JP6658845B2 - Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal display device - Google Patents
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Description
本発明は、液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子に関する。 The present invention is a liquid crystal alignment agent, a liquid crystal alignment film and a liquid crystal display device.
従来、表示素子が有する液晶配向膜や、表示素子や照明装置用の表面保護膜、層間絶縁膜等は、重合体組成物を基板上に塗布することにより作製される。例えば、液晶表示素子としては、電極構造や、使用する液晶分子の物性等が異なる種々の駆動方式のものが開発されており、TN型やSTN型、垂直配向型(VA型)、面内スイッチング型(IPS型)、FFS型、光学補償ベント型(OCB型)等の各種液晶表示素子が知られている。これら液晶表示素子は、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、液晶との親和性等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。 2. Description of the Related Art Conventionally, a liquid crystal alignment film of a display element, a surface protective film for a display element or a lighting device, an interlayer insulating film, and the like are produced by applying a polymer composition on a substrate. For example, as a liquid crystal display element, various driving methods having different electrode structures and physical properties of liquid crystal molecules to be used have been developed, and a TN type, an STN type, a vertical alignment type (VA type), and an in-plane switching type have been developed. Various types of liquid crystal display devices such as a liquid crystal display device (IPS type), an FFS type, and an optical compensation vent type (OCB type) are known. These liquid crystal display devices have a liquid crystal alignment film for aligning liquid crystal molecules. As a material for the liquid crystal alignment film, polyamic acid or polyimide is generally used because of its excellent properties such as heat resistance, mechanical strength, and affinity for liquid crystal.
液晶配向剤などの重合体組成物において重合体成分は溶剤に溶解されており、当該液晶配向剤を基板に塗布し加熱することにより液晶配向膜が形成される。ここで、液晶配向剤の溶剤としては、重合体を均一に溶解させることを目的として、例えばN−メチル−2−ピロリドンやγ−ブチロラクトンなどの非プロトン性極性溶媒が一般に使用される。また、液晶配向剤の溶剤としては通常、これらポリアミック酸等の良溶媒と共に、液晶配向剤を基板に塗布する際の液晶配向剤の塗布性(印刷性)を良好にするために、例えばブチルセロソルブなどといった、表面張力が比較的低い貧溶媒が併用される(例えば、特許文献1や特許文献2参照)。 In a polymer composition such as a liquid crystal alignment agent, a polymer component is dissolved in a solvent, and the liquid crystal alignment agent is applied to a substrate and heated to form a liquid crystal alignment film. Here, as a solvent of the liquid crystal aligning agent, an aprotic polar solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone or γ-butyrolactone is generally used for the purpose of uniformly dissolving the polymer. In addition, as a solvent for the liquid crystal aligning agent, usually together with a good solvent such as polyamic acid or the like, in order to improve the coating property (printability) of the liquid crystal aligning agent when applying the liquid crystal aligning agent to the substrate, for example, butyl cellosolve or the like. A poor solvent having a relatively low surface tension is used in combination (for example, see Patent Literature 1 and Patent Literature 2).
近年、液晶表示素子は、従来のようにパーソナルコンピュータ等の表示端末に使用されるだけでなく、例えば液晶テレビや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など多種の用途で使用されている。このような多用途化に伴い、液晶表示素子には、表示品位の更なる高品質化や、製品の歩留まりの向上などが求められており、駆動方式や素子構造の改良とともに、液晶表示素子の構成部材の一つである液晶配向膜や、当該液晶配向膜の形成材料である液晶配向剤の改良が進められている。例えば液晶配向剤としては、表示品位や歩留まりなどの観点において、基板上に塗布する際の塗布性(印刷性)が良好であることが求められており、印刷性を改善するための材料が種々提案されている(例えば、特許文献3や特許文献4参照)。 In recent years, liquid crystal display elements have been used not only for display terminals such as personal computers as in the past, but also for various purposes such as liquid crystal televisions, car navigation systems, mobile phones, smartphones, and information displays. With such versatility, liquid crystal display devices are required to have higher display quality and higher product yields. Improvement of a liquid crystal alignment film, which is one of the constituent members, and a liquid crystal alignment agent, which is a material for forming the liquid crystal alignment film, are being promoted. For example, a liquid crystal aligning agent is required to have good coatability (printability) when applied on a substrate from the viewpoints of display quality and yield, and various materials for improving printability are required. It has been proposed (for example, see Patent Document 3 and Patent Document 4).
液晶表示素子の高性能化や歩留まり向上に対する要求は更に高まっており、液晶配向剤の印刷性についても更なる改善が求められている。 Demands for higher performance and higher yield of liquid crystal display elements have been further increased, and further improvement in printability of liquid crystal alignment agents has been required.
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、印刷性が良好な液晶配向剤、並びに当該液晶配向剤を用いて作製された液晶配向膜及び液晶表示素子を提供することを主たる目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, printability good liquid crystal alignment material, and a main object thereof is to provide a liquid crystal alignment film and a liquid crystal display device manufactured using the liquid crystal aligning agent .
本発明者らは、上記のような従来技術の課題を達成するべく鋭意検討した結果、重合体成分としてポリイミド又はその前駆体を含む組成物において、溶剤成分の少なくとも一部として特定の溶剤を用い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、本発明により以下の組成物、液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子が提供される。 The present inventors have conducted intensive studies to achieve the above-described problems of the related art, and as a result, in a composition containing polyimide or a precursor thereof as a polymer component, a specific solvent is used as at least a part of the solvent component. As a result, they have found that the above-mentioned problems can be solved, and have completed the present invention. Specifically, the present invention provides the following composition, liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display device.
本発明は第1の側面において、ポリアミック酸、ポリイミド及びポリアミック酸エステルよりなる群から選ばれる少なくとも一種の重合体(A)と、溶剤と、を含有する組成物であって、前記溶剤が、下記式(b1)で表される化合物及び下記式(b2)で表される化合物よりなる群から選ばれる少なくとも一種を含む組成物を提供する。また、本発明は第2の側面において、上記重合体(A)と、溶剤と、を含有する液晶配向剤であって、前記溶剤が下記式(b1)で表される化合物及び下記式(b2)で表される化合物よりなる群から選ばれる少なくとも一種を含む液晶配向剤を提供する。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a composition comprising at least one polymer (A) selected from the group consisting of polyamic acid, polyimide and polyamic acid ester, and a solvent, wherein the solvent comprises: Provided is a composition comprising at least one selected from the group consisting of a compound represented by the formula (b1) and a compound represented by the following formula (b2). In a second aspect, the present invention provides a liquid crystal aligning agent containing the polymer (A) and a solvent, wherein the solvent is a compound represented by the following formula (b1) or a compound represented by the following formula (b2): The present invention provides a liquid crystal aligning agent containing at least one selected from the group consisting of compounds represented by the following formula:
上記組成物及び液晶配向剤は、上記式(b1)で表される化合物及び下記式(b2)で表される化合物よりなる群から選ばれる少なくとも一種を溶剤成分として含むことにより、基板に対する塗布性(印刷性)が良好である。また、本発明の組成物は、液晶配向膜用途のほか、表示素子や照明装置用の絶縁膜、保護膜用途としても好適に用いることができる。 The composition and the liquid crystal aligning agent contain at least one selected from the group consisting of the compound represented by the formula (b1) and the compound represented by the following formula (b2) as a solvent component, so that the coating property on the substrate is improved. (Printability) is good. Further, the composition of the present invention can be suitably used not only for liquid crystal alignment films, but also for insulating films and protective films for display elements and lighting devices.
組成物及び液晶配向剤の一態様は、前記溶剤が、上記式(b−1A)で表される化合物を含むものである。また、組成物及び液晶配向剤の他の一態様は、前記溶剤が、上記式(b−1B)で表される化合物を含むものである。これらの場合、長期間、低温環境下で保管した場合にも組成物中又は配向剤中に析出物が発生しにくく、保存安定性が良好である。また、組成物又は液晶配向剤の基板に対する塗布性も良好である。さらに、液晶表示素子を狭額縁化しても良好な表示品位を示す液晶表示素子が得られる。 In one embodiment of the composition and the liquid crystal aligning agent, the solvent contains a compound represented by the formula (b-1A). In another aspect of the composition and the liquid crystal alignment agent, the solvent includes a compound represented by the above formula (b-1B). In these cases, even when stored in a low-temperature environment for a long period of time, precipitates are hardly generated in the composition or the alignment agent, and the storage stability is good. In addition, the applicability of the composition or the liquid crystal alignment agent to the substrate is good. Further, a liquid crystal display element exhibiting good display quality can be obtained even if the frame of the liquid crystal display element is narrowed.
本発明の組成物及び液晶配向剤は、前記溶剤が、上記式(b1)または(b2)で表される化合物を含むものである。この場合、溶剤に対する重合体の溶解性が良好である。また、上記式(b1)または(b2)で表される化合物は、沸点が適度に高く、これにより、組成物又は液晶配向剤の基板への印刷時において、印刷機上から溶剤が揮発するのを抑制することができる。したがって、印刷機上に重合体成分が析出しにくく、その結果、印刷性(特に、長期に亘って印刷を継続して実施した場合の印刷性、以下「長期印刷性」ともいう。)を良好にすることができる。 In the composition and the liquid crystal aligning agent of the present invention, the solvent contains a compound represented by the formula (b1) or (b2). In this case, the solubility of the polymer in the solvent is good. Further, the compound represented by the above formula (b1) or (b2) has a moderately high boiling point, so that when the composition or the liquid crystal aligning agent is printed on the substrate, the solvent evaporates from the printing machine. Can be suppressed. Therefore, the polymer component hardly precipitates on the printing press, and as a result, the printability (particularly, printability when printing is continuously performed for a long time, hereinafter also referred to as “long-term printability”) is good. Can be
本発明の液晶配向剤において、前記重合体(A)は、下記式(d−1)〜式(d−5)のそれぞれで表される化合物よりなる群から選ばれる少なくとも一種のジアミンに由来する部分構造を有する重合体を含むことが好ましい。
液晶配向剤の重合体成分の少なくとも一部が、上記の特定のジアミンを用いて得られる重合体(A)である場合、上記効果が高く好適である。 When at least a part of the polymer component of the liquid crystal aligning agent is the polymer (A) obtained by using the above-mentioned specific diamine, the above-mentioned effect is high and suitable.
本発明の液晶配向剤において、分子内に1級アミノ基を1個と窒素含有芳香族複素環とを有し、かつ前記1級アミノ基が鎖状炭化水素基又は脂環式炭化水素基に結合しているアミン化合物(C)が更に含有されていてもよい。 The liquid crystal aligning agent of the present invention has one primary amino group and a nitrogen-containing aromatic heterocycle in the molecule, and the primary amino group is a chain hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group. The bonded amine compound (C) may be further contained.
重合体成分の少なくとも一部として上記の重合体(A)を含む液晶配向剤において、添加剤として上記アミン化合物(C)を含むものとした場合、液晶配向剤を長期間、低温環境下で保管した際に上記アミン化合物(C)が配向剤中に析出するといった問題が生じることがある。この点、本構成の液晶配向剤によれば、溶剤成分として上記式(b1)で表される化合物及び下記式(b2)で表される化合物よりなる群から選ばれる少なくとも一種を含むものとすることにより、長期間、低温環境下で保管した場合にも配向剤中に析出物が発生しにくく、保存安定性が良好である。また、液晶配向剤の基板に対する塗布性も良好である。 When the liquid crystal aligning agent containing the polymer (A) as at least a part of the polymer component and the amine compound (C) as an additive is used, the liquid crystal aligning agent is stored in a low-temperature environment for a long time. In such a case, a problem may occur that the amine compound (C) precipitates in the alignment agent. In this regard, according to the liquid crystal aligning agent of the present configuration, by including at least one selected from the group consisting of the compound represented by the formula (b1) and the compound represented by the following formula (b2) as the solvent component Even when stored in a low-temperature environment for a long period of time, precipitates are hardly generated in the alignment agent, and the storage stability is good. In addition, the applicability of the liquid crystal aligning agent to the substrate is good.
本発明は第3の側面において、本発明の液晶配向剤により形成された液晶配向膜を提供する。また、本発明は第4の側面において、当該液晶配向膜を具備する液晶表示素子を提供する。当該液晶配向膜は、印刷性が良好な液晶配向剤を用いて形成されていることから、液晶表示素子の歩留まりを高めることができる。 In a third aspect, the present invention provides a liquid crystal alignment film formed by the liquid crystal alignment agent of the present invention. According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device including the liquid crystal alignment film. Since the liquid crystal alignment film is formed using a liquid crystal alignment agent having good printability, the yield of the liquid crystal display element can be increased.
≪組成物及び液晶配向剤≫
本実施形態に係る組成物及び液晶配向剤は、重合体成分として、ポリアミック酸、ポリイミド及びポリアミック酸エステルよりなる群から選ばれる少なくとも一種の重合体(A)を含んでおり、当該重合体(A)が溶剤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。本実施形態に係る組成物は、好ましくは液晶配向剤である。
≪Composition and liquid crystal alignment agent≫
The composition and the liquid crystal aligning agent according to the present embodiment include, as a polymer component, at least one polymer (A) selected from the group consisting of polyamic acid, polyimide, and polyamic acid ester. Is dispersed or dissolved in a solvent to prepare a liquid composition. The composition according to the present embodiment is preferably a liquid crystal alignment agent.
≪重合体(A)≫
<ポリアミック酸>
本実施形態におけるポリアミック酸は、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを反応させることにより得ることができる。
<< Polymer (A) >>
<Polyamic acid>
The polyamic acid in the present embodiment can be obtained by reacting a tetracarboxylic dianhydride with a diamine.
[テトラカルボン酸二無水物]
ポリアミック酸の合成に用い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1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物などを;
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、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、シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、下記式(t−1)
で表される化合物などを;
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、テトラカルボン酸二無水物は、上記のものを1種単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。
[Tetracarboxylic dianhydride]
Examples of the tetracarboxylic dianhydride used for synthesizing the polyamic acid include aliphatic tetracarboxylic dianhydride, alicyclic tetracarboxylic dianhydride, and aromatic tetracarboxylic dianhydride. Specific examples of these include:
Examples of the aliphatic tetracarboxylic dianhydride include 1,2,3,4-butanetetracarboxylic dianhydride and the like;
Examples of the alicyclic tetracarboxylic dianhydride include 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic 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 Things, 3,5,6-tricarboxy-2-carboxymethyl norbornane -2: 3,5: 6-dianhydride, 4,9-dioxatricyclo [5.3.1.0 2, 6] undecane -3,5,8,10-tetraone, cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, the following formula (t-1)
A compound represented by;
As the aromatic tetracarboxylic dianhydride, for example, pyromellitic dianhydride and the like can be mentioned; in addition, a tetracarboxylic dianhydride described in JP-A-2010-97188 can be used. The above-mentioned tetracarboxylic dianhydrides can be used alone or in combination of two or more.
ここで、上記式(t−1)で表される化合物としては、例えばビシクロ[3.3.0]オクタン−2,4,6,8−テトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[4.3.0]ノナン−2,4,7,9−テトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[4.4.0]デカン−2,4,7,9−テトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[4.4.0]デカン−2,4,8,10−テトラカルボン酸二無水物、トリシクロ[6.3.0.0<2,6>]ウンデカン−3,5,9,11−テトラカルボン酸二無水物などを挙げることができる。上記式(t−1)で表される化合物としては、中でも、液晶配向膜用途において液晶配向の安定性を高くする観点から、ビシクロ[3.3.0]オクタン−2,4,6,8−テトラカルボン酸二無水物が好ましい。 Here, as the compound represented by the above formula (t-1), for example, bicyclo [3.3.0] octane-2,4,6,8-tetracarboxylic dianhydride, bicyclo [4.3. 0] nonane-2,4,7,9-tetracarboxylic dianhydride, bicyclo [4.4.0] decane-2,4,7,9-tetracarboxylic dianhydride, bicyclo [4.4. 0] decane-2,4,8,10-tetracarboxylic dianhydride, tricyclo [6.3.0.0 <2,6>] undecane-3,5,9,11-tetracarboxylic dianhydride And the like. Among the compounds represented by the formula (t-1), bicyclo [3.3.0] octane-2,4,6,8 is preferred from the viewpoint of increasing the stability of liquid crystal alignment in liquid crystal alignment film applications. -Tetracarboxylic dianhydride is preferred.
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、上記の中でも、上記式(t−1)で表される化合物、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物及びピロメリット酸二無水物よりなる群から選ばれる少なくとも一種の化合物(以下、特定テトラカルボン酸二無水物ともいう。)を少なくとも使用することが好ましい。上記特定テトラカルボン酸二無水物を使用する場合、特定テトラカルボン酸二無水物の合計の使用量は、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の全量に対して、10モル%以上であることが好ましく、20〜100モル%であることがより好ましい。なお、特定テトラカルボン酸二無水物をモノマー組成に含む重合により、特定テトラカルボン酸二無水物に由来する部分構造を有する重合体が得られる。 Among the above, as the tetracarboxylic dianhydride used for the synthesis of the polyamic acid, the compound represented by the above formula (t-1), 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic dianhydride, 1,2 It is preferable to use at least one compound selected from the group consisting of 2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride and pyromellitic dianhydride (hereinafter also referred to as a specific tetracarboxylic dianhydride). . When the specific tetracarboxylic dianhydride is used, the total amount of the specific tetracarboxylic dianhydride used is 10 mol% or more based on the total amount of the tetracarboxylic dianhydride used for the synthesis of the polyamic acid. And more preferably 20 to 100 mol%. In addition, a polymer having a partial structure derived from the specific tetracarboxylic dianhydride can be obtained by polymerization including the specific tetracarboxylic dianhydride in the monomer composition.
[ジアミン]
ポリアミック酸の合成に使用するジアミンとしては、上記式(d−1)で表される化合物、上記式(d−2)で表される化合物、上記式(d−3)で表される化合物、上記式(d−4)で表される化合物、及び上記式(d−5)で表される化合物よりなる群から選ばれる少なくとも一種のジアミン(以下、「特定ジアミン」ともいう。)を含むことが好ましい。
[Diamine]
As the diamine used in the synthesis of the polyamic acid, a compound represented by the above formula (d-1), a compound represented by the above formula (d-2), a compound represented by the above formula (d-3), At least one diamine selected from the group consisting of the compound represented by the formula (d-4) and the compound represented by the formula (d-5) (hereinafter, also referred to as “specific diamine”). Is preferred.
(式(d−1)で表される化合物)
上記式(d−1)において、R11及びR12の炭素数1〜3のアルカンジイル基としては、例えばメチレン基、エチレン基、プロパン−1,2−ジイル基、プロパン−1,3−ジイル基、プロパン−2,3−ジイル基等が挙げられる。これらのうち、好ましくは、メチレン基、エチレン基又はプロパン−1,3−ジイル基である。
X1及びX2は、単結合、−O−、−S−、−OCO−又は−COO−である。なお、X1とX2は、同一でも異なっていてもよい。これらの中でも、単結合、−O−又は−S−であることが好ましい。
Y1は、酸素原子又は硫黄原子である。好ましくは、酸素原子である。
R8及びR9の保護基は、熱により脱離する基であることが好ましく、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等が挙げられる。R8及びR9の保護基としては、中でもカルバメート系保護基が好ましく、具体例としては、tert−ブトキシカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基、1,1−ジメチル−2−ハロエチルオキシカルボニル基、1,1−ジメチル−2−シアノエチルオキシカルボニル基、9−フルオレニルメチルオキシカルボニル基、アリルオキシカルボニル基、2−(トリメチルシリル)エトキシカルボニル基などが挙げられる。これらのうち、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が特に好ましい。
(Compound represented by Formula (d-1))
In the formula (d-1), examples of the alkanediyl group having 1 to 3 carbon atoms of R 11 and R 12 include a methylene group, an ethylene group, a propane-1,2-diyl group, and a propane-1,3-diyl. A propane-2,3-diyl group. Of these, a methylene group, an ethylene group or a propane-1,3-diyl group is preferred.
X 1 and X 2 are a single bond, —O—, —S—, —OCO— or —COO—. Incidentally, X 1 and X 2 may be the same or different. Among these, a single bond, -O- or -S- is preferable.
Y 1 is an oxygen atom or a sulfur atom. Preferably, it is an oxygen atom.
The protecting groups for R 8 and R 9 are preferably groups that can be eliminated by heat, and examples thereof include carbamate-based protecting groups, amide-based protecting groups, imide-based protecting groups, and sulfonamide-based protecting groups. As the protecting groups for R 8 and R 9 , carbamate-based protecting groups are particularly preferable, and specific examples thereof include a tert-butoxycarbonyl group, a benzyloxycarbonyl group, a 1,1-dimethyl-2-haloethyloxycarbonyl group, , 1-dimethyl-2-cyanoethyloxycarbonyl group, 9-fluorenylmethyloxycarbonyl group, allyloxycarbonyl group, 2- (trimethylsilyl) ethoxycarbonyl group and the like. Of these, a tert-butoxycarbonyl group is particularly preferred in that it has high heat desorption properties and the amount of deprotected portions remaining in the film can be reduced.
式(d−1)で表される化合物が有する2つの一級アミノ基は、n1=0の場合、同一のベンゼン環に結合されていてもよいし、2つの異なるベンゼン環に1つずつ結合されていてもよい。一方、n1=1の場合、2つの一級アミノ基は、異なるベンゼン環にそれぞれ1つずつ結合されている。
ベンゼン環上の1級アミノ基の結合位置は特に限定しない。例えば、ベンゼン環上の一級アミノ基が1つの場合、その結合位置は、他の基に対して、2−位、3−位、4−位のいずれでもよく、3−位又は4−位であることが好ましく、4−位であることがより好ましい。また、ベンゼン環上の1級アミノ基が2つの場合、その結合位置は、他の基に対して、例えば2,4−位、2,5−位等が挙げられ、中でも2,4−位が好ましい。
1級アミノ基が結合するベンゼン環上の水素原子は、炭素数1〜10の1価の炭化水素基、若しくは該炭化水素基上の少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された1価の基、又はフッ素原子で置換されていてもよい。この場合の1価の炭化水素基としては、例えば炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルケニル基、炭素数3〜10のシクロアルキル基、炭素数5〜10のアリール基(フェニル基、トリル基など)、炭素数5〜10のアラルキル基(ベンジル基など)等が挙げられる。
Two primary amino groups of the compound represented by the formula (d-1) may be bonded to the same benzene ring when n1 = 0, or may be bonded to two different benzene rings one by one. It may be. On the other hand, when n1 = 1, two primary amino groups are respectively bonded to different benzene rings.
The bonding position of the primary amino group on the benzene ring is not particularly limited. For example, when there is one primary amino group on the benzene ring, the bonding position may be any of the 2-position, 3-position, and 4-position with respect to the other group, and may be at the 3-position or 4-position. It is preferably, and more preferably 4-position. When there are two primary amino groups on the benzene ring, the bonding position is, for example, 2,4-position, 2,5-position, or the like with respect to other groups. Is preferred.
The hydrogen atom on the benzene ring to which the primary amino group is bonded is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a monovalent hydrocarbon group in which at least one hydrogen atom on the hydrocarbon group is substituted with a fluorine atom. It may be substituted with a group or a fluorine atom. Examples of the monovalent hydrocarbon group in this case include an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, and an aryl group having 5 to 10 carbon atoms ( A phenyl group, a tolyl group, etc.) and an aralkyl group having 5 to 10 carbon atoms (eg, a benzyl group).
なお、本明細書における「炭化水素基」は、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意味である。また、「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直鎖状炭化水素基及び分岐状炭化水素基を意味する。なお、鎖状構造は飽和でも不飽和でもよい。「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。但し、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。但し、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。 In addition, in this specification, "hydrocarbon group" is meant to include a chain hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group, and an aromatic hydrocarbon group. In addition, the “chain hydrocarbon group” means a linear hydrocarbon group and a branched hydrocarbon group that have only a chain structure without a cyclic structure in the main chain. The chain structure may be saturated or unsaturated. The “alicyclic hydrocarbon group” means a hydrocarbon group containing only an alicyclic hydrocarbon structure as a ring structure and not containing an aromatic ring structure. However, it is not necessary to be constituted only by the structure of the alicyclic hydrocarbon, but also includes those having a chain structure in a part thereof. “Aromatic hydrocarbon group” means a hydrocarbon group containing an aromatic ring structure as a ring structure. However, it is not necessary to include only an aromatic ring structure, and a part thereof may include a chain structure or an alicyclic hydrocarbon structure.
上記式(d−1)で表される化合物の好ましい具体例としては、n1=0である化合物として、例えば4,4’−ジアミノジフェニルアミン、2,4−ジアミノジフェニルアミン等を;n1=1である化合物として、例えば1,3−ビス(4−アミノベンジル)ウレア、1,3−ビス(4−アミノフェネチル)ウレア、1,3−ビス(3−アミノベンジル)ウレア、1−(4−アミノベンジル)−3−(4−アミノフェネチル)ウレア、1,3−ビス(2−(4−アミノフェノキシ)エチル)ウレア、1,3−ビス(3−(4−アミノフェノキシ)プロピル)ウレア、1,3−ビス(4−アミノベンジル)チオウレア、1,3−ビス(2−アミノベンジル)ウレア、1,3−ビス(2−アミノフェネチル)ウレア、1,3−ビス(2−(2−アミノベンゾイルオキシ)エチル)ウレア、1,3−ビス(3−(2−アミノベンゾイルオキシ)プロピル)ウレア等を;それぞれ挙げることができる。なお、上記式(d−1)で表される化合物としては、これらの化合物を1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 Preferable specific examples of the compound represented by the above formula (d-1) include, as compounds having n1 = 0, for example, 4,4′-diaminodiphenylamine, 2,4-diaminodiphenylamine; and n1 = 1. As the compound, for example, 1,3-bis (4-aminobenzyl) urea, 1,3-bis (4-aminophenethyl) urea, 1,3-bis (3-aminobenzyl) urea, 1- (4-aminobenzyl) ) -3- (4-Aminophenethyl) urea, 1,3-bis (2- (4-aminophenoxy) ethyl) urea, 1,3-bis (3- (4-aminophenoxy) propyl) urea, 3-bis (4-aminobenzyl) thiourea, 1,3-bis (2-aminobenzyl) urea, 1,3-bis (2-aminophenethyl) urea, 1,3-bis (2- (2- Mino benzoyloxy) ethyl) urea, 1,3-bis (3- (2-amino-benzoyloxy) propyl) urea or the like; may be mentioned, respectively. In addition, as the compound represented by the above formula (d-1), these compounds can be used alone or in combination of two or more.
(式(d−2)で表される化合物)
上記式(d−2)において、X3は、単結合、−O−又は−S−であり、好ましくは単結合又は−O−である。
m1=0の場合、m2は1〜12の整数である。この場合、得られる重合体の耐熱性を良好にする観点からすると、好ましくはm2が1〜10であり、より好ましくは1〜8である。また、液晶配向膜の用途において、良好な液晶配向性を保持しつつラビング耐性を良好にする観点では、m1=0であることが好ましく、液晶分子のプレチルト角を小さくする観点では、m1は1〜3の整数であることが好ましい。
ベンゼン環上の1級アミノ基の結合位置は特に限定しないが、各々の1級アミノ基が、他の基に対して3−位又は4−位であることが好ましく、4−位がより好ましい。なお、1級アミノ基が結合するベンゼン環上の水素原子は、炭素数1〜10の1価の炭化水素基、若しくは該炭化水素基上の少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された1価の基、又はフッ素原子で置換されていてもよい。
(Compound represented by Formula (d-2))
In the above formula (d-2), X 3 is a single bond, —O— or —S—, preferably a single bond or —O—.
When m1 = 0, m2 is an integer of 1 to 12. In this case, from the viewpoint of improving the heat resistance of the obtained polymer, m2 is preferably 1 to 10, and more preferably 1 to 8. In the application of the liquid crystal alignment film, m1 is preferably 0 from the viewpoint of improving rubbing resistance while maintaining good liquid crystal alignment, and m1 is 1 from the viewpoint of reducing the pretilt angle of liquid crystal molecules. It is preferably an integer of up to 3.
The bonding position of the primary amino group on the benzene ring is not particularly limited, but each primary amino group is preferably at the 3- or 4-position with respect to the other group, and more preferably at the 4-position. . The hydrogen atom on the benzene ring to which the primary amino group is bonded is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or a hydrogen atom in which at least one hydrogen atom on the hydrocarbon group is substituted with a fluorine atom. It may be substituted with a valent group or a fluorine atom.
上記式(d−2)で表される化合物の好ましい具体例としては、例えばビス(4−アミノフェノキシ)メタン、ビス(4−アミノフェノキシ)エタン、ビス(4−アミノフェノキシ)プロパン、ビス(4−アミノフェノキシ)ブタン、ビス(4−アミノフェノキシ)ペンタン、ビス(4−アミノフェノキシ)ヘキサン、ビス(4−アミノフェノキシ)ヘプタン、ビス(4−アミノフェノキシ)オクタン、ビス(4−アミノフェノキシ)ノナン、ビス(4−アミノフェノキシ)デカン、ビス(4−アミノフェニル)メタン、ビス(4−アミノフェニル)エタン、ビス(4−アミノフェニル)プロパン、ビス(4−アミノフェニル)ブタン、ビス(4−アミノフェニル)ペンタン、ビス(4−アミノフェニル)ヘキサン、ビス(4−アミノフェニル)ヘプタン、ビス(4−アミノフェニル)オクタン、ビス(4−アミノフェニル)ノナン、ビス(4−アミノフェニル)デカン、1,3−ビス(4−アミノフェニルスルファニル)プロパン、1,4−ビス(4−アミノフェニルスルファニル)ブタン等を挙げることができる。なお、上記式(d−2)で表される化合物としては、これら例示の化合物を1種単独で又は2種以上を混合して使用することができる。 Preferred specific examples of the compound represented by the above formula (d-2) include, for example, bis (4-aminophenoxy) methane, bis (4-aminophenoxy) ethane, bis (4-aminophenoxy) propane, bis (4 -Aminophenoxy) butane, bis (4-aminophenoxy) pentane, bis (4-aminophenoxy) hexane, bis (4-aminophenoxy) heptane, bis (4-aminophenoxy) octane, bis (4-aminophenoxy) nonane , Bis (4-aminophenoxy) decane, bis (4-aminophenyl) methane, bis (4-aminophenyl) ethane, bis (4-aminophenyl) propane, bis (4-aminophenyl) butane, bis (4- Aminophenyl) pentane, bis (4-aminophenyl) hexane, bis (4-aminophenyl) ) Heptane, bis (4-aminophenyl) octane, bis (4-aminophenyl) nonane, bis (4-aminophenyl) decane, 1,3-bis (4-aminophenylsulfanyl) propane, 1,4-bis ( 4-aminophenylsulfanyl) butane and the like. In addition, as the compound represented by the above formula (d-2), these exemplified compounds can be used alone or in combination of two or more.
