic solvent alcohols, ketones, esters, ethers, halogenated hydrocarbons, hydrocarbons, etc., which are generally believed to be poor solvents for polyamic acids, are used in combination as long as they do not precipitate. be able to.
  • Such poor solvents include, for example, methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, cyclohexanol, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4 monobutanediol, triethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, Ethyl lactate, Peptyl lactate, Acetone, Methyl edyl ketone, Methyl isoptyl ketone, Cyclohexanone, Methyl oxalate, Ethyl acetate, Butyl acetate, Methyl methoxypropionate, Ethyl ethoxypropionate, Jetyl oxalate, Jetyl malonate, Jetyl ether, Ethylene glycol methyl ether, Ethylene glycol ethyl ether, Ethylene glycol-n_propyl ether, Ethylene glycol-I-propyl ether, Eth N-buty
  • the use ratio can be appropriately set within the range in which the polyamic acid to be produced does not precipitate, preferably 50% of all the solvents. Less than 20% by weight, more preferably 20% by weight or less.
  • reaction solution obtained by dissolving polyamic acid is obtained.
  • the reaction solution may be used as it is for the preparation of the liquid crystal aligning agent, and the polyamic acid contained in the reaction solution may be isolated and then used for the preparation of the liquid crystal aligning agent, or the isolated polyamic acid may be purified. You may use for preparation of a liquid crystal aligning agent.
  • Polyamic acid is isolated by pouring the reaction solution into a large amount of poor solvent to obtain a precipitate, and drying the precipitate under reduced pressure, or by distilling the reaction solution under reduced pressure using an evaporator. Can be performed.
  • the polyamic acid can be purified by a method in which the polyamic acid is dissolved again in an organic solvent and then precipitated in a poor solvent, or a method in which the step of evaporating under reduced pressure in an evaporator is performed once or several times.
  • the polyimide can be synthesized by dehydrating and ring-closing and imidizing a polyamic acid obtained by reacting tetracarboxylic dianhydride and diamine.
  • Examples of the tetracarboxylic dianhydride used for the synthesis of the polyimide include the same compounds as the tetracarboxylic dianhydride used for the synthesis of the polyamic acid described above.
  • tetracarboxylic dianhydride used for the synthesis of the polyimide that can be used in the present invention, it is preferable to use a tetracarboxylic dianhydride containing fl-cyclic tetracarboxylic dianhydride.
  • Particularly preferred alicyclic tetracarboxylic dianhydrides include 2, 3, 5-tricarboxycyclopentyl acetic acid dianhydride, 1, 3, 3 a, 4, 5, 9 b-hexahydro-5- (tetrahydro 2,5-dioxo 3-furanyl) 1-naphtho [1,2-c] furan 1,3-dione, 1,3,3 a, 4,5,9 b-hexahydro 8-methyl-5- ( Tetrahydro-1,2, ⁇ -dioxone-3-furanyl) Mononaphtho [1,2, -c] furan-1,3-dione, 3-oxabicyclo [3.2.1] octane-2,4-dione-6-spiro 1 '3 (tetrahydrofuran-2, 5, 5, dione), 5- (2,5-dioxotetrahydro-3-furanyl) 1 3-methyl-3-cyclohexene 1,2-dicarboxy
  • an alicyclic tetracarboxylic dianhydride and other tetracarboxylic dianhydrides may be used in combination.
  • the ratio of the alicyclic tetracarboxylic dianhydride in the total tetra force sulfonic dianhydride is preferably 10 mol% or more, more preferably 50 mol% or more.
  • Examples of the diamine used for the synthesis of the polyimide include the same compounds as the diamine used for the synthesis of the polyamic acid described above.
  • diamine used for the synthesis of the polyimide of the present invention it is preferable to use a diamine containing a diamine represented by the above formula (D—I I I).
  • a diamine containing a diamine represented by the above formula (D—I I I) Preferable specific examples include dodecanoxy-1,4-diaminobenzene, pen decanoxy-2,4-diaminobenzene, hexadecanoxy-1,2,4 among the compounds represented by the above formula (D-III).
  • the diamine represented by the above formula (D-III) and other diamine may be used in combination.
  • the other diamines preferred are p-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylsulfide, 1,5-diaminonaphthalene, 2, 2 '-Dimethyl-1,4,4'-diaminobiphenyl, 2,2'-ditrifluoromethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 2,7-diaminofluorene, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 2, 2 —Bis [4 (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 9, 9-bis (4-aminophenyl) fluorene, 2,2 Monobis [4 (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 2, 2 —Bis (4
  • the diamine represented by the above formula (D-III) is preferably 0.5% by weight or more based on the total diamine. Particularly preferably, 1% by weight or more is used.
  • the polyamic acid dehydration cyclization reaction for synthesizing the polyimide that can be used in the present invention includes (i) a method of heating the polyamic acid, or (ii) dissolving the polyamic acid in an organic solvent, A dehydrating agent and a dehydration ring-closing catalyst can be added to the mixture and heated as necessary.
  • the reaction temperature in the method for heating the polyamic acid of U) is preferably from 50 to 200, more preferably from 60 to 170. If the reaction temperature is less than 50, the dehydration ring-closure reaction does not proceed sufficiently, and if the reaction temperature is more than 200, the molecular weight of the resulting polyimide may decrease.
  • the dehydrating agent for example, an acid anhydride such as acetic anhydride, propionic anhydride, or trifluoroacetic anhydride may be used. it can.
  • the amount of the dehydrating agent used is preferably from 0.01 to 20 mol per mol of the amic acid structure.
  • tertiary amines such as pyridine, collidine, lutidine, and triethylamine can be used. However, it is limited to these There is no.
  • the amount of the dehydrating ring-closing catalyst used is preferably from 0.01 to 10 mol per 1 mol of the dehydrating agent used.
  • the organic solvent used for the dehydration ring closure reaction include the organic solvents exemplified as those used for the synthesis of polyamic acid.
  • the reaction temperature of the dehydration cyclization reaction is preferably 0 to 180: more preferably 10 to 15 50, and the reaction time is preferably 0.5 to 24 hours, more preferably Is 1 to 10 hours.
  • the polyimide obtained in the above method (i) may be directly used for the preparation of the liquid crystal aligning agent, or may be used for the preparation of the liquid crystal aligning agent after purifying the obtained polyimide.
  • a reaction solution containing polyimide is obtained. This reaction solution may be used as it is for the preparation of the liquid crystal aligning agent, or may be used for the preparation of the liquid crystal aligning agent after removing the dehydrating agent and the dehydrating ring-closing catalyst from the reaction solution, and the polyimide was isolated. It may be used for preparing a liquid crystal aligning agent, or may be used for preparing a liquid crystal aligning agent after purifying the isolated polyimide.
  • the isolation and purification of the polyimide can be performed by performing the same operations as described above as the isolation and purification method of the polyamic acid.
  • the polyimide that can be used in the present invention may be one in which all of the amic acid structure is dehydrated, a part of the amic acid structure is dehydrated and closed, and the imide ring structure and the amic acid structure coexist. It may have a low imidization ratio.
  • the imidation ratio in the polyimide that can be used in the present invention is preferably 80% or more, and more preferably 85% or more.
  • the “imidation ratio” is a percentage of the number of imide rings to the total number of amic acid structures and the number of imide rings in the polymer. At this time, a part of the imide ring may be an isoimide ring.
  • the imidation rate is calculated by the following formula (i) based on the results of 1 H-NMR measurement at room temperature using tetramethylsilane as a reference substance by dissolving polyimide in a suitable deuterated solvent (eg deuterated dimethyl sulfoxide). Can be requested.
  • Imidization rate (%) (1— A i / AX ⁇ ) X 1 0 0 (i)
  • a 1 is the peak area derived from protons of NH groups appearing near 10 ppm in chemical shift
  • a 2 is the peak area derived from other protons
  • is a polyimide precursor (polyamic It is the number ratio of other protons to one proton of the ⁇ group in (acid). )
  • the polyamic acid and the polyimide may be of a terminal modified type with a controlled molecular weight.
  • a terminal-modified type can be synthesized by adding a molecular weight regulator to the reaction system when synthesizing the polyamic acid.
  • the molecular weight regulator include -anhydride, monoamine compound, monoisocyanate compound and the like.
  • examples of the acid monoanhydride include maleic anhydride, fuuric anhydride, itaconic anhydride, n-decyl succinic anhydride, n-dodecyl succinic anhydride, n-tetradecyl succinic anhydride. , N-hexadecyl succinic anhydride and the like.
  • Monoamine compounds include, for example, aniline, cyclohexylamine, n-butylamine, n-pentylamine, n-hexylamine, n-heptylamine, n-year-old tilamine, n-nonylamine, n-decylamine, n-undecylamine. , N-dodecylamine, n-tridecylamine, n-tetradecylamine, n-pentadecylamine, n_hexadecylamine, n-heptadecylamine, n-octadecylamine, n-eicosylamine, and the like.
  • Examples of the monoisocyanate compound include phenyl isocyanate and naphthyl isocyanate.
  • the molecular weight regulator is preferably 20 parts by weight or less, more preferably 5 parts by weight or less, with respect to 100 parts by weight of the total of the tetracarboxylic dianhydride and diamine used when synthesizing the polyamic acid. Used in One solution viscosity
  • the polyamic acid or polyimide obtained as described above preferably has a solution viscosity of 20 to 80 OmPa ⁇ s when a solution having a concentration of 10% by weight is obtained. More preferably, it has a solution viscosity of ⁇ 500 mPa, s.
  • the solution viscosity (mPa ⁇ s) of the above polymer is a value measured at 25 using an E-type viscometer for a polymer solution having a concentration of 10% by weight using a good solvent for the polymer. It is. [Other polysiloxanes]
  • the polysiloxane having a repeating unit represented by the above formula (S-2), at least one selected from the group consisting of a hydrolyzate thereof and a condensate of the hydrolyzate (other polysiloxanes) includes the above formula.
  • X 2 is preferably a polyorganosiloxane having an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms.
  • Such other polysiloxane is, for example, at least one silane compound selected from the group consisting of an alkoxysilane compound and an octarogenated silane compound (hereinafter also referred to as “raw silane compound”), preferably an appropriate organic solvent. It can be synthesized by hydrolysis or hydrolysis / condensation in the presence of water and a catalyst.
  • Examples of the raw material silane compound that can be used here include tetramethoxysilane, tetra-oxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetra-iso-propoxy-silane, tetra-n-butoxy-silane, and tetra-silane.
  • organic solvents examples include alcohol compounds, ketone compounds, amide compounds, ester compounds, and other aprotic compounds. These can be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of the alcohol compound include methanol, ethanol, ⁇ -propanol, i-propanol, n-butanol, i-butanol, sec-butanol, t-butanol, and n-pen.
  • Ethylene glycol 1,2-propylene glycol, 1,3-butyleneglycol Phenoldiol-2, 4, 2-Methylpentanediol-2, 4, Hexanediol-2, 5, Heppentanediol-2, 4, 2-Ethylhexanediol 1, 3, Diethylene glycol, Polyhydric alcohol compounds such as dipropylene glycol, triethylene glycol, tripropylene glycol;
  • ketone compound examples include acetone, methyl ethyl ketone, methyl n-propyl ketone, methyl n-butyl ketone, jetyl ketone, methyl i-butyl ketone, methyl n-pentyl ketone, ethyl n-butyl ketone, methyl n-hexyl ketone.
  • Monoketone compounds such as di-i-i-butyl ketone, trimethylnonanone, cyclohexanone, 2-hexanone, methylcyclohexanone, 2,4-pentanedione, acetonylacetone, acetophenone, fenchon, etc .;
  • amide compound examples include formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N-ethylformamide, N, N-jetylformamide, acetoamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, N-ethylacetamide, N, N-jetylacetamide, N-methylpropionamide, N-methylpyrrolidone, N-formylmorpholine, N-formylpiperidine, N-formylpyrrolidine, N-acetyl Examples include morpholine, N-acetylpiperidine, N-acetylpyrrolidine and the like. These amide compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • ester compound examples include jetyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, jetyl carbonate, methyl acetate, ethyl acetate, alpha-ptyrolactone, alphavalerolactone, n-propyl acetate, i-propyl acetate, and n-acetate.
  • Examples of the other aprotic compounds include acetonitrile, dimethyl sulfoxide, N, N, ⁇ ', ⁇ ' -tetraethylsulfamide, hexamethylphosphoric triamide, ⁇ _methylmorpholone, ⁇ ⁇ -methylpyrrole, ⁇ -Ethylpyrrole, ⁇ -Methyl- ⁇ 3-pyrroline, ⁇ -Methylpiperidine, ⁇ -Ethylpiperidine, ⁇ , ⁇ -Dimethylbiperazine, ⁇ -Methylimidazole, ⁇ -Methyl-4-piperidone, ⁇ -Methyl-2-piperidone, ⁇ -Methyl-2-pyrrolidone, 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinone, 1,3-Dimethyltetrahydro-2- (1H) -Pyrimidinone .
  • polyhydric alcohol compounds polyhydric alcohol compounds
  • partial ethers of planar alcohol compounds or ester compounds are particularly preferred.
  • the amount of water used in the synthesis of other polysiloxanes is preferably 0.5 to 100 moles with respect to 1 mole of the total amount of alkoxyl groups and octalogen atoms in the raw material silane compound. More preferably, it is 1 to 30 mol, and further preferably 1 to 1.5 mol.
  • metal chelate compounds include triethoxy mono (acetylethyl toner) titanium, tri-eta-propoxy mono (acetyl acetate toner), tri-i monopropoxy mono (acetyl etherate) titanium, tri n—Butoxy Mono (Acetylacetonate) Titanium, Tory sec —Butoxy Mono (Acetylasetonate) Titanium, Tory t-Butoxy Mono (Acetylasetoner) Titanium, Diethoxy Bis (Acetyl) N-propoxy bis (acetyl acetonate) 'titanium, di-i _propoxy bis (acetyl cetate) titanium, zy n-butoxy bis (acetyl acetonate) titanium , G sec-Butoxy Bis (Acetylacetonate) Titanium, Tert-Butoxy, Bis (Acetylacetonate) Titanium, Monoethoxy Tris (Acetylasetonate) Titanium, Mono-n-
  • Examples thereof include aluminum chelate compounds such as tris (acetylacetonate) aluminum and tris (ethylacetoacetate) aluminum.
  • Examples of the organic acid include acetic acid, propionic acid, butanoic acid, pentanoic acid, hexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, oxalic acid, maleic acid, methylmalonic acid, adipic acid, sebacic acid, Gallic acid, Butyric acid, Mellitic acid, Arachidonic acid, Shikimic acid, 2-Ethylhexanoic acid, Oleic acid, Stearic acid, Linoleic acid, Linolenic acid, Salicylic acid, Benzoic acid, P-Aminobenzoic acid, P-Toluenesulfonic acid, Examples thereof include benzenesulfonic acid, monochloroacetic acid, dichloroacetic acid,
  • Examples of the inorganic acid include hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid, and phosphoric acid.
  • organic base examples include pyridine, pyrrole, piperazine, pyrrolidine, piperidine, picoline, trimethylamine, triethylamine, monoethanolamine, diethanolamine, dimethylmonoethanolamine, monomethylgermanolamine, triethanol.
  • alkali metal compound examples include sodium hydroxide, potassium hydroxide, barium hydroxide, calcium hydroxide and the like.
  • These catalysts may be used alone or in combination of two or more.
  • metal chelate compounds organic acids or inorganic acids are preferred. More preferably, it is a titanium chelate compound or an organic acid.
  • the amount of the catalyst to be used is preferably 0.01 to 10 parts by weight, more preferably 0.01 to! Parts by weight.
  • Water added during the synthesis of other polysiloxanes can be added intermittently or continuously in the raw material silane compound or in a solution of the silane compound dissolved in an organic solvent.
  • the catalyst may be added in advance to a raw material silane compound or a solution in which the silane compound is dissolved in an organic solvent, or may be dissolved or dispersed in added water.
  • the reaction temperature in the synthesis of other polysiloxanes is preferably 0 to 100, more preferably 15 to 80.
  • the reaction time is preferably 0.5 to 24 hours, more preferably 1 to 8 hours.
  • the content of the other polymer is as follows: Radiation sensitive polyorganosiloxane It is preferable that the amount is not more than 10 parts by weight and not more than 100 parts by weight. The more preferable content of the other polymer varies depending on the type of the other polymer.
  • liquid crystal aligning agent of the present invention contains at least one polymer selected from the group consisting of radiation-sensitive polyorganosiloxane, polyamic acid and polyimide
  • the total amount of polyamic acid and polyimide with respect to 100 parts by weight of radiation-sensitive polyorganosiloxane is 10 to 5 parts by weight, and further 200 parts by weight to 200 parts by weight. Is preferred.
  • the liquid crystal aligning agent of the present invention contains a radiation-sensitive polyorganosiloxane and another polysiloxane
  • the more preferred use ratio of both is the cinnamic acid-containing polysiloxane of the present invention 100 parts by weight.
  • Other polysiloxa against The amount of hydrogen is from 100 to 2,000 parts by weight.
  • the type of the other polymer is at least selected from the group consisting of polyamic acid and polyimide.
  • One polymer or another polysiloxane is preferred.
  • the curing agent and the curing catalyst can be contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention for the purpose of further strengthening the crosslinking reaction of the radiation-sensitive polyorganosiloxane, and the curing accelerator performs the curing reaction controlled by the curing agent. For the purpose of promoting, it can be contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention.
  • a curing agent generally used for curing a curable compound having an epoxy group or a curable composition containing a compound having an epoxy group can be used.
  • examples thereof include polyvalent carboxylic acid anhydrides and polyvalent carboxylic acids.
  • polyvalent sulfonic acid anhydride examples include cyclohexanetricarboxylic acid anhydride and other polyvalent carboxylic acid anhydrides.
  • hexanetricarboxylic acid anhydride examples include, for example, cyclohexane-1,3,4_-tricarboxylic acid-3,4-anhydride, cyclohexane-1,3,5-tricarboxylic acid 3,5-anhydride, cyclohexane-1,2,3-tricarboxylic acid 1,2,3-acid anhydride, etc.
  • polyhydric carboxylic acid anhydrides include, for example, 4- Methyltetrahydrofuranic anhydride, methylnadic anhydride, dodecenyl succinic anhydride, succinic anhydride, maleic anhydride, phthalic anhydride, anhydrous trimellitic anhydride, the following formula (5)
  • r is an integer of 1 to 20
  • an antimony hexafluoride compound for example, an antimony hexafluoride compound, a phosphorous hexafluoride compound, an aluminum trisacetylacetonate, or the like can be used. These catalysts can catalyze the cationic polymerization of epoxy groups by heating.
  • the curing accelerator include imidazole compounds;
  • Organometallic compounds such as zinc octylate, tin octylate, aluminum acetylethylacetone complexes;
  • Boron compounds such as boron trifluoride and triphenyl borate; metal halides such as zinc chloride and stannic chloride,
  • High melting point dispersion type latent curing accelerator such as dicyandiamide, amine addition accelerator such as adduct of amine and epoxy resin;
  • a microcapsule type latent curing accelerator with a polymer coated surface such as quaternary phosphonium salt
  • An amine salt type latent curing agent accelerator examples thereof include high-temperature dissociation type thermal cationic polymerization type latent hardening accelerators such as Lewis acid salts and Blensted acid salts.
  • the said epoxy compound can be used from a viewpoint of improving the adhesiveness with respect to the substrate surface of the liquid crystal aligning film formed from the liquid crystal aligning agent of this invention.
  • epoxy compound examples include ethylene dallicol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, tripropylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, neopentyldaricol diglycidyl ether, 1, 6-hexanediol diglycidyl ether, glycerin diglycidyl ether, 2, 2-dibromoneopentylglycol diglycidyl ether, 1, 3, 5, 6-tetraglycidyl 2,4-hexanehexane, N, N , N ' ; N' —tetraglycidyl m-xylenediamine, 1,3-bis (N, N-diglycidylaminomethyl) cyclohexane, N, N, N ′, ⁇ , 1 tetraglycidyl 1, 4 '-Diaminodipheny
  • the use ratio of these epoxy compounds is the total of the polymers (the total of the radiation-sensitive polyorganosiloxane and other polymers. The same shall apply hereinafter.)
  • the amount is preferably 40 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight. More preferably, it is 0.1 to 30 parts by weight.
  • Examples of the functional silane compounds include 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 2-aminopropyl trimethoxysilane, 2-aminopropyltriethoxysilane, ⁇ — ( 2-aminoethyl) —3-aminomino trimethoxysilane, ⁇ — (2-aminoethyl) 3-aminoaminomethyldimethoxysilane, 3-ureidopropyl-trimethoxysilane 3-ureidopropyl-trioxysilane, N-ethoxycarbonyl trimethoxysilane, N-ethoxycarbonyl 3-aminopropyltriethoxysilane, N-triethoxysilylpropyltriethylenetria , N-trimethoxysilylpropyltriethylenetriamine, 1O-trimethoxysilyl-1,4,7-triazadecane, 10-tri
  • the use ratio of these functional silane compounds is preferably 4 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the total polymer.
  • surfactant examples include nonionic surfactants, anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, silicone surfactants, polyalkylene oxide surfactants, and fluorine-containing surfactants. it can.
  • the content is preferably 10 parts by weight or less, more preferably 1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the entire liquid crystal aligning agent. Less than parts by weight.
  • the liquid crystal aligning agent of the present invention contains a radiation-sensitive polyorganosiloxane as an essential component, and additionally contains other components as necessary.
  • each component is an organic solvent. It is prepared as a solution-like composition dissolved in As an organic solvent that can be used to prepare the liquid crystal aligning agent of the present invention, Those that dissolve the radiation-sensitive polyorganosiloxane and other optional ingredients and do not react with them are preferred.
  • the organic solvent that can be preferably used in the liquid crystal aligning agent of the present invention varies depending on the type of other polymer that is optionally added.
  • the liquid crystal aligning agent of the present invention contains at least one polymer selected from the group consisting of radiation-sensitive polyorganosiloxane, polyamic acid and polyimide, synthesis of polyamic acid
  • the solvent illustrated as what is used for reaction can be mentioned.
  • the poor solvents exemplified as those that can be used together in the synthesis reaction of polyamic acid can be appropriately selected and used together.
  • Particularly preferred organic solvents that can be used in this case include N-methyl-2-pyrrolidone, aptyrolactone, carbyrolactam, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, 4-hydroxy-4 monomethyl-2-pentanone, ethylene glycol monomethyl ether, butyl lactate, butyl acetate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, ethylene glycol methyl ether, ethylene glycol ether ether , Ethylene glycol-n-propyl ether, ethylene glycol one-propyl ether, ethylene glycol one n-butyl ether (butyl sorbate), ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol one-ethyl ether, diethylene glycol Cole dimethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl
  • liquid crystal aligning agent of the present invention contains only a radiation-sensitive polyorganosiloxane as a polymer
  • Preferred organic solvents in the case of those containing polysiloxane include, for example, 1 ethoxy 2-propanol, propylene glycol monoethyl ether, propylene bricol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol Monoacetate, dipropylene glycol methyl ether, dipropylene glycol ether ether, dipropylene glycol propyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl Ether (Butyl solvate), Ethylene glycol monoamyl ether, Ethylene Glycol monohexyl ether, diethylene glycol, methyl cetosolv acetate
  • n-propyl oxalate i-propyl acetate, n-propyl acetate, i-butyl acetate, sec-butyl acetate, n-pentyl acetate, sec-pentyl acetate and the like can be mentioned.
  • the solid content concentration in the liquid crystal aligning agent of the present invention (total weight force of components other than the solvent in the liquid crystal aligning agent S ratio to the total weight of the liquid crystal aligning agent) is selected in consideration of viscosity, volatility, and the like.
  • the A preferable solid content concentration is in the range of 1 to 10% by weight. That is, the liquid crystal aligning agent of the present invention is applied to the substrate surface to form a coating film that becomes a liquid crystal aligning film. If the solid content concentration is less than 1% by weight, If the solid content concentration exceeds 10% by weight, the coating film thickness becomes excessive and it is difficult to obtain a good liquid crystal alignment film.
  • the viscosity force S of the liquid crystal aligning agent increases, resulting in poor coating properties.
  • the particularly preferable solid concentration range varies depending on the method used when applying the liquid crystal aligning agent to the substrate. For example, when the spinner method is used, the range of 1.5 to 4.5% by weight is particularly preferable. In the case of the printing method, it is particularly preferred that the solids concentration is in the range of 3 to 9% by weight, so that the solution viscosity is in the range of 12 to 5 O mPa-s. In the case of the ink jet method, it is particularly preferable that the solid content concentration is in the range of 1 to 5% by weight, and thereby the solution viscosity is in the range of 3 to 15 mPa-s.
  • the temperature at which the liquid crystal aligning agent of the present invention is prepared is preferably 0 to ⁇ 20 O: and more preferably 20 to 60. Forming method of liquid crystal alignment film>
  • the liquid crystal aligning agent of this invention can be used conveniently in order to form a liquid crystal aligning film by the photo-alignment method.
  • Examples of a method for forming a liquid crystal alignment film include a method of forming a coating film by coating the liquid crystal alignment film of the present invention on a substrate, and then applying a liquid crystal alignment ability to the coating film by a photo-alignment method. Can do.
  • the liquid crystal aligning agent of the present invention is appropriately applied to the transparent conductive film side of the substrate provided with the patterned transparent conductive film, for example, a roll coating method, a spinner method, a printing method, an ink jet method, or the like.
  • the film is applied by a method, for example, heated at a temperature of 40 to 2 ⁇ 0 for 0.1 to 12 minutes to form a coating film.
  • the thickness of the coating film is preferably from 0.01 to Im, more preferably from 0.05 to 0.5 m, as the thickness after removal of the solvent.
  • the substrate examples include glass such as float glass and soda glass, a transparent substrate made of plastic such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethersulfone, polycarbonate, and poly (fl olefin olefin). Can be used.
  • glass such as float glass and soda glass
  • transparent substrate made of plastic such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethersulfone, polycarbonate, and poly (fl olefin olefin).
  • plastic such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethersulfone, polycarbonate, and poly (fl olefin olefin).
  • Examples of the transparent conductive film, S n 0 2 consists NESA film, I n 2 ⁇ 3 - or the like can be used consisting of S N_ ⁇ 2 I TO film.
  • a photo-etching method or a method using a mask when forming a transparent conductive film Etc. are used.
  • the coating film is irradiated with linearly polarized light or partially polarized radiation or non-polarized radiation, and optionally further subjected to heat treatment at a temperature of 150 to 2 ⁇ 0, preferably for 1 to 120 minutes,
  • a liquid crystal alignment film can be formed by imparting liquid crystal alignment ability.
  • the radiation for example, ultraviolet light including visible light having a wavelength of 150 to 800 nm and visible light can be used, but ultraviolet light including light having a wavelength of 300 to 400 nm is preferable, and 300 nm or more and less than 365 nm. Ultraviolet light containing light of a wavelength is more preferable.
  • the liquid crystal aligning agent of the present invention does not cause a photoreaction with light having a wavelength longer than 365 nm, the liquid crystal panel can be produced without any trouble in the process. There is also an advantage of long-term stability against backlight light during use.
  • the irradiation may be performed from a direction perpendicular to the substrate surface, or from an oblique direction to give a pretilt angle, or a combination of these. You may go.
  • the direction of irradiation needs to be oblique.
  • the radiation dose is preferably 1 JZm 2 or more and less than 10 OO JZm 2 , more preferably 10 to 3, OOOJZm 2 .
  • a liquid crystal alignment ability was imparted to a coating film formed from a conventionally known liquid crystal aligning agent by a photo-alignment method
  • a radiation dose of 10,000 JZm 2 or more was necessary.
  • the liquid crystal aligning agent of the present invention is used, good liquid crystal alignment is possible even when the irradiation dose in the photo-alignment method is 3, OOOJZm 2 or less, further 1, OOO JZm 2 or less, particularly 800 J / m 2 or less. Can contribute to the reduction of manufacturing costs for liquid crystal display elements.
  • the liquid crystal display element formed using the liquid crystal aligning agent of this invention can be manufactured as follows, for example.
  • the liquid crystal cell is configured by sealing the peripheral part between the substrates with a sealing agent, injecting and filling liquid crystal, and sealing the liquid crystal injection port. Next, it is desirable to heat the liquid crystal cell to a temperature at which the liquid crystal used takes an isotropic phase, and then cool it to room temperature to remove the flow alignment at the time of injection.
  • a polarizing plate is bonded to both surfaces so that the polarization direction forms a predetermined angle with the orientation axis of the liquid crystal alignment film of the substrate, whereby a liquid crystal display element can be obtained.
  • liquid crystal alignment film When the liquid crystal alignment film is horizontally aligned, the angle formed by the polarization direction of the irradiated linearly polarized radiation and the angle between each substrate and the polarizing plate are adjusted on the two substrates on which the liquid crystal alignment film is formed.
  • a liquid crystal display element having a TN type or S TN type liquid crystal cell can be obtained.
  • the cell when the liquid crystal alignment film is vertically aligned, the cell is configured so that the directions of the easy alignment axes of the two substrates on which the liquid crystal alignment film is formed are parallel, and the polarizing plate is A liquid crystal display element having a vertical alignment type liquid crystal cell can be obtained by bonding so that the polarization direction forms an angle of 45 ° with the easy alignment axis.
  • the sealing agent for example, an aluminum oxide sphere as a spacer and an epoxy resin containing a curing agent can be used.
  • liquid crystal for example, a nematic liquid crystal, a smectic liquid crystal, or the like can be used.
  • a TN liquid crystal cell or an S TN liquid crystal cell those having positive dielectric anisotropy to form a nematic liquid crystal are preferable.
  • biphenyl liquid crystal, phenyl cyclohexane liquid crystal, ester liquid crystal, Terfenyl liquid crystals, biphenylcyclohexane liquid crystals, pyrimidine liquid crystals, dioxane liquid crystals, bicyclooctane liquid crystals, cubane liquid crystals and the like are used.
  • cholesteric liquid crystals such as cholestyl chloride, cholesteryl carbonate, and cholesteryl carbonate; trade names “C-15” and “CB-15” (manufactured by Merck)
  • C-15 and CB-15 Such a chiral agent
  • ferroelectric liquid crystal such as p-decyloxybenzylidene-p-amino-2-methylbutyl cinnamate may be further added and used.
  • ferroelectric liquid crystal such as p-decyloxybenzylidene-p-amino-2-methylbutyl cinnamate
  • a vertical alignment type liquid crystal cell those having a negative dielectric anisotropy to form a nematic type liquid crystal are preferable.
  • a dicyanobenzene liquid crystal for example, a dicyanobenzene liquid crystal, a pyridazine liquid crystal, a Schiff base liquid crystal, an azoxy liquid crystal, ⁇ Liquid liquid crystal, phenylcyclohexane liquid crystal, etc. are used.
  • a polarizing film As a polarizing plate used outside the liquid crystal cell, a polarizing film called an “H film” in which polyvinyl alcohol is stretched and absorbed while absorbing iodine is sandwiched between cellulose acetate protective films, or the H film itself.
  • the liquid crystal display element of the present invention manufactured by force is excellent in various properties such as display characteristics and long-term reliability.
  • the weight average molecular weight is a polystyrene equivalent value measured by gel permeation chromatography under the following conditions.
  • Table 1 shows the viscosity, Mw and epoxy equivalent of the polyorganosiloxane EPS-1.
  • Polyorganosiloxane EPS-2 and 3 having epoxy groups were obtained as viscous transparent liquids in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the raw materials used were as shown in Table 1.
  • a polyorganosiloxane EPS-4 having the following composition was obtained.
  • Table 1 shows the weight average molecular weight Mw and epoxy equivalent of this polyorganosiloxane EPS-4.
  • the abbreviations of the raw material silane compounds have the following meanings, respectively.
