JP6547565B2 - Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal element - Google Patents
Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal element Download PDFInfo
- Publication number
- JP6547565B2 JP6547565B2 JP2015197072A JP2015197072A JP6547565B2 JP 6547565 B2 JP6547565 B2 JP 6547565B2 JP 2015197072 A JP2015197072 A JP 2015197072A JP 2015197072 A JP2015197072 A JP 2015197072A JP 6547565 B2 JP6547565 B2 JP 6547565B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- group
- compound
- acid
- diamine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 0 C(*(CC1OC1)c1ccc(Cc2ccc(*(CC3OC3)CC3OC3)cc2)cc1)C1OC1 Chemical compound C(*(CC1OC1)c1ccc(Cc2ccc(*(CC3OC3)CC3OC3)cc2)cc1)C1OC1 0.000 description 1
Landscapes
- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Description
本発明は、液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶素子に関する。 The present invention relates to a liquid crystal aligning agent, a liquid crystal aligning film, and a liquid crystal element.
従来、液晶素子としては、液晶の動作原理が異なる種々の方式のものが開発されており、例えばTN(Twisted Nematic)型やSTN(Super Twisted Nematic)型、VA(Vertical Alignment)型、IPS型(In-Plane Switching)、FFS(fringe field switching)型等の各種液晶素子が知られている。これら液晶素子は、液晶分子を配向させるための液晶配向膜を有する。液晶配向膜の材料としては、耐熱性、機械的強度、液晶との親和性などの各種特性が良好である点から、ポリアミック酸やポリイミドが一般に使用されている。 Conventionally, as liquid crystal elements, various types of liquid crystal having different operation principles have been developed. For example, TN (Twisted Nematic) type, STN (Super Twisted Nematic) type, VA (Vertical Alignment) type, IPS type ( BACKGROUND Various liquid crystal elements such as in-plane switching) and fringe field switching (FFS) types are known. These liquid crystal elements have a liquid crystal alignment film for aligning liquid crystal molecules. As a material of a liquid crystal aligning film, a polyamic acid and a polyimide are generally used from the point which various characteristics, such as heat resistance, mechanical strength, and affinity with a liquid crystal, are favorable.
近年、液晶表示パネルの表示性能の更なる向上を図るべく、種々の液晶配向剤が提案されている。例えば、残像の低減を目的として、イミド基以外の部分に窒素原子を有するポリイミドやその前駆体を含む液晶配向剤を用いて液晶配向膜を形成することが提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。特許文献1、2には、モノマーにジアミノジフェニルアミンを用いることで、電圧保持特性の改善や焼き付きの低減を図ることが提案されている。 In recent years, various liquid crystal aligning agents have been proposed to further improve the display performance of liquid crystal display panels. For example, for the purpose of reducing the afterimage, it has been proposed to form a liquid crystal alignment film using a liquid crystal alignment agent containing a polyimide having a nitrogen atom in a portion other than an imide group or a precursor thereof (for example, Patent Document 1) , 2). Patent Documents 1 and 2 propose using a diaminodiphenylamine as a monomer to improve voltage holding characteristics and reduce sticking.
近年、液晶表示パネルは、例えば液晶テレビやパーソナルコンピュータ、カーナビゲーションシステム、携帯電話、スマートフォン、インフォメーションディスプレイ等といった多種の用途に使用されるようになってきており、従来よりも表示品位に対する要求が厳しくなっている。しかしながら、特許文献1,2のものでは、近年の残像に対する要求レベルを十分に満足しているとは言えなかった。また、近年のFFS型の液晶表示パネルではコントラストが重要となっており、着色の少ない液晶配向膜が要求されている。 In recent years, liquid crystal display panels have come to be used in various applications such as liquid crystal televisions, personal computers, car navigation systems, mobile phones, smart phones, information displays, etc., and the demand for display quality is stricter than before. It has become. However, in the cases of Patent Documents 1 and 2, it can not be said that the level required for recent afterimage is sufficiently satisfied. Further, in the recent FFS liquid crystal display panel, the contrast is important, and a liquid crystal alignment film with little coloring is required.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、残像特性、電圧保持率に優れ、かつ透明性が高くコントラストに優れた液晶素子を得ることができる液晶配向剤を提供することを一つの目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a liquid crystal aligning agent which can obtain a liquid crystal element having excellent afterimage characteristics and voltage holding ratio and having high transparency and excellent contrast. I assume.
本発明者らは、上記のような課題を達成するべく鋭意検討した結果、特定の構造を有する重合体を液晶配向剤に含有させることにより、上記課題を解決可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本開示により以下の手段が提供される。 MEANS TO SOLVE THE PROBLEM As a result of earnestly examining in order to achieve the above subjects, the present inventors find out that the said subject is solvable by making the liquid crystal aligning agent contain the polymer which has a specific structure, and this invention It came to complete. Specifically, the following means are provided by the present disclosure.
<1> ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、ポリイミド及びポリアミドよりなる群から選ばれる少なくとも一種であって、かつ下記式(1)で表される部分構造を有する重合体[P]を含有する、液晶配向剤。
本開示によれば、残像特性、電圧保持率に優れ、かつ透明性が高くコントラストに優れた液晶素子を得ることができる。 According to the present disclosure, it is possible to obtain a liquid crystal element having excellent afterimage characteristics and voltage holding ratio, and having high transparency and excellent contrast.
以下に、本開示の液晶配向剤に含まれる各成分、及び必要に応じて任意に配合されるその他の成分について説明する。 Below, each component contained in the liquid crystal aligning agent of this indication, and the other component arbitrarily mix | blended as needed are demonstrated.
<重合体[P]>
本開示の液晶配向剤は、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、ポリイミド及びポリアミドよりなる群から選ばれる少なくとも一種であって、かつ上記式(1)で表される部分構造(以下、「特定部分構造」ともいう。)を有する重合体[P]を含有する。
<Polymer [P]>
The liquid crystal aligning agent of the present disclosure is at least one selected from the group consisting of polyamic acid, polyamic acid ester, polyimide, and polyamide, and a partial structure represented by the above formula (1) (hereinafter, “specific partial structure” Containing a polymer [P].
上記式(1)のR1及びR5は、例えばメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンタンジイル基、ヘキサンジイル基等が挙げられ、これらは直鎖状でも分岐状でもよい。好ましくは、メチレン基、エチレン基、1,3−プロピレン基である。
R2及びR4の炭素数1〜12の1価の炭化水素基としては、炭素数1〜12の鎖状炭化水素基、炭素数3〜12の脂環式炭化水素基、炭素数6〜12の芳香族炭化水素基が挙げられる。ここで、本明細書において「鎖状炭化水素基」とは、主鎖に環状構造を含まず、鎖状構造のみで構成された飽和又は不飽和の直鎖状炭化水素基及び分岐状炭化水素基を意味する。「脂環式炭化水素基」とは、環構造としては脂環式炭化水素の構造のみを含み、芳香環構造を含まない炭化水素基を意味する。ただし、脂環式炭化水素の構造のみで構成されている必要はなく、その一部に鎖状構造を有するものも含む。「芳香族炭化水素基」とは、環構造として芳香環構造を含む炭化水素基を意味する。ただし、芳香環構造のみで構成されている必要はなく、その一部に鎖状構造や脂環式炭化水素の構造を含んでいてもよい。
Examples of R 1 and R 5 in the above formula (1) include methylene group, ethylene group, propylene group, butylene group, pentanediyl group, hexanediyl group and the like, which may be linear or branched. Preferably, they are a methylene group, an ethylene group and a 1,3-propylene group.
Examples of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms of R 2 and R 4, chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, 6 carbon atoms 12 aromatic hydrocarbon groups can be mentioned. Here, in the present specification, “a chain hydrocarbon group” means a saturated or unsaturated linear hydrocarbon group and a branched hydrocarbon composed only of a chain structure without containing a cyclic structure in the main chain. Means a group. The "alicyclic hydrocarbon group" means a hydrocarbon group containing only an alicyclic hydrocarbon structure as a ring structure and not including an aromatic ring structure. However, it does not need to be comprised only with the structure of alicyclic hydrocarbon, and the thing which has a chain-like structure in the part is also included. The "aromatic hydrocarbon group" means a hydrocarbon group containing an aromatic ring structure as a ring structure. However, it is not necessary to be composed of only an aromatic ring structure, and a part thereof may contain a chain structure or an alicyclic hydrocarbon structure.
R2及びR4の保護基は、熱により脱離する基であることが好ましい。R2及びR4の具体例としては、例えばカルバメート系保護基、アミド系保護基、イミド系保護基、スルホンアミド系保護基、下記式(3−1)〜式(3−5)のそれぞれで表される基などが挙げられる。
上記式(3−2)のAr10は、炭素数6〜10の芳香環から1個の水素原子を取り除いた基であり、具体例としては、例えばフェニル基、ナフチル基等が挙げられる。式(3−4)のR21の炭素数1〜12のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等が挙げられ、これらは直鎖状でも分岐状でもよい。R2及びR4の保護基は、熱による脱離性が高い点や、脱保護された部分の膜中での残存量を少なくできる点で、tert−ブトキシカルボニル基であることが特に好ましい。R2及びR4は、好ましくは、水素原子、メチル基、フェニル基、トリル基、t−ブトキシカルボニル基、又はベンジル基である。 Ar 10 in the above formula (3-2) is a group obtained by removing one hydrogen atom from an aromatic ring having 6 to 10 carbon atoms, and specific examples thereof include a phenyl group and a naphthyl group. Examples of the alkyl group having 1 to 12 carbon atoms R 21 of formula (3-4), for example a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group and the like, these are also linear It may be branched. The protective group for R 2 and R 4 is particularly preferably a tert-butoxycarbonyl group, from the viewpoint of high thermal releasability and the ability to reduce the remaining amount of the deprotected moiety in the film. R 2 and R 4 are preferably a hydrogen atom, a methyl group, a phenyl group, a tolyl group, a t-butoxycarbonyl group, or a benzyl group.
R0が有する環式構造としては、例えば芳香族炭化水素環、脂肪族環、複素環などが挙げられる。これらの具体例としては、芳香族炭化水素環として、例えばベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環、アントラセン環などを;脂肪族環として、例えばシクロへキシレン環などを;複素環として、例えばピペリジン環、ピペラジン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環などを、それぞれ挙げることができる。R0の環式構造は、配向性の観点から、芳香族炭化水素環及び複素環よりなる群から選ばれる少なくとも一種であることが好ましく、芳香族炭化水素環であることがより好ましく、ベンゼン環がさらに好ましい。
R0が有する環式構造は、環部分に置換基を有していてもよい。当該置換基としては、例えばハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子など)、アルキル基、アルコキシ基等が挙げられる。R0が有するこれらの環は、1個以上であればよく、1〜6個であることが好ましく、1〜4個であることがより好ましく、2〜4個がさらに好ましい。
The cyclic structure R 0 has, for example, aromatic hydrocarbon ring, an aliphatic ring, such heterocycles. As specific examples of these, as an aromatic hydrocarbon ring, for example, a benzene ring, biphenyl ring, naphthalene ring, anthracene ring and the like; as an aliphatic ring, for example, a cyclohexylene ring and the like; A piperazine ring, a pyridine ring, a pyrazine ring, a pyrimidine ring and the like can be mentioned respectively. The cyclic structure of R 0 is preferably at least one selected from the group consisting of an aromatic hydrocarbon ring and a heterocyclic ring from the viewpoint of orientation, more preferably an aromatic hydrocarbon ring, and more preferably a benzene ring. Is more preferred.
The cyclic structure possessed by R 0 may have a substituent at the ring portion. As the said substituent, a halogen atom (a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom etc.), an alkyl group, an alkoxy group etc. are mentioned, for example. The number of these rings possessed by R 0 may be one or more, preferably one to six, more preferably one to four, and still more preferably two to four.
R0の2価の有機基は、少なくとも1個の環式構造を有する。R0は、−NR2−及び−NR4−に対して、例えば炭化水素基(鎖状炭化水素基、脂環式炭化水素基及び芳香族炭化水素基を含む。)、複素環基などで結合しており、−NR2−及び−NR4−に環式構造で結合していることが好ましい。R0が−NR2−及び−NR4−に環式構造で結合している場合、1個の環式構造で−NR2−と−NR4−との両方に結合していてもよいし、−NR2−に結合している環と、−NR4−に結合している環とが異なっていてもよい。好ましくは後者である。−NR2−及び−NR4−に結合している環式構造の好ましい例については、R0が有する環式構造の説明が適用される。 The divalent organic group of R 0 has at least one cyclic structure. R 0 is, for example, a hydrocarbon group (including a chain hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group), a heterocyclic group, etc. with respect to —NR 2 — and —NR 4 — It is preferable that it is linked and is bound to -NR 2 -and -NR 4 -in a cyclic structure. When R 0 is bonded to -NR 2 -and -NR 4 -in a cyclic structure, it may be bonded to both -NR 2 -and -NR 4-in one cyclic structure. , -NR 2 - and ring attached to, -NR 4 - may be different from the ring attached to. Preferably it is the latter. -NR 2 - and -NR 4 - Preferable examples of the cyclic structure bonded to the description of the cyclic structure R 0 has applies.
重合体[P]を得る方法は特に限定されないが、下記式(2)で表されるジアミン(以下、「特定ジアミン」ともいう。)を用いる方法によることが好ましい。
上記式(2)のAr1及びAr4について、環式基は、環式構造の環部分からn個の水素原子を取り除いたn価の基である。環式構造の具体例については、上記式(1)のR0の説明が適用される。Ar1及びAr4の環式基は、環部分に、例えばハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基等の置換基を有していてもよい。
Ar1及びAr4は、好ましくは、フェニレン基、ビフェニレン基、ナフタレン基又はピリジレン基である。
In Ar 1 and Ar 4 in the above formula (2), the cyclic group is an n-valent group obtained by removing n hydrogen atoms from the ring part of the cyclic structure. The description of R 0 in the above formula (1) applies to specific examples of the cyclic structure. The cyclic group of Ar 1 and Ar 4 may have a substituent such as a halogen atom, an alkyl group or an alkoxy group in the ring portion.
Ar 1 and Ar 4 are preferably a phenylene group, a biphenylene group, a naphthalene group or a pyridylene group.
特定ジアミンの好ましい具体例としては、例えば下記式(0−DA)で表される化合物及び下記式(1−DA)で表される化合物が挙げられる。
式(0−DA)について、Ar5及びAr6については、上記式(2)のAr1及びAr4の説明が適用される。R6の2価の炭化水素基としては、鎖状炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基が挙げられる。R6が複素環を有する基の場合、当該複素環としては、例えばピリジン、ピラジン、ピペリジン、ピペラジン等が挙げられる。
式(1−DA)について、Ar7及びAr8については、上記式(2)のAr1及びAr4の環式基の説明が適用される。R7については、上記式(1)のR2,R4の説明が適用される。
With regard to formula (0-DA), the descriptions of Ar 1 and Ar 4 in the above formula (2) apply to Ar 5 and Ar 6 . Examples of the divalent hydrocarbon group of R 6 include a chain hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group. When R 6 is a group having a heterocycle, examples of the heterocycle include pyridine, pyrazine, piperidine, piperazine and the like.
With regard to formula (1-DA), the descriptions of the cyclic groups of Ar 1 and Ar 4 of the above formula (2) apply to Ar 7 and Ar 8 . The description of R 2 and R 4 in the above formula (1) is applied to R 7 .
特定ジアミンの具体例としては、例えば下記式(0−1)〜式(0−14)及び式(1−1)〜式(1−21)のそれぞれで表される化合物等が挙げられる。
特定ジアミンは、上記の中のうち、上記式(0−1)〜式(0−6)、式(0−8)〜式(0−13)、式(1−1)〜式(1−3)、及び式(1−15)〜式(1−17)のそれぞれで表される化合物が好ましい。なお、特定ジアミンは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
ポリアミック酸の合成に際し、特定ジアミンの使用割合は、残像の低減、高い電圧保持率、及び高コントラストを図る観点から、ポリアミック酸の合成に使用するジアミンの全量に対して、5モル%以上とすることが好ましく、5〜80モル%とすることがより好ましく、10〜70モル%とすることがさらに好ましい。
Among the above, the specific diamines include, among the above, the above formulas (0-1) to (0-6), formulas (0-8) to (0-13) and formulas (1-1) to (1 3), and the compound represented by each of Formula (1-15)-Formula (1-17) are preferable. In addition, specific diamine can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
In the synthesis of the polyamic acid, the proportion of the specific diamine used is at least 5 mol% with respect to the total amount of diamine used in the synthesis of the polyamic acid, from the viewpoint of reducing afterimage, high voltage holding ratio and high contrast. Is preferably 5 to 80 mol%, and more preferably 10 to 70 mol%.