(式(d−3)で表される化合物)
上記式(d−3)において、R3は、炭素数1〜12の1価の炭化水素基である。R3の具体例としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基等のアルキル基;ビニル基、アリル基等のアルケニル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;フェニル基、トリル基等のアリール基;ベンジル基等のアラルキル基などが挙げられる。R3の炭素数は、1〜6であることが好ましく、1〜3であることがより好ましい。R3は、鎖状炭化水素基であることが好ましく、炭素−炭素二重結合を含む鎖状炭化水素基であることがより好ましく、アルケニル基であることが更に好ましい。
(Compound represented by Formula (d-3))
In the formula (d-3), R 3 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms. Specific examples of R 3 include methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, t- butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an octyl group, and decyl groups; vinyl group And alkenyl groups such as allyl group; cycloalkyl groups such as cyclopentyl group and cyclohexyl group; aryl groups such as phenyl group and tolyl group; aralkyl groups such as benzyl group. R 3 preferably has 1 to 6 carbon atoms, and more preferably 1 to 3 carbon atoms. R 3 is preferably a chain hydrocarbon group, more preferably a chain hydrocarbon group containing a carbon-carbon double bond, and even more preferably an alkenyl group.
R4は、水素原子又は炭素数1〜12の1価の炭化水素基である。当該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5〜12の芳香族炭化水素基を挙げることができ、その具体例としては、上記R3の説明で例示した基を挙げることができる。R4としては、水素原子又は炭素数1〜12の鎖状炭化水素基であることが好ましい。また、R4における炭化水素基は、炭素数1〜6であることが好ましく、炭素数1〜3であることがより好ましい。
R5及びR6は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基であり、共に水素原子であることが好ましい。
R 4 is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms. Examples of the hydrocarbon group include a chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, and an aromatic hydrocarbon group having 5 to 12 carbon atoms. specific examples thereof include the groups exemplified in the description of the R 3. R 4 is preferably a hydrogen atom or a chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms. Further, the hydrocarbon group for R 4 preferably has 1 to 6 carbon atoms, and more preferably 1 to 3 carbon atoms.
R 5 and R 6 are each independently a hydrogen atom or a methyl group, and preferably both are hydrogen atoms.
上記式(d−3)のジアミノフェニル基において、2つの一級アミノ基の結合位置は特に限定しないが、ベンゼン環に結合するN−アリル構造を有する基に対して、2,4−位又は2,5−位であることが好ましく、2,4−位であることがより好ましい。なお、一級アミノ基が結合するベンゼン環上の水素原子は、炭素数1〜10の1価の炭化水素基、若しくは該炭化水素基上の少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された1価の基、又はフッ素原子で置換されていてもよい。 In the diaminophenyl group of the formula (d-3), the bonding position of the two primary amino groups is not particularly limited, but is 2,4-position or 2-position with respect to the group having an N-allyl structure bonded to a benzene ring. , 5-position is preferred, and 2,4-position is more preferred. The hydrogen atom on the benzene ring to which the primary amino group is bonded is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a monovalent hydrocarbon group in which at least one hydrogen atom on the hydrocarbon group is substituted with a fluorine atom. Or a fluorine atom.
上記式(d−3)で表される化合物の好ましい具体例としては、例えば2,4−ジアミノ−N,N−ジアリルアニリン、2,5−ジアミノ−N,N−ジアリルアニリン、下記式(d−3−1)〜(d−3−3)のそれぞれで表される化合物等を挙げることができる。なお、上記式(d−3)で表される化合物は1種を単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
(式(d−4)で表される化合物)
式(d−4)において、「−X4−(R7−X5)k−」で表される二価の基としては、炭素数1〜3のアルカンジイル基、*−O−、*−COO−又は*−O−C2H4−O−(但し、「*」を付した結合手がジアミノフェニル基と結合する。)であることが好ましい。
基「−CcH2c+1」は、直鎖状であることが好ましく、その具体例としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基、n−ノナデシル基、n−エイコシル基などを挙げることができる。
ジアミノフェニル基における2つの一級アミノ基は、基「X4」に対して2,4−位又は3,5−位であることが好ましく、2,4−位であることがより好ましい。なお、一級アミノ基が結合するベンゼン環上の水素原子は、炭素数1〜10の1価の炭化水素基、若しくは該炭化水素基上の少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された1価の基、又はフッ素原子で置換されていてもよい。
(Compound represented by Formula (d-4))
In Formula (d-4), examples of the divalent group represented by “—X 4 — (R 7 —X 5 ) k —” include an alkanediyl group having 1 to 3 carbon atoms, * —O—, and *. —COO— or * —O—C 2 H 4 —O— (provided that the bond with “*” bonds to the diaminophenyl group) is preferable.
The group “—C c H 2c + 1 ” is preferably linear, and specific examples thereof include, for example, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, an n-pentyl group, and an n-hexyl. Group, n-heptyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decyl group, n-dodecyl group, n-tridecyl group, n-tetradecyl group, n-pentadecyl group, n-hexadecyl group, n-heptadecyl Group, n-octadecyl group, n-nonadecyl group, n-eicosyl group and the like.
Two primary amino groups in di aminophenyl group is preferably 2,4-position or 3,5-position relative to the group "X 4", and more preferably 2,4-position. The hydrogen atom on the benzene ring to which the primary amino group is bonded is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or a monovalent hydrocarbon group in which at least one hydrogen atom on the hydrocarbon group is substituted with a fluorine atom. Or a fluorine atom.
上記式(d−4)で表される化合物の好ましい具体例としては、例えば下記式(d−4−1)〜式(d−4−12)のそれぞれで表される化合物等を挙げることができる。
(式(d−5)で表される化合物)
式(d−5)において、A5は単結合、炭素数1〜12のアルカンジイル基又は炭素数1〜6のフルオロアルカンジイル基を示し、A6は−O−、−COO−、−OCO−、−NHCO−、−CONH−又は−CO−を示し、A7はステロイド骨格を有する1価の有機基を示す。
上記式(d−5)のA5における炭素数1〜12のアルカンジイル基としては、炭素数1〜4のアルカンジイル基が好ましく、メチレン基、エチレン基、1,3−プロパンジイル基、1,4−ブタンジイル基がより好ましい。炭素数1〜6のフルオロアルカンジイル基としては、炭素数1〜4のパーフルオロアルカンジイル基が好ましく、−CF2−、パーフルオロエチレン基、1,3−パーフルオロプロパンジイル基、1,4−パーフルオロブタンジイル基がより好ましい。
A6としては、−O−が好ましい。
A7におけるステロイド骨格とは、シクロペンタノ−ペルヒドロフェナントレン核からなる構造又はその炭素−炭素結合の一つもしくは二つ以上が二重結合となった構造をいう。かかるステロイド骨格を有する1価の有機基としては、炭素数17〜40のものが好ましい。
(Compound represented by Formula (d-5))
In Formula (d-5), A 5 represents a single bond, indicates the alkanediyl group or a fluoro C 1 to C 6 alkanediyl group having 1 to 12 carbon atoms, A 6 is -O -, - COO -, - OCO -, - NHCO -, - CONH- or -CO- indicates, a 7 represents a monovalent organic group having a steroid skeleton.
The alkanediyl group having 1 to 12 carbon atoms in the A 5 in the above formula (d-5), preferably alkanediyl group having 1 to 4 carbon atoms, a methylene group, an ethylene group, 1,3-propanediyl, 1 , 4-butanediyl group is more preferred. The fluoro alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms, preferably perfluoro alkanediyl group having 1 to 4 carbon atoms, -CF 2 -, perfluoro ethylene group, 1,3-perfluoro-propanediyl, 1,4 -A perfluorobutanediyl group is more preferred.
A 6 is preferably -O-.
The steroid skeleton in the A 7, Shikuropentano - perhydro phenanthridine consisting Ren core structure or a carbon - one or more than one carbon bond refers to a structure in which a double bond. The monovalent organic group having a steroid skeleton preferably has 17 to 40 carbon atoms.
上記式(d−5)で表される化合物の好ましい具体例としては、液晶配向膜の用途において塗膜に高いプレチルト角を与える点から、1−コレステリロキシメチル−2,4−ジアミノベンゼン、1−コレステリロキシメチル−3,5−ジアミノベンゼン、1−(1−コレステリロキシ−1,1−ジフルオロメチル)−2,4−ジアミノベンゼン、1−(1−コレステリロキシ−1,1−ジフルオロメチル)−3,5−ジアミノベンゼン、1−(1−コレスタニロキシ−1,1−ジフルオロメチル)−2,4−ジアミノベンゼン、1−(1−コレスタニロキシ−1,1−ジフルオロメチル)−3,5−ジアミノベンゼン、3−(2,4−ジアミノフェニルメトキシ)−4,4−ジメチルコレスタン、3−(1−(2,4−ジアミノフェニル)−1,1−ジフルオロメトキシ)−4,4−ジメチルコレスタン、3−(3,5−ジアミノフェニルメトキシ)−4,4−ジメチルコレスタン、3−(1−(3,5−ジアミノフェニル)−1,1−ジフルオロメトキシ)−4,4−ジメチルコレスタン、3−((2,4−ジアミノフェニル)メトキシ)コラン−24−酸 ヘキサデシル、3−(1−(2,4−ジアミノフェニル)−1,1−ジフルオロメトキシ)コラン−24−酸 ヘキサデシル、3−((3,5−ジアミノフェニル)メトキシ)コラン−24−酸 ヘキサデシル、3−(1−(3,5−ジアミノフェニル)−1,1−ジフルオロメトキシ)コラン−24−酸 ヘキサデシル、3−(2,4−ジアミノフェニルメトキシ)コラン−24−酸 ステアリル、3−(1−(2,4−ジアミノフェニル)−1,1−ジフルオロメトキシ)コラン−24−酸 ステアリル、3−(3,5−ジアミノフェニルメトキシ)コラン−24−酸 ステアリル、3−(1−(3,5−ジアミノフェニル)−1,1−ジフルオロメトキシ)コラン−24−酸 ステアリル、1−コレステリロキシ−2,4−ジアミノベンゼン、3,5−ジアミノ安息香酸コレステリル、1−コレスタニロキシ−2,4−ジアミノベンゼン及び3,5−ジアミノ安息香酸コレスタニルよりなる群から選択される1種以上を使用することが好ましく、さらにこれらのうち、少ない使用割合で高いプレチルト角を与える点から、1−コレステリロキシ−2,4−ジアミノベンゼン、3,5−ジアミノ安息香酸コレステリル、1−コレスタニロキシ−2,4−ジアミノベンゼン及び3,5−ジアミノ安息香酸コレスタニルよりなる群から選択される1種以上を使用することが特に好ましい。 Preferred specific examples of the compound represented by the formula (d-5) include 1-cholesteryloxymethyl-2,4-diaminobenzene, 1-cholesteryloxymethyl-3,5-diaminobenzene, 1- (1-cholesteryloxy-1,1-difluoromethyl) -2,4-diaminobenzene, 1- (1-cholesteryloxy-1,1 -Difluoromethyl) -3,5-diaminobenzene, 1- (1-cholestaniloxy-1,1-difluoromethyl) -2,4-diaminobenzene, 1- (1-cholestaniloxy-1,1-difluoro Methyl) -3,5-diaminobenzene, 3- (2,4-diaminophenylmethoxy) -4,4-dimethylcholestane, 3- (1- (2,4-diaminophenyl)- , 1-Difluoromethoxy) -4,4-dimethylcholestane, 3- (3,5-diaminophenylmethoxy) -4,4-dimethylcholestane, 3- (1- (3,5-diaminophenyl) -1 , 1-Difluoromethoxy) -4,4-dimethylcholestane, 3-((2,4-diaminophenyl) methoxy) choran-24-acid hexadecyl, 3- (1- (2,4-diaminophenyl) -1 Hexadecyl, 1,1-difluoromethoxy) colan-24-acid, hexadecyl 3-((3,5-diaminophenyl) methoxy) choran-24-acid, 3- (1- (3,5-diaminophenyl) -1,1 -Difluoromethoxy) choran-24-acid hexadecyl, 3- (2,4-diaminophenylmethoxy) choran-24-acid stearyl, 3- (1- (2,4-di Stearyl minophenyl) -1,1-difluoromethoxy) choran-24-acid, stearyl 3- (3,5-diaminophenylmethoxy) choran-24-acid, 3- (1- (3,5-diaminophenyl) -1 , 1-Difluoromethoxy) cholane-24-acid stearyl, 1-cholesteryloxy-2,4-diaminobenzene, cholesteryl 3,5-diaminobenzoate, 1-cholestaniloxy-2,4-diaminobenzene and 3, It is preferable to use at least one member selected from the group consisting of cholestanyl 5-diaminobenzoate, and among these, 1-cholesteryloxy-2,4- Diaminobenzene, cholesteryl 3,5-diaminobenzoate, 1-cholestaniloxy-2,4-diaminobe It is particularly preferred to use at least one selected from the group consisting of Zen and 3,5-diaminobenzoic acid cholestanyl.
ポリアミック酸の合成に際し、特定ジアミンとしては、製造する液晶表示素子の駆動モードに応じて上記化合物の中から適宜選択して使用することができる。具体的には、上記特定ジアミンとして上記式(d−1)で表される化合物を用いることにより、FFS(Fringe Field Switching)型の液晶表示素子用に好適な液晶配向剤を製造することができる。また、上記式(d−2)で表される化合物及び上記式(d−3)で表される化合物よりなる群から選ばれる少なくとも一種を使用することにより、TN(Twisted Nematic)型の液晶表示素子用に好適な液晶配向剤を製造することができ、上記式(d−4)で表される基及び上記式(d−5)で表される化合物よりなる群から選ばれる少なくとも一種を使用することにより、垂直配向型の液晶表示素子用に好適な液晶配向剤を製造することができる。 In synthesizing the polyamic acid, the specific diamine can be appropriately selected from the above compounds according to the driving mode of the liquid crystal display element to be produced. Specifically, by using the compound represented by the formula (d-1) as the specific diamine, a liquid crystal aligning agent suitable for an FFS (Fringe Field Switching) type liquid crystal display device can be manufactured. . Further, by using at least one selected from the group consisting of the compound represented by the formula (d-2) and the compound represented by the formula (d-3), a TN (Twisted Nematic) type liquid crystal display is provided. A liquid crystal alignment agent suitable for a device can be produced, and at least one selected from the group consisting of a group represented by the formula (d-4) and a compound represented by the formula (d-5) is used. By doing so, a liquid crystal aligning agent suitable for a vertical alignment type liquid crystal display device can be manufactured.
(他のジアミン)
ポリアミック酸の合成に使用するジアミンとしては、上記の特定ジアミン以外の化合物(他のジアミン)を使用してもよい。当該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を挙げることができる。これら他のジアミンの具体例としては、脂肪族ジアミンとして、例えばメタキシリレンジアミン、1,3−プロパンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサンなどを;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;
(Other diamines)
As the diamine used for synthesizing the polyamic acid, a compound other than the above-mentioned specific diamine (other diamine) may be used. Examples of such other diamines include aliphatic diamines, alicyclic diamines, aromatic diamines, and diaminoorganosiloxanes. Specific examples of these other diamines include aliphatic diamines such as metaxylylenediamine, 1,3-propanediamine, tetramethylenediamine, pentamethylenediamine, hexamethylenediamine, and 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane. Alicyclic diamines such as 1,4-diaminocyclohexane and 4,4′-methylenebis (cyclohexylamine);
芳香族ジアミンとして、例えばp−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、1,5−ジアミノナフタレン、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、2,7−ジアミノフルオレン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、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、2,6−ジアミノピリジン、3,4−ジアミノピリジン、2,4−ジアミノピリミジン、3,6−ジアミノアクリジン、3,6−ジアミノカルバゾール、N−メチル−3,6−ジアミノカルバゾール、N−エチル−3,6−ジアミノカルバゾール、N−フェニル−3,6−ジアミノカルバゾール、N,N’−ビス(4−アミノフェニル)−ベンジジン、N,N’−ビス(4−アミノフェニル)−N,N’−ジメチルベンジジン、1,4−ビス−(4−アミノフェニル)−ピペラジン、1−(4−アミノフェニル)−2,3−ジヒドロ−1,3,3−トリメチル−1H−インデン−5−アミン、1−(4−アミノフェニル)−2,3−ジヒドロ−1,3,3−トリメチル−1H−インデン−6−アミン、4−(4’−トリフルオロメトキシベンゾイロキシ)シクロヘキシル−3,5−ジアミノベンゾエート、4−(4’−トリフルオロメチルベンゾイロキシ)シクロヘキシル−3,5−ジアミノベンゾエート、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、1,1−ビス(4−((アミノフェニル)メチル)フェニル)−4−ヘプチルシクロヘキサン、1,1−ビス(4−((アミノフェノキシ)メチル)フェニル)−4−ヘプチルシクロヘキサン、1,1−ビス(4−((アミノフェニル)メチル)フェニル)−4−(4−ヘプチルシクロヘキシル)シクロヘキサン、4−アミノベンジルアミン、3−アミノベンジルアミン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパンなどを;
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、これらの他のジアミンは、1種を単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。
As the aromatic diamine, for example, p-phenylenediamine, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 1,5-diaminonaphthalene, 2,2'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2'-bis (tri (Fluoromethyl) -4,4′-diaminobiphenyl, 2,7-diaminofluorene, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 2,2-bis (4-aminophenyl) hexafluoropropane, 4,4 ′-(p -Phenylenediisopropylidene) bisaniline, 4,4 ′-(m-phenylenediisopropylidene) bisaniline, 1,4-bi (4-aminophenoxy) benzene, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, 2,6-diaminopyridine, 3,4-diaminopyridine, 2,4-diaminopyrimidine, 3,6-diaminoacridine, 3,6-diaminocarbazole, N-methyl-3,6-diaminocarbazole, N-ethyl-3,6-diaminocarbazole, N-phenyl-3,6-diaminocarbazole, N, N′-bis (4-amino Phenyl) -benzidine, N, N'-bis (4-aminophenyl) -N, N'-dimethylbenzidine, 1,4-bis- (4-aminophenyl) -piperazine, 1- (4-aminophenyl)- 2,3-dihydro-1,3,3-trimethyl-1H-indene-5-amine, 1- (4-aminophenyl) -2,3-dihydro-1,3 -Trimethyl-1H-indene-6-amine, 4- (4'-trifluoromethoxybenzoyloxy) cyclohexyl-3,5-diaminobenzoate, 4- (4'-trifluoromethylbenzoyloxy) cyclohexyl-3, 5-diaminobenzoate, 1,1-bis (4-((aminophenyl) methyl) phenyl) -4-butylcyclohexane, 1,1-bis (4-((aminophenyl) methyl) phenyl) -4-heptylcyclohexane , 1,1-bis (4-((aminophenoxy) methyl) phenyl) -4-heptylcyclohexane, 1,1-bis (4-((aminophenyl) methyl) phenyl) -4- (4-heptylcyclohexyl) Cyclohexane, 4-aminobenzylamine, 3-aminobenzylamine, 2,2-bis [4- (4 Etc. aminophenoxy) phenyl] propane;
Examples of the diaminoorganosiloxane include, for example, 1,3-bis (3-aminopropyl) -tetramethyldisiloxane, and the diamine described in JP-A-2010-97188 can be used. In addition, these other diamines can be used alone or in combination of two or more.
重合体(A)が、特定ジアミンに由来する部分構造を有する重合体(以下、「特定重合体」ともいう。)を含む場合において、特定重合体の含有割合は、印刷性の観点から、組成物又は液晶配向剤に含有される重合体成分の全量100重量部に対して、50重量部以上とすることが好ましく、70重量部以上とすることがより好ましく、80重量部以上とすることがさらに好ましく、90重量部以上とすることが特に好ましい。 In the case where the polymer (A) includes a polymer having a partial structure derived from a specific diamine (hereinafter, also referred to as “specific polymer”), the content ratio of the specific polymer depends on the composition from the viewpoint of printability. 50 parts by weight or more, preferably 70 parts by weight or more, more preferably 80 parts by weight or more, based on 100 parts by weight of the total amount of the polymer component contained in the product or the liquid crystal aligning agent. More preferably, it is particularly preferably at least 90 parts by weight.
本実施形態に係る液晶配向剤中に、添加剤として下記に詳述する特定のアミン化合物(C)を含む場合、重合体(A)は、カルボキシル基を有するジアミン(以下、「カルボキシル基含有ジアミン」ともいう。)に由来する部分構造を有する重合体を含むことが好ましい。かかる重合体は、例えばポリアミック酸の場合には、ポリアミック酸の合成に使用する上記他のジアミンの少なくとも一部として、カルボキシル基含有ジアミンを用いることにより得ることができる。当該カルボキシル基含有ジアミンは芳香族ジアミンであることが好ましく、具体的には、例えば下記式(e1−1)及び式(e1−2)のそれぞれで表される化合物などを挙げることができる。
式(e1−1)及び式(e1−2)について、R20における炭素数1〜10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、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基などが挙げられ、これらは直鎖状であっても分岐状であってもよい。炭素数1〜10のアルコキシ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ヘキシルオキシ基などが挙げられる。
Z1における炭素数1〜3のアルカンジイル基としては、例えばメチレン基、エチレン基、トリメチレン基などを挙げることができる。
r1、r3及びr4は、好ましくは0又は1であり、より好ましくは0である。
In the formula (e1-1) and the formula (e1-2), examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms for R 20 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, and a heptyl group. Octyl group, nonyl group, decyl group, etc., which may be linear or branched. Examples of the alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group, and a hexyloxy group.
The alkanediyl group having 1 to 3 carbon atoms in Z 1, may be, for example, a methylene group, an ethylene group, and trimethylene group.
r1, r3 and r4 are preferably 0 or 1, and more preferably 0.
カルボキシル基含有ジアミンの具体例としては、下記式(e1−1)で表される化合物として、例えば3,5−ジアミノ安息香酸、2,4−ジアミノ安息香酸、2,5−ジアミノ安息香酸などを;下記式(e1−2)で表される化合物として、例えば4,4’−ジアミノビフェニル−3,3’−ジカルボン酸、4,4’−ジアミノビフェニル−2,2’−ジカルボン酸、3,3’−ジアミノビフェニル−4,4’−ジカルボン酸、3,3’−ジアミノビフェニル−2,4’−ジカルボン酸、4,4’−ジアミノジフェニルメタン−3,3’−ジカルボン酸、4,4’−ジアミノビフェニル−3−カルボン酸、4,4’−ジアミノジフェニルメタン−3−カルボン酸、4,4’−ジアミノジフェニルエタン−3,3’−ジカルボン酸、4,4’−ジアミノジフェニルエタン−3−カルボン酸、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル−3,3’−ジカルボン酸、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル−3−カルボン酸などを;挙げることができる。 Specific examples of the carboxyl group-containing diamine include, as compounds represented by the following formula (e1-1), for example, 3,5-diaminobenzoic acid, 2,4-diaminobenzoic acid, 2,5-diaminobenzoic acid, and the like. As a compound represented by the following formula (e1-2), for example, 4,4′-diaminobiphenyl-3,3′-dicarboxylic acid, 4,4′-diaminobiphenyl-2,2′-dicarboxylic acid, 3'-diaminobiphenyl-4,4'-dicarboxylic acid, 3,3'-diaminobiphenyl-2,4'-dicarboxylic acid, 4,4'-diaminodiphenylmethane-3,3'-dicarboxylic acid, 4,4 ' -Diaminobiphenyl-3-carboxylic acid, 4,4'-diaminodiphenylmethane-3-carboxylic acid, 4,4'-diaminodiphenylethane-3,3'-dicarboxylic acid, 4,4 ' It can be mentioned; diaminodiphenyl ethane-3-carboxylic acid, 4,4'-diaminodiphenyl ether 3,3'-dicarboxylic acid, 4,4'-like diaminodiphenyl ether 3-carboxylic acid.
ポリアミック酸を合成する際の特定ジアミンの使用量は、使用する化合物に応じて任意に設定することができる。例えば、上記式(d−1)で表される化合物を使用する場合、その使用量は、全ジアミンに対して、10モル%以上とすることが好ましく、30モル%以上とすることがより好ましい。また、上記式(d−2)で表される化合物を使用する場合、液晶分子に対して低い傾斜配向角を付与する観点から、その使用量は、全ジアミンに対して、10モル%以上とすることが好ましく、30モル%以上とすることがより好ましく、50モル%以上とすることが更に好ましい。
上記式(d−3)で表される化合物を使用する場合、電圧保持率の安定性を良好にする観点から、その使用量は、全ジアミンに対して、5モル%以上とすることが好ましく、10モル%以上とすることがより好ましい。
The amount of the specific diamine used when synthesizing the polyamic acid can be arbitrarily set according to the compound used. For example, when the compound represented by the above formula (d-1) is used, the amount used is preferably 10 mol% or more, more preferably 30 mol% or more, based on all diamines. . When the compound represented by the formula (d-2) is used, the amount of the compound is 10 mol% or more based on all diamines from the viewpoint of imparting a low tilt alignment angle to liquid crystal molecules. It is more preferably at least 30 mol%, even more preferably at least 50 mol%.
When the compound represented by the formula (d-3) is used, the amount used is preferably 5 mol% or more based on all diamines from the viewpoint of improving the stability of the voltage holding ratio. , And more preferably at least 10 mol%.
上記式(d−4)で表される化合物及び上記式(d−5)で表される化合物よりなる群から選ばれる少なくとも一種を使用する場合、良好な配向性を付与する観点から、その使用量(2種以上の化合物を使用する場合にはその合計量)は、全ジアミンに対して、5モル%以上とすることが好ましく、10モル%以上とすることがより好ましい。なお、特定ジアミンとしては、上記で例示した化合物のうちの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。
上記他のジアミンとしてカルボキシル基含有ジアミンを使用する場合、その使用割合は、全ジアミンに対して、カルボキシル基含有ジアミンを5モル%以上とすることが好ましく、10〜90モル%がより好ましく、10〜70モル%が更に好ましい。
When using at least one selected from the group consisting of the compound represented by the above formula (d-4) and the compound represented by the above formula (d-5), the use thereof is preferred from the viewpoint of imparting good orientation. The amount (when two or more compounds are used, the total amount) is preferably at least 5 mol%, more preferably at least 10 mol%, based on all diamines. As the specific diamine, one of the compounds exemplified above can be used alone or in combination of two or more.
When a carboxyl group-containing diamine is used as the other diamine, the proportion of the carboxyl group-containing diamine to the total diamine is preferably 5 mol% or more, more preferably 10 to 90 mol%, and more preferably 10 to 90 mol%. ~ 70 mol% is more preferred.
TN型の液晶表示素子用の液晶配向剤につき、ポリアミック酸の合成に際しては、液晶分子に対し適度な傾斜配向角を付与することを目的として、テトラカルボン酸二無水物及びジアミンと共に、下記式(m−1)で表されるモノアミンを使用してもよい。
上記式(m−1)において、R23の炭素数6〜20のアルキル基としては、例えばヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、エイコ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。炭素数6〜20のアルコキシ基としては、例えば、上記例示の炭素数6〜20のアルキル基が酸素原子に結合した基(−OR23)等が挙げられる。 In the formula (m-1), examples of the alkyl group having 6 to 20 carbon atoms for R 23 include a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, a decyl group, a dodecyl group, a tridecyl group, a tetradecyl group, and a pentadecyl group. , A hexadecyl group, a heptadecyl group, an octadecyl group, a nonadecyl group, an eicosyl group and the like, which may be linear or branched. The alkoxy group having 6 to 20 carbon atoms, for example, groups in which an alkyl group having 6 to 20 carbon atoms exemplified above is bonded to an oxygen atom (-OR 23), and the like.
R24における2価の有機基としては、例えば2価の鎖状炭化水素基、脂環式炭化水素基及び芳香族炭化水素基などの2価の炭化水素基、炭化水素基における炭素−炭素結合間に、−O−、−CO−、−COO−、−S−などの官能基を有する基、複素環含有基などが挙げられる。ここで、2価の炭化水素基の具体例としては、鎖状炭化水素基として、例えばメチレン基、エチレン基、プロパンジイル基、ブタンジイル基、ペンタンジイル基、ヘキサンジイル基、ヘプタンジイル基、オクタンジイル基、ノナンジイル基、デカンジイル基、ウンデカンジイル基、ドデカンジイル基、トリデカンジイル基、テトラデカンジイル基、ペンタデカンジイル基、オクタデカンジイル基、イコシレン基、ビニレン基、プロペンジイル基、ブテンジイル基、ペンテンジイル基、エチニレン基、プロピニレン基などを;脂環式炭化水素基として、例えばシクロプロピレン基、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロへキシレン基、シクロヘキセニレン基、シクロヘプチレン基、シクロオクチレン基、シクロノニレン基、シクロデシレン基、シクロウンデシレン基、シクロドデシレン基、シクロトリデシレン基、シクロテトラデシレン基、シクロペンタデシレン基、シクロオクタデシレン基、シクロイコシレン基、ビシクロへキシレン基、ノルボルニレン基、アダマンチレン基などを;芳香族炭化水素基として、例えばフェニレン基、ビフェニレン基等を;それぞれ挙げることができる。R24は、中でも、鎖状炭化水素基、脂環式炭化水素基又は芳香族炭化水素基であることが好ましい。 Examples of the divalent organic group for R 24 include a divalent hydrocarbon group such as a divalent chain hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group, and a carbon-carbon bond in a hydrocarbon group. In between, a group having a functional group such as —O—, —CO—, —COO—, and —S—, a heterocyclic-containing group, and the like can be given. Here, specific examples of the divalent hydrocarbon group include, as chain hydrocarbon groups, for example, a methylene group, an ethylene group, a propanediyl group, a butanediyl group, a pentanediyl group, a hexanediyl group, a heptanediyl group, an octanediyl group, Nonanediyl group, decanediyl group, undecanediyl group, dodecanediyl group, tridecanediyl group, tetradecanediyl group, pentadecanediyl group, octadecanediyl group, icosylene group, vinylene group, propenediyl group, butenediyl group, pentenediyl group, ethynylene group, propynylene group Alicyclic hydrocarbon groups such as cyclopropylene, cyclobutylene, cyclopentylene, cyclohexylene, cyclohexenylene, cycloheptylene, cyclooctylene, cyclononylene, cyclodeylene; Len group, cycloundecylene group, cyclododecylene group, cyclotridecylene group, cyclotetradecylene group, cyclopentadecylene group, cyclooctadecylene group, cycloicosylene group, bicyclohexylene group, norbornylene group, adamantylene group, etc. And examples of the aromatic hydrocarbon group include, for example, a phenylene group and a biphenylene group. R 24 is particularly preferably a chain hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group.