  • the compound (2-1-1-1) was synthesized by a method different from the synthesis example 2-1 (1).
  • the compound (2-1 1 1 1 1) was synthesized by a method different from the synthesis examples 2_1 (1) and 2-1 (2).
  • a 1 L three-necked flask equipped with a nitrogen inlet tube and thermometer is charged with 26.4 g of the compound obtained above (2. 1-1-1 A) and 1.38 g of tetrakistriphenylphosphine palladium. Replaced with nitrogen.
  • 4.8 mL of dried and degassed acrylic acid, 25 mL of triethylamine and 60 OmL of N, N-dimethylformamide were added with a syringe, and the mixture was stirred at 90 for 3 hours to carry out the reaction. After completion of the reaction, the reaction mixture was poured into a dilute hydrochloric acid aqueous solution cooled with ice, and further ethyl acetate was added for liquid separation.
  • a 20 OmL eggplant flask equipped with a reflux tube was charged with 12 g of cyclohexane 1,2,4-tricarboxylic anhydride, 3 OmL of thionyl chloride and 0.1 mL of N, N-dimethylformamide, and at 80 for 1 hour.
  • the reaction was carried out under reflux.
  • the thionyl chloride was removed under reduced pressure, methylene chloride was added to the residue, and the organic layer was washed successively with a saturated aqueous sodium bicarbonate solution and water, and then magnesium sulfate. After drying with, concentrating and drying, tetrahydrofuran was added to make a solution.
  • the compound (3-2-1-1-1) was synthesized.
  • 1,2,3,4-Cyclobutanetetracarboxylic dianhydride 98 g (0.50 molar equivalent) as tetracarboxylic dianhydride and pyromellitic dianhydride 109 g (0.50 molar equivalent) and 198 g (1.0 molar equivalent) of 4,4'-diaminodiphenylmethane as diamine were dissolved in 2,290 g of N-methyl-2-pyrrolidone and reacted at 40 for 3 hours. After adding 1,350 g of N-methyl_2_pyrrolidone, about 4,000 g of a solution containing 10% by weight of polyamic acid (PA-2) was obtained. The solution viscosity of this polyamic acid solution was 135 m Pa's.
  • PA— 2 polyamic acid
  • N-methyl-2-pyrrolidone was added to measure the solution viscosity as a solution having a polymer concentration of 10% by weight.
  • the solution viscosity was 6 OmPa ⁇ s.
  • 2,700 g of N-methyl-2-pyrrolidone was added to the obtained polyamic acid solution, 396 g of pyridine and 409 g of acetic anhydride were added, and a dehydration ring closure reaction was performed at 110 at 4 hours.
  • N-methyl-2-pyrrolidone 2,700 g was added to the obtained polyamic acid solution, 396 g of pyridine and 306 g of acetic anhydride were added, and dehydration ring closure reaction was performed at 110 at 4 hours. After dehydration and cyclization, the solvent in the system is replaced with new N-methyl-2-pyrrolidone, thereby containing 9.0% by weight of polyimide (PI-3) with an imidization ratio of about 89% About 3,500 g was obtained.
  • PI-3 polyimide
  • 2,3,5-tricarboxycyclopentyl acetate dianhydride as tetracarboxylic dianhydride, 19.9 g (0.089 mole) and p-phenylenediamine, 6.8 g (0.063 mole) as diamine, 4,4'-Diaminodiphenylbenzene 3.6 g (0.018 mol) and 4.7 g (0.009 mol) of the compound represented by the above formula (D-10) were mixed with N-methyl_2_pyrrolidone. It was dissolved in 140 g and reacted at 60 for 4 hours.
  • a small amount of the obtained polyamic acid solution was collected, and N-methyl-2-pyrrolidone was added to measure the solution viscosity as a solution having a polymer concentration of 10% by weight.
  • the solution viscosity was 115 mPa ⁇ s.
  • N-methyl-2-pyrrolidone 325 g was added to the obtained polyamic acid solution, 14 g of pyridine and 18 g of succinic anhydride were added, and dehydrocyclization reaction was performed at 110 for 4 hours. After the dehydration and ring closure reaction, the solvent in the system was replaced with new N-methyl-2-pyrrolidone, so that about 220 g of a solution containing 15.4% by weight of polyimide (PI 15) with an imidation rate of about 77% Got.
  • PI 15 polyimide
  • 2,9,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride as tetracarboxylic dianhydride 20.9 g (0.093 mol) and p-phenol diendiamine 9.2 g (0.085 mol) as diamine ) And 4.9 g (0.009 mol) of the compound represented by the above formula (D-10) are dissolved in 140 g of N-methyl-2-pyrrolidone and reacted at 60 for 4 hours to contain polyamic acid. A solution was obtained. Collect a small amount of the resulting polyamic acid solution, and add N-methyl-2-pyrrolide. When the solution viscosity was measured as a solution having a polymer concentration of 10% by weight, it was 126 mPa ⁇ s.
  • N-methyl-2-pyrrolidone 325 g was added to the obtained polyamic acid solution, 7.4 g of pyridine and 9.5 g of acetic anhydride were added, and dehydration ring closure was performed at 110 for 4 hours. After the dehydration and ring closure reaction, the solvent in the system is replaced with new N-methyl-2-pyrididone to contain 16.1% by weight of polyimide (PI _ 6) with an imidization ratio of about 54% About 220 g of solution was obtained.
  • PI _ 6 polyimide
  • N-methyl-2-pyrrolidone 325 g was added to the obtained polyamic acid solution, 6.6 g of pyridine and 8.5 g of acetic anhydride were added, and dehydration ring closure was performed at 110 for 4 hours. After the dehydration and ring closure reaction, the solvent in the system was replaced with new N-methyl-2-pyrrolidone, so that about 210 g of a solution containing 15.9% by weight of polyimide (PI-7) with an imidation ratio of about 55% Got.
  • PI-7 polyimide
  • N-methyl-2-pyrrolidone 325 g was added to the obtained polyamic acid solution, 6.7 g of pyridine and 8.7 g of acetic anhydride were added, and dehydration ring closure reaction was performed at 110 at 4 hours. After the dehydration ring closure reaction, the solvent in the system was replaced with new N-methyl-2-pyrrolidone, so that a solution containing about 15.8% by weight of polyimide (P 1-8) with an imidization ratio of about 52% was obtained. g was obtained.
  • N-methyl-2-pyrrolidone 325 g was added to the obtained polyamic acid solution, 6. lg of pyridine and 7.9 g of acetic anhydride were added, and dehydration ring closure was performed at 110 at 4 hours. After the dehydration ring closure reaction, the solvent in the system is replaced with new N-methyl-2- By replacing the solvent with pyrrolidone, about 210 g of a solution containing 15.4% by weight of polyimide (PI 9) having an imidization ratio of about 55% was obtained.
  • PI 9 polyimide having an imidization ratio of about 55%
  • a 20 OmL three-necked flask equipped with a condenser was charged with 20.8 g of tetraethoxysilane and 28.2 g of 1-ethoxy-2-propanol, heated to 60 and stirred.
  • an aqueous maleic anhydride solution prepared by dissolving 0.26 g of maleic anhydride in 10.8 g of water prepared in another flask with a volume of 2 OmL, and the reaction was continued by heating and stirring at 60 t: for an additional 4 hours. went.
  • the solvent was distilled off from the obtained reaction mixture, 1-ethoxy-2-propanol was added, and the mixture was concentrated again to obtain a polymer solution containing 10% by weight of polyorganosiloxane PS-1.
  • the weight average molecular weight Mw of P S-1 was 5,100.
  • Example 2-1 In a 20 OmL three-necked flask equipped with a reflux tube, 5.0 g of the polyorganosiloxane EPS-1 having an epoxy group obtained in Synthesis Example 1 was used as the cinnamic acid derivative (1), and Example 2-1 was used. 5.18 g (corresponding to 5 Omo 1% with respect to the epoxy group of polyorganosiloxane) of compound (2-1-1) (1) obtained in (1) and terabutyl ammonium 0.5 g of mubromide was charged, N, N-dimethylacetamide was added so that the solid concentration was 20% by weight, and the reaction was carried out at 120 for 10 hours. After completion of the reaction, methanol is added to form a precipitate.
  • Example IE-1 the type of polyorganosiloxane having an epoxy group and the type and amount of cinnamic acid derivative (1) were changed as shown in Table 2, respectively.
  • radiation-sensitive polyorganosiloxane S—IE—2 to S_IE—8 was synthesized.
  • Table 2 shows the weight average molecular weight Mw of these radiation-sensitive polyorganosiloxanes.
  • Examples IE-6 and 7 two types of cinnamic acid derivatives (1) were used.
  • cinnamic acid derivative (1) means the ratio of the polyorganosiloxane having an epoxy group to the silicon atom.
  • the solution was filtered through a filter having a pore size of 1 z / m to prepare a liquid crystal aligning agent A-IE-1.
  • This liquid crystal aligning agent A—I E—1 was stored at _15 for 6 months. Viscosity measured with an E-type viscometer was measured at 25 before and after storage. Storage stability of the solution viscosity Before and after the change rate of less than 10% was evaluated as storage stability “good”, and storage stability of 10% or more was evaluated as “stable”. Storage stability of liquid crystal alignment agent A—IE-1 Sex was “good”.
  • Example IE-9 the same as Example IE-9, except that the type of radiation-sensitive polyorganosiloxane and the type and amount of other polymers were as shown in Table 3. Then, liquid crystal aligning agents A—IE—2 to A_IE—24 were respectively prepared. Table 3 shows the evaluation results of the storage stability of each liquid crystal aligning agent investigated in the same manner as in Example IE-9.
  • Example IE-9 the types and amounts of the other polymers were set as shown in Table 3, respectively, except that the types and amounts of epoxy compounds shown in Table 3 were used.
  • Table 3 the epoxy compounds E-1 and E-2 are represented by the following formulas (E-1) or (E-2), respectively.
  • a solution containing the other polysiloxane PS-1 obtained in the above synthesis example PS-1 was converted to PS-1, and an amount corresponding to 500 parts by weight was taken.
  • 100 parts by weight of the radiation-sensitive polyorganosiloxane S-IE-1 obtained in 1 was added, and further 1_ethoxy-2-propanol was added to obtain a solution having a solid content concentration of 4.0% by weight.
  • Liquid crystal alignment agent A-IE-29 was prepared by filtering this solution through a filter with a pore size of 1 / m.
  • Table 3 shows the storage stability evaluation results of this liquid crystal aligning agent A—I E-29, which were examined in the same manner as in Example I E-9.
  • the liquid crystal aligning agent A—IE-1 prepared in the above Example IE-9 was applied onto the transparent electrode surface of the glass substrate with a transparent electrode made of an ITO film using a spinner, and on a hot plate at 80 After pre-baking for 1 minute, it was heated at 20 ° C. for 1 hour in an oven in which the inside of the chamber was replaced with nitrogen to form a coating film having a thickness of 0.1 m. Next, polarized ultraviolet light 1, 00 0 J / m 2 containing a 3 13 nm emission line was tilted 40 ° from the substrate normal using a H g—X e lamp and a Grand Taylor prism. The liquid crystal alignment film was irradiated from the direction. The same operation was repeated to create a pair (two sheets) of substrates having a liquid crystal alignment film.
  • the liquid crystal alignment film surfaces of the pair of substrates are applied.
  • the adhesive was pressure-bonded so that the projection direction of the optical axis of the ultraviolet rays of each substrate onto the substrate surface was antiparallel, and the adhesive was heat-cured at 1550 for 1 hour.
  • the liquid crystal injection hole was sealed with an epoxy adhesive.
  • Example I E-65 A vertical alignment type liquid crystal display device was produced and evaluated in the same manner as in Example IE-38 except that the liquid crystal aligning agent shown in Table 4 was used in Example IE-38. The evaluation results are shown in Table 4.
  • Example I E-65 A vertical alignment type liquid crystal display device was produced and evaluated in the same manner as in Example IE-38 except that the liquid crystal aligning agent shown in Table 4 was used in Example IE-38. The evaluation results are shown in Table 4.
  • Example I E-65 A vertical alignment type liquid crystal display device was produced and evaluated in the same manner as in Example IE-38 except that the liquid crystal aligning agent shown in Table 4 was used in Example IE-38. The evaluation results are shown in Table 4.
  • Example I E-65 A vertical alignment type liquid crystal display device was produced and evaluated in the same manner as in Example IE-38 except that the liquid crystal aligning agent shown in Table 4 was used in Example IE-38. The evaluation results are shown in Table 4.
  • Example I E-65 A vertical alignment type liquid crystal display device was produced and evaluated in
  • the liquid crystal aligning agent A—IE-21 prepared in the above Example IE-29 was applied to the transparent electrode surface of the glass substrate with a transparent electrode made of ITO film using a spinner and heated at 180 ° for 1 hour. As a result, a coating film having a thickness of 0 was formed. Using a Hg-Xe lamp and a Grand Taylor prism on the surface of this coating, 313 By irradiating polarized ultraviolet rays of 1,000 J / m 2 containing an emission line of nm from a direction inclined by 40 ° from the normal line of the substrate, a liquid crystal alignment ability was imparted to form a liquid crystal alignment film.
  • An epoxy resin adhesive containing 5.5 m diameter aluminum oxide spheres was applied by screen printing to the periphery of each surface of the pair of substrates where the liquid crystal alignment film was formed.
  • the substrates were stacked and pressure-bonded in such a manner that they were heated at 1550 for 1 hour to thermally cure the adhesive.
  • a positive nematic liquid crystal (Merck, ML C-6 2 2 1, with chiral agent) is injected into the gap between the substrates through the liquid crystal injection port, and then filled with an epoxy adhesive. Sealed. Further, in order to remove the flow alignment at the time of liquid crystal injection, this was heated at 15 50 for 10 minutes and then gradually cooled to room temperature.
  • a TN alignment type liquid crystal display element is manufactured by bonding polarizing plates to both sides of the substrate so that their polarization directions are orthogonal to each other and parallel to the polarization direction of the liquid crystal alignment film. did.
  • Example IE-6 5 TN alignment was performed in the same manner as Example IE-6 5 except that liquid crystal aligning agent A—IE-2-4 prepared in Example IE-3 2 was used as the liquid crystal aligning agent.
  • Type liquid crystal display elements were manufactured and evaluated. The evaluation results are shown in Table 4.
  • Each of the liquid crystal alignment agents shown in Table 5 was spin coated on a quartz substrate, pre-baked on a hot plate at 80 ° C. for 1 minute, and then heated at 20 ° C. for 1 hour to form a coating film having a film thickness of 0.0. Formed.
  • a spectrophotometer model “U—2 0 1 0”, manufactured by Hitachi, Ltd.
  • a UV absorption spectrum in the wavelength range of 250 nm to 500 nm is applied to the substrate having this coating film. It was measured.
  • the maximum absorbance in this wavelength region was 100, the absorbance at 3 65 nm was less than 1, and the i-line absorption was evaluated as “bad” when the absorbance was 1 or more.
  • Example IE-38 Production of Vertically Aligned Liquid Crystal Display Device>, except that the liquid crystal aligning agent shown in Table 5 was used and the post-bake temperature was set to 2500.