特定ジアミンは、有機化学の定法を適宜組み合わせることによって合成することができる。具体的には、上記式(2)で表されるジアミンは、例えば下記スキーム1のように、基R0を有するジアミンを出発原料とし、ニトロベンズアルデヒドと反応させてシッフ塩を形成した後、還元して合成することができる。あるいは、スキーム2のように、基R0を有するジアミンを出発原料とし、ニトロベンジルアルコールと反応させた後、還元して合成することもできる。あるいは、スキーム3のように、基R0を有するジアミンのアミノ基をt−ブトキシカルボニル等で保護した後、塩基存在下でニトロベンジルブロミドを縮合させ、還元、脱保護することにより合成することもできる。なお、特定ジアミンの合成方法は上記に限定されるものではない。
<ポリアミック酸>
重合体[P]がポリアミック酸の場合、該ポリアミック酸は、テトラカルボン酸二無水物と、特定ジアミンを含むジアミンとを反応させることによって得ることができる。
(テトラカルボン酸二無水物)
ポリアミック酸の合成に使用するテトラカルボン酸二無水物としては、例えば脂肪族テトラカルボン酸二無水物、脂環式テトラカルボン酸二無水物、芳香族テトラカルボン酸二無水物などを挙げることができる。これらの具体例としては、脂肪族テトラカルボン酸二無水物として、例えばブタンテトラカルボン酸二無水物などを;
<Polyamic acid>
When the polymer [P] is a polyamic acid, the polyamic acid can be obtained by reacting tetracarboxylic acid dianhydride with a diamine containing a specific diamine.
(Tetracarboxylic acid dianhydride)
Examples of tetracarboxylic acid dianhydrides used in the synthesis of polyamic acids include aliphatic tetracarboxylic acid dianhydrides, alicyclic tetracarboxylic acid dianhydrides, and aromatic tetracarboxylic acid dianhydrides. . Specific examples thereof include aliphatic tetracarboxylic acid dianhydrides such as butane tetracarboxylic acid dianhydride;
脂環式テトラカルボン酸二無水物として、例えば1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−8−メチル−5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、3−オキサビシクロ[3.2.1]オクタン−2,4−ジオン−6−スピロ−3’−(テトラヒドロフラン−2’,5’−ジオン)、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロ−3−フラニル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、3,5,6−トリカルボキシ−2−カルボキシメチルノルボルナン−2:3,5:6−二無水物、ビシクロ[3.3.0]オクタン−2,4,6,8−テトラカルボン酸2:4,6:8−二無水物、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3,5,6−テトラカルボン酸2:3,5:6−二無水物、4,9−ジオキサトリシクロ[5.3.1.02,6]ウンデカン−3,5,8,10−テトラオン、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.2]オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、エチレンジアミン四酢酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、エチレングリコールビス(アンヒドロトリメリテート)、1,3−プロピレングリコールビス(アンヒドロトリメリテート)、p−フェニレンビス(トリメリット酸モノエステル無水物)などを;
芳香族テトラカルボン酸二無水物として、例えばピロメリット酸二無水物などを;それぞれ挙げることができるほか、特開2010−97188号公報に記載のテトラカルボン酸二無水物を用いることができる。なお、その他のテトラカルボン酸二無水物は、これらの1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
Examples of alicyclic tetracarboxylic acid dianhydrides include 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic acid dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride, 1,3,3a, 4, 5,9b-hexahydro-5- (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione, 1,3,3a, 4,5,9b- Hexahydro-8-methyl-5- (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione, 3-oxabicyclo [3.2.1] octane -2,4-dione-6-spiro-3 '-(tetrahydrofuran-2', 5'-dione), 5- (2,5-dioxotetrahydro-3-furanyl) -3-methyl-3-cyclohexene- Without 1,2-dicarboxylic acid 3,5,6-Tricarboxy-2-carboxymethyl norbornane-2: 3,5: 6-dianhydride, bicyclo [3.3.0] octane-2,4,6,8-tetracarboxylic acid 2: 4,6: 8-dianhydride, bicyclo [2.2.1] heptane-2,3,5,6-tetracarboxylic acid 2: 3,5: 6-dianhydride, 4,9-di anhydride Oxatricyclo [5.3.1.0 2,6 ] undecane-3,5,8,10-tetraone, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic acid dianhydride, bicyclo [2.2.2 Oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic acid dianhydride, ethylenediaminetetraacetic acid dianhydride, cyclopentanetetracarboxylic acid dianhydride, ethylene glycol bis (anhydrotrimellitate), 1 , 3-Propylene glycol bis (an Hydrotrimellitate), p-phenylene bis (trimellitic acid monoester anhydride) and the like;
Examples of the aromatic tetracarboxylic acid dianhydride include, for example, pyromellitic acid dianhydride and the like, and besides, tetracarboxylic acid dianhydride described in JP-A-2010-97188 can be used. Other tetracarboxylic acid dianhydrides can be used singly or in combination of two or more.
(ジアミン)
ポリアミック酸の合成に際しては、特定ジアミンを単独で用いてもよいが、特定ジアミン以外のジアミン(以下、「その他のジアミン」と略す。)を用いてもよい。
(Diamine)
In the synthesis of the polyamic acid, the specific diamine may be used alone, but diamines other than the specific diamine (hereinafter, abbreviated as "other diamines") may be used.
その他のジアミンとしては、例えば脂肪族ジアミン、脂環式ジアミン、芳香族ジアミン、ジアミノオルガノシロキサンなどが挙げられる。これらの具体例としては、脂肪族ジアミンとして、例えばm−キシリレンジアミン、1,3−プロパンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどを;脂環式ジアミンとして、例えば1,4−ジアミノシクロヘキサン、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)などを; Examples of other diamines include aliphatic diamines, alicyclic diamines, aromatic diamines, diamino organosiloxanes and the like. Specific examples thereof include aliphatic diamines such as m-xylylene diamine, 1,3-propane diamine, pentamethylene diamine, hexamethylene diamine and the like; and alicyclic diamines such as 1,4-diaminocyclohexane, 4,4'-methylenebis (cyclohexylamine) and the like;
芳香族ジアミンとして、例えばドデカノキシジアミノベンゼン、テトラデカノキシジアミノベンゼン、オクタデカノキシジアミノベンゼン、コレスタニルオキシジアミノベンゼン、コレステリルオキシジアミノベンゼン、ジアミノ安息香酸コレスタニル、ジアミノ安息香酸コレステリル、ジアミノ安息香酸ラノスタニル、3,6−ビス(4−アミノベンゾイルオキシ)コレスタン、3,6−ビス(4−アミノフェノキシ)コレスタン、1,1−ビス(4−((アミノフェニル)メチル)フェニル)−4−ブチルシクロヘキサン、下記式(E−1)
で表される化合物などの配向性基含有ジアミン:
As aromatic diamines, for example, dodecanoxydiaminobenzene, tetradecanoxydiaminobenzene, octadecanoxydiaminobenzene, cholestanyloxydiaminobenzene, cholesteryloxydiaminobenzene, cholestanyl diaminobenzoate, cholesteryl diaminobenzoate, diaminobenzoic acid Lanostanyl, 3,6-bis (4-aminobenzoyloxy) cholestane, 3,6-bis (4-aminophenoxy) cholestane, 1,1-bis (4-((aminophenyl) methyl) phenyl) -4-butyl Cyclohexane, the following formula (E-1)
Orientation group-containing diamine such as a compound represented by
p−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、4−アミノフェニル−4’−アミノベンゾエート、4,4’−ジアミノアゾベンゼン、1,5−ビス(4−アミノフェノキシ)ペンタン、ビス[2−(4−アミノフェニル)エチル]ヘキサン二酸、N,N−ビス(4−アミノフェニル)メチルアミン、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノビフェニル、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノベンズアニリド、4,4’−(p−フェニレンジイソプロピリデン)ビスアニリン、4,4’−(m−フェニレンジイソプロピリデン)ビスアニリン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、N,N’−ビス(4−アミノフェニル)−ベンジジン、1,4−ビス−(4−アミノフェニル)−ピペラジン、4−(4−アミノフェノキシカルボニル)−1−(4−アミノフェニル)ピペリジン、4,4’−[4,4’−プロパン−1,3−ジイルビス(ピペリジン−1,4−ジイル)]ジアニリン、3,5−ジアミノ安息香酸などの非側鎖型のジアミン、などを;
ジアミノオルガノシロキサンとして、例えば、1,3−ビス(3−アミノプロピル)−テトラメチルジシロキサンなどを;それぞれ挙げることができるほか、特開2010−97188号公報に記載のジアミンを用いることができる。なお、その他のジアミンは、これらの化合物の1種を単独で又は2種以上を適宜選択して使用することができる。
p-phenylenediamine, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 4-aminophenyl-4'-aminobenzoate, 4,4'-diaminoazobenzene, 1,5-bis (4-amino) Phenoxy) pentane, bis [2- (4-aminophenyl) ethyl] hexanedioic acid, N, N-bis (4-aminophenyl) methylamine, 2,2'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 2 2,2'-bis (trifluoromethyl) -4,4'-diaminobiphenyl, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminobenzanilide, 4,4 '-(p-phenylenediisopropylidene) bisaniline 4,4 '-(m-phenylenediisopropylidene) bisaniline, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 4 4'-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, N, N'-bis (4-aminophenyl) -benzidine, 1,4-bis- (4-aminophenyl) -piperazine, 4- (4-aminophenoxycarbonyl) ) -1- (4-aminophenyl) piperidine, 4,4 ′-[4,4′-propane-1,3-diylbis (piperidine-1,4-diyl)] dianiline, 3,5-diaminobenzoic acid and the like Non-side chain type diamines, etc .;
Examples of diaminoorganosiloxanes include, for example, 1,3-bis (3-aminopropyl) -tetramethyldisiloxane and the like, and besides, diamines described in JP-A-2010-97188 can be used. Other diamines may be used singly or appropriately in combination of two or more of these compounds.
(ポリアミック酸の合成)
ポリアミック酸は、上記のようなテトラカルボン酸二無水物とジアミンとを、必要に応じて分子量調整剤とともに反応させることにより得ることができる。ポリアミック酸の合成反応に供されるテトラカルボン酸二無水物とジアミンとの使用割合は、ジアミンのアミノ基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い。重合体[P]としてのポリアミック酸の合成に際し、特定ジアミンの使用割合は、残像の低減効果を十分に高める観点から、合成に使用するモノマーの全体量に対して、特定ジアミンの合計量を、10モル%以上とすることが好ましく、20〜80モル%とすることがより好ましく、25〜70モル%とすることがさらに好ましい。
(Synthesis of polyamic acid)
The polyamic acid can be obtained by reacting the above-mentioned tetracarboxylic acid dianhydride and diamine with a molecular weight modifier as required. The ratio of tetracarboxylic acid dianhydride and diamine used in the synthesis reaction of the polyamic acid is 0.2 to 2 acid anhydride groups of tetracarboxylic acid dianhydride to 1 equivalent of amino group of diamine. The ratio which becomes equivalent is preferable. In the synthesis of the polyamic acid as the polymer [P], the use ratio of the specific diamine is the total amount of the specific diamine with respect to the total amount of the monomers used in the synthesis, from the viewpoint of sufficiently enhancing the reduction effect of the afterimage. The amount is preferably 10 mol% or more, more preferably 20 to 80 mol%, and still more preferably 25 to 70 mol%.
分子量調整剤としては、例えば無水マレイン酸、無水フタル酸、無水イタコン酸などの酸一無水物、アニリン、シクロヘキシルアミン、n−ブチルアミンなどのモノアミン化合物、フェニルイソシアネート、ナフチルイソシアネートなどのモノイソシアネート化合物等を挙げることができる。分子量調整剤の使用割合は、使用するテトラカルボン酸二無水物及びジアミンの合計100質量部に対して、20質量部以下とすることが好ましい。 Examples of molecular weight modifiers include acid monoanhydrides such as maleic anhydride, phthalic anhydride and itaconic anhydride, monoamine compounds such as aniline, cyclohexylamine and n-butylamine, and monoisocyanate compounds such as phenyl isocyanate and naphthyl isocyanate. It can be mentioned. The use ratio of the molecular weight modifier is preferably 20 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the total of tetracarboxylic acid dianhydride and diamine to be used.
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行われる。このときの反応温度は、−20℃〜150℃が好ましい。反応時間は、0.1〜24時間が好ましい。反応に使用する有機溶媒としては、例えば非プロトン性極性溶媒、フェノール系溶媒、アルコール、ケトン、エステル、エーテル、ハロゲン化炭化水素、炭化水素などを挙げることができる。特に好ましい有機溶媒は、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、テトラメチル尿素、ヘキサメチルホスホルトリアミド、m−クレゾール、キシレノール及びハロゲン化フェノールよりなる群から選択される1種以上を溶媒として使用するか、あるいはこれらの1種以上と他の有機溶媒との混合物を使用することが好ましい。有機溶媒の使用量(a)は、テトラカルボン酸二無水物及びジアミンの合計量(b)が、反応溶液の全量(a+b)に対して、0.1〜50質量%になる量とすることが好ましい。
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い。
The synthesis reaction of polyamic acid is preferably carried out in an organic solvent. The reaction temperature at this time is preferably -20 ° C to 150 ° C. The reaction time is preferably 0.1 to 24 hours. Examples of the organic solvent used for the reaction include aprotic polar solvents, phenolic solvents, alcohols, ketones, esters, ethers, halogenated hydrocarbons, hydrocarbons and the like. Particularly preferred organic solvents are N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, dimethylsulfoxide, γ-butyrolactone, tetramethylurea, hexamethylphosphortriamide, m-cresol, xylenol It is preferable to use, as a solvent, one or more selected from the group consisting of halogenated phenols and a mixture of one or more thereof and another organic solvent. The amount (a) of organic solvent used is such that the total amount (b) of tetracarboxylic acid dianhydride and diamine is 0.1 to 50% by mass with respect to the total amount (a + b) of the reaction solution. Is preferred.
As described above, a reaction solution in which the polyamic acid is dissolved is obtained. This reaction solution may be used as it is for preparation of a liquid crystal aligning agent, or may be used for preparation of a liquid crystal aligning agent after the polyamic acid contained in the reaction solution is isolated.
<ポリアミック酸エステル>
重合体[P]としてのポリアミック酸エステルは、例えばテトラカルボン酸ジエステルジハロゲン化物とジアミンとを反応させる方法などによって得ることができる。
使用するテトラカルボン酸ジエステルジハロゲン化物は、テトラカルボン酸ジエステルを、塩化チオニル等の適当な塩素化剤と反応させることにより得ることができる。テトラカルボン酸ジエステルは、例えばポリアミック酸の合成で例示したテトラカルボン酸二無水物を、メタノールやエタノール等のアルコール類と反応させることによって得ることができる。ジアミンとしては、特定ジアミンを単独で使用してもよく、その他のジアミンを併用してもよい。使用するジアミンの具体例としては、ポリアミック酸の合成の説明で例示した特定ジアミン及びその他のジアミンが挙げられる。
<Polyamic acid ester>
The polyamic acid ester as the polymer [P] can be obtained, for example, by a method of reacting tetracarboxylic acid diester dihalide and diamine.
The tetracarboxylic acid diester dihalide used can be obtained by reacting the tetracarboxylic acid diester with a suitable chlorinating agent such as thionyl chloride. The tetracarboxylic acid diester can be obtained, for example, by reacting the tetracarboxylic acid dianhydride exemplified in the synthesis of polyamic acid with an alcohol such as methanol or ethanol. As a diamine, a specific diamine may be used independently and other diamine may be used together. Specific examples of the diamine used include the specific diamines and other diamines exemplified in the description of the synthesis of polyamic acid.