上記式(m−1)で表されるモノアミンの好ましい具体例としては、例えばn−ヘキシルアミン、n−オクチルアミン、n−デシルアミン、n−ドデシルアミン、n−ヘキサデシルアミン、1,3−ジメチルブチルアミン、1,5−ジメチルヘキシルアミン、2−エチルへキシルアミン等の脂肪族モノアミン;p−アミノフェニルヘキサン、p−アミノフェニルオクタン、p−アミノフェニルドデカン、p−アミノフェニルヘキサデカン、p−アミノフェノキシオクタン、p−アミノフェノキシドデカン、p−アミノフェノキシヘキサデカン等の芳香族モノアミン;などが挙げられる。 Preferred specific examples of the monoamine represented by the above formula (m-1) include, for example, n-hexylamine, n-octylamine, n-decylamine, n-dodecylamine, n-hexadecylamine, 1,3-dimethyl Aliphatic monoamines such as butylamine, 1,5-dimethylhexylamine and 2-ethylhexylamine; p-aminophenylhexane, p-aminophenyloctane, p-aminophenyldodecane, p-aminophenylhexadecane, p-aminophenoxyoctane And aromatic monoamines such as p-aminophenoxydodecane and p-aminophenoxyhexadecane;
上記モノアミンの使用割合は、製造した液晶セル内で遊離したモノアミンが表示特性に影響を及ぼすことを抑制する観点から、使用するテトラカルボン酸二無水物をaモル、ジアミンをbモル、モノアミンをcモルとした場合に「2(a−b)≧c>0」を満たすことが好ましい。
なお、上記式(m−1)で表されるモノアミンは、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとの反応後、その反応生成物に対して反応、重合させてもよいし、あるいはテトラカルボン酸二無水物とジアミンとモノアミンとの三成分を同時に反応、重合させてもよい。
From the viewpoint of preventing the monoamine released in the manufactured liquid crystal cell from affecting the display characteristics, the use ratio of the monoamine is a mole of the tetracarboxylic dianhydride, b mole of the diamine, and c of the monoamine. It is preferable that “2 (ab) ≧ c> 0” is satisfied in the case of mol.
The monoamine represented by the above formula (m-1) may be reacted and polymerized with the reaction product after the reaction of the tetracarboxylic dianhydride with the diamine, The three components of anhydride, diamine and monoamine may be simultaneously reacted and polymerized.
[分子量調節剤]
ポリアミック酸を合成するに際して、上記の如きテトラカルボン酸二無水物及びジアミンとともに、適当な分子量調節剤を用いて末端修飾型の重合体を合成することとしてもよい。かかる末端修飾型の重合体とすることにより、本発明の効果を損なうことなく液晶配向剤の塗布性(印刷性)をさらに改善することができる。
[Molecular weight regulator]
When synthesizing the polyamic acid, a terminal-modified polymer may be synthesized using an appropriate molecular weight regulator together with the tetracarboxylic dianhydride and the diamine as described above. By using such a terminal-modified polymer, the coating properties (printability) of the liquid crystal alignment agent can be further improved without impairing the effects of the present invention.
分子量調節剤としては、例えば酸一無水物、モノアミン化合物、モノイソシアネート化合物などを挙げることができる。これらの具体例としては、酸一無水物として、例えば無水マレイン酸、無水フタル酸、無水イタコン酸、n−デシルサクシニック酸無水物、n−ドデシルサクシニック酸無水物、n−テトラデシルサクシニック酸無水物、n−ヘキサデシルサクシニック酸無水物などを;モノアミン化合物として、例えばアニリン、シクロヘキシルアミン、n−ブチルアミン、上記式(m−1)で表される化合物などを;モノイソシアネート化合物として、例えばフェニルイソシアネート、ナフチルイソシアネートなどを、それぞれ挙げることができる。
分子量調節剤の使用割合は、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重量部に対して、20重量部以下とすることが好ましく、10重量部以下とすることがより好ましい。
Examples of the molecular weight regulator include an acid monoanhydride, a monoamine compound and a monoisocyanate compound. Specific examples thereof include, as an acid monoanhydride, for example, maleic anhydride, phthalic anhydride, itaconic anhydride, n-decylsuccinic anhydride, n-dodecylsuccinic anhydride, n-tetradecylsuccinic Acid anhydrides, n-hexadecyl succinic anhydrides and the like; monoamine compounds such as aniline, cyclohexylamine, n-butylamine, compounds represented by the above formula (m-1); monoisocyanate compounds; Examples include phenyl isocyanate and naphthyl isocyanate.
The proportion of the molecular weight modifier used is preferably 20 parts by weight or less, more preferably 10 parts by weight or less, based on 100 parts by weight of the total of tetracarboxylic dianhydride and diamine used.
<ポリアミック酸の合成>
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く、0.3〜1.2当量となる割合がより好ましい。
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℃が好ましく、0〜100℃がより好ましい。また、反応時間は0.1〜24時間が好ましく、0.5〜12時間がより好ましい。
<Synthesis of polyamic acid>
The ratio of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine used for the synthesis reaction of the polyamic acid is such that the acid anhydride group of the tetracarboxylic dianhydride is 0.2 to 2 with respect to 1 equivalent of the amino group of the diamine. The ratio which becomes equivalent is preferable, and the ratio which becomes 0.3 to 1.2 equivalent is more preferable.
The synthesis reaction of the polyamic acid is preferably performed in an organic solvent. The reaction temperature at this time is preferably from -20C to 150C, more preferably from 0C to 100C. The reaction time is preferably 0.1 to 24 hours, more preferably 0.5 to 12 hours.
ここで、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、炭化水素等が挙げられる。
これら有機溶媒の具体例としては、上記非プロトン性極性溶媒として、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、N−エチル−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などを;上記フェノール系溶媒として、例えば、フェノール、m−クレゾール、キシレノール、ハロゲン化フェノールなどを;
Here, examples of the organic solvent include aprotic polar solvents, phenol solvents, alcohols, ketones, esters, ethers, halogenated hydrocarbons, hydrocarbons, and the like.
Specific examples of these organic solvents include, for example, N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, N-ethyl-2-pyrrolidone, N, N -Dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, dimethylsulfoxide, γ-butyrolactone, tetramethylurea, hexamethylphosphortriamide, and the like; as the phenolic solvent, for example, phenol, m-cresol, xylenol, halogenated phenol and the like ;
上記アルコールとして、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、トリエチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテルなどを;上記ケトンとして、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどを;上記エステルとして、例えば、乳酸エチル、乳酸ブチル、酢酸メチル、酢酸エチル、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、シュウ酸ジエチル、マロン酸ジエチル、イソアミルプロピオネート、イソアミルイソブチレートなどを;
上記エーテルとして、例えば、ジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、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−n−ブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコール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モノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、テトラヒドロフラン、ジイソペンチルエーテルなどを;
上記ハロゲン化炭化水素として、例えば、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、1,4−ジクロロブタン、トリクロロエタン、クロルベンゼン、o−ジクロルベンゼンなどを;上記炭化水素として、例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ベンゼン、トルエン、キシレンなどを;それぞれ挙げることができる。その他、特定溶剤(B)を使用することもできる。
Examples of the alcohol include methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, cyclohexanol, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, triethylene glycol, and ethylene glycol monomethyl ether; and examples of the ketone include acetone and Methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone and the like; as the above-mentioned ester, for example, ethyl lactate, butyl lactate, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl methoxypropionate, ethylethoxypropionate, diethyl oxalate, malon Diethyl acid, isoamylpropionate, isoamylisobutyrate and the like;
Examples of the ether include diethyl ether, ethylene glycol methyl ether, ethylene glycol ethyl ether, ethylene glycol-n-propyl ether, ethylene glycol-n-butyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol ethyl ether acetate, diethylene glycol dimethyl ether, and diethylene glycol monomethyl ether. , Diethylene glycol monomethyl ether acetate, tetrahydrofuran, diisopentyl ether and the like;
As the halogenated hydrocarbon, for example, dichloromethane, 1,2-dichloroethane, 1,4-dichlorobutane, trichloroethane, chlorobenzene, o-dichlorobenzene and the like; As the hydrocarbon, for example, hexane, heptane, octane, Benzene, toluene, xylene and the like; In addition, the specific solvent (B) can be used.
これらの有機溶媒のうち、非プロトン性極性溶媒及びフェノール系溶媒よりなる群(有機溶媒A)から選択される一種以上、又は、有機溶媒Aから選択される一種以上と、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及び炭化水素よりなる群(有機溶媒B)から選択される一種以上との混合物を使用することが好ましい。後者の場合、有機溶媒Bの使用割合は、有機溶媒A及び有機溶媒Bの合計量に対して、好ましくは50重量%以下であり、より好ましくは40重量%以下であり、更に好ましくは30重量%以下である。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重量%になるような量とすることが好ましい。 Among these organic solvents, one or more selected from the group consisting of aprotic polar solvents and phenolic solvents (organic solvent A), or one or more selected from organic solvent A, and alcohols, ketones, esters, It is preferable to use a mixture with at least one selected from the group consisting of ethers, halogenated hydrocarbons and hydrocarbons (organic solvent B). In the latter case, the proportion of the organic solvent B used is preferably 50% by weight or less, more preferably 40% by weight or less, and still more preferably 30% by weight, based on the total amount of the organic solvent A and the organic solvent B. % Or less. The amount (a) of the organic solvent used is such that the total amount (b) of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine is 0.1 to 50% by weight based on the total amount (a + b) of the reaction solution. Is preferred.
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等の組成物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等の調製に供してもよく、又は単離したポリアミック酸を精製したうえで液晶配向剤等の調製に供してもよい。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、上記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く、又は単離したポリアミック酸を精製したうえで脱水閉環反応に供してもよい。ポリアミック酸の単離及び精製は公知の方法に従って行うことができる。 As described above, a reaction solution obtained by dissolving the polyamic acid is obtained. This reaction solution may be directly used for preparation of a composition such as a liquid crystal alignment agent, or may be used for preparation of a liquid crystal alignment agent or the like after isolating the polyamic acid contained in the reaction solution. The polyamic acid may be purified and then used for preparing a liquid crystal aligning agent and the like. When the polyamic acid is subjected to dehydration ring closure to form a polyimide, the reaction solution may be subjected to the dehydration ring closure reaction as it is, or the polyamic acid contained in the reaction solution may be isolated and then subjected to the dehydration ring closure reaction. Alternatively, the isolated polyamic acid may be purified and then subjected to a dehydration ring closure reaction. Isolation and purification of the polyamic acid can be performed according to a known method.
<ポリイミド>
本実施形態に係るポリイミドは、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。
<Polyimide>
The polyimide according to this embodiment can be obtained by dehydrating and ring-closing the polyamic acid synthesized as described above to imidize the polyamic acid.
上記ポリイミドは、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が併存する部分イミド化物であってもよい。本実施形態におけるポリイミドは、そのイミド化率が30%以上であることが好ましく、40〜99%であることがより好ましく、50〜99%であることが更に好ましい。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 complete imidized product obtained by dehydrating and ring-closing all of the amic acid structures that the precursor polyamic acid had, and dehydrating and ring-closing only a part of the amic acid structure to form an amic acid structure. It may be a partially imidized compound having an imide ring structure. The imidation ratio of the polyimide in the present embodiment is preferably 30% or more, more preferably 40 to 99%, and still more preferably 50 to 99%. The imidation ratio is a percentage of the number of imide ring structures to the total number of amic acid structures and imide ring structures of the polyimide. Here, a 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。
上記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℃であり、より好ましくは10〜150℃である。反応時間は、好ましくは1.0〜120時間であり、より好ましくは2.0〜30時間である。
The dehydration and ring closure of the polyamic acid is preferably carried out by heating the polyamic acid or by dissolving the polyamic acid in an organic solvent, adding a dehydrating agent and a dehydration ring-closing catalyst to the solution, and heating as necessary. . Of these, the latter method is preferred.
In the above method of adding a dehydrating agent and a dehydration ring-closing catalyst to a solution of a polyamic acid, as the dehydrating agent, for example, an acid anhydride such as acetic anhydride, propionic anhydride, and trifluoroacetic anhydride can be used. The amount of the dehydrating agent used is preferably 0.01 to 20 mol per 1 mol of the amic acid structure of the polyamic acid. As the dehydration ring-closing catalyst, for example, tertiary amines such as pyridine, collidine, lutidine, and triethylamine can be used. The amount of the dehydration ring-closing catalyst used is preferably 0.01 to 10 mol per 1 mol of the dehydrating agent used. Examples of the organic solvent used for the dehydration ring-closing reaction include the organic solvents exemplified as those used for the synthesis of polyamic acid. The reaction temperature of the dehydration ring closure reaction is preferably from 0 to 180 ° C, more preferably from 10 to 150 ° C. The reaction time is preferably from 1.0 to 120 hours, more preferably from 2.0 to 30 hours.
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等の組成物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等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等の調製に供してもよく、又は単離したポリイミドを精製したうえで液晶配向剤等の調製に供してもよい。これらの精製操作は公知の方法に従って行うことができる。 Thus, a reaction solution containing the polyimide is obtained. This reaction solution may be directly used for preparing a composition such as a liquid crystal alignment agent, or may be used for preparing a liquid crystal alignment agent or the like after removing the dehydrating agent and the dehydration ring-closing catalyst from the reaction solution. The separated polyimide may be used for preparing a liquid crystal aligning agent or the like after separation, or the isolated polyimide may be purified and then used for preparing a liquid crystal aligning agent or the like. These purification operations can be performed according to a known method.
<ポリアミック酸エステル>
本実施形態の液晶配向剤等の組成物に含有されるポリアミック酸エステルは、例えば、[I]上記合成反応により得られたポリアミック酸と、水酸基含有化合物、ハロゲン化物、エポキシ基含有化合物等とを反応させることにより合成する方法、[II]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、[III]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、によって得ることができる。
<Polyamic acid ester>
The polyamic acid ester contained in the composition such as the liquid crystal alignment agent of the present embodiment includes, for example, [I] a polyamic acid obtained by the above synthesis reaction, a hydroxyl group-containing compound, a halide, an epoxy group-containing compound, and the like. It can be obtained by a method of synthesizing by reacting, a method of reacting a tetracarboxylic acid diester with a diamine, and a method of reacting a tetracarboxylic acid diester dihalide with a diamine.
ここで、方法[I]で使用する水酸基含有化合物としては、例えばメタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール類;フェノール、クレゾール等のフェノール類などが挙げられる。また、ハロゲン化物としては、例えば臭化メチル、臭化エチル、臭化ステアリル、塩化メチル、塩化ステアリル、1,1,1−トリフルオロ−2−ヨードエタン等が挙げられ、エポキシ基含有化合物としては、例えばプロピレンオキシド等が挙げられる。方法[II]で使用するテトラカルボン酸ジエステルは、例えば上記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上記のアルコール類を用いて開環することにより得ることができる。また、方法[III]で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、上記の如くして得た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。方法[II]及び[III]で使用するジアミンとしては、上記ポリアミック酸の合成で例示した特定ジアミン及びその他のジアミンを用いることができ、特定ジアミンを含むことが好ましい。なお、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。 Here, examples of the hydroxyl group-containing compound used in the method [I] include alcohols such as methanol, ethanol, and propanol; and phenols such as phenol and cresol. Examples of the halide include, for example, methyl bromide, ethyl bromide, stearyl bromide, methyl chloride, stearyl chloride, 1,1,1-trifluoro-2-iodoethane, and the like. For example, propylene oxide and the like can be mentioned. The tetracarboxylic diester used in the method [II] can be obtained, for example, by ring-opening the tetracarboxylic dianhydride exemplified in the above synthesis of the polyamic acid using the above alcohol. The tetracarboxylic diester dihalide used in the method [III] can be obtained by reacting the tetracarboxylic diester obtained as described above with a suitable chlorinating agent such as thionyl chloride. As the diamine used in the methods [II] and [III], the specific diamine and the other diamines exemplified in the above synthesis of the polyamic acid can be used, and it is preferable to include the specific diamine. 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.
<溶液粘度及び重量平均分子量>
以上のようにして得られるポリアミック酸、ポリイミド及びポリアミック酸エステルは、これを濃度10重量%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、上記重合体の溶液粘度(mPa・s)は、当該重合体の良溶媒(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重量%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。
還元粘度は、均一な塗膜を形成することができる範囲であれば特に限定されないが、0.05〜3.0dl/gであることが好ましく、0.1〜2.5dl/gであることがより好ましく、0.3〜1.5dl/gであることが更に好ましい。
本実施形態に係る液晶配向剤等の組成物に含有させるポリアミック酸、ポリイミド及びポリアミック酸エステルについて、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は、500〜100,000であることが好ましく、1,000〜50,000であることがより好ましい。
<Solution viscosity and weight average molecular weight>
The polyamic acid, polyimide, and polyamic acid ester obtained as described above preferably have a solution viscosity of 10 to 800 mPa · s when a solution having a concentration of 10% by weight is used, and preferably have a solution viscosity of 15 to 500 mPa. More preferably, it has a solution viscosity of s. Note that the solution viscosity (mPa · s) of the above polymer is based on a polymer solution having a concentration of 10% by weight prepared using a good solvent for the polymer (eg, γ-butyrolactone, N-methyl-2-pyrrolidone). , Measured at 25 ° C. using an E-type rotational viscometer.
The reduced viscosity is not particularly limited as long as a uniform coating film can be formed, but is preferably 0.05 to 3.0 dl / g, and more preferably 0.1 to 2.5 dl / g. Is more preferable, and more preferably 0.3 to 1.5 dl / g.
The polyamic acid, polyimide, and polyamic acid ester contained in the composition such as the liquid crystal alignment agent according to the present embodiment have a weight average molecular weight of 500 to 100,000 in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC). It is preferably, and more preferably 1,000 to 50,000.
≪溶剤≫
本実施形態に係る組成物及び液晶配向剤は、溶剤成分として、上記式(b−1A)で表される化合物、上記式(b−1B)で表される化合物、上記式(b1)で表される化合物、及び上記式(b2)で表される化合物よりなる群から選ばれる少なくとも一種である特定溶剤(B)を含有する。このような特定溶剤(B)を液晶配向剤等の組成物中に含有させることにより、液晶配向剤等の基板に対する塗布性を良好にすることができる。
≪Solvent≫
The composition and the liquid crystal aligning agent according to this embodiment include, as solvent components, a compound represented by the formula (b-1A), a compound represented by the formula (b-1B), and a compound represented by the formula (b1). And the specific solvent (B) which is at least one selected from the group consisting of the compounds represented by the formula (b2). By including such a specific solvent (B) in a composition such as a liquid crystal aligning agent, the applicability of the liquid crystal aligning agent or the like to a substrate can be improved.
<1>上記式(b−1A)で表される化合物
上記式(b−1A)で表される化合物を液晶配向剤等の組成物中に含有させることにより、液晶配向剤等の基板に対する塗布性及び液晶配向剤等の保存安定性を良好にすることができる。また、液晶表示素子を狭額縁化した際にも良好な表示品位を保つことができる。
<1> Compound represented by the above formula (b-1A) The compound represented by the above formula (b-1A) is contained in a composition such as a liquid crystal aligning agent to coat the liquid crystal aligning agent or the like on a substrate. And storage stability of the liquid crystal aligning agent and the like can be improved. Further, good display quality can be maintained even when the frame of the liquid crystal display element is narrowed.
上記式(b−1A)で表される化合物について、X、Yはそれぞれ独立に−COO−または−OCO−である。A,C1は、それぞれ独立に炭素数1〜6の1価の炭化水素基であり、好ましくは炭素数1〜4の直鎖状または分岐状のアルキル基である。Bは炭素数1〜12の2価の炭化水素基であり、好ましくは炭素数1〜6のアルキレン基である。 In the compound represented by the formula (b-1A), X and Y are each independently -COO- or -OCO-. A and C 1 are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. B is a divalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms.
上記式(b−1A)で表される化合物としては、例えば以下に示すものを挙げることができる。なお、上記式(b−1A)で表される化合物は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
ここで、例えば液晶配向剤は、製造してから出荷するまでの間、通常、ポリアミック酸やポリイミドの劣化を防ぐために極低温環境下で(例えば−15℃で)保管される。ところが、長期間低温で保管した液晶配向剤中には、溶液中に析出物が発生することがある。また、一度析出した析出物は再溶解されにくく、液晶表示素子の製造プロセスにおいて印刷不良などの不具合を引き起こすおそれがある。このような析出物の発生の原因は定かではないが、液晶配向剤の溶剤成分として一般に使用されているブチルセロソルブが一因であると推測される。そのため、基板に対する塗布性を良好にするための溶剤として、ブチルセロソルブに替わる新たな有機溶媒を見出すことが求められている。 Here, for example, the liquid crystal alignment agent is usually stored in an extremely low temperature environment (for example, at −15 ° C.) from the time of manufacture to the time of shipment in order to prevent deterioration of polyamic acid or polyimide. However, a precipitate may be generated in the solution in the liquid crystal aligning agent stored at a low temperature for a long time. Further, once deposited, the precipitate is hardly redissolved, which may cause a problem such as poor printing in the manufacturing process of the liquid crystal display element. Although the cause of the generation of such precipitates is not clear, it is assumed that butyl cellosolve, which is generally used as a solvent component of the liquid crystal aligning agent, is one of the causes. Therefore, there is a need to find a new organic solvent instead of butyl cellosolve as a solvent for improving the applicability to a substrate.
液晶ディスプレイは、液晶配向膜を形成した一対の基板を対向配置し、その対向配置した一対の基板間に液晶を配置することにより製造される。その際、一対の基板はエポキシ樹脂などのシール剤を用いて貼り合わされる。スマートフォンやタブレットPCに代表されるタッチパネル式の表示パネルにおいて、そのタッチパネルの可動面積をより広く、かつ液晶パネル(素子)の小型化を両立させるため、狭額縁化を図ることが試みられている。この液晶パネルの狭額縁化に伴い、シール剤周辺で表示ムラが視認される場合があり、表示品位の点で十分に満足できるものではなかった。液晶ディスプレイの高精細化、高寿命化を図るためには、こうしたシール剤周辺での表示ムラが視認されにくい(ベゼルムラ耐性が高い)液晶表示素子が求められる。 2. Description of the Related Art A liquid crystal display is manufactured by disposing a pair of substrates on each of which a liquid crystal alignment film is formed, and disposing a liquid crystal between the pair of substrates opposed to each other. At this time, the pair of substrates are bonded together using a sealing agent such as an epoxy resin. In a touch panel type display panel represented by a smartphone or a tablet PC, an attempt has been made to narrow the frame in order to make the movable area of the touch panel wider and to downsize the liquid crystal panel (element). As the frame of the liquid crystal panel becomes narrower, display unevenness may be visually recognized around the sealant, and the display quality is not sufficiently satisfactory. In order to achieve higher definition and longer life of the liquid crystal display, a liquid crystal display element in which display unevenness around such a sealant is hardly visually recognized (high bezel unevenness resistance) is required.
この点、上記式(b−1A)で表される化合物は、ブチルセロソルブに替わる新たな有機溶媒として有用である。具体的には、上記式(b−1A)で表される化合物を溶剤成分として含む液晶配向剤は、長期間の低温保管に対する保存安定性及び基板に対する塗布性が良好であり、かつ狭額縁化に対応している。 In this regard, the compound represented by the above formula (b-1A) is useful as a new organic solvent replacing butyl cellosolve. Specifically, the liquid crystal aligning agent containing the compound represented by the formula (b-1A) as a solvent component has good storage stability for long-term low-temperature storage and good coating properties on a substrate, and has a narrower frame. It corresponds to.
<2>上記式(b−1B)で表される化合物
上記式(b−1B)で表される化合物を液晶配向剤等の組成物中に含有させることにより、液晶配向剤等の基板に対する塗布性及び液晶配向剤等の保存安定性を良好にすることができる。また、液晶表示素子を狭額縁化した際にも良好な表示品位を保つことができる。
<2> Compound represented by the above formula (b-1B) The compound represented by the above formula (b-1B) is contained in a composition such as a liquid crystal aligning agent, so that a liquid crystal aligning agent or the like is applied to a substrate. And storage stability of the liquid crystal aligning agent and the like can be improved. Further, good display quality can be maintained even when the frame of the liquid crystal display element is narrowed.
上記式(b−1B)で表される化合物について、R1〜R2は、それぞれ独立に炭素数3〜6のアルキル基であり、好ましくは炭素数4〜6のアルキル基である。R3はそれぞれ独立に水素原子またはメチル基である。n4は2または3である。
n4が2の場合、2つのR3は共に水素原子であるか、一方が水素原子で他方がメチル基であることが好ましく、共に水素原子であることが特に好ましい。
n4が3の場合、3つのR3は全て水素原子であるか、2つが水素原子で1つがメチル基であることが好ましく、全て水素原子であることが特に好ましい。
The compound represented by the above formula (b-1B), R 1 ~
If n4 is 2, or the two R 3 are both hydrogen atoms, it is preferred that one is a hydrogen atom and the other is a methyl group, and particularly preferably both hydrogen atoms.
When n4 is 3, all three R 3 are preferably hydrogen atoms, or two are preferably hydrogen atoms and one is a methyl group, and particularly preferably all are hydrogen atoms.
上記式(b−1B)で表される化合物としては、例えば以下に示すものを挙げることができる。なお、上記式(b−1B)で表される化合物は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
上記式(b−1B)で表される化合物は、上記(b−1A)と同じく、ブチルセロソルブに替わる新たな有機溶媒として有用である。具体的には、上記式(b−1B)で表される化合物を溶剤成分として含む液晶配向剤は、長期間の低温保管に対する保存安定性及び基板に対する塗布性が良好であり、かつ狭額縁化に対応している。 The compound represented by the above formula (b-1B) is useful as a new organic solvent replacing butyl cellosolve, similarly to the above (b-1A). Specifically, the liquid crystal aligning agent containing the compound represented by the formula (b-1B) as a solvent component has good storage stability for long-term low-temperature storage, good coating properties on a substrate, and a narrow frame. It corresponds to.
<3>上記式(b1)または式(b2)で表される化合物
上記式(b1)または式(b2)で表される化合物は、ポリアミック酸やポリイミドに対する溶解性が良好であるとともに、沸点が適度に高い。したがって、このような化合物を溶剤の少なくとも一部として用いることにより、液晶配向剤等の組成物の基板への印刷時において、印刷機上からの溶剤の揮発を抑えることができ、印刷機上に重合体成分が析出しにくくなる。その結果、印刷性(特に長期印刷性)を良好にすることができる。また、溶剤の沸点が高すぎないことから、印刷後に予備加熱(プレベーク)を行った場合において、予備加熱後に塗膜中に残存する溶剤量を少なくすることができる。したがって、予備加熱後に塗膜表面にダストが付着するのを抑制することができ、これにより製品の歩留まりの低下を抑制することができる。
<3> Compound represented by Formula (b1) or Formula (b2) The compound represented by Formula (b1) or Formula (b2) has good solubility in polyamic acid and polyimide, and has a boiling point of Moderately high. Therefore, by using such a compound as at least a part of the solvent, at the time of printing a composition such as a liquid crystal aligning agent on a substrate, it is possible to suppress volatilization of the solvent from the printing press, and the Precipitation of the polymer component becomes difficult. As a result, printability (particularly long-term printability) can be improved. In addition, since the boiling point of the solvent is not too high, when preheating (prebaking) is performed after printing, the amount of solvent remaining in the coating film after preheating can be reduced. Therefore, it is possible to suppress the dust from adhering to the surface of the coating film after the preliminary heating, thereby suppressing a decrease in product yield.
(上記式(b1)で表される化合物)
上記式(b1)で表される化合物について、Rは炭素数1〜3のアルキル基であり、炭素数1または2のアルキル基であることが好ましい。nは0〜2の整数であり、1または2であることが好ましい。
上記式(b1)で表される化合物としては、例えば以下に示すものを挙げることができる。なお、上記式(b1)で表される化合物は、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。
In the compound represented by the formula (b1), R is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and preferably an alkyl group having 1 or 2 carbon atoms. n is an integer of 0 to 2, and is preferably 1 or 2.
Examples of the compound represented by the above formula (b1) include the following. In addition, the compound represented by the above formula (b1) may be used alone or in combination of two or more.
(上記式(b2)で表される化合物)
上記式(b2)で表される化合物について、mは0〜2の整数であり、1または2であることが好ましい。
上記式(b2)で表される化合物としては、例えば以下に示すものを挙げることができる。なお、上記式(b2)で表される化合物は、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。
In the compound represented by the formula (b2), m is an integer of 0 to 2, and is preferably 1 or 2.
Examples of the compound represented by the above formula (b2) include the following. In addition, the compound represented by the above formula (b2) can be used alone or in combination of two or more.
なお、本実施形態の組成物又は液晶配向剤に含有される特定溶剤(B)は、上記式(b−1A)で表される化合物、上記式(b−1B)で表される化合物、および、上記式(b1)または式(b2)で表される化合物のうちの1種のみであってもよい。また、これらの2種以上を組み合わせて含んでいてもよい。 Note that the specific solvent (B) contained in the composition or the liquid crystal aligning agent of the present embodiment is a compound represented by the above formula (b-1A), a compound represented by the above formula (b-1B), Or only one of the compounds represented by the formula (b1) or (b2). Further, two or more of these may be included in combination.
(その他の溶剤)
本実施形態の液晶配向剤等の組成物は、溶剤成分として、上記特定溶剤(B)以外のその他の溶剤をさらに含有していることが好ましい。当該その他の溶剤としては、重合体(A)を溶解可能な溶媒(以下、「第1溶剤」ともいう。)、当該重合体(A)の貧溶媒であって上記特定溶剤(B)以外の有機溶媒などを挙げることができる。
(Other solvents)
The composition such as the liquid crystal alignment agent of the present embodiment preferably further contains, as a solvent component, another solvent other than the specific solvent (B). Examples of the other solvent include a solvent capable of dissolving the polymer (A) (hereinafter, also referred to as a “first solvent”) and a poor solvent for the polymer (A) other than the specific solvent (B). Organic solvents and the like can be mentioned.
上記第1溶剤としては、上記重合体(A)の良溶媒であればよく、その好ましい具体例としては、例えばN−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、N−ペンチル−2−ピロリドン、3−メトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド、N,N,2−トリメチルプロピオンアミド、3−ブトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド、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、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、N−エチル−2−ピロリドン、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、ヘキサメチルホスホルトリアミド、m−クレゾール等が挙げられる。なお、第1溶剤は、上記のものを1種単独で又は2種以上を混合して使用することができる。 The first solvent may be a good solvent for the polymer (A), and specific preferred examples thereof include N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, and N-pentyl-2. -Pyrrolidone, 3-methoxy-N, N-dimethylpropionamide, N, N, 2-trimethylpropionamide, 3-butoxy-N, N-dimethylpropionamide, γ-butyrolactone, γ-butyrolactam, N, N-dimethyl Formamide, N, N-dimethylacetamide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, N-ethyl-2-pyrrolidone, dimethylsulfoxide, tetramethylurea, hexamethylphosphortriamide, m-cresol and the like. The first solvent may be used alone or in combination of two or more.
また、上記重合体(A)の貧溶媒であって上記特定溶剤(B)以外の有機溶媒(以下、「その他の貧溶媒」ともいう。)としては、例えば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、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(DPM)、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、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ダイアセトンアルコール、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジイソペンチルエーテル、プロピレングリコールジアセテート等を挙げることができる。当該有機溶媒は、上記のものを1種単独で又は2種以上を混合して使用することができる。なお、以下では、上記その他の貧溶媒及び特定溶剤(B)よりなる群を「第2溶剤」ともいう。 Examples of the poor solvent for the polymer (A) and the organic solvent other than the specific solvent (B) (hereinafter also referred to as “other poor solvents”) include ethylene glycol monomethyl ether, butyl lactate, and acetic acid. Butyl, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, 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 acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether acetate Diethylene glycol monoethyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether (DPM), diisobutyl ketone, isoamyl propionate, isoamyl isobutyrate, ethylene carbonate, propylene carbonate, diacetone alcohol, diethylene glycol diethyl ether, diisopentyl ether, propylene glycol di Acetate and the like can be mentioned. These organic solvents can be used alone or in combination of two or more. Hereinafter, the group consisting of the other poor solvent and the specific solvent (B) is also referred to as “second solvent”.