  • Example A vertically aligned liquid crystal display device was manufactured in the same manner as in IE-28. Of the obtained liquid crystal display elements, those showing good vertical alignment (showing uniform black display) were evaluated as “good”, and those showing light leakage were evaluated as “bad”.
  • a UV absorption spectrum in the wavelength range of 250 nm to 500 nm was measured in the same manner as in Example IE-6-7 to 93 except that the liquid crystal aligning agent shown in Table 5 was used. The evaluation results are shown in Table 5.
  • Example IE-65 Manufacturing a TN alignment type liquid crystal display element>
  • a TN alignment type liquid crystal display device was manufactured in the same manner as in Example IE-65 except that the liquid crystal alignment agent shown in Table 5 was used and the post-baking temperature was set to 2550.
  • the obtained liquid crystal display elements those showing good vertical alignment (showing uniform black display) were evaluated as “good”, and those showing light leakage were evaluated as “bad”.
  • a liquid crystal aligning agent RA_IE-1 was prepared.
  • Example IE-6 except that the liquid crystal aligning agent RA-IE-1 prepared above was used
  • the physical properties of the coating film were evaluated in the same manner as in ⁇ 93. The results are shown in Table 5.
  • Example IE-16 The same procedure as in Example IE-16 except that in Example IE-16 above, the type of radiation-sensitive polyorganosiloxane and the type and amount of other polymers were as shown in Table 6. Then, liquid crystal aligning agents A—IE—30 to A—IE—41 were prepared. Table 6 shows the evaluation results of the storage stability of each liquid crystal aligning agent examined in the same manner as in Example IE-16.
  • a vertical alignment type liquid crystal display device was manufactured in the same manner as in Example IE-38 except that the liquid crystal alignment agents shown in Table 7 were used in Example IE-38 above. , evaluated. The evaluation results are shown in Table 7. Evaluation of physical properties of coating film>
  • Example IE-1 5.0 g of EPS-4 synthesized in Synthesis Example 4 above was used in place of EPS-1 as polyorganosiloxane having an epoxy group, and the cinnamic acid derivative (1) was used.
  • the amount of the compound (2-2-1-1 (2)) used was 50 mol% with respect to the epoxy group of EPS-4
  • S—I E-9 was obtained.
  • the weight average molecular weight Mw of S—I E-9 was 16,200.
  • Example IE-1 instead of the compound (2-2-1-1-1 (1)), the compound (2_2_1- 1 (2)) was used in an amount of 50 mol% relative to the epoxy group of EPS-1.
  • Example IE-1 except that the compound represented by the above formula (41-3-1) as a pretilt angle-expressing compound was used in a mixture of 5 mol% with respect to the epoxy group of EPS-1.
  • radiation-sensitive polyorganosiloxane S-IE-10 was obtained.
  • the weight average molecular weight Mw of S—I E—10 was 18,400.
  • Example I E-133 Same as Example I E-133, except that the types and amounts of cinnamic acid derivative (1) and other pretilt angle-expressing compounds were set as shown in Table 9, respectively.
  • Table 9 shows the weight average molecular weights Mw of these radiation-sensitive polyorganosiloxanes.
  • Example IE-9 The same procedure as in Example IE-9, except that in Example IE-9, the type of radiation-sensitive polyorganosiloxane and the type and amount of other polymers were changed as shown in Table 10. Then, liquid crystal aligning agents A—IE—42 to A—IE—71 were respectively prepared. Table 10 shows the evaluation results of the storage stability, which were examined in the same manner as in Example IE-9 for each liquid crystal aligning agent. Manufacturing and evaluation of vertical alignment liquid crystal display elements>
  • a vertical alignment type liquid crystal display element was produced and evaluated in the same manner as in Example IE-38 except that the liquid crystal aligning agent shown in Table 11 was used in Example IE-38.
  • the evaluation results are shown in Table 11. ⁇ Evaluation of physical properties of coating film>
  • the liquid crystal aligning agent of the present invention has a smaller radiation dose than the liquid crystal aligning agents conventionally known as liquid crystal aligning agents to which the photo-alignment method can be applied.
  • a liquid crystal alignment film having excellent liquid crystal alignment properties and electrical characteristics can be formed.
  • no photoreaction is caused by light having a long wavelength region, for example, a wavelength of 365 nm or more, and the liquid crystal alignment film obtained has high heat resistance, so that the liquid crystal panel can be manufactured without any trouble in the process. Can do.
  • the liquid crystal alignment film formed from the liquid crystal alignment agent of the present invention does not cause a photoreaction by light in the long wavelength region, it also has long-term stability against backlight light when using a liquid crystal panel. Yes.
  • liquid crystal display element when this liquid crystal alignment film is applied to a liquid crystal display element, the liquid crystal display element can be manufactured at a lower cost than before, and the obtained liquid crystal display element has excellent performance such as display characteristics and reliability. Become. Therefore, these liquid crystal display elements can be effectively applied to various devices, and can be suitably used for devices such as desk calculators, wrist watches, table clocks, counting display boards, word processors, personal computers, and liquid crystal televisions.

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Abstract

本発明は、下記式(1) (式(1)中、R1、R2およびR3は、それぞれ独立に、水素原子または1価の有機基であり、ただしR3が水素原子でない場合にはR1およびR2のうちの少なくとも一方は力ルボキシル基または力ルボキシル基を有する有機基であり、R1とR2とは互いに結合して環を形成していてもよい。) で表される化合物と、エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンとを反応させて得られる感放射線性ポリオルガノシロキサンを含有する液晶配向剤に関する。

Description

明 細 書 液晶配向剤、 液晶配向膜の形成方法および液晶表示素子 技術分野
本発明は、 液晶配向剤、 液晶配向膜の形成方法および液晶表示素子に関する。 背景技術
従来、 正の誘電異方性を有するネマチック型液晶を、 液晶配向膜を有する透明 電極付き基板でサンドィツチ構造にし、 必要に応じて液晶分子の長軸が基板間で
Q〜360° 連続的に捻れるようにしてなる、 TN (Tw i s t e d Nem a t i c) 型、 STN (Supe r Tw i s t e d Nema t i c) 型、 I PS (I n P l ne Swi t ch i ng) 型などの液晶セルを有する液晶 表示素子が知られている (特開昭 56 -91277号公報および特開平 1一 12 0528号公報参照) 。
このような液晶セルにおいては、 液晶分子を基板面に対し所定の方向に配向さ せるため、 基板表面に液晶配向膜を設ける必要がある。 この液晶配向膜は、 通常、 基板表面に形成された有機膜表面をレーヨンなどの布材で一方向にこする方法 (ラビング法) により形成されている。 しかし、 液晶配向膜の形成をラビング処 理により行うと、 工程内でほこりや静電気が発生し易いため、 配向膜表面にほこ りが付着して表示不良発生の原因となるという問題があった。 特に TFT (Th i n F i lm Tr an s i s t o r) 素子を有する基板の場合には、 発生し た静電気によって T F T素子の回路破壊が起こり、 歩留まり低下の原因となると いう問題もあった。 さらに、 今後ますます高精細化される液晶表示素子において は、 画素の高密度化に伴い基板表面に不可避的に凹凸が生じるために、 均一にラ ビング処理を行うことが困難となりつつある。
液晶セルにおける液晶を配向させる別の手段として、 基板表面に形成したポリ ビニルシンナメート、 ポリイミド、 ァゾベンゼン誘導体などの感光性薄膜に偏光 または非偏光の放射線を照射することにより、 液晶配向能を付与する光配向法が 知られている。 この方法によれば、 静電気やほこりを発生することなく、 均一な 液晶配向を実現することができる (特開平 6— 287453号公報、 特開平 10 -251646号公報、 特開平 11— 2815号公報、 特開平 11— 15247 5号公報、 特開 2000— 144136号公報、 特開 2000— 319510号 公報、 特開 2000— 281724号公報、 特開平 9一 297313号公報、 特 開 2003— 307736号公報、 特開 2004— 163646号公報およ Ό¾ 開 2002— 250924号公報参照) 。
ところで、 TN (Tw i s t ed Nema t i c) 型、 STN (Supe r Tw i s t e d Nema t i c) 型などの液晶セルにおいては、 液晶配向膜は、 液晶分子を基板面に対して所定の角度で傾斜配向させる、 プレチルト角特性を有 する必要がある。 光配向法により液晶配向膜を形成する場合においては、 プレチ ルト角特性は、 通常、 基板面への入射方向が基板法線から傾斜した放射線の照射 により付与される。
. 一方、 上記とは別の液晶表示素子の動作モードとして、 負の誘電異方性を有す る液晶分子を基板に垂直に配向させる垂直 (ホメオト口ピック) 配向モードも知 られている。 この動作モードでは、 基板間に電圧を印加して液晶分子が基板に平 行な方向に向かって傾く際に、 液晶分子が基板法線方向から基板面内の一方向に 向かって傾くようにする必要がある。 このための手段として、 例えば、 基板表面 に突起を設ける方法、 透明電極にストライプを設ける方法、 ラビング配向膜を用 いることにより液晶分子を基板法線方向から基板面内の一方向に向けてわずかに 傾けておく (プレチルトさせる) 方法などが提案されている。
前記光配向法は、 垂直配向モードの液晶セルにおいて液晶分子の傾き方向を制 御する方法としても有用であることが知られている。 すなわち、 光配向法により 配向規制能およびプレチルト角発現性を付与した垂直配向膜を用いることにより、 電圧印加時の液晶分子の傾き方向を均一に制御できることが知られている (特開 2003-307736号公報、 特開 2004— 163646号公報、 特開 20 04— 83810号公報、 特開平 9一 211468号公報および特開 2003— 1 14437号公報参照) 。
このように、 光配向法により製造した液晶配向膜は、 各種の液晶表示素子に有 効に適用されうるものである。 しかしながら、 従来の光配向膜には、 大きなプレ チルト角を得るのに必要な放射線照射量が多いという問題があった。 例えば、 ァ ゾベンゼン誘導体を含有する薄膜に光配向法によって液晶配向能を付与する場合、 十分なプレチルト角を得るためにはその光軸が基板法線から傾斜された放射線を 10, 000 JZm2以上照射しなければならないことが報告されている (特開 2002-250924号公報および特開 2004— 83810号公報ならびに J. o f t he S ID 1 1/3, 2003, p 579参照) 。
そこで、 少ない放射線照射量の場合でも得られる液晶配向膜に良好な液晶配向 能およびプレチルト角発現性を与えるべく、 側鎖に桂皮酸に由来する基を有する 重合体を含有する液晶配向剤の検討がなされている (特開平 6— 287453号 公報参照) 。 この技術は、 アルコキシル基を有する桂皮酸誘導体を使用して合成 された重合体を含有する液晶配向剤に関するが、 この液晶配向剤の塗膜は 365 nm以上の長波長領域、 例えば可視光領域にも吸収を有するため、 液晶配向膜を 形成するための光配向工程以外、 例えば液晶パネル製造時の封止剤の紫外線硬化 工程やバックライ卜の光によっても光反応を起こし、 パネルの液晶配向性や信頼 性に不具合を生じる問題がある。
また、 アルコキシル基の代わりにエステル基を有する桂皮酸誘導体を利用する ことにより吸収スペクトルを短波長側にシフトさせ、 上記の不具合を解決するこ とが考えられる。 しかしこの技術によると、 液晶パネル製造工程におけるポスト ベ一ク時に桂皮酸誘導体側鎖の熱分解力 S起こる可能性力 S絶無ではなく、 基板ゃパ ネル製造ラインを汚染する不具合を生じること力 s懸念される。
以上のように、 少ない放射線照射量の光配向法により良好な液晶配向能、 優れ た電気特性および高い耐熱性を有する液晶配向膜を形成することができ、 ボスト ベーク時の熱分解の問題やパネル使用時のバックライ卜光による光分解の問題を 起こさない液晶配向剤はこれまでに知られていない。 発明の開示
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、 その目的は、 保存安定性に優 れ、 ラビング処理を行わずに偏光または非偏光の放射線照射によって、 少ない露 光量でも良好な液晶配向能を有する液晶配向膜を与えることができ、 しかも長波 長領域の光に対して吸収を持たない液晶配向剤、 該液晶配向剤を用いた電気特性 および耐熱性に優れる液晶配向膜の形成方法ならびに表示特性、 信頼性などの諸 性能に優れた液晶表示素子を提供することにある。
本発明によれば、 本発明の上記目的は、 第 1に、
下記式 (1)
Figure imgf000005_0001
(式 (1) 中、 R R2および R3は、 それぞれ独立に、 水素原子または 1価の 有機基であり、 ただし R 3が水素原子でない場合には R 1および R2のうちの少な くとも一方はカルボキシル基または力ルポキシル基を有する有機基であり、 R1 と R2とは互いに結合して環を形成していてもよい。 )
で表される化合物と、
下記式 (S— 1)
Figure imgf000005_0002
(式 (S— 1) 中、 X1はエポキシ基を有する 1価の有機基であり、 Y1は水酸 基、 炭素数 1〜 10のアルコキシル基、 炭素数 1〜 20のアルキル基または炭素 数 6〜 2 0のァリール基である。 )
で表される繰り返し単位を有するポリオルガノシロキサン、 その加水分解物およ び加水分解物の縮合物よりなる群から選択される少なくとも 1種と
を反応させて得られる感放射線性ポリオルガノシロキサンを含有する液晶配向剤 によって達成される。
本発明の上記目的は、 第 2に、
基板上に、 上記の液晶配向剤を塗布して塗膜を形成し、 該塗膜に放射線を照射す る液晶配向膜の形成方法によって達成される。
本発明の上記目的は、 第 3に、
上記の液晶配向剤から形成された液晶配向膜を具備する液晶表示素子によって達 成される。 発明を実施するための最良の形態
本発明の液晶配向剤は、 上記式 (1 ) で表される化合物 (以下、 「桂皮酸誘導 体 (1 ) 」 という。 ) と、
上記式 (S— 1 ) で表される繰り返し単位を有するポリオルガノシロキサン、 そ の加水分解物および加水分解物の縮合物よりなる群から選択される少なくとも 1 種 (以下、 「エポキシ基を有するポリオルガノシロキサン」 という。 ) と を反応させて得られる感放射線性ポリオルガノシロキサンを含有する。
<桂皮酸誘導体 ( 1 ) >
本発明で用いられる桂皮酸誘導体 ( 1 ) は、 上記式 (1 ) で表される化合物で ある。 上記式 (1 ) における R 1および R 2は、 これらが互いに結合していない 場合には、 それぞれ水素原子、 または酸素原子、 硫黄原子もしくは 2価の基—N R— (ただし Rは水素原子または炭素数 1〜2 0のアルキル基である。 ) で中断 されていてもよい炭素数 1〜4 0の脂肪族基または炭素数 3〜4 0の脂環式基で あることが好ましい。 これらの脂肪族基または脂環式基はフッ素原子により置換 されていてもよい。 上記式 (1 ) において、 R 3が水素原子でない場合には R 1 および R2の少なくとも一方はカルボキシル基、 または脂肪族基もしくは脂環式 基の水素原子のうちの一部 (好ましくは 1個) がカルボキシル基によって置換さ れた有機基である。
上記式 (1) において、 R1と R2とが互いに結合して環を形成している場合 の環は、 例えば炭素数 3〜 8の単環、 炭素数 4〜 40の縮合環、 炭素数 4〜 40 の架橋環または炭素数 5〜40の架橋縮合環であることができる。 このとき、 R 1と R 2との合計の炭素数は、 好ましくは 6〜40である。 R3が水素原子でない 場合には上記環はカルボキシル基を有する単環、 縮合環、 架橋環または架橋縮合 環である。 この環が単環、 架橋環または架橋縮合環である場合には、 脂環である ことが好ましい。 この環が縮合環である場合には、 脂環と脂環との縮合環または 脂環と芳香環との縮合環であることができる。 この環が脂環と芳香環との縮合環 である場合には、 イミド環と縮合している方の環は脂環であること力 s好ましい。 上記式 (1) における R3は、 好ましくは水素原子、 - (CH2) a— C〇OH、 — CbH2b +い - (CH2) c-CdF2d+1 (ただし、 aは 1〜: 10の整数、 M 4〜20の整数、 cは 0〜: 18の整数、 dは 1〜: I 8の整数である。 ;) 、 コレス テニル基またはコレス夕ニル基である。
桂皮酸誘導体 (1) は、 好ましくは下記式 (2)
Figure imgf000007_0001
(式 (2) 中、 R4および R5は、 それぞれ独立に、 水素原子または 1価の有機 基であり、 ただし R4および R5のうちの少なくとも一方はフッ素原子で置換さ れていてもよい炭素数 1〜20のアルキル基またはフッ素原子で置換されていて もよい炭素数 3〜 40の脂環式基を有する基であり、 R 4と R 5とは互いに結合 して環を形成していてもよい。 ) で表される化合物または下記式 (3)
Figure imgf000008_0001
(式 (3) 中、 R 6は単結合または 2価の有機基であり、 R 7は水素原子または 1価の有機基であり、 R6と R 7とは互いに結合して環を形成していてもよく、 R 8はフッ素原子で置換されていてもよい炭素数 1〜20のアルキル基またはフ ッ素原子で置換されていてもよい炭素数 3〜40の脂環式基である。 ) で表される化合物である。
上記式 (2) で表される好ましい化合物としては、 R4と R5とが互いに結合 していないものとして例えば下記式 (2—1) で表される化合物などを; R4と R 5とが互いに結合して単環を形成しているものとして例えば下記式 (2 -2) および (2— 3) のそれぞれで表される化合物などを;
R4と R 5とが互いに結合して縮合環を形成しているものとして例えば下記式 (2 _ 4) で表される化合物などを;
R 4と R 5とが互いに結合して架橋環を形成しているものとして例えば下記式 (2-5) 〜 (2— 10) で表される化合物などを、 それぞれ挙げることができ る。
Figure imgf000009_0001
CH=CH— COOH
Figure imgf000010_0001
Figure imgf000010_0002
(上記式中、 R9、 R11, R13および R15は、 それぞれ独立に、 フッ素原子で置 換されていてもよい炭素数 1〜20のアルキル基またはフッ素原子で置換されて いてもよい炭素数 3〜40の脂環式基であり、 R1Gは単結合、 酸素原子、 硫黄 原子または 2価の基— COO—、 一 OC〇一もしくは一 NR— (ただし、 Rは水— 素原子または炭素数 1〜20のアルキル基である。 ) であり、 R12は 2価の基 _CO〇一、 一OC0—、 一COS—、 一 SCO—、 一CONR—または一 NR CO- (ただし、 Rは水素原子または炭素数 1〜20のアルキル基である。 ) で あり、 R14は単結合、 酸素原子または 2価の基—〇_CH2_、 — CH2— 0—、 — C〇〇一もしくは一〇CO—である。 R16は単結合、 酸素原子、 硫黄原子ま たは 2価の基一 C〇〇—、 一〇C〇—、 一COS—もしくは一 SCO—であ る。 )
上記式 (2— 1) における R9としては、 炭素数 4〜 20の直鎖のアルキル基 が好ましく、 R1Qとしては単結合、 酸素原子または硫黄原子力 S好ましい。
上記式 (2— 2) における R11としては、 それぞれ、 フッ素原子で置換され ていてもよい直鎖の炭素数 4〜 20のアルキル基、 コレステニル基、 コレス夕二 ル基、 ァダマンチル基、 4—アミルシクロへキシル基または 4ーブチルシクロへ キシル基が好ましく、 R 12としては 2価の基一 C 0〇—または _〇 C〇一が圩 ましい。
上記式 (2— 3) における R13としてはフッ素原子で置換されていてもよい 炭素数 4〜 20の直鎖のアルキル基、 コレステニル基、 コレス夕ニル基、 ァダマ ンチル基、 4 _アミルシクロへキシル基または 4 _プチルシクロへキシル基が好 ましい。
上記式 (2— 4) 〜 (2— 9) における R 15としては、 それぞれ、 フッ素で 置換されていてもよい炭素数 4〜20の直鎖のアルキル基が好ましく、 R16と しては単結合が好ましい。
上記式 (2) で表される化合物のより具体的な例としては、 上記式 (2— 1) で表される化合物として、 例えば下記式 (2— 1一 1) 〜 (2— 1— 3) のそれ ぞれで表される化合物などを;
上記式 (2— 2) で表される化合物として、 例えば下記式 (2— 2— 1) で表さ れる化合物などをそれぞれ挙げることができる。
Figure imgf000012_0001
Figure imgf000012_0002
(上記式中、 R 9および R 11は、 それぞれ、 上記式 (2— 1) または (2— 2) におけるのと同じ意味である。 )
上記式 (2) で表される化合物は、 有機化学の定法により合成することができ る。
例えば上記式 (2— 1) で表される化合物は、 例えば基 R9— R1Q—を有する こはく酸無水物の誘導体と 4ーァミノ桂皮酸とを齚酸中で還流する方法、 または トルエンもしくはキシレン中において硫酸、 トリェチルァミンなどの適当な触媒 の存在下に還流する方法により合成することができる。 あるいは 4ーョードア二 リンと無水マレイン酸とから上記と同様の方法で 4—ョードフエニルマレイミド を合成した後、 M i chae 1付加により基 R9_R1Q—を導入し、 さらに He c k反応により上記式 (2— 1) で表される化合物を得ることができる。
上記式 (2— 2) で表される化合物のうち例えば 2価の基 R12力 —〇C〇一 (ただし、 「*」 を付した結合手が R 11と結合する。 ) である化合物は、 例え ば水添トリメリット酸無水物を塩化チォニルにより酸塩化物とし、 次いでこれと 化合物 R11— OHとを、 例えばトリェチルァミンなどの適当な塩基存在下で反 応させてエステル結合を形成して得た生成物を、 さらに 4ーァミノ桂皮酸と反応 させることにより得ることができる。 この場合、 エステル化した化合物と 4ーァ ミノ桂皮酸との反応は上記した式 (2— 1) で表される化合物の場合と同様の条 件を採用することができる。
上記式 (2— 3) で表される化合物は、 例えば触媒として N—二トロソフエ二 ルヒドロキシァミンアルミニウム塩およびヒドロキノンを用い、 無水マレイン酸 とスチレン誘導体を加熱して反応させることで得た化合物と 4ーァミノ桂皮酸を、 上記式 (2— 1) で表される化合物の合成におけるのと同様の方法で反応させる ことにより得ることができる。
上記式 (2— 4) で表される化合物のうち例えば R 16が単結合である化合物 は、 例えば 5位に基 R 15—を有する 5位置換シクロペン夕ジェンと無水マレイ ン酸とを D i e 1 s— A 1 d e r反応により付加した後、 この付加物と 4一アミ ノ桂皮酸とを上記式 (2— 1) で表される化合物の合成におけるのと同様の方法 により反応させることにより得ることができる。 ここで、 5位に基 R15—を有 する 5位置換シクロペン夕ジェンは、 シクロペン夕ジェニルァニオンに対して過 剰量の化合物 R15— X (ただし、 Xはハロゲン原子である。 ) を一 20〜3 0でで反応させることにより、 優先的に得ることができる。
上記式 (2— 5) で表される化合物のうち例えば R 16が単結合である化合物 は、 5位置換シクロペン夕ジェンの代わりに 1位に基 R 15—を有する 1位置換 シクロペン夕ジェンを用いるほかは上記式 (2— 3) で表される化合物の合成に おけるのと同様の方法により合成することができる。 ここで、 1位に基 R15_ を有する 1位置換シクロペン夕ジェンは、 シクロペン夕ジェニルァニオン 1当量 に対して 0. 8〜1. 2当量の化合物 R 15— X (ただし、 Xはハロゲン原子で ある。 ) を一 78〜20でで反応させることにより、 優先的に得ることができる。 上記式 (3) で表される好ましい化合物としては、 R6と R7とが互いに結合 していないものとして例えば下記式 (3—1) で表される化合物などを; R 6と R 7とが互いに結合して単環を形成しているものとして例えば下記式 (3 一 2) で表される化合物などを;
R 6と R 7とが互いに結合して縮合環を形成しているものとして例えば下記式 (3-3) で表される化合物などを、 それぞれ挙げることができる。
Figure imgf000014_0001
(上記式中、 R8は上記式 (3) におけるのと同じ意味であり、 R17はメチレン 基または炭素数 2〜10のアルキレン基であり、 R18は酸素原子、 硫黄原子ま たは 2価の基— C〇〇—、 — OCO—もしくは _NR_ (ただし、 Rは水素原子 または炭素数 1〜20のアルキル基である。 ) である。 )
上記式 (3) で表される化合物より具体的な例としては、 上記式 (3— 2) で 表される化合物として、 例えば下記式 (3— 2— 1) で表される化合物などを挙 げることができる。
Figure imgf000015_0001
(上記式中、 R8は、 それぞれ、 上記式 (3— 2) におけるのと同じ意味であり、 aは 1〜10の整数である。)
上記式 (3— 1) のうち例えば基 R18が硫黄原子である化合物は、 例えば 4 —ョ一ドフエ二ルマレイミドに化合物 HOOC— R17— SHを M i c h a e 1 付加した後、 生成物に化合物 CH2 = CH— COOR8を He c k反応で付加す ることにより合成することができる。
上記式 (3— 2) で表される化合物のうち、 (3— 2— 1) で表される化合物 は、 例えば 4—ニトロ桂皮酸を、 炭酸カリウムの存在下に R1に相当するアルキ ル基を有するハロゲン化アルキルと反応させてエステルとし、 その二ト口基を例 えば塩化スズにより還元してアミノ基とし、 4—ァミノ桂皮酸エステルを得た後、 その生成物を 1, 2, 4—トリ力ルポキシシクロへキシルシクロへキサン無水物 と反応させることにより得ることができる。 後者の反応は、 例えば原料化合物を 酢酸中で還流する方法またはトリェチルァミンなどの適当な塩基触媒の存在下に トルエンもしくはキシレン中で還流する方法により行うことができる。
さらに、 上記式 (3— 3) で表される化合物は、 例えば触媒として N—二トロ ソフエ二ルヒドロキシァミンアルミニウム塩およびヒドロキノンを用い、 無水マ レイン酸と 4一ビニル安息香酸を加熱して反応させることで得た化合物と上記式 (3-2- 1) で表される化合物の合成におけるのと同様の方法で調製した 4一 ァミノ桂皮酸エステルを、 上記式 (2_1) と同様の方法で反応させることによ り得ることができる。 <エポキシ基を有するポリオルガノシロキサン > 本発明に用いられるエポキシ基を有するポリオルガノシロキサンは、 上記式
(S-1) で表される繰り返し単位を有するポリオルガノシロキサン、 その加水 分解物および加水分解物の縮合物よりなる群から選択される少なくとも 1種であ る。