重合体[P]の合成反応に供されるテトラカルボン酸ジエステルジハロゲン化物とジアミンとの使用割合は、ジアミンのアミノ基1当量に対して、テトラカルボン酸ジエステルジハロゲン化物の基「−COX(Xはハロゲン原子)」が、0.2〜2当量となる割合が好ましい。テトラカルボン酸ジエステルジハロゲン化物とジアミンとの反応は、好ましくは塩基の存在下、有機溶媒中において行われる。このときの反応温度は、−30℃〜150℃が好ましい。反応時間は、0.1〜48時間が好ましい。反応に使用する有機溶媒としては、ポリアミック酸の合成反応に使用することができる有機溶媒の説明を適用することができる。上記反応に使用する塩基としては、例えばピリジン、トリエチルアミン、N−エチル−N,N−ジイソプロピルアミン等の3級アミン;水素化ナトリウム、水素化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属類などを好ましく使用することができる。塩基の使用量は、ジアミン1モルに対して、2〜4モルとすることが好ましい。 The use ratio of the tetracarboxylic acid diester dihalide and the diamine to be subjected to the synthesis reaction of the polymer [P] is the group “—COX (X is a tetracarboxylic acid diester dihalide) with respect to 1 equivalent of the amino group of the diamine. The ratio by which "a halogen atom)" is set to 0.2-2 equivalent is preferable. The reaction of the tetracarboxylic acid diester dihalide with the diamine is preferably carried out in an organic solvent in the presence of a base. The reaction temperature at this time is preferably -30 ° C to 150 ° C. The reaction time is preferably 0.1 to 48 hours. As the organic solvent used for the reaction, the description of the organic solvent that can be used for the synthesis reaction of polyamic acid can be applied. Examples of the base used in the above reaction include tertiary amines such as pyridine, triethylamine, N-ethyl-N, N-diisopropylamine, etc .; sodium hydride, potassium hydride, sodium hydroxide, potassium hydroxide, potassium hydroxide, sodium, potassium etc. The alkali metals of the following can preferably be used. The amount of the base used is preferably 2 to 4 moles relative to 1 mole of diamine.
以上のようにして、ポリアミック酸エステル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エステルを単離したうえで液晶配向剤の調製に供してもよい。ポリアミック酸エステルは、アミック酸エステル構造のみを有していてもよく、アミック酸構造とアミック酸エステル構造とが併存する部分エステル化物であってもよい。なお、重合体[P]としてのポリアミック酸エステルは、上記の合成方法に限らず、例えば重合体[P]としてのポリアミック酸と、アルコール類又はハロゲン化アルキルとを反応させる方法、テトラカルボン酸ジエステルとジアミンとを反応させる方法などによって得ることもできる。 As described above, a reaction solution obtained by dissolving the polyamic acid ester is obtained. The reaction solution may be used as it is for the preparation of a liquid crystal aligning agent, or the polyamic acid ester contained in the reaction solution may be isolated for the preparation of a liquid crystal aligning agent. The polyamic acid ester may have only an amic acid ester structure, or may be a partially esterified product in which an amic acid structure and an amic acid ester structure coexist. In addition, the polyamic acid ester as polymer [P] is not limited to said synthetic method, For example, the method of making polyamic acid as polymer [P], alcohol, or halogenated alkyl react, tetracarboxylic-acid diester It can also be obtained by a method of reacting a diamine with a diamine.
<ポリイミド>
重合体[P]としてのポリイミドは、例えば上記の如くして合成された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得ることができる。ポリアミック酸を脱水閉環してポリイミドとする場合には、ポリアミック酸の反応溶液をそのまま脱水閉環反応に供してもよく、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脱水閉環反応に供してもよい。
<Polyimide>
The polyimide as the polymer [P] can be obtained, for example, by dehydration ring closure and imidization of the polyamic acid synthesized as described above. When polyamic acid is subjected to dehydration ring closure to form a polyimide, the reaction solution of polyamic acid may be subjected to dehydration ring closure reaction as it is, or the polyamic acid contained in the reaction solution is isolated and then subjected to dehydration ring closure reaction. It is also good.
ポリイミドは、その前駆体であるポリアミック酸が有していたアミック酸構造のすべてを脱水閉環した完全イミド化物であってもよく、アミック酸構造の一部のみを脱水閉環し、アミック酸構造とイミド環構造とが併存する部分イミド化物であってもよい。反応に使用するポリイミドは、そのイミド化率が20%以上であることが好ましく、30〜99%であることがより好ましい。このイミド化率は、ポリイミドのアミック酸構造の数とイミド環構造の数との合計に対するイミド環構造の数の占める割合を百分率で表したものである。ここで、イミド環の一部がイソイミド環であってもよい。 The polyimide may be a completely imidized product obtained by dehydrating and ring closing all of the amic acid structure of the precursor polyamic acid, and only a part of the amic acid structure may be dehydrating and ring closing, and the amic acid structure and the imide. It may be a partial imidate coexisting with a ring structure. It is preferable that the imidation ratio is 20% or more, and, as for the polyimide used for reaction, it is more preferable that it is 30 to 99%. The imidation ratio is a percentage representing the ratio of the number of imide ring structures to the total number of amic acid structures of polyimide and the number of imide ring structures. Here, part of the imide ring may be an isoimide ring.
ポリアミック酸の脱水閉環は、好ましくはポリアミック酸を加熱する方法により、又はポリアミック酸を有機溶媒に溶解し、この溶液中に脱水剤及び脱水閉環触媒を添加し必要に応じて加熱する方法により行われる。このうち、後者の方法によることが好ましい。ポリアミック酸の溶液中に脱水剤及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、無水トリフルオ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、ポリアミック酸のアミック酸構造の1モルに対して0.01〜20モルとすることが好ましい。脱水閉環触媒としては、例えばピリジン、コリジン、ルチジン、トリエチルアミン等の3級アミンを用いることができる。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0.01〜10モルとすることが好ましい。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。脱水閉環反応の反応温度は、好ましくは0〜180℃である。反応時間は、好ましくは1.0〜120時間である。
このようにして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、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い。
The dehydration ring closure of polyamic acid is preferably performed by a method of heating polyamic acid or a method of dissolving polyamic acid in an organic solvent, adding a dehydrating agent and a dehydration ring closure catalyst to this solution, and heating as necessary. . Among these, the latter method is preferred. In the method of adding a dehydrating agent and a dehydrating ring-closing catalyst to a solution of polyamic acid, an acid anhydride such as acetic anhydride, propionic anhydride, trifluoroacetic anhydride and the like can be used as the dehydrating agent. The amount of the dehydrating agent used is preferably 0.01 to 20 moles relative to 1 mole of the polyamic acid's amic acid structure. As the dehydration ring closure catalyst, for example, tertiary amines such as pyridine, collidine, lutidine and triethylamine can be used. The amount of the dehydrating ring closure catalyst used is preferably 0.01 to 10 moles per mole of the dehydrating agent used. As an organic solvent used for a dehydration ring-closing reaction, the organic solvent illustrated as what is used for the synthesis | combination of a polyamic acid can be mentioned. The reaction temperature of the dehydration ring closure reaction is preferably 0 to 180 ° C. The reaction time is preferably 1.0 to 120 hours.
Thus, a reaction solution containing a polyimide is obtained. The reaction solution may be used as it is for the preparation of a liquid crystal aligning agent, or may be used for the preparation of a liquid crystal aligning agent after removing the dehydrating agent and the dehydrating ring closure catalyst from the reaction solution. You may use for preparation of an orientation agent.
<ポリアミド>
重合体[P]としてのポリアミドは、例えばジカルボン酸ジハロゲン化物とジアミンとを反応させる方法などによって得ることができる。
ポリアミドの合成に使用するジカルボン酸ジハロゲン化物は、ジカルボン酸を塩化チオニル等の適当な塩素化剤と反応させることにより得ることができる。
ここで使用するジカルボン酸としては、特に制限されないが、例えばコハク酸、アジピン酸、3,3−ジエチルコハク酸、セバシン酸、フマル酸、ムコン酸などの脂肪族ジカルボン酸;シクロブタンジカルボン酸、1−シクロブテンジカルボン酸、シクロペンタンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式構造を有するジカルボン酸;フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸、4,4’−ジフェニルメタンジカルボン酸、4,4’−ジフェニルエーテルジカルボン酸、4,4’−カルボニル二安息香酸、4−カルボキシ桂皮酸、p−フェニレンジアクリル酸、3,3’−[4,4’−(メチレンジ−p−フェニレン)]ジプロピオン酸、4,4’−[4,4’−(オキシジ−p−フェニレン)]二酪酸等の芳香族環を有するジカルボン酸;などを挙げることができる。なお、ジカルボン酸ジハロゲン化物は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
ポリアミドの合成に際し、ジアミンとしては、特定ジアミンを単独で使用してもよく、その他のジアミンを併用してもよい。使用するジアミンの具体例としては、ポリアミック酸の合成の説明で例示した特定ジアミン及びその他のジアミンが挙げられる。また、ジアミンのアミノ基は、ポリアミドの溶解性を付与するためにt−ブトキシカルボニル化されていてもよい。なお、ジアミンは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
<Polyamide>
The polyamide as the polymer [P] can be obtained, for example, by a method of reacting a dicarboxylic acid dihalide and a diamine.
The dicarboxylic acid dihalide used in the synthesis of the polyamide can be obtained by reacting the dicarboxylic acid with a suitable chlorinating agent such as thionyl chloride.
The dicarboxylic acid to be used here is not particularly limited, and examples thereof include aliphatic dicarboxylic acids such as succinic acid, adipic acid, 3,3-diethyl succinic acid, sebacic acid, fumaric acid and muconic acid; cyclobutane dicarboxylic acid, 1- Dicarboxylic acids having an alicyclic structure such as cyclobutenedicarboxylic acid, cyclopentanedicarboxylic acid and cyclohexanedicarboxylic acid; Phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, 4,4'-biphenyldicarboxylic acid, 4,4'-diphenylmethanedicarboxylic acid 4,4'-Diphenyletherdicarboxylic acid, 4,4'-carbonyldibenzoic acid, 4-carboxycinnamic acid, p-phenylenediacrylic acid, 3,3 '-[4,4'-(methylenedi-p-phenylene] )] Dipropionic acid, 4,4 ′-[4,4 ′-(oxydi-p-phenylene)] dibutyric acid Dicarboxylic acids having aromatic ring; and the like. In addition, dicarboxylic acid dihalide can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
In the synthesis of polyamide, a specific diamine may be used alone as the diamine, or other diamine may be used in combination. Specific examples of the diamine used include the specific diamines and other diamines exemplified in the description of the synthesis of polyamic acid. Also, the amino group of the diamine may be t-butoxycarbonylated to impart the solubility of the polyamide. In addition, diamine can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
重合体[P]の合成反応に供されるジカルボン酸ジハロゲン化物とジアミンとの使用割合は、ジアミンのアミノ基1当量に対して、ジカルボン酸ジハロゲン化物の基「−COX(Xはハロゲン原子)」が0.2〜2当量となる割合が好ましい。ジカルボン酸ジハロゲン化物とジアミンとの反応は、好ましくは塩基の存在下、有機溶媒中において行われる。このときの反応温度は、0℃〜200℃とすることが好ましい。反応時間は、0.5〜48時間とすることが好ましい。
反応に使用する有機溶媒としては、有機溶媒を使用することが好ましく、例えばテトラヒドロフラン、ジオキサン、トルエン、クロロホルム、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチル−2−ピロリドンなどを好ましく使用することができる。有機溶媒の使用量は、ジカルボン酸ジハロゲン化物及びジアミンの合計量100質量部に対して、400〜900質量部とすることが好ましい。
上記反応に使用する塩基としては、例えばピリジン、トリエチルアミン、N−エチル−N,N−ジイソプロピルアミン等の3級アミン;水素化ナトリウム、水素化カリウム、カリウムヘキサメチルジシラザン等のアルカリ金属類;を好ましく使用することができる。塩基の使用量は、ジアミン1モルに対して、2〜4モルとすることが好ましい。
The ratio of dicarboxylic acid dihalide and diamine to be used in the synthesis reaction of the polymer [P] is the group "-COX (X is a halogen atom)" of the dicarboxylic acid dihalide relative to one equivalent of the amino group of diamine. A ratio of 0.2 to 2 equivalents is preferred. The reaction of the dicarboxylic acid dihalide with the diamine is preferably carried out in an organic solvent in the presence of a base. The reaction temperature at this time is preferably 0 ° C to 200 ° C. The reaction time is preferably 0.5 to 48 hours.
As the organic solvent used for the reaction, it is preferable to use an organic solvent, for example, preferably using tetrahydrofuran, dioxane, toluene, chloroform, dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, N-methyl-2-pyrrolidone and the like. it can. The amount of the organic solvent used is preferably 400 to 900 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the dicarboxylic acid dihalide and the diamine.
Examples of the base used in the above reaction include tertiary amines such as pyridine, triethylamine and N-ethyl-N, N-diisopropylamine; alkali metals such as sodium hydride, potassium hydride and potassium hexamethyldisilazane; It can be used preferably. The amount of the base used is preferably 2 to 4 moles relative to 1 mole of diamine.
以上のようにして、ポリアミド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ドを単離したうえで液晶配向剤の調製に供してもよい。なお、重合体[P]としてのポリアミドは、上記の合成方法のほか、例えばジカルボン酸とジアミンとの反応によって得ることもできる。 As described above, the reaction solution in which the polyamide is dissolved is obtained. This reaction solution may be used as it is for preparation of a liquid crystal aligning agent, or may be used for preparation of a liquid crystal aligning agent after the polyamide contained in the reaction solution is isolated. In addition, the polyamide as a polymer [P] can also be obtained by reaction of dicarboxylic acid and diamine other than said synthetic | combination method, for example.
重合体[P]の溶液粘度及び重量平均分子量(Mw)は、主骨格に応じて適宜選択することができる。例えば、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、ポリイミド及びポリアミドの場合、該重合体の溶液粘度は、これを濃度10質量%の溶液としたときに、10〜800mPa・sの溶液粘度を持つものであることが好ましく、15〜500mPa・sの溶液粘度を持つものであることがより好ましい。なお、重合体[P]の溶液粘度(mPa・s)は、重合体[P]の良溶媒(例えばγ−ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドンなど)を用いて調製した濃度10質量%の重合体溶液につき、E型回転粘度計を用いて25℃において測定した値である。
重合体[P]につき、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは1,000〜500,000であり、より好ましくは2,000〜300,000である。また、Mwと、GPCにより測定したポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)との比で表される分子量分布(Mw/Mn)は、好ましくは15以下であり、より好ましくは10以下である。
The solution viscosity and weight average molecular weight (Mw) of the polymer [P] can be appropriately selected according to the main skeleton. For example, in the case of polyamic acid, polyamic acid ester, polyimide, and polyamide, the solution viscosity of the polymer is that having a solution viscosity of 10 to 800 mPa · s when this is a solution having a concentration of 10% by mass. Is preferred, and more preferred is one having a solution viscosity of 15 to 500 mPa · s. In addition, the solution viscosity (mPa · s) of the polymer [P] is 10% by mass of concentration prepared using a good solvent of the polymer [P] (for example, γ-butyrolactone, N-methyl-2-pyrrolidone, etc.) It is the value measured at 25 ° C. using a type E rotational viscometer for the polymer solution.
The weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC) for the polymer [P] is preferably 1,000 to 500,000, more preferably 2,000 to 300, It is 000. The molecular weight distribution (Mw / Mn) represented by the ratio of Mw to the polystyrene-equivalent number average molecular weight (Mn) measured by GPC is preferably 15 or less, more preferably 10 or less.
<その他の成分>
本開示の液晶配向剤は、重合体[P]以外のその他の成分を含有していてもよい。かかるその他の成分としては、例えば、特定部分構造を有さないその他の重合体、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、「エポキシ基含有化合物」ともいう。)などが挙げられる。
<Other ingredients>
The liquid crystal aligning agent of this indication may contain other components other than polymer [P]. Examples of such other components include other polymers having no specific partial structure, and compounds having at least one epoxy group in the molecule (hereinafter, also referred to as "epoxy group-containing compounds").