液晶配向剤中における特定溶剤(B)の含有割合は、液晶配向剤に含まれる溶剤の全体量に対して1〜70重量%であることが好ましい。特定溶剤(B)の含有量が1重量%未満であると、基板に対する塗布性の改良効果が得られにくく、70重量%を超えると、重合体成分が析出しやすくなる。特定溶剤(B)の含有割合は、より好ましくは5〜70重量%であり、さらに好ましくは10〜65重量%である。
また、上記第1溶剤の含有割合は、重合体(A)の析出を抑制する観点から、液晶配向剤に含まれる溶剤の全体量に対して、好ましくは5重量%以上であり、より好ましくは10重量%以上であり、更に好ましくは15重量%以上である。また、上記第1溶剤の含有割合の上限値については、上記特定溶剤(B)の添加による効果を好適に得る観点から、液晶配向剤に含まれる溶剤の全体量に対して、好ましくは99重量%以下であり、より好ましくは95重量%以下であり、更に好ましくは85重量%以下である。
The content ratio of the specific solvent (B) in the liquid crystal aligning agent is preferably 1 to 70% by weight based on the total amount of the solvent contained in the liquid crystal aligning agent. When the content of the specific solvent (B) is less than 1% by weight, the effect of improving the applicability to the substrate is hardly obtained, and when it exceeds 70% by weight, the polymer component tends to precipitate. The content ratio of the specific solvent (B) is more preferably 5 to 70% by weight, and further preferably 10 to 65% by weight.
In addition, the content ratio of the first solvent is preferably 5% by weight or more, more preferably 5% by weight, based on the total amount of the solvent contained in the liquid crystal alignment agent, from the viewpoint of suppressing the precipitation of the polymer (A). It is at least 10% by weight, more preferably at least 15% by weight. In addition, the upper limit of the content ratio of the first solvent is preferably 99% by weight based on the total amount of the solvent contained in the liquid crystal aligning agent, from the viewpoint of suitably obtaining the effect of the addition of the specific solvent (B). % Or less, more preferably 95% by weight or less, and even more preferably 85% by weight or less.
上記その他の貧溶媒の含有割合は、液晶配向剤に含まれる溶剤の全体量に対して、好ましくは70重量%以下であり、より好ましくは60重量%以下であり、更に好ましくは50重量%以下であり、特に好ましくは30重量%以下である。
第1溶剤と第2溶剤との比率は、基板への塗布性を良好にする観点から、第1溶剤の使用量に対する第2溶剤の使用量を、0.03倍(重量)以上とすることが好ましく、0.05倍(重量)以上とすることがより好ましい。また、重合体の析出を抑制する観点から、2.5倍(重量)以下とすることが好ましく、2.0倍(重量)以下とすることがより好ましい。
The content ratio of the other poor solvent is preferably 70% by weight or less, more preferably 60% by weight or less, and still more preferably 50% by weight or less based on the total amount of the solvent contained in the liquid crystal aligning agent. And particularly preferably 30% by weight or less.
The ratio of the first solvent to the second solvent should be 0.03 times (weight) or more the amount of the second solvent with respect to the amount of the first solvent from the viewpoint of improving the applicability to the substrate. And more preferably 0.05 times (weight) or more. Further, from the viewpoint of suppressing the precipitation of the polymer, it is preferably 2.5 times (weight) or less, more preferably 2.0 times (weight) or less.
本実施形態に係る液晶配向剤は、溶剤としてブチルセロソルブを実質的に含んでいないことが好ましい。なお、本明細書において「ブチルセロソルブを実質的に含んでいない」とは、ブチルセロソルブの含有割合が、液晶配向剤に含まれる溶剤の全体量に対して、好ましくは5重量%以下、より好ましくは3重量%以下、更に好ましくは0.5重量%以下であることを意味する。 It is preferable that the liquid crystal aligning agent according to the present embodiment does not substantially contain butyl cellosolve as a solvent. In this specification, "substantially free of butyl cellosolve" means that the content ratio of butyl cellosolve is preferably 5% by weight or less, more preferably 3% by weight or less, based on the total amount of the solvent contained in the liquid crystal aligning agent. % By weight, more preferably 0.5% by weight or less.
《その他の成分》
本実施形態に係る液晶配向剤等の組成物は、上記の如き重合体(A)及び溶剤を含有するが、必要に応じて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、上記重合体(A)以外のその他の重合体、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」という)、官能性シラン化合物、上記アミン化合物(C)等を挙げることができる。
《Other ingredients》
The composition such as the liquid crystal alignment agent according to the present embodiment contains the polymer (A) and the solvent as described above, but may contain other components as needed. Examples of such other components include other polymers other than the polymer (A), a compound having at least one epoxy group in a molecule (hereinafter, referred to as an “epoxy group-containing compound”), a functional silane compound, The amine compound (C) and the like can be mentioned.
[その他の重合体]
上記その他の重合体は、溶液特性や電気的特性の改善のために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、ポリ(メタ)アクリレートなどを挙げることができる。当該その他の重合体を液晶配向剤に添加する場合、その配合比率は、液晶配向剤中の重合体成分の合計量に対して、50重量%以下が好ましく、0.1〜40重量%がより好ましく、0.1〜30重量%が更に好ましい。
[Other polymers]
These other polymers can be used to improve solution properties and electrical properties. Examples of such other polymers include polyesters, polyamides, cellulose derivatives, polyacetals, polystyrene derivatives, poly (styrene-phenylmaleimide) derivatives, and poly (meth) acrylates. When the other polymer is added to the liquid crystal aligning agent, its compounding ratio is preferably 50% by weight or less, more preferably 0.1 to 40% by weight, based on the total amount of the polymer components in the liquid crystal aligning agent. Preferably, it is more preferably 0.1 to 30% by weight.
[エポキシ基含有化合物]
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を向上させるために使用することができる。ここで、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、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、2,2−ジブロモネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−m−キシレンジアミン、1,3−ビス(N,N−ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、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挙げることができる。
これらエポキシ基含有化合物を液晶配向剤に添加する場合、その配合比率は、液晶配向剤中に含まれる重合体の合計100重量部に対して、40重量部以下が好ましく、0.1〜30重量部がより好ましい。
[Epoxy group-containing compound]
The epoxy group-containing compound can be used to improve the adhesion of the liquid crystal alignment film to the substrate surface. Here, as the epoxy group-containing compound, for example, ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, tripropylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, , 6-hexanediol diglycidyl ether, glycerin diglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, 2,2-dibromoneopentyl glycol diglycidyl ether, N, N, N ', N'-tetraglycidyl-m-xylenediamine , 1,3-bis (N, N-diglycidylaminomethyl) cyclohexane, N, N, N ', N'-tetraglycidyl-4,4'-diaminodi Enirumetan, N, N-diglycidyl - benzylamine, N, N-diglycidyl - aminomethyl cyclohexane, N, N-diglycidyl - and cyclohexyl amine.
When these epoxy group-containing compounds are added to the liquid crystal aligning agent, the compounding ratio is preferably 40 parts by weight or less, and preferably 0.1 to 30 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total polymer contained in the liquid crystal aligning agent. Parts are more preferred.
[官能性シラン化合物]
上記官能性シラン化合物は、液晶配向剤の印刷性の向上を目的として使用することができる。このような官能性シラン化合物としては、例えば3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、2−アミノプロピルトリメトキシシラン、2−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、N−エトキシカルボニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−トリエトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、10−トリメトキシシリル−1,4,7−トリアザデカン、9−トリメトキシシリル−3,6−ジアザノニルアセテート、9−トリメトキシシリル−3,6−ジアザノナン酸メチル、N−ベンジル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、グリシドキシメチルトリメトキシシラン、2−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等を挙げることができる。
これら官能性シラン化合物を液晶配向剤に添加する場合、その配合比率は、重合体の合計100重量部に対して2重量部以下が好ましく、0.02〜0.2重量部がより好ましい。
[Functional silane compound]
The functional silane compound can be used for the purpose of improving the printability of the liquid crystal alignment agent. Examples of such a functional silane compound include 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 2-aminopropyltrimethoxysilane, 2-aminopropyltriethoxysilane, and N- (2-aminoethyl ) -3-Aminopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-ureidopropyltrimethoxysilane, 3-ureidopropyltriethoxysilane, N-ethoxycarbonyl-3- Aminopropyltrimethoxysilane, N-triethoxysilylpropyltriethylenetriamine, 10-trimethoxysilyl-1,4,7-triazadecane, 9-trimethoxysilyl-3,6-diazanonyl acetate, 9-trimethoxysilyl -3,6- Methyl azanonanoate, N-benzyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, glycidoxymethyltrimethoxysilane, 2-glycidoxyethyltrimethoxysilane, 3-glycid Xypropyltrimethoxysilane and the like can be mentioned.
When these functional silane compounds are added to the liquid crystal aligning agent, the mixing ratio thereof is preferably 2 parts by weight or less, more preferably 0.02 to 0.2 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polymer in total.
[アミン化合物(C)]
上記アミン化合物(C)は、1級アミノ基を1個と窒素含有芳香族複素環とを有し、かつ当該1級アミノ基が、鎖状炭化水素基又は脂環式炭化水素基に結合した構造を有する化合物である。当該アミン化合物(C)は、液晶配向膜用途において、液晶表示素子の電気特性(例えば、電圧保持率や残留電荷の緩和速度など)を改善すること等を目的として使用することができる。
[Amine compound (C)]
The amine compound (C) has one primary amino group and a nitrogen-containing aromatic heterocyclic ring, and the primary amino group is bonded to a chain hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group. It is a compound having a structure. The amine compound (C) can be used for the purpose of improving the electrical characteristics of the liquid crystal display element (for example, the voltage holding ratio and the rate of relaxation of the residual charge) in the liquid crystal alignment film application.
上記アミン化合物(C)における窒素含有芳香族複素環は、環骨格中に窒素原子を1つ以上含む芳香環であればよい。したがって、環骨格中には、ヘテロ原子として窒素原子のみを含んでいてもよいし、窒素原子と、窒素原子以外のヘテロ原子(酸素原子、硫黄原子など)とを含んでいてもよい。当該窒素含有芳香族複素環の具体例としては、例えばピロール環、イミダゾール環、ピラゾール環、トリアゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、ピラジン環、インドール環、ベンゾイミダゾール環、プリン環、キノリン環、イソキノリン環、ナフチリジン環、キノキサリン環、フタラジン環、トリアジン環、アゼピン環、ジアゼピン環、アクリジン環、フェナジン環、フェナントロリン環、オキサゾール環、チアゾール環、カルバゾール環、チアジアゾール環、ベンゾチアゾール環、フェノチアジン環、オキサジアゾール環等が挙げられる。また、当該窒素含有芳香族複素環は、上記例示した環を構成する炭素原子に置換基が導入されたものであってもよい。当該置換基としては、例えばハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基等が挙げられる。 The nitrogen-containing aromatic heterocycle in the amine compound (C) may be any aromatic ring containing at least one nitrogen atom in the ring skeleton. Therefore, the ring skeleton may contain only a nitrogen atom as a hetero atom, or may contain a nitrogen atom and a hetero atom (an oxygen atom, a sulfur atom, or the like) other than the nitrogen atom. Specific examples of the nitrogen-containing aromatic heterocyclic ring include, for example, a pyrrole ring, an imidazole ring, a pyrazole ring, a triazole ring, a pyridine ring, a pyrimidine ring, a pyridazine ring, a pyrazine ring, an indole ring, a benzimidazole ring, a purine ring, and a quinoline ring. , Isoquinoline ring, naphthyridine ring, quinoxaline ring, phthalazine ring, triazine ring, azepine ring, diazepine ring, acridine ring, phenazine ring, phenanthroline ring, oxazole ring, thiazole ring, carbazole ring, thiadiazole ring, benzothiazole ring, phenothiazine ring, Oxadiazole ring and the like. Further, the nitrogen-containing aromatic heterocyclic ring may be one in which a substituent is introduced into a carbon atom constituting the above-described ring. Examples of the substituent include a halogen atom, an alkyl group, and an alkoxy group.
上記アミン化合物(C)において鎖状炭化水素基は、炭素数1〜20であることが好ましく、炭素数1〜15であることがより好ましく、炭素数1〜10であることが更に好ましい。なお、当該鎖状炭化水素基は、直鎖状でも分岐状でもよく、飽和でも不飽和でもよい。脂環式炭化水素基は、炭素数3〜20であることが好ましく、炭素数3〜15であることがより好ましく、炭素数3〜10であることが更に好ましい。 In the amine compound (C), the chain hydrocarbon group preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably has 1 to 15 carbon atoms, and still more preferably has 1 to 10 carbon atoms. The chain hydrocarbon group may be linear or branched, and may be saturated or unsaturated. The alicyclic hydrocarbon group preferably has 3 to 20 carbon atoms, more preferably 3 to 15 carbon atoms, and even more preferably 3 to 10 carbon atoms.
上記アミン化合物(C)としては、下記式(c−1)で表される化合物を好ましく使用することができる。
上記式(c−1)について、A1における2価の有機基としては、例えば、2価の鎖状炭化水素基、2価の脂環式炭化水素基、−O−R21−、−CO−R21−(但し、R21は、2価の鎖状炭化水素基又は脂環式炭化水素基である。)等が挙げられる。また、当該2価の有機基は、2価の鎖状炭化水素基又は2価の脂環式炭化水素基における炭素−炭素結合間に、−O−、−NH−、−CO−O−、−CO−NH−、−CO−、−S−、−S(O)2−、−Si(CH3)2−、−O−Si(CH3)2−、−O−Si(CH3)2−O−、フェニレン基等の芳香族炭化水素基、ピリジニレン基等の複素環基などを有する2価の基;2価の鎖状炭化水素基又は2価の脂環式炭化水素基における少なくとも1つの水素原子が、フッ素原子や塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子、フェニル基等の芳香族炭化水素基、水酸基、ハロゲン化アルキル基等で置換されてなる2価の基;などであってもよい。A1における2価の鎖状炭化水素基及び脂環式炭化水素基の具体例については、上記式(m−1)のR24の説明が適用される。
In the above formula (c-1), examples of the divalent organic group for A 1 include a divalent chain hydrocarbon group, a divalent alicyclic hydrocarbon group, —O—R 21 —, and —
A1としては、上記の中でも、鎖状炭化水素基を有する2価の有機基であることが好ましく、2価の鎖状炭化水素基であることがより好ましい。A1は、炭素数1〜20であることが好ましく、炭素数1〜15であることがより好ましく、炭素数1〜10であることが更に好ましい。A2の窒素含有芳香族複素環については上記の説明が適用される。 Among these, A 1 is preferably a divalent organic group having a chain hydrocarbon group, and more preferably a divalent chain hydrocarbon group. A 1 preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably has 1 to 15 carbon atoms, and still more preferably has 1 to 10 carbon atoms. The above description applies for nitrogen-containing aromatic heterocycle A 2.
上記アミン化合物(C)の具体例としては、例えば下記式(c−1−1)〜式(c−1−32)のそれぞれで表される化合物などが挙げられる。なお、アミン化合物(C)としては、これらのうちの一種を単独で又は二種以上を組み合わせて使用することができる。
上記アミン化合物(C)を液晶配向剤中に添加する場合、その配合比率は、アミン化合物(C)の添加による効果を好適に得る観点から、重合体の合計100重量部に対して、1重量部以上とすることが好ましく、2重量部以上とすることがより好ましい。また、液晶配向剤の安定性を損なわないという観点において、重合体の合計100重量部に対して、20重量部以下とすることが好ましく、15重量部以下とすることがより好ましい。 When the above-mentioned amine compound (C) is added to the liquid crystal aligning agent, the mixing ratio thereof is 1 part by weight based on 100 parts by weight of the total polymer, from the viewpoint of suitably obtaining the effect of the addition of the amine compound (C). Parts or more, more preferably 2 parts by weight or more. In addition, from the viewpoint of not impairing the stability of the liquid crystal aligning agent, the amount is preferably 20 parts by weight or less, more preferably 15 parts by weight or less, based on 100 parts by weight of the polymer in total.
なお、液晶配向剤に含有させるその他の添加剤としては、上記のほか、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や、酸化防止剤などが挙げられる。これらの使用割合は、本発明の効果を損なわない範囲で、使用する添加剤に応じて適宜選択することができる。 In addition, as other additives to be contained in the liquid crystal alignment agent, in addition to the above, a compound having at least one oxetanyl group in a molecule, an antioxidant, and the like can be given. These use ratios can be appropriately selected according to the additives used, as long as the effects of the present invention are not impaired.
本実施形態に係る液晶配向剤中に、添加剤として上記アミン化合物(C)を含有させる場合、液晶表示素子の電気的特性の改善を好適に行うことができる点において、上記重合体(A)の少なくとも一部がカルボキシル基を有していることが好ましい。また、当該重合体(A)が有するカルボキシル基の数は、重合体(A)の繰り返し単位あたり、平均値で0.1〜3個とすることが好ましく、0.3〜2個とすることがより好ましく、0.5〜1.8個とすることが更に好ましい。
重合体(A)が有するカルボキシル基の数を調整する方法は特に限定されず、例えば、(i)ポリイミドのイミド化率を調整することにより行う方法、(ii)重合体(A)の合成に用いるジアミンのカルボキシル基含有量を調整することにより行う方法、等が挙げられる。また、上記(i)と(ii)とを併用することにより行ってもよい。重合体(A)のイミド化率の自由度を高める点からすると、上記(ii)の方法を用いることが好ましい。
When the amine compound (C) is contained as an additive in the liquid crystal aligning agent according to the present embodiment, the polymer (A) is preferable in that the electrical characteristics of the liquid crystal display element can be suitably improved. It is preferable that at least a part of the compound has a carboxyl group. In addition, the number of carboxyl groups of the polymer (A) is preferably 0.1 to 3 on average, and preferably 0.3 to 2 per repeating unit of the polymer (A). Is more preferable, and it is still more preferable that the number is 0.5 to 1.8.
The method for adjusting the number of carboxyl groups contained in the polymer (A) is not particularly limited. A method of adjusting the carboxyl group content of the diamine to be used, and the like. Further, it may be performed by using the above (i) and (ii) together. From the viewpoint of increasing the degree of freedom of the imidation ratio of the polymer (A), the method (ii) is preferably used.
カルボキシル基を有する重合体(A)及び上記アミン化合物(C)を液晶配向剤中に含有させる場合、アミン化合物(C)の配合割合は、重合体(A)が有するカルボキシル基1モルに対して、0,01〜2モルとすることが好ましく、0.05〜1モルとすることがより好ましく、0.08〜0.8モルとすることが更に好ましい。 When the polymer (A) having a carboxyl group and the amine compound (C) are contained in a liquid crystal aligning agent, the mixing ratio of the amine compound (C) is 1 mol of the carboxyl group of the polymer (A). , 0.01 to 2 mol, more preferably 0.05 to 1 mol, even more preferably 0.08 to 0.8 mol.
本実施形態に係る液晶配向剤の固形分濃度(液晶配向剤の溶媒以外の成分の合計重量が液晶配向剤の全重量に占める割合)は、粘性、揮発性などを考慮して適宜に選択されるが、好ましくは1〜10重量%の範囲である。すなわち、本実施形態に係る液晶配向剤は、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が、このとき、固形分濃度が1重量%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を得にくい。一方、固形分濃度が10重量%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を得にくく、また、液晶配向剤の粘性が増大して塗布特性が劣るものとなる。 The solid content concentration (the ratio of the total weight of components other than the solvent of the liquid crystal aligning agent to the total weight of the liquid crystal aligning agent) of the liquid crystal aligning agent according to the present embodiment is appropriately selected in consideration of viscosity, volatility, and the like. However, it is preferably in the range of 1 to 10% by weight. That is, the liquid crystal aligning agent according to the present embodiment is applied to the substrate surface as described below, and is preferably heated to form a coating film serving as a liquid crystal alignment film or a coating film serving as a liquid crystal alignment film. At this time, if the solid content concentration is less than 1% by weight, it is difficult to obtain a good liquid crystal alignment film because the thickness of the coating film is too small. On the other hand, if the solid concentration exceeds 10% by weight, the thickness of the coating film becomes excessively large, making it difficult to obtain a good liquid crystal alignment film, and the viscosity of the liquid crystal alignment agent increases, resulting in poor coating characteristics. Becomes
特に好ましい固形分濃度の範囲は、基板に液晶配向剤を塗布する際に用いる方法によって異なる。例えばスピンコート法による場合には固形分濃度1.5〜4.5重量%の範囲が特に好ましい。オフセット印刷法による場合には、固形分濃度を3〜9重量%の範囲とし、それにより溶液粘度を12〜50mPa・sの範囲とすることが特に好ましい。インクジェット法による場合には、固形分濃度を1〜8重量%の範囲とし、それにより、溶液粘度を3〜20mPa・sの範囲とすることが特に好ましい。本実施形態の液晶配向剤を調製する際の温度は、好ましくは10〜50℃であり、より好ましくは20〜30℃である。 The particularly preferable range of the solid content concentration differs depending on the method used when applying the liquid crystal aligning agent to the substrate. For example, when the spin coating method is used, the solid content concentration is particularly preferably in the range of 1.5 to 4.5% by weight. In the case of the offset printing method, it is particularly preferable that the solid content concentration is in the range of 3 to 9% by weight, and thereby the solution viscosity is in the range of 12 to 50 mPa · s. In the case of using the ink jet method, it is particularly preferable that the solid content concentration is in the range of 1 to 8% by weight, and thereby the solution viscosity is in the range of 3 to 20 mPa · s. The temperature at the time of preparing the liquid crystal aligning agent of the present embodiment is preferably from 10 to 50C, more preferably from 20 to 30C.
≪液晶配向膜及び液晶表示素子≫
本実施形態に係る液晶配向膜は、上記のように調製された液晶配向剤により形成される。また、本実施形態に係る液晶表示素子は、上記液晶配向剤を用いて形成された液晶配向膜を具備する。液晶表示素子を適用する駆動モードは特に限定されず、TN型、STN型、IPS型、FFS型、VA型、MVA型などの種々の駆動モードに適用することができる。以下に、本実施形態に係る液晶表示素子の製造方法を説明するとともに、その説明の中で液晶配向膜の製造方法について説明する。
≪Liquid crystal alignment film and liquid crystal display device≫
The liquid crystal alignment film according to the present embodiment is formed by the liquid crystal alignment agent prepared as described above. Further, the liquid crystal display element according to the present embodiment includes a liquid crystal alignment film formed using the liquid crystal alignment agent. The driving mode to which the liquid crystal display element is applied is not particularly limited, and can be applied to various driving modes such as a TN mode, an STN mode, an IPS mode, an FFS mode, a VA mode, and an MVA mode. Hereinafter, a method for manufacturing the liquid crystal display element according to the present embodiment will be described, and in the description, a method for manufacturing the liquid crystal alignment film will be described.
本実施形態に係る液晶表示素子は、例えば以下の(1)〜(3)の工程により製造することができる。工程(1)は、所望の駆動モードによって使用基板が異なる。工程(2)及び工程(3)は各駆動モードに共通である。 The liquid crystal display element according to the present embodiment can be manufactured, for example, by the following steps (1) to (3). In the step (1), a substrate to be used differs depending on a desired driving mode. Steps (2) and (3) are common to each drive mode.
[工程(1):塗膜の形成]
先ず基板上に本実施形態の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。
(1−1)TN型、STN型又はVA型液晶表示素子を製造する場合、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一対として、その各透明性導電膜形成面上に、本実施形態に係る液晶配向剤を、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それぞれ塗布する。ここで、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。パターニングされた透明導電膜を得るには、例えばパターンなし透明導電膜を形成した後にフォト・エッチングによりパターンを形成する方法、透明導電膜を形成する際に所望のパターンを有するマスクを用いる方法などによることができる。液晶配向剤の塗布に際しては、基板表面及び透明導電膜と塗膜との接着性をさらに良好にするために、基板表面のうち塗膜を形成するべき面に、官能性シラン化合物、官能性チタン化合物などを予め塗布する前処理を施しておいてもよい。
[Step (1): Formation of coating film]
First, the liquid crystal aligning agent of the present embodiment is applied on a substrate, and then the coated surface is heated to form a coating film on the substrate.
(1-1) In the case of manufacturing a TN-type, STN-type or VA-type liquid crystal display element, two substrates provided with a patterned transparent conductive film are paired, and the respective transparent conductive film forming surfaces are formed on the two substrates. The liquid crystal aligning agent according to the present embodiment is preferably applied by an offset printing method, a spin coating method, a roll coater method, or an inkjet printing method, respectively. Here, as the substrate, for example, a transparent substrate made of glass such as float glass or soda glass; or a plastic such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethersulfone, polycarbonate, or poly (alicyclic olefin) can be used. As the transparent conductive film provided on one surface of a substrate, NESA film (US PPG registered trademark) made of tin oxide (SnO 2), indium oxide - such as an ITO film made of tin oxide (In 2 O 3 -SnO 2) the Can be used. In order to obtain a patterned transparent conductive film, for example, a method of forming a pattern by photo-etching after forming a transparent conductive film without a pattern, a method of using a mask having a desired pattern when forming the transparent conductive film, or the like is used. be able to. In applying the liquid crystal aligning agent, a functional silane compound, a functional titanium compound and a functional titanium compound are coated on the surface of the substrate where the coating is to be formed in order to further improve the adhesion between the substrate surface and the transparent conductive film and the coating. A pretreatment for applying a compound or the like in advance may be performed.
液晶配向剤の塗布後、塗布した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℃であり、より好ましくは40〜150℃であり、特に好ましくは40〜100℃である。プレベーク時間は好ましくは0.25〜10分であり、より好ましくは0.5〜5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。この焼成(ポストベーク)温度は、好ましくは80〜300℃であり、より好ましくは120〜250℃である。ポストベーク時間は好ましくは5〜200分であり、より好ましくは10〜100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であり、より好ましくは0.005〜0.5μmである。 After the application of the liquid crystal alignment agent, preheating (prebake) is preferably performed for the purpose of preventing the applied alignment agent from dripping. The prebaking temperature is preferably from 30 to 200 ° C, more preferably from 40 to 150 ° C, and particularly preferably from 40 to 100 ° C. The pre-bake time is preferably from 0.25 to 10 minutes, more preferably from 0.5 to 5 minutes. Thereafter, a baking (post-bake) step is performed for the purpose of completely removing the solvent and, if necessary, thermally imidizing the amic acid structure present in the polymer. The firing (post-baking) temperature is preferably from 80 to 300 ° C, more preferably from 120 to 250 ° C. The post-bake time is preferably from 5 to 200 minutes, more preferably from 10 to 100 minutes. The thickness of the film thus formed is preferably from 0.001 to 1 μm, more preferably from 0.005 to 0.5 μm.
(1−2)IPS型又はFFS型液晶表示素子を製造する場合、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の電極形成面と、電極が設けられていない対向基板の一面とに、本実施形態に係る液晶配向剤をそれぞれ塗布し、次いで各塗布面を加熱することにより塗膜を形成する。このとき使用される基板及び透明導電膜の材質、塗布方法、塗布後の加熱条件、透明導電膜又は金属膜のパターニング方法、基板の前処理、ならびに形成される塗膜の好ましい膜厚については上記(1−1)と同様である。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。 (1-2) In the case of manufacturing an IPS type or FFS type liquid crystal display element, an electrode forming surface of a substrate provided with an electrode made of a transparent conductive film or a metal film patterned in a comb shape and an electrode are provided. The liquid crystal aligning agent according to the present embodiment is applied to one surface of the opposite substrate that has not been coated, and then each applied surface is heated to form a coating film. The material used for the substrate and the transparent conductive film, the coating method, the heating conditions after the coating, the patterning method for the transparent conductive film or the metal film, the pretreatment of the substrate, and the preferable film thickness of the formed coating film are described above. This is the same as (1-1). As the metal film, for example, a film made of a metal such as chromium can be used.
上記(1−1)及び(1−2)のいずれの場合も、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配向膜となる塗膜が形成される。このとき、液晶配向剤に含有される重合体が、ポリアミック酸であるか、又はイミド環構造とアミック酸構造とを有するイミド化重合体である場合には、塗膜形成後に更に加熱することによって脱水閉環反応を進行させ、よりイミド化された塗膜としてもよい。 In both cases (1-1) and (1-2), after applying a liquid crystal aligning agent on the substrate, the organic solvent is removed to form a coating film serving as an alignment film. At this time, when the polymer contained in the liquid crystal aligning agent is a polyamic acid or an imidized polymer having an imide ring structure and an amic acid structure, by further heating after forming the coating film, The dehydration ring-closing reaction may proceed to form a more imidized coating film.
[工程(2):配向能付与処理]
TN型、STN型、IPS型又はFFS型の液晶表示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を施す。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。当該処理としては、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ラビング処理、塗膜に対して偏光又は非偏光の放射線を照射する光配向処理などが挙げられる。一方、VA型液晶表示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、該塗膜に対し配向能付与処理を施してもよい。
[Step (2): treatment for imparting alignment ability]
When manufacturing a TN-type, STN-type, IPS-type or FFS-type liquid crystal display element, a process of imparting liquid crystal alignment capability to the coating film formed in the above step (1) is performed. Thereby, the alignment ability of the liquid crystal molecules is imparted to the coating film to form a liquid crystal alignment film. As the treatment, a rubbing treatment in which a coating film is rubbed in a certain direction with a roll wrapped with a cloth made of, for example, nylon, rayon, cotton, or the like, a photo-alignment treatment for irradiating polarized light or non-polarized radiation to the coating film, or the like. Is mentioned. On the other hand, in the case of manufacturing a VA type liquid crystal display element, the coating film formed in the above step (1) can be used as it is as a liquid crystal alignment film. Good.
光配向処理において、塗膜に照射する放射線としては、例えば150〜800nmの波長の光を含む紫外線及び可視光線を用いることができる。放射線が偏光である場合、直線偏光であっても部分偏光であってもよい。また、用いる放射線が直線偏光又は部分偏光である場合には、照射は基板面に垂直の方向から行ってもよく、斜め方向から行ってもよく、又はこれらを組み合わせて行ってもよい。非偏光の放射線を照射する場合には、照射の方向は斜め方向とする。
使用する光源としては、例えば低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、重水素ランプ、メタルハライドランプ、アルゴン共鳴ランプ、キセノンランプ、エキシマーレーザーなどを使用することができる。好ましい波長領域の紫外線は、光源を、例えばフィルター、回折格子などと併用する手段などにより得ることができる。放射線の照射量は、好ましくは100〜50,000J/m2であり、より好ましくは300〜20,000J/m2である。また、塗膜に対する光照射は、反応性を高めるために塗膜を加温しながら行ってもよい。加温の際の温度は、通常30〜250℃であり、好ましくは40〜200℃であり、より好ましくは50〜150℃である。
In the photo-alignment treatment, ultraviolet rays and visible rays including light having a wavelength of, for example, 150 to 800 nm can be used as radiation applied to the coating film. When the radiation is polarized, it may be linearly polarized or partially polarized. When the radiation used is linearly polarized light or partially polarized light, the irradiation may be performed in a direction perpendicular to the substrate surface, may be performed in an oblique direction, or may be performed in combination. When irradiating unpolarized radiation, the direction of irradiation is oblique.