上記のエポキシ基を有するポリオルガノシロキサンにおける X1としては、 下 記式 (X1—:!) または (X1— 2)
Figure imgf000016_0001
Figure imgf000016_0002
で表される基が好ましい。
Y1の炭素数 1〜10のアルコキシル基としては、 例えばメトキシル基、 エト キシル基などを;炭素数 1〜20のアルキル基としては、 例えばメチル基、 ェチ ル基、 n—プロピル基、 n—ブチル基、 n—ペンチル基、 n—へキシル基、 n- ヘプチル基、 n—ォクチル基、 n—ノニル基、 n—デシル基、 n—ゥンデシル基、 n—ドテシゾレ 、 n—トリデンル基、 n—テトラデンレ基、 n—ペン夕テシレ 、 n—へキサデシル基、 n—ヘプ夕デシル基、 n—ォク夕デシル基、 n—ノナデシ ル基、 n—エイコシル基などを;炭素数 6〜20のァリール基としては、 例えば フエニル基などを、 それぞれ挙げることができる。
エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンは、 ゲルパーミエーシヨンクロマ トグラフィー (GPC) により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量が 5 00〜: 100, 000であること力好ましく、 1, 000〜10, 000である ことがより好ましく、 さらに 1, 000〜5, 000であること力好ましい。 このようなエポキシ基を有するポリオルガノシロキサンは、 好ましくはェポキ シ基を有するシラン化合物、 あるいはエポキシ基を有するシラン化合物と他のシ ラン化合物との混合物を、 好ましくは適当な有機溶媒、 水および触媒の存在下に おいて加水分解または加水分解 ·縮合することにより合成することができる。 上記エポキシ基を有するシラン化合物としては、 例えば 3—グリシジロキシプ 口ピル卜リメトキシシラン、 3—ダリシジロキシプロピルトリェトキシシラン、 3—グリシジロキシプロピルメチルジメトキシシラン、 3—グリシジロキシプロ ピルメチルジェトキシシラン、 3—ダリシジロキシプロピルジメチルメトキシシ ラン、 3—グリシジロキシプロピルジメチルエトキシシラン、 2— (3, 4ーェ ポキシシクロへキシル) ェチルトリメトキシシラン、 2— ( 3 , 4—エポキシシ ク口へキシル) ェチルトリエトキシシランなどを挙げることができる。
上記他のシラン化合物としては、 例えばテ卜ラクロロシラン、 テトラメトキシ シラン、 テ卜ラエ卜千シシラン、 テ卜ラー n—ブロホ千シシラン、 テ卜ラー i 一 プロボキシシラン、 テトラー n—ブ卜キシラン、 テトラー s e c—ブトキシシラ ン、 トリクロロシラン、 トリメトキシシラン、 卜リエトキシシラン、 トリー n— プロボキシシラン、 トリ一 i —プロポキシシラン、 トリ一 n—ブトキシシラン、 トリー s e c—ブトキシシラン、 フルォロトリクロロシラン、 フルォロトリメト キシシラン、 フルォロトリエトキシシラン、 フルォロトリー n—プロポキシシラ ン、 フルォロトリ一 i —プロポキシシラン、 フルォロトリ _ n—ブトキシシラン、 フルォロトリ一 s e c _ブトキシシラン、 メチルトリクロロシラン、 メチルトリ メトキシシラン、 メチルトリエトキシシラン、 メチルトリ— n—プロポキシシラ ン、 メチルトリー i—プロボキシシラン、 メチルトリ一 n—ブトキシシラン、 メ チルトリ— s e c—ブトキシシラン、 2— (トリフルォロメチル) ェチルトリク ロロシシラン、 2— (トリフルォロメチル) ェチルトリメトキシシラン、 2— (トリフルォロメチル) ェチルトリエトキシシラン、 2— (トリフルォロメチ ル) ェチルトリー n—プロボキシシラン、 2— (トリフルォロメチル) ェチルト リー i —プロポキシシラン、 2— (トリフルォロメチル) ェチルトリー n—ブト キシシラン、 2— (トリフルォロメチル) ェチルトリ— s e c—ブトキシシラン、 1フ
2— (パーフルオロー n—へキシル) ェチルトリクロロシラン、 2— (パ一フ オロー n—へキシル) ェチルトリメトキシシラン、 2— (パーフルオロー n—へ キシル) ェチルトリエトキシシラン、 2— (パーフルオロー n—へキシル) ェチ ルトリ— n—プロポキシシラン、 2— (パーフルオロー n—へキシル) ェチルト リー i —プロポキシシラン、 2— (パーフルオロー n—へキシル) ェチルトリ— n—ブトキシシラン、 2— (パーフルオロー n—へキシル) ェチルトリ— s e c 一ブトキシシラン、 2— (パーフルオロー n—ォクチル) ェチルトリクロロシラ ン、 2— (パーフルオロー n—才クチル) ェチル卜リメトキシシラン、 2— (パ 一フルオロー n—ォクチル) ェチル卜リエトキシシラン、 2— (パーフルオロー n—ォクチル) ェチルトリー n—プロポキシシラン、 2— (パーフルオロー n— ォクチル) ェチルトリー i—プロボキシシラン、 2— (パーフルオロー n—ォク チル) ェチルトリ— n—ブトキシシラン、 2— (パーフルオロー n—ォクチル) ェチルトリー s e c—ブトキシシラン、 ヒドロキシメチルトリクロロシラン、 ヒ ドロキシメチルトリメトキシシラン、 ヒドロキシェチルトリメトキシシラン、 ヒ ドロキシメチルトリ—n _プロポキシシラン、 ヒドロキシメチルトリ— i _プロ ポキシシラン、 ヒドロキシメチルトリー n—ブトキシシラン、 ヒドロキシメチル トリ _ s e c—ブトキシシラン、 3 _ (メタ) ァクリロキシプロピルトリクロ口 シラン、 3— (メタ) ァクリロキシプロビルトリメトキシシラン、 3— (メタ) ァクリロキシプロピルトリエトキシシラン、 3— (メタ) ァクリロキシプロピル トリ _ n—プロポキシシラン、 3— (メタ) ァクリロキシプロピルトリ一 i —プ ロボキシシラン、 3— (メタ) ァクリロキシプロピルトリ _ n—ブトキシシラン、
3 - (メタ) ァクリロキシプロピルトリ一 s e c _ブトキシシラン、 3—メルカ ブトプロピルトリクロロシラン、 3—メルカブトプロピル卜リメトキシシラン、 3—メルカプトプロピルトリエトキシシラン、 3—メルカプトプロピルトリー n —プロボキシシラン、 3—メルカプトプロピルトリ一 i 一プロボキシシラン、 3 —メルカプ卜プロピルトリー n—ブトキシシラン、 3 _メルカプトプロピルトリ 一 s e c—ブトキシシラン、 メルカプトメチルトリメトキシシラン、 メルカプト メチルトリエトキシシラン、 ビニルトリクロロシラン、 ビニルトリメトキシシラ ン、 ビニルトリエトキシシラン、 ビニルトリー n—プロポキシシラン、 ビニルト リ— i—プロポキシシラン、 ビニルトリー n—ブトキシシラン、 ビニルトリー s e c—ブトキシシラン、 ァリルトリクロロシラン、 ァリル卜リメトキシシラン、 ァリルトリエトキシシラン、 ァリルトリ— n—プロボキシシラン、 ァリルトリー i 一プロボキシシラン、 ァリルトリー n—ブトキシシラン、 ァリルトリ—s e c 一ブトキシシラン、 フエニルトリクロロシラン、 フエニルトリメトキシシラン、 フエニルトリエトキシシラン、 フエニルトリ _ n—プロボキシシラン、 フエニル トリー i 一プロポキシシラン、 フエニルトリー n—ブトキシシラン、 フエニルト リー s e c—ブトキシシラン、 メチルジクロロシラン、 メチルジメトキシシラン、 メチルジェトキシシラン、 メチルジー n—プロボキシシラン、 メチルジー i—プ ロポキシシラン、 メチルジー n—ブトキシシラン、 メチルジー s e c—ブトキシ シラン、 ジメチルジクロロシラン、 ジメチルジメトキシシラン、 ジメチルジェト キシシラン、 ジメチルジー n—プロボキシシラン、 ジメチルジー i —プロポキシ シラン、 ジメチリレジ一 n—フ卜キシシラン、 ジメチリレジ一 s e c—フ卜キシシラ ン、 (メチル) 〔2— (パーフルオロー n—ォクチル) ェチル〕 ジクロロシラン、 (メチル) 〔2— (パーフルオロー n—才クチル) ェチル〕 ジメトキシシラン、 (メチル) 〔2— (パーフルオロー n—才クチル) ェチル〕 ジェメトキシシラン、 (メチル) 〔2— (パーフルオロー n—ォクチル) ェチル〕 ジー n—プロポキシ シラン、 (メチル) 〔2— (パーフルオロー n—才クチル) ェチル〕 ジ— iープ ロボキシシラン、 (メチル) 〔2— (パーフルオロー n—ォクチル) ェチル〕 ジ —n—ブトキシシラン、 (メチル) 〔2— (パーフルオロー n—ォクチル) ェチ ル〕 ジ— s e c—ブトキシシラン、 (メチル) (3—メルカプトプロピル) ジク ロロシラン、 (メチル) (3—メルカプトプロピル) ジメトキシシラン、 (メチ ル) (3 _メルカプトプロピル) ジエトキシシラン、 (メチル) (3—メルカプ トプロピル) ジ— n—プロポキシシラン、 (メチル) (3—メルカプトプロピ ル) ジ— i _プロボキシシラン、 (メチル) (3—メルカプトプロピル) ジ一n 一ブトキシシラン、 (メチル) (3—メルカプトプロピル) ジー s e c—ブトキ シシラン、 (メチル) (ビニル) ジクロロシラン、 (メチル) (ビニル) ジメト キシシラン、 (メチル) (ビニル) ジエトキシシラン、 (メチル) (ビニル) ジ
—n—プロボキシシラン、 (メチル) (ビニル) ジー i—プロボキシシラン、 (メチル) (ビニル) ジ一 n—ブトキシシラン、 (メチル) (ビニル) ジー s e c一ブトキシシラン、 ジビニルジクロロシラン、 ジビニルジメトキシシラン、 ジ ビニルジェトキシシラン、 ジビニルジー n—プロボキシシラン、 ジビニルジー i 一プロポキシシラン、 ジビニルジー n—ブトキシシラン、 ジビニルジー s e c— ブトキシシラン、 ジフエニルジクロロシラン、 ジフエ二ルジメトキシシラン、 ジ フエ二ルジェトキシシラン、 ジフエ二ルジー n—プロポキシシラン、 ジフエニル ジ _ i _プロボキシシラン、 ジフエ二ルジー n—ブトキシシラン、 ジフエニルジ 一 s e c—ブトキシシラン、 クロロジメチルシラン、 メトキシジメチルシラン、 エトキシジメチルシラン、 クロロトリメチルシラン、 プロモトリメチルシラン、 ョードトリメチルシラン、 メトキシトリメチルシラン、 エトキシトリメチルシラ ン、 n—プロポキシトリメチルシラン、 i—プロポキシトリメチルシラン、 n— ブトキシトリメチルシラン、 s e c—ブトキシトリメチルシラン、 t一ブトキシ トリメチルシラン、 (クロ口) (ビニル) ジメチルシラン、 (メトキシ) (ビニ ル) ジメチルシラン、 (エトキシ) (ビニル) ジメチルシラン、 (クロ口) (メ チル) ジフエ二ルシラン、 (メトキシ) (メチル) ジフエ二ルシラン、 (ェトキ シ) (メチル) ジフエ二ルシランなどのケィ素原子を 1個有するシラン化合物の ほか、
商品名で、 例えば KC一 89、 KC—89 S、 X— 21— 3153、 X- 21 - 5841、 X - 21 - 5842、 X— 21— 5843、 X - 21 - 5844、 X 一 21— 5845、 X— 21— 5846、 X— 21— 5847、 X— 21— 58 48、 X- 22 - 16 OAS, X- 22 - 170 B, X— 22_170BX、 X -22-170D, X - 22— 170DX、 X— 22 - 176 B、 X - 22— 1 76D、 X - 22 - 176DX、 X— 22— 176 F、 X - 40— 2308、 X -40-2651, X— 40— 2655A、 X— 40— 2671、 X-40 - 2 672、 X— 40 - 9220、 X— 40— 9225、 X - 40 - 9227、 X— 40— 9246、 X— 40— 9247、 X— 40— 9250、 X—40— 932 3、 X— 41一 1053、 X— 41一 1056、 X— 41一 1805、 X— 41 一 1810、 KF6001、 KF6002、 KF6003、 KR212、 KR— 213、 KR— 217、 KR220 L、 KR 242 A, KR 271, KR282、 KR300, KR311、 KR401N、 KR 500, KR 510, KR 520 6、 KR5230、 KR 5235、 KR9218、 KR 9706 (以上、 信越化 学工業 (株) 製) ;グラスレジン (昭和電工 (株) 製) ; SH804、 SH80 5、 SH806A、 SH840、 SR2400、 SR2402, SR2405、 SR2406、 SR2410、 SR2411、 SR 2416, SR2420 (以 上、 東レ ·ダウコーニング (株) 製) ; F Z 3711、 F Z 3722 (以上、 日 本ュニ力一 (株) 製) ; DMS— S 12、 DMS— S 15、 DMS— S21、 D MS-S 27, DMS-S 31, DMS— S32、 DMS— S 33、 DMS— S 35、 DMS-S 38, DMS-S 42, DMS-S 45, DMS-S 51, D MS— 227、 PSD— 0332、 PDS— 1615、 PDS— 9931、 XM S-5025 (以上、 チッソ (株) 製) ;メチルシリケ一ト MS 51、 メチルシ リゲート MS 56 (以上、 三菱化学 (株) 製) ;ェチルシリゲート 28、 ェチル シリケ一ト 40、 ェチルシリケート 48 (以上、 コルコート (株) 製) ; GR1 00、 GR650、 GR908、 GR 950 (以上、 昭和電工 (株) 製) などの 部分縮合物を挙げることができる。
これらの他のシラン化合物のうち、 テトラメトキシシラン、 テトラエトキシシ ラン、 メチルトリメトキシシラン、 メチルトリエトキシシラン、 3— (メタ) ァ クリロキシプロビルトリメトキシシラン、 3— (メタ) ァクリロキシプロビルト リエトキシシラン、 ビニルトリメトキシシラン、 ビニルトリエトキシシラン、 ァ リルトリメトキシシラン、 ァリルトリエトキシシラン、 フエニルトリメトキシシ ラン、 フエニルトリエトキシシラン、 3—メルカプトプロビルトリメトキシシラ ン、 3—メルカプトプロピルトリエトキシシラン、 メルカプトメチル卜リメトキ シシラン、 メルカプトメチルトリエトキシシラン、 ジメチルジメトキシシランま たはジメチルジェ卜キシシランが好ましい。
本発明に用いられるエポキシ基を有するポリオルガノシロキサンは、 そのェポ キシ当量が 1 0 0〜1 0 , 0 0 0 モルであることカ^?ましく、 1 5 0〜1,
0 0 0 モルであることがより好ましい。 したがって、 エポキシ基を有するポ リオルガノシロキサンを合成するにあたっては、 エポキシ基を有するシラン化合 物と他のシラン化合物との使用割合を、 得られるポリオルガノシロキサンェポキ シ当量が上記の範囲になるように調整して設定すること力好ましい。
エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンを合成するにあたって使用するこ とのできる有機溶媒としては、 例えば炭化水素、 ケトン、 エステル、 エーテル、 アルコールなどを挙げることができる。
上記炭化水素としては、 例えばトルエン、 キシレンなどを;
上記ケトンとしては、 例えばメチルェチルケトン、 メチルイソプチルケトン、 メ チル n—アミルケトン、 ジェチルケトン、 シクロへキサノンなどを;
上記エステルとしては、 例えば酢酸ェチル、 酢酸 n—ブチル、 酢酸 iーァミル、 プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、 3—メトキシブチルァセ テート、 乳酸ェチルなどを;
上記エーテルとしては、 例えばエチレングリコールジメチルエーテル、 エチレン グリコールジェチルエーテル、 テトラヒドロフラン、 ジォキサンなどを; 上記アルコールとしては、 例えば 1—へキサノール、 4—メチルー 2—ペンタノ ール、 エチレングリコールモノメチルエーテル、 エチレングリコールモノェチル エーテル、 エチレングリコールモノー η—プロピルエーテル、 エチレングリコー ルモノー η—ブチルエーテル、 プロピレングリコールモノメチルエーテル、 プロ ピレングリコールモノェチルエーテル、 プロピレングリコールモノー η—プロピ ルエーテルなどを、 それぞれ挙げることができる。 これらのうち非水溶性のもの カ 子ましい。
これらの有機溶媒は、 単独でまたは 2種以上を混合して使用することができる。 有機溶媒の使用量は、 全シラン化合物 1 0 0重量部に対して、 好ましくは 1 0 〜1 0, 0 0 0重量部、 より好ましくは 5 0〜: I, 0 0 0重量部である。
エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンを製造する際の水の使用量は、 全 シラン化合物に対して、 好ましくは 0 . 5〜 1 0 0倍モル、 より好ましくは 1〜 3 0倍モルである。
上記触媒としては例えば酸、 アルカリ金属化合物、 有機塩基、 チタン化合物、 ジルコ二ゥム化合物などを用いることができる。
上記アルカリ金属化合物としては、 例えば水酸化ナトリウム、 水酸化カリウム、 ナトリウムメトキシド、 カリウムメ卜キシド、 ナトリウムエトキシド、 カリウム エトキシドなどを挙げることができる。
上記有機塩基としては、 例えばェチルァミン、 ジェチルァミン、 ピぺラジン、 ピぺリジン、 ピロリジン、 ピロールの如き 1〜 2級有機ァミン;
トリェチルァミン、 トリ— n—プロピルァミン、 トリー n—プチルァミン、 ピリ ジン、 4—ジメチルァミノピリジン、 ジァザビシクロウンデセンの如き 3級の有 機ァミン;
テトラメチルアンモニゥムヒドロキシドの如き 4級の有機ァミンなどを、 それぞ れ挙げることができる。 これらの有機塩基のうち、 トリヱチルァミン、 トリ一 n —プロピルァミン、 トリ一n—プチルァミン、 ピリジン、 4—ジメチルアミノピ リジンの如き 3級の有機アミン;テトラメチルアンモニゥムヒドロキシドの如き 4級の有機アミンカ好ましい。
エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンを製造する際の触媒としては、 ァ ルカリ金属化合物または有機塩基が好ましい。 アル力リ金属化合物または有機塩 基を触媒として用いることにより、 エポキシ基の開環などの副反応を生じること なく、 高い加水分解 ·縮合速度で目的とするポリオルガノシロキサンを得ること ができるため、 生産安定性に優れることとなり好ましい。 また、 触媒としてアル カリ金属化合物または有機塩基を用いて合成されたエポキシ基を有するポリオル ガノシロキサンと桂皮酸誘導体 ( 1 ) との反応物を含有する本発明の液晶配向剤 は、 保存安定性が極めて優れるため好都合である。 その理由は、 C h e m i c a 1 R e v i e w s , 9 5巻、 p i 4 0 9 ( 1 9 9 5年) に指摘されているよう に、 加水分解、 縮合反応において触媒としてアルカリ金属化合物または有機塩基 を用いると、 ランダム構造、 はしご型構造またはかご型構造が形成され、 シラノ ール基の含有割合が少ないポリオルガノシロキサン力得られるためではないかと 推察される。 シラノール基の含有割合が少ないため、 シラノール基同士の縮合反 応が抑えられ、 さらに本発明の液晶配向剤が後述の他の重合体を含有するもので ある場合にはシラノール基と他の重合体との縮合反応が抑えられるため、 保存安 定性に優れる結果になるものと推察される。
触媒としては、 特に有機塩基が好ましい。 有機塩基の使用量は、 有機塩基の種 類、 温度などの反応条件などにより異なり、 適宜に設定されるべきであるカ^ 例 えば全シラン化合物に対して好ましくは 0 . 0 1〜3倍モルであり、 より好まし くは 0 . 0 5〜1倍モルである。
エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンを製造する際の加水分解または加 水分解 ·縮合反応は、 エポキシ基を有するシラン化合物と必要に応じて他のシラ ン化合物とを有機溶媒に溶解し、 この溶液を有機塩基および水と混合して、 例え ば油浴などにより加熱することにより実施することが好ましい。
加水分解 ·縮合反応時には、 加熱温度を好ましくは 1 3 0 以下、 より好まし くは 4 0〜1 0 0 として、 好ましくは 0. 5〜1 2時間、 より好ましくは 1〜 8時間加熱するのが望ましい。 加熱中は、 混合液を撹捽してもよいし、 還流下に 置いてもよい。
反応終了後、 反応液から分取した有機溶媒層を水で洗浄すること力好ましい。 この洗浄に際しては、 少量の塩を含む水、 例えば 0 . 2重量%程度の硝酸アンモ ニゥム水溶液などで洗浄することにより、 洗浄操作が容易になる点で好ましい。 洗浄は洗浄後の水層が中性になるまで行い、 その後有機溶媒層を、 必要に応じて 無水硫酸カルシウム、 モレキュラーシ一ブスなどの適当な乾燥剤で乾燥した後、 溶媒を除去することにより、 目的とするエポキシ基を有するポリオルガノシロキ サンを得ることができる。
本発明においては、 エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンとして市販さ れているものを用いてもよい。 このような市販品としては、 例えば DM S—E 0 1, D S - E 1 2、 DM S - E 2 1, E M S— 3 2 (以上、 チッソ (株) 製) などを挙げることができる。 <感放射線性ポリオルガノシロキサン >
本発明で使用される感放射線性ポリオルガノシロキサンは、 上記の如きェポキ シ基を有するポリオルガノシロキサンと桂皮酸誘導体 ( 1 ) とを、 好ましくは触 媒の存在下に反応させることにより合成することができる。 ここで桂皮酸誘導体 ( 1 ) は、 ポリオルガノシロキサンの有するエポキシ基 1モルに対して好ましく は 0. 0 0 1〜1 . 5モル、 より好ましくは 0. 0 1〜1モル、 さらに好ましく は 0. 0 5〜0. 9モル使用される。
上記触媒としては、 有機塩基、 またはエポキシ化合物と酸無水物との反応を促 進するいわゆる硬化促進剤として公知の化合物を用いることができる。
上記有機塩基としては、 例えばェチルァミン、 ジェチルァミン、 ピぺラジン、 ピぺリジン、 ピロリジン、 ピロールの如き 1〜 2級有機ァミン;
トリェチルァミン、 トリー n—プロピルアミン、 トリー n—ブチルァミン、 ピリ ジン、 4—ジメチルァミノピリジン、 ジァザビシクロウンデセンの如き 3級の有 機ァミン;
テトラメチルアンモニゥムヒドロキシドの如き 4級の有機ァミンなどを挙げるこ とができる。 これらの有機塩基のうち、 トリェチルァミン、 トリー n—プロピル ァミン、 トリー n—プチルァミン、 ピリジン、 4—ジメチルァミノピリジンの如 き 3級の有機ァミン;テトラメチルアンモニゥムヒドロキシドの如き 4級の有機 ァミンが好ましい。
上記硬化促進剤としては、 例えばべンジルジメチルァミン、 2 , 4 , 6—トリ ス (ジメチルアミノメチル) フエノール、 シクロへキシルジメチルァミン、 トリ エタノールァミンの如き 3級ァミン;
2—メチルイミダゾール、 2— n—へプチルイミダゾール、 2— n—ゥンデシル イミダゾ一ル、 2—フエ二ルイミダゾ一ル、 2—フエ二ルー 4ーメチルイミダゾ —ル、 1—ベンジル— 2—メチルイミダゾール、 1一べンジルー 2—フエ二ルイ ミダゾ一ル、 1, 2—ジメチルイミダゾール、 2—ェチルー 4ーメチルイミダゾ —ル、 1一 (2—シァノエチル) 一 2—メチルイミダゾ一ル、 1— ( 2—シァノ ェチル) _ 2— n—ゥンデシルイミダゾール、 1— ( 2—シァノエチル) —2— フエ二ルイミダゾール、 1一 (2—シァノエチル) 一 2—ェチルー 4ーメチルイ ミダゾール、 2—フエ二ルー 4一メチル— 5—ヒドロキシメチルイミダゾール、 2—フエニル—4 , 5—ジ (ヒドロキシメチル) イミダゾ一ル、 1一 (2—シァ ノエチル) 一 2—フエニル—4 , 5—ジ 〔 (2, ーシァノエトキシ) メチル〕 ィ ミダゾール、 1— ( 2—シァノエチル) 一 2— n—ゥンデシルイミダゾリゥムト リメリテート、 1— ( 2—シァノエチル) ー2—フエ二ルイミダゾリゥムトリメ リテート、 1— ( 2—シァノエチル) —2—ェチルー 4ーメチルイミダゾリゥム トリメリテート、 2, 4ージアミノー 6— [ 2 ' —メチルイミダゾリル— ( 1 ' ) 〕 ェチルー s—卜リアジン、 2, 4—ジァミノ— 6— ( 2 ' — n—ゥン デシルイミダゾリル) ェチル— s—卜リアジン、 2 , 4—ジァミノ— 6— 〔2, —ェチルー 4 ' ーメチルイミダゾリルー (1 ' ) 〕 ェチル _ s—卜リアジン、 2 ーメチルイミダゾ一ルのィソシァヌル酸付加物、 2—フエ二ルイミダゾールのィ ソシァヌル酸付加物、 2 , 4ージアミノー 6— [ 2 ' —メチルイミダゾリルー ( 1 ' ) 〕 ェチルー s—トリァジンのィソシァヌル酸付加物の如きイミダゾール 化合物;ジフエニルフォスフィン、 トリフエニルフォスフィン、 亜リン酸トリフ ェニルの如き有機リン化合物;
ベンジルトリフエニルフォスフォニゥムクロライド、 テトラー n—ブチルフォス フォニゥムブロマイド、 メチルトリフエニルフォスフォニゥムブロマイド、 ェチ ルトリフエニルフォスフォニゥムブ口マイド、 n—ブチルトリフエニルフォスフ ォニゥムブロマイド、 テトラフェニルフォスフォニゥムブロマイド、 ェチルトリ フエニルフォスフォニゥムョ一ダイド、 ェチルトリフエニルフォスフォニゥムァ セテート、 テトラー n—ブチルフォスフォニゥム一 o, o—ジェチルフォスフォ 口ジチォネー卜、 テトラー n—プチルフォスフォニゥムベンゾトリアゾレート、 テトラ一n _ブチルフォスフォニゥムテトラフルォロボレ一卜、 テ卜ラー n—ブ チルフォスフォニゥムテトラフエ二ルポレート、 テトラフェニルフォスフォニゥ ムテトラフエ二ルポレートの如き 4級フォスフォニゥム塩;
1 , 8—ジァザビシクロ [ 5 . 4 . 0 ] ゥンデセン一 7やその有機酸塩の如きジ ァザビシクロアルケン; ォクチル酸亜鉛、 ォクチル酸錫、 アルミニウムァセチルアセトン錯体の如き有機 金属化合物;
テトラェチルアンモニゥムブロマイド、 テトラー n—ブチルアンモニゥムブロマ イド、 テトラェチルアンモニゥムクロライド、 テトラ一 n—ブチルアンモニゥム クロライドの如き 4級アンモニゥム塩;
三フッ化ホウ素、 ホウ酸トリフエニルの如きホウ素化合物;
塩化亜鉛、 塩化第二錫の如き金属ハロゲン化合物;
ジシアンジアミドゃアミンとエポキシ樹脂との付加物などのアミン付加型促進剤 などの高融点分散型潜在性硬化促進剤;
前記イミダゾール化合物、 有機リン化合物や 4級フォスフォニゥム塩などの硬化 促進剤の表面をポリマーで被覆したマイク口カプセル型潜在性硬化促進剤; アミン塩型潜在性硬化剤促進剤;
ルイス酸塩、 ブレンステツド酸塩などの高温解離型の熱カチオン重合型潜在性硬 化促進剤などの潜在性硬化促進剤などを挙げることができる。
これらのうち、 好ましくはテトラェチルアンモニゥムブロマイド、 テトラー n ーブチルアンモニゥムブロマイド、 テトラェチルアンモニゥムクロライド、 テト ラー n—プチルアンモニゥムクロライドの如き 4級アンモニゥム塩である。
触媒は、 エポキシ基を有するポリオルガノシロキサン 1 0 0重量部に対して好 ましくは 1 0 0重量部以下、 より好ましくは 0 . 0 1〜1 0 0重量部、 さらに好 ましくは 0 . 1〜2 0重量部の量で使用される。
反応温度は、 好ましくは 0〜2 0 0で、 より好ましくは 5 0〜1 5 0でである。 反応時間は、 好ましくは 0. 1〜5 0時間、 より好ましくは 0 . 5〜2 0時間で ある。
感放射線性ポリオルガノシロキサンの合成反応は、 必要に応じて有機溶剤の存 在下に行うことができる。 かかる有機溶媒としては、 例えば炭化水素化合物、 ェ 一テル化合物、 エステル化合物、 ケトン化合物、 アミド化合物、 アルコール化合 物などを挙げることができる。 これらのうち、 エーテル化合物、 エステル化合物、 ケトン化合物が原料および生成物の溶解性ならびに生成物の精製のし易さの観点 から好ましい。 溶媒は、 固形分濃度 (反応溶液中の溶媒以外の成分の合計重量が 溶液の全重量に占める割合) i 好ましくは 0. 1重量%以上、 より好ましくは 5〜50重量%となる量で使用される。
本発明の感放射線性ポリオルガノシロキサンはエポキシ基を有するポリオルガ ノシロキサンにエポキシの開環付加により桂皮酸誘導体 (1) に由来する構造を 導入している。 この製造方法は簡便であり、 しかも桂皮酸誘導体に由来する構造 の導入率を高くすることができる点で極めて好適な方法である。
なお、 本発明の感放射線性オルガノポリシロキサンの合成にあたっては、 本発 明の効果を損なわない範囲で上記桂皮酸誘導体の一部を下記式 (4)
R 19_R20_ Z (4)
(式 (4) 中、 R19は炭素数 4〜20のアルキル基もしくはアルコキシル基ま たは脂環式基を含む炭素数 3〜40の 1価の有機基であり、 ただし前記アルキル 基またはアルコキシル基の水素原子の一部または全部はフッ素原子で置換されて いてもよく、 R2Gは単結合またはフエ二レン基であり、 ただし R19がアルコキ シル基であるとき R2Qはフエ二レン基であり、 Zはカルボキシル基、 水酸基、 — SH、 — NC〇、 一 NHR (ただし、 Rは水素原子または炭素数 1〜6のアル キル基である。 ) 、 _CH = CH2および— S02C 1よりなる群から選択され る少なくとも 1種の基である。 )
で表される化合物で置き換えて使用してもよい。 この場合、 感放射線性ポリオル ガノシロキサンの合成は、 エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンと、 桂皮 酸誘導体および上記式 (4) で表される化合物の混合物とを反応させることによ り行われる。
上記式 (4) における R19としては炭素数 8〜20のアルキル基もしくはァ ルコキシル基または炭素数 4〜 21のフルォロアルキル基もしくはフルォロアル コキシル基であることが好ましく、 R 2(5としては単結合または 1, 4—フエ二 レン基であることが好ましく、 Zとしてはカルボキシル基であること力好ましい。 上記式 (4) で表される化合物の具定例としては、 例えば下記式 (4一 1) (4-4)
Figure imgf000029_0001
(上記 (4—1) 式における fは 1〜10の整数、 gは 0〜5の整数であり、 上 記 (4一 2) 式における hは 5〜 20の整数であり、 上記 (4— 3) 式における iは 1〜3の整数、 jは 0〜18の整数であり、 上記 (4— 4) 式における kは 1〜18の整数である。 )
で表される化合物などを挙げることができる。
上記式 (4) で表される化合物の好ましい具体例として、 ドデカン酸、 ステア リン酸、 下記式 (4— 3— 1) 〜 (4— 3— 3)
Figure imgf000030_0001
のそれぞれで表される化合物などを挙げることができる。
上記式 (4 ) で表される化 物は、 桂皮酸誘導体 ( 1 ) と同様の反応条件下で 桂皮酸誘導体 ( 1 ) とともにエポキシ基を有するポリオルガノシロキサンと反応 して感光性ポリオルガノシロキサンに導入され、 得られる液晶配向膜にプレチル ト角発現性を付与する部位となる化合物である。 本明細書においては上記式 ( 4 ) で表される化合物を、 以下、 「他のプレチルト角発現性化合物」 という。 上記式 (4 ) で表される化合物は、 桂皮酸誘導体 ( 1 ) と上記式 (4 ) で表さ れる化合物との合計に対して好ましくは 5 0モル%以下、 より好ましくは 3 3モ ル%以下の割合で使用することができる。 ここで、 上記式 (4 ) で表される化合 物の使用割合が 5 0モル%を超えると、 得られる液晶表示素子を ON (電圧印加 状態) にしたときに異常ドメインを発生する不具合を生じる場合がある。
<他の成分 >
本発明の液晶配向剤は、 上記の如き感放射線性ポリオルガノシロキサンを含有 する。
本発明の液晶配向剤は、 上記の如き感放射線性ポリオルガノシロキサンのほか に、 本発明の効果を損なわない限り、 さらに他の成分を含有していてもよい。 こ のような他の成分としては、 例えば感放射線性ポリオルガノシロキサン以外の重 合体 (以下、 「他の重合体」 という。 ) 、 硬化剤、 硬化触媒、 硬化促進剤、 分子 内に少なくとも一つのエポキシ基を有する化合物 (以下、 「エポキシ化合物」 と いう。 ) 、 官能性シラン化合物、 界面活性剤などを挙げることができる。
<他の重合体〉
上記他の重合体は、 本発明の液晶配向剤の溶液特性および得られる液晶配向膜 の電気特性をより改善するために使用することができる。 かかる他の重合体とし ては、 例えばポリアミック酸およびポリイミドよりなる群から選択される少なく とも 1種の重合体、 下記式 (S— 2 )
Figure imgf000031_0001
(式 (S— 2 ) 中、 X 2は水酸基、 ハロゲン原子、 炭素数 1〜2 0のアルキル基、 炭素数 1〜6のアルコキシル基または炭素数 6〜 2 0のァリール基であり、 Y 2 は水酸基または炭素数 1〜1 0のアルコキシル基である。 )
で表されるポリシロキサン、 その加水分解物および加水分解物の縮合物よりなる 群から選択される少なくとも 1種 (以下、 「他のポリシロキサン」 という。 ) 、 ポリアミック酸エステル、 ポリエステル、 ポリアミド、 セルロース誘導体、 ポリ ァセタール、 ポリスチレン誘導体、 ポリ (スチレン一フエニルマレイミド) 誘導 体、 ポリ (メタ) ァクリレートなどを挙げることができる。
[ポリアミック酸]
上記ポリアミック酸は、 テトラカルボン酸二無水物とジァミンとを反応させる ことにより得ることができる。