上記その他の重合体は、残像等の電気特性、透明性等の各種特性を改善するために、あるいは低コスト化などを目的として使用することができる。かかるその他の重合体としては、例えばポリアミック酸、ポリイミド、ポリアミック酸エステル、ポリオルガノシロキサン、ポリエステル、ポリアミド、セルロース誘導体、ポリアセタール、ポリスチレン誘導体、ポリ(スチレン−フェニルマレイミド)誘導体、又はポリ(メタ)アクリレートを主骨格とし、かつ特定部分構造を有さない重合体等が挙げられる。その他の重合体としては、これらの中でも、ポリアミック酸、ポリイミド、ポリアミック酸エステル、ポリオルガノシロキサン及びポリアミドよりなる群から選ばれる少なくとも一種の重合体を好ましく使用することができる。 The above-mentioned other polymers can be used to improve various properties such as electric characteristics such as afterimage and transparency and the like, or for the purpose of cost reduction. Such other polymers include, for example, polyamic acid, polyimide, polyamic acid ester, polyorganosiloxane, polyester, polyamide, cellulose derivative, polyacetal, polystyrene derivative, poly (styrene-phenylmaleimide) derivative, or poly (meth) acrylate. Examples thereof include polymers having a main skeleton and having no specific partial structure. Among these, at least one polymer selected from the group consisting of polyamic acid, polyimide, polyamic acid ester, polyorganosiloxane and polyamide can be preferably used as the other polymer.
エポキシ基含有化合物は、液晶配向膜における基板表面との接着性や電気特性を向上させるために使用することができる。このようなエポキシ基含有化合物としては、例えばエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−m−キシリレンジアミン、1,3−ビス(N,N−ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、N,N,N’,N’−テトラグリシジル[4,4’−メチレンビスアニリン]、N,N−ジグリシジル−ベンジルアミン、N,N−ジグリシジル−アミノメチルシクロヘキサン、N,N−ジグリシジル−シクロヘキシルアミン等を好ましいものとして挙げることができる。その他、エポキシ基含有化合物の例としては、国際公開第2009/096598号記載のエポキシ基含有ポリオルガノシロキサンを用いることができる。エポキシ基含有化合物を液晶配向剤に配合する場合、その配合割合は、液晶配向剤中に含まれる重合体の合計100質量部に対して、40質量部以下とすることが好ましく、0.1〜30質量部とすることがより好ましい。 An epoxy group containing compound can be used in order to improve the adhesiveness with the substrate surface in a liquid crystal aligning film, and an electrical property. As such epoxy group-containing compounds, for example, ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-m-xylylenediamine, 1,3-bis (N, N-diglycidylaminomethyl) cyclohexane, N, N, N ′, N′-tetraglycidyl [4,4′- Methylenebisaniline], N, N-diglycidyl-benzylamine, N, N-diglycidyl-aminomethylcyclohexane, N, N-diglycidyl-cyclohexylamine etc. can be mentioned as a preferable thing. In addition, as an example of an epoxy-group containing compound, the epoxy-group-containing polyorganosiloxane of WO2009 / 096598 can be used. When the epoxy group-containing compound is blended in the liquid crystal aligning agent, the blending ratio is preferably 40 parts by mass or less with respect to a total of 100 parts by mass of the polymer contained in the liquid crystal aligning agent. More preferably, it is 30 parts by mass.
なお、その他の成分としては、上記のほか、官能性シラン化合物、分子内に少なくとも一つのオキセタニル基を有する化合物、酸化防止剤、金属キレート化合物、硬化促進剤、界面活性剤、充填剤、分散剤、光増感剤などを挙げることができる。これらの配合割合は、本発明の効果を損なわない範囲で、各化合物に応じて適宜選択することができる。 As other components, in addition to the above, functional silane compounds, compounds having at least one oxetanyl group in the molecule, antioxidants, metal chelate compounds, curing accelerators, surfactants, fillers, dispersants And photosensitizers. These compounding ratios can be suitably selected according to each compound in the range which does not impair the effect of this invention.
本開示の液晶配向剤につき、重合体[P]の配合割合は、重合体[P]及びその他の重合体の合計量100質量部に対して、100質量部以下で適宜選択することができる。重合体[P]による残像の低減効果、電圧保持率及びコントラスト特性を十分に高くしつつ、低コスト化を図る観点では、重合体[P]及びその他の重合体の合計量100質量部に対して、5〜99質量部とすることが好ましく、10〜90質量部とすることがより好ましい。 In the liquid crystal aligning agent of the present disclosure, the compounding ratio of the polymer [P] can be appropriately selected at 100 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total amount of the polymer [P] and the other polymers. From the viewpoint of achieving cost reduction while sufficiently enhancing the reduction effect of the residual image by the polymer [P], the voltage holding ratio and the contrast characteristic, the total amount of the polymer [P] and the other polymer is 100 parts by mass The amount is preferably 5 to 99 parts by mass, and more preferably 10 to 90 parts by mass.
重合体[P]は、特定ジアミンに由来する部分構造を有することが好ましい。具体的には、下記式(p−1)で表される部分構造、下記式(p−2)で表される部分構造、及び下記式(p−3)で表される部分構造よりなる群から選ばれる少なくとも一種の部分構造を有する重合体が挙げられる。
上記式(p−1)におけるR52及びR53の1価の有機基としては、炭素数1〜10の1価の炭化水素基、桂皮酸構造を有する基などが挙げられる。R51の4価の有機基は、テトラカルボン酸二無水物から2個の酸無水物基を取り除いた残基である。当該テトラカルボン酸二無水物の具体例としては、上記で例示したテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。R54は、上記式(1)で表される部分構造を有し、具体的には、上記特定ジアミンから2個の1級アミノ基を取り除いた残基である。R55の2価の有機基は、ポリアミドの説明で例示したジカルボン酸から2個のカルボキシル基を取り除いた残基である。 Examples of the monovalent organic group represented by R 52 and R 53 in the above formula (p-1) include a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and a group having a cinnamic acid structure. The tetravalent organic group of R 51 is a residue obtained by removing two acid anhydride groups from tetracarboxylic acid dianhydride. Specific examples of the tetracarboxylic acid dianhydride include the tetracarboxylic acid dianhydride exemplified above. R 54 has a partial structure represented by the above formula (1), and specifically, is a residue obtained by removing two primary amino groups from the above specific diamine. The divalent organic group of R 55 is a residue obtained by removing two carboxyl groups from the dicarboxylic acid exemplified in the description of the polyamide.
<溶剤>
本開示の液晶配向剤は、重合体[P]及び必要に応じて使用されるその他の成分が、好ましくは適当な溶媒中に分散又は溶解してなる液状の組成物として調製される。
<Solvent>
The liquid crystal aligning agent of the present disclosure is prepared as a liquid composition in which the polymer [P] and the other components optionally used are preferably dispersed or dissolved in a suitable solvent.
使用する有機溶媒としては、例えばN−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、1,2−ジメチル−2−イミダゾリジノン、γ−ブチロラクトン、γ−ブチロラクタム、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、エチレングリコールモノメチルエーテル、乳酸ブチル、酢酸ブチル、メチルメトキシプロピオネ−ト、エチルエトキシプロピオネ−ト、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エチルエーテル、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−プロピルエーテル、エチレングリコール−n−ブチルエーテル(ブチルセロソルブ)、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エチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジイソブチルケトン、イソアミルプロピオネート、イソアミルイソブチレート、ジイソペンチルエーテル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等を挙げることができる。これらは、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。 As an organic solvent to be used, for example, N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, 1,2-dimethyl-2-imidazolidinone, γ-butyrolactone, γ-butyrolactam, N, N-dimethylformamide N, N-dimethylacetamide, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, ethylene glycol monomethyl ether, butyl lactate, butyl acetate, methyl methoxy propionate, ethyl ethoxy propionate, ethylene glycol methyl ether, Ethylene glycol ethyl ether, ethylene glycol n-propyl ether, ethylene glycol i-propyl ether, ethylene glycol n-butyl ether (butyl cellosolve), ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol ethyl ether Ether acetate, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diisobutyl ketone, isoamyl propionate, isoamyl isobutyrate, diisopentyl ether, ethylene carbonate, Propylene carbonate etc. can be mentioned. These can be used alone or in combination of two or more.
液晶配向剤における固形分濃度(液晶配向剤の溶媒以外の成分の合計質量が液晶配向剤の全質量に占める割合)は、粘性、揮発性などを考慮して適宜に選択されるが、好ましくは1〜10質量%の範囲である。すなわち、液晶配向剤は、後述するように基板表面に塗布され、好ましくは加熱されることにより、液晶配向膜である塗膜又は液晶配向膜となる塗膜が形成される。このとき、固形分濃度が1質量%未満である場合には、塗膜の膜厚が過小となって良好な液晶配向膜が得にくくなる。一方、固形分濃度が10質量%を超える場合には、塗膜の膜厚が過大となって良好な液晶配向膜が得にくく、また、液晶配向剤の粘性が増大して塗布性が低下する傾向にある。 The solid content concentration in the liquid crystal aligning agent (the ratio of the total mass of components other than the solvent of the liquid crystal aligning agent to the total mass of the liquid crystal aligning agent) is appropriately selected in consideration of viscosity, volatility, etc. It is the range of 1-10 mass%. That is, a liquid crystal aligning agent is apply | coated on the substrate surface so that it may mention later, Preferably by heating, the coating film which is a liquid crystal aligning film, or the coating film used as a liquid crystal aligning film is formed. At this time, when the solid content concentration is less than 1% by mass, the film thickness of the coating film becomes too small, and it becomes difficult to obtain a good liquid crystal alignment film. On the other hand, when the solid content concentration exceeds 10% by mass, the film thickness of the coating film becomes too large to obtain a good liquid crystal alignment film, and the viscosity of the liquid crystal alignment agent increases and the coatability decreases. There is a tendency.
<液晶素子>
本開示の液晶素子は、上記で説明した液晶配向剤を用いて形成された液晶配向膜を具備する。液晶素子における液晶の動作モードは特に限定せず、例えばTN型、STN型、VA型(VA−MVA型、VA−PVA型などを含む。)、IPS型、FFS型、OCB(Optically Compensated Bend)型など種々のモードに適用することができる。液晶素子は、例えば以下の工程1〜工程3を含む方法により製造することができる。工程1は、所望の動作モードによって使用基板が異なる。工程2及び工程3は各動作モード共通である。
<Liquid crystal element>
The liquid crystal element of the present disclosure includes a liquid crystal alignment film formed using the liquid crystal alignment agent described above. The operation mode of the liquid crystal in the liquid crystal element is not particularly limited. For example, TN type, STN type, VA type (including VA-MVA type, VA-PVA type, etc.), IPS type, FFS type, OCB (Optically Compensated Bend) It can be applied to various modes such as a mold. The liquid crystal element can be manufactured, for example, by a method including the following steps 1 to 3. Step 1 differs in the substrate used according to the desired operation mode. Steps 2 and 3 are common to each operation mode.
[工程1:塗膜の形成]
先ず基板上に液晶配向剤を塗布し、次いで塗布面を加熱することにより基板上に塗膜を形成する。基板としては、例えばフロートガラス、ソーダガラスなどのガラス;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリ(脂環式オレフィン)などのプラスチックからなる透明基板を用いることができる。基板の一面に設けられる透明導電膜としては、酸化スズ(SnO2)からなるNESA膜(米国PPG社登録商標)、酸化インジウム−酸化スズ(In2O3−SnO2)からなるITO膜などを用いることができる。TN型、STN型又はVA型の液晶素子を製造する場合には、パターニングされた透明導電膜が設けられている基板二枚を用いる。IPS型又はFFS型の液晶素子を製造する場合には、櫛歯型にパターニングされた透明導電膜又は金属膜からなる電極が設けられている基板と、電極が設けられていない対向基板とを用いる。金属膜としては、例えばクロムなどの金属からなる膜を使用することができる。基板への塗布は、電極形成面上に、好ましくはオフセット印刷法、スピンコート法、ロールコーター法又はインクジェット印刷法により行う。
[Step 1: Formation of a Coating]
First, a liquid crystal aligning agent is applied on a substrate, and then a coating film is formed on the substrate by heating the coated surface. As the substrate, for example, glass such as float glass and soda glass; transparent substrate made of plastic such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyether sulfone, polycarbonate and poly (alicyclic olefin) can be used. As a transparent conductive film provided on one surface of the substrate, a NESA film (registered trademark of PPG, USA) made of tin oxide (SnO 2 ), an ITO film made of indium oxide-tin oxide (In 2 O 3 -SnO 2 ), etc. It can be used. In the case of manufacturing a TN type, STN type or VA type liquid crystal element, two substrates provided with a patterned transparent conductive film are used. In the case of manufacturing a liquid crystal element of IPS type or FFS type, a substrate provided with an electrode made of a transparent conductive film or a metal film patterned in a comb shape is used, and a counter substrate not provided with an electrode is used. . For example, a film made of a metal such as chromium can be used as the metal film. The application to the substrate is carried out preferably on the electrode forming surface by offset printing, spin coating, roll coater method or inkjet printing.
液晶配向剤を塗布した後、塗布した液晶配向剤の液垂れ防止などの目的で、好ましくは予備加熱(プレベーク)が実施される。プレベーク温度は、好ましくは30〜200℃である。プレベーク時間は、好ましくは0.25〜10分である。その後、溶剤を完全に除去し、必要に応じて重合体に存在するアミック酸構造を熱イミド化することを目的として焼成(ポストベーク)工程が実施される。このときの焼成温度(ポストベーク温度)は、好ましくは80〜300℃であり、ポストベーク時間は、好ましくは5〜200分である。このようにして形成される膜の膜厚は、好ましくは0.001〜1μmである。基板上に液晶配向剤を塗布した後、有機溶媒を除去することによって、液晶配向膜又は液晶配向膜となる塗膜が形成される。 After the application of the liquid crystal alignment agent, preheating (pre-baking) is preferably performed for the purpose of preventing dripping of the applied liquid crystal alignment agent. The pre-bake temperature is preferably 30 to 200 ° C. The pre-bake time is preferably 0.25 to 10 minutes. Thereafter, a baking (post-baking) step is carried out for the purpose of completely removing the solvent and optionally thermally imidizing the amic acid structure present in the polymer. The baking temperature (post-baking temperature) at this time is preferably 80 to 300 ° C., and the post-baking time is preferably 5 to 200 minutes. The film thickness of the film thus formed is preferably 0.001 to 1 μm. After the liquid crystal aligning agent is applied onto the substrate, the organic solvent is removed to form a liquid crystal alignment film or a coating film to be the liquid crystal alignment film.
[工程2:配向処理]
TN型、STN型、IPS型又はFFS型の液晶素子を製造する場合、上記工程1で形成した塗膜に液晶配向能を付与する処理(配向処理)を実施する。これにより、液晶分子の配向能が塗膜に付与されて液晶配向膜となる。配向処理としては、塗膜を例えばナイロン、レーヨン、コットンなどの繊維からなる布を巻き付けたロールで一定方向に擦ることによって塗膜に液晶配向能を付与するラビング処理、基板上に形成した塗膜に光照射を行って塗膜に液晶配向能を付与する光配向処理などが挙げられる。一方、垂直配向型の液晶素子を製造する場合には、上記工程1で形成した塗膜をそのまま液晶配向膜として使用することができるが、該塗膜に対し配向処理を施してもよい。
[Step 2: Alignment Treatment]
In the case of producing a TN type, STN type, IPS type or FFS type liquid crystal element, a treatment (alignment treatment) for imparting liquid crystal alignment ability to the coating film formed in the above step 1 is carried out. Thereby, the alignment ability of the liquid crystal molecules is imparted to the coating film to form a liquid crystal alignment film. As the alignment treatment, for example, a rubbing treatment for imparting a liquid crystal alignment ability to a coating film by rubbing the coating film in a fixed direction with a roll wound with a cloth made of fibers such as nylon, rayon, cotton, etc. And photo-alignment treatment to impart liquid crystal alignment ability to the coating film. On the other hand, in the case of producing a vertical alignment type liquid crystal element, the coating film formed in the above step 1 can be used as it is as a liquid crystal alignment film, but the coating film may be subjected to alignment treatment.