As a light source to be used, for example, a low-pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, a deuterium lamp, a metal halide lamp, an argon resonance lamp, a xenon lamp, an excimer laser and the like can be used. Ultraviolet rays in a preferable wavelength range can be obtained by means using a light source in combination with, for example, a filter or a diffraction grating. The radiation dose is preferably 100 to 50,000 J / m 2 , and more preferably 300 to 20,000 J / m 2 . Light irradiation on the coating film may be performed while heating the coating film in order to increase reactivity. The temperature at the time of heating is usually 30 to 250 ° C, preferably 40 to 200 ° C, and more preferably 50 to 150 ° C.
なお、ラビング処理後の液晶配向膜に対して更に、液晶配向膜の一部に紫外線を照射することによって液晶配向膜の一部の領域のプレチルト角を変化させる処理や、液晶配向膜表面の一部にレジスト膜を形成した上で先のラビング処理と異なる方向にラビング処理を行った後にレジスト膜を除去する処理を行い、液晶配向膜が領域ごとに異なる液晶配向能を持つようにしてもよい。この場合、得られる液晶表示素子の視界特性を改善することが可能である。VA型の液晶表示素子に好適な液晶配向膜は、PSA(Polymer sustained alignment)型の液晶表示素子にも好適に用いることができる。 In addition, the liquid crystal alignment film after the rubbing treatment is further irradiated with ultraviolet light to a part of the liquid crystal alignment film to change a pretilt angle in a partial region of the liquid crystal alignment film, or to perform a process on one surface of the liquid crystal alignment film. After forming a resist film on the portion, a rubbing process is performed in a different direction from the previous rubbing process, and then a process of removing the resist film is performed so that the liquid crystal alignment film has a different liquid crystal alignment ability for each region. . In this case, it is possible to improve the visibility characteristics of the obtained liquid crystal display element. A liquid crystal alignment film suitable for a VA liquid crystal display element can be suitably used for a PSA (Polymer sustained alignment) liquid crystal display element.
[工程(3):液晶セルの構築]
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には、例えば以下の2つの方法が挙げられる。
第一の方法は、従来から知られている方法である。先ず、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、注入孔を封止することにより液晶セルを製造する。また、第二の方法は、ODF(One Drop Fill)方式と呼ばれる手法である。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材を塗布し、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ことにより液晶セルを製造する。いずれの方法による場合でも、上記のようにして製造した液晶セルにつき、さらに、用いた液晶が等方相をとる温度まで加熱した後、室温まで徐冷することにより、液晶充填時の流動配向を除去することが望ましい。
[Step (3): Construction of Liquid Crystal Cell]
A liquid crystal cell is manufactured by preparing two substrates on each of which a liquid crystal alignment film is formed as described above, and disposing a liquid crystal between the two substrates that are opposed to each other. In order to manufacture a liquid crystal cell, for example, the following two methods can be used.
The first method is a conventionally known method. First, two substrates are opposed to each other with a gap (cell gap) therebetween so that the liquid crystal alignment films face each other, and the peripheral portions of the two substrates are bonded to each other using a sealant. After filling and filling the liquid crystal into the cell gap defined by the above, the liquid crystal cell is manufactured by sealing the filling hole. The second method is a method called ODF (One Drop Fill) method. For example, an ultraviolet light-curable sealing material is applied to a predetermined location on one of the two substrates on which the liquid crystal alignment film is formed, and liquid crystal is dropped at predetermined predetermined locations on the liquid crystal alignment film surface. After that, the other substrate is adhered so that the liquid crystal alignment film faces each other, the liquid crystal is spread over the entire surface of the substrate, and then the entire surface of the substrate is irradiated with ultraviolet light to cure the sealant, thereby producing a liquid crystal cell. . In either case, the liquid crystal cell manufactured as described above is further heated to a temperature at which the used liquid crystal takes an isotropic phase, and then gradually cooled to room temperature, whereby the flow orientation at the time of filling the liquid crystal is improved. It is desirable to remove it.
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。
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。
As the sealant, for example, an epoxy resin containing aluminum oxide spheres as a curing agent and a spacer can be used.
Examples of the liquid crystal include a nematic liquid crystal and a smectic liquid crystal, and among them, a nematic liquid crystal is preferable, for example, a Schiff base liquid crystal, an azoxy liquid crystal, a biphenyl liquid crystal, a phenylcyclohexane liquid crystal, an ester liquid crystal, a terphenyl liquid crystal, and biphenyl. A cyclohexane-based liquid crystal, a pyrimidine-based liquid crystal, a dioxane-based liquid crystal, a bicyclooctane-based liquid crystal, a cubane-based liquid crystal, or the like can be used. In addition, cholesteric liquid crystals such as cholesteryl chloride, cholesteryl nonaate and cholesteryl carbonate; chiral agents sold under the trade names “C-15” and “CB-15” (manufactured by Merck) A ferroelectric liquid crystal such as p-decyloxybenzylidene-p-amino-2-methylbutylcinnamate may be added and used.
そして、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表示素子を得ることができる。液晶セルの外表面に貼り合わされる偏光板としては、ポリビニルアルコールを延伸配向させながらヨウ素を吸収させた「H膜」と称される偏光膜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を挙げることができる。なお、塗膜に対してラビング処理を行った場合には、2枚の基板は、各塗膜におけるラビング方向が互いに所定の角度、例えば直交又は逆平行となるように対向配置される。 Then, a liquid crystal display device can be obtained by attaching a polarizing plate to the outer surface of the liquid crystal cell. The polarizing plate bonded to the outer surface of the liquid crystal cell may be a polarizing plate in which a polarizing film called “H film” in which polyvinyl alcohol is stretched and oriented and absorbs iodine is sandwiched by a cellulose acetate protective film or the H film itself. Can be mentioned. When the rubbing process is performed on the coating film, the two substrates are arranged to face each other so that the rubbing directions of the coating films are at a predetermined angle, for example, orthogonal or antiparallel.
本実施形態に係る液晶表示素子は、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、液晶テレビなどの表示装置に用いることができる。 The liquid crystal display device according to the present embodiment can be effectively applied to various devices, for example, a clock, a portable game, a word processor, a notebook computer, a car navigation system, a camcorder, a PDA, a digital camera, a mobile phone, It can be used for display devices such as smartphones, various monitors, and liquid crystal televisions.
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 described more specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
以下の例において、重合体溶液中のポリイミド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。
[ポリイミドのイミド化率]
ポリイミドの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(x)によりイミド化率[%]を求めた。
イミド化率[%]=(1−A1/A2×α)×100 …(x)
(数式(x)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。
[参考例1]
In the following examples, the imidation ratio of polyimide in the polymer solution and the solution viscosity of the polymer solution were measured by the following methods.
[Imidation rate of polyimide]
The polyimide solution was poured into pure water, and the obtained precipitate was sufficiently dried at room temperature under reduced pressure, dissolved in deuterated dimethyl sulfoxide, and 1 H-NMR was measured at room temperature using tetramethylsilane as a reference substance. From the obtained 1 H-NMR spectrum, the imidation ratio [%] was determined by the following equation (x).
Imidation ratio [%] = (1−A 1 / A 2 × α) × 100 (x)
(In the formula (x), A 1 is the peak area derived from the proton of the NH group, which appears near the chemical shift of 10 ppm, A 2 is the peak area derived from the other protons, and α is the precursor of the polymer (polyamic acid ) Is the number ratio of other protons to one proton of the NH group.)
[Solution viscosity of polymer solution]
The solution viscosity (mPa · s) of the polymer solution was measured at 25 ° C. using an E-type viscometer.
[Reference Example 1]
[参考例1A]
撹拌装置及び窒素導入管付きの50ml四つ口フラスコに、ジアミンとして1,3−ビス(4−アミノフェネチル)ウレア(BAPU) 0.60g(2.0mmol)、及びp−フェニレンジアミン(p−PDA) 1.95g(18.0mmol)を入れ、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)30gを加え、窒素を送りながら撹拌して溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら、テトラカルボン酸二無水物として1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物(CBDA) 3.70g(18.9mmol)を添加し、更に固形分濃度が12重量%になるようにNMPを加え、窒素雰囲気下、室温で4時間撹拌してポリアミック酸(PA−1)の溶液を得た。
このポリアミック酸溶液に、NMP、及び特定溶剤(B)として下記式(b−a)で表される化合物(以下、「化合物(b−a)」という。)を加え、溶剤組成がNMP:化合物(b−a)=60:40(重量比)、ポリアミック酸濃度が6.0重量%となるように液晶配向剤(S1A)を調製した。
In a 50 ml four-necked flask equipped with a stirrer and a nitrogen introducing tube, 0.60 g (2.0 mmol) of 1,3-bis (4-aminophenethyl) urea (BAPU) as a diamine and p-phenylenediamine (p-PDA) were added. 1.95 g (18.0 mmol) was added, 30 g of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) was added, and the mixture was stirred and dissolved while supplying nitrogen. While stirring this diamine solution, 3.70 g (18.9 mmol) of 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride (CBDA) was added as tetracarboxylic dianhydride, and the solid content concentration was further increased. NMP was added to 12 wt%, and the mixture was stirred at room temperature for 4 hours under a nitrogen atmosphere to obtain a solution of polyamic acid (PA-1).
To this polyamic acid solution, NMP and a compound represented by the following formula (ba) (hereinafter, referred to as “compound (ba)”) as a specific solvent (B) were added, and the solvent composition was NMP: compound. A liquid crystal aligning agent (S1A) was prepared so that (ba) = 60: 40 (weight ratio) and the polyamic acid concentration was 6.0% by weight.
[参考例2A]
テトラカルボン酸二無水物としてCBDA 19.2g(0.098mol)、ジアミンとして1,5−ビス(4−アミノフェノキシ)ペンタン24.2g(0.1mol)をNMP343.5gに溶解し、室温で10時間反応させた。重合反応は容易かつ均一に進行し、ポリアミック酸(PA−2)を得た。このポリアミック酸(PA−2)のNMP溶液に、NMP、及び特定溶剤(B)として下記式(b−b)で表される化合物(以下、「化合物(b−b)」という。)を加え、溶剤組成がNMP:化合物(b−b)=50:50(重量比)、ポリアミック酸濃度が6.0重量%となるように液晶配向剤(S2A)を調製した。
19.2 g (0.098 mol) of CBDA as a tetracarboxylic dianhydride and 24.2 g (0.1 mol) of 1,5-bis (4-aminophenoxy) pentane as a diamine were dissolved in 343.5 g of NMP. Allowed to react for hours. The polymerization reaction proceeded easily and uniformly, and polyamic acid (PA-2) was obtained. To the NMP solution of the polyamic acid (PA-2), NMP and a compound represented by the following formula (bb) as a specific solvent (B) (hereinafter, referred to as “compound (bb)”) are added. A liquid crystal aligning agent (S2A) was prepared such that the solvent composition was NMP: compound (bb) = 50: 50 (weight ratio) and the polyamic acid concentration was 6.0% by weight.
[参考例3A]
テトラカルボン酸二無水物として2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物 22.42g(0.1mol)、及びジアミンとして4,4’−ジアミノジフェニルアミン(4,4’DADPA)18.73g(0.094mol)をNMP345.1g中で混合し、室温で5時間反応させた。重合反応は容易かつ均一に進行し、ポリアミック酸(PA−3)を得た。このポリアミック酸(PA−3)のNMP溶液に、NMP、及び特定溶剤(B)として下記式(b−c)で表される化合物(以下、「化合物(b−c)」という。)を加え、溶剤組成がNMP:化合物(b−c)=80:20(重量比)、ポリアミック酸濃度が6.0重量%となるように液晶配向剤(S3A)を調製した。
22.42 g (0.1 mol) of 2,3,5-tricarboxycyclopentyl acetic acid dianhydride as tetracarboxylic dianhydride and 18.73 g of 4,4′-diaminodiphenylamine (4,4 ′ DADPA) as diamine 0.094 mol) was mixed in 345.1 g of NMP and reacted at room temperature for 5 hours. The polymerization reaction proceeded easily and uniformly, and polyamic acid (PA-3) was obtained. To the NMP solution of the polyamic acid (PA-3), NMP and a compound represented by the following formula (bc) as a specific solvent (B) (hereinafter, referred to as “compound (bc)”) are added. A liquid crystal aligning agent (S3A) was prepared so that the solvent composition was NMP: compound (bc) = 80: 20 (weight ratio) and the polyamic acid concentration was 6.0% by weight.
[参考例4A]
ジアミンとしてp−PDA 6.5g(0.06mol)及び4−(4−トランス−n−ヘプチルシクロヘキシル)フェノキシ)−1,3−ジアミノベンゼン(PCH7DAB、上記式(d−4−3)で表される化合物)15.22g(0.04mol)をNMP165gに溶解し、これにテトラカルボン酸二無水物としてCBDA 19.41g(0.099mol)を添加し、室温で24時間反応させ、ポリアミック酸(PA−4)を含む溶液を得た。得られたポリアミック酸(PA−4)の重量平均分子量(Mw)は40,000であった。この溶液30gに、NMP、及び特定溶剤(B)として下記式(b−d)で表される化合物(以下、「化合物(b−d)という。)を加え、溶剤組成がNMP:化合物(b−d)=80:20(重量比))、濃度4.5重量%の液晶配向剤(S4A)を調製した。
As a diamine, 6.5 g (0.06 mol) of p-PDA and 4- (4-trans-n-heptylcyclohexyl) phenoxy) -1,3-diaminobenzene (PCH7DAB, represented by the above formula (d-4-3)) 15.22 g (0.04 mol) of NMP was dissolved in 165 g of NMP, and 19.41 g (0.099 mol) of CBDA as tetracarboxylic dianhydride was added thereto, and reacted at room temperature for 24 hours to obtain polyamic acid (PA). -4) was obtained. The weight average molecular weight (Mw) of the obtained polyamic acid (PA-4) was 40,000. To 30 g of this solution, NMP and a compound represented by the following formula (bd) as a specific solvent (B) (hereinafter, referred to as “compound (bd)”) were added, and the solvent composition was NMP: compound (b). -D) = 80: 20 (weight ratio)) and a liquid crystal aligning agent (S4A) having a concentration of 4.5% by weight was prepared.
[参考例5A]
ジアミンとしてp−PDA 1.46g(13.5mmol)、及び3,5−ジアミノ安息香酸コレスタニル 0.78g(1.50mmol)をNMP20.0g中で混合し、テトラカルボン酸二無水物としてCBDA 2.85g(14.5mmol)を加えるとともに、NMP24.7gを加え、25℃で5時間反応させてポリアミック酸(PA−5)を含む溶液を得た。次いで、得られたポリアミック酸溶液40.0gに、NMP、及び特定溶剤(B)として下記式(b−e)で表される化合物(以下、「化合物(b−e)という。)を加え、溶剤組成がNMP:化合物(b−e)=75:25(重量比)、ポリアミック酸濃度が4.0重量%となるように液晶配向剤(S5A)を調製した。
1.46 g (13.5 mmol) of p-PDA as a diamine and 0.78 g (1.50 mmol) of cholestanyl 3,5-diaminobenzoate were mixed in 20.0 g of NMP, and CBDA was used as a tetracarboxylic dianhydride. While adding 85 g (14.5 mmol), 24.7 g of NMP was added and reacted at 25 ° C. for 5 hours to obtain a solution containing polyamic acid (PA-5). Next, to 40.0 g of the obtained polyamic acid solution, NMP and a compound represented by the following formula (be) as a specific solvent (B) (hereinafter, referred to as “compound (be)”) are added, and A liquid crystal aligning agent (S5A) was prepared such that the solvent composition was NMP: compound (be) = 75: 25 (weight ratio) and the polyamic acid concentration was 4.0% by weight.
[参考例6A]
テトラカルボン酸二無水物としてCBDA 2.58g(13.1mmol)、ジアミンとしてPCH7DAB 5.0g(13.1mmol)をNMP43gに溶解し、20℃で4時間撹拌し反応させてポリアミック酸(PA−6)を含む溶液を得た。次いで、得られたポリアミック酸(PA−6)のNMP溶液に、NMP、及び特定溶剤(B)として下記式(b−f)で表される化合物(以下、化合物(b−f)という。)を加え、溶剤組成がNMP:化合物(b−f)=35:65(重量比)、固形分濃度が3.0重量%となるように液晶配向剤(S6A)を調製した。
2.58 g (13.1 mmol) of CBDA as a tetracarboxylic dianhydride and 5.0 g (13.1 mmol) of PCH7DAB as a diamine are dissolved in 43 g of NMP, and the mixture is stirred and reacted at 20 ° C. for 4 hours to obtain a polyamic acid (PA-6). ) Was obtained. Next, in the NMP solution of the obtained polyamic acid (PA-6), NMP and a compound represented by the following formula (b-f) as the specific solvent (B) (hereinafter, referred to as compound (b-f)). Was added to prepare a liquid crystal alignment agent (S6A) such that the solvent composition was NMP: compound (b-f) = 35: 65 (weight ratio) and the solid content concentration was 3.0% by weight.
[参考例7A]
テトラカルボン酸二無水物としてピロメリット酸二無水物(PMDA)8.724g(0.04mol)、ジアミンとしてp−PDA 2.877g(0.0266mol)及びPCH7DAB 4.567g(0.012mol)をNMP91.6g中、室温で3時間反応させ、ポリアミック酸(PA−7)を含む溶液を調製した。このポリアミック酸溶液25gに、NMP、及び特定溶剤(B)として下記式(b−g)で表される化合物(以下、化合物(b−g)という。)を加え、溶剤組成がNMP:化合物(b−g)=60:40(重量比)、固形分濃度5.0重量%となるように液晶配向剤(S7A)を調製した。
8.724 g (0.04 mol) of pyromellitic dianhydride (PMDA) as tetracarboxylic dianhydride, 2.877 g (0.0266 mol) of p-PDA as diamine, and 4.567 g (0.012 mol) of PCH7DAB in NMP91 The reaction was performed at room temperature for 3 hours in 0.6 g to prepare a solution containing polyamic acid (PA-7). To 25 g of this polyamic acid solution, NMP and a compound represented by the following formula (bg) as a specific solvent (B) (hereinafter, referred to as compound (bg)) were added, and the solvent composition was NMP: compound ( bg) = 60: 40 (weight ratio), and a liquid crystal aligning agent (S7A) was prepared so as to have a solid content concentration of 5.0% by weight.
[参考例8A]
ジアミンとして2,4−ジアミノ−N,N−ジアリルアニリン14.64g(0.072mol)、モノアミンとしてn−ドデシルアミン2.96g(0.016mol)、及びテトラカルボン酸二無水物としてCBDA 15.69g(0.08mol)をNMP300g中、室温で4時間反応させ、ポリアミック酸中間体(PA−8)を含む溶液を調製した。このポリアミック酸中間体のNMP溶液に、NMP、及び特定溶剤(B)として下記式(b−h)で表される化合物(以下、化合物(b−h)という。)を加え、溶剤組成がNMP:化合物(b−h)=60:40(重量比)、固形分濃度6.0重量%の液晶配向剤(S8A)を調製した。
14.64 g (0.072 mol) of 2,4-diamino-N, N-diallylaniline as a diamine, 2.96 g (0.016 mol) of n-dodecylamine as a monoamine, and 15.69 g of CBDA as a tetracarboxylic dianhydride (0.08 mol) was reacted in 300 g of NMP at room temperature for 4 hours to prepare a solution containing a polyamic acid intermediate (PA-8). To the NMP solution of this polyamic acid intermediate, NMP and a compound represented by the following formula (bh) as a specific solvent (B) (hereinafter, referred to as compound (bh)) are added, and the solvent composition is NMP. : Compound (bh) = 60: 40 (weight ratio), liquid crystal aligning agent (S8A) having a solid content of 6.0% by weight was prepared.
[参考例9A]
テトラカルボン酸二無水物としてビシクロ[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(BODA)4.50g(0.018mol)、ジアミンとしてPCH7DAB 0.68g(0.0018mol)及びp−PDA 1.75g(0.0162mol)をNMP39.3g中、室温で反応させた後、さらに40℃で43時間反応させた。このポリアミック酸溶液42gにNMPを加えて1重量%の溶液を調製し、これにイミド化触媒として、無水酢酸4.18g、ピリジン6.48gを加え、室温で30分、120℃で2時間反応させた。この溶液を大量のメタノール中に投入し、得られた白色沈殿を濾別、乾燥し、白色のポリイミド粉末を得た。得られたポリイミド粉末(ポリイミド(PI−1))のイミド化率を測定したところ、72%であった。この粉末にNMP、及び特定溶剤(B)として化合物(b−a)を加え溶解させ、溶剤組成がNMP:化合物(b−a)=50:50(重量比)、固形分濃度4.5重量%となるように液晶配向剤(S9A)を調製した。
[Reference Example 9A]
4.50 g (0.018 mol) of bicyclo [3.3.0] octane-2,4,6,8-tetracarboxylic acid 2: 4,6: 8-dianhydride (BODA) as tetracarboxylic dianhydride After reacting 0.68 g (0.0018 mol) of PCH7DAB and 1.75 g (0.0162 mol) of p-PDA as a diamine in 39.3 g of NMP at room temperature, the mixture was further reacted at 40 ° C. for 43 hours. NMP was added to 42 g of this polyamic acid solution to prepare a 1% by weight solution, and 4.18 g of acetic anhydride and 6.48 g of pyridine were added as imidation catalysts, and the mixture was reacted at room temperature for 30 minutes and at 120 ° C. for 2 hours. I let it. This solution was poured into a large amount of methanol, and the obtained white precipitate was separated by filtration and dried to obtain a white polyimide powder. When the imidation ratio of the obtained polyimide powder (polyimide (PI-1)) was measured, it was 72%. NMP and the compound (ba) as a specific solvent (B) are added to and dissolved in this powder. The solvent composition is NMP: compound (ba) = 50: 50 (weight ratio), and the solid content concentration is 4.5% by weight. %, A liquid crystal aligning agent (S9A) was prepared.
[参考比較例1A〜9A]
液晶配向剤の溶剤組成につき、第2溶剤として特定溶剤(B)に代えてブチルセロソルブ(BC)を使用した点以外は、上記参考例1A〜9Aと同様に重合体を合成するとともに液晶配向剤を調製し、液晶配向剤(R1A)〜(R9A)をそれぞれ得た。なお、参考比較例XA(Xは1〜9の整数)は参考例XAに対応する例となっている。つまり、参考比較例XAでは、参考例XAと同じ重合体を合成するとともに、特定溶剤(B)に代えてブチルセロソルブを使用した以外は参考例XAと同様に液晶配向剤を調製した。
[Reference Comparative Examples 1A to 9A]
Regarding the solvent composition of the liquid crystal aligning agent, a polymer was synthesized and the liquid crystal aligning agent was prepared in the same manner as in Reference Examples 1A to 9A except that butyl cellosolve (BC) was used instead of the specific solvent (B) as the second solvent. After preparing, liquid crystal aligning agents (R1A) to (R9A) were obtained. Reference Comparative Example XA (X is an integer of 1 to 9) is an example corresponding to Reference Example XA. That is, in Reference Comparative Example XA, the same polymer as Reference Example XA was synthesized, and a liquid crystal aligning agent was prepared in the same manner as Reference Example XA except that butyl cellosolve was used instead of the specific solvent (B).
[参考例10A]
テトラカルボン酸二無水物としてビシクロ[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(BODA)4.50g(0.018mol)、ジアミンとして上記式(d−4−2)で表される化合物(PBCH5DAB) 2.34g(0.0054mol)及び3,5−ジアミノ安息香酸(35DAB)1.92g(0.0126mol)をNMP26.3g中、室温で反応させた後、さらに40℃で43時間反応させた。このポリアミック酸溶液30gにNMPを加えて6重量%の溶液を調製し、これにイミド化触媒として、無水酢酸2.4g、ピリジン1.8gを加え、室温で30分、110℃で4時間反応させた。この溶液を大量のメタノール中に投入し、得られた白色沈殿を濾別、乾燥し、白色のポリイミド粉末を得た。得られたポリイミド粉末(ポリイミド(PI−2))のイミド化率を測定したところ、72%であった。この粉末0.6gを、第1溶剤としてNMP及び3−メトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド(D1)、並びに特定溶剤(B)として化合物(b−a)の混合溶媒に溶解させ、ポリイミド濃度6.0重量%の溶液とした。この溶液に、3−アミノメチルピリジン(3−AMP)の7.5重量%NMP溶液0.4g(3−AMPとして0.03gに相当)を添加し、50℃で15時間撹拌することにより液晶配向剤(S10A)を得た。なお、液晶配向剤は、溶剤組成がNMP:D1:化合物(b−a)=30:20:50(重量比)となるように調製した。
[Reference Example 10A]
4.50 g (0.018 mol) of bicyclo [3.3.0] octane-2,4,6,8-tetracarboxylic acid 2: 4,6: 8-dianhydride (BODA) as tetracarboxylic dianhydride 2.34 g (0.0054 mol) of the compound represented by the above formula (d-4-2) as a diamine (PBCH5DAB) and 1.92 g (0.0126 mol) of 3,5-diaminobenzoic acid (35 DAB) were added to NMP26. After reacting at room temperature in 3 g, it was further reacted at 40 ° C. for 43 hours. NMP was added to 30 g of this polyamic acid solution to prepare a 6% by weight solution, to which 2.4 g of acetic anhydride and 1.8 g of pyridine were added as imidation catalysts, and reacted at room temperature for 30 minutes and 110 ° C. for 4 hours. I let it. This solution was poured into a large amount of methanol, and the obtained white precipitate was separated by filtration and dried to obtain a white polyimide powder. The imidation ratio of the obtained polyimide powder (polyimide (PI-2)) was measured to be 72%. 0.6 g of this powder was dissolved in a mixed solvent of NMP and 3-methoxy-N, N-dimethylpropionamide (D1) as the first solvent, and the compound (ba) as the specific solvent (B), and the polyimide concentration was adjusted. A 6.0% by weight solution was obtained. To this solution, 0.4 g of a 7.5% by weight NMP solution of 3-aminomethylpyridine (3-AMP) (equivalent to 0.03 g as 3-AMP) was added, and the mixture was stirred at 50 ° C. for 15 hours to obtain a liquid crystal. An orientation agent (S10A) was obtained. The liquid crystal aligning agent was prepared such that the solvent composition was NMP: D1: compound (ba) = 30: 20: 50 (weight ratio).
[参考例11A]
ポリアミック酸の合成に使用するPBCH5DABの量を3.90g(0.0090mol)、3,5−ジアミノ安息香酸の量を1.37g(0.0090mol)に変更した点以外は参考例10Aと同様の操作を行い、ポリアミック酸溶液を得た。また、得られたポリアミック酸溶液を用いて参考例10Aと同様の操作を行い、ポリイミド粉末を得た。得られたポリイミド粉末(ポリイミド(PI−3))のイミド化率を測定したところ、74%であった。この粉末0.6gを、第1溶剤としてNMP及び3−ブトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド(D2)、並びに特定溶剤(B)として化合物(b−b)の混合溶媒に溶解させ、ポリイミド濃度6.0重量%の溶液とした。この溶液に、3−アミノメチルピリジン(3−AMP)の7.5重量%NMP溶液0.8g(3−AMPとして0.06gに相当)を添加し、50℃で15時間撹拌することにより液晶配向剤(S11A)を得た。なお、液晶配向剤は、溶剤組成がNMP:D2:化合物(b−b)=30:30:40(重量比)となるように調製した。
[Reference Example 11A]
Same as Reference Example 10A except that the amount of PBCH5DAB used for the synthesis of polyamic acid was changed to 3.90 g (0.0090 mol) and the amount of 3,5-diaminobenzoic acid was changed to 1.37 g (0.0090 mol). The operation was performed to obtain a polyamic acid solution. The same operation as in Reference Example 10A was performed using the obtained polyamic acid solution to obtain a polyimide powder. When the imidation ratio of the obtained polyimide powder (polyimide (PI-3)) was measured, it was 74%. 0.6 g of this powder was dissolved in a mixed solvent of NMP and 3-butoxy-N, N-dimethylpropionamide (D2) as the first solvent and the compound (bb) as the specific solvent (B), and the polyimide concentration was adjusted. A 6.0% by weight solution was obtained. To this solution, 0.8 g of a 7.5% by weight NMP solution of 3-aminomethylpyridine (3-AMP) (corresponding to 0.06 g as 3-AMP) was added, and the mixture was stirred at 50 ° C. for 15 hours to obtain a liquid crystal. An alignment agent (S11A) was obtained. The liquid crystal alignment agent was prepared such that the solvent composition was NMP: D2: compound (bb) = 30: 30: 40 (weight ratio).
[参考例12A]
上記参考例1Aと同様にしてポリアミック酸(PA−1)を含む溶液を調製した。この溶液を大量のメタノール中に投入し、得られた白色沈殿を濾別、乾燥し、ポリアミック酸粉末を得た。この粉末を、第1溶剤として3−メトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド(D1)及び特定溶剤(B)として化合物(b−c)の混合溶媒に溶解させ、溶剤組成がD1:化合物(b−c)=60:40(重量比)、固形分濃度6.0重量%の液晶配向剤(S12A)を得た。
[参考例13A]
上記参考例2Aと同様にしてポリアミック酸(PA−2)を含む溶液を調製した。この溶液を大量のメタノール中に投入し、得られた白色沈殿を濾別、乾燥し、ポリアミック酸粉末を得た。この粉末を、第1溶剤として3−ブトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド(D2)及び特定溶剤(B)として化合物(b−d)の混合溶媒に溶解させ、溶剤組成がD2:化合物(b−d)=50:50(重量比)、ポリアミック酸濃度6.0重量%の液晶配向剤(S13A)を得た。
[Reference Example 12A]
A solution containing polyamic acid (PA-1) was prepared in the same manner as in Reference Example 1A. This solution was poured into a large amount of methanol, and the obtained white precipitate was separated by filtration and dried to obtain a polyamic acid powder. This powder is dissolved in a mixed solvent of 3-methoxy-N, N-dimethylpropionamide (D1) as the first solvent and compound (bc) as the specific solvent (B), and the solvent composition is D1: compound (b -C) = 60: 40 (weight ratio), and a liquid crystal aligning agent (S12A) having a solid content concentration of 6.0% by weight was obtained.
[Reference Example 13A]
A solution containing polyamic acid (PA-2) was prepared in the same manner as in Reference Example 2A. This solution was poured into a large amount of methanol, and the obtained white precipitate was separated by filtration and dried to obtain a polyamic acid powder. This powder was dissolved in a mixed solvent of 3-butoxy-N, N-dimethylpropionamide (D2) as the first solvent and compound (bd) as the specific solvent (B), and the solvent composition was D2: compound (b) -D) = 50: 50 (weight ratio), and a liquid crystal aligning agent (S13A) having a polyamic acid concentration of 6.0% by weight was obtained.