ポリアミツク酸の合成に用いることのできるテ卜ラカルボン酸二無水物として は、 例えばブタンテトラカルボン酸二無水物、 1, 2, 3, 4ーシクロブタンテ トラカルボン酸二無水物、 1, 2—ジメチルー 1, 2, 3 , 4ーシクロブタンテ トラカルボン酸二無水物、 1, 3—ジメチル— 1, 2, 3, 4ーシクロブタンテ トラカルボン酸二無水物、 1, 3—ジクロロ— 1, 2, 3, 4ーシクロブタンテ トラカルボン酸二無水物、 1, 2, 3, 4ーテトラメチル— 1, 2, 3, 4—シ クロブタンテトラカルボン酸二無水物、 1, 2, 3, 4ーシクロペン夕ンテトラ カルボン酸二無水物、 1, 2, 4, 5—シクロへキサンテトラカルボン酸二無水 物、 3, 3, , 4, 4' ージシクロへキシルテトラカルボン酸二無水物、 2, 3, 5—トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、 3, 5, 6—トリカルボキシ ノルボルナン一2—酢酸二無水物、 2, 3, 4, 5—テトラヒドロフランテトラ カルボン酸二無水物、 1, 3, 3 a, 4, 5, 9 b—へキサヒドロ— 5— (テト ラヒドロ一 2, 5—ジォキソ一 3—フラニル) 一ナフト [1, 2— c] —フラン — 1, 3—ジオン、 1, 3, 3 a, 4, 5, 9 b—へキサヒドロー 5—メチル— 5 (テトラヒドロ一 2, 5—ジォキソ一 3—フラニル) 一ナフト [1, 2_c] 一フラン一 1, 3—ジオン、 1, 3, 3 a, 4, 5, 9 b—へキサヒドロー 5— ェチル一 5— (テトラヒドロ一 2, 5—ジォキソ一 3—フラニル) —ナフト [1, 2— c] —フラン一 1, 3—ジオン、 1, 3, 3 a, 4, 5, 9 b—へキサヒド ロー 7—メチル一5— (テトラヒドロ一 2, 5—ジォキソ一 3—フラニル) ーナ フト [1, 2— c] —フラン一 1, 3—ジオン、 1, 3, 3 a, 4, 5, 9 b— へキサヒドロー 7—ェチルー 5— (テトラヒドロー 2, 5—ジォキソ一 3—フラ ニル) 一ナフト [1, 2— c] —フラン一 1, 3—ジオン、 1, 3, 3 a, 4, 5, 9 b—へキサヒドロー 8—メチル一5— (テトラヒドロ一 2, 5—ジォキソ —3—フラエル) 一ナフト [1, 2— c] —フラン一 1, 3—ジオン、 1, 3, 3 a, 4, 5, 9 b—へキサヒドロー 8—ェチル一 5— (テトラヒドロ一 2, 5 —ジォキソ一 3—フラニル) 一ナフト [1, 2— c] —フラン一 1, 3—ジオン、 1, 3, 3 a, 4, 5, 9 b—へキサヒドロー 5, 8—ジメチルー 5— (テトラ ヒドロー 2, 5—ジォキソ一 3—フラニル) 一ナフト [1, 2— c] —フラン一 1, 3—ジオン、 5— (2, 5—ジォキソテトラヒドロフラニル) _ 3—メチル —3—シクロへキセン— 1, 2—ジカルボン酸無水物、 ビシクロ [2. 2. 2] ーォクトー 7—ェン—2, 3, 5, 6—テトラカルボン酸二無水物、 3—ォキサ ビシクロ [3. 2. 1] オクタン一 2, 4—ジオン一6—スピロ一 3, 一 (テト ラヒドロフラン一2' , 5' —ジオン) 、 5— (2, 5—ジォキソテトラヒドロ —3—フラニル) 一 3—メチルー 3—シクロへキセン— 1, 2—ジカルボン酸無 水物、 3, 5, 6—トリカルボキシ— 2—力ルポキシノルボルナン一 2 : 3, 5 : 6—二無水物、 4, 9ージォキサトリシクロ [5. 3. 1. 02' 6] ゥンデ カン— 3, 5, 8, 10—テトラオン、 下記式 (T— I) および (T一 I I)
Figure imgf000033_0001
(式 (T一 I) および (T一 I I) 中、 R21および R22は、 それぞれ、 芳香環 を有する 2価の有機基であり、 R23および R24は、 それぞれ、 水素原子または アルキル基であり、 複数存在する R 23および R 24はそれぞれ同一でも異なって いてもよい。 )
のそれぞれで表される化合物などの脂肪族または脂環式テトラカルボン酸二無水 物;
ピロメリット酸二無水物、 3, 3, , 4, 4, 一べンゾフエノンテトラカルボン 酸二無水物、 3, 3' , 4, 4' —ビフエニルスルホンテ卜ラカルボン酸二無水 物、 1, 4, 5, 8—ナフ夕レンテトラカルボン酸二無水物、 2, 3, 6, 7 - ナフ夕レンテトラカルボン酸二無水物、 3, 3' , 4, 4, 一ビフエニルエーテ ルテトラカルボン酸二無水物、 3, 3' , 4, 4' —ジメチルジフエニルシラン テトラカルボン酸二無水物、 3, 3, , 4, 4, ーテトラフエニルシランテトラ カルボン酸二無水物、 1, 2, 3, 4—フランテトラカルボン酸二無水物、 4, 4' —ビス (3, 4ージカルボキシフエノキシ) ジフエニルスルフイド二無水物、 4, 4' —ビス (3, 4—ジカルボキシフエノキシ) ジフエニルスルホン二無水 物、 4, 4' —ビス (3, 4ージカルボキシフエノキシ) ジフエニルプロパン二 無水物、 3, 3, , 4, 4, 一パーフルォロイソプロピリデンジフ夕ル酸二無水 物、 3, 3, , 4, 4, —ビフエニルテトラカルボン酸二無水物、 2, 2, , 3, 3 ' —ビフエ二ルテ卜ラカルボン酸二無水物、 ビス (フタル酸) フエニルホスフ インオキサイド二無水物、 p—フエ二レン一ビス (トリフエニルフタル酸) 二無 水物、 m—フエ二レン—ビス (トリフエニルフタル酸) 二無水物、 ビス (トリフ ェニルフ夕ル酸) 一 4, 4' —ジフエ二ルェ一テルニ無水物、 ビス (トリフエ二 ルフタル酸) —4, 4' ージフエニルメタン二無水物、 エチレングリコール一ビ ス (アンヒドロトリメリテート) 、 プロピレングリコール一ビス (アンヒドロト リメリテート) 、 1, 4—ブタンジオー^/一ビス (アンヒドロトリメリテート) 、 1, 6—へキサンジオール一ビス (アンヒドロトリメリテート) 、 1, 8—ォク 夕ンジオール一ビス (アンヒドロトリメリテート) 、 2, 2_ビス (4ーヒドロ キシフエニル) プロパン—ビス (アンヒドロトリメリテート) 、 下記式 (T_ 1) 〜 (Τ一 4)
Figure imgf000035_0001
Figure imgf000035_0002
のそれぞれで表される化合物などの芳香族テトラカルボン酸二無水物を挙げるこ とができる。 これらは 1種単独でまたは 2種以上組み合わせて用いられる。
これらのうち、 ブタンテトラカルボン酸二無水物、 1, 2, 3, 4ーシクロブ 夕ンテトラカルボン酸二無水物、 1, 3—ジメチル— 1, 2, 3, 4ーシクロブ 夕ンテトラカルボン酸二無水物、 1, 2, 3, 4—シクロペン夕ンテトラカルボ ン酸ニ無水物、 2, 3, 5—トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、 1, 3, 3 a, 4, 5, 9b—へキサヒドロ一 5— (テトラヒドロ一 2, 5—ジォキ ソー3—フラニル) 一ナフト [1, 2— c] フラン一 1, 3—ジオン、 1, 3, 3 a, 4, 5, 9b—へキサヒドロ一8—メチル一5— (テトラヒドロ一 2, 5 —ジォキソ一 3—フラニル) 一ナフト [1, 2— c] フラン一 1, 3—ジオン、 1, 3, 3 a, 4, 5, 9b—へキサヒドロ— 5, 8—ジメチルー 5— (テトラ ヒドロ一 2, 5—ジォキソー 3—フラニル) 一ナフ卜 [1, 2_c] フラン一 1, 3—ジオン、 ビシクロ [2. 2. 2] ーォクトー 7—ェンー 2, 3, 5, 6—テ トラカルボン酸二無水物、 3—ォキサビシクロ [3. 2. 1] オクタン一 2, 4 —ジオン一 6—スピロ一 3' - (テトラヒドロフラン一 2' , 5' —ジオン) 、 5- (2, 5—ジォキソテトラヒドロー 3—フラニル) 一 3—メチル一3—シク 口へキセン一 1, 2—ジカルボン酸無水物、 3, 5, 6—トリカルボキシー 2— カルボキシノルボルナン— 2 : 3, 5 : 6 _二無水物、 4, 9—ジォキサ卜リシ クロ [5. 3. 1. 02' 6] ゥンデカン一3, 5, 8, 10—テトラオン、 ピロ メリット酸二無水物、 3, 3, , 4, 4, 一ベンゾフエノンテトラカルボン酸二 無水物、 3, 3' , 4, 4' —ビフエニルスルホンテ卜ラカルボン酸二無水物、 2, 2, , 3, 3' —ビフエニルテトラカルボン酸二無水物、 1, 4, 5, 8— ナフ夕レンテトラカルボン酸二無水物、 上記式 (T一 I) で表される化合物のう ちの下記式 (T— 5) 〜 (T— 7)
Figure imgf000037_0001
のそれぞれで表される化合物および上記式 (T一 I I ) で表される化合物のうち の下記式 (T一 8)
Figure imgf000037_0002
で表される化合物が、 良好な液晶配向性を発現させることができる観点から好ま しい。
特に好ましいものとして、 1, 2, 3, 4ーシクロブタンテトラカルボン酸二 無水物、 2, 3, 5 _トリカルボキシシクロペンチル齚酸二無水物、 1, 3, 3 a, 4, 5, 9b—へキサヒドロー 5— (テトラヒドロー 2, 5—ジォキソ一 3 ーフラニル) 一ナフト [1, 2— c] フラン一 1, 3—ジオン、 1, 3, 3 a, 4, 5, 9 b—へキサヒドロ一 8—メチルー 5— (テトラヒドロ一 2, 5—ジォ キソ一 3—フラニル) 一ナフト [1, 2— c] フラン一 1, 3—ジオン、 3—ォ キサビシクロ [3. 2. 1] オクタン一 2, 4ージオン一 6—スピロ一 3, - (テトラヒドロフラン一 2, , 5, ージオン) 、 5— (2, 5—ジォキソテ卜ラ ヒドロー 3—フラニル) 一 3—メチル一3—シクロへキセン一 1, 2—ジカルポ ン酸無水物、 3, 5, 6—トリカルボキシ一 2—カルボキシノルボルナン— 2 :
3, 5 : 6—二無水物、 4, 9ージォキサトリシクロ [5. 3. 1. 02' 6] ゥ ンデカン一 3, 5, 8, 10—テトラオン、 ピロメリット酸二無水物および上記 式 (T—5) で表される化合物を挙げることができる。
上記ポリアミック酸の合成に用いられるジァミンとしては、 例えば P—フエ二 レンジァミン、 m—フエ二レンジァミン、 4, 4' —ジアミノジフエニルメタン、
4, 4' ージアミノジフエニルェタン、 4, 4' —ジアミノジフエニルスルフィ ド、 4, 4' ージアミノジフエニルスルホン、 3, 3' —ジメチル _ 4, 4' ― ジアミノビフエニル、 4, 4' ージァミノベンズァニリド、 4, 4' —ジァミノ ジフエ二ルエーテル、 1, 5—ジァミノナフ夕レン、 2, 2, —ジメチル一 4, 4' ージアミノビフエニル、 3, 3' ージメチル一 4, 4' —ジアミノビフエ二 ル、 2, 2 ' —ジトリフルォロメチル一 4, 4' —ジアミノビフエニル、 3, 3' ージトリフルォロメチル一 4, 4' —ジアミノビフエニル、 5—ァミノ一 1 一 (4, 一ァミノフエニル) 一1, 3, 3—トリメチルインダン、 6—アミノー 1— (4, 一ァミノフエニル) 一 1, 3, 3—トリメチルインダン、 3, 4, _ ジアミノジフエ二ルエーテル、 3, 3 ' ージァミノべンゾフエノン、 3, 4' — ジァミノべンゾフエノン、 4, 4' ージァミノべンゾフエノン、 2, 2_ビス [4— (4—アミノフエノキシ) フエニル] プロパン、 2, 2—ビス [4— (4 —アミノフエノキシ) フエニル] へキサフルォロプロパン、 2, 2—ビス (4一 ァミノフエ二ル) へキサフルォロプロパン、 2, 2—ビス [4一 (4—アミノフ エノキシ) フエニル] スルホン、 1, 4—ビス (4—アミノフエノキシ) ベンゼ ン、 1, 3—ビス (4一アミノフエノキシ) ベンゼン、 1, 3—ビス (3—アミ ノフエノキシ) ベンゼン、 9, 9—ビス (4—ァミノフエ二ル) 一 10—ヒドロ アントラセン、 2, 7—ジァミノフルオレン、 9, 9—ジメチル- 2, 7—ジァ ミノフルオレン、 9, 9—ビス (4—ァミノフエニル) フルオレン、 4, 4' - メチレン一ビス (2—クロロア二リン) 、 2, 2' , 5, 5, ーテトラクロロー 4, 4' ージアミノビフエニル、 2, 2, ージクロロー 4, 4' —ジアミノー 5, δ' —ジメトキシビフエニル、 3, 3 ' ージメトキシ一 4, 4' —ジアミノビフ ェニル、 1, 4, 4, 一 (ρ—フエ二レンイソプロピリデン) ビスァニリン、 4, 4, - (m—フエ二レンイソプロピリデン) ビスァニリン、 2, 2' 一ビス [4 一 (4ーァミノ _ 2 _トリフルォロメチルフエノキシ) フエニル] へキサフルォ 口プロパン、 4, 4' —ジアミノー 2, 2 ' —ビス (トリフルォロメチル) ビフ ェニル、 4, 4, 一ビス [ (4—アミノー 2—トリフルォロメチル) フエノキ シ] 一ォク夕フルォロビフエニル、 下記式 (D— 1) 〜 (D— 5)
Figure imgf000040_0001
Figure imgf000041_0001
Figure imgf000041_0002
(D-5)
(式 (D— 4) 中の yは 2〜12の整数であり、 式 (D— 5) 中の zは 1〜5の 整数である。 )
のそれぞれで表される化合物などの芳香族ジァミン;
1, 1—メタキシリレンジァミン、 1, 3—プロパンジァミン、 テトラメチレン ジァミン、 ペンタメチレンジァミン、 へキサメチレンジァミン、 ヘプタメチレン ジァミン、 ォクタメチレンジァミン、 ノナメチレンジァミン、 1, 4ージァミノ シクロへキサン、 イソホロンジァミン、 テトラヒドロジシクロペンタジェ二レン ジァミン、 へキサヒドロー 4, 7—メ夕ノインダニレンジメチレンジァミン、 ト リシクロ [6. 2. 1. 02' 7] —ゥンデシレンジメチルジァミン、 4, 4, - メチレンビス (シクロへキシルァミン) 、 1, 3—ビス (アミノメチル) シクロ へキサン、 1, 4一ビス (アミノメチル) シクロへキサンなどの脂肪族または脂 環式ジァミン;
2, 3—ジァミノピリジン、 2, 6—ジァミノピリジン、 3, 4—ジァミノピリ ジン、 2, 4—ジァミノピリミジン、 5, 6—ジアミノー 2, 3—ジシァノピラ ジン、 5, 6—ジァミノー 2, 4ージヒドロキシピリミジン、 2, 4—ジァミノ 一 6—ジメチルァミノ一 1, 3, 5—卜リアジン、 1, 4一ビス (3—アミノプ 口ピル) ピぺラジン、 2, 4ージァミノ一 6—イソプロポキシ一 1, 3, 5—卜 リアジン、 2, 4—ジアミノー 6—メトキシ一 1, 3, 5—トリアジン、 2, 4 ―ジァミノ一 6—フエニル一 1, 3, 5—トリアジン、 2, 4—ジアミノー 6— メチル一s—トリアジン、 2, 4—ジァミノ一 1, 3, 5—トリアジン、 4, 6 —ジァミノ一2—ビニル一s—トリアジン、 2, 4—ジァミノ _ 5—フエニルチ ァゾール、 2, 6—ジァミノプリン、 5, 6—ジアミノー 1, 3—ジメチルゥラ シル、 3, 5—ジァミノ一 1, 2, 4一卜リアゾ一ル、 6, 9ージアミノー 2—
Figure imgf000042_0001
8—ジァミノー 6—フエニルフエナントリ ジン、 1, 4ージアミノビペラジン、 3, 6—ジアミノアクリジン、 ビス (4— ァミノフエニル) フエニルァミン、 3, 6—ジァミノカルバゾール、 N—メチル -3, 6—ジァミノカルバゾール、 N—ェチルー 3, 6—ジァミノカルバゾール、 N—フエ二ルー 3, 6—ジァミノカルバゾ一ル、 N, N, ージ (4ーァミノフエ ニル) 一べンジジン、 下記式 (D— I)
Figure imgf000042_0002
(式 (D— I) 中、 R25は、 ピリジン、 ピリミジン、 トリァジン、 ピぺリジン およびピぺラジンよりなる群から選ばれる窒素原子を含む環構造を有する 1価の 有機基であり、 X 3は 2価の有機基であり、 R 26は炭素数 1〜4のアルキル基であ り、 a 1は 0~3の整数であり、 R 26が複数存在する場合にはそれぞれ同一でも異 なっていてもよい。 )
で表される化合物、 下記式 (D— I I)
Figure imgf000042_0003
(D-II ) (式 (D— I I) 中、 R27は、 ピリジン、 ピリミジン、 トリァジン、 ピベリジ ンおよびピぺラジンよりなる群から選ばれる窒素原子を含む環構造を有する 2価 の有機基であり、 X4は、 それぞれ、 2価の有機基であり、 R28は、 それぞれ、 炭素数 1~4のアルキル基であり、 a 2は、 それぞれ、 0〜4の整数であり、 複数存在 する X4それぞれ同一でも異なっていてもよく、 R 28が複数存在する場合にはそ れぞれ同一でも異なっていてもよい。 )
で表される化合物などの、 分子内に 2つの 1級アミノ基および該 1級アミノ基以 外の窒素原子を有するジアミン;
下記式 (D— I I I )
Figure imgf000043_0001
(式 (D— I I I) 中、 R29は、 一〇—、 一 COO—、 一 OCO―、 -NHC 〇一、 一 CONH—および—CO—よりなる群から選ばれる 2価の有機基であり、 R3Qは、 ステロイド骨格を有する 1価の有機基、 トリフルォロメチルフエニル 基、 トリフルォロメトキシフエ二ル基もしくはフッ化フエ二ル基を有する 1価の 有機基または炭素数 6〜 30のアルキル基であり、 R 31は炭素数 1~ 4のアルキ ル基であり、 a 3は 0〜 3の整数であり、 R 31が複数存在する場合にはそれぞれ同 一でも異なっていてもよい。 )
で表されるモノ置換フエ二レンジアミン;
下記式 (D— I V)
Figure imgf000044_0001
(式 (D— I V) 中、 R32は、 それぞれ、 炭素数 1〜12の炭化水素基であり、 複数存在する R32はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、 Pは、 それぞれ、 1〜 3の整数であり、 qは 1〜 20の整数である。 )
で表される化合物などのジァミノオルガノシロキサンなどを挙げることができる。 これらのジァミンは、 単独でまたは 2種以上組み合わせて用いることができる。 上記芳香族ジアミンのベンゼン環は、 1つまたは 2つ以上の炭素数 1〜4のァ ルキル基 (好ましくはメチル基) で置換されていてもよい。 上記式 (D— 1)、 (D- I I) および (D— I I I) における R26、 R28および R31は、 それぞ れ、 メチル基であること力好ましく、 a l、 a 2および a 3は、 それぞれ、 0ま たは 1であること力好ましく、 0であることがより好ましい。
上記式 (D_ I I I) の R3Qにおけるステロイド骨格を有する 1価の有機基 としては、 炭素数 17〜51のものが好ましく、 炭素数 17〜30のものがより 好ましい。 ステロイド骨格を有する R3Qの具体例としては、 例えばコレスタン —3—ィル基、 コレスター 5—ェン一 3—ィル基、 コレス夕 _24—ェン一 3— ィル基、 コレスター 5, 24—ジェン一3—ィル基、 ラノスタン一 3—ィル基な どを挙げることができる。
これらのうち、 p—フエ二レンジァミン、 4, 4' —ジアミノジフエ二ルメ夕 ン、 4, 4' —ジアミノジフエニルスルフイド、 1, 5—ジァミノナフ夕レン、 2, 2 ' ージメチル一 4, 4' ージアミノビフエニル、 2, 2' —ジトリフルォ ロメチル一 4, 4' —ジアミノビフエニル、 2, 7—ジァミノフルオレン、 4, 4, 一ジアミノジフエニルエーテル、 2, 2—ビス [4一 (4—アミノフエノキ シ) フエニル] プロパン、 9, 9—ビス (4—ァミノフエ二ル) フルオレン、 2, 2—ビス [4— (4—アミノフエノキシ) フエニル] へキサフルォロプロパン、 2, 2_ビス (4ーァミノフエニル) へキサフルォロプロパン、 4, 4, 一 (p —フエ二レンジイソプロピリデン) ビスァニリン、 4, 4, 一 (m—フエ二レン ジイソプロピリデン) ビスァニリン、 1, 4—ビス (4—アミノフエノキシ) ベ ンゼン、 4, 4, 一ビス (4一アミノフエノキシ) ビフエ二ル、 1, 4ーシクロ へキサンジァミン、 4, 4' ーメチレンビス (シクロへキシルァミン) 、 1, 3 —ビス (アミノメチル) シクロへキサン、 上記式 (D—1) 〜 (D— 5) で表さ れる化合物、 2, 6—ジァミノピリジン、 3, 4ージァミノピリジン、 2, 4— ジァミノピリミジン、 3, 6—ジアミノアクリジン、 3, 6—ジァミノカルバゾ ール、 N—メチル—3, 6—ジァミノカルバゾール、 N—ェチルー 3, 6—ジァ ミノカルバゾール、 N—フエ二ルー 3, 6—ジァミノカルバゾ一ル、 N, N' - ジ (4ーァミノフエニル) 一べンジジン、 上記式 (D— I) で表される化合物の うちの下記式 (D— 6)
Figure imgf000045_0001
で表される化合物、 上記式 (D_ I I) で表される化合物のうちの下記式 (D— 7)
Figure imgf000045_0002
で表される化合物、 上記式 (D— I I I) で表される化合物のうちのドデカノキ シ一 2, 4—ジァミノベンゼン、 ペン夕デカノキシ _ 2, 4—ジァミノベンゼン、 へキサデカノキシー 2, 4—ジァミノベンゼン、 ォク夕デカノキシ一 2, 4—ジ ァミノベンゼン、 ドデカノキシー 2, 5—ジァミノベンゼン、 ペン夕デカノキシ 一 2, 5—ジァミノベンゼン、 へキサデカノキシ一 2, 5—ジァミノベンゼン、 ォク夕デカノキシ一 2, 5—ジァミノベンゼン、 下記式 (D— 8) 〜 (D— 1 6)
Figure imgf000046_0001
Figure imgf000046_0002
Figure imgf000046_0003
0)
Figure imgf000047_0001
Figure imgf000047_0002
Figure imgf000047_0003
Figure imgf000047_0004
(D-14)
Figure imgf000048_0001
Figure imgf000048_0002
のそれぞれで表される化合物および上記式 (D— I V) で表される化合物のうち の 1, 3—ビス (3—ァミノプロピル) 一テトラメチルジシロキサンカ^?ましレ^ ポリアミック酸の合成反応に供されるテトラカルボン酸二無水物とジァミンの 使用割合は、 ジァミンに含まれるアミノ基 1当量に対して、 テトラカルボン酸二 無水物の酸無水物基が 0. 2〜2当量となる割合が好ましく、 さらに好ましくは 0 . 3〜1 . 2当量となる割合である。
ポリアミック酸の合成反応は、 好ましくは有機溶媒中において、 好ましくは一 2 0〜1 5 0 :、 より好ましくは 0〜1 0 0での温度条件下において、 好ましく は 1〜4 8時間、 より好ましくは 2〜1 0時間行われる。 ここで、 有機溶媒とし ては、 合成されるポリアミック酸を溶解できるものであれば特に制限はなく、 例 えば N—メチル—2—ピロリドン、 N, N—ジメチルァセトアミド、 N, N—ジ メチルホルムアミド、 N, N_ジメチルイミダゾリジノン、 ジメチルスルホキシ ド、 ァープチロラクトン、 テトラメチル尿素、 へキサメチルホスホルトリアミド などの非プロトン系極性溶媒; m_クレゾール、 キシレノール、 フエノール、 八 ロゲン化フエノールなどのフエノール系溶媒を挙げることができる。 有機溶媒の 使用量 (a :有機溶媒を後述の貧溶媒と併用する場合には、 両者の合計の使用量 を意味する。 ) は、 テトラカルボン酸二無水物およびジァミンの総量 (b ) 力坂 応溶液の全量 (a + b ) に対して 0. 1〜3 0重量%となるような量であること が好ましい。
前記有機溶媒には、 ポリアミック酸の貧溶媒であると一般に信じられているァ ルコール、 ケトン、 エステル、 エーテル、 ハロゲン化炭化水素、 炭化水素などを、 生成するポリアミック酸力 S析出しない範囲で併用することができる。 かかる貧溶 媒の具体例としては、 例えばメチルアルコール、 エチルアルコール、 イソプロピ ルアルコール、 シクロへキサノール、 エチレングリコール、 プロピレングリコー ル、 1, 4一ブタンジオール、 トリエチレングリコール、 エチレングリコールモ ノメチルェ一テル、 乳酸ェチル、 乳酸プチル、 アセトン、 メチルエヂルケトン、 メチルイソプチルケトン、 シクロへキサノン、 醉酸メチル、 酢酸ェチル、 酢酸ブ チル、 メチルメトキシプロピオネート、 ェチルエトキシプロピオネート、 シユウ 酸ジェチル、 マロン酸ジェチル、 ジェチルエーテル、 エチレングリコールメチル エーテル、 エチレングリコールェチルエーテル、 エチレングリコール—n _プロ ピルエーテル、 エチレングリコール— i一プロピルエーテル、 エチレングリコー ルー n—ブチルエーテル、 エチレングリコールジメチルエーテル、 エチレングリ コールェチルエーテルアセテート、 ジエチレングリコールジメチルエーテル、 ジ エチレングリコ一ルジェチルエーテル、 ジェチレングリコールモノメチルエーテ ル、 ジエチレングリコールモノェチルエーテル、 ジエチレングリコールモノメチ ルエーテルァセテ一卜、 ジエチレンダリコールモノェチルエーテルァセテ一卜、 テトラヒドロフラン、 ジクロロメタン、 1, 2—ジクロロェタン、 1, 4—ジク ロロブタン、 トリクロロェタン、 クロルベンゼン、 o—ジクロルベンゼン、 へキ サン、 ヘプタン、 オクタン、 ベンゼン、 トルエン、 キシレン、 イソアミルプロピ ォネート、 イソアミルイソブチレート、 ジイソペンチルエーテルなどを挙げるこ とができる。
ポリアミック酸の製造に際して有機溶媒中に上記の如き貧溶媒を併用する場合、 その使用割合は生成するポリアミック酸が析出しない範囲において適宜に設定す ることができる力 好ましくは全溶媒のうちの 5 0重量%以下であり、 より好ま しくは 2 0重量%以下である。
以上のようにして、 ポリアミック酸を溶解してなる反応溶液が得られる。 この 反応溶液はそのまま液晶配向剤の調製に供してもよく、 反応溶液中に含まれるポ リアミック酸を単離したうえで液晶配向剤の調製に供してもよく、 または単離し たポリアミック酸を精製したうえで液晶配向剤の調製に供してもよい。 ポリアミ ック酸の単離は、 上記反応溶液を大量の貧溶媒中に注いで析出物を得、 この析出 物を減圧下乾燥する方法、 あるいは、 反応溶液をエバポレー夕一で減圧留去する 方法により行うことができる。 また、 このポリアミック酸を再び有機溶媒に溶解 し、 次いで貧溶媒で析出させる方法、 あるいは、 エバポレー夕一で減圧留去する 工程を 1回または数回行う方法により、 ポリアミック酸を精製することができる。 [ポリイミド]
上記ポリイミドは、 テトラカルボン酸二無水物とジァミンを反応させて得られ るポリアミック酸を、 脱水閉環してイミド化することにより合成することができ る。
上記ポリイミドの合成に用いられるテトラカルボン酸二無水物としては、 上述 したポリアミツク酸の合成に用いられるテトラカルボン酸ニ無水物と同じ化合物 を挙げることができる。
本発明に用いることのできるポリイミドの合成に用いられるテトラカルボン酸 二無水物としては、 fl旨環式テ卜ラカルボン酸二無水物を含有するテトラカルボン 酸二無水物を用いること力好ましい。 特に好ましい脂環式テトラカルボン酸二無 水物としては、 2, 3, 5—トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、 1, 3 , 3 a , 4, 5, 9 b—へキサヒドロー 5— (テトラヒドロ一 2 , 5—ジォキ ソ一 3—フラニル) 一ナフト [ 1, 2— c ] フラン一 1, 3—ジオン、 1, 3 , 3 a , 4 , 5 , 9 b—へキサヒドロー 8—メチルー 5— (テトラヒドロ一 2, δ —ジォキソ一 3—フラニル) 一ナフ卜 [ 1 , 2— c ] フラン一 1, 3—ジオン、 3—ォキサビシクロ [ 3 . 2 . 1 ] オクタンー2, 4—ジオン一 6—スピロ一 3 ' 一 (テトラヒドロフランー2, , 5, ージオン) 、 5— ( 2 , 5—ジォキソ テトラヒドロー 3—フラニル) 一 3—メチルー 3—シクロへキセン一 1, 2—ジ カルボン酸無水物、 3, 5, 6—トリカルボキシー 2 _カルポキシノルボルナン -2 : 3, 5 : 6—二無水物または 4, 9—ジォキサトリシクロ [5. 3. 1. 02' 6] ゥンデカン一 3, 5, 8, 10—テトラオンが挙げられる。
上記ポリイミドの合成にあたっては、 脂環式テトラカルボン酸二無水物とその 他のテトラカルボン酸二無水物とを併用してもよい。 この場合、 全テトラ力ルポ ン酸ニ無水物中に占める脂環式テトラカルボン酸二無水物の割合は、 好ましくは 10モル%以上であり、 より好ましくは 50モル%以上である。
上記ポリイミドの合成に用いられるジァミンとしては、 上述したポリアミック 酸の合成に用いられるジァミンと同じ化合物を挙げることができる。
本発明のポリイミドの合成に用いられるジァミンとしては、 上記式 (D— I I I) で表されるジァミンを含有するジァミンを使用すること力好ましい。 好まし い具体例としては、 上記式 (D— I I I) で表される化合物のうち、 ドデカノキ シ一 2, 4ージァミノベンゼン、 ペン夕デカノキシー2, 4—ジァミノベンゼン、 へキサデカノキシ一 2, 4ージァミノベンゼン、 ォク夕デカノキシ一 2, 4—ジ ァミノベンゼン、 ドデカノキシ一 2, 5—ジァミノベンゼン、 ペン夕デカノキシ 一 2, 5—ジァミノベンゼン、 へキサデカノキシ一2, 5—ジァミノベンゼン、 ォク夕デカノキシ— 2, 5—ジァミノベンゼンおよび上記式 (D— 8) 〜 (D— 16) のそれぞれで表される化合物が挙げられる。
上記ポリイミドの合成にあたっては、 上記式 (D— I I I) で表されるジアミ ンとその他のジァミンとを併用しても良い。 その他のジァミンのうち好ましいも のとしては、 p—フエ二レンジァミン、 4, 4' ージアミノジフエニルメタン、 4, 4' ージアミノジフエニルスルフイド、 1, 5—ジァミノナフ夕レン、 2, 2 ' ージメチル一 4, 4' —ジアミノビフエニル、 2, 2' —ジトリフルォロメ チルー 4, 4' —ジアミノビフエニル、 2, 7—ジァミノフルオレン、 4, 4' ージアミノジフエニルエーテル、 2, 2—ビス [4一 (4—アミノフエノキシ) フエニル] プロパン、 9, 9—ビス (4ーァミノフエニル) フルオレン、 2, 2 一ビス [4一 (4—アミノフエノキシ) フエニル] へキサフルォロプロパン、 2, 2—ビス (4—ァミノフエ二ル) へキサフルォロプロパン、 4, 4, 一 (p—フ ェニレンジイソプロピリデン) ビスァニリン、 4, 4' — (m—フエ二レンジィ ソプロピリデン) ビスァニリン、 1 , 4ーシクロへキサンジァミン、 4, 4, 一 メチレンビス (シクロへキシルァミン) 、 1, 4—ビス (4ーァミノフエノキ シ) ベンゼン、 4, 4 ' 一ビス (4—アミノフエノキシ) ビフエニル、 上記式 (D - 1 ) 〜 (D—5 ) で表される化合物、 2, 6—ジァミノピリジン、 3, 4 ージァミノピリジン、 2, 4ージァミノピリミジン、 3, 6—ジアミノアクリジ ン、 N, N ' —ジ (4ーァミノフエニル) 一べンジジン、 N, N, 一ジ (4—ァ ミノフエニル) -N, N ' —ジメチルーベンジジン、 上記式 (D— I ) で表され る化合物のうちの上記式 (D— 6 ) で表される化合物、 上記式 (D— I I ) で表 される化合物のうちの上記式 (D— 7 ) で表される化合物、 および、 上記式 (D 一 I V) で表される化合物のうちの 1, 3—ビス (3—ァミノプロピル) ーテト ラメチルジシロキサンなどを挙げることができる。 上記式 (D— I I I ) で表さ れるジァミンとその他のジァミンとを併用する場合、 上記式 (D— I I I ) で表 されるジァミンは、 全ジァミンに対して好ましくは 0. 5重量%以上、 特に好ま しくは 1重量%以上用いられる。
本発明に用いることのできるポリイミドを合成するためのポリアミック酸の脱 水閉環反応は、 (i ) ポリアミック酸を加熱する方法、 または (i i ) ポリアミ ック酸を有機溶媒に溶解し、 この溶液中に脱水剤および脱水閉環触媒を添加し必 要に応じて加熱する方法により行うことができる。
上記 U ) のポリアミック酸を加熱する方法における反応温度は、 好ましくは 5 0〜2 0 0でであり、 より好ましくは 6 0〜 1 7 0でである。 反応温度が 5 0 未満では脱水閉環反応が十分に進行せず、 反応温度が 2 0 0でを超えると得 られるポリイミドの分子量が低下することがある。
一方、 上記 U i ) のポリアミック酸の溶液中に脱水剤および脱水閉環触媒を 添加する方法において、 脱水剤としては、 例えば無水酢酸、 無水プロピオン酸、 無水トリフルォロ酢酸などの酸無水物を用いることができる。 脱水剤の使用量は、 ァミック酸構造の 1モルに対して 0. 0 1〜2 0モルとするのが好ましい。 また、 脱水閉環触媒としては、 例えばピリジン、 コリジン、 ルチジン、 トリェチルアミ ンなどの 3級ァミンを用いることができる。 しかし、 これらに限定されるもので はない。 脱水閉環触媒の使用量は、 使用する脱水剤 1モルに対して 0. 0 1〜1 0モルとするのが好ましい。 なお、 脱水閉環反応に用いられる有機溶媒としては、 ポリアミック酸の合成に用いられるものとして例示した有機溶媒を挙げることが できる。 そして、 脱水閉環反応の反応温度は、 好ましくは 0〜1 8 0 :、 より好 ましくは 1 0〜1 5 0 であり、 反応時間は好ましくは 0. 5〜2 4時間であり、 より好ましくは 1〜1 0時間である。
上記方法 ( i ) において得られるポリイミドは、 これをそのまま液晶配向剤の 調製に供してもよく、 あるいは得られるポリイミドを精製したうえで液晶配向剤 の調製に供してもよい。 一方、 上記方法 ( i i ) においてはポリイミドを含有す る反応溶液が得られる。 この反応溶液は、 これをそのまま液晶配向剤の調製に供 してもよく、 反応溶液から脱水剤及び脱水閉環触媒を除いたうえで液晶配向剤の 調製に供してもよく、 ポリイミドを単離したうえで液晶配向剤の調製に供しても よく、 または単離したポリイミドを精製したうえで液晶配向剤の調製に供しても よい。 反応溶液から脱水剤及び脱水閉環触媒を除くには、 例えば溶媒置換などの 方法を適用することができる。 ポリイミドの単離、 精製は、 ポリアミック酸の単 離、 精製方法として上記したのと同様の操作を行うことにより行うことができる。 本発明に用いることのできるポリイミドは、 ァミック酸構造のすべてが脱水さ れたものであってもよく、 ァミック酸構造のうちの一部が脱水閉環され、 イミド 環構造とァミック酸構造とが併存するイミド化率の低いものであってもよい。 本発明に用いることのできるポリイミドにおけるイミド化率は、 好ましくは 8 0 %以上、 さらに好ましくは 8 5 %以上である。 ここで、 「イミド化率」 とは、 重合体におけるァミック酸構造の数とイミド環の数の合計に対する、 イミド環の 数の割合を百分率で表したものである。 このとき、 イミド環の一部がイソイミド 環であっても良い。 イミド化率はポリイミドを適当な重水素化溶媒 (例えば重水 素化ジメチルスルホキシド) に溶解し、 テトラメチルシランを基準物質として室 温で1 H— NMRを測定した結果から、 下記数式 ( i ) により求めることができ る。 イミド化率 (%) = ( 1— A i/A X α) X 1 0 0 ( i )