[工程3:液晶セルの構築]
(3−A)上記のようにして液晶配向膜が形成された基板を2枚準備し、対向配置した2枚の基板間に液晶を配置することにより液晶セルを製造する。液晶セルを製造する方法としては、(1)それぞれの液晶配向膜が対向するように間隙(セルギャップ)を介して2枚の基板を対向配置し、2枚の基板の周辺部をシール剤を用いて貼り合わせ、基板表面及びシール剤により区画されたセルギャップ内に液晶を注入充填した後、注入孔を封止する方法、(2)液晶配向膜を形成した2枚の基板のうちの一方の基板上の所定の場所に、例えば紫外光硬化性のシール剤を塗布し、さらに液晶配向膜面上の所定の数箇所に液晶を滴下した後、液晶配向膜が対向するように他方の基板を貼り合わせるとともに液晶を基板の全面に押し広げ、次いで基板の全面に紫外光を照射してシール剤を硬化する方法、などが挙げられる。
シール剤としては、例えば硬化剤及びスペーサーとしての酸化アルミニウム球を含有するエポキシ樹脂などを用いることができる。また、液晶としては、ネマチック液晶及びスメクチック液晶を挙げることができ、その中でもネマチック液晶が好ましく、例えばシッフベース系液晶、アゾキシ系液晶、ビフェニル系液晶、フェニルシクロヘキサン系液晶、エステル系液晶、ターフェニル系液晶、ビフェニルシクロヘキサン系液晶、ピリミジン系液晶、ジオキサン系液晶、ビシクロオクタン系液晶、キュバン系液晶などを用いることができる。また、これらの液晶に、例えばコレスチルクロライド、コレステリルノナエート、コレステリルカーボネートなどのコレステリック液晶;商品名「C−15」、「CB−15」(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−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、添加して使用してもよい。
[Step 3: Construction of Liquid Crystal Cell]
(3-A) A liquid crystal cell is manufactured by preparing two substrates on which the liquid crystal alignment film is formed as described above, and disposing a liquid crystal between two substrates disposed opposite to each other. As a method of manufacturing a liquid crystal cell, (1) two substrates are disposed opposite to each other with a gap (cell gap) such that the respective liquid crystal alignment films face each other, and the peripheral portion of the two substrates is sealed. Liquid crystal is injected and filled into a cell gap partitioned by a substrate surface and a sealing agent, and then the injection hole is sealed, (2) one of two substrates on which a liquid crystal alignment film is formed For example, an ultraviolet curable sealing agent is applied to a predetermined position on the substrate, and liquid crystal is dropped on a predetermined number of positions on the liquid crystal alignment film surface, and then the other substrate is made to face the liquid crystal alignment film. While spreading the liquid crystal over the entire surface of the substrate and then irradiating the entire surface of the substrate with ultraviolet light to cure the sealing agent.
As the sealing agent, for example, an epoxy resin containing a hardening agent and aluminum oxide spheres as a spacer can be used. Examples of liquid crystals include nematic liquid crystals and smectic liquid crystals, among which nematic liquid crystals are preferred. For example, Schiff base liquid crystals, azoxy liquid crystals, biphenyl liquid crystals, phenylcyclohexane liquid crystals, ester liquid crystals, terphenyl liquid crystals Biphenylcyclohexane-based liquid crystals, pyrimidine-based liquid crystals, dioxane-based liquid crystals, bicyclooctane-based liquid crystals, cubane-based liquid crystals, and the like can be used. In addition, cholesteric liquid crystals such as colestil chloride, cholesteryl nonaate, cholesteryl carbonate, and the like; and chiral agents such as those sold under the trade names "C-15" and "CB-15" (manufactured by Merck). And ferroelectric liquid crystals such as p-decyloxybenzylidene-p-amino-2-methylbutyl cinnamate may be added and used.
続いて、必要に応じて液晶セルの外側表面に偏光板を貼り合わせることにより液晶素子が得られる。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」と称される偏光フィルムを酢酸セルロース保護膜で挟んだ偏光板又はH膜そのものからなる偏光板が挙げられる。 Subsequently, if necessary, a polarizing plate is attached to the outer surface of the liquid crystal cell to obtain a liquid crystal element. Examples of the polarizing plate include a polarizing plate in which a polarizing film called “H film” obtained by absorbing iodine while stretching and orienting polyvinyl alcohol is sandwiched by a cellulose acetate protective film or a polarizing plate consisting of the H film itself.
本開示の液晶素子は種々の装置に有効に適用することができ、例えば、時計、携帯型ゲーム、ワープロ、ノート型パソコン、カーナビゲーションシステム、カムコーダー、PDA、デジタルカメラ、携帯電話、スマートフォン、各種モニター、液晶テレビ、インフォメーションディスプレイなどの各種表示装置や、位相差フィルム、調光フィルム等に用いることができる。 The liquid crystal element of the present disclosure can be effectively applied to various devices. For example, clocks, portable games, word processors, notebook computers, car navigation systems, camcorders, PDAs, digital cameras, mobile phones, smartphones, various monitors It can be used for various display devices such as liquid crystal televisions and information displays, retardation films, light control films and the like.
以下、本発明を実施例により更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。 Hereinafter, the present invention will be more specifically described by way of examples, but the present invention is not limited to these examples.
以下の例において、重合体のイミド化率及び重合体溶液の溶液粘度は以下の方法により測定した。以下では、式Xで表される化合物を単に「化合物X」と記すことがある。
[重合体のイミド化率]
ポリイミドを含有する溶液を純水に投入し、得られた沈殿を室温で十分に減圧乾燥した後、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1H−NMRを測定した。得られた1H−NMRスペクトルから、下記数式(1)を用いてイミド化率を求めた。
イミド化率(%)=(1−A1/A2×α)×100 …(1)
(数式(1)中、A1は化学シフト10ppm付近に現れるNH基のプロトン由来のピーク面積であり、A2はその他のプロトン由来のピーク面積であり、αは重合体の前駆体(ポリアミック酸)におけるNH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。)
[重合体溶液の溶液粘度]
重合体溶液の溶液粘度(mPa・s)は、E型回転粘度計を用いて25℃で測定した。
In the following examples, the imidation ratio of the polymer and the solution viscosity of the polymer solution were measured by the following methods. Hereinafter, the compound represented by the formula X may be simply referred to as “compound X”.
[Imidation rate of polymer]
A solution containing a polyimide is introduced into pure water, and the obtained precipitate is sufficiently dried under reduced pressure at room temperature and then dissolved in deuterated dimethyl sulfoxide to measure 1 H-NMR at room temperature using tetramethylsilane as a reference substance. did. The imidation ratio was determined from the obtained 1 H-NMR spectrum using the following formula (1).
Imidation ratio (%) = (1−A 1 / A 2 × α) × 100 (1)
(In the formula (1), A 1 is a proton-derived peak area of an NH group appearing in the vicinity of a chemical shift of 10 ppm, A 2 is a peak area derived from other protons, and α is a precursor of a polymer (polyamic acid It is the number ratio of other protons to one proton of NH group in).
Solution viscosity of polymer solution
The solution viscosity (mPa · s) of the polymer solution was measured at 25 ° C. using an E-type rotational viscometer.
<化合物の合成>
[合成例1:化合物(0−6−1)の合成]
下記スキーム4に従って化合物(0−6−1)を合成した。
Synthesis Example 1: Synthesis of Compound (0-6-1)
The compound (0-6-1) was synthesized according to the following scheme 4.
・化合物(0−6−1A)の合成
窒素導入管及び温度計を備えた300mLの三口フラスコに1,5−ビス(4−アミノフェノキシ)ペンタンを14.3g、塩化メチレン100mL、トリエチルアミン16.6gを加えた後、二炭酸−t−ブチル32.7gをゆっくり加えて室温で4時間反応させた。反応終了後、酢酸エチルを500mL加えて、水で3回分液洗浄した後、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥後、濃縮して析出した白色結晶をろ過し、ヘキサンで洗浄した後、乾燥することで化合物(0−6−1A)を19.5g得た。
・化合物(0−6−1B)の合成
滴下ロート、窒素導入管及び温度計を備えた1Lの三口フラスコに化合物(0−6−1A)19.5gを仕込み、真空/窒素置換を3回繰り返して系内の水を除去した。次に、テトラヒドロフラン200mLを加えて、−78℃まで冷却した後、0.91Mカリウムヘキサメチレンジシラザン溶液97mLをゆっくり加えた後、滴下ロートを用いて、4−ニトロベンジルブロミド19.0gを200mLのテトラヒドロフランに溶かした溶液を10分かけて滴下した後、室温に戻して飽和炭酸ナトリウム水溶液を200mL加えた。次に、分液ロートを用いて水層を除去した後、酢酸エチル500mLを加えて、水で3回洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥させた。次に、減圧濃縮して析出した黄色結晶をろ過、乾燥することで化合物(0−6−1B)を24.2g得た。
・化合物(0−6−1)の合成
水素導入管を備えた1Lのオートクレーブに化合物(0−6−1B)24.2g、テトラヒドロフラン200mL、エタノール200mL、及び5%パラジウムカーボン1.2gを仕込んだ。続いて、水素ガスを吹き込み1.4kg/cm2とした後、室温で20時間反応させた。反応終了後、セライトろ過により触媒を除去して得たろ液を減圧濃縮して得られた白色結晶をろ過、乾燥することで化合物(0−6−1)を20.1g得た。
Synthesis of Compound (0-6-1A) In a 300 mL three-necked flask equipped with a nitrogen introduction tube and a thermometer, 14.3 g of 1,5-bis (4-aminophenoxy) pentane, 100 mL of methylene chloride, and 16.6 g of triethylamine The reaction mixture was slowly added with 32.7 g of t-butyl dicarbonate and allowed to react at room temperature for 4 hours. After completion of the reaction, 500 mL of ethyl acetate is added, and after liquid separation washing three times with water, the organic layer is dried with magnesium sulfate and concentrated, and the precipitated white crystals are filtered, washed with hexane and dried. 19.5 g of compounds (0-6-1A) were obtained.
Synthesis of Compound (0-6-1B) 19.5 g of Compound (0-6-1A) is charged into a 1 L three-necked flask equipped with a dropping funnel, a nitrogen introducing tube and a thermometer, and vacuum / nitrogen substitution is repeated three times. The water in the system was removed. Next, 200 mL of tetrahydrofuran is added, and after cooling to -78 ° C, 97 mL of 0.91 M potassium hexamethylene disilazane solution is slowly added, and 200 mL of 19.0 g of 4-nitrobenzyl bromide is added using a dropping funnel. After a solution dissolved in tetrahydrofuran was dropped over 10 minutes, the temperature was returned to room temperature, and 200 mL of saturated aqueous sodium carbonate solution was added. Next, the aqueous layer was removed using a separatory funnel, 500 mL of ethyl acetate was added, and the mixture was washed three times with water and then dried over magnesium sulfate. Next, concentration under reduced pressure was performed, and the precipitated yellow crystals were filtered and dried to obtain 24.2 g of a compound (0-6-1B).
Synthesis of compound (0-6-1) 24.2 g of compound (0-6-1B), 200 mL of tetrahydrofuran, 200 mL of ethanol, and 1.2 g of 5% palladium carbon were charged in a 1 L autoclave equipped with a hydrogen inlet tube . Then, after hydrogen gas was blown in to make 1.4 kg / cm 2 , the reaction was carried out at room temperature for 20 hours. After completion of the reaction, the filtrate obtained by removing the catalyst by celite filtration was concentrated under reduced pressure, and white crystals obtained were filtered and dried to obtain 20.1 g of a compound (0-6-1).
[合成例2:化合物(0−12−1)の合成]
下記スキーム5に従って化合物(0−12−1)を合成した。
The compound (0-12-1) was synthesized according to the following scheme 5.
・化合物(0−12−1B)の合成
窒素導入管及び温度計を備えた300mLの三口フラスコに化合物(0−12−1A)を14.9g、塩化メチレン150mL、トリエチルアミン16.6gを加えた後、二炭酸−t−ブチル32.7gをゆっくり加えて室温で4時間反応させた。反応終了後、酢酸エチルを500mL加えて、水で3回分液洗浄した後、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥後、濃縮して析出した白色結晶をろ過し、ヘキサンで洗浄した後、乾燥することで化合物(0−12−1B)を19.5g得た。
・化合物(0−12−1C)の合成
滴下ロート、窒素導入管及び温度計を備えた1Lの三口フラスコに化合物(0−12−1B)19.5gを仕込み、真空/窒素置換を3回繰り返して系内の水を除去した。次に、テトラヒドロフラン200mLを加えて、−78℃まで冷却した後、0.91Mカリウムヘキサメチレンジシラザン溶液97mLをゆっくり加えた。続いて、滴下ロートを用いて、4−ニトロベンジルブロミド19.0gを200mLのテトラヒドロフランに溶かした溶液を10分かけて滴下し、その後、室温に戻して飽和炭酸ナトリウム水溶液を200mL加えた。次に、分液ロートを用いて水層を除去した後、酢酸エチル500mLを加えて、水で3回洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥させた。次に、減圧濃縮して析出した黄色結晶をろ過、乾燥することで化合物(0−12−1C)を24.6g得た。
・化合物(0−12−1)の合成
水素導入管を備えた1Lのオートクレーブに化合物(0−12−1C)24.6g、テトラヒドロフラン200mL、エタノール200mL及び5%パラジウムカーボンを1.2g仕込んだ。続いて、水素ガスを吹き込み1.4kg/cm2とした後、室温で20時間反応させた。反応終了後、セライトろ過により触媒を除去して得たろ液を減圧濃縮して得られた白色結晶をろ過、乾燥することで化合物(0−12−1)を20.4g得た。
Synthesis of compound (0-12-1B) After adding 14.9 g of compound (0-12-1A), 150 mL of methylene chloride and 16.6 g of triethylamine to a 300 mL three-necked flask equipped with a nitrogen introduction tube and a thermometer Then, 32.7 g of t-butyl dicarbonate was slowly added and allowed to react at room temperature for 4 hours. After completion of the reaction, 500 mL of ethyl acetate is added, and after liquid separation washing three times with water, the organic layer is dried with magnesium sulfate and concentrated, and the precipitated white crystals are filtered, washed with hexane and dried. 19.5 g of compounds (0-12-1B) were obtained.
Synthesis of Compound (0-12-1C) 19.5 g of Compound (0-12-1B) is charged into a 1 L three-necked flask equipped with a dropping funnel, a nitrogen inlet tube and a thermometer, and vacuum / nitrogen substitution is repeated three times. The water in the system was removed. Next, 200 mL of tetrahydrofuran was added and cooled to −78 ° C., and then 97 mL of 0.91 M potassium hexamethylene disilazane solution was slowly added. Subsequently, using a dropping funnel, a solution of 19.0 g of 4-nitrobenzyl bromide in 200 mL of tetrahydrofuran was added dropwise over 10 minutes, and then the temperature was returned to room temperature and 200 mL of saturated aqueous sodium carbonate solution was added. Next, the aqueous layer was removed using a separatory funnel, 500 mL of ethyl acetate was added, and the mixture was washed three times with water and then dried over magnesium sulfate. Next, concentration under reduced pressure was performed, and the precipitated yellow crystals were filtered and dried to obtain 24.6 g of a compound (0-12-1C).
Synthesis of Compound (0-12-1) In a 1 L autoclave equipped with a hydrogen introduction tube, 24.6 g of the compound (0-12-1C), 200 mL of tetrahydrofuran, 200 mL of ethanol and 1.2 g of 5% palladium carbon were charged. Then, after hydrogen gas was blown in to make 1.4 kg / cm 2 , the reaction was carried out at room temperature for 20 hours. After completion of the reaction, the filtrate obtained by removing the catalyst by celite filtration was concentrated under reduced pressure, and white crystals obtained were filtered and dried to obtain 20.4 g of a compound (0-12-1).