[参考例14A]
上記参考例3Aと同様にしてポリアミック酸(PA−3)を含む溶液を調製した。この溶液を大量のメタノール中に投入し、得られた白色沈殿を濾別、乾燥し、ポリアミック酸粉末を得た。この粉末を、第1溶剤としてNMP及び3−メトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド(D1)、並びに特定溶剤(B)として化合物(b−e)の混合溶媒に溶解させ、溶剤組成がNMP:D1:化合物(b−e)=40:40:20(重量比)、ポリアミック酸濃度6.0重量%の液晶配向剤(S14A)を得た。
[参考例15A]
上記参考例4Aと同様にしてポリアミック酸(PA−4)を含む溶液を調製した。この溶液を大量のメタノール中に投入し、得られた白色沈殿を濾別、乾燥し、ポリアミック酸粉末を得た。この粉末及び、添加剤として、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン(E1)を、第1溶剤としてNMP及び3−ブトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド(D2)、並びに特定溶剤(B)として化合物(b−f)の混合溶媒に溶解させ、溶剤組成がNMP:D2:化合物(b−f)=40:40:20(重量比)、ポリアミック酸濃度6.0重量%の液晶配向剤(S15A)を得た。なお、用いた添加剤(E1)の量は、ポリアミック酸粉末に対して5重量部とした。
[Reference Example 14A]
A solution containing polyamic acid (PA-3) was prepared in the same manner as in Reference Example 3A. This solution was poured into a large amount of methanol, and the obtained white precipitate was separated by filtration and dried to obtain a polyamic acid powder. This powder was dissolved in a mixed solvent of NMP and 3-methoxy-N, N-dimethylpropionamide (D1) as a first solvent and compound (be) as a specific solvent (B), and the solvent composition was NMP: D1: Compound (be) = 40: 40: 20 (weight ratio), and a liquid crystal aligning agent (S14A) having a polyamic acid concentration of 6.0% by weight was obtained.
[Reference Example 15A]
A solution containing polyamic acid (PA-4) was prepared in the same manner as in Reference Example 4A. This solution was poured into a large amount of methanol, and the obtained white precipitate was separated by filtration and dried to obtain a polyamic acid powder. This powder and N, N, N ', N'-tetraglycidyl-4,4'-diaminodiphenylmethane (E1) as an additive, NMP and 3-butoxy-N, N-dimethylpropionamide as a first solvent (D2) and the specific solvent (B) are dissolved in a mixed solvent of the compound (b-f), and the solvent composition is NMP: D2: compound (b-f) = 40: 40: 20 (weight ratio), polyamic acid A liquid crystal aligning agent (S15A) having a concentration of 6.0% by weight was obtained. The amount of the additive (E1) used was 5 parts by weight based on the polyamic acid powder.
[参考例16A]
上記参考例5Aと同様にしてポリアミック酸(PA−5)を含む溶液を調製した。この溶液を大量のメタノール中に投入し、得られた白色沈殿を濾別、乾燥し、ポリアミック酸粉末を得た。この粉末を、第1溶剤として3−メトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド(D1)及び特定溶剤(B)として化合物(b−g)の混合溶媒に溶解させ、溶剤組成がD1:化合物(b−g)=75:25(重量比)、ポリアミック酸濃度6.0重量%の液晶配向剤(S16A)を得た。
[参考例17A]
上記参考例6Aと同様にしてポリアミック酸(PA−6)を含む溶液を調製した。この溶液を大量のメタノール中に投入し、得られた白色沈殿を濾別、乾燥し、ポリアミック酸粉末を得た。この粉末を、第1溶剤として3−ブトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド(D2)及び特定溶剤(B)として化合物(b−h)の混合溶媒に溶解させ、溶剤組成がD2:化合物(b−h)=35:65(重量比)、ポリアミック酸濃度6.0重量%の液晶配向剤(S17A)を得た。
[Reference Example 16A]
A solution containing polyamic acid (PA-5) was prepared in the same manner as in Reference Example 5A. This solution was poured into a large amount of methanol, and the obtained white precipitate was separated by filtration and dried to obtain a polyamic acid powder. This powder was dissolved in a mixed solvent of 3-methoxy-N, N-dimethylpropionamide (D1) as the first solvent and the compound (bg) as the specific solvent (B), and the solvent composition was D1: compound (b -G) = 75: 25 (weight ratio), and a liquid crystal aligning agent (S16A) having a polyamic acid concentration of 6.0% by weight was obtained.
[Reference Example 17A]
A solution containing polyamic acid (PA-6) was prepared in the same manner as in Reference Example 6A. This solution was poured into a large amount of methanol, and the obtained white precipitate was separated by filtration and dried to obtain a polyamic acid powder. This powder was dissolved in a mixed solvent of 3-butoxy-N, N-dimethylpropionamide (D2) as the first solvent and compound (bh) as the specific solvent (B), and the solvent composition was D2: compound (b) -H) = 35: 65 (weight ratio) to obtain a liquid crystal aligning agent (S17A) having a polyamic acid concentration of 6.0% by weight.
[参考例18A]
上記参考例7Aと同様にしてポリアミック酸(PA−7)を含む溶液を調製した。この溶液を大量のメタノール中に投入し、得られた白色沈殿を濾別、乾燥し、ポリアミック酸粉末を得た。この粉末を、第1溶剤としてNMP及びγ−ブチルラクトン(D3)、並びに特定溶剤(B)として化合物(b−a)の混合溶媒に溶解させ、溶剤組成がNMP:D3:化合物(b−a)=30:30:40(重量比)、ポリアミック酸濃度6.0重量%の液晶配向剤(S18A)を得た。
[参考例19A]
上記参考例8Aと同様にしてポリアミック酸中間体(PA−8)を含む溶液を調製した。この溶液を大量のメタノール中に投入し、得られた白色沈殿を濾別、乾燥し、ポリアミック酸粉末を得た。この粉末を、第1溶剤としてNMP及び3−ブトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド(D2)、並びに特定溶剤(B)として化合物(b−b)の混合溶媒に溶解させ、溶剤組成がNMP:D2:化合物(b−b)=30:30:40(重量比)、ポリアミック酸濃度6.0重量%の液晶配向剤(S19A)を得た。
[参考例20A]
上記参考例9Aと同様にしてポリイミド(PI−1)の粉末を得た。この粉末を、第1溶剤として3−メトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド(D1)及び特定溶剤(B)として化合物(b−c)の混合溶媒に溶解させ、溶剤組成がD1:化合物(b−c)=50:50(重量比)、固形分濃度6.0重量%の液晶配向剤(S20A)を得た。
[Reference Example 18A]
A solution containing polyamic acid (PA-7) was prepared in the same manner as in Reference Example 7A. This solution was poured into a large amount of methanol, and the obtained white precipitate was separated by filtration and dried to obtain a polyamic acid powder. This powder was dissolved in a mixed solvent of NMP and γ-butyl lactone (D3) as the first solvent and compound (ba) as the specific solvent (B), and the solvent composition was NMP: D3: compound (ba) ) = 30: 30: 40 (weight ratio) and a polyamic acid concentration of 6.0% by weight to obtain a liquid crystal aligning agent (S18A).
[Reference Example 19A]
A solution containing a polyamic acid intermediate (PA-8) was prepared in the same manner as in Reference Example 8A. This solution was poured into a large amount of methanol, and the obtained white precipitate was separated by filtration and dried to obtain a polyamic acid powder. This powder was dissolved in a mixed solvent of NMP and 3-butoxy-N, N-dimethylpropionamide (D2) as the first solvent and compound (bb) as the specific solvent (B), and the solvent composition was NMP: D2: Compound (bb) = 30: 30: 40 (weight ratio), and a liquid crystal aligning agent (S19A) having a polyamic acid concentration of 6.0% by weight was obtained.
[Reference Example 20A]
A polyimide (PI-1) powder was obtained in the same manner as in Reference Example 9A. This powder is dissolved in a mixed solvent of 3-methoxy-N, N-dimethylpropionamide (D1) as the first solvent and compound (bc) as the specific solvent (B), and the solvent composition is D1: compound (b -C) = 50: 50 (weight ratio), a liquid crystal aligning agent (S20A) having a solid content concentration of 6.0% by weight was obtained.
<保存安定性の評価>
上記で得られた各々の液晶配向剤について、1.0μmのフィルターで濾過した後に−30℃で1か月間保管した後、室温(25℃)に戻し、液晶配向剤中の析出物の有無を観察した。その結果を下記表1及び表2に示す。なお、表1及び表2では、液晶配向剤中に析出物が観察されなかった場合を「○」、析出物が観察された場合を「×」と示した。
<Evaluation of storage stability>
Each of the liquid crystal aligning agents obtained above was filtered through a 1.0 μm filter, stored at −30 ° C. for one month, returned to room temperature (25 ° C.), and checked for the presence of precipitates in the liquid crystal aligning agent. Observed. The results are shown in Tables 1 and 2 below. In Tables 1 and 2, a case where no precipitate was observed in the liquid crystal aligning agent was indicated by “○”, and a case where a precipitate was observed was indicated by “×”.
<印刷性の評価>
上記で調製した各々の液晶配向剤について、1.0μmのフィルターで濾過した後に−15℃で6か月間保管した後、室温(25℃)に戻した。次いで、液晶配向剤を、液晶配向膜印刷機(日本写真印刷(株)製)を用いて、ITO膜からなる透明電極付きガラス基板の透明電極面に塗布した。その後、80℃のホットプレート上で1分間加熱(プレベーク)して溶媒を除去した後、200℃のホットプレート上で10分間加熱(ポストベーク)して、平均膜厚0.06μmの塗膜を形成した。この塗膜を倍率20倍の顕微鏡で観察して印刷ムラ及びピンホールの有無を調べた。評価は、印刷ムラ及びピンホールが殆ど観察されなかった場合を印刷性良好(○)、印刷ムラ及びピンホールの少なくともいずれかが観察された場合を印刷性不良(×)として行った。その結果を下記表1及び表2に示す。
<Evaluation of printability>
Each of the liquid crystal aligning agents prepared above was filtered through a 1.0 μm filter, stored at −15 ° C. for 6 months, and then returned to room temperature (25 ° C.). Next, the liquid crystal alignment agent was applied to the transparent electrode surface of the glass substrate with a transparent electrode made of an ITO film using a liquid crystal alignment film printer (manufactured by Nissha Printing Co., Ltd.). Then, after heating (pre-baking) on a hot plate at 80 ° C. for 1 minute to remove the solvent, heating (post-baking) on a hot plate at 200 ° C. for 10 minutes to form a coating film having an average film thickness of 0.06 μm. Formed. This coating film was observed under a microscope with a magnification of 20 times to check for print unevenness and pinholes. In the evaluation, printability was good (○) when print unevenness and pinholes were hardly observed, and poor printability (x) when at least one of print unevenness and pinholes was observed. The results are shown in Tables 1 and 2 below.
なお、表1及び表2中の略称は以下の通りである。
(酸二無水物)
AN−1;1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物
AN−2;2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物
AN−3;ピロメリット酸二無水物
AN−4;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
(ジアミン)
DA−1:1,5−ビス(4−アミノフェノキシ)ペンタン
DA−2:2,4−ジアミノ−N,N−ジアリルアニリン
DA−3:3,5−ジアミノ安息香酸コレスタニル
35DAB:3,5−ジアミノ安息香酸
(モノアミン)
MA−1:n−ドデシルアミン
(第1溶剤)
D1:3−メトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド
D2:3−ブトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド
D3:γ−ブチルラクトン
(第2溶剤)
BC:ブチルセロソルブ
(添加剤)
3−AMP:3−アミノメチルピリジン(上記式(c−1−16)で表される化合物)
E1:N,N,N’,N’−テトラグリシジル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン
The abbreviations in Table 1 and Table 2 are as follows.
(Acid dianhydride)
AN-1, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride AN-2; 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride AN-3; pyromellitic dianhydride AN-4; Bicyclo [3.3.0] octane-2,4,6,8-tetracarboxylic acid 2: 4,6: 8-dianhydride (diamine)
DA-1: 1,5-bis (4-aminophenoxy) pentane DA-2: 2,4-diamino-N, N-diallylaniline DA-3: cholestanyl 3,5-diaminobenzoate 35DAB: 3,5- Diaminobenzoic acid (monoamine)
MA-1: n-dodecylamine (first solvent)
D1: 3-methoxy-N, N-dimethylpropionamide D2: 3-butoxy-N, N-dimethylpropionamide D3: γ-butyl lactone (second solvent)
BC: butyl cellosolve (additive)
3-AMP: 3-aminomethylpyridine (compound represented by the above formula (c-1-16))
E1: N, N, N ', N'-tetraglycidyl-4,4'-diaminodiphenylmethane
<光配向FFS型液晶表示素子の製造および評価>
(1)光配向法を用いたFFS型液晶表示素子の製造
図1に示すFFS型液晶表示素子10を作製した。先ず、パターンを有さないボトム電極15、絶縁層14としての窒化ケイ素膜、及び櫛歯状にパターニングされたトップ電極13がこの順で形成された電極対を片面に有するガラス基板11aと、電極が設けられていない対向ガラス基板11bとを一対とし、ガラス基板11aの透明電極を有する面と対向ガラス基板11bの一面とに、上記で得た液晶配向剤(S1A)を用いてインクジェット塗布法により塗膜を形成した。なお、液晶配向剤(S1A)につき、基板上に塗布する前に、溶剤組成を「NMP:化合物(b−a)=60:40(重量比)」としたままで粘度が18cPとなるように調製し、粘度調整した液晶配向剤を基板上に塗布した。
次いで、この塗膜を80℃のホットプレートで1分間プレベークを行った後、庫内を窒素置換したオーブン中で230℃にて15分間加熱(ポストベーク)して、平均膜厚0.1μmの塗膜を形成した。ここで使用したトップ電極13の平面模式図を図2に示した。なお、図2(a)は、トップ電極13の上面図であり、図2(b)は、図2(a)の破線で囲った部分C1の拡大図である。本参考例では、電極の線幅d1が4μm、電極間の距離d2が6μmのトップ電極を有する基板を使用した。トップ電極13としては、電極A、電極B、電極C及び電極Dの4系統の駆動電極を用いた。図3に、この液晶表示素子の駆動電極の構成を示した。この場合、ボトム電極15は、4系統の駆動電極のすべてに作用する共通電極として働き、4系統の駆動電極の領域のそれぞれが画素領域となる。
<Manufacture and evaluation of photo-alignment FFS type liquid crystal display device>
(1) Production of FFS-type liquid crystal display element using photo-alignment method An FFS-type liquid
Next, the coating film was pre-baked on a hot plate at 80 ° C. for 1 minute, and then heated (post-baked) at 230 ° C. for 15 minutes in an oven in which the inside of the chamber was purged with nitrogen to obtain an average film thickness of 0.1 μm. A coating was formed. FIG. 2 shows a schematic plan view of the
次いで、これら塗膜の各表面に、それぞれ、Hg−Xeランプ及びグランテーラープリズムを用いて313nmの輝線を含む偏光紫外線300J/m2を基板法線方向から照射して、液晶配向膜を有する一対の基板を得た。このとき、偏光紫外線の照射方向は基板法線方向からとし、偏光紫外線の偏光面を基板に投影した線分の方向が図2中の両頭矢印の方向となるように偏光面方向を設定したうえで光照射処理を行った。 Next, each surface of these coating films was irradiated with polarized ultraviolet rays 300 J / m 2 containing 313 nm bright lines from the normal direction of the substrate using a Hg-Xe lamp and a Glan-Taylor prism, respectively, to form a pair having a liquid crystal alignment film. Was obtained. At this time, the direction of irradiation of the polarized ultraviolet light was set to be from the normal direction of the substrate, and the direction of the polarization plane was set so that the direction of the line segment obtained by projecting the polarization plane of the polarized ultraviolet light onto the substrate was the direction of the double-headed arrow in FIG. Was subjected to a light irradiation treatment.
次いで、上記基板のうちの1枚の液晶配向膜を有する面の外周に直径5.5μm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より塗布した後、1対の基板の液晶配向膜面を対向させ、偏光紫外線の偏光面を基板へ投影した方向が平行となるように重ね合わせて圧着し、150℃で1時間かけて接着剤を熱硬化した。次いで、液晶注入口から基板間隙にメルク社製液晶「MLC−6221」を充填した後、エポキシ樹脂接着剤で液晶注入口を封止した。その後、液晶注入時の流動配向を除くために、これを150℃まで加熱してから室温まで徐冷した。
次に、基板の外側両面に偏光板を貼り合わせることにより、FFS型液晶表示素子を製造した。このとき、偏光板のうちの1枚は、その偏光方向が液晶配向膜の偏光紫外線の偏光面の基板面への射影方向と平行となるように貼付し、もう1枚はその偏光方向が先の偏光板の偏光方向と直交するように貼付した。
上記の方法を繰り返し、合計5個のFFS型液晶表示素子を製造し、下記の液晶配向性の評価、電圧保持率の評価、耐熱性の評価、ベゼルムラ耐性、および残像特性の評価に1個ずつを供した。ただし、いずれの場合も電圧印加下の紫外線照射は行わなかった。
Then, an epoxy resin adhesive containing aluminum oxide spheres having a diameter of 5.5 μm is applied by screen printing to the outer periphery of the surface of the substrate having one liquid crystal alignment film, and then the liquid crystal alignment film surfaces of the pair of substrates are coated. The substrates were opposed to each other, were superposed so that the directions of projection of the polarized surfaces of polarized ultraviolet rays onto the substrate became parallel, and were pressed. The adhesive was thermally cured at 150 ° C. for 1 hour. Next, a liquid crystal “MLC-6221” manufactured by Merck was filled in the gap between the substrates from the liquid crystal injection port, and the liquid crystal injection port was sealed with an epoxy resin adhesive. Thereafter, in order to remove the flow alignment at the time of injecting the liquid crystal, it was heated to 150 ° C. and then gradually cooled to room temperature.
Next, a polarizing plate was attached to both outer surfaces of the substrate to produce an FFS type liquid crystal display device. At this time, one of the polarizing plates is attached so that the polarization direction is parallel to the direction of projection of the polarized ultraviolet light of the liquid crystal alignment film onto the substrate surface, and the other one has the polarization direction first. Was attached so as to be orthogonal to the polarization direction of the polarizing plate.
The above method was repeated to produce a total of five FFS type liquid crystal display elements, one for each of the following evaluations of liquid crystal orientation, evaluation of voltage holding ratio, evaluation of heat resistance, evaluation of bezel unevenness resistance, and evaluation of afterimage characteristics. Was provided. However, in each case, the ultraviolet irradiation under the voltage application was not performed.
(2)液晶配向性の評価
上記で製造したFFS型液晶表示素子につき、5Vの電圧をON・OFF(印加・解除)したときの明暗の変化における異常ドメインの有無を顕微鏡によって倍率50倍で観察した。評価は、異常ドメインが観察されなかった場合を液晶配向性「良好」とし、異常ドメインが観察された場合を液晶配向性「不良」として行った。この液晶表示素子では液晶配向性「良好」であった。
(3)電圧保持率の評価
上記で製造したFFS型液晶表示素子につき、23℃において5Vの電圧を60マイクロ秒の印加時間、167ミリ秒のスパンで印加した後、印加解除から167ミリ秒後の電圧保持率(VHR)を測定したところ、電圧保持率は99.4%であった。なお、測定装置としては、(株)東陽テクニカ製、VHR−1を使用した。
(4)耐熱性の評価
上記の(3)電圧保持率の評価と同様に電圧保持率を測定し、その値を初期VHR(VHRBF)とした。次いで、初期VHR測定後の液晶表示素子につき、100℃のオーブン中に500時間静置した。その後、この液晶表示素子を室温下に静置して室温まで放冷した後、上記同様に電圧保持率を測定し、その値をVHRAFとした。また、下記数式(EX−2)により、熱ストレスの付与前後の電圧保持率の変化率(△VHR(%))を求めた。
△VHR(%)=((VHRBF−VHRAF)÷VHRBF)×100 …(EX−2)
耐熱性の評価は、変化率ΔVHRが4%未満であった場合を耐熱性「良好」、4%以上5%未満であった場合を耐熱性「可」、5%以上であった場合を耐熱性「不良」として行った。その結果、ΔVHRは2.9%であり、この液晶表示素子の耐熱性は「良好」であった。
(2) Evaluation of liquid crystal orientation The FFS type liquid crystal display device manufactured above was observed with a microscope at a magnification of 50 times for the presence or absence of an abnormal domain in a change in brightness when a voltage of 5 V was turned ON / OFF (applied / released). did. In the evaluation, the case where no abnormal domain was observed was regarded as “good”, and the case where an abnormal domain was observed was regarded as “poor”. In this liquid crystal display device, the liquid crystal alignment was “good”.
(3) Evaluation of voltage holding ratio With respect to the FFS type liquid crystal display element manufactured as described above, a voltage of 5 V was applied at 23 ° C. for an application time of 60 microseconds and a span of 167 milliseconds, and 167 milliseconds after the application was released. When the voltage holding ratio (VHR) was measured, the voltage holding ratio was 99.4%. As a measuring device, VHR-1 manufactured by Toyo Corporation was used.
(4) Evaluation of heat resistance The voltage holding ratio was measured in the same manner as in the above (3) evaluation of the voltage holding ratio, and the value was used as the initial VHR (VHR BF ). Next, the liquid crystal display element after the initial VHR measurement was allowed to stand in an oven at 100 ° C. for 500 hours. Thereafter, the liquid crystal display device was allowed to stand still at room temperature and allowed to cool to room temperature. Then, the voltage holding ratio was measured in the same manner as described above, and the value was defined as VHR AF . Further, a change rate (ΔVHR (%)) of the voltage holding ratio before and after the application of the thermal stress was determined by the following equation (EX-2).
△ VHR (%) = (( VHR BF -VHR AF) ÷ VHR BF) × 100 ... (EX-2)
The heat resistance was evaluated as “heat-resistant” when the change rate ΔVHR was less than 4%, “heat-resistant” when it was 4% or more and less than 5%, and “heat-resistant” when it was 5% or more. Performed as "poor". As a result, ΔVHR was 2.9%, and the heat resistance of this liquid crystal display device was “good”.
(5)シール剤周辺のムラ耐性(ベゼルムラ耐性)
上記で製造したFFS型液晶表示素子につき、25℃、50%RHの条件下に30日保管し、その後、交流電圧5Vで駆動して点灯状態を観察した。評価は、シール剤周辺にて、輝度差(モアブラック又はモアホワイト)が視認されなければ「優良」、視認されるが、点灯後5分以内に輝度差が消失すれば「良好」、5分超20分以内に輝度差が消失すれば「可」、20分経過しても輝度差が視認される場合を「不良」とした。その結果、この液晶表示素子では、シール剤周辺にて輝度差が視認されず、ベゼルムラ耐性「優良」と判断された。
(6)残像特性の評価(DC残像評価)
上記で製造した光配向FFS型液晶表示素子を25℃、1気圧の環境下においた。ボトム電極を4系統の駆動電極すべての共通電極として、ボトム電極の電位を0V電位(グランド電位)に設定した。電極B及び電極Dを共通電極と短絡して0V印加状態としつつ、電極A及び電極Cに交流電圧3.5V及び直流電圧1Vからなる合成電圧を2時間印加した。2時間経過後、直ちに電極A〜電極Dのすべてに交流1.5Vの電圧を印加した。そして、全駆動電極に交流1.5Vの電圧を印加し始めた時点から、駆動ストレス印加領域(電極A及び電極Cの画素領域)と駆動ストレス非印加領域(電極B及び電極Dの画素領域)との輝度差が目視で確認できなくなるまでの時間を測定し、これを残像消去時間とした。なお、この時間が短いほど、残像が生じ難いことを示す。残像消去時間が30秒未満であった場合を「良好」、30秒以上120秒未満であった場合を「可」、120秒以上であった場合を「不良」として評価したところ、本参考例の液晶表示素子の残像消去時間は1秒であり、残像特性「良好」と評価された。
(5) Unevenness resistance around sealant (bezel unevenness resistance)
The FFS-type liquid crystal display device manufactured as described above was stored for 30 days under the conditions of 25 ° C. and 50% RH, and then driven at an AC voltage of 5 V to observe a lighting state. The evaluation is “excellent” if no luminance difference (more black or more white) is visually recognized around the sealant, but “good” if the luminance difference disappears within 5 minutes after lighting, and “good” for 5 minutes. The case where the luminance difference disappeared within 20 minutes or more was "OK", and the case where the luminance difference was visible even after 20 minutes was "poor". As a result, in this liquid crystal display element, no luminance difference was visually recognized around the sealant, and the bezel unevenness resistance was determined to be “excellent”.
(6) Evaluation of afterimage characteristics (DC afterimage evaluation)
The photo-alignment FFS type liquid crystal display element manufactured as described above was placed in an environment of 25 ° C. and 1 atm. The bottom electrode was used as a common electrode for all of the four drive electrodes, and the potential of the bottom electrode was set to 0 V potential (ground potential). A combined voltage consisting of an AC voltage of 3.5 V and a DC voltage of 1 V was applied to the electrodes A and C for 2 hours while the electrodes B and D were short-circuited to the common electrode to apply 0 V. Immediately after 2 hours, a voltage of AC 1.5 V was applied to all of the electrodes A to D. The drive stress application region (the pixel region of the electrode A and the electrode C) and the drive stress non-application region (the pixel region of the electrode B and the electrode D) from the time when the voltage of AC 1.5V is applied to all the drive electrodes. The time required until the difference in luminance from the point no longer can be confirmed visually was measured, and this was defined as the afterimage erasing time. Note that the shorter this time is, the harder the afterimage is generated. When the afterimage elimination time was less than 30 seconds, the result was evaluated as “good”, when it was 30 seconds or more and less than 120 seconds, “OK”, and when it was 120 seconds or more, it was evaluated as “bad”. The afterimage erasing time of the liquid crystal display device was 1 second, and the afterimage characteristics were evaluated as “good”.
以上の結果から、特定溶剤(B)を用いた参考例の液晶配向剤はいずれも、低温保管した場合の保存安定性が良好であるとともに、低温保管後の印刷性についても良好であった。これに対し、参考比較例の液晶配向剤は、保存安定性、及び低温保管後の印刷性が不良であった。このことから、特定溶剤(B)を使用することにより、基板に対する塗布性を確保しつつ保存安定性を改善できることが分かった。
[参考例2]
From the above results, all of the liquid crystal aligning agents of the reference examples using the specific solvent (B) had good storage stability when stored at low temperature, and also had good printability after storage at low temperature. On the other hand, the liquid crystal aligning agent of the reference comparative example was poor in storage stability and printability after low-temperature storage. From this, it was found that by using the specific solvent (B), it was possible to improve the storage stability while ensuring the applicability to the substrate.
[Reference Example 2]
[参考例1B]
撹拌装置及び窒素導入管付きの50ml四つ口フラスコに、ジアミンとして1,3−ビス(4−アミノフェネチル)ウレア(BAPU) 0.60g(2.0mmol)、及びp−フェニレンジアミン(p−PDA) 1.95g(18.0mmol)を入れ、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)30gを加え、窒素を送りながら撹拌して溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら、テトラカルボン酸二無水物として1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物(CBDA) 3.70g(18.9mmol)を添加し、更に固形分濃度が12重量%になるようにNMPを加え、窒素雰囲気下、室温で4時間撹拌してポリアミック酸(PA−1)の溶液を得た。
このポリアミック酸溶液に、NMP、及び特定溶剤(B)として下記式(2b−a)で表される化合物(2b−a)を加え、溶剤組成がNMP:化合物(2b−a)=60:40(重量比)、ポリアミック酸濃度が6.0重量%となるように液晶配向剤(S1B)を調製した。
In a 50 ml four-necked flask equipped with a stirrer and a nitrogen introducing tube, 0.60 g (2.0 mmol) of 1,3-bis (4-aminophenethyl) urea (BAPU) as a diamine and p-phenylenediamine (p-PDA) were added. 1.95 g (18.0 mmol) was added, 30 g of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) was added, and the mixture was stirred and dissolved while supplying nitrogen. While stirring this diamine solution, 3.70 g (18.9 mmol) of 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride (CBDA) was added as tetracarboxylic dianhydride, and the solid content concentration was further increased. NMP was added to 12 wt%, and the mixture was stirred at room temperature for 4 hours under a nitrogen atmosphere to obtain a solution of polyamic acid (PA-1).
To this polyamic acid solution, NMP and a compound (2ba) represented by the following formula (2ba) as a specific solvent (B) are added, and the solvent composition is NMP: compound (2ba) = 60: 40. (Weight ratio), a liquid crystal aligning agent (S1B) was prepared so that the polyamic acid concentration was 6.0% by weight.
[参考例2B]
テトラカルボン酸二無水物としてCBDA 19.2g(0.098mol)、ジアミンとして1,5−ビス(4−アミノフェノキシ)ペンタン24.2g(0.1mol)をNMP343.5gに溶解し、室温で10時間反応させた。重合反応は容易かつ均一に進行し、ポリアミック酸(PA−2)を得た。このポリアミック酸(PA−2)のNMP溶液に、NMP、及び特定溶剤(B)として化合物(2b−a)を加え、溶剤組成がNMP:化合物(2b−a)=50:50(重量比)、ポリアミック酸濃度が6.0重量%となるように液晶配向剤(S2B)を調製した。
[Reference Example 2B]
19.2 g (0.098 mol) of CBDA as a tetracarboxylic dianhydride and 24.2 g (0.1 mol) of 1,5-bis (4-aminophenoxy) pentane as a diamine were dissolved in 343.5 g of NMP. Allowed to react for hours. The polymerization reaction proceeded easily and uniformly, and polyamic acid (PA-2) was obtained. NMP and the compound (2ba) as a specific solvent (B) are added to the NMP solution of the polyamic acid (PA-2), and the solvent composition is NMP: compound (2ba) = 50: 50 (weight ratio). A liquid crystal aligning agent (S2B) was prepared so that the polyamic acid concentration was 6.0% by weight.
[参考例3B]
テトラカルボン酸二無水物として2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物 22.42g(0.1mol)、及びジアミンとして4,4’−ジアミノジフェニルアミン(4,4’DADPA)18.73g(0.094mol)をNMP345.1g中で混合し、室温で5時間反応させた。重合反応は容易かつ均一に進行し、ポリアミック酸(PA−3)を得た。このポリアミック酸(PA−3)のNMP溶液に、NMP、及び特定溶剤(B)として化合物(2b−a)を加え、溶剤組成がNMP:化合物(2b−a)=80:20(重量比)、ポリアミック酸濃度が6.0重量%となるように液晶配向剤(S3B)を調製した。
[Reference Example 3B]
22.42 g (0.1 mol) of 2,3,5-tricarboxycyclopentyl acetic acid dianhydride as tetracarboxylic dianhydride and 18.73 g of 4,4′-diaminodiphenylamine (4,4 ′ DADPA) as diamine 0.094 mol) was mixed in 345.1 g of NMP and reacted at room temperature for 5 hours. The polymerization reaction proceeded easily and uniformly, and polyamic acid (PA-3) was obtained. NMP and the compound (2ba) as a specific solvent (B) are added to the NMP solution of the polyamic acid (PA-3), and the solvent composition is NMP: compound (2ba) = 80: 20 (weight ratio). A liquid crystal aligning agent (S3B) was prepared such that the polyamic acid concentration was 6.0% by weight.