(数式 U ) 中、 A 1は化学シフト 1 0 p p m付近に現れる NH基のプロトン由 来のピーク面積であり、 A 2はその他のプロトン由来のピーク面積であり、 αは ポリイミドの前駆体 (ポリアミック酸) における ΝΗ基のプロトン 1個に対する その他のプロトンの個数割合である。 )
—末端修飾型の重合体一
上記ポリアミック酸およびポリイミドは、 分子量が調節された末端修飾型のも のであってもよい。 このような末端修飾型のものは、 ポリアミック酸を合成する 際に、 分子量調節剤を反応系に添加することにより合成することができる。 上記 分子量調節剤としては、 例えば —無水物、 モノアミン化合物、 モノイソシァネ 一ト化合物などを挙げること力できる。
ここで、 酸一無水物としては、 例えば無水マレイン酸、 無水フ夕ル酸、 無水ィ タコン酸、 n—デシルこはく酸無水物、 n—ドデシルこはく酸無水物、 n—テト ラデシルこはく酸無水物、 n—へキサデシルこはく酸無水物などを挙げることが できる。 また、 モノアミン化合物としては、 例えば、 ァニリン、 シクロへキシル ァミン、 n—ブチルァミン、 n—ペンチルァミン、 n—へキシルァミン、 n—へ プチルァミン、 n—才クチルァミン、 n—ノニルァミン、 n—デシルァミン、 n —ゥンデシルァミン、 n—ドデシルァミン、 n—トリデシルァミン、 n—テトラ デシルァミン、 n—ペン夕デシルァミン、 n _へキサデシルァミン、 n—ヘプ夕 デシルァミン、 n—ォク夕デシルァミン、 n—エイコシルァミンなどを挙げるこ とができる。 また、 モノイソシァネート化合物としては、 例えばフエ二ルイソシ ァネート、 ナフチルイソシァネートなどを挙げることができる。
分子量調節剤は、 ポリアミック酸を合成する際に用いられるテトラカルボン酸 二無水物とジァミンとの合計 1 0 0重量部に対して好ましくは 2 0重量部以下、 より好ましくは 5重量部以下の範囲で用いられる。 一溶液粘度一
以上のようにして得られるポリアミック酸またはポリイミドは、 濃度 1 0重 量%の溶液としたときに、 2 0〜8 0 O mP a · sの溶液粘度を持つものである ことが好ましく、 3 0〜5 0 0 mP a, sの溶液粘度を持つものであることがよ り好ましい。
上記重合体の溶液粘度 (mP a · s ) は、 当該重合体の良溶媒を用い、 1 0重 量%の濃度とした重合体溶液について E型回転粘度計を用いて 2 5 で測定した 値である。 [他のポリシロキサン]
上記式 (S— 2 ) で表される繰り返し単位を有するポリシロキサン、 その加水 分解物および加水分解物の縮合物よりなる群から選択される少なくとも 1種 (他 のポリシロキサン) としては、 上記式 (S _ 2 ) において X2が炭素数 1〜2 0 のアルキル基または炭素数 6〜 2 0のァリール基であるポリオルガノシロキサン であること力好ましい。
かかる他のポリシロキサンは、 例えばアルコキシシラン化合物および八ロゲン 化シラン化合物よりなる群から選択される少なくとも 1種のシラン化合物 (以下、 「原料シラン化合物」 ともいう。 ) を、 好ましくは適当な有機溶媒中で、 水およ び触媒の存在下において加水分解または加水分解 ·縮合することにより合成する ことができる。
ここで使用できる原料シラン化合物としては、 例えばテトラメトキシシラン、 テ卜ラエ卜キシシラン、 テトラ一 n—プロポキシシラン、 テトラ一 i s o—プロ ホ千シシラン、 テ卜ラ一n—ブト千シラン、 テ卜ラー s e c—ブ卜十シシラン、 テトラ一 t e r t—ブトキシシラン、 テトラクロロシラン;メチルトリメトキシ シラン、 メチルトリエトキシシラン、 メチルトリー n—プロポキシシラン、 メチ ル卜リ _ i s o—プロボキシシラン、 メチルトリ _ n—ブトキシシラン、 メチル トリー s e c—ブトキシシラン、 メチルトリ一 t e r t—ブトキシシラン、 メチ ルトリフエノキシシラン、 メチルトリクロロシラン、 ェチルトリメトキシシラン、 ェチル卜リエトキシシラン、 ェチル卜リー n—プロポキシシラン、 ェチルトリ— i s o—プロボキシシラン、 ェチルトリー n—ブトキシシラン、 ェチルトリー s e c—ブトキシシラン、 ェチルトリ一 t e r t —ブトキシシラン、 ェチルトリク ロロシラン、 フエニルトリメトキシシラン、 フエニルトリエトキシシラン、 フエ ニルトリクロロシラン;ジメチルジメトキシシラン、 ジメチルジェトキシシラン、 ジメチルジクロロシラン; トリメチルメトキシシラン、 トリメチルェトキシシラ ン、 トリメチルクロロシランなどを挙げることができる。 これらのうちテトラメ トキシシラン、 テトラエトキシシラン、 メチルトリメトキシシラン、 メチルトリ エトキシシラン、 フエニルトリメトキシシラン、 フエニルトリエトキシシラン、 ジメチルジメトキシシラン、 ジメチルジェトキシシラン、 トリメチルメトキシシ ランまたはトリメチルェトキシシランが好ましい。
他のポリシロキサンを合成する際に、 任意的に使用することのできる有機溶媒 としては、 例えばアルコール化合物、 ケトン化合物、 アミド化合物もしくはエス テル化合物またはその他の非プロトン性化合物を挙げることができる。 これらは 単独でまたは 2種以上組合せて使用できる。
上記アルコール化合物としては、 例えばメタノール、 エタノール、 η—プロパ ノール、 i—プロパノール、 n—ブ夕ノール、 iーブ夕ノール、 s e c—ブ夕ノ ール、 tーブ夕ノール、 n—ペン夕ノール、 i 一ペン夕ノール、 2—メチルブ夕 ノール、 s e c—ペン夕ノール、 t—ペン夕ノール、 3—メトキシブ夕ノール、 n—へキサノール、 2—メチルペン夕ノール、 s e c—へキサノール、 2—ェチ ルブタノール、 s e c—ヘプ夕ノール、 ヘプ夕ノール一 3、 n—ォク夕ノール、 2—ェチルへキサノール、 s e c—ォク夕ノール、 n—ノニルアルコール、 2, 6—ジメチルヘプ夕ノール _ 4、 n—デカノール、 s e c—ゥンデシルアルコー ル、 トリメチルノニルアルコール、 s e c—テトラデシルアルコール、 s e c— ヘプ夕デシルアルコール、 フエノール、 シクロへキサノール、 メチルシクロへキ サノール、 3, 3 , 5—トリメチルシクロへキサノール、 ベンジルアルコール、 ジァセ卜ンアルコールなどのモノアルコール化合物;
エチレングリコール、 1 , 2—プロピレングリコール、 1, 3—ブチレングリコ ール、 ペン夕ンジオール— 2 , 4、 2—メチルペン夕ンジオール— 2, 4、 へキ サンジオール— 2 , 5、 ヘプ夕ンジオール— 2, 4、 2—ェチルへキサンジォー ルー 1, 3、 ジエチレングリコール、 ジプロピレングリコール、 トリエチレング リコール、 トリプロピレングリコールなどの多価アルコール化合物;
エチレングリコールモノメチルエーテル、 エチレングリコールモノェチルエーテ ル、 エチレングリコールモノプロピルエーテル、 エチレングリコールモノブチル エーテル、 エチレングリコールモノへキシルエーテル、 エチレングリコールモノ フエニルエーテル、 エチレングリコールモノー 2—ェチルブチルエーテル、 ジェ チレングリコールモノメチルエーテル、 ジェチレンダリコールモノェチルエーテ ル、 ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、 ジエチレングリコールモノブ チルエーテル、 ジエチレングリコールモノへキシルエーテル、 プロピレングリコ ールモノメチルエーテル、 プロピレングリコールモノェチルエーテル、 プロピレ ングリコールモノプロピルエーテル、 プロピレンダリコールモノブチルエーテル、 ジプロピレングリコ一ルモノメチルエーテル、 ジプロピレングリコールモノェチ 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などの多価アルコ一 ル化合物の部分エーテルなどを、 それぞれ挙げることができる。 これらのアルコ ール化合物は、 1種であるいは 2種以上を組合せて使用してもよい。
上記ケトン化合物としては、 例えばアセトン、 メチルェチルケトン、 メチルー n—プロピルケトン、 メチルー n—ブチルケトン、 ジェチルケトン、 メチル一 i —ブチルケトン、 メチルー n—ペンチルケトン、 ェチルー n—ブチルケトン、 メ チルー n—へキシルケトン、 ジ一 i一プチルケトン、 トリメチルノナノン、 シク 口へキサノン、 2—へキサノン、 メチルシクロへキサノン、 2 , 4—ペン夕ンジ オン、 ァセトニルアセトン、 ァセトフエノン、 フェンチョンなどのモノケトン化 合物;
ァセチルアセトン、 2 , 4一へキサンジオン、 2, 4一ヘプ夕ンジオン、 3 , 5 一ヘプ夕ンジオン、 2, 4—オクタンジオン、 3, 5—オクタンジオン、 2, 4 ーノナンジオン、 3 , 5—ノナンジオン、 5—メチル一 2, 4一へキサンジオン、 2 , 2 , 6 , 6—テトラメチル— 3, 5—ヘプ夕ンジオン、 1, 1 , 1, 5 , 5, 5—へキサフルオロー 2, 4—ヘプ夕ンジオンなどの )6—ジケトン化合物などを 挙げることができる。 これらのケトン化合物は、 1種であるいは 2種以上を組合 せて使用してもよい。
上記アミド化合物としては、 例えばホルムアミド、 N—メチルホルムアミド、 N, N—ジメチルホルムアミド、 N—ェチルホルムアミド、 N, N—ジェチルホ ルムアミド、 ァセトアミド、 N—メチルァセトアミド、 N, N—ジメチルァセト アミド、 N—ェチルァセトアミド、 N, N—ジェチルァセトアミド、 N—メチル プロピオンアミド、 N—メチルピロリドン、 N—ホルミルモルホリン、 N—ホル ミルピぺリジン、 N—ホルミルピロリジン、 N—ァセチルモルホリン、 N—ァセ チルピペリジン、 N—ァセチルピロリジンなどを挙げることができる。 これらァ ミド化合物は、 1種であるいは 2種以上を組合せて使用してもよい。
上記エステル化合物としては、 例えばジェチルカーボネー卜、 炭酸エチレン、 炭酸プロピレン、 炭酸ジェチル、 酢酸メチル、 酢酸ェチル、 ァ—プチロラクトン、 ァーバレロラクトン、 酢酸 n—プロピル、 酢酸 i—プロピル、 酢酸 n—ブチル、 酢酸 i—ブチル、 酢酸 s e cーブチル、 酢酸 n—ペンチル、 酢酸 s e c—ペンチ ル、 酢酸 3—メトキシブチル、 酢酸メチルペンチル、 酢酸 2—ェチルブチル、 酢 酸 2—ェチルへキシル、 酢酸ベンジル、 酢酸シクロへキシル、 酢酸メチルシクロ へキシル、 酢酸 n—ノニル、 ァセト酢酸メチル、 ァセト酢酸ェチル、 酢酸ェチレ ングリコールモノメチルエーテル、 酢酸ェチレングリコールモノェチルエーテル、 酢酸ジエチレングリコールモノメチルエーテル、 酢酸ジエチレングリコールモノ ェチルエーテル、 酢酸ジエチレングリコールモノ— n—ブチルエーテル、 酔酸プ ロピレンダリコールモノメチルエーテル、 齚酸プロピレンダリコールモノェチル エーテル、 酢酸プロピレングリコールモノプロピルエーテル、 酢酸プロピレング リコールモノブチルエーテル、 酢酸ジプロピレングリコ一ルモノメチルエーテル、 酢酸ジプロピレングリコールモノェチルエーテル、 ジ酢酸ダリコール、 酢酸メト キシトリグリコール、 プロピオン酸ェチル、 プロピオン酸 n—プチル、 プロピオ ン酸 iーァミル、 シユウ酸ジェチル、 シユウ酸ジ _ n—プチル、 乳酸メチル、 乳 酸ェチル、 乳酸 n—プチル、 乳酸 n—ァミル、 マロン酸ジェチル、 フ夕ル酸ジメ チル、 フタル酸ジェチルなどを挙げることができる。 これらエステル化合 は、 1種であるいは 2種以上を組合せて使用してもよい。
上記その他の非プロトン性化合物としては、 例えばァセトニトリル、 ジメチル スルホキシド、 N, N, Ν ' , Ν ' —テトラェチルスルフアミド、 へキサメチル リン酸トリアミド、 Ν _メチルモルホロン、 Ν—メチルピロ一ル、 Ν—ェチルピ ロール、 Ν—メチルー Δ 3—ピロリン、 Ν—メチルピペリジン、 Ν—ェチルピぺ リジン、 Ν, Ν—ジメチルビペラジン、 Ν—メチルイミダゾ一ル、 Ν—メチル— 4—ピぺリドン、 Ν—メチル一 2—ピぺリドン、 Ν—メチル一 2—ピロリドン、 1 , 3—ジメチル一 2—イミダゾリジノン、 1, 3—ジメチルテトラヒドロ一 2 ( 1 H) —ピリミジノンなどを挙げることができる。
これら溶媒のうち、 多価アルコール化合物、 面アルコール化合物の部分エー テルまたはエステル化合物力特に好ましい。
他のポリシロキサンの合成に際して使用する水の量としては、 原料シラン化合 物の有するアルコキシル基および八ロゲン原子の総量の 1モルに対して、 好まし くは 0. 5〜1 0 0モルであり、 より好ましくは 1〜3 0モルであり、 さらに 1 〜1 . 5モルであること力好ましい。
他のポリシロキサンの合成に際して使用できる触媒としては、 例えば金属キレ ート化合物、 有機酸、 無機酸、 有機塩基、 アンモニア、 アルカリ金属化合物など を挙げることができる。
上記金属キレート化合物としては、 例えばトリエトキシ ·モノ (ァセチルァセ トナート) チタン、 トリー η—プロポキシ ·モノ (ァセチルァセトナート) チタ ン、 トリ— i 一プロポキシ ·モノ (ァセチルァセトナート) チタン、 トリー n— ブトキシ ·モノ (ァセチルァセトナー卜) チタン、 トリー s e c —ブトキシ ·モ ノ (ァセチルァセトナート) チタン、 トリー t—ブトキシ ·モノ (ァセチルァセ トナー卜) チタン、 ジエトキシ ·ビス (ァセチルァセトナート) チタン、 ジー n —プロポキシ · ビス (ァセチルァセ卜ナ一卜) 'チタン、 ジ— i _プロポキシ ·ビ ス (ァセチルァセトナート) チタン、 ジー n—ブトキシ ·ビス (ァセチルァセト ナート) チタン、 ジー s e c—ブトキシ ·ビス (ァセチルァセトナート) チタン、 ジー t一ブトキシ,ビス (ァセチルァセトナート) チタン、 モノエトキシ · トリ ス (ァセチルァセトナート) チタン、 モノー n—プロポキシ · 卜リス (ァセチル ァセトナート) チタン、 モノー i 一プロポキシ · トリス (ァセチルァセトナー ト) チタン、 モノ— n—ブトキシ · トリス (ァセチルァセトナー卜) チタン、 モ ノー s e c—ブ卜キシ · 卜リス (ァセチルァセトナー卜) チタン、 モノー tーブ トキシ · トリス (ァセチルァセトナート) チタン、 テトラキス (ァセチルァセト ナー卜) チタン、 トリエトキシ ·モノ (ェチルァセ卜アセテート) チタン、 トリ —n—プロポキシ 'モノ (ェチルァセトアセテート) チタン、 トリー i—プロボ キシ ·モノ (ェチルァセトアセテート) チタン、 トリ— n—ブトキシ ·モノ (ェ チルァセトアセテート) チタン、 トリ— s e c—ブ卜キシ'モノ (ェチルァセト アセテート) チタン、 トリ— t—ブトキシ ·モノ (ェチルァセ卜アセテート) チ タン、 ジエトキシ ·ビス (ェチルァセトアセテート) チタン、 ジ—n—プロポキ シ-ビス (ェチルァセトアセテート) チタン、 ジ一 i 一プロポキシ ' ビス (ェチ ルァセトアセテート) チタン、 ジー n—ブトキシ ·ビス (ェチルァセトァセテ一 ト) チタン、 ジ— s e c _ブトキシ ·ビス (ェチルァセ卜アセテート) チタン、 ジ— t—ブトキシ ·ビス (ェチルァセ卜アセテート) チタン、 モノエトキシ · ト リス (ェチルァセ卜ァセテ一卜) チタン、 モノー n—プロポキシ · 卜リス (ェチ ルァセトアセテート) チタン、 モノー i—プロポキシ · 卜リス (ェチルァセトァ セテート) チタン、 モノー n—ブトキシ ' トリス (ェチルァセトアセテート) チ タン、 モノー s e c—ブトキシ · 卜リス (ェチルァセトアセテート) チタン、 モ ノー 1;—ブトキシ · トリス (ェチルァセトアセテート) チタン、 テトラキス (ェ チルァセトアセテート) チタン、 モノ (ァセチルァセトナート) トリス (ェチル ァセトアセテート) チタン、 ビス (ァセチルァセトナート) ビス (ェチルァセト アセテート) チタン、 卜リス (ァセチルァセトナート) モノ (ェチルァセトァセ テート) チタンなどのチタンキレート化合物;
トリエトキシ 'モノ (ァセチルァセトナート) ジルコニウム、 トリ— n—プロボ キシ,モノ (ァセチルァセトナート) ジルコニウム、 トリ— i 一プロポキシ 'モ ノ (ァセチルァセトナート) ジルコニウム、 トリ— n—ブトキシ 'モノ (ァセチ ルァセトナート) ジルコニウム、 トリ— s e c—ブトキシ ·モノ (ァセチルァセ トナート) ジルコニウム、 トリー t—ブトキシ ·モノ (ァセチルァセトナー卜) ジルコニウム、 ジェトキシ,ビス (ァセチルァセトナ一ト) ジルコニウム、 ジー n—プロポキシ ·ビス (ァセチルァセトナー卜) ジルコニウム、 ジ— i一プロボ キシ · ビス (ァセチルァセトナート) ジルコニウム、 ジ— n—ブトキシ · ビス (ァセチルァセトナート) ジルコニウム、 ジー s e c—ブトキシ ·ビス (ァセチ ルァセトナート) ジルコニウム、 ジー t一ブトキシ 'ビス (ァセチルァセトナー ト) ジルコニウム、 モノエトキシ · 卜リス (ァセチルァセトナー卜) ジルコニゥ ム、 モノー n—プロポキシ · トリス (ァセチルァセトナート) ジルコニウム、 モ ノー i—プロポキシ · トリス (ァセチルァセトナ一ト) ジルコニウム、 モノー n —ブトキシ · トリス (ァセチルァセトナート) ジルコニウム、 モノー s e c—ブ トキシ ' トリス (ァセチルァセトナート) ジルコニウム、 モノ— t—ブトキシ · トリス (ァセチルァセトナート) ジルコニウム、 テトラキス (ァセチルァセトナ 一卜) ジルコニウム、 トリエトキシ ·モノ (ェチルァセトアセテート) ジルコ二 ゥム、 トリー n—プロポキシ ·モノ (ェチルァセトアセテート) ジルコニウム、 トリー i 一プロボキシ.モノ (ェチルァセ卜アセテート) ジルコニウム、 トリー n—ブ卜キシ'モノ (ェチルァセトアセテート) ジルコニウム、 トリー s e c— ブトキシ ·モノ (ェチルァセトアセテート) ジルコニウム、 トリ— t—ブトキ シ ·モノ (ェチルァセトアセテート) ジルコニウム、 ジェトキシ'ビス (ェチル ァセトアセテート) ジルコニウム、 ジー n—プロポ+シ 'ビス (ェチルァセ卜ァ セテート) ジルコニウム、 ジ— i 一プロポキシ · ビス (ェチルァセトァセテー ト) ジルコニウム、 ジ— n _ブトキシ ·ビス (ェチルァセトアセテート) ジルコ 二ゥム、 ジー s e c _ブトキシ ·ビス (ェチルァセトアセテート) ジルコニウム、 ジ— t一ブトキシ 'ビス (ェチルァセトアセテート) ジルコニウム、 モノエトキ シ ' トリス (ェチルァセトアセテート) ジルコニウム、 モノ— n—プロポキシ · トリス (ェチルァセトアセテート) ジルコニウム、 モノ— i—プロポキシ · トリ ス (ェチルァセトアセテート) ジルコニウム、 モノ— n—ブトキシ · 卜リス (ェ チルァセトアセテート) ジルコニウム、 モノ— s e c—ブトキシ ' トリス (ェチ ルァセトアセテート) ジルコニウム、 モノー t一ブトキシ · トリス (ェチルァセ トアセテート) ジルコニウム、 テトラキス (ェチルァセトアセテート) ジルコ二 ゥム、 モノ (ァセチルァセトナ一ト) トリス (ェチルァセトアセテート) ジルコ 二ゥム、 ビス (ァセチルァセトナー卜) ビス (ェチルァセトアセテート) ジルコ 二ゥム、 トリス (ァセチルァセトナ一ト) モノ (ェチルァセトアセテート) ジル コニゥムなどのジルコニウムキレー卜化合物;
トリス (ァセチルァセトナート) アルミニウム、 トリス (ェチルァセトァセテー ト) アルミニウムなどのアルミニウムキレート化合物などを挙げることができる。 上記有機酸としては、 例えば酢酸、 プロピオン酸、 ブタン酸、 ペンタン酸、 へ キサン酸、 ヘプタン酸、 オクタン酸、 ノナン酸、 デカン酸、 シユウ酸、 マレイン 酸、 メチルマロン酸、 アジピン酸、 セバシン酸、 没食子酸、 酪酸、 メリット酸、 ァラキドン酸、 シキミ酸、 2—ェチルへキサン酸、 ォレイン酸、 ステアリン酸、 リノール酸、 リノレイン酸、 サリチル酸、 安息香酸、 P—ァミノ安息香酸、 P— トルエンスルホン酸、 ベンゼンスルホン酸、 モノクロ口酢酸、 ジクロロ酢酸、 ト リクロロ齚酸、 トリフルォロ酢酸、 ギ酸、 マロン酸、 スルホン酸、 フ夕ル酸、 フ マル酸、 クェン酸、 酒石酸などを挙げることができる。
上記無機酸としては、 例えば塩酸、 硝酸、 硫酸、 フッ酸、 リン酸などを挙げる ことができる。
上記有機塩基としては、 例えばピリジン、 ピロール、 ピぺラジン、 ピロリジン、 ピぺリジン、 ピコリン、 トリメチルァミン、 トリェチルァミン、 モノエタノール ァミン、 ジエタノールァミン、 ジメチルモノエタノールァミン、 モノメチルジェ 夕ノールァミン、 トリエタノールァミン、 ジァザビシクロオクラン、 ジァザビシ クロノナン、 ジァザビシクロウンデセン、 テトラメチルアンモニゥム八イド口才 キサイドなどを挙げることができる。
上記アルカリ金属化合物としては、 例えば水酸化ナトリウム、 水酸化カリウム、 水酸化バリゥム、 水酸化カルシウムなどを挙げることができる。
これら触媒は、 1種をあるいは 2種以上を一緒に使用してもよい。
これら触媒のうち、 金属キレート化合物、 有機酸または無機酸が好ましく、 よ り好ましくはチタンキレート化合物または有機酸である。
触媒の使用量は、 原料シラン化合物 1 0 0重量部に対して好ましくは 0 . 0 0 1〜: 1 0重量部であり、 より好ましくは 0 . 0 0 1〜:!重量部である。
他のポリシロキサンの合成に際して添加される水は、 原料であるシラン化合物 中またはシラン化合物を有機溶媒に溶解した溶液中に、 断続的または連続的に添 加することができる。
触媒は、 原料であるシラン化合物中またはシラン化合物を有機溶媒に溶解した 溶液中に予め添加しておいてもよく、 あるいは添加される水中に溶解または分散 させておいてもよい。
他のポリシロキサンの合成の際の反応温度としては、 好ましくは 0〜1 0 0で であり、 より好ましくは 1 5〜8 0 である。 反応時間は好ましくは 0 . 5〜2 4時間であり、 より好ましくは 1〜8時間である。
[他の重合体の含有割合]
本発明の液晶配向剤が、 前述の本発明の桂皮酸含有ポリシロキサンとともに他 の重合体を含有するものである場合、 他の重合体の含有量としては、 感放射線性 ポリオルガノシロキサン 1 0 0重量部に対して 1 0 , 0 0 0重量部以下であるこ と力好ましい。 他の重合体のより好ましい含有量は、 他の重合体の種類により異 なる。
本発明の液晶配向剤が、 感放射線性ポリオルガノシロキサン、 ならびにポリア ミック酸およびポリイミドよりなる群から選択される少なくとも 1種の重合体を 含有するものである場合における両者のより好ましい使用割合は、 感放射線性ポ リオルガノシロキサン 1 0 0重量部に対するポリアミック酸およびポリイミドの 合計量として 1 0 0〜5 , 0 0 0重量部であり、 さらに 2 0 0〜2, 0 0 0重量 部であることが好ましい。
一方、 本発明の液晶配向剤が、 感放射線性ポリオルガノシロキサンおよび他の ポリシロキサンを含有するものである場合における両者のより好ましい使用割合 は、 本発明の桂皮酸含有ポリシロキサン 1 0 0重量部に対する他のポリシロキサ ンの量として 1 0 0〜2 , 0 0 0重量部である。
本発明の液晶配向剤が、 感放射線性ポリオルガノシロキサンとともに他の重合 体を含有するものである場合、 他の重合体の種類としては、 ポリアミック酸およ びポリイミドよりなる群から選択される少なくとも 1種の重合体、 または他のポ リシロキサンであること力好ましい。
<硬化剤、 硬化触媒および硬化促進剤 >
上記硬化剤および硬化触媒は感放射線性ポリオルガノシロキサンの架橋反応を より強固にする目的で本発明の液晶配向剤に含有されることができ、 上記硬化促 進剤は硬化剤の司る硬化反応を促進する目的で本発明の液晶配向剤に含有される ことができる。
上記硬化剤としては、 エポキシ基を有する硬化性化合物またはエポキシ基を有 する化合物を含有する硬化性組成物の硬化に一般に用いられている硬化剤を用い ることができ、 例えば多価ァミン、 多価カルボン酸無水物、 多価カルボン酸を例 示することができる。
上記多価力ルポン酸無水物としては、 例えばシクロへキサントリカルボン酸の 無水物およびその他の多価カルボン酸無水物を挙げることができる。
シク口へキサントリカルボン酸無水物の具体例としては、 例えばシクロへキサ ン— 1 , 3 , 4 _卜リカルボン酸— 3 , 4—無水物、 シクロへキサン— 1 , 3 , 5—トリカルボン酸— 3 , 5—無水物、 シクロへキサン— 1 , 2, 3—トリカル ボン酸一 2, 3—酸無水物などを挙げることができ、 その他の多価カルボン酸無 水物としては、 例えば 4ーメチルテトラヒドロフ夕ル酸無水物、 メチルナジック 酸無水物、 ドデセニルコハク酸無水物、 無水こはく酸、 無水マレイン酸、 無水フ タル酸、 無水卜リメリット酸、 下記式 (5 )
Figure imgf000065_0001
(式 (5 ) 中、 rは 1〜2 0の整数である。 )
で表される化合物およびポリアミック酸の合成に一般に用いられるテトラカルボ ン酸ニ無水物のほか、 α—テルビネン、 ァロオシメンなどの共役二重結合を有す る脂環式化合物と無水マレイン酸とのディールス ·アルダー反応生成物およびこ れらの水素添加物などを挙げることができる。
上記硬化触媒としては、 例えば 6フッ化アンチモン化合物、 6フッ化リン化合 物、 アルミニウムトリスァセチルァセトナ一卜などを用いることができる。 これ らの触媒は加熱によりエポキシ基のカチオン重合を触媒することができる。 上記硬化促進剤としては、 例えばイミダゾール化合物;
4級リン化合物;
4級ァミン化合物;
1, 8—ジァザビシクロ [ 5 . 4. 0 ] ゥンデセン _ 7やその有機酸塩の如きジ ァザビシクロアルケン;
ォクチル酸亜鉛、 ォクチル酸錫、 アルミニウムァセチルアセトン錯体の如き有機 金属化合物;
三フッ化ホウ素、 ホウ酸トリフエニルの如きホウ素化合物;塩化亜鉛、 塩化第二 錫の如き金属ハロゲン化合物、
ジシアンジアミド、 ァミンとエポキシ樹脂との付加物の如きアミン付加型促進剤 などの高融点分散型潜在性硬化促進剤;
4級フォスフォニゥム塩などの表面をポリマーで被覆したマイクロカプセル型潜 在性硬化促進剤;
アミン塩型潜在性硬化剤促進剤; ルイス酸塩、 ブレンステツド酸塩の如き高温解離型の熱カチオン重合型潜在性硬 化促進剤などを挙げることができる。 ぐエポキシ化合物 >
上記エポキシ化合物は、 本発明の液晶配向剤から形成される液晶配向膜の基板 表面に対する接着性を向上する観点から使用することができる。
エポキシ化合物としては、 例えばエチレンダリコールジグリシジルエーテル、 ポリエチレングリコ一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、 ネオペンチルダリコールジグリシジルエー テル、 1 , 6—へ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, 2一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—テトラグリシジルー 2 , 4—へキサンジオール、 N, N, N ' ; N ' —テトラグリシジルー m—キシレンジァミン、 1, 3—ビス (N, N—ジグ リシジルアミノメチル) シクロへキサン、 N, N, N ' , Ν, 一テトラグリシジ ル一4 , 4 ' ージアミノジフエニルメタン、 Ν, Ν—ジグリシジル—ベンジルァ ミン、 Ν, Ν—ジグリシジル一アミノメチルシクロへキサンなどを好ましいもの として挙げることができる。 これらエポキシ化合物の使用割合は、 重合体の合計 (感放射線性ポリオルガノシロキサンおよび他の重合体の合計をいう。 以下同 じ。 ) 1 0 0重量部に対して、 好ましくは 4 0重量部以下でであり、 より好まし くは 0 . 1〜3 0重量部である。
<官能性シラン化合物 >
上記官能性シラン化合物としては、 例えば 3—ァミノプロピルトリメトキシシ ラン、 3—ァミノプロピルトリエトキシシラン、 2—ァミノプロビルトリメトキ シシラン、 2—ァミノプロピルトリエトキシシラン、 Ν— ( 2—アミノエチル) —3—ァミノプロビルトリメトキシシラン、 Ν— ( 2—アミノエチル) 一 3—ァ ミノプロピルメチルジメトキシシラン、 3—ゥレイドプロピル卜リメトキシシラ ン、 3—ウレイドプロピル卜リエ卜キシシラン、 N—エトキシカルボ二ルー 3— ァミノプロビルトリメトキシシラン、 N—エトキシカルボ二ルー 3—ァミノプロ 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ァ ミン、 N—トリメトキシシリルプロピルトリエチレントリァミン、 1 0—トリメ トキシシリル一 1, 4, 7—トリァザデカン、 1 0—トリエトキシシリル— 1, 4 , 7—トリアザデカン、 9ートリメトキシシリル一 3 , 6—ジァザノニルァセ テート、 9一トリエトキシシリル— 3, 6—ジァザノニルアセテート、 N—ベン ジル一 3—ァミノプロビルトリメトキシシラン、 N—ベンジル一 3—ァミノプロ ピルトリェトキシシラン、 N—フエニル一 3—ァミノプロピルトリメトキシシラ ン、 N—フエ二ルー 3—ァミノプロピルトリエトキシシラン、 N—ビス (ォキシ エチレン) 一 3—ァミノプロビルトリメトキシシラン、 N—ビス (ォキシェチレ ン) 一 3—ァミノプロピルトリエトキシシランなどを挙げることができる。
これら官能性シラン化合物の使用割合は、 重合体の合計 1 0 0重量部に対して、 好ましくは 4重量部以下である。
<界面活性剤 >
上記界面活性剤としては、 例えばノニオン界面活性剤、 ァニオン界面活性剤、 カチオン界面活性剤、 両性界面活性剤、 シリコーン界面活性剤、 ポリアルキレン ォキシド界面活性剤、 含フッ素界面活性剤などを挙げることができる。
本発明の液晶配向剤が界面活性剤を含有する場合、 その含有割合としては、 液 晶配向剤の全体 1 0 0重量部に対して、 好ましくは 1 0重量部以下であり、 より 好ましくは 1重量部以下である。
<液晶配向剤 >
本発明の液晶配向剤は、 上述の通り、 感放射線性ポリオルガノシロキサンを必 須成分として含有し、 そのほかに必要に応じて他の成分を含有するものであるが、 好ましくは各成分が有機溶媒に溶解された溶液状の組成物として調製される。 本発明の液晶配向剤を調製するために使用することのできる有機溶媒としては、 感放射線性ポリオルガノシロキサンおよび任意的に使用される他の成分を溶解し、 これらと反応しないものが好ましい。
本発明の液晶配向剤に好ましく使用することのできる有機溶媒は、 任意的に添 加される他の重合体の種類により異なる。
本発明の液晶配向剤が感放射線性ポリオルガノシロキサンならびにポリアミッ ク酸およびポリイミドよりなる群から選択される少なくとも 1種の重合体を含有 するものである場合における好ましい有機溶剤としては、 ポリアミック酸の合成 反応に用いられるものとして例示した溶媒を挙げることができる。 ここで、 ポリ ァミツク酸の合成反応の際に併用することができるものとして例示した貧溶媒も 適宜選択して併用することができる。
この場合に使用することのできる特に好ましい有機溶媒としては、 N—メチル —2—ピロリドン、 ァ一プチロラクトン、 ァーブチロラクタム、 N, N—ジメチ ルホルムアミド、 N, N—ジメチルァセトアミド、 4—ヒドロキシ— 4一メチル —2—ペン夕ノン、 エチレングリコールモノメチルエーテル、 乳酸プチル、 酢酸 ブチル、 メチルメトキシプロピオネート、 ェチルエトキシプロピオネート、 ェチ レングリコールメチルエーテル、 エチレングリコールェチルエーテル、 エチレン グリコール— n—プロピルエーテル、 エチレングリコ一ルー i一プロピルエーテ ル、 エチレングリコール一 n—ブチルエーテル (ブチルセ口ソルブ) 、 エチレン グリコ一ルジメチルェ一テル、 エチレングリコ一ルェチルェ一テルァセテ一ト、 ジエチレングリコールジメチルエーテル、 ジエチレングリコールジェチルエーテ ル、 ジエチレングリコールモノメチルエーテル、 ジエチレングリコールモノェチ ルエーテル、 ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、 ジエチレン グリコールモノェチルエーテルアセテート、 イソアミルプロピオネート、 イソァ ミルイソプチレート、 ジイソペンチルエーテルなどを挙げることができる。 これ らは単独で使用することができ、 または 2種以上を混合して使用することができ る。
一方、 本発明の液晶配向剤が、 重合体として感放射線性ポリオルガノシロキサ ンのみを含有するものである場合、 または感放射線性ポリオルガノシロキサンお よび他のポリシロキサンを含有するものである場合における好ましい有機溶剤と しては、 例えば 1一エトキシー 2—プロパノール、 プロピレングリコールモノエ チルエーテル、 プロピレンブリコールモノプロピルエーテル、 プロピレングリコ ールモノブチルエーテル、 プロピレングリコールモノアセテート、 ジプロピレン グリコールメチルエーテル、 ジプロピレングリコールェチルエーテル、 ジプロピ レングリコールプロピルエーテル、 ジプロピレングリコールジメチルエーテル、 エチレングリコールモノメチルエーテル、 エチレングリコールモノェチルエーテ ル、 エチレングリコールモノプロピルエーテル、 エチレングリコールモノブチル エーテル (ブチルセ口ソルブ) 、 エチレングリコールモノアミルエーテル、 ェチ レングリコールモノへキシルエーテル、 ジエチレングリコール、 メチルセ口ソル ブアセテート、 ェチルセ口ソルブアセテート、 プロピルセロソルブアセテート、 ブチルセルソルブアセテート、 メチルカルビ! ^一ル、 ェチルカルビ! ^一ル、 プロ ピルカルビ! ^一ル、 プチルカルビ! ^一ル、 酢酸 n _プロピル、 酢酸 i一プロピル、 酢酸 n—ブチル、 齚酸 iーブチル、 酢酸 s e c—ブチル、 酢酸 n—ペンチル、 酢 酸 s e c—ペンチル、 酢酸 3—メトキシブチル、 酢酸メチルペンチル、 酢酸 2— ェチルプチル、 酢酸 2—ェチルへキシル、 酢酸ベンジル、 酢酸 n—へキシル、 酢 酸シクロへキシル、 酢酸ォクチル、 酢酸ァミル、 酢酸イソァミルなどが挙げられ る。 この中で好ましくは、 齚酸 n—プロピル、 酢酸 i—プロピル、 酢酸 n—プチ ル、 酢酸 iーブチル、 酢酸 s e c—ブチル、 酢酸 n—ペンチル、 酢酸 s e c—ぺ ンチルなどを挙げることができる。