[合成例3:化合物(1−1−1)の合成]
下記スキーム6に従って化合物(1−1−1)を合成した。
The compound (1-1-1) was synthesized according to the following scheme 6.
・化合物(1−1−1A)の合成
窒素導入管及び温度計を備えた300mLの三口フラスコに4,4’−ジアミノジフェニルアミンを10.0g、塩化メチレン100mL、トリエチルアミン16.6gを加えた後、二炭酸−t−ブチル32.7gをゆっくり加えて室温で4時間反応させた。反応終了後、酢酸エチルを500mL加えて、水で3回分液洗浄した後、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥後、濃縮して析出した白色結晶をろ過し、ヘキサンで洗浄した後、乾燥することで化合物(1−1−1A)を16.0g得た。
・化合物(1−1−1B)の合成
滴下ロート、窒素導入管及び温度計を備えた1Lの三口フラスコに化合物(1−1−1A)16.0gを仕込み、真空/窒素置換を3回繰り返して系内の水を除去した。次に、テトラヒドロフラン200mLを加えて、−78℃まで冷却した後、0.91Mカリウムヘキサメチレンジシラザン溶液97mLをゆっくり加え、その後、滴下ロートを用いて、4−ニトロフェネチルブロミド22.3gを200mLのテトラヒドロフランに溶かした溶液を10分かけて滴下した。その後、室温に戻して、飽和炭酸ナトリウム水溶液を200mL加えた。次に、分液ロートを用いて水層を除去した後、酢酸エチル500mLを加えて、水で3回洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥させた。次に、減圧濃縮して析出した黄色結晶をろ過、乾燥することで化合物(1−1−1B)を22.3g得た。
・化合物(1−1−1C)の合成
窒素導入管を備えた500mLのナスフラスコに化合物(1−1−1B)22.3g、塩化メチレン100mL及びトリフルオロ酢酸100mLを加えて室温で2時間反応させた。反応終了後、減圧下で濃縮、乾固し、酢酸エチル200mL及びテトラヒドロフラン200mLを加えて水で10回洗浄し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧濃縮して析出した黄色結晶をろ過、乾燥することで化合物(1−1−1C)を14.4g得た。
・化合物(1−1−1)の合成
水素導入管を備えた1Lのオートクレーブに化合物(1−1−1C)14.4g、テトラヒドロフラン150mL、エタノール150mL及び5%パラジウムカーボンを0.72g仕込んだ後、水素ガスを吹き込み1.4kg/cm2とした後、室温で20時間反応させた。反応終了後、セライトろ過により触媒を除去して得たろ液を減圧濃縮し、これにより得られた褐色結晶をろ過、乾燥することで化合物(1−1−1)を11.3g得た。
Synthesis of Compound (1-1-1A) After adding 10.0 g of 4,4'-diaminodiphenylamine, 100 mL of methylene chloride and 16.6 g of triethylamine to a 300 mL three-necked flask equipped with a nitrogen introduction tube and a thermometer, 32.7 g of t-butyl dicarbonate was slowly added and allowed to react at room temperature for 4 hours. After completion of the reaction, 500 mL of ethyl acetate is added, and after liquid separation washing three times with water, the organic layer is dried with magnesium sulfate and concentrated, and the precipitated white crystals are filtered, washed with hexane and dried. 16.0 g of compounds (1-1-1A) were obtained.
Synthesis of Compound (1-1-1B) 16.0 g of Compound (1-1-1A) is charged into a 1 L three-necked flask equipped with a dropping funnel, a nitrogen introduction tube and a thermometer, and vacuum / nitrogen substitution is repeated three times. The water in the system was removed. Next, after adding 200 mL of tetrahydrofuran and cooling to -78 ° C, 97 mL of 0.91 M potassium hexamethylene disilazane solution is slowly added, and then 200 mL of 22.3 g of 4-nitrophenethyl bromide is added using a dropping funnel. The solution in tetrahydrofuran was added dropwise over 10 minutes. Then, it returned to room temperature and added 200 mL of saturated sodium carbonate aqueous solution. Next, the aqueous layer was removed using a separatory funnel, 500 mL of ethyl acetate was added, and the mixture was washed three times with water and then dried over magnesium sulfate. Next, concentration under reduced pressure was performed, and the precipitated yellow crystals were filtered and dried to obtain 22.3 g of a compound (1-1-1 B).
Synthesis of Compound (1-1-1C) 22.3 g of Compound (1-1-1B), 100 mL of methylene chloride and 100 mL of trifluoroacetic acid are added to a 500 mL eggplant flask equipped with a nitrogen introduction tube, and reacted at room temperature for 2 hours I did. After completion of the reaction, the reaction solution is concentrated to dryness under reduced pressure, added with 200 mL of ethyl acetate and 200 mL of tetrahydrofuran, washed with water 10 times, dried over magnesium sulfate and concentrated under reduced pressure, and the precipitated yellow crystals are filtered and dried. By doing this, 14.4 g of a compound (1-1-1C) was obtained.
-Synthesis of compound (1-1-1) After charging 14.4 g of compound (1-1-1 C), 150 mL of tetrahydrofuran, 150 mL of ethanol and 0.72 g of 5% palladium carbon in a 1 L autoclave equipped with a hydrogen introduction tube After bubbling hydrogen gas to 1.4 kg / cm 2 , the reaction was carried out at room temperature for 20 hours. After completion of the reaction, the filtrate obtained by removing the catalyst by celite filtration was concentrated under reduced pressure, and brown crystals obtained thereby were filtered and dried to obtain 11.3 g of a compound (1-1-1).
[合成例4:化合物(1−2−1)の合成]
下記スキーム7に従って化合物(1−2−1)を合成した。
The compound (1-2-1) was synthesized according to the following scheme 7.
・化合物(1−2−1B)の合成
窒素導入管及び温度計を備えた300mLの三口フラスコに化合物(1−2−1A)を10.7g、塩化メチレン100mL、トリエチルアミン16.6gを加えた後、二炭酸−t−ブチル32.7gをゆっくり加えて室温で4時間反応させた。反応終了後、酢酸エチルを500mL加えて、水で3回分液洗浄した後、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥後、濃縮して析出した白色結晶をろ過し、ヘキサンで洗浄した後、乾燥することで化合物(1−2−1B)を16.5g得た。
・化合物(1−2−1C)の合成
滴下ロート、窒素導入管及び温度計を備えた1Lの三口フラスコに化合物(1−2−1B)16.5gを仕込み、真空/窒素置換を3回繰り返して系内の水を除去した。次に、テトラヒドロフラン200mLを加えて、−78℃まで冷却した後、0.91Mカリウムヘキサメチレンジシラザン溶液97mLをゆっくり加え、その後、滴下ロートを用いて、4−ニトロフェネチルブロミド22.3gを200mLのテトラヒドロフランに溶かした溶液を10分かけて滴下した。その後、室温に戻して飽和炭酸ナトリウム水溶液を200mL加えた。次に、分液ロートを用いて水層を除去した後、酢酸エチル500mLを加えて、水で3回洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥させた。次に、減圧濃縮して析出した黄色結晶をろ過、乾燥することで化合物(1−2−1C)を22.8g得た。
・化合物(1−2−1D)の合成
窒素導入管を備えた500mLのナスフラスコに化合物(1−2−1C)22.8g、塩化メチレン100mL及びトリフルオロ酢酸100mLを加えて室温で2時間反応させた。反応終了後、減圧下で濃縮、乾固し、酢酸エチル200mL及びテトラヒドロフラン200mLを加えて水で10回洗浄し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧濃縮して析出した黄色結晶をろ過、乾燥することで化合物(1−2−1D)を14.7g得た。
・化合物(1−2−1)の合成
水素導入管を備えた1Lのオートクレーブに化合物(1−2−1D)14.7g、テトラヒドロフラン150mL、エタノール150mL及び5%パラジウムカーボンを0.72g仕込んだ後、水素ガスを吹き込み1.4kg/cm2とした後、室温で20時間反応させた。反応終了後、セライトろ過により触媒を除去して得たろ液を減圧濃縮して得られた褐色結晶をろ過、乾燥することで化合物(1−2−1)を12.0g得た。
Synthesis of Compound (1-2-1B) After adding 10.7 g of Compound (1-2-1A), 100 mL of methylene chloride and 16.6 g of triethylamine to a 300 mL three-necked flask equipped with a nitrogen introduction tube and a thermometer Then, 32.7 g of t-butyl dicarbonate was slowly added and allowed to react at room temperature for 4 hours. After completion of the reaction, 500 mL of ethyl acetate is added, and after liquid separation washing three times with water, the organic layer is dried with magnesium sulfate and concentrated, and the precipitated white crystals are filtered, washed with hexane and dried. 16.5 g of compounds (1-2-1 B) were obtained.
Synthesis of Compound (1-2-1C) 16.5 g of Compound (1-2-1B) is charged into a 1 L three-necked flask equipped with a dropping funnel, a nitrogen introducing tube and a thermometer, and vacuum / nitrogen substitution is repeated three times. The water in the system was removed. Next, after adding 200 mL of tetrahydrofuran and cooling to -78 ° C, 97 mL of 0.91 M potassium hexamethylene disilazane solution is slowly added, and then 200 mL of 22.3 g of 4-nitrophenethyl bromide is added using a dropping funnel. The solution in tetrahydrofuran was added dropwise over 10 minutes. Thereafter, the temperature was returned to room temperature, and 200 mL of a saturated aqueous solution of sodium carbonate was added. Next, the aqueous layer was removed using a separatory funnel, 500 mL of ethyl acetate was added, and the mixture was washed three times with water and then dried over magnesium sulfate. Next, concentration under reduced pressure was carried out, and the precipitated yellow crystals were filtered and dried to obtain 22.8 g of a compound (1-2-1C).
Synthesis of Compound (1-2-1D) 22.8 g of Compound (1-2-1C), 100 mL of methylene chloride and 100 mL of trifluoroacetic acid are added to a 500 mL eggplant flask equipped with a nitrogen introduction tube, and reacted at room temperature for 2 hours I did. After completion of the reaction, the reaction solution is concentrated to dryness under reduced pressure, added with 200 mL of ethyl acetate and 200 mL of tetrahydrofuran, washed with water 10 times, dried over magnesium sulfate and concentrated under reduced pressure, and the precipitated yellow crystals are filtered and dried. Thus, 14.7 g of a compound (1-2-1D) was obtained.
-Synthesis of compound (1-2-1) After charging 14.7 g of compound (1-2-1 D), 150 mL of tetrahydrofuran, 150 mL of ethanol, and 0.72 g of 5% palladium carbon in a 1 L autoclave equipped with a hydrogen introduction tube After bubbling hydrogen gas to 1.4 kg / cm 2 , the reaction was carried out at room temperature for 20 hours. After completion of the reaction, the filtrate obtained by removing the catalyst by celite filtration was concentrated under reduced pressure, and brown crystals obtained were filtered and dried to obtain 12.0 g of a compound (1-2-1).
[合成例5:化合物(1−3−1)の合成]
下記スキーム8に従って化合物(1−3−1)を合成した。
The compound (1-3-1) was synthesized according to the following scheme 8.
・化合物(1−3−1B)の合成
窒素導入管及び温度計を備えた300mLの三口フラスコに化合物(1−3−1A)を13.8g、塩化メチレン150mL、トリエチルアミン16.6gを加えた後、二炭酸−t−ブチル32.7gをゆっくり加えて室温で4時間反応させた。反応終了後、酢酸エチルを500mL加えて、水で3回分液洗浄した後、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥後、濃縮して析出した白色結晶をろ過し、ヘキサンで洗浄した後、乾燥することで化合物(1−3−1B)を19.0g得た。
・化合物(1−3−1C)の合成
滴下ロート、窒素導入管及び温度計を備えた1Lの三口フラスコに化合物(1−3−1B)19.0gを仕込み、真空/窒素置換を3回繰り返して系内の水を除去した。次に、テトラヒドロフラン200mLを加えて、−78℃まで冷却した後、0.91Mカリウムヘキサメチレンジシラザン溶液97mLをゆっくり加え、その後、滴下ロートを用いて、4−ニトロフェネチルブロミド22.3gを200mLのテトラヒドロフランに溶かした溶液を10分かけて滴下した。次いで、室温に戻して飽和炭酸ナトリウム水溶液を200mL加えた。次に、分液ロートを用いて水層を除去した後、酢酸エチル500mLを加えて、水で3回洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥させた。次に、減圧濃縮して析出した黄色結晶をろ過、乾燥することで化合物(1−3−1C)を24.8g得た。
・化合物(1−3−1D)の合成
窒素導入管を備えた500mLのナスフラスコに化合物(1−3−1C)24.8g、塩化メチレン200mL及びトリフルオロ酢酸200mLを加えて室温で2時間反応させた。反応終了後、減圧下で濃縮、乾固し、酢酸エチル200mL及びテトラヒドロフラン200mLを加えて水で10回洗浄し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧濃縮して析出した黄色結晶をろ過、乾燥することで化合物(1−3−1D)を16.5g得た。
・化合物(1−3−1)の合成
水素導入管を備えた1Lのオートクレーブに化合物(1−3−1D) 16.5g、テトラヒドロフラン200mL、エタノール200mL及び5%パラジウムカーボンを0.83g仕込んだ。次いで、水素ガスを吹き込み1.4kg/cm2とした後、室温で20時間反応させた。反応終了後、セライトろ過により触媒を除去して得たろ液を減圧濃縮して得られた褐色結晶をろ過、乾燥することで化合物(1−3−1)を13.3g得た。
Synthesis of compound (1-3-1B) After adding 13.8 g of compound (1-3-1A), 150 mL of methylene chloride and 16.6 g of triethylamine to a 300 mL three-necked flask equipped with a nitrogen introduction tube and a thermometer Then, 32.7 g of t-butyl dicarbonate was slowly added and allowed to react at room temperature for 4 hours. After completion of the reaction, 500 mL of ethyl acetate is added, and after liquid separation washing three times with water, the organic layer is dried with magnesium sulfate and concentrated, and the precipitated white crystals are filtered, washed with hexane and dried. 19.0 g of compounds (1-3-1 B) were obtained.
Synthesis of Compound (1-3-1C) 19.0 g of Compound (1-3-1B) is charged into a 1 L three-necked flask equipped with a dropping funnel, a nitrogen introducing tube and a thermometer, and vacuum / nitrogen substitution is repeated three times. The water in the system was removed. Next, after adding 200 mL of tetrahydrofuran and cooling to -78 ° C, 97 mL of 0.91 M potassium hexamethylene disilazane solution is slowly added, and then 200 mL of 22.3 g of 4-nitrophenethyl bromide is added using a dropping funnel. The solution in tetrahydrofuran was added dropwise over 10 minutes. Then, the temperature was returned to room temperature and 200 mL of saturated aqueous sodium carbonate solution was added. Next, the aqueous layer was removed using a separatory funnel, 500 mL of ethyl acetate was added, and the mixture was washed three times with water and then dried over magnesium sulfate. Next, the solution was concentrated under reduced pressure, and the precipitated yellow crystals were filtered and dried to obtain 24.8 g of a compound (1-3-1C).
Synthesis of compound (1-3-1D) 24.8 g of compound (1-3-1C), 200 mL of methylene chloride and 200 mL of trifluoroacetic acid are added to a 500 mL eggplant flask equipped with a nitrogen introduction tube and reacted for 2 hours at room temperature I did. After completion of the reaction, the reaction solution is concentrated to dryness under reduced pressure, added with 200 mL of ethyl acetate and 200 mL of tetrahydrofuran, washed with water 10 times, dried over magnesium sulfate and concentrated under reduced pressure, and the precipitated yellow crystals are filtered and dried. Thus, 16.5 g of compound (1-3-1D) was obtained.
Synthesis of Compound (1-3-1) In a 1 L autoclave equipped with a hydrogen introduction tube, 16.5 g of Compound (1-3-1D), 200 mL of tetrahydrofuran, 200 mL of ethanol and 0.83 g of 5% palladium carbon were charged. Next, hydrogen gas was blown in to make 1.4 kg / cm 2, and then the reaction was performed at room temperature for 20 hours. After completion of the reaction, the filtrate obtained by removing the catalyst by celite filtration was concentrated under reduced pressure, and brown crystals obtained were filtered and dried to obtain 13.3 g of a compound (1-3-1).