[参考例4B]
ジアミンとしてp−PDA 6.5g(0.06mol)及び4−(4−トランス−n−ヘプチルシクロヘキシル)フェノキシ)−1,3−ジアミノベンゼン(PCH7DAB、上記式(d−4−3)で表される化合物)15.22g(0.04mol)をNMP165gに溶解し、これにテトラカルボン酸二無水物としてCBDA 19.41g(0.099mol)を添加し、室温で24時間反応させ、ポリアミック酸(PA−4)を含む溶液を得た。得られたポリアミック酸(PA−4)の重量平均分子量(Mw)は40,000であった。この溶液30gに、NMP、ジエチレングリコールジエチルエーテル(DEDG)及び特定溶剤(B)として化合物(2b−a)を加え、溶剤組成がNMP:DEDG:化合物(2b−a)=80:10:10(重量比)、濃度4.5重量%の液晶配向剤(S4B)を調製した。
[Reference Example 4B]
As a diamine, 6.5 g (0.06 mol) of p-PDA and 4- (4-trans-n-heptylcyclohexyl) phenoxy) -1,3-diaminobenzene (PCH7DAB, represented by the above formula (d-4-3)) 15.22 g (0.04 mol) of NMP was dissolved in 165 g of NMP, and 19.41 g (0.099 mol) of CBDA as tetracarboxylic dianhydride was added thereto, and reacted at room temperature for 24 hours to obtain polyamic acid (PA). -4) was obtained. The weight average molecular weight (Mw) of the obtained polyamic acid (PA-4) was 40,000. To 30 g of this solution, NMP, diethylene glycol diethyl ether (DEDG) and the compound (2ba) as a specific solvent (B) were added, and the solvent composition was NMP: DEDG: compound (2ba) = 80: 10: 10 (weight) Ratio) and a liquid crystal aligning agent (S4B) having a concentration of 4.5% by weight.
[参考例5B]
ジアミンとしてp−PDA 1.46g(13.5mmol)、及び3,5−ジアミノ安息香酸コレスタニル(DA−3)0.78g(1.50mmol)をNMP20.0g中で混合し、テトラカルボン酸二無水物としてCBDA 2.85g(14.5mmol)を加えるとともに、NMP24.7gを加え、25℃で5時間反応させてポリアミック酸(PA−5)を含む溶液を得た。次いで、得られたポリアミック酸溶液40.0gに、NMP、及び特定溶剤(B)として化合物(2b−a)を加え、溶剤組成がNMP:化合物(2b−a)=75:25(重量比)、ポリアミック酸濃度が4.0重量%となるように液晶配向剤(S5B)を調製した。
[Reference Example 5B]
1.46 g (13.5 mmol) of p-PDA as a diamine and 0.78 g (1.50 mmol) of cholestanyl 3,5-diaminobenzoate (DA-3) were mixed in 20.0 g of NMP, and tetracarboxylic dianhydride was obtained. As a product, 2.85 g (14.5 mmol) of CBDA was added, 24.7 g of NMP was added, and the mixture was reacted at 25 ° C. for 5 hours to obtain a solution containing polyamic acid (PA-5). Next, NMP and the compound (2ba) as a specific solvent (B) were added to 40.0 g of the obtained polyamic acid solution, and the solvent composition was NMP: compound (2ba) = 75: 25 (weight ratio). A liquid crystal aligning agent (S5B) was prepared so that the polyamic acid concentration was 4.0% by weight.
[参考例6B]
テトラカルボン酸二無水物としてCBDA 2.58g(13.1mmol)、ジアミンとしてPCH7DAB 5.0g(13.1mmol)をNMP43gに溶解し、20℃で4時間撹拌し反応させてポリアミック酸(PA−6)を含む溶液を得た。次いで、得られたポリアミック酸(PA−6)のNMP溶液に、NMP、及び特定溶剤(B)として化合物(2b−a)を加え、溶剤組成がNMP:化合物(2b−a)=35:65(重量比)、固形分濃度が3.0重量%となるように液晶配向剤(S6B)を調製した。
[Reference Example 6B]
2.58 g (13.1 mmol) of CBDA as a tetracarboxylic dianhydride and 5.0 g (13.1 mmol) of PCH7DAB as a diamine are dissolved in 43 g of NMP, and the mixture is stirred and reacted at 20 ° C. for 4 hours to obtain a polyamic acid (PA-6). ) Was obtained. Next, NMP and the compound (2ba) as the specific solvent (B) are added to the obtained NMP solution of polyamic acid (PA-6), and the solvent composition is NMP: compound (2ba) = 35: 65. (Weight ratio) A liquid crystal aligning agent (S6B) was prepared so that the solid content concentration was 3.0% by weight.
[参考例7B]
テトラカルボン酸二無水物としてピロメリット酸二無水物(PMDA)8.724g(0.04mol)、ジアミンとしてp−PDA 2.877g(0.0266mol)及びPCH7DAB 4.567g(0.012mol)をNMP91.6g中、室温で3時間反応させ、ポリアミック酸(PA−7)を含む溶液を調製した。このポリアミック酸溶液25gに、NMP、及び特定溶剤(B)として下記式(2b−b)で表される化合物(以下、「化合物(2b−b)」という。)を加え、溶剤組成がNMP:化合物(2b−b)=60:40(重量比)、固形分濃度5.0重量%となるように液晶配向剤(S7B)を調製した。
8.724 g (0.04 mol) of pyromellitic dianhydride (PMDA) as tetracarboxylic dianhydride, 2.877 g (0.0266 mol) of p-PDA as diamine, and 4.567 g (0.012 mol) of PCH7DAB in NMP91 The reaction was performed at room temperature for 3 hours in 0.6 g to prepare a solution containing polyamic acid (PA-7). To 25 g of this polyamic acid solution, NMP and a compound represented by the following formula (2bb) as a specific solvent (B) (hereinafter, referred to as "compound (2bb)") were added, and the solvent composition was NMP: The liquid crystal aligning agent (S7B) was prepared such that the compound (2bb) = 60: 40 (weight ratio) and the solid content concentration was 5.0% by weight.
[参考例8B]
ジアミンとして2,4−ジアミノ−N,N−ジアリルアニリン14.64g(0.072mol)、モノアミンとしてn−ドデシルアミン2.96g(0.016mol)、及びテトラカルボン酸二無水物としてCBDA 15.69g(0.08mol)をNMP300g中、室温で4時間反応させ、ポリアミック酸中間体(PA−8)を含む溶液を調製した。このポリアミック酸中間体のNMP溶液に、NMP、及び特定溶剤(B)として化合物(2b−a)を加え、溶剤組成がNMP:化合物(2b−a)=60:40(重量比)、固形分濃度6.0重量%の液晶配向剤(S8B)を調製した。
[Reference Example 8B]
14.64 g (0.072 mol) of 2,4-diamino-N, N-diallylaniline as a diamine, 2.96 g (0.016 mol) of n-dodecylamine as a monoamine, and 15.69 g of CBDA as a tetracarboxylic dianhydride (0.08 mol) was reacted in 300 g of NMP at room temperature for 4 hours to prepare a solution containing a polyamic acid intermediate (PA-8). NMP and the compound (2ba) as a specific solvent (B) are added to the NMP solution of the polyamic acid intermediate, and the solvent composition is NMP: compound (2ba) = 60: 40 (weight ratio), solid content A liquid crystal aligning agent (S8B) having a concentration of 6.0% by weight was prepared.
[参考例9B]
テトラカルボン酸二無水物としてビシクロ[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(BODA)4.50g(0.018mol)、ジアミンとしてPCH7DAB 0.68g(0.0018mol)及びp−PDA 1.75g(0.0162mol)をNMP39.3g中、室温で反応させた後、さらに40℃で43時間反応させた。このポリアミック酸溶液42gにNMPを加えて1重量%の溶液を調製し、これにイミド化触媒として、無水酢酸4.18g、ピリジン6.48gを加え、室温で30分、120℃で2時間反応させた。この溶液を大量のメタノール中に投入し、得られた白色沈殿を濾別、乾燥し、白色のポリイミド粉末を得た。得られたポリイミド粉末(ポリイミド(PI−1))のイミド化率を測定したところ、72%であった。この粉末にNMP、及び特定溶剤(B)として化合物(2b−a)を加え溶解させ、溶剤組成がNMP:化合物(2b−a)=50:50(重量比)、固形分濃度4.5重量%となるように液晶配向剤(S9B)を調製した。
[Reference Example 9B]
4.50 g (0.018 mol) of bicyclo [3.3.0] octane-2,4,6,8-tetracarboxylic acid 2: 4,6: 8-dianhydride (BODA) as tetracarboxylic dianhydride After reacting 0.68 g (0.0018 mol) of PCH7DAB and 1.75 g (0.0162 mol) of p-PDA as a diamine in 39.3 g of NMP at room temperature, the mixture was further reacted at 40 ° C. for 43 hours. NMP was added to 42 g of this polyamic acid solution to prepare a 1% by weight solution, and 4.18 g of acetic anhydride and 6.48 g of pyridine were added as imidation catalysts, and the mixture was reacted at room temperature for 30 minutes and at 120 ° C. for 2 hours. I let it. This solution was poured into a large amount of methanol, and the obtained white precipitate was separated by filtration and dried to obtain a white polyimide powder. When the imidation ratio of the obtained polyimide powder (polyimide (PI-1)) was measured, it was 72%. NMP and the compound (2ba) as a specific solvent (B) are added to and dissolved in this powder. The solvent composition is NMP: compound (2ba) = 50: 50 (weight ratio), and the solid content concentration is 4.5% by weight. %, A liquid crystal aligning agent (S9B) was prepared.
[参考比較例1B、3B〜9B]
液晶配向剤の溶剤組成につき、第2溶剤として特定溶剤(B)に代えてブチルセロソルブ(BC)を使用した点以外は、上記参考例1B、3B〜9Bと同様に重合体を合成するとともに液晶配向剤を調製し、液晶配向剤(R1B)、(R3B)〜(R9B)をそれぞれ得た。
[参考比較例2B]
液晶配向剤の溶剤組成につき、第2溶剤として特定溶剤(B)に代えてエチレングリコールジメチルエーテルを使用した点以外は、上記参考例2Bと同様に重合体を合成するとともに液晶配向剤を調製し、液晶配向剤(R2B)を得た。
なお、参考比較例XB(Xは1〜9の整数)は参考例XBに対応する例となっている。つまり、参考比較例XBでは、参考例XBと同じ重合体を合成するとともに、特定溶剤(B)に代えてブチルセロソルブまたはエチレングリコールジメチルエーテルを使用した以外は参考例XBと同様に液晶配向剤を調製した。
[Reference Comparative Examples 1B, 3B to 9B]
Regarding the solvent composition of the liquid crystal aligning agent, except that butyl cellosolve (BC) was used instead of the specific solvent (B) as the second solvent, a polymer was synthesized and the liquid crystal alignment was performed in the same manner as in Reference Examples 1B, 3B to 9B. A liquid crystal aligning agent (R1B) and (R3B) to (R9B) were obtained, respectively.
[Reference Comparative Example 2B]
Regarding the solvent composition of the liquid crystal aligning agent, a polymer was synthesized and a liquid crystal aligning agent was prepared in the same manner as in Reference Example 2B, except that ethylene glycol dimethyl ether was used instead of the specific solvent (B) as the second solvent. A liquid crystal aligning agent (R2B) was obtained.
Note that Reference Comparative Example XB (X is an integer of 1 to 9) is an example corresponding to Reference Example XB. That is, in Reference Comparative Example XB, the same polymer as Reference Example XB was synthesized, and a liquid crystal alignment agent was prepared in the same manner as Reference Example XB except that butyl cellosolve or ethylene glycol dimethyl ether was used instead of the specific solvent (B). .
[参考例10B]
テトラカルボン酸二無水物としてビシクロ[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(BODA)4.50g(0.018mol)、ジアミンとして上記式(d−4−2)で表される化合物(PBCH5DAB) 2.34g(0.0054mol)及び3,5−ジアミノ安息香酸(35DAB)1.92g(0.0126mol)をNMP26.3g中、室温で反応させた後、さらに40℃で43時間反応させた。このポリアミック酸溶液30gにNMPを加えて6重量%の溶液を調製し、これにイミド化触媒として、無水酢酸2.4g、ピリジン1.8gを加え、室温で30分、110℃で4時間反応させた。この溶液を大量のメタノール中に投入し、得られた白色沈殿を濾別、乾燥し、白色のポリイミド粉末を得た。得られたポリイミド粉末(ポリイミド(PI−2))のイミド化率を測定したところ、72%であった。この粉末0.6gを、第1溶剤としてNMP及び3−メトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド(D1)、並びに特定溶剤(B)として化合物(2b−a)の混合溶媒に溶解させ、ポリイミド濃度6.0重量%の溶液とした。この溶液に、3−アミノメチルピリジン(3−AMP)の7.5重量%NMP溶液0.4g(3−AMPとして0.03gに相当)を添加し、50℃で15時間撹拌することにより液晶配向剤(S10B)を得た。なお、液晶配向剤は、溶剤組成がNMP:D1:化合物(2b−a)=30:20:50(重量比)となるように調製した。
[Reference Example 10B]
4.50 g (0.018 mol) of bicyclo [3.3.0] octane-2,4,6,8-tetracarboxylic acid 2: 4,6: 8-dianhydride (BODA) as tetracarboxylic dianhydride 2.34 g (0.0054 mol) of the compound represented by the above formula (d-4-2) as a diamine (PBCH5DAB) and 1.92 g (0.0126 mol) of 3,5-diaminobenzoic acid (35 DAB) were added to NMP26. After reacting at room temperature in 3 g, it was further reacted at 40 ° C. for 43 hours. NMP was added to 30 g of this polyamic acid solution to prepare a 6% by weight solution, to which 2.4 g of acetic anhydride and 1.8 g of pyridine were added as imidation catalysts, and reacted at room temperature for 30 minutes and 110 ° C. for 4 hours. I let it. This solution was poured into a large amount of methanol, and the obtained white precipitate was separated by filtration and dried to obtain a white polyimide powder. The imidation ratio of the obtained polyimide powder (polyimide (PI-2)) was measured to be 72%. 0.6 g of this powder was dissolved in a mixed solvent of NMP and 3-methoxy-N, N-dimethylpropionamide (D1) as the first solvent, and the compound (2ba) as the specific solvent (B), and the polyimide concentration was dissolved. A 6.0% by weight solution was obtained. To this solution, 0.4 g of a 7.5% by weight NMP solution of 3-aminomethylpyridine (3-AMP) (equivalent to 0.03 g as 3-AMP) was added, and the mixture was stirred at 50 ° C. for 15 hours to obtain a liquid crystal. An alignment agent (S10B) was obtained. The liquid crystal alignment agent was prepared such that the solvent composition was NMP: D1: compound (2ba) = 30: 20: 50 (weight ratio).
[参考例11B]
ポリアミック酸の合成に使用するPBCH5DABの量を3.90g(0.0090mol)、3,5−ジアミノ安息香酸の量を1.37g(0.0090mol)に変更した点以外は参考例10Bと同様の操作を行い、ポリアミック酸溶液を得た。また、得られたポリアミック酸溶液を用いて参考例10Bと同様の操作を行い、ポリイミド粉末を得た。得られたポリイミド粉末(ポリイミド(PI−3))のイミド化率を測定したところ、74%であった。この粉末0.6gを、第1溶剤としてNMP及び3−ブトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド(D2)、並びに特定溶剤(B)として化合物(2b−b)の混合溶媒に溶解させ、ポリイミド濃度6.0重量%の溶液とした。この溶液に、3−アミノメチルピリジン(3−AMP)の7.5重量%NMP溶液0.8g(3−AMPとして0.06gに相当)を添加し、50℃で15時間撹拌することにより液晶配向剤(S11B)を得た。なお、液晶配向剤は、溶剤組成がNMP:D2:化合物(2b−b)=30:30:40(重量比)となるように調製した。
[Reference Example 11B]
Same as Reference Example 10B except that the amount of PBCH5DAB used for the synthesis of polyamic acid was changed to 3.90 g (0.0090 mol) and the amount of 3,5-diaminobenzoic acid was changed to 1.37 g (0.0090 mol). The operation was performed to obtain a polyamic acid solution. The same operation as in Reference Example 10B was performed using the obtained polyamic acid solution to obtain a polyimide powder. When the imidation ratio of the obtained polyimide powder (polyimide (PI-3)) was measured, it was 74%. 0.6 g of this powder was dissolved in a mixed solvent of NMP and 3-butoxy-N, N-dimethylpropionamide (D2) as the first solvent and the compound (2bb) as the specific solvent (B), and the polyimide concentration was dissolved. A 6.0% by weight solution was obtained. To this solution, 0.8 g of a 7.5% by weight NMP solution of 3-aminomethylpyridine (3-AMP) (corresponding to 0.06 g as 3-AMP) was added, and the mixture was stirred at 50 ° C. for 15 hours to obtain a liquid crystal. An alignment agent (S11B) was obtained. The liquid crystal aligning agent was prepared such that the solvent composition was NMP: D2: compound (2bb) = 30: 30: 40 (weight ratio).
[参考例12B]
上記参考例1Aと同様にしてポリアミック酸(PA−1)を含む溶液を調製した。この溶液を大量のメタノール中に投入し、得られた白色沈殿を濾別、乾燥し、ポリアミック酸粉末を得た。この粉末を、第1溶剤として3−メトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド(D1)及び特定溶剤(B)として化合物(2b−b)の混合溶媒に溶解させ、溶剤組成がD1:化合物(2b−b)=60:40(重量比)、固形分濃度6.0重量%の液晶配向剤(S12B)を得た。
[参考例13B]
上記参考例2Bと同様にしてポリアミック酸(PA−2)を含む溶液を調製した。この溶液を大量のメタノール中に投入し、得られた白色沈殿を濾別、乾燥し、ポリアミック酸粉末を得た。この粉末を、第1溶剤として3−ブトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド(D2)及び特定溶剤(B)として化合物(2b−a)の混合溶媒に溶解させ、溶剤組成がD2:化合物(2b−a)=50:50(重量比)、ポリアミック酸濃度6.0重量%の液晶配向剤(S13B)を得た。
[Reference Example 12B]
A solution containing polyamic acid (PA-1) was prepared in the same manner as in Reference Example 1A. This solution was poured into a large amount of methanol, and the obtained white precipitate was separated by filtration and dried to obtain a polyamic acid powder. This powder was dissolved in a mixed solvent of 3-methoxy-N, N-dimethylpropionamide (D1) as a first solvent and compound (2bb) as a specific solvent (B), and the solvent composition was D1: compound (2b -B) = 60: 40 (weight ratio), a liquid crystal aligning agent (S12B) having a solid content concentration of 6.0% by weight was obtained.
[Reference Example 13B]
A solution containing polyamic acid (PA-2) was prepared in the same manner as in Reference Example 2B. This solution was poured into a large amount of methanol, and the obtained white precipitate was separated by filtration and dried to obtain a polyamic acid powder. This powder was dissolved in a mixed solvent of 3-butoxy-N, N-dimethylpropionamide (D2) as the first solvent and compound (2ba) as the specific solvent (B), and the solvent composition was D2: compound (2b -A) = 50: 50 (weight ratio), a liquid crystal aligning agent (S13B) having a polyamic acid concentration of 6.0% by weight was obtained.
[参考例14B]
上記参考例3Bと同様にしてポリアミック酸(PA−3)を含む溶液を調製した。この溶液を大量のメタノール中に投入し、得られた白色沈殿を濾別、乾燥し、ポリアミック酸粉末を得た。この粉末を、第1溶剤としてNMP及び3−メトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド(D1)、並びに特定溶剤(B)として化合物(2b−a)の混合溶媒に溶解させ、溶剤組成がNMP:D1:化合物(2b−a)=40:40:20(重量比)、ポリアミック酸濃度6.0重量%の液晶配向剤(S14B)を得た。
[参考例15B]
上記参考例4Bと同様にしてポリアミック酸(PA−4)を含む溶液を調製した。この溶液を大量のメタノール中に投入し、得られた白色沈殿を濾別、乾燥し、ポリアミック酸粉末を得た。この粉末及び、添加剤として、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン(E1)を、第1溶剤としてNMP及び3−ブトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド(D2)、並びに特定溶剤(B)として化合物(2b−a)の混合溶媒に溶解させ、溶剤組成がNMP:D2:化合物(2b−a)=40:40:20(重量比)、ポリアミック酸濃度6.0重量%の液晶配向剤(S15B)を得た。なお、用いた添加剤(E1)の量は、ポリアミック酸粉末に対して5重量部とした。
[Reference Example 14B]
A solution containing polyamic acid (PA-3) was prepared in the same manner as in Reference Example 3B. This solution was poured into a large amount of methanol, and the obtained white precipitate was separated by filtration and dried to obtain a polyamic acid powder. This powder was dissolved in a mixed solvent of NMP and 3-methoxy-N, N-dimethylpropionamide (D1) as the first solvent and the compound (2ba) as the specific solvent (B), and the solvent composition was NMP: D1: Compound (2ba) = 40: 40: 20 (weight ratio), and a liquid crystal aligning agent (S14B) having a polyamic acid concentration of 6.0% by weight was obtained.
[Reference Example 15B]
A solution containing polyamic acid (PA-4) was prepared in the same manner as in Reference Example 4B. This solution was poured into a large amount of methanol, and the obtained white precipitate was separated by filtration and dried to obtain a polyamic acid powder. This powder and N, N, N ', N'-tetraglycidyl-4,4'-diaminodiphenylmethane (E1) as an additive, NMP and 3-butoxy-N, N-dimethylpropionamide as a first solvent (D2) and the specific solvent (B) are dissolved in a mixed solvent of the compound (2ba), and the solvent composition is NMP: D2: compound (2ba) = 40: 40: 20 (weight ratio), polyamic acid A liquid crystal aligning agent (S15B) having a concentration of 6.0% by weight was obtained. The amount of the additive (E1) used was 5 parts by weight based on the polyamic acid powder.
[参考例16B]
上記参考例5Bと同様にしてポリアミック酸(PA−5)を含む溶液を調製した。この溶液を大量のメタノール中に投入し、得られた白色沈殿を濾別、乾燥し、ポリアミック酸粉末を得た。この粉末を、第1溶剤として3−メトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド(D1)及び特定溶剤(B)として化合物(2b−a)の混合溶媒に溶解させ、溶剤組成がD1:化合物(2b−a)=75:25(重量比)、ポリアミック酸濃度6.0重量%の液晶配向剤(S16B)を得た。
[参考例17B]
上記参考例6Bと同様にしてポリアミック酸(PA−6)を含む溶液を調製した。この溶液を大量のメタノール中に投入し、得られた白色沈殿を濾別、乾燥し、ポリアミック酸粉末を得た。この粉末を、第1溶剤として3−ブトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド(D2)及び特定溶剤(B)として化合物(2b−a)の混合溶媒に溶解させ、溶剤組成がD2:化合物(2b−a)=35:65(重量比)、ポリアミック酸濃度6.0重量%の液晶配向剤(S17B)を得た。
[Reference Example 16B]
A solution containing polyamic acid (PA-5) was prepared in the same manner as in Reference Example 5B. This solution was poured into a large amount of methanol, and the obtained white precipitate was separated by filtration and dried to obtain a polyamic acid powder. This powder was dissolved in a mixed solvent of 3-methoxy-N, N-dimethylpropionamide (D1) as the first solvent and compound (2ba) as the specific solvent (B), and the solvent composition was D1: compound (2b -A) = 75: 25 (weight ratio), and a liquid crystal aligning agent (S16B) having a polyamic acid concentration of 6.0% by weight was obtained.
[Reference Example 17B]
A solution containing polyamic acid (PA-6) was prepared in the same manner as in Reference Example 6B. This solution was poured into a large amount of methanol, and the obtained white precipitate was separated by filtration and dried to obtain a polyamic acid powder. This powder was dissolved in a mixed solvent of 3-butoxy-N, N-dimethylpropionamide (D2) as the first solvent and compound (2ba) as the specific solvent (B), and the solvent composition was D2: compound (2b -A) = 35: 65 (weight ratio), and a liquid crystal aligning agent (S17B) having a polyamic acid concentration of 6.0% by weight was obtained.
[参考例18B]
上記参考例7Bと同様にしてポリアミック酸(PA−7)を含む溶液を調製した。この溶液を大量のメタノール中に投入し、得られた白色沈殿を濾別、乾燥し、ポリアミック酸粉末を得た。この粉末を、第1溶剤としてNMP及びγ−ブチルラクトン(D3)、並びに特定溶剤(B)として化合物(2b−a)の混合溶媒に溶解させ、溶剤組成がNMP:D3:化合物(2b−a)=30:30:40(重量比)、ポリアミック酸濃度6.0重量%の液晶配向剤(S18B)を得た。
[参考例19B]
上記参考例8Bと同様にしてポリアミック酸中間体(PA−8)を含む溶液を調製した。この溶液を大量のメタノール中に投入し、得られた白色沈殿を濾別、乾燥し、ポリアミック酸粉末を得た。この粉末を、第1溶剤としてNMP及び3−ブトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド(D2)、並びに特定溶剤(B)として化合物(2b−b)の混合溶媒に溶解させ、溶剤組成がNMP:D2:化合物(2b−b)=30:30:40(重量比)、ポリアミック酸濃度6.0重量%の液晶配向剤(S19B)を得た。
[参考例20B]
上記参考例9Bと同様にしてポリイミド(PI−1)の粉末を得た。この粉末を、第1溶剤として3−メトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド(D1)及び特定溶剤(B)として化合物(2b−a)の混合溶媒に溶解させ、溶剤組成がD1:化合物(2b−a)=50:50(重量比)、固形分濃度6.0重量%の液晶配向剤(S20B)を得た。
[Reference Example 18B]
A solution containing polyamic acid (PA-7) was prepared in the same manner as in Reference Example 7B. This solution was poured into a large amount of methanol, and the obtained white precipitate was separated by filtration and dried to obtain a polyamic acid powder. This powder was dissolved in a mixed solvent of NMP and γ-butyl lactone (D3) as the first solvent and compound (2ba) as the specific solvent (B), and the solvent composition was NMP: D3: compound (2ba). ) = 30: 30: 40 (weight ratio), and a liquid crystal aligning agent (S18B) having a polyamic acid concentration of 6.0% by weight was obtained.
[Reference Example 19B]
A solution containing a polyamic acid intermediate (PA-8) was prepared in the same manner as in Reference Example 8B. This solution was poured into a large amount of methanol, and the obtained white precipitate was separated by filtration and dried to obtain a polyamic acid powder. This powder was dissolved in a mixed solvent of NMP and 3-butoxy-N, N-dimethylpropionamide (D2) as a first solvent and compound (2bb) as a specific solvent (B), and the solvent composition was NMP: D2: Compound (2b-b) = 30: 30: 40 (weight ratio) and a liquid crystal aligning agent (S19B) having a polyamic acid concentration of 6.0% by weight were obtained.
[Reference Example 20B]
A powder of polyimide (PI-1) was obtained in the same manner as in Reference Example 9B. This powder was dissolved in a mixed solvent of 3-methoxy-N, N-dimethylpropionamide (D1) as the first solvent and compound (2ba) as the specific solvent (B), and the solvent composition was D1: compound (2b -A) = 50: 50 (weight ratio), and a liquid crystal aligning agent (S20B) having a solid content of 6.0% by weight was obtained.
<保存安定性の評価>
上記で得られた各々の液晶配向剤について、1.0μmのフィルターで濾過した後に−30℃で1か月間保管した後、室温(25℃)に戻し、液晶配向剤中の析出物の有無を観察した。その結果を下記表3及び表4に示す。なお、表3及び表4では、液晶配向剤中に析出物が観察されなかった場合を「○」、析出物が観察された場合を「×」と示した。
<Evaluation of storage stability>
Each of the liquid crystal aligning agents obtained above was filtered through a 1.0 μm filter, stored at −30 ° C. for one month, returned to room temperature (25 ° C.), and checked for the presence of precipitates in the liquid crystal aligning agent. Observed. The results are shown in Tables 3 and 4 below. In Tables 3 and 4, a case where no precipitate was observed in the liquid crystal aligning agent was indicated by “○”, and a case where a precipitate was observed was indicated by “×”.
<印刷性の評価>
上記で調製した各々の液晶配向剤について、1.0μmのフィルターで濾過した後に−15℃で6か月間保管した後、室温(25℃)に戻した。次いで、液晶配向剤を、液晶配向膜印刷機(日本写真印刷(株)製)を用いて、ITO膜からなる透明電極付きガラス基板の透明電極面に塗布した。その後、80℃のホットプレート上で1分間加熱(プレベーク)して溶媒を除去した後、200℃のホットプレート上で10分間加熱(ポストベーク)して、平均膜厚0.06μmの塗膜を形成した。この塗膜を倍率20倍の顕微鏡で観察して印刷ムラ及びピンホールの有無を調べた。評価は、印刷ムラ及びピンホールが殆ど観察されなかった場合を印刷性良好(○)、印刷ムラ及びピンホールの少なくともいずれかが観察された場合を印刷性不良(×)として行った。その結果を下記表3及び表4に示す。
<Evaluation of printability>
Each of the liquid crystal aligning agents prepared above was filtered through a 1.0 μm filter, stored at −15 ° C. for 6 months, and then returned to room temperature (25 ° C.). Next, the liquid crystal alignment agent was applied to the transparent electrode surface of the glass substrate with a transparent electrode made of an ITO film using a liquid crystal alignment film printer (manufactured by Nissha Printing Co., Ltd.). Then, after heating (pre-baking) on a hot plate at 80 ° C. for 1 minute to remove the solvent, heating (post-baking) on a hot plate at 200 ° C. for 10 minutes to form a coating film having an average film thickness of 0.06 μm. Formed. This coating film was observed under a microscope with a magnification of 20 times to check for print unevenness and pinholes. In the evaluation, printability was good (○) when print unevenness and pinholes were hardly observed, and poor printability (x) when at least one of print unevenness and pinholes was observed. The results are shown in Tables 3 and 4 below.
なお、表3及び表4中の略称は以下の通りである。
(酸二無水物)
AN−1;1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物
AN−2;2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物
AN−3;ピロメリット酸二無水物
AN−4;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
(ジアミン)
DA−1:1,5−ビス(4−アミノフェノキシ)ペンタン
DA−2:2,4−ジアミノ−N,N−ジアリルアニリン
DA−3:3,5−ジアミノ安息香酸コレスタニル
35DAB:3,5−ジアミノ安息香酸
(モノアミン)
MA−1:n−ドデシルアミン
(第1溶剤)
D1:3−メトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド
D2:3−ブトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド
D3:γ−ブチルラクトン
(第2溶剤)
D4:エチレングリコールジメチルエーテル
DEDG:ジエチレングリコールジエチルエーテル
BC:ブチルセロソルブ
(添加剤)
3−AMP:3−アミノメチルピリジン(上記式(c−1−16)で表される化合物)
E1:N,N,N’,N’−テトラグリシジル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン
The abbreviations in Tables 3 and 4 are as follows.