本発明の液晶配向剤における固形分濃度 (液晶配向剤中の溶媒以外の成分の合 計重量力 S液晶配向剤の全重量に占める割合) は、 粘性、 揮発性などを考慮して選 択される。 好ましい固形分濃度は 1〜1 0重量%の範囲である。 すなわち、 本発 明の液晶配向剤は、 基板表面に塗布され、 液晶配向膜となる塗膜が形成されるが、 固形分濃度が 1重量%未満である場合には、 この塗膜の膜厚が過小となって良好 な液晶配向膜を得難く、 固形分濃度が 1 0重量%を超える場合には、 塗膜の膜厚 が過大となって同様に良好な液晶配向膜を得難く、 また、 液晶配向剤の粘性力 S増 大して塗布特性が劣るものとなる。 特に好ましい固形分濃度の範囲は、 基板に液晶配向剤を塗布する際に用いる方 法によって異なる。 例えば、 スピンナ一法による場合には 1 . 5〜4. 5重量% の範囲が特に好ましい。 印刷法による場合には、 固形分濃度を 3〜9重量%の範 囲とし、 それにより、 溶液粘度を 1 2〜5 O mP a - s の範囲とするのが特に好 ましい。 インクジェット法による場合には、 固形分濃度を 1〜 5重量%の範囲と し、 それにより、 溶液粘度を 3〜1 5 mP a - s の範囲とするの力特に好ましい。 本発明の液晶配向剤を調製する際の温度は、 好ましくは 0で〜 2 0 O :、 より 好ましくは 2 0 〜 6 0でである。 ぐ液晶配向膜の形成方法 >
本発明の液晶配向剤は、 光配向法により液晶配向膜を形成するために好適に使 用することができる。
液晶配向膜を形成する方法としては、 例えば基板上に本発明の液晶配向膜を塗 布して塗膜を形成し、 次いで該塗膜に光配向法により液晶配向能を付与する方法 を挙げることができる。
まず、 パターン状の透明導電膜が設けられた基板の透明導電膜側に、 本発明の 液晶配向剤を、 例えばロールコ一夕一法、 スピンナ一法、 印刷法、 インクジエツ ト法などの適宜の塗布方法により塗布し、 例えば 4 0〜2 δ 0での温度で 0. 1 〜1 2 0分間加熱して塗膜を形成する。 塗膜の膜厚は、 溶媒除去後の厚さとして、 好ましくは 0 . 0 0 1〜: I mであり、 より好ましくは 0. 0 0 5〜0. 5 m である。
前記基板としては、 例えばフロートガラス、 ソーダガラスの如きガラス、 ポリ エチレンテレフ夕レート、 ポリブチレンテレフ夕レート、 ポリエーテルスルホン、 ポリカーボネート、 ポリ (fl旨環式ォレフイン) の如きプラスチックからなる透明 基板などを用いることができる。
前記透明導電膜としては、 S n 02からなる N E S A膜、 I n 23— S n〇2 からなる I TO膜などを用いることができる。 これらの透明導電膜のパターニン グには、 フォト ·エッチング法や透明導電膜を形成する際にマスクを用いる方法 などが用いられる。
次いで、 前記塗膜に直線偏光もしくは部分偏光された放射線または無偏光の放 射線を照射し、 場合によってさらに 150〜2 δ 0での温度で好ましくは 1〜1 20分間加熱処理を行うことにより、 液晶配向能を付与して液晶配向膜とするこ とができる。 ここで、 放射線としては、 例えば 150〜800 nmの波長の光を 含む紫外線および可視光線を用いることができるが、 300〜400 nmの波長 の光を含む紫外線が好ましく、 300 nm以上 365 nm未満の波長の光を含む 紫外線がより好ましい。 本発明の液晶配向剤は、 波長 365 nm以上の長波長領 域の光によつては光反応を起こさないため、 工程上の不具合なく液晶パネルの製 造を行うことができ、 また、 液晶パネリレ使用時におけるバックライトの光に対し ても長期間の安定性を有する利点がある。
放射線が直線偏光または部分偏光している場合には、 照射は基板面に垂直の方 向から行っても、 プレチルト角を付与するために斜め方向から行ってもよく、 ま た、 これらを組み合わせて行ってもよい。 無偏光の放射線を照射する場合には、 照射の方向は斜め方向である必要がある。
放射線の照射量としては、 好ましくは 1 JZm2以上 10, O OO JZm2未 満であり、 より好ましくは 10〜3, OOOJZm2である。 なお、 従来知られ ている液晶配向剤から形成された塗膜に光配向法により液晶配向能を付与する場 合、 10, 000 JZm2以上の放射線照射量が必要であった。 しかし本発明の 液晶配向剤を用いると、 光配向法の際の放射線照射量が 3, OOOJZm2以下、 さらに 1, OOO JZm2以下、 特に 800 J/m2以下であっても良好な液晶 配向性を付与することができ、 液晶表示素子の製造コス卜の削減に資する。
<液晶表示素子の製造方法 >
本発明の液晶配向剤を用いて形成される液晶表示素子は、 例えば以下のように して製造することができる。
上述のようにして液晶配向膜が形成された基板を 1対 (2枚) 準備し、 これら の有する液晶配向膜を、 照射した直線偏光放射線の偏光方向が所定の角度となる フ1
ように対向させ、 基板の間の周辺部をシール剤でシールし、 液晶を注入、 充填し、 液晶注入口を封止して液晶セルを構成する。 次いで、 液晶セルを、 用いた液晶が 等方相をとる温度まで加熱した後、 室温まで冷却して、 注入時の流動配向を除去 することが望ましい。
そして、 その両面に、 偏光板をその偏光方向がそれぞれ基板の液晶配向膜の配 向容易軸と所定の角度をなすように貼り合わせることにより、 液晶表示素子とす ることができる。
液晶配向膜が水平配向性である場合、 液晶配向膜が形成された 2枚の基板にお ける、 照射した直線偏光放射線の偏光方向のなす角度およびそれぞれの基板と偏 光板との角度を調整することにより、 TN型または S TN型液晶セルを有する液 晶表示素子を得ることができる。
一方、 液晶配向膜が垂直配向性である場合には、 液晶配向膜が形成された 2枚 の基板における配向容易軸の方向が平行となるようにセルを構成し、 これに、 偏 光板を、 その偏光方向が配向容易軸と 4 5 ° の角度をなすように貼り合わせる ことにより、 垂直配向型液晶セルを有する液晶表示素子とすることができる。 前記シール剤としては、 例えばスぺーサ一としての酸化アルミニウム球および 硬化剤を含有するエポキシ樹脂などを用いることができる。
前記液晶としては、 例えばネマティック型液晶、 スメクティック型液晶などを 用いることができる。 T N型液晶セルまたは S TN型液晶セルの場合、 ネマティ ック型液晶を形成する正の誘電異方性を有するものが好ましく、 例えばビフエ二 ル系液晶、 フエニルシクロへキサン系液晶、 エステル系液晶、 ターフェ二ル系液 晶、 ビフエニルシクロへキサン系液晶、 ピリミジン系液晶、 ジォキサン系液晶、 ビシクロオクタン系液晶、 キュバン系液晶などが用いられる。 また前記液晶に、 例えばコレスチルクロライド、 コレステリルノナェ一ト、 コレステリルカーボネ —トなどのコレステリック液晶;商品名 「C— 1 5」 、 「C B— 1 5」 (メルク 社製) として販売されているようなカイラル剤; p—デシロキシベンジリデン— p—アミノー 2—メチルブチルシンナメートなどの強誘電性液晶などを、 さらに 添加して使用してもよい。 一方、 垂直配向型液晶セルの場合には、 ネマティック型液晶を形成する負の誘 電異方性を有するもの力好ましく、 例えばジシァノベンゼン系液晶、 ピリダジン 系液晶、 シッフベース系液晶、 ァゾキシ系液晶、 ビフエ:^ル系液晶、 フエニルシ クロへキサン系液晶などが用いられる。
液晶セルの外側に使用される偏光板としては、 ポリビニルアルコールを延伸配 向させながらヨウ素を吸収させた 「H膜」 と呼ばれる偏光膜を酢酸セルロース保 護膜で挟んだ偏光板、 または H膜そのものからなる偏光板などを挙げることがで さる。
力べして製造される本発明の液晶表示素子は、 表示特性、 長期信頼性などの諸 性能に優れるものである。 実施例
以下、 本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、 本発明はこれらの実 施例に制限されるものではない。
以下の実施例において重量平均分子量は、 以下の条件におけるゲルパーミエ一 シヨンクロマトグラフィーにより測定したポリスチレン換算値である。 カラム:東ソ一 (株) 製、 TSKg e 1 GRCXL I I
溶剤:テトラヒドロフラン
温度: 4 o
圧力: 68 k g f /cm2 エポキシ当量は、 J I S C2105の "塩酸—メチルェチルケトン法" に準 じて測定した。
以下の合成例は、 必要に応じて下記の合成スケールで繰り返すことにより、 以 降の合成例および実施例で使用する必要量の生成物を確保した。
<エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンの合成 > 合成例 1
離機、 温度計、 滴下漏斗および還流冷却管を備えた反応容器に、 2— (3, 4—エポキシシクロへキシル) ェチルトリメトキシシラン 100. 0 g、 メチル イソプチルケトン 500 gおよびトリェチルァミン 10. Ogを仕込み、 室温で 混合した。 次いで、 脱イオン水 100 gを滴下漏斗より 30分かけて滴下した後、 還流下で混合しつつ、 80でで 6時間反応させた。 反応終了後、 有機層を取り出 し、 0. 2重量%硝酸アンモニゥム水溶液により洗浄後の水が中性になるまで洗 浄したのち、 減圧下で溶媒および水を留去することにより、 エポキシ基を有する ポリオルガノシロキサン E PS- 1を粘調な透明液体として得た。
このポリオルガノシロキサン EPS— 1について、 — NMR分析を行なつ たところ、 化学シフト (ό) =3. 2 ppm付近にエポキシ基に基づくピークが 理論強度どおりに得られ、 反応中にエポキシ基の副反応力起こっていないことが 確認された。
このポリオルガノシロキサン EPS— 1の粘度、 Mwおよびエポキシ当量を第 1表に示した。 合成例 2および 3
仕込み原料を第 1表に示すとおりとした以外は、 合成例 1と同様にしてェポキ シ基を有するポリオルガノシロキサン E P S- 2および 3を、 それぞれ粘調な透 明液体として得た。
これらのポリオルガノシロキサンの Mwおよびエポキシ当量を第 1表に示した。 合成例 4
撹拌機および温度計を備えた反応容器に、 イソプロパノール 150 g、 水酸化 テトラメチルアンモニゥムの 10重量%水溶液 5. 4g (水酸化テトラメチルァ ンモニゥム 5. 93mmo 1および水 27 Ommo 1を含有する。) および水 1 2 gを仕込んだ後、 ァーグリシドキシプロビルトリメトキシシラン 42. 5 g (18 Ommo 1) を徐々に加え、 室温で 20時間撹拌を継続して反応を行った。 反応終了後、 反応混合物にトルエン 200 gを加え、 減圧下にてイソプロパノ ールを除去した。 残存物につき、 分液ロートを用いて反応溶液を蒸留水で洗浄し た。 分液ロートの水層が中性になるまで蒸留水による洗浄を繰り返した後、 有機 層を分取し、 無水硫酸ナトリウムで脱水した後、 減圧下でトルエンを留去するこ とにより、 エポキシ基を有するポリオルガノシロキサン EPS— 4を得た。 このポリオルガノシロキサン EPS— 4の重量平均分子量 Mwおよびエポキシ 当量を第 1表に示した。 なお、 第 1表において、 原料シラン化合物の略称は、 それぞれ以下の意味であ る。
ECETS : 2- (3, 4—エポキシシクロへキシル) ェチルトリメトキシ シラン
MTMS:メチ /レトリメトキシシラン
PTMS:フエニルトリメトキシシラン
GPTMS: 3—グリシジロキシプロピルトリメトキシシラン
第 1表
Figure imgf000076_0001
<桂皮酸誘導体 (1) の合成 >
[上記式 (2—1) で表される化合物の合成]
合成例 2 - 1 (1)
下記スキーム
Figure imgf000077_0001
に従って、 化合物 (2 _ 1— 1— 1) を合成した。
還流管を備えた 20 OmLのナスフラスコに、 デシルこはく酸無水物 12 g、 4ーァミノ桂皮酸 8. 2 gおよび齚酸 10 OmLを仕込み、 2時間還流下に反応 を行なった。 反応終了後、 反応混合物を酢酸ェチルで抽出し、 有機層を水で洗浄 し、 硫酸マグネシウムで乾燥した後、 シリカカラムで精製を行い、 さらにェタノ ールおよびテトラヒドロフランの混合溶剤で再結晶を行うことにより、 化合物
(2-1-1-1) の白色結晶 (純度 98. 0%) を 10 g得た。 ここで得た化 合物を、 以下 「化合物 (2— 1— 1— 1 (1) ) 」 という。 合成例 2— 1 (2)
下記スキーム
Figure imgf000078_0001
N(Et)3
Figure imgf000078_0002
に従って、 化合物 (2— 1— 1— 1) を、 上記合成例 2—1 (1) とは別の方法 により合成した。
還流管、 窒素導入管およびディーンスターク管を備えた 1Lのナスフラスコに、 デシルこはく酸無水物 72 g、 4—ァミノ桂皮酸 49 g、 トリェチルァミン 70 mL、 トルエン 50 OmLおよびテトラヒドロフラン 20 OmLを仕込み、 36 時間還流下に反応を行った。 反応終了後、 反応混合物を希塩酸および水で順次に 洗浄を行った後、 有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、 濃縮を行い、 さらにエタ ノールおよびテ卜ラヒドロフランからなる混合溶剤で再結晶を行うことにより、 化合物 (2— 1— 1— 1) の白色結晶 (純度 99%) を 72 g得た。 ここで得た 化合物を、 以下 「化合物 (2— 1— 1— 1 (2) ) 」 という。 合成例 2— 1 (3)
下記スキーム
Figure imgf000079_0001
Figure imgf000079_0002
Pd(PPh3)4 CH2=CH-COOH
Figure imgf000079_0003
に従って、 化合物 (2— 1一 1一 1) を、 上記合成例 2_1 (1) および 2— 1 (2) とは別の方法により合成した。
(化合物 ( 2— 1— 1— 1 A) の合成)
還流管を備えた 50 OmLのナスフラスコに、 デシルこはく酸無水物 24 g、 4ーョードア二リン 22 gおよび酢酸 20 OmLを仕込み、 5時間還流下に反応 を行った。 反応終了後、 反応混合物を酢酸ェチルで抽出し、 有機層を水で洗浄し、 硫酸マグネシウムで乾燥した後、 濃縮、 乾固し、 エタノールで再結晶を行うこと により、 化合物 (2— 1— 1— 1A) を 33 g得た。
(化合物 (2 - 1— 1— 1) の合成)
窒素導入管、 温度計を備えた 1Lの三口フラスコに、 上記で得た化合物 (2— 1 - 1 - 1 A) 26. 4 gおよびテトラキストリフエニルホスフィンパラジウム 1. 38 gを仕込み、 フラスコ内を窒素置換した。 ここに、 乾燥および脱気した アクリル酸 4. 8mL、 トリェチルァミン 25mLおよび N, N—ジメチルホル ムアミド 60 OmLをシリンジにて加え、 90でで 3時間撹拌して反応を行った。 反応終了後、 反応混合物を氷で冷やした希塩酸水溶液に注ぎ、 さらに酢酸ェチル を加えて分液した。 有機層を希塩酸、 チォ硫酸ナトリウム水溶液および水により 順次に洗浄を行った後、 硫酸マグネシウムで乾燥し、 シリカカラムで精製し、 さ らにエタノールおよびテトラヒドロフランからなる混合溶剤で再結晶することに より化合物 (2— の白色結晶 (純度 98. 0%) を 4. 2 g得た。 ここで得た化合物を、 以下 「化合物 (2— 1一 1一 1 (3) ) 」 という。 合成例 2—1 (4)
上記合成例 2— 1 (1) において、 デシルこはく酸無水物の代わりにォク夕デ シルこはく酸無水物を 18 g使用したほかは合成例 2 _1 (1) と同様に実施す ることにより、 下記式
Figure imgf000080_0001
で表される化合物 (2— 1— 1— 2) の白色結晶 (純度 98. 5%) を 12 g得 た。
[上記式 (2— 2) で表される化合物の合成]
合成例 2 - 2 (1)
下記スキーム
Figure imgf000081_0001
Figure imgf000081_0002
SOCI,
C2F5C3H6— OH
Figure imgf000081_0003
Pd(Ph3)4 CH2=CH— COOH
Figure imgf000081_0004
に従って、 化合物 (2— 2— 1— 1 ) を合成した。
(化合物 ( 2— 2— 1一 1 A) の合成)
還流管を備えた 5 0 O mLのナス型フラスコに、 シクロへキサン— 1, 2 , 4 一トリカルボン酸無水物 3 0 g、 4—ョ一ドア二リン 3 3 gおよび酢酸 2 0 0 m Lを仕込み、 2時間還流下に反応を行った。 反応終了後、 反応混合物に酢酸ェチ ルを加えた後、 有機層を水洗し、 硫酸マグネシウムで乾燥、 濃縮した後、 ェ夕ノ 一ルで再結晶することにより、 化合物 (2— 2— 1— 1 A) の灰色結晶を 3 1 g 得た。 (化合物 (2— 2— 1一 IB) の合成)
還流管、 窒素導入管を備えた 10 OmLのナス型フラスコに上記で得た化合物 (2-2 - 1- 1A) 15 g、 塩化チォニル 2 OmLおよび N, N—ジメチルホ ルムアミド 0. lmLを仕込み、 80 で 1時間反応を行った。 反応終了後、 減 圧下で塩化チォニルを除去し、 残存物に塩化メチレンを加え、 有機層を水および 飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で順次に洗浄を行った。 次いで、 有機層を硫酸マ グネシゥムで乾燥し、 減圧下で塩化メチレンを除去後、 テトラヒドロフランを 8 OmL加えた。
これとは別に、 滴下ロート、 温度計、 窒素導入管を備えた 20 OmLの三ロフ ラスコに、 4, 4, 5, 5, 5_ペン夕フルォロペン夕ノール 6. 8 g、 ピリジ ン 6. 5mLおよびテトラヒドロフラン 2 OmLを仕込んで氷冷した。 ここに、 上記化合物 (2— 2—1— 1A) と塩化チォニルとの反応物を含有するテトラヒ ドロフラン溶液を滴下し、 氷冷下でさらに 3時間撹拌して反応を行った。 反応終 了後、 反応混合物を酢酸ェチル、 希塩酸および水で順次に洗浄した。 有機層を硫 酸マグネシウムで乾燥、 濃縮後、 エタノールで再結晶することにより、 化合物 (2-2-1-1 B) の灰色結晶 14gを得た。
(化合物 (2— 2— 1一 1) の合成)
窒素導入管、 温度計を備えた 50 OmLの三口フラスコに上記で得た化合物 (2-2- 1 - 1 B) 14g、 アクリル酸 1. 8mL、 トリェチルァミン 11m L、 テトラキストリフエニルホスフィンパラジウム 0. 46 ぉょび1^, N—ジ メチルホルムアミド 25 OmLを仕込み、 脱気した後、 90でで 3時間反応を行 つた。 反応終了後、 反応混合物に酢酸ェチルを加え、 希塩酸および水で順次に洗 浄した。 有機層につきシリカカラムにて精製を行った後濃縮し、 メタノールで再 結晶を行うことにより、 化合物 (2— 2— 1— 1) の白色結晶を純度 98%で 9. O g得た。 合成例 2— 2 (2)
下記スキーム
Figure imgf000083_0001
Figure imgf000083_0002
に従って、 化合物 (2— 2_1_2) を合成した。
(化合物 (2— 2— 1— 2A) の合成)
還流管を備えた 20 OmLのナスフラスコにシクロへキサン一 1, 2, 4—ト リカルボン酸無水物 12 g、 塩化チォニル 3 OmLおよび N, N—ジメチルホル ムアミド 0. lmLを仕込み、 80 で 1時間還流下に反応を行った。 反応終了 後、 減圧で塩化チォニルを除去し、 残存物に塩化メチレンを加え、 有機層を飽和 炭酸水素ナトリゥム水溶液および水で順次に洗浄を行った後、 硫酸マグネシウム で乾燥し、 濃縮、 乾固した後、 テトラヒドロフランを加えて溶液とした。
一方、 滴下ロート、 温度計および窒素導入管を備えた 30 OmLの三ロフラス コに jS—コレス夕ノール 19 g、 ピリジン 8. OmLおよびトルエン 10 OmL を仕込み、 氷浴で冷却した。 ここに、 上記のシクロへキサン— 1, 2, 4一トリ カルボン酸無水物と塩化チォニルとの反応物を含有するテトラヒドロフラン溶液 をゆっくり滴下した後、 室温でさらに 4時間撹拌して反応を行なった。 反応終了 後、 酢酸ェチルにより抽出を行なった。 有機層を水洗し、 硫酸マグネシウムで乾 燥した後、 酢酸ェチルおよびへキサンからなる混合溶剤で再結晶することにより 化合物 (2— 2— 1一 2 A) を 18 g得た。
(化合物 (2— 2— 1_2) の合成)
ディーンスターク管を備えた 20 OmLのナスフラスコに、 上記で得た化合物 (2-2- 1 -2A) l l g、 4ーァミノ桂皮酸 3. 3 g、 卜リエチルァミン 0. lmLおよびトルエン 10 OmLを仕込み、 3時間還流下に反応を行った。 反応 終了後、 反応混合物を水で洗浄した。 有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、 酢酸ェチルおよびテトラヒドロフランからなる混合溶剤で再結晶することにより、 化合物 (2— 2— 1一 2) の白色結晶 (純度 99. 2%) を 6. 1 g得た。
[上記式 (3— 2) で表される化合物の合成]
合成例 3— 2 (1)
下記スキーム
Figure imgf000085_0001
Figure imgf000085_0002
Figure imgf000085_0003
に従って、 化合物 (3— 2— 1— 1) を合成した。
(化合物 (3— 2— 1一 1A) の合成)
温度計および窒素導入管を備えた 30 OmLの三口フラスコに、 4一二トロ桂 皮酸 9. 7 g、 4, 4, 4—トリフルオロー 1一ョードブタン 1 2 g、 炭酸カリ ゥム 14 gおよび 1—メチルー 2—ピロリドン 1 5 OmLを仕込み、 50でで 1 時間撹拌して反応を行なった。 反応終了後、 反応混合物に酢酸ェチルを加えて抽 出した。 抽出液を水洗し、 硫酸マグネシウムで乾燥した後、 濃縮、 乾固すること により、 化合物 (3— 2— 1一 1A) を 14g得た。
(化合物 (3— 2— 1一 1 B) の合成)
温度計および窒素導入管を備えた 30 OmLの三口フラスコに、 上記で得た化 合物 (3— 2— 1— 1 A) 14 g、 塩化すず 2水和物 53 gおよびエタノール 1 5 OmLを仕込み、 70 で 1時間撹拌して反応を行った。 反応終了後、 反応混 合物を氷水に注ぎ、 2 Mの水酸化ナトリウム水溶液で中和し、 酢酸ェチルを加え た後に沈殿物を除去した。 ろ液に酢酸ェチルを加えて抽出した。 この抽出液を水 洗し、 硫酸マグネシウムで乾燥し、 濃縮、 乾固することにより、 化合物 (3— 2 - 1 - 1 B) を 12 g得た。
(化合物 (3— 2— 1一 1) の合成)
還流管および窒素導入管を備えた 20 OmLのナスフラスコに、 上記で得た化 合物 (3— 2— 1— 1B) 12g、 1, 2, 4—シクロへキサントリカルボン酸 無水物 8. 7 gおよび酢酸 10 OmLを仕込み、 1時間還流下に反応を行った。 反応終了後、 反応混合物を酢酸ェチルにより抽出した。 この抽出液を水洗し、 硫 酸マグネシウムで乾燥した後、 濃縮、 乾固し、 酢酸ェチルおよびへキサンからな る混合溶剤で再結晶を行うことにより、 化合物 (3— 2— 1一 1) の白色結晶 (純度 98. 3%) を 11 g得た。
<他の重合体の合成 >
[ポリアミック酸の合成]
合成例 PA— 1
テトラカルボン酸二無水物としてピロメリット酸二無水物 109 g (0. 50 モル当量) および 1, 2, 3, 4—シクロブタンテトラカルボン酸二無水物 98 g (0. 50モル当量) ならびにジァミンとして 4, 4—ジアミノジフエ二ルェ —テル 200 g (1. 0モル当量) を N—メチルー 2—ピロリドン 2, 290 g に溶解し、 40でで 3時間反応させた後、 N—メチルー 2—ピロリドン 1, 35 0 gを追加することにより、 ポリアミック酸 (PA—1) を 10重量%含有する 溶液約 4, O O O gを得た。 このポリアミック酸溶液の溶液粘度は 21 OmP a · sであった。 合成例 PA - 2
テトラカルボン酸二無水物として 1, 2, 3, 4—シクロブタンテトラカルボ ン酸ニ無水物 98 g (0. 50モル当量) およびピロメリット酸二無水物 109 g (0. 50モル当量) ならびにジァミンとして 4, 4' ージアミノジフエニル メタン 198g (1. 0モル当量) を N—メチル一 2—ピロリドン 2, 290 g に溶解し、 40でで 3時間反応させた後、 N—メチル _2_ピロリドン 1, 35 0 gを追加することにより、 ポリアミック酸 (PA— 2) を 10重量%含有する 溶液約 4, 000 gを得た。 このポリアミック酸溶液の溶液粘度は 135 m P a ' sであった。 合成例 PA— 3
テトラカルボン酸二無水物として 1, 2, 3, 4—シクロブタンテトラカルボ ン酸ニ無水物 196 g (1. 0モル当量) およびジァミンとして 4, 4' ージァ ミノジフエニルエーテル 200 g (1. 0モル当量) を N—メチルー 2—ピロリ ドン 2, 246 gに溶解し、 40 で 4時間反応させた後、 N—メチルー 2—ピ 口リドン 1, 321 gを追加することにより、 ポリアミック酸 (PA— 3) を 1 0重量%含有する溶液約 3, 950 gを得た。 このポリアミック酸溶液の溶液粘 度は 22 OmP a · sであった。 合成例 PA - 4
テトラカルボン酸二無水物として 1, 2, 3, 4ーシクロブタンテ卜ラカルボ ン酸ニ無水物 196 g (1. 0モル当量) およびジァミンとして 2, 2' ージメ チル— 4, 4' ージアミノビフエニル 212 g (1. 0モル当量) を N—メチル —2—ピロリドン 4, 050 gに溶解し、 40でで 3時間反応させることにより、 ポリアミック酸 (PA—4) を 10重量%含有する溶液 3, 700 gを得た。 こ のポリアミック酸溶液の溶液粘度は 17 OmP a · sであった。 合成例 PA— 5
テトラカルボン酸二無水物として 2, 3, 5—トリカルボキシシクロペンチル 酢酸二無水物 224 g (1. 0モル当量) およびジァミンとして 4, 4' —ジァ ミノジフエ二ルエーテル 200 g (1. 0モル当量) を N—メチルー 2—ピロリ ドン 2, 404gに溶解し、 40でで 4時間反応させることにより、 ポリアミツ ク酸 (PA—5) を 15重量%含有する溶液約 2, 800 gを得た。
このポリアミック酸溶液を少量分取し、 N—メチルー 2 _ピロリドンを加えて 重合体濃度 10重量%の溶液として測定した溶液粘度は 19 OmP a · sであつ た。
[ポリイミドの合成]
合成例 P I一 1
テトラカルボン酸二無水物として 2, 3, 5—トリカルボキシシクロペンチル 酢酸二無水物 112g (0. 50モル) および 1, 3, 3 a, 4, 5, 9 b—へ キサヒドロ一 8—メチルー 5— (テトラヒドロ一 2, 5—ジォキソー 3—フラニ ル) 一ナフト [1, 2— c] —フランー 1, 3—ジオン 157 g (0. 50モ ル) ならびにジァミンとして p—フエ二レンジァミン 95 g (0. 88モル) 、 2, 2—ジトリフルォロメチルー 4, 4—ジアミノビフエニル 32 g (0. 10 モル) 、 3, 6—ビス (4ーァミノべンゾィルォキシ) コレスタン 6. 4 g (0. 010モル) およびォク夕デカノキシ一 2, 5—ジァミノベンゼン 4. 0 g (0. 015モル) を N—メチルー 2—ピロリドン 960 gに溶解し、 60 で 9時間 反応させた。 得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、 N—メチル— 2_ピロ リドンを加えて重合体濃度 10重量%の溶液として測定した溶液粘度は 58mP a · sであつ/こ。
得られたポリアミック酸溶液に、 N—メチルー 2—ピロリドン 2, 740 g, ピリジン 396 gおよび無水酢酸 409 gを添加し、 110でで 4時間脱水閉環 反応を行った。 脱水閉環反応後、 系内の溶媒を新たな N—メチルー 2—ピロリド ンで溶媒置換 (本操作により、 脱水閉環反応に使用したピリジンおよび無水酢酸 を系外に除去した。 以下同じ。 ) することにより、 イミド化率約 95%のポリイ ミド (P I— 1) を 15重量%含有する溶液約 2, 500 gを得た。
このポリイミド溶液を少量分取し、 減圧にて溶媒を除去した後ァープチロラク トンに溶解して重合体濃度 8. 0重量%の溶液として測定した溶液粘度は 33m Pa ' sであった。 合成例 P 1 -2
テトラカルボン酸二無水物として 2, 3, 5—トリカルボキシシクロペンチル酢 酸二無水物 112g (0. 50モル) および 1, 3, 3 a, 4, 5, 9 b—へキ サヒドロ _ 8—メチルー 5— (テトラヒドロ一 2, 5—ジォキソー3—フラニ ル) ナフト [1, 2— c] フラン一 1, 3—ジオン 157g (0. 50モル) 、 ジァミンとして P—フエ二レンジァミン 96 g (0. 89モル) 、 ビスアミノプ 口ピルテトラメチルジシロキサン 25 g (0. 10モル) および 3, 6_ビス (4ーァミノべンゾィルォキシ) コレスタン 13 g (0. 020モル) ならびに モノアミンとして N—ォク夕デシルァミン 8. 1 g (0. 030モル) を N—メ チル— 2—ピロリドン 960 gに溶解し、 60 で 6時間反応させた。 得られた ポリアミック酸溶液を少量分取し、 N—メチルー 2—ピロリドンを加えて重合体 濃度 10重量%の溶液として測定した溶液粘度は 6 OmPa · sであった。 次いで、 得られたポリアミック酸溶液に N—メチルー 2—ピロリドン 2, 70 0 gを追加し、 ピリジン 396 gおよび無水酢酸 409 gを添加して 110でで 4時間脱水閉環反応を行なった。 脱水閉環反応後、 系内の溶媒を新たな N—メチ ルー 2 _ピロリドンで溶媒置換することにより、 イミド化率約 95%のポリイミ ド (P I—2) を 15重量%含有する溶液約 2, 400 gを得た。
このポリイミド溶液を少量分取し、 N—メチル—2—ピロリドンを加えて重合 体濃度 6. 0重量%の溶液として測定した溶液粘度は 18mPa · sであった。 合成例 P 1 -3
テトラカルボン酸二無水物として 2, 3, 5—トリカルボキシシクロペンチル 酢酸二無水物 224 g (1. 0モル) ならびにジァミンとして p—フエ二レンジ ァミン 107g (0. 99モル) および 3, 6—ビス (4—ァミノべンゾィルォ キシ) コレスタン 6. 43 g (0. 010モル) を N—メチルー 2—ピロリドン 3, 039 gに溶解し、 60でで 6時間反応させることにより、 ポリアミック酸 を 10重量%含有する溶液を得た。 このポリアミック酸の溶液粘度は 26 OmP a · sであった。
次いで、 得られたポリアミック酸溶液に N—メチルー 2—ピロリドン 2, 70 0 gを追加し、 ピリジン 396 gおよび無水酢酸 306 gを添加して 110でで 4時間脱水閉環反応を行なった。 脱水閉環反応後、 系内の溶媒を新たな N—メチ ル— 2—ピロリドンで溶媒置換することにより、 イミド化率約 89 %のポリイミ ド (P I— 3) を 9. 0重量%含有する溶液約 3, 500 gを得た。
このポリイミド溶液を少量分取し、 N—メチルー 2—ピロリドンを加えて重合 体濃度 5. 0重量%の溶液として測定した溶液粘度は 74mP a · sであった。 合成例 P 1 -4
テトラカルボン酸二無水物として 2, 3, 5—トリカルボキシシクロペンチル 酢酸二無水物 112 g (0. 50モル) および 1, 3, 3 a, 4, 5, 9b—へ キサヒドロ一 8—メチルー 5 (テトラヒドロ一 2, 5—ジォキソー 3—フラニ ル) 一ナフト [1, 2— c] —フラン一 1, 3—ジオン 157 g (0. 50モ ル) ならびにジァミンとして p—フエ二レンジァミン 89 g (0. 82モル) 、
2, 2 ' ージトリフルォロメチルー 4, 4' —ジアミノビフエニル 32 g (0. 10モル) 、 1— (3, 5—ジァミノべンゾィルォキシ) 一4— (4—トリフル ォロメチルベンゾィルォキシ) ーシクロへキサン 25 g (0. 059モル) およ びォク夕デカノキシ一 2, 5—ジァミノベンゼン 4. 0 g (0. 011モル) を N—メチルー 2—ピロリドン 2, 175gに溶解し、 60 で 6時間反応させる ことにより、 ポリアミック酸を含有する溶液を得た。 得られたポリアミック酸溶 液を少量分取し、 N—メチル _ 2—ピロリドンを加えて重合体濃度 10重量%の 溶液として測定した溶液粘度は 11 OmP a · sであった。
得られたポリアミック酸溶液の 1, 500 gに、 N—メチル— 2—ピロリドン
3, O O O gを追加し、 ピリジン 221 gおよび無水酢酸 228 gを添加して 1 10 で 4時間脱水閉環反応を行なった。 脱水閉環反応後、 系内の溶媒を新たな N—メチルー 2—ピロリドンで溶媒置換することにより、 イミド化率約 92%の ポリイミド (P I— 4) を 10重量%含有する溶液約 4, O O Ogを得た。 このポリイミド溶液を少量分取し、 N—メチルー 2—ピロリドンを加えて重合 体濃度 4. 5重量%の溶液として測定した溶液粘度は 28mP a · sであった。 合成例 P I - 5
テ卜ラカルボン酸二無水物として 2, 3, 5—トリカルボキシシクロペンチル 酢酸二無水物 19. 9 g (0. 089モル) ならびにジァミンとして p—フエ二 レンジァミン 6. 8 g (0. 063モル) 、 4, 4' ージアミノジフエ二ルメ夕 ン 3. 6 g (0. 018モル) および上記式 (D— 10) で表される化合物 4. 7 g (0. 009モル) を、 N—メチル _2_ピロリドン 140 gに溶解し、 6 0でで 4時間反応させた。 得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、 N—メチ ルー 2—ピロリドンを加えて重合体濃度 10重量%の溶液として測定した溶液粘 度は 115mP a · sであった。
次いで、 得られたポリアミック酸溶液に N—メチル—2—ピロリドン 325 g を追加し、 ピリジン 14 gおよび無水齚酸 18 gを添加して 110 で 4時間脱 水閉環反応を行なった。 脱水閉環反応後、 系内の溶媒を新たな N—メチルー 2— ピロリドンで溶媒置換することにより、 イミド化率約 77%のポリイミド (P I 一 5) を 15. 4重量%含有する溶液約 220 gを得た。