<重合体の合成>
[重合例1]
テトラカルボン酸二無水物として1R,2S,4S,5R−1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物 50モル部、ジアミンとして2−メチル−4,4’−ジアミノベンズアニリド 30モル部及び化合物(0−6−1) 20モル部を、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)に溶解し、室温で6時間反応を行い、ポリアミック酸を20質量%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、NMPを加えてポリアミック酸濃度10質量%の溶液として測定した溶液粘度は105mPa・sであった。ここで得られたポリアミック酸を重合体(PPA−1)とした。
<Synthesis of polymer>
[Polymerization Example 1]
50 moles of 1R, 2S, 4S, 5R-1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic acid dianhydride as tetracarboxylic dianhydride, 30 moles of 2-methyl-4,4'-diaminobenzanilide as diamine Part and Compound (0-6-1) 20 mol parts were dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and reacted at room temperature for 6 hours to obtain a solution containing 20 mass% of polyamic acid. A small amount of the obtained polyamic acid solution was fractionated, NMP was added, and the solution viscosity measured as a solution having a polyamic acid concentration of 10% by mass was 105 mPa · s. The polyamic acid obtained here was used as a polymer (PPA-1).
[重合例2〜11、比較重合例1,2]
使用するテトラカルボン酸二無水物及びジアミンの種類及び量を下記表1のとおり変更した以外は上記重合例1と同様にしてそれぞれポリアミック酸を合成した。また、重合例2については、得られたポリアミック酸溶液にピリジン100モル部及び無水酢酸100モル部を添加し、90℃、8時間かけて化学イミド化を行った。化学イミド化後の反応溶液は濃縮し、濃度が10質量%となるようにNMPにて調製した。
[Polymerization Examples 2 to 11, Comparative Polymerization Examples 1 and 2]
Polyamic acids were synthesized in the same manner as in Polymerization Example 1 except that the type and amount of tetracarboxylic acid dianhydride and diamine used were changed as shown in Table 1 below. Moreover, about polymerization example 2, 100 mol parts of pyridine and 100 mol parts of acetic anhydride were added to the obtained polyamic acid solution, and chemical imidation was performed over 8 hours at 90 degreeC. The reaction solution after chemical imidization was concentrated and prepared with NMP so that the concentration was 10% by mass.
表1中、モノマー組成の数値は、重合に使用したモノマーの全量に対する各化合物の使用割合[モル%]を示す。化合物の略称は以下の通りである。
<テトラカルボン酸二無水物>
A−1:1R,2S,4S,5R−1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物
A−2:2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物
<ジアミン>
D−1:2−メチル−4,4’−ジアミノベンズアニリド
D−2:下記式(D−2)で表される化合物
D−3:3,5−ジアミノ安息香酸
D−4:下記式(D−4)で表される化合物
D−5:パラフェニレンジアミン
D−6:下記式(E−1−4)で表される化合物
D−7:下記式(D−7)で表される化合物
なお、(0−6−1)、(0−12−1)、(1−1−1)、(1−2−1)、(1−3−1)は、対応する番号のジアミンを使用したことを示す。
<Tetracarboxylic acid dianhydride>
A-1: 1R, 2S, 4S, 5R-1, 2, 4, 5-cyclohexanetetracarboxylic acid dianhydride A-2: 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride <diamine>
D-1: 2-Methyl-4,4′-diaminobenzanilide D-2: Compound represented by the following formula (D-2) D-3: 3,5-diaminobenzoic acid D-4: Compound Represented by D-4) D-5: Para-phenylenediamine D-6: Compound Represented by the Following Formula (E-1-4) D-7: Compound Represented by the Following Formula (D-7) In addition, (0-6-1), (0-12-1), (1-1-1), (1-2-1), (1-3-1) use diamine of the corresponding number Indicates that it was done.
[実施例1]
<液晶配向剤の調製>
重合体として上記重合例1で得た重合体(PPA−1)20質量部、重合例8で得た重合体(PPA−7)80質量部、及び、エポキシ添加剤としてN,N,N’,N’−テトラグリシジル[4,4’−メチレンビスアニリン] 5質量部(重合体の合計100質量部に対する量である。)に、有機溶媒としてNMP及びブチルセロソルブ(BC)を加え、溶媒組成がNMP:BC=50:50(質量比)、固形分濃度4.0質量%の溶液とした。この溶液を孔径1μmのフィルターを用いてろ過することにより液晶配向剤(G−1)を調製した。
<Preparation of Liquid Crystal Alignment Agent>
20 parts by mass of the polymer (PPA-1) obtained in the above polymerization example 1 as a polymer, 80 parts by mass of the polymer (PPA-7) obtained in the polymerization example 8 and N, N, N 'as an epoxy additive NMP and butyl cellosolve (BC) as an organic solvent are added to 5 parts by mass (the amount based on the total of 100 parts by mass of the polymer) of N, -N'-tetraglycidyl [4,4'-methylenebisaniline], and the solvent composition is It was set as the solution of NMP: BC = 50: 50 (mass ratio) and solid content concentration 4.0 mass%. The solution was filtered using a filter with a pore size of 1 μm to prepare a liquid crystal aligning agent (G-1).
<ラビング処理による液晶セルの製造>
基板として、櫛歯状にパターニングされたITOからなる2系統の金属電極(電極A及び電極B)を片面に有するガラス基板上に、上記で調製した液晶配向剤(G−1)をスピンナーにより塗布し、80℃のホットプレート上で1分間のプレベークを行った後、230℃のホットプレート上で10分間ポストベークして、膜厚約0.08μmの塗膜を形成した。形成された塗膜面に対し、ナイロン製の布を巻き付けたロールを有するラビングマシーンを用いて、ロールの回転数1,000rpm、ステージの移動速度25mm/秒、毛足押し込み長さ0.4mmにてラビング処理を行い、液晶配向能を付与した。さらにこの基板を超純水中で1分間超音波洗浄し、100℃クリーンオーブンで10分間乾燥することにより、櫛歯状のクロム電極を有する面上に液晶配向膜を有する基板を製造した。この液晶配向膜を有する基板を「基板A」とした。
これとは別に、電極を有さない厚さ1mmのガラス基板の一面に、上記と同様にして液晶配向剤(G−1)を用いた塗膜を形成及びラビング処理を行い、洗浄及び乾燥して、片面上に液晶配向膜を有する基板を製造した。この液晶配向膜を有する基板を「基板B」とした。
続いて、基板のラビング処理された液晶配向膜を有する面の外縁に、直径5.5μmの酸化アルミニウム球入りエポキシ樹脂接着剤を塗布した後、各液晶配向膜におけるラビング方向が逆平行となるように、2枚の基板A,Bを間隙を介して対向配置し、外縁部同士を当接して圧着して接着剤を硬化した。次いで、液晶注入口より一対の基板間に、ネマチック液晶(メルク社製、MLC−2042)を充填した後、アクリル系光硬化接着剤で液晶注入口を封止することにより横電界方式の液晶セルを製造した。
<Production of liquid crystal cell by rubbing treatment>
The liquid crystal aligning agent (G-1) prepared above is coated by a spinner on a glass substrate having on one side two metal electrodes (electrode A and electrode B) made of ITO patterned in a comb-tooth shape as a substrate After prebaking for 1 minute on a hot plate at 80 ° C., post-baking was carried out for 10 minutes on a hot plate at 230 ° C. to form a coating having a film thickness of about 0.08 μm. Using a rubbing machine having a roll of nylon cloth wound on the coated film surface, the number of revolutions of the roll is 1,000 rpm, the moving speed of the stage is 25 mm / sec, and the length of the hair is 0.4 mm. A rubbing treatment was performed to impart liquid crystal alignment ability. Further, the substrate was ultrasonically cleaned in ultrapure water for 1 minute and dried in a clean oven at 100 ° C. for 10 minutes to produce a substrate having a liquid crystal alignment film on the surface having the comb-like chromium electrode. The substrate having the liquid crystal alignment film is referred to as “substrate A”.
Separately, a coating film using a liquid crystal aligning agent (G-1) is formed and rubbed in the same manner as described above on one surface of a 1 mm-thick glass substrate not having an electrode, washed and dried. A substrate having a liquid crystal alignment film on one side was manufactured. The substrate having the liquid crystal alignment film is referred to as “substrate B”.
Subsequently, an aluminum oxide sphere-containing epoxy resin adhesive having a diameter of 5.5 μm is applied to the outer edge of the surface of the substrate having the rubbed liquid crystal alignment film, so that the rubbing directions in each liquid crystal alignment film become antiparallel. The two substrates A and B were disposed opposite to each other with a gap, and the outer edges were brought into contact with each other and pressed to cure the adhesive. Next, a nematic liquid crystal (MLC-2042, manufactured by Merck) is filled between a pair of substrates from the liquid crystal injection port, and then the liquid crystal injection port is sealed with an acrylic photo-curing adhesive to obtain a liquid crystal cell in a transverse electric field mode. Manufactured.
<残像特性(焼き付き特性)の評価>
上記で製造した横電界方式の液晶セルを25℃、1気圧の環境下に置き、電極Bには電圧をかけずに、電極Aに交流電圧3.5Vと直流電圧5Vの合成電圧を2時間印加した。その直後、電極A及び電極Bの双方に交流4Vの電圧を印加した。両電極に交流4Vの電圧を印加し始めた時点から、電極A及び電極Bの光透過性の差が目視で確認できなくなるまでの時間を測定した。この時間が50秒未満であった場合を「優良(◎)」、50秒以上100秒未満であった場合を残像特性「良好(○)」、100秒以上150秒未満であった場合を残像特性「可(△)」、そして150秒を超えた場合の残像特性を「不良(×)」と評価した。その結果、この実施例では「優良」の評価であった。
<電圧保持率の評価>
上記で製造した液晶セルに、5Vの電圧を60マイクロ秒の印加、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。電圧保持率が99.0%以上を「良好(○)」、98.0%以上99.0%未満を「可(△)」、98.0%未満を「不良(×)」としたところ、電圧保持率は「良好」と判定された。なお、電圧保持率の測定装置としては、(株)東陽テクニカ社製の型式名「VHR−1」を使用した。
<コントラストの評価>
上記で製造した液晶セルにつき、AC 5Vで30時間駆動した後のコントラストを調べた。評価は以下のようにして実施した。
光源と光量検出器との間に偏光子と検光子とを設置した装置を使用し、偏光子と検光子との間に、上記で製造した液晶セルを配置して、クロスニコル下における光透過量βを調べ、これらの値を下記数式(2)に代入して最小相対透過率(%)を算出した。
最小相対透過率(%)=(β−B0)/(B100−B0)×100 (2)
(式(2)中、B0はクロスニコル下におけるブランクの光透過量であり、B100はパラニコル下におけるブランクの光透過量であり、βはクロスニコル下において偏光子と検光子との間に液晶セルを配置した状態で測定した光透過量である。)
上記数式(2)で計算される最小相対透過率は、暗状態における黒レベルの程度を示し、この最小相対透過率の値が小さいほど、コントラストに優れると評価することができる。上記最小相対透過率が0.5%未満であった場合をコントラスト「良好(○)」、0.5以上1.0%以下であった場合をコントラスト「可(△)」、1.0%を超えた場合をコントラスト「不良(×)」として評価したところ、コントラストは「良好」と判定された。
<Evaluation of afterimage characteristics (image sticking characteristics)>
The liquid crystal cell of the lateral electric field type manufactured above is placed in an environment of 25 ° C. and 1 atmospheric pressure, and no voltage is applied to the electrode B, and a synthetic voltage of 3.5 V AC and 5 V DC is applied to the electrode A for 2 hours Applied. Immediately after that, a voltage of 4 V AC was applied to both of the electrode A and the electrode B. The time until it became impossible to visually confirm the difference in the light transmittance of the electrode A and the electrode B from when the voltage of 4 V AC was started to be applied to both electrodes was measured. If the time is less than 50 seconds, "good (優良)", if it is 50 seconds or more and less than 100 seconds, the afterimage characteristic "good (○)", if it is 100 seconds or more and less than 150 seconds The characteristics “good (Δ)” and the afterimage characteristics when exceeding 150 seconds were evaluated as “defect (x)”. As a result, in this example, it was evaluated as "excellent".
<Evaluation of voltage holding ratio>
After applying a voltage of 5 V for 60 microseconds and applying a span of 167 milliseconds to the liquid crystal cell manufactured above, the voltage retention was measured 167 milliseconds after the release of the application. When the voltage holding ratio is 99.0% or more as “good (○)”, 98.0% or more and less than 99.0% as “OK (Δ)”, and less than 98.0% as “defect (×)” The voltage holding ratio was determined to be "good". In addition, as a measuring apparatus of a voltage holding ratio, the model name "VHR-1" made from Toyo-Technica Co., Ltd. was used.
<Evaluation of contrast>
The liquid crystal cell manufactured above was examined for the contrast after driving at AC 5 V for 30 hours. Evaluation was carried out as follows.
Using a device in which a polarizer and an analyzer are installed between a light source and a light quantity detector, the liquid crystal cell manufactured above is disposed between a polarizer and an analyzer, and light transmission under cross nicol The amount β was examined, and these values were substituted into the following equation (2) to calculate the minimum relative transmittance (%).
Minimum relative transmittance (%) = (β-B0) / (B100-B0) × 100 (2)
(In formula (2), B0 is the light transmission of the blank under cross nicol, B100 is the light transmission of the blank under para nicol, and β is the liquid crystal between the polarizer and the analyzer under cross nicol It is the amount of light transmission measured with the cells arranged.)
The minimum relative transmittance calculated by the equation (2) indicates the degree of the black level in the dark state, and the smaller the value of the minimum relative transmittance, the better the contrast can be evaluated. When the above minimum relative transmittance is less than 0.5%, the contrast is "good (o)" and when it is 0.5 or more and 1.0% or less, the contrast is "good (?)", 1.0% The case where it exceeded was evaluated as contrast "defect (defect) (x)", and contrast was judged to be "good."
[実施例2〜8、比較例1]
使用する重合体の種類及び量を下記表2の通りに変更した以外は実施例1と同様に液晶配向剤を調製するとともに、液晶セルを製造して評価した。結果を下記表2に示す。
[Examples 2 to 8, Comparative Example 1]
A liquid crystal aligning agent was prepared in the same manner as in Example 1 except that the type and amount of the polymer used were changed as shown in Table 2 below, and a liquid crystal cell was manufactured and evaluated. The results are shown in Table 2 below.
[実施例9]
<液晶配向剤の調製>
重合体として上記重合例9で得た重合体(PPA−8)に、有機溶媒としてNMP及びブチルセロソルブ(BC)を加え、溶媒組成がNMP:BC=50:50(質量比)、固形分濃度4.0質量%の溶液とした。この溶液を孔径1μmのフィルターを用いてろ過することにより液晶配向剤(G−9)を調製した。
<光配向法による液晶セルの製造>
上記で調製した液晶配向剤(G−9)を、実施例1で使用したものと同様の一対の基板のそれぞれの基板面上に、膜厚が0.1μmになるようにスピンナーを用いて塗布した後、80℃で1分加熱(プレベーク)した。次いで、230℃のクリーンオーブンで1時間加熱(ポストベーク)した後、それぞれの塗膜表面に、Hg−Xeランプを用いて、254nmの輝線を含む偏光の紫外線を1,000mJ/cm2の照射量で、基板法線方向から照射した後、さらに、230℃のクリーンオーブンで30分加熱(ポストベーク)することで、2枚(一対)の基板上にそれぞれ液晶配向膜を形成した。
次に、上記の一対の基板のうちの1枚について、液晶配向膜を形成した面の外周縁部に、液晶注入口を残して直径5.5μm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て塗布した後、液晶配向膜の形成面が相対し、且つ光照射時の偏光面の基板面への投影方向が一致するように一対の基板を重ね合わせて圧着し、150℃で1時間加熱して接着剤を熱硬化した。
次いで、一対の基板間に、ネマチック液晶(メルク社製、MLC−7028)を液晶注入口から充填した後、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、これを150℃まで加熱してから室温まで徐冷することにより、液晶セルを製造した。
<液晶セルの評価>
上記で製造した液晶セルを用いて実施例1と同様に残像特性、電圧保持率及びコントラストを評価した。それらの結果を下記表3に示す。
[Example 9]
<Preparation of Liquid Crystal Alignment Agent>
NMP and butyl cellosolve (BC) as an organic solvent are added to the polymer (PPA-8) obtained in the above polymerization example 9 as a polymer, and the solvent composition is NMP: BC = 50: 50 (mass ratio), solid content concentration 4 .0% by weight solution. This solution was filtered using a filter with a pore size of 1 μm to prepare a liquid crystal aligning agent (G-9).