(Acid dianhydride)
AN-1, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride AN-2; 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride AN-3; pyromellitic dianhydride AN-4; Bicyclo [3.3.0] octane-2,4,6,8-tetracarboxylic acid 2: 4,6: 8-dianhydride (diamine)
DA-1: 1,5-bis (4-aminophenoxy) pentane DA-2: 2,4-diamino-N, N-diallylaniline DA-3: cholestanyl 3,5-diaminobenzoate 35DAB: 3,5- Diaminobenzoic acid (monoamine)
MA-1: n-dodecylamine (first solvent)
D1: 3-methoxy-N, N-dimethylpropionamide D2: 3-butoxy-N, N-dimethylpropionamide D3: γ-butyl lactone (second solvent)
D4: ethylene glycol dimethyl ether DEDG: diethylene glycol diethyl ether BC: butyl cellosolve (additive)
3-AMP: 3-aminomethylpyridine (compound represented by the above formula (c-1-16))
E1: N, N, N ', N'-tetraglycidyl-4,4'-diaminodiphenylmethane
<光配向FFS型液晶表示素子の製造および評価>
(1)光配向法を用いたFFS型液晶表示素子の製造
図1に示すFFS型液晶表示素子10を作製した。先ず、パターンを有さないボトム電極15、絶縁層14としての窒化ケイ素膜、及び櫛歯状にパターニングされたトップ電極13がこの順で形成された電極対を片面に有するガラス基板11aと、電極が設けられていない対向ガラス基板11bとを一対とし、ガラス基板11aの透明電極を有する面と対向ガラス基板11bの一面とに、上記で得た液晶配向剤(S1B)を用いてインクジェット塗布法により塗膜を形成した。なお、液晶配向剤(S1B)につき、基板上に塗布する前に、溶剤組成を「NMP:(2b−a)=60:40(重量比)」としたままで粘度が18cPとなるように調製し、粘度調整した液晶配向剤を基板上に塗布した。
次いで、この塗膜を80℃のホットプレートで1分間プレベークを行った後、庫内を窒素置換したオーブン中で230℃にて15分間加熱(ポストベーク)して、平均膜厚1,000Åの塗膜を形成した。ここで使用したトップ電極13の平面模式図を図2に示した。なお、図2(a)は、トップ電極13の上面図であり、図2(b)は、図2(a)の破線で囲った部分C1の拡大図である。本参考例では、電極の線幅d1が4μm、電極間の距離d2が6μmのトップ電極を有する基板を使用した。また、トップ電極13としては、電極A、電極B、電極C及び電極Dの4系統の駆動電極を用いた。図3に、この液晶表示素子の駆動電極の構成を示した。この場合、ボトム電極15は、4系統の駆動電極のすべてに作用する共通電極として働き、4系統の駆動電極の領域のそれぞれが画素領域となる。
<Manufacture and evaluation of photo-alignment FFS type liquid crystal display device>
(1) Production of FFS-type liquid crystal display element using photo-alignment method An FFS-type liquid
Next, the coating film was pre-baked on a hot plate at 80 ° C. for 1 minute, and then heated (post-baked) at 230 ° C. for 15 minutes in an oven in which the inside of the chamber was purged with nitrogen to obtain an average thickness of 1,000 °. A coating was formed. FIG. 2 shows a schematic plan view of the
次いで、これら塗膜の各表面に、それぞれ、Hg−Xeランプ及びグランテーラープリズムを用いて313nmの輝線を含む偏光紫外線300J/m2を基板法線方向から照射して、液晶配向膜を有する一対の基板を得た。このとき、偏光紫外線の照射方向は基板法線方向からとし、偏光紫外線の偏光面を基板に投影した線分の方向が図2中の両頭矢印の方向となるように偏光面方向を設定したうえで光照射処理を行った。 Next, each surface of these coating films was irradiated with polarized ultraviolet rays 300 J / m 2 containing 313 nm bright lines from the normal direction of the substrate using a Hg-Xe lamp and a Glan-Taylor prism, respectively, to form a pair having a liquid crystal alignment film. Was obtained. At this time, the direction of irradiation of the polarized ultraviolet light was set to be from the normal direction of the substrate, and the direction of the polarization plane was set so that the direction of the line segment obtained by projecting the polarization plane of the polarized ultraviolet light onto the substrate was the direction of the double-headed arrow in FIG. Was subjected to a light irradiation treatment.
次いで、上記基板のうちの1枚の液晶配向膜を有する面の外周に直径5.5μm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より塗布した後、1対の基板の液晶配向膜面を対向させ、偏光紫外線の偏光面を基板へ投影した方向が平行となるように重ね合わせて圧着し、150℃で1時間かけて接着剤を熱硬化した。次いで、液晶注入口から基板間隙にメルク社製液晶「MLC−6221」を充填した後、エポキシ樹脂接着剤で液晶注入口を封止した。その後、液晶注入時の流動配向を除くために、これを150℃まで加熱してから室温まで徐冷した。
次に、基板の外側両面に偏光板を貼り合わせることにより、FFS型液晶表示素子を製造した。このとき、偏光板のうちの1枚は、その偏光方向が液晶配向膜の偏光紫外線の偏光面の基板面への射影方向と平行となるように貼付し、もう1枚はその偏光方向が先の偏光板の偏光方向と直交するように貼付した。
上記の方法を繰り返し、合計5個のFFS型液晶表示素子を製造し、下記の液晶配向性の評価、電圧保持率の評価、耐熱性の評価、ベゼルムラ耐性、および残像特性の評価に1個ずつを供した。ただし、いずれの場合も電圧印加下の紫外線照射は行わなかった。
Then, an epoxy resin adhesive containing aluminum oxide spheres having a diameter of 5.5 μm is applied by screen printing to the outer periphery of the surface of the substrate having one liquid crystal alignment film, and then the liquid crystal alignment film surfaces of the pair of substrates are coated. The substrates were opposed to each other, were superposed so that the directions of projection of the polarized surfaces of polarized ultraviolet rays onto the substrate became parallel, and were pressed. The adhesive was thermally cured at 150 ° C. for 1 hour. Next, a liquid crystal “MLC-6221” manufactured by Merck was filled in the gap between the substrates from the liquid crystal injection port, and the liquid crystal injection port was sealed with an epoxy resin adhesive. Thereafter, in order to remove the flow alignment at the time of injecting the liquid crystal, it was heated to 150 ° C. and then gradually cooled to room temperature.
Next, a polarizing plate was attached to both outer surfaces of the substrate to produce an FFS type liquid crystal display device. At this time, one of the polarizing plates is attached so that the polarization direction is parallel to the direction of projection of the polarized ultraviolet light of the liquid crystal alignment film onto the substrate surface, and the other one has the polarization direction first. Was attached so as to be orthogonal to the polarization direction of the polarizing plate.
The above method was repeated to produce a total of five FFS type liquid crystal display elements, one for each of the following evaluations of liquid crystal orientation, evaluation of voltage holding ratio, evaluation of heat resistance, evaluation of bezel unevenness resistance, and evaluation of afterimage characteristics. Was provided. However, in each case, the ultraviolet irradiation under the voltage application was not performed.
(2)液晶配向性の評価
上記で製造したFFS型液晶表示素子につき、5Vの電圧をON・OFF(印加・解除)したときの明暗の変化における異常ドメインの有無を顕微鏡によって倍率50倍で観察した。評価は、異常ドメインが観察されなかった場合を液晶配向性「良好」とし、異常ドメインが観察された場合を液晶配向性「不良」として行った。この液晶表示素子では液晶配向性「良好」であった。
(3)電圧保持率の評価
上記で製造したFFS型液晶表示素子につき、23℃において5Vの電圧を60マイクロ秒の印加時間、167ミリ秒のスパンで印加した後、印加解除から167ミリ秒後の電圧保持率(VHR)を測定したところ、電圧保持率は99.4%であった。なお、測定装置としては、(株)東陽テクニカ製、VHR−1を使用した。
(4)耐熱性の評価
上記の(3)電圧保持率の評価と同様に電圧保持率を測定し、その値を初期VHR(VHRBF)とした。次いで、初期VHR測定後の液晶表示素子につき、100℃のオーブン中に500時間静置した。その後、この液晶表示素子を室温下に静置して室温まで放冷した後、上記同様に電圧保持率を測定し、その値をVHRAFとした。また、下記数式(EX−2)により、熱ストレスの付与前後の電圧保持率の変化率(△VHR(%))を求めた。
△VHR(%)=((VHRBF−VHRAF)÷VHRBF)×100 …(EX−2)
耐熱性の評価は、変化率ΔVHRが4%未満であった場合を耐熱性「良好」、4%以上5%未満であった場合を耐熱性「可」、5%以上であった場合を耐熱性「不良」として行った。その結果、ΔVHRは2.9%であり、この液晶表示素子の耐熱性は「良好」であった。
(2) Evaluation of liquid crystal orientation The FFS type liquid crystal display device manufactured above was observed with a microscope at a magnification of 50 times for the presence or absence of an abnormal domain in a change in brightness when a voltage of 5 V was turned ON / OFF (applied / released). did. In the evaluation, the case where no abnormal domain was observed was regarded as “good”, and the case where an abnormal domain was observed was regarded as “poor”. In this liquid crystal display device, the liquid crystal alignment was “good”.
(3) Evaluation of voltage holding ratio With respect to the FFS type liquid crystal display element manufactured as described above, a voltage of 5 V was applied at 23 ° C. for an application time of 60 microseconds and a span of 167 milliseconds, and 167 milliseconds after the application was released. When the voltage holding ratio (VHR) was measured, the voltage holding ratio was 99.4%. As a measuring device, VHR-1 manufactured by Toyo Corporation was used.
(4) Evaluation of heat resistance The voltage holding ratio was measured in the same manner as in the above (3) evaluation of the voltage holding ratio, and the value was used as the initial VHR (VHR BF ). Next, the liquid crystal display element after the initial VHR measurement was allowed to stand in an oven at 100 ° C. for 500 hours. Thereafter, the liquid crystal display device was allowed to stand still at room temperature and allowed to cool to room temperature. Then, the voltage holding ratio was measured in the same manner as described above, and the value was defined as VHR AF . Further, a change rate (ΔVHR (%)) of the voltage holding ratio before and after the application of the thermal stress was determined by the following equation (EX-2).
△ VHR (%) = (( VHR BF -VHR AF) ÷ VHR BF) × 100 ... (EX-2)
The heat resistance was evaluated as “heat-resistant” when the change rate ΔVHR was less than 4%, “heat-resistant” when it was 4% or more and less than 5%, and “heat-resistant” when it was 5% or more. Performed as "poor". As a result, ΔVHR was 2.9%, and the heat resistance of this liquid crystal display device was “good”.
(5)シール剤周辺のムラ耐性(ベゼルムラ耐性)
上記で製造したFFS型液晶表示素子につき、25℃、50%RHの条件下に30日保管し、その後、交流電圧5Vで駆動して点灯状態を観察した。評価は、シール剤周辺にて、輝度差(モアブラック又はモアホワイト)が視認されなければ「優良」、視認されるが、点灯後5分以内に輝度差が消失すれば「良好」、5分超20分以内に輝度差が消失すれば「可」、20分経過しても輝度差が視認される場合を「不良」とした。その結果、この液晶表示素子では、シール剤周辺にて輝度差が視認されず、「優良」と判断された。
(6)残像特性の評価(DC残像評価)
上記で製造した光配向型液晶表示素子を25℃、1気圧の環境下においた。ボトム電極を4系統の駆動電極すべての共通電極として、ボトム電極の電位を0V電位(グランド電位)に設定した。電極B及び電極Dを共通電極と短絡して0V印加状態としつつ、電極A及び電極Cに交流電圧3.5V及び直流電圧1Vからなる合成電圧を2時間印加した。2時間経過後、直ちに電極A〜電極Dのすべてに交流1.5Vの電圧を印加した。そして、全駆動電極に交流1.5Vの電圧を印加し始めた時点から、駆動ストレス印加領域(電極A及び電極Cの画素領域)と駆動ストレス非印加領域(電極B及び電極Dの画素領域)との輝度差が目視で確認できなくなるまでの時間を測定し、これを残像消去時間とした。なお、この時間が短いほど、残像が生じ難いことを示す。残像消去時間が30秒未満であった場合を「良好」、30秒以上120秒未満であった場合を「可」、120秒以上であった場合を「不良」として評価したところ、本参考例の液晶表示素子の残像消去時間は1秒であり、残像特性「良好」と評価された。
(5) Unevenness resistance around sealant (bezel unevenness resistance)
The FFS-type liquid crystal display device manufactured as described above was stored for 30 days under the conditions of 25 ° C. and 50% RH, and then driven at an AC voltage of 5 V to observe a lighting state. The evaluation is “excellent” if no luminance difference (more black or more white) is visually recognized around the sealant, but “good” if the luminance difference disappears within 5 minutes after lighting, and “good” for 5 minutes. The case where the luminance difference disappeared within 20 minutes or more was "OK", and the case where the luminance difference was visible even after 20 minutes was "poor". As a result, in this liquid crystal display element, no luminance difference was visually recognized around the sealant, and it was determined to be “excellent”.
(6) Evaluation of afterimage characteristics (DC afterimage evaluation)
The photo-alignment type liquid crystal display device produced above was placed in an environment of 25 ° C. and 1 atm. The bottom electrode was used as a common electrode for all of the four drive electrodes, and the potential of the bottom electrode was set to 0 V potential (ground potential). A combined voltage consisting of an AC voltage of 3.5 V and a DC voltage of 1 V was applied to the electrodes A and C for 2 hours while the electrodes B and D were short-circuited to the common electrode to apply 0 V. Immediately after 2 hours, a voltage of AC 1.5 V was applied to all of the electrodes A to D. The drive stress application region (the pixel region of the electrode A and the electrode C) and the drive stress non-application region (the pixel region of the electrode B and the electrode D) from the time when the voltage of AC 1.5V is applied to all the drive electrodes. The time required until the difference in luminance from the point no longer can be confirmed visually was measured, and this was defined as the afterimage erasing time. Note that the shorter this time is, the harder the afterimage is generated. When the afterimage elimination time was less than 30 seconds, the result was evaluated as “good”, when it was 30 seconds or more and less than 120 seconds, “OK”, and when it was 120 seconds or more, it was evaluated as “bad”. The afterimage erasing time of the liquid crystal display device was 1 second, and the afterimage characteristics were evaluated as “good”.
表3及び表4に示すように、特定溶剤(B)を用いた参考例の液晶配向剤はいずれも、低温保管した場合の保存安定性が良好であるとともに、低温保管後の印刷性についても良好であった。これに対し、参考比較例の液晶配向剤は、保存安定性、及び低温保管後の印刷性が不良であった。このことから、特定溶剤(B)を使用することにより、基板に対する塗布性を確保しつつ保存安定性を改善できることが分かった。
[実施例]
As shown in Tables 3 and 4, each of the liquid crystal aligning agents of Reference Examples using the specific solvent (B) has good storage stability when stored at low temperature, and also has good printability after storage at low temperature. It was good. On the other hand, the liquid crystal aligning agent of the reference comparative example was poor in storage stability and printability after low-temperature storage. From this, it was found that by using the specific solvent (B), it was possible to improve the storage stability while ensuring the applicability to the substrate.
[Example]
<ポリイミドの合成>
[合成例1:ポリイミド(PI−1C)の合成]
テトラカルボン酸二無水物として2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物(TCA)22.4g(0.1モル)、ジアミンとしてp−フェニレンジアミン(PDA)8.6g(0.08モル)及び3,5−ジアミノ安息香酸コレスタニル(HCDA)10.5g(0.02モル)を、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)166gに溶解し、60℃で6時間反応を行い、ポリアミック酸を20重量%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、N−メチル−2−ピロリドンを加えてポリアミック酸濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は90mPa・sであった。
<Synthesis of polyimide>
[Synthesis Example 1: Synthesis of polyimide (PI-1C)]
22.4 g (0.1 mol) of 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride (TCA) as tetracarboxylic dianhydride and 8.6 g (0.08 mol) of p-phenylenediamine (PDA) as diamine ) And cholestanyl 3,5-diaminobenzoate (HCDA) (10.5 g, 0.02 mol) were dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) (166 g) and reacted at 60 ° C. for 6 hours to obtain polyamic acid. Was obtained. A small amount of the obtained polyamic acid solution was fractionated, N-methyl-2-pyrrolidone was added thereto, and the solution viscosity measured as a solution having a polyamic acid concentration of 10% by weight was 90 mPa · s.
次いで、得られたポリアミック酸溶液に、NMPを追加してポリアミック酸濃度7重量%の溶液とし、ピリジン11.9g及び無水酢酸15.3gを添加して110℃で4時間脱水閉環反応を行った。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなNMPで溶媒置換(本操作によって脱水閉環反応に使用したピリジン及び無水酢酸を系外に除去した。以下同じ。)することにより、イミド化率約68%のポリイミド(PI−1C)を26重量%含有する溶液を得た。得られたポリイミド溶液を少量分取し、NMPを加えてポリイミド濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は45mPa・sであった。 Next, NMP was added to the obtained polyamic acid solution to make a solution having a polyamic acid concentration of 7% by weight, 11.9 g of pyridine and 15.3 g of acetic anhydride were added, and a dehydration ring closure reaction was performed at 110 ° C. for 4 hours. . After the dehydration ring-closing reaction, the solvent in the system was solvent-replaced with fresh NMP (the pyridine and acetic anhydride used in the dehydration ring-closing reaction were removed from the system by this operation; the same applies hereinafter), resulting in an imidization ratio of about 68. % Polyimide (PI-1C) was obtained. A small amount of the obtained polyimide solution was fractionated, NMP was added thereto, and the solution viscosity measured as a solution having a polyimide concentration of 10% by weight was 45 mPa · s.
[合成例2:ポリイミド(PI−2C)の合成]
テトラカルボン酸二無水物としてTCA22.5g(0.1モル)、ジアミンとしてPDA7.6g(0.07モル)、HCDA5.2g(0.01モル)及び4,4’−ジアミノジフェニルメタン(DDM)4.0g(0.02モル)、をNMP157gに溶解し、60℃で6時間反応を行い、ポリアミック酸を20重量%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重量%の溶液として測定した溶液粘度は110mPa・sであった。
[Synthesis Example 2: Synthesis of polyimide (PI-2C)]
22.5 g (0.1 mol) of TCA as tetracarboxylic dianhydride, 7.6 g (0.07 mol) of PDA as diamine, 5.2 g (0.01 mol) of HCDA and 4,4′-diaminodiphenylmethane (DDM) 4 0.0g (0.02 mol) was dissolved in 157g of NMP and reacted at 60 ° C for 6 hours to obtain a solution containing 20% by weight of polyamic acid. A small amount of the obtained polyamic acid solution was fractionated, NMP was added thereto, and the solution viscosity measured as a solution having a polyamic acid concentration of 10% by weight was 110 mPa · s.
次いで、得られたポリアミック酸溶液に、NMPを追加してポリアミック酸濃度7重量%の溶液とし、ピリジン16.6g及び無水酢酸21.4gを添加して110℃で4時間脱水閉環反応を行った。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなNMPで溶媒置換することにより、イミド化率約82%のポリイミド(PI−2C)を26重量%含有する溶液を得た。得られたポリイミド溶液を少量分取し、NMPを加えてポリイミド濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は62mPa・sであった。 Next, NMP was added to the obtained polyamic acid solution to make a solution having a polyamic acid concentration of 7% by weight, 16.6 g of pyridine and 21.4 g of acetic anhydride were added, and a dehydration ring closure reaction was performed at 110 ° C. for 4 hours. . After the dehydration ring closure reaction, the solvent in the system was replaced with new NMP to obtain a solution containing 26% by weight of polyimide (PI-2C) having an imidization ratio of about 82%. A small amount of the obtained polyimide solution was fractionated, NMP was added thereto, and the solution viscosity measured as a solution having a polyimide concentration of 10% by weight was 62 mPa · s.
[合成例3:ポリイミド(PI−3C)の合成]
テトラカルボン酸二無水物として2,4,6,8−テトラカルボキシビシクロ[3.3.0]オクタン−2:4,6:8−二無水物(BODA)24.9g(0.10モル)、ジアミンとしてPDA8.6g(0.08モル)及びHCDA10.4g(0.02モル)を、NMP176gに溶解し、60℃で6時間反応を行い、ポリアミック酸を20重量%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重量%の溶液として測定した溶液粘度は103mPa・sであった。
[Synthesis Example 3: Synthesis of polyimide (PI-3C)]
As a tetracarboxylic dianhydride, 2,4,6,8-tetracarboxybicyclo [3.3.0] octane-2: 4,6: 8-dianhydride (BODA) 24.9 g (0.10 mol) 8.6 g (0.08 mol) of PDA and 10.4 g (0.02 mol) of HCDA were dissolved in 176 g of NMP and reacted at 60 ° C. for 6 hours to obtain a solution containing 20% by weight of polyamic acid. . A small amount of the obtained polyamic acid solution was taken out, NMP was added thereto, and the solution viscosity measured as a solution having a polyamic acid concentration of 10% by weight was 103 mPa · s.
次いで、得られたポリアミック酸溶液に、NMPを追加してポリアミック酸濃度7重量%の溶液とし、ピリジン11.9g及び無水酢酸15.3gを添加して110℃で4時間脱水閉環反応を行った。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなNMPで溶媒置換することにより、イミド化率約71%のポリイミド(PI−3C)を26重量%含有する溶液を得た。得られたポリイミド溶液を少量分取し、NMPを加えてポリイミド濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は57mPa・sであった。 Next, NMP was added to the obtained polyamic acid solution to make a solution having a polyamic acid concentration of 7% by weight, 11.9 g of pyridine and 15.3 g of acetic anhydride were added, and a dehydration ring closure reaction was performed at 110 ° C. for 4 hours. . After the dehydration ring closure reaction, the solvent in the system was replaced with new NMP to obtain a solution containing 26% by weight of polyimide (PI-3C) having an imidization ratio of about 71%. A small amount of the obtained polyimide solution was fractionated, NMP was added thereto, and the solution viscosity measured as a solution having a polyimide concentration of 10% by weight was 57 mPa · s.
<液晶配向剤の調製>
[実施例1C]
合成したポリイミド(PI−1C)100重量部を含有する溶液に、溶剤としてNMP、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル(ブチルセロソルブ、BC)及び下記式(b1−1)で表される化合物(以下、「化合物(b1−1)」という。)を加え、溶剤組成がNMP:BC:化合物(b1−1)=30:50:20(重量比)、固形分濃度6.5重量%の溶液とした。この溶液を孔径1μmのフィルターを用いて濾過することにより液晶配向剤(S−1)を調製した。
[Example 1C]
In a solution containing 100 parts by weight of the synthesized polyimide (PI-1C), as a solvent, NMP, ethylene glycol mono-n-butyl ether (butyl cellosolve, BC) and a compound represented by the following formula (b1-1) (hereinafter, referred to as “ Compound (b1-1) ") was added to obtain a solution having a solvent composition of NMP: BC: compound (b1-1) = 30: 50: 20 (weight ratio) and a solid concentration of 6.5% by weight. This solution was filtered using a filter having a pore size of 1 μm to prepare a liquid crystal aligning agent (S-1).
[実施例2C〜18C、比較例1C〜4C]
使用するポリイミド及び溶剤組成をそれぞれ下記表5に記載のとおり変更した以外は、上記実施例1Cと同様の方法により液晶配向剤(S−2)〜(S−18)、(SR−1)〜(SR−4)をそれぞれ調製した。
[Examples 2C to 18C, Comparative Examples 1C to 4C]
Liquid crystal aligning agents (S-2) to (S-18), (SR-1) to (C-2) in the same manner as in Example 1C, except that the polyimide and the solvent composition used were changed as described in Table 5 below. (SR-4) was prepared.
<印刷性の評価>
上記で調製したそれぞれの液晶配向剤につき印刷性について評価した。評価は以下のようにして行った。まず、調製した液晶配向剤の各々につき、液晶配向膜印刷機(日本写真印刷機(株)製、オングストローマー形式「S40L−532」)を用いて、アニロックスロールへの液晶配向剤の滴下量を往復20滴(約0.2g)の条件にて、ITO膜からなる透明電極付きガラス基板の透明電極面に塗布した。基板への塗布は、1分間隔で新しい基板を用いながら20回実施した。
続いて、液晶配向剤を1分間隔でアニロックスロール上にディスペンス(片道)し、その都度、アニロックスロールと印刷版とを接触させる作業(以下、空運転という)を合計10回行った(この間、ガラス基板への印刷は行わない)。なお、この空運転は、液晶表示素子の通常の製造プロセスにおいて行われるものではなく、液晶配向剤の基板への印刷を意図的に過酷な状況下で実施させるために行った操作である。
<Evaluation of printability>
Each of the liquid crystal aligning agents prepared above was evaluated for printability. The evaluation was performed as follows. First, for each of the prepared liquid crystal aligning agents, the amount of the liquid crystal aligning agent dropped onto the anilox roll was measured using a liquid crystal alignment film printing machine (manufactured by Nissha Printing Co., Ltd., Angstromer type “S40L-532”). Was applied to the transparent electrode surface of a glass substrate with a transparent electrode made of an ITO film under the condition of 20 drops (about 0.2 g) in a reciprocating manner. Coating on the substrate was performed 20 times at one minute intervals using a new substrate.
Subsequently, the liquid crystal aligning agent was dispensed (one way) on the anilox roll at one-minute intervals, and each time the operation of bringing the anilox roll and the printing plate into contact (hereinafter, referred to as idle operation) was performed a total of 10 times (during this time, Printing on a glass substrate is not performed). The idle operation is not performed in the normal manufacturing process of the liquid crystal display element, but is an operation performed for intentionally performing printing of the liquid crystal alignment agent on the substrate under severe conditions.
10回の空運転の後、ガラス基板を用いて本印刷を行った。本印刷では、空運転後、基板を30秒間隔で5枚投入し、液晶配向剤が塗布されたそれぞれの基板を80℃で1分間加熱(プレベーク)して溶媒を除去した後、200℃で10分間加熱(ポストベーク)して、膜厚約80nmの塗膜を形成した。この塗膜のパターンエッジ部分(印刷パターンの外周部分)を倍率20倍の顕微鏡で観察することにより印刷性を評価した。評価は、空運転後の本印刷1回目から析出物(ポリイミドと思われる)が観察されなかった場合を優良(○)、空運転後の本印刷1回目では析出物が観察されたが、本印刷を5回実施する間に析出物が消失した場合を良好(△)、本印刷を5回繰り返した後においても析出物が観察された場合を不良(×)として行った。その評価結果を下記表5に示す。なお、印刷性が良好な液晶配向剤では、連続で基板を投入している間に析出物が良化(消失)することが実験により分かっている。
また、空運転の回数をそれぞれ15回、20回、25回に変更した以外は上記と同様の操作を行うことにより液晶配向剤の印刷性を評価した。その評価結果について、下記表5に併せて示す。
After ten idle operations, actual printing was performed using a glass substrate. In this printing, after idling, five substrates were loaded at intervals of 30 seconds, each substrate coated with a liquid crystal alignment agent was heated (prebaked) at 80 ° C. for 1 minute to remove the solvent, and then removed at 200 ° C. By heating (post-baking) for 10 minutes, a coating film having a thickness of about 80 nm was formed. The printability was evaluated by observing the pattern edge portion (outer peripheral portion of the print pattern) of this coating film with a microscope having a magnification of 20 times. The evaluation was excellent (○) when no precipitate (presumed to be polyimide) was observed from the first printing after idling, and the precipitate was observed at the first printing after idling. The case where the precipitate disappeared during the printing five times was evaluated as good (△), and the case where the precipitate was observed even after the printing was repeated five times was evaluated as poor (x). The evaluation results are shown in Table 5 below. Experiments have shown that a liquid crystal aligning agent having good printability improves (disappears) the precipitates during continuous loading of the substrate.
The printability of the liquid crystal aligning agent was evaluated by performing the same operation as described above except that the number of idle operations was changed to 15, 20, and 25 times, respectively. The evaluation results are shown in Table 5 below.
<膜表面の乾燥レベルの評価>
上記「印刷性の評価」においてプレベークを実施した後の塗膜について、膜表面の乾燥レベルを評価した。評価は、膜表面に手で触れた際にべとつき感が残っていなかった場合を良好(○)、べとつき感が残っていた場合を不良(×)として行った。その評価結果を下記表5に示す。なお、ここでは、10回の空運転後に実施した本印刷の基板を用いて評価した。
<Evaluation of drying level on film surface>
The drying level of the film surface was evaluated for the coating film after the prebaking in the above “Evaluation of printability”. The evaluation was made as good (○) when the sticky feeling did not remain when the film surface was touched by hand, and as poor (x) when the sticky feeling remained. The evaluation results are shown in Table 5 below. In this case, the evaluation was performed using the substrate of the main printing performed after ten times of idling.
なお、表5における溶剤組成の記号は、それぞれ以下の意味である。
a:N−メチル−2−ピロリドン(NMP)
b:エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル(BC)
d:化合物(b1−1)
e:下記式(b2−1)で表される化合物
f:下記式(b2−2)で表される化合物
g:N−ビニル−2−ピロリドン
h:N−シクロへキシル−2−ピロリドン
i:N−オクチル−2−ピロリドン
a: N-methyl-2-pyrrolidone (NMP)
b: ethylene glycol mono-n-butyl ether (BC)
d: Compound (b1-1)
e: Compound represented by the following formula (b2-1) f: Compound represented by the following formula (b2-2) g: N-vinyl-2-pyrrolidone h: N-cyclohexyl-2-pyrrolidone i: N-octyl-2-pyrrolidone
印刷性について、実施例の液晶配向剤ではいずれも、10回の空回転後の本印刷1回目から析出物が観察されなかった。これは、15回の空運転後でも同様であった。また、空運転の回数を20回、25回に増やした場合には、本印刷1回目では析出物が観察されるものもあったが、5回の本印刷が終わるまでの間に析出物が消失した。これらのことから、実施例の液晶配向剤は、印刷中に析出物が発生しにくく、印刷性が良好であることが分かった。 Regarding the printability, no precipitate was observed in any of the liquid crystal aligning agents of the examples from the first time of the main printing after ten idle rotations. This was the same after 15 idle runs. When the number of idle operations was increased to 20 or 25 times, some precipitates were observed in the first printing, but the deposits were not observed until the end of the fifth printing. Disappeared. From these facts, it was found that the liquid crystal aligning agents of the examples hardly generate precipitates during printing and have good printability.
10…液晶表示素子、11a,11b…ガラス基板、12…液晶配向膜、13…トップ電極、14…絶縁層、15…ボトム電極、16…液晶層 Reference Signs List 10: liquid crystal display element, 11a, 11b: glass substrate, 12: liquid crystal alignment film, 13: top electrode, 14: insulating layer, 15: bottom electrode, 16: liquid crystal layer
Claims (8)
前記溶剤が、下記式(b1)で表される化合物及び下記式(b2)で表される化合物よりなる群から選ばれる少なくとも一種を含む、液晶配向剤。
A liquid crystal aligning agent, wherein the solvent contains at least one selected from the group consisting of a compound represented by the following formula (b1) and a compound represented by the following formula (b2).
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