このポリイミド溶液を少量分取し、 N—メチルー 2—ピロリドンを加えて重合 体濃度 10重量%の溶液として測定した溶液粘度は 84mP a · sであった。 合成例 P 1 -6
テトラカルボン酸二無水物として、 2, 3, 5—トリカルボキシシクロペンチ ル酢酸二無水物 20. 9 g (0. 093モル) ならびにジァミンとして p—フエ 二レンジァミン 9. 2 g (0. 085モル) および上記式 (D— 10) で表され る化合物 4. 9g (0. 009モル) を、 N—メチルー 2—ピロリドン 140 g に溶解し、 60でで 4時間反応させることによりポリアミック酸を含有する溶液 を得た。 得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、 N—メチルー 2—ピロリド ンを加えて重合体濃度 10重量%の溶液として溶液粘度を測定したところ、 12 6mP a · sであった。
次いで、 得られたポリアミック酸溶液に N—メチルー 2—ピロリドン 325 g を追加し、 ピリジン 7. 4 gおよび無水酢酸 9. 5 gを添加し 110でで 4時間 脱水閉環を行なった。 脱水閉環反応後、 系内の溶媒を新たな N—メチルー 2—ピ 口リドンで溶媒置換することにより、 イミド化率約 54%のポリイミ-ド (P I _ 6) を 16. 1重量%含有する溶液約 220 gを得た。
このポリイミド溶液を少量分取し、 N—メチルー 2—ピロリドンを加えて重合 体濃度 10重量%の溶液として測定した溶液粘度は 75mP a · sであった。 合成例 P I— 7
テトラカルボン酸二無水物として 2, 3, 5—トリカルボキシシクロペンチル 酢酸二無水物 18. 8 g (0. 084モル) ならびにジァミンとして p—フエ二 レンジァミン 7. 4g (0. 068モル) および上記式 (D—10) で表される 化合物 8. 9 g (0. 017モル) を、 N—メチルー 2—ピロリドン 140 gに 溶解し、 60 で 4時間反応させることにより、 ポリアツク酸を含有する溶液を 得た。 得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、 N—メチルー 2—ピロリドン を加えて重合体濃度 10重量%の溶液として溶液粘度を測定したところ、 126 mP a · sであった。
次いで、 得られたポリアミック酸溶液に N—メチル—2—ピロリドン 325 g を追加し、 ピリジン 6. 6gおよび無水酢酸 8. 5 gを添加して 110でで 4時 間脱水閉環を行なった。 脱水閉環反応後、 系内の溶媒を新たな N—メチルー 2— ピロリドンで溶媒置換することにより、 イミド化率約 55%のポリイミド (P I -7) を 15. 9重量%含有する溶液約 210 gを得た。
このポリイミド溶液を少量分取し、 N—メチル—2—ピロリドンを加えて重合 体濃度 10重量%の溶液として測定した溶液粘度は 75mP a · sであった。 合成例 P 1 -8 テトラカルボン酸二無水物として 2, 3, 5—トリカルボキシシクロペンチル 酢酸二無水物 19. 1 g (0. 085モル) ならびにジァミンとして p—フエ二 レンジァミン 7. 4 g (0. 069モル) および上記式 (D— 8) で表される化 合物 8. 5 g (0. 017モル) を、 N—メチルー 2—ピロリドン 140 gに溶 解し、 6 Ot:で 4時間反応させることによりポリアミック酸を含有する溶液を得 た。 得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、 N—メチル—2—ピロリドンを 加えて重合体濃度 10重量%の溶液として溶液粘度を測定したところ、 206m Pa ' sであった。
次いで、 得られたポリアミック酸溶液に N—メチルー 2 _ピロリドン 325 g を追加し、 ピリジン 6. 7 gおよび無水酢酸 8. 7 gを添加して 110 で 4時 間脱水閉環反応を行なった。 脱水閉環反応後、 系内の溶媒を新たな N—メチルー 2—ピロリドンで溶媒置換することにより、 イミド化率約 52%のポリイミド (P 1—8) を 15. 8重量%含有する溶液約 200 gを得た。
このポリイミド溶液を少量分取し、 N—メチルー 2—ピロリドンを加えて重合 体濃度 10重量%の溶液として測定した溶液粘度は 105mP a · sであった。 合成例 P I - 9
テトラカルボン酸二無水物として、 2, 3, 5—トリカルボキシシクロペンチ ル酢酸二無水物 17. 3 g (0. 077モル) ならびにジァミンとして p—フエ 二レンジァミン 5. 9g (0. 054モル) 、 上記式 (D— 10) で表される化 合物 4. 1 g (0. 008モル) および上記式 (D— 8) で表される化合物 7. 7 g (0. 016モル) を、 N—メチル一2—ピロリドン 140 gに溶解し、 6 0 で 4時間反応させた。 得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、 N—メチ ルー 2—ピロリドンを加えて重合体濃度 10重量%の溶液として溶液粘度を測定 したところ、 117mP a · sであった。
次いで、 得られたポリアミック酸溶液に N—メチルー 2_ピロリドン 325 g を追加し、 ピリジン 6. l gおよび無水酢酸 7. 9 gを添加して 110でで 4時 間脱水閉環を行なった。 脱水閉環反応後、 系内の溶媒を新たな N—メチルー 2— ピロリドンで溶媒置換することにより、 イミド化率約 55%のポリイミド (P I 一 9) を 15. 4重量%含有する溶液約 210 gを得た。
このポリイミド溶液を少量分取し、 N—メチル一2—ピロリドンを加えて重合 体濃度 10重量%の溶液として測定した溶液粘度は 109mP a · sであった。
[他のポリシロキサンの合成]
合成例 PS— 1
冷却管を備えた 20 OmLの三口フラスコにテトラエトキシシラン 20. 8 g および 1一エトキシ— 2 _プロパノール 28. 2 gを仕込み、 60でに加熱し攪 拌した。 ここに、 容量 2 OmLの別のフラスコに調製した、 無水マレイン酸 0. 26 gを水 10. 8 gに溶解した無水マレイン酸水溶液を加え、 60t:でさらに 4時間加熱、 攪拌して反応を行った。 得られた反応混合物から溶剤を留去し、 1 —エトキシ— 2—プロパノールを加えて、 再度濃縮することにより、 ポリオルガ ノシロキサン P S— 1を 10重量%含有する重合体溶液を得た。 P S— 1の重量 平均分子量 Mwは 5, 100であった。
<感放射線性ポリオルガノシロキサンの合成 >
実施例 I E— 1
還流管を備えた 20 OmLの三口フラスコに、 上記合成例 1で得たエポキシ基 を有するポリオルガノシロキサン EPS— 1を 5. 0 g、 桂皮酸誘導体 (1) と して上記実施例 2—1 (1) で得た化合物 (2— 1— 1— 1 (1) ) を 5. 18 g (ポリオルガノシロキサンのエポキシ基に対して 5 Omo 1 %に相当する。 ) およびテ卜ラブチルアンモニゥムブロミドを 0. 5 gを仕込み、 固形分濃度が 2 0重量%になるように N, N—ジメチルァセトアミドを加え、 120でで 10時 間反応を行なった。 反応終了後、 メタノールを加えて沈殿を生成させ、 この沈殿 物を酢酸ェチルに溶解して得た溶液を 3回水洗した後、 溶剤を留去することによ り、 感放射線性ポリオルガノシロキサン S— I E— 1を白色粉末として 7. 8 g 得た。 感放射線性ポリオルガノシロキサン S— I E— 1の重量平均分子量 Mwは 1 8, 1 0 0であった。 実施例 I E— 2〜 8
上記実施例 I E— 1において、 エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンの 種類ならびに桂皮酸誘導体 (1 ) の種類および使用量を、 それぞれ第 2表に記載 のとおりとしたほかは、 実施例 I E— 1と同様にして実施し、 感放射線性ポリオ ルガノシロキサン S— I E— 2〜S _ I E— 8を、 それぞれ合成した。 これら感 放射線性ポリオルガノシロキサンの重量平均分子量 Mwを、 第 2表に合わせて示 した。
なお、 実施例 I E— 6および 7では、 それぞれ 2種類の桂皮酸誘導体 (1 ) を 用いた。
また、 第 2表において、 桂皮酸誘導体 (1 ) の 「使用量」 は、 エポキシ基を有 するポリオルガノシロキサンの有するケィ素原子に対する割合を意味する。
第 2表
Figure imgf000096_0001
<液晶配向剤の調製および保存安定性の評価 >
実施例 I E— 9
上記実施例 I E— 1で得た感放射線性ポリオルガノシロキサン S— I E— 1の 100重量部と、 他の重合体として上記合成例 PA—1で得たポリアミック酸 P A— 1を含有する溶液を P A— 1に換算して 2, 000重量部に相当する量とを 合わせ、 これに 1ーメチルー 2—ピロリドンおよびブチルセ口ソルブを加え、 溶 媒組成が 1—メチルー 2—ピロリドン:プチルセ口ソルブ= 50 : 50 (重量 比) 、 固形分濃度が 3. 0重量%の溶液とした。 この溶液を孔径 1 z/mのフィル 夕一で濾過することにより、 液晶配向剤 A— I E-1を調製した。
この液晶配向剤 A— I E— 1を _ 15でで 6か月間保管した。 保管の前および 後に 25 において E型粘度計により測定した粘度を測定した。 溶液粘度の保管 前後の変化率が 10%未満のものを保存安定性 「良」 、 10%以上のものを保存 安定性 「不良」 として評価したところ、 液晶配向剤 A— I E— 1の保存安定性は 「良」 であった。 実施例 I E _ 10〜 32
上記実施例 I E— 9において、 感放射線性ポリオルガノシロキサンの種類なら びに他の重合体の種類および量を、 それぞれ第 3表に記載のとおりとしたほかは、 実施例 I E— 9と同様に実施して、 液晶配向剤 A— I E— 2〜A_ I E—24を、 それぞれ調製した。 各液晶配向剤について実施例 I E— 9と同様にして調べた保 存安定性の評価結果を第 3表に示した。 実施例 I E— 33〜 36
上記実施例 I E— 9において、 他の重合体の種類および量を、 それぞれ第 3表 に記載のとおりとし、 さらに第 3表に記載した種類および量のエポキシ化合物を 使用したほかは、 実施例 I E— 9と同様にして、 固形分濃度が 3. 0重量%の溶 液を調整し、 これを孔径 1 ;umのフィルターで濾過することにより、 液晶配向剤 A- I E-25〜A— I E-28をそれぞれ調製した。 なお第 3表において、 エポキシ化合物 E— 1および E— 2は、 それぞれ下記式 (E— 1) または (E— 2)
Figure imgf000098_0001
Figure imgf000098_0002
で表される化合物を表す。 実施例 I E— 37
他の重合体として上記合成例 P S― 1で得た他のポリシロキサン P S— 1を含 有する溶液を PS— 1に換算して 500重量部に相当する量をとり、 これに上記 実施例 I E— 1で得た感放射線性ポリオルガノシロキサン S— I E— 1の 100 重量部を加え、 さらに 1 _エトキシ— 2—プロパノールを加えて固形分濃度 4. 0重量%の溶液とした。 この溶液を孔径 1 /mのフィル夕一で濾過することによ り、 液晶配向剤 A— I E-29を調製した。
この液晶配向剤 A— I E-29について、 上記実施例 I E-9と同様にして調 ベた保存安定性の評価結果を第 3表に示した。 第 3表
Figure imgf000099_0001
第 3表 (つづき)
Figure imgf000100_0001
第 3表 (つづき)
Figure imgf000101_0001
実施例 I E— 3 8
<垂直配向型液晶表示素子の製造 >
上記実施例 I E— 9で調製した液晶配向剤 A— I E— 1を、 I TO膜からなる 透明電極付きガラス基板の透明電極面上にスピンナーを用いて塗布し、 8 0での ホットプレート上で 1分間プレベークを行った後、 庫内を窒素置換したオーブン 中で 2 0 0でで 1時間加熱して膜厚 0 . 1 mの塗膜を形成した。 次いでこの塗 膜表面に、 H g— X eランプおよびグランテーラ一プリズムを用いて 3 1 3 nm の輝線を含む偏光紫外線 1, 0 0 0 J /m2を、 基板法線から 4 0 ° 傾いた方向 から照射して液晶配向膜とした。 同じ操作を繰り返して、 液晶配向膜を有する基 板を 1対 (2枚) 作成した。
上記基板のうちの 1枚の液晶配向膜を有する面の外周に直径 5. 5 /imの酸化 アルミニウム球入りエポキシ樹脂接着剤をスクリーン印刷により塗布した後、 1 対の基板の液晶配向膜面を対向させ、 各基板の紫外線の光軸の基板面への投影方 向が逆平行となるように圧着し、 1 5 0 で 1時間かけて接着剤を熱硬化した。 次いで、 液晶注入口より基板間の間隙に、 ネガ型液晶 (メルク社製 ML C— 6 6 0 8 ) を充填した後、 エポキシ系接着剤で液晶注入口を封止した。 さらに、 液晶 注入時の流動配向を除くために、 これを 1 5 0 で 1 0分間加熱してから室温ま で徐冷した。 次に基板の外側両面に、 偏光板を、 その偏光方向が互いに直交し、 かつ、 液晶配向膜の紫外線の光軸の基板面への射影方向と 4 5 ° の角度をなす ように貼り合わせることにより垂直配向型液晶表示素子を製造した。
これら液晶表示素子につき、 以下の方法により評価した。 言 結果は第 4表に 示した。
<液晶表示素子の評価〉
( 1 ) 液晶配向性の評価
上記で製造した液晶表示素子につき、 5 Vの電圧を〇N - O F F (印加 ·解 除) したときの明暗の変化における異常ドメインの有無を光学顕微鏡により観察 し、 異常ドメインのない場合を 「良」 とした。 (2) プレチルト角の評価
上記で製造した液晶表示素子につき、 T. J. Sche f f e r e t. a 1. J. Ap p 1. Phy s. vo l. 19, p 2013 (19 80) に記載の方法に準拠し、 He—Neレーザー光を用いる結晶回転法により プレチルト角を測定した。
(3) 電圧保持率の評価
上記で製造した液晶表示素子に、 60 にて 5 Vの電圧を 60マイク口秒の印 加時間、 167ミリ秒のスパンで印加した後、 印加解除から 167ミリ秒後の電 圧保持率を測定した。 測定装置は (株) 東陽テク二力製、 VHR— 1を使用した。
(4) 焼き付きの評価
上記で製造した液晶表示素子に、 直流 5 Vを重畳した 30Hz、 3 Vの矩形波 を 60での環境温度で 2時間印加し、 直流電圧を切った直後の液晶セル内に残留 した電圧をフリッカー消去法により残留 DC電圧を求めた。 実施例 I E— 39〜 64
上記実施例 I E— 38において、 液晶配向剤として第 4表に摘示したものを使 用したほかは実施例 I E— 38と同様にして、 それぞれ垂直配向型液晶表示素子 の製造を行い、 評価した。 評価結果は第 4表に示した。 実施例 I E-65
<TN配向型液晶表示素子の製造および評価〉
上記実施例 I E— 29で調製した液晶配向剤 A— I E— 21を、 I TO膜から なる透明電極付きガラス基板の透明電極面上にスピンナ一を用いて塗布し、 18 0 にて 1時間加熱することにより、 膜厚 0. の塗膜を形成した。 この塗 膜の表面に、 Hg— Xeランプおよびグランテーラ一プリズムを用いて、 313 n mの輝線を含む偏光紫外線 1, 0 0 0 J /m2を基板法線から 4 0 ° 傾いた方 向から照射することにより、 液晶配向能を付与して液晶配向膜を形成した。
上記と同じ操作を繰り返し、 液晶配向膜を透明導電膜面上に有するガラス基板 を 1対 (2枚) 作製した。
この 1対の基板のそれぞれ液晶配向膜を形成した面の周囲部に、 直径 5 . 5 mの酸化アルミニウム球を含有するエポキシ樹脂接着剤をスクリーン印刷により 塗布した後、 偏光紫外線照射方向が直交となるように基板を重ね合わせて圧着し、 1 5 0 で 1時間加熱して接着剤を熱硬化した。 次いで、 基板の間隙に液晶注入 口よりポジ型のネマティック型液晶 (メルク社製、 ML C— 6 2 2 1、 カイラル 剤入り) を注入して充填した後、 エポキシ系接着剤で液晶注入口を封止した。 さ らに、 液晶注入時の流動配向を除くために、 これを 1 5 0 で 1 0分加熱してか ら室温まで徐冷した。 次に、 基板の外側両面に、 偏光板を、 その偏光方向が互い に直交し、 かつ、 液晶配向膜の偏光方向と平行となるように貼り合わせることに より、 T N配向型液晶表示素子を製造した。
この液晶表示素子の液晶配向性、 電圧保持率および焼き付きにっき、 実施例 I E— 3 8と同様にして評価した。 評価結果は第 4表に示した。 実施例 I E - 6 6
上記実施例 I E— 6 5において、 液晶配向剤として実施例 I E— 3 2で調製し た液晶配向剤 A— I E - 2 4を使用したほかは実施例 I E - 6 5と同様にして、 T N配向型液晶表示素子の製造を行い、 評価した。 評価結果は第 4表に示した。
第 4表
Figure imgf000105_0001
第 4表 (つづき)
Figure imgf000106_0001
<塗膜の物性評価 >
実施例 I E 6 7〜 9 3
( 1 ) i線吸収の評価
第 5表に摘示した液晶配向剤を、 石英基板にそれぞれスピンコートし、 8 0で のホットプレート上で 1分間プレベークした後、 2 0 0 で 1時間加熱して膜厚 が 0 . の塗膜を形成した。 この塗膜を有する基板につき、 分光光度計 ( (株) 日立製作所製、 型式 「U—2 0 1 0」 ) を用いて 2 5 0〜5 0 0 nmの 波長範囲における UV吸収スぺクトルを測定した。
この波長領域における最大の吸光度を 1 0 0としたときの 3 6 5 n mにおける 吸光度が 1未満のものを 「良」 、 1以上のものを 「不良」 として i線吸収の評価 を行なった。
評価結果は第 5表に示した。
( 2 ) 耐熱性の評価
上記実施例 I E— 3 8のぐ垂直配向型液晶表示素子の製造 >において、 それぞ れ第 5表に摘示した液晶配向剤を用い、 且つポストべーク温度を 2 5 0 とした ほかは実施例 I E— 2 8におけると同様にして垂直配向型液晶表示素子を製造し た。 得られた液晶表示素子につき、 良好な垂直配向性を示したもの (均一な黒表 示を示したもの) を 「良」 とし、 光漏れが認められたものを 「不良」 として評価 した。
評価結果は第 5表に示した。 実施例 I E 9 4および 9 5
( 1 ) i線吸収の評価
第 5表に摘示した液晶配向剤を用いたほかは上記実施例 I E— 6 7〜9 3と同 様にして 2 5 0〜5 0 0 nmの波長範囲における UV吸収スぺクトルを測定した。 評価結果は第 5表に示した。
( 2 ) 耐熱性の評価
上記実施例 I E - 6 5の <TN配向型液晶表示素子の製造〉において、 それぞ れ第 5表に摘示した液晶配向剤を用い、 且つボストベーク温度を 2 5 0でとした ほかは実施例 I E— 6 5におけると同様にして TN配向型液晶表示素子を製造し た。 得られた液晶表示素子につき、 良好な垂直配向性を示したもの (均一な黒表 示を示したもの) を 「良」 とし、 光漏れが認められたものを 「不良」 として評価 した。
評価結果は第 5表に示した。 比較例 I E— 1
<ポリアミック酸の合成 >
2 , 3, 5—トリカルボキシシクロペンチル醉酸二無水物 2 2. 4 g ( モル) と特表 2 0 0 3 - 5 2 0 8 7 8号公報に従って合成した下記式 (d
Figure imgf000108_0001
で表される化合物 4 8. 4 6 g ( 0. 1モル) とを、 N—メチルー 2—ピロリド ン 2 8 3. 4 gに溶解し、 室温で 6時間反応させた。 次いで、 反応混合物を大過 剰のメタノール中に注ぎ、 反応生成物を沈澱させた。 沈殿物をメタノールで洗浄 し、 減圧下 4 0でで 1 5時間乾燥することにより、 ポリアミック酸を 6 7 g得た。 <液晶配向剤の調製〉
上記で合成したポリアミック酸を N—メチルー 2—ピロリドンおよびプチルセ 口ソルブからなる混合溶媒 (混合比 = 5 0 : 5 0 (重量比) ) に溶解し、 固形分 濃度 3. 0重量%の溶液とした。 この溶液を孔径 1 のフィル夕一で濾過する ことにより、 液晶配向剤 RA_ I E— 1を調製した。
ぐ塗膜の物性評価 >
上記で調製した液晶配向剤 R A— I E— 1を使用したほかは、 実施例 I E— 6 〜9 3におけると同様にして塗膜物性の評価を行った。 言^ ffi結果は第 5表に示した。
第 5表 液晶配向剤 塗 膜 物 性
i線吸収 耐熱性 実施例 I E-67 Α— I Ε— 1 良 良 実施例 I E-68 A— I E— 2 良 良 実施例 I E-69 ,. A- I E-3 良 良 実施例 I E— 70 A— I E— 4 良 良 実施例 I E-71 A- I E- 5 良 良 実施例 I E- 72 A— I E— 6 良 良 実施例 I E-73 A— I E— 7 良 良 実施例 I E- 74 A— I E— 8 良 良 実施例 I E- 7 δ A— I E— 9 良 良 実施例 I Ε- 76 . A- I E- 10 良 良 実施例 I Ε- 77 A— I E— 11 良 良 実施例 I Ε- 78 A— I E— 12 良 良 実施例 I Ε- 79 A— I E— 13 良 良 実施例 I Ε - 80 A- I E- 14 良 良 実施例 I Ε-81 A— I E— 15 良 良 実施例 I Ε- 82 A- I E- 16 良 良
Figure imgf000111_0001
<液晶配向剤の調製および保存安定性の評価〉
実施例 I E - 9 6〜: 1 0 7
上記実施例 I E - 1 6において、 感放射線性ポリオルガノシロキサンの種類な らびに他の重合体の種類および量を第 6表に記載のとおりとしたほかは実施例 I E—1 6と同様に実施して、 液晶配向剤 A— I E— 3 0〜A— I E— 4 1を、 そ れぞれ調製した。 各液晶配向剤について実施例 I E— 1 6と同様にして調べた保 存安定性の評価結果を第 6表に示した。
<垂直配向型液晶表示素子の製造および評価 >
実施例 I E— 1 0 8〜1 1 9
上記実施例 I E— 3 8において、 液晶配向剤として第 7表に摘示したものをそ れぞれ使用したほかは実施例 I E— 3 8と同様にして、 垂直配向型液晶表示素子 の製造を行い、 評価した。 評価結果を第 7表に示した。 ぐ塗膜の物性評価 >
実施例 I E _ 1 2 0〜: I 3 1
第 8表に摘示した液晶配向剤をそれぞれ用いたほかは、 実施例 I E— 6 7〜9 3と同様にして、 i線吸収の評価および耐熱性の評価を行なった。
評価結果を第 8表に示した。
第 6表
Figure imgf000113_0001
Figure imgf000114_0001
第 8表
Figure imgf000115_0001
ぐ感放射線性ポリオルガノシロキサンの合成 >
実施例 I E - 132
上記実施例 I E— 1において、 エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンと して、 EPS— 1の代わりに上記合成例 4で合成した EPS— 4を 5. 0 g使用 し、 桂皮酸誘導体 (1) としての化合物 (2— 2—1— 1 (2) ) の使用量を、 EPS— 4の有するエポキシ基に対して 50モル%としたほかは、 実施例 I E— 1と同様にして実施することにより、 感放射線性ポリオルガノシロキサン S— I E-9を得た。 S— I E— 9の重量平均分子量 Mwは 16, 200であった。 実施例 I E— 133
上記実施例 I E— 1において、 化合物 (2— 2— 1— 1 (1) ) の代わりに、 化合物 (2_2_1— 1 (2) ) を EPS— 1の有するエポキシ基に対して 50 モル%と他のプレチルト角発現性化合物としての上記式 (4一 3— 1) で表され る化合物を E P S— 1のエポキシ基に対して 5モル%とからなる混合物を用いた ほかは、 実施例 I E— 1と同様にして実施することにより、 感放射線性ポリオル ガノシロキサン S— I E— 10を得た。 S— I E— 10の重量平均分子量 Mwは 18, 400であった。 実施例 I E— 134〜 141
上記実施例 I E- 133において、 桂皮酸誘導体 ( 1 ) および他のプレチルト 角発現性化合物の種類および量を、 それぞれ第 9表に記載のとおりとしたほかは、 実施例 I E-133と同様に実施して、 感放射線性ポリオルガノシロキサン S— I E— 11〜S— I E— 18をそれぞれ得た。 これら感放射線性ポリオルガノシ ロキサンの重量平均分子量 Mwを第 9表に示した。
なお、 第 9表において、 他のプレチルト角発現性化合物の略称 「 (4一 3— 1) 」 、 「 (4一 3— 2) 」 および 「 (4— 3— 3) 」 は、 それぞれ上記式 (4 — 3— 1) 、 (4-3-2) または (4—3— 3) で表される化合物を意味する。 <液晶配向剤の調製および保存安定性の評価 >
実施例 I E - 142〜 171
上記実施例 I E—9において、 感放射線性ポリオルガノシロキサンの種類なら びに他の重合体の種類および量を、 それぞれ第 10表に記載のとおりとしたほか は、 実施例 I E— 9と同様に実施して、 液晶配向剤 A— I E— 42〜A— I E— 71を、 それぞれ調製した。 各液晶配向剤について実施例 I E-9と同様にして 調べた保存安定性の評価結果を第 10表に示した。 ぐ垂直配向型液晶表示素子の製造および評価 >
実施例 I E_ 172〜201
上記実施例 I E— 38において、 液晶配向剤として第 11表に摘示したものを 使用したほかは実施例 I E— 38と同様にして、 それぞれ垂直配向型液晶表示素 子の製造を行い、 評価した。 評価結果を第 11表に示した。 <塗膜の物性評価 >
実施例 I E— 202〜 231
第 12表に摘示した液晶配向剤をそれぞれ用いたほかは、 上記実施例 I E-6 7〜 93と同様にして、 i線吸収の評価および耐熱性の評価を行なった。
評価結果を第 12表に示した。
第 9表
Figure imgf000118_0001
第 10表
感放射線性 他の重合体
液晶配向剤 保存 ホ'リオルカ' ンロキサン
名称 使用量 安定性 種類 種類
(重量部) 実施例 I E-142 A- I E-42 S— I E— 9 PA-4 1, 000 良 実施例 I E-143 A— I E-43 S— I E— 9 PA-4 500 良 実施例 I E-144 A- I E-44 S— I E— 9 PA-4 1, 000 良 実施例 I E-145 A- I E-45 S— I E— 9 P I - 5 1, 000 良 実施例 I E-146 A- I E-46 S— I E— 9 P I -6 1, 000 良 実施例 I E-147 A- I E-47 S— I E— 9 P I - 7 1, 000 良 実施例 I E-148 A- I E-48 S— I E— 9 P I - 8 1, 000 良 実施例 I E-149 A- I E-49 S— I E— 9 P I— 9 1, 000 良 実施例 I E-150 A— I E— 50 S— I E— 9 PA-4 2, 000 良 実施例 I E-151 A- I E- 51 S— I E— 10 PA-4 2, 000 良 実施例 I E-152 A- I E- 52 S— I E— 10 P I - 5 2, 000 良 実施例 I E-153 A- I E- 53 S— I E— 10 P I - 6 2, 000 良 実施例 I E-154 A- I E- 54 S— I E— 10 P I - 7 2, 000 良 実施例 I E-155 A— I E— 55 S— I E— 10 P I -8 2, 000 良 実施例 I E-156 A- I E- 56 S— I E— 10 P I -9 2, 000 良 実施例 I E-157 A- I E- 57 S— I E— 1 1 PA-4 2, 000 良 実施例 I E-158 A- I E- 58 S— I E— 12 PA-4 2, 000 良 実施例 I E-159 A- I E- 59 S— I E— 13 PA-4 2, 000 良 実施例 I E-160 A- I E- 60 S— I E— 14 PA-4 2, 000 良 実施例 I E-161 A- I E-61 S - I E— 15 PA-4 2, 000 良 実施例 I E-162 A- I E-62 S - I E— 16 PA-4 2, 000 良 実施例 I E-163 A- I E-63 S— I E— 17 PA-4 2, 000 良 実施例 I E-164 A- I E-64 S— I E— 18 PA-4 2, 000 良 実施例 I E-165 A- I E-65 S— I E— 18 PA-4 1, 000 良 実施例 I E-166 A— I E— 66 S— I E— 18 PA-4 500 良 実施例 I E-167 A- I E-67 S - I E— 18 P I - 5 1, 000 良 実施例 I E-168 A- I E-68 S— I E— 18 P I - 6 1, 000 良 実施例 I E-169 A- I E-69 S— I E— 18 P I— 7 1, 000 良 実施例 I E-170 A- I E- 70 S— I E— 18 P I— 8 1, 000 良 実施例 I E-171 A- I E- 71 S— I E— 18 P I— 9 1, 000 良
Figure imgf000120_0001
S弒 1
Figure imgf000121_0001
.S690/800Zdf/X3d TCS17S0/600Z OAV 上記実施例において具体的に明らかにされたように、 本発明の液晶配向剤は、 光配向法を適用しうる液晶配向剤として従来知られている液晶配向剤と比較して、 少ない放射線照射量で優れた液晶配向性および電気特性を有する液晶配向膜を形 成することができる。 さらに、 長波長領域、 例えば 3 6 5 n m以上の波長の光に よっては光反応を起こさず、 且つ得られる液晶配向膜の耐熱性が高いため、 工程 上の不具合なく液晶パネルの製造を行うことができる。 また、 本発明の液晶配向 剤から形成される液晶配向膜は長波長領域の光によっては光反応を起こさないか ら、 液晶パネル使用時におけるバックライ卜の光に対しても長期間の安定性を有 する。
それゆえ、 この液晶配向膜を液晶表示素子に適用した場合、 液晶表示素子を従 来より安価に製造でき、 しかも得られる液晶表示素子は、 その表示特性、 信頼性 などの諸性能に優れるものとなる。 したがって、 これらの液晶表示素子は種々の 装置に有効に適用でき、 例えば卓上計算機、 腕時計、 置時計、 計数表示板、 ヮー ドプロセッサ、 パーソナルコンピューター、 液晶テレビなどの装置に好適に用い ることができる。

Claims

請 求 の 範 囲 下記式 ( 1 )
Figure imgf000123_0001
(式 (1 ) 中、 R R 2および R 3は、 それぞれ独立に、 水素原子または 1価の 有機基であり、 ただし R 3が水素原子でない場合には R 1および R 2のうちの少な くとも一方はカルボキシル基またはカルボキシル基を有する有機基であり、 R 1 と R 2とは互いに結合して環を形成していてもよい。 )
で表される化合物と、
下記式 (S— 1 )
Figure imgf000123_0002
(式 (S— 1 ) 中、 X 1はエポキシ基を有する 1価の有機基であり、 Y 1は水酸 基、 炭素数 1〜 1 0のアルコキシル基、 炭素数 1〜 2 0のアルキル基または炭素 数 6〜 2 0のァリール基である。 )
で表される繰り返し単位を有するポリオルガノシロキサン、 その加水分解物およ び加水分解物の縮合物よりなる群から選択される少なくとも 1種と
を反応させて得られる感放射線性ポリオルガノシロキサンを含有することを特徴 とする、 液晶配向剤。
2. 上記式 (1) で表される化合物が下記式 (2)
Figure imgf000124_0001
(式 (2) 中、 R 4および R 5は、 それぞれ独立に、 水素原子または 1価の有機 基であり、 ただし R 4および R 5のうちの少なくとも一方はフッ素原子で置換さ れていてもよい炭素数 1〜 20のアルキル基またはフッ素原子で置換されていて もよい炭素数 3〜 40の脂環式基を有する基であり、 R 4と R 5とは互いに結合 して環を形成していてもよい。 )
で表される化合物または下記式 (3)
Figure imgf000124_0002
(式 (3) 中、 R 6は単結合または 2価の有機基であり、 R 7は水素原子または 1価の有機基であり、 R6と R 7とは互いに結合して環を形成していてもよく、 R 8はフッ素原子で置換されていてもよい炭素数 1〜20のアルキル基またはフ ッ素原子で置換されていてもよい炭素数 3〜40の脂環式基である。 ) で表される化合物である、 請求項 1に記載の液晶配向剤。
3. 上記式 (S—1) における X1が下記式 (X1—:!) または (X1—?)
Figure imgf000125_0001
で表される基である、 請求項 1に記載の液晶配向剤。
4. さらに、 ポリアミック酸およびポリイミドよりなる群から選択される少な くとも 1種の重合体を含有する、 請求項 1〜 3のいずれか一項に記載の液晶配向 剤。 さらに、 下記式 (S
Figure imgf000125_0002
(式 (S— 2 ) 中、 X 2は水酸基、 ハロゲン原子、 炭素数 1〜2 0のアルキル基、 炭素数 1〜6のアルコキシル基または炭素数 6〜 2 0のァリール基であり、 Y 2 は水酸基または炭素数 1〜 1 0のアルコキシル基である。 )
で表されるポリシロキサン、 その加水分解物および加水分解物の縮合物よりなる 群から選択される少なくとも 1種を含有する、 請求項 1〜3のいずれか一項に記 載の液晶配向剤。
6 . 基板上に、 請求項 1〜3のいずれか一項に記載の液晶配向剤を塗布して塗 膜を形成し、 該塗膜に放射線を照射することを特徴とする、 液晶配向膜の形成方 法。
7 . 請求項 1〜 3のいずれか一項に記載の液晶配向剤から形成された液晶配向 膜を具備することを特徴とする、 液晶表示素子。
8 . 上記式 (1 ) で表される化合物と、
上記式 (S— 1 ) で表される繰り返し単位を有するポリオルガノシロキサン、 そ の加水分解物および加水分解物の縮合物よりなる群から選択される少なくとも 1 種と
を反応させて得られることを特徴とする、 感放射線性ポリオルガノシロキサン。
9 . 上記式 (1 ) で表される化合物。
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