<Production of liquid crystal cell by photo alignment method>
Using the spinner, the liquid crystal aligning agent (G-9) prepared above was coated on each of the substrate surfaces of a pair of substrates similar to those used in Example 1 so as to have a film thickness of 0.1 μm. Then, it was heated (prebaked) at 80 ° C. for 1 minute. Next, after heating (post-baking) in a clean oven at 230 ° C. for 1 hour, each coated film surface is irradiated with 1,000 mJ / cm 2 of ultraviolet light of polarized light including a 254 nm bright line using an Hg-Xe lamp The liquid crystal alignment films were formed on two (pair) substrates by heating (post-baking) in a clean oven at 230 ° C. for 30 minutes after irradiation in the direction normal to the substrate.
Next, for one of the above pair of substrates, an aluminum oxide sphere-containing epoxy resin adhesive having a diameter of 5.5 μm is screen printed on the outer peripheral edge of the surface on which the liquid crystal alignment film is formed, leaving the liquid crystal injection port. After coating, a pair of substrates are superposed and pressure bonded so that the formation surface of the liquid crystal alignment film faces each other and the projection direction of the polarization plane to the substrate surface at the time of light irradiation matches, and one hour at 150 ° C. The heat was applied to heat cure the adhesive.
Next, nematic liquid crystal (manufactured by Merck, MLC-7028) was filled between the pair of substrates from the liquid crystal injection port, and then the liquid crystal injection port was sealed with an epoxy adhesive. Furthermore, in order to remove the flow alignment at the time of liquid crystal injection, the liquid crystal cell was manufactured by heating this to 150 ° C. and then gradually cooling to room temperature.
<Evaluation of liquid crystal cell>
The residual image characteristics, the voltage holding ratio and the contrast were evaluated in the same manner as in Example 1 using the liquid crystal cell manufactured above. The results are shown in Table 3 below.
[比較例2]
使用する重合体の種類及び量を下記表3の通りに変更した以外は実施例9と同様に液晶配向剤を調製するとともに、液晶セルを製造して評価した。結果を下記表3に示す。
Comparative Example 2
A liquid crystal aligning agent was prepared in the same manner as in Example 9 except that the type and amount of the polymer used were changed as shown in Table 3 below, and a liquid crystal cell was manufactured and evaluated. The results are shown in Table 3 below.
[実施例10]
<液晶配向剤の調製>
重合体成分として上記重合例11で重合した(PPA−10)を20質量部、重合例10で重合した(PPA−9)を80質量部に、有機溶媒としてNMP及びブチルセロソルブ(BC)を加え、溶媒組成がNMP:BC=50:50(質量比)、固形分濃度4.0質量%の溶液とした。この溶液を孔径1μmのフィルターを用いてろ過することにより液晶配向剤(G−10)を調製した。
<VA型液晶セルの製造>
ITO膜からなる透明電極を片面に有する一対のガラス基板を用い、この一対のガラス基板のそれぞれの電極面上に、上記で調製した液晶配向剤(G−10)をスピンナーにより塗布した。次いで、80℃のホットプレート上で1分間のプレベークを行った後、230℃のホットプレート上で10分間ポストベークして、膜厚約0.08μmの塗膜を形成した。続いて、どちらか一方の基板の液晶配向膜を有する面の外縁に、直径5.5μmの酸化アルミニウム球入りエポキシ樹脂接着剤を塗布した後、間隙を介して2枚の基板を対向配置し、外縁部同士を当接して圧着して接着剤を硬化した。次いで、液晶注入口より一対の基板間にネマチック液晶(メルク社製、MLC−6608)を充填した後、アクリル系光硬化接着剤で液晶注入口を封止し、液晶セルを作製した。液晶セルは2つ準備した。
<残像特性(焼き付き特性)の評価>
上記で製造した液晶セル2点を25℃、1気圧の環境下に置き、そのうち1点(もう1点はリファレンス)に交流電圧3.5Vと直流電圧5Vの合成電圧を2時間印加した。その直後、交流4Vの電圧を印加した。交流4Vの電圧を印加し始めた時点から、リファレンスとの光透過性の差が目視で確認できなくなるまでの時間を測定した。この時間が50秒未満であった場合を「優良(◎)」、50秒以上100秒未満であった場合を残像特性「良好(○)」、100秒以上150秒未満であった場合を残像特性「可(△)」、そして150秒を超えた場合の残像特性を「不良(×)」と評価した。その結果、この実施例では「良好」の評価であった。
<電圧保持率の評価>
上記で製造した2つの液晶セルに、5Vの電圧を60マイクロ秒の印加、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。電圧保持率が99.0%以上を「良好(○)」、98.0%以上99.0%未満を「可(△)」、98.0%未満を「不良(×)」としたところ、電圧保持率は「良好」と判定された。なお、電圧保持率の測定装置としては、(株)東陽テクニカ社製の型式名「VHR−1」を使用した。
<信頼性の評価>
上記液晶表示素子につき、バックライト点灯下で、ストレス付加200時間経過後の電圧保持率の変化率(ΔVHR)を測定した。電圧保持率は、液晶表示素子に1Vの電圧を60マイクロ秒の印加時間、1670ミリ秒のスパンで印加した後、印加解除から1670ミリ秒後の電圧保持率を測定した。測定装置は(株)東陽テクニカ製VHR−1を使用した。変化率△VHR(%)は、下記数式(ex−1)により求めた。
△VHR=((VHRBF−VHRAF)÷VHRBF)×100…(ex−1)
(式(ex−1)中、VHRBFは、ストレス付加前の電圧保持率であり、VHRAFは、ストレス付加後の電圧保持率である。)
信頼性の評価は、変化率ΔVHRが1.0%未満であった場合を「良好A(◎)」、1.0%以上2.0%未満であった場合を「良好B(○)」、2.0%以上3.0%未満であった場合を「可(△)」、3.0%以上であった場合を「不良(×)」とした。その結果、本実施例の液晶表示素子ではΔVHR=1.5%であり、信頼性「良好B」であった。
[Example 10]
<Preparation of Liquid Crystal Alignment Agent>
To 20 parts by mass of (PPA-10) polymerized in the above polymerization example 11 and 80 parts by mass of (PPA-9) polymerized in polymerization example 10 as polymer components, NMP and butyl cellosolve (BC) as an organic solvent are added, It was set as the solution whose solvent composition is NMP: BC = 50: 50 (mass ratio) and solid content concentration 4.0 mass%. The solution was filtered using a filter with a pore size of 1 μm to prepare a liquid crystal aligning agent (G-10).
<Manufacture of VA type liquid crystal cell>
The liquid crystal aligning agent (G-10) prepared above was apply | coated by the spinner on each electrode surface of this pair of glass substrate using a pair of glass substrate which has the transparent electrode which consists of ITO films on one side. Next, after prebaking for 1 minute on a hot plate at 80 ° C., post-baking was performed for 10 minutes on a hot plate at 230 ° C. to form a coating having a film thickness of about 0.08 μm. Subsequently, an epoxy resin adhesive containing aluminum oxide spheres having a diameter of 5.5 μm is applied to the outer edge of the surface of one of the substrates having the liquid crystal alignment film, and then the two substrates are arranged opposite to each other via a gap. The outer edges were brought into contact with each other and pressed to cure the adhesive. Then, nematic liquid crystal (manufactured by Merck, MLC-6608) was filled between a pair of substrates from the liquid crystal injection port, and then the liquid crystal injection port was sealed with an acrylic photo-curing adhesive to produce a liquid crystal cell. Two liquid crystal cells were prepared.
<Evaluation of afterimage characteristics (image sticking characteristics)>
Two liquid crystal cells manufactured above were placed under an environment of 25 ° C. and 1 atm, and a synthetic voltage of 3.5 V AC and 5 V DC was applied for 2 hours to one of them (the other one is a reference). Immediately after that, a voltage of 4 V AC was applied. The time until it became impossible to visually confirm the difference in light transmittance with the reference from when the application of a voltage of 4 V AC was started was measured. If the time is less than 50 seconds, "good (優良)", if it is 50 seconds or more and less than 100 seconds, the afterimage characteristic "good (○)", if it is 100 seconds or more and less than 150 seconds The characteristics “good (Δ)” and the afterimage characteristics when exceeding 150 seconds were evaluated as “defect (x)”. As a result, it was an evaluation of "good" in this example.
<Evaluation of voltage holding ratio>
After applying a voltage of 5 V for 60 microseconds and applying a span of 167 milliseconds to the two liquid crystal cells manufactured above, the voltage retention was measured 167 milliseconds after the release of the application. When the voltage holding ratio is 99.0% or more as “good (○)”, 98.0% or more and less than 99.0% as “OK (Δ)”, and less than 98.0% as “defect (×)” The voltage holding ratio was determined to be "good". In addition, as a measuring apparatus of a voltage holding ratio, the model name "VHR-1" made from Toyo-Technica Co., Ltd. was used.
<Evaluation of reliability>
With respect to the liquid crystal display element, the rate of change in voltage holding ratio (ΔVHR) after 200 hours of stress application was measured while the backlight was on. The voltage holding ratio was measured by applying a voltage of 1 V to the liquid crystal display element with an application time of 60 microseconds and a span of 1670 milliseconds, and then measuring the voltage holding ratio 1670 milliseconds after the release of the application. The measuring apparatus used VHR-1 manufactured by Toyo Corporation. The rate of change ΔVHR (%) was determined by the following formula (ex-1).
ΔVHR = ((VHRBF−VHRAF) ÷ VHRBF) × 100 (ex-1)
(In the formula (ex-1), VHRBF is a voltage holding ratio before applying a stress, and VHRAF is a voltage holding ratio after applying a stress.)
The evaluation of reliability is “good A (◎)” when the change rate ΔVHR is less than 1.0%, “good B (○)” when the change rate ΔVHR is 1.0% or more and less than 2.0%. The case of 2.0% or more and less than 3.0% was regarded as “OK (Δ)”, and the case of 3.0% or more as “Defective (×)”. As a result, in the liquid crystal display element of this example, ΔVHR = 1.5%, and the reliability was “good B”.
[比較例3]
使用する重合体の種類及び量を下記表4の通りに変更した以外は実施例10と同様に液晶配向剤を調製するとともに、液晶セルを製造して評価した。結果を下記表4に示す。
Comparative Example 3
A liquid crystal aligning agent was prepared in the same manner as in Example 10 except that the type and amount of the polymer used were changed as shown in Table 4 below, and a liquid crystal cell was manufactured and evaluated. The results are shown in Table 4 below.
以上の結果から、上記式(1)で表される部分構造を有する重合体[P]を液晶配向剤に含有させることにより、残像特性、電圧保持率に優れ、かつコントラストに優れた液晶表示素子を得ることができることが明らかとなった。また、重合体[P]を含む液晶配向剤を用いて製造した液晶表示素子は信頼性についても良好であった。 From the above results, a liquid crystal display device excellent in residual image characteristics and voltage retention and excellent in contrast by containing the polymer [P] having a partial structure represented by the above formula (1) in a liquid crystal aligning agent It became clear that you could get Moreover, the liquid crystal display element manufactured using the liquid crystal aligning agent containing polymer [P] was favorable also about reliability.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015197072A JP6547565B2 (en) | 2015-10-02 | 2015-10-02 | Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015197072A JP6547565B2 (en) | 2015-10-02 | 2015-10-02 | Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017068215A JP2017068215A (en) | 2017-04-06 |
| JP6547565B2 true JP6547565B2 (en) | 2019-07-24 |
Family
ID=58492402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015197072A Active JP6547565B2 (en) | 2015-10-02 | 2015-10-02 | Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6547565B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7022350B2 (en) * | 2016-09-16 | 2022-02-18 | 日産化学株式会社 | Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal display element |
| CN111040164B (en) * | 2019-12-24 | 2022-11-25 | 威海新元科盛新材料有限公司 | Colorless transparent non-fluorine polyimide film with low thermal expansion coefficient and preparation method and application thereof |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5655583B2 (en) * | 2011-01-19 | 2015-01-21 | Jsr株式会社 | Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element |
| JP6120072B2 (en) * | 2012-10-17 | 2017-04-26 | Jsr株式会社 | Liquid crystal alignment agent |
| CN105765453B (en) * | 2013-09-26 | 2019-04-12 | 日产化学工业株式会社 | Aligning agent for liquid crystal and the liquid crystal expression element for having used it |
| WO2015060366A1 (en) * | 2013-10-23 | 2015-04-30 | 日産化学工業株式会社 | Liquid crystal aligning agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal display element |
-
2015
- 2015-10-02 JP JP2015197072A patent/JP6547565B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2017068215A (en) | 2017-04-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6492688B2 (en) | Liquid crystal aligning agent, liquid crystal aligning film, manufacturing method thereof, and liquid crystal display element | |
| JP6701635B2 (en) | Liquid crystal aligning agent, liquid crystal aligning film and liquid crystal display device | |
| JP6686298B2 (en) | Liquid crystal aligning agent, liquid crystal aligning film and liquid crystal display device | |
| JP6911885B2 (en) | Manufacturing method of liquid crystal alignment film and manufacturing method of liquid crystal element | |
| CN106047372B (en) | Liquid crystal aligning agent, liquid crystal aligning film and its manufacturing method, and liquid crystal element and its manufacturing method | |
| JP6682771B2 (en) | Liquid crystal aligning agent, liquid crystal aligning film and liquid crystal display device | |
| JP6558068B2 (en) | Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element | |
| JP6852347B2 (en) | Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal element | |
| JP6477039B2 (en) | Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element | |
| CN109971494B (en) | Liquid crystal aligning agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element | |
| JP2019117399A (en) | Liquid crystal aligning agent, liquid crystal alignment film, method of manufacturing liquid crystal alignment film, and liquid crystal display device | |
| CN105567259A (en) | Liquid crystal aligning agent, liquid crystal alignment film, liquid crystal display device, polymer and compound | |
| TW201302861A (en) | Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display device | |
| CN104756002B (en) | Aligning agent for liquid crystal, liquid crystal orientation film and its manufacturing method and liquid crystal display element | |
| JP2017032608A (en) | Liquid crystal aligning agent, liquid crystal aligning film, liquid crystal display element, polymer and compound | |
| JP2017040721A (en) | Liquid crystal aligning agent, liquid crystal aligning film, method for producing liquid crystal aligning film, liquid crystal display element, polymer and compound | |
| JP5556396B2 (en) | Liquid crystal aligning agent, liquid crystal aligning film, liquid crystal display element, compound and method for producing the compound | |
| JP6547565B2 (en) | Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal element | |
| JP6507815B2 (en) | Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and method for manufacturing the same, liquid crystal display device, retardation film and method for manufacturing the same | |
| JP6682965B2 (en) | Liquid crystal aligning agent, liquid crystal aligning film, liquid crystal element, and method for producing liquid crystal aligning film | |
| JP2017097024A (en) | Liquid crystal aligning agent, liquid crystal aligning film and method for producing the same, liquid crystal element, polymer and compound | |
| JP6507837B2 (en) | Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and method for manufacturing the same, liquid crystal display device, retardation film and method for manufacturing the same | |
| JP6337594B2 (en) | Liquid crystal aligning agent, method for producing liquid crystal aligning film, and liquid crystal display element | |
| JP6409494B2 (en) | Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element | |
| JP2023131106A (en) | Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal element |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180730 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190326 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190327 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190513 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190528 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190610 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6547565 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |