JP6702373B2 - Liquid crystal aligning agent - Google Patents
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Description
本発明は、液晶配向剤に関し、詳しくは保存安定性が良好な液晶配向剤に関する。 The present invention relates to a liquid crystal aligning agent, details storage stability about the good liquid crystal alignment agent.
従来、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、例えば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。 Conventionally, as a liquid crystal display element, various driving methods having different electrode structures and different physical properties of liquid crystal molecules to be used have been developed. For example, TN type, STN type, vertical alignment type (VA type), in-plane Various liquid crystal display elements such as a switching type (IPS type), an FFS type, and an optical compensation bent type (OCB type) are known. These liquid crystal display elements 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 it has various properties such as heat resistance, mechanical strength, and affinity with liquid crystal.
液晶配向剤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 the liquid crystal aligning agent, the polymer component is dissolved in a solvent, and the liquid crystal aligning film is formed by applying the liquid crystal aligning agent to a substrate and heating. Here, as a solvent for 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, in order to improve the coatability (printability) of the liquid crystal aligning agent when the liquid crystal aligning agent is applied to the substrate, for example, butyl cellosolve, etc. Such a poor solvent having a relatively low surface tension is used together (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
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では、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。それ故に、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。 The liquid crystal aligning agent is usually stored in an extremely low temperature environment (for example, at −15° C.) in order to prevent the deterioration of the polyamic acid or the polyimide from the time of manufacture to the time of shipment. However, a liquid crystal aligning agent stored at a low temperature for a long time may cause a precipitate in the solution. In addition, the once-deposited substance is difficult to be redissolved, which may cause a defect such as printing failure in the manufacturing process of the liquid crystal display element. The cause of such precipitates is not clear, but it is presumed that butyl cellosolve, which is generally used as a solvent component of the liquid crystal aligning agent, is one of the causes. Therefore, it is required to find a new organic solvent that replaces butyl cellosolve as a solvent for improving the coatability of the substrate.
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、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な液晶配向剤を提供することを一つの目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a liquid crystal aligning agent having good storage stability for long-term low temperature storage and good coatability on a substrate.
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液晶配向剤において、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-mentioned problems of the prior art, in a liquid crystal aligning agent containing a polyimide or a precursor thereof as a polymer component, a specific solvent as at least a part of the solvent component. The inventors have found that the above problems can be solved by using them, and completed the present invention. Specifically, the present invention provides the following liquid crystal aligning agent, liquid crystal aligning film and liquid crystal display device.
本発明は第1の側面において、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを反応させ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、を含有する液晶配向剤であって、前記溶剤が、下記式(b−1A)で表される化合物を特定溶剤(B)として含み、前記重合体(A)は、下記式(d−1)〜式(d−4)のそれぞれで表される化合物(ただし、式(d−2)中のX3は−O−である。)よりなる群から選ばれる少なくとも一種を含むジアミンを用いて得られる重合体である液晶配向剤を提供する。 In the first aspect of the present invention, at least one polymer (A) selected from the group consisting of a polyamic acid obtained by reacting a tetracarboxylic dianhydride and a diamine, a polyimide and a polyamic acid ester, and a solvent , A liquid crystal aligning agent containing the compound, wherein the solvent contains a compound represented by the following formula (b-1A) as a specific solvent (B), and the polymer (A) has the following formula (d-1) ) To a compound represented by formula (d-4) (wherein X 3 in formula (d-2) is —O—) using a diamine containing at least one selected from the group consisting of: A liquid crystal aligning agent which is a polymer obtained is provided.
液晶配向剤の溶剤成分として上記の特定溶剤(B)を含むものとした場合、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 above-mentioned specific solvent (B) is contained as the solvent component of the liquid crystal aligning agent, precipitates are unlikely to be generated in the aligning agent even when stored in a low temperature environment for a long time, and storage stability is good. is there. Further, the coating property of the liquid crystal aligning agent on the substrate is also good.
本発明は第2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、添加剤とを含有し、前記溶剤は上記特定溶剤(B)を含み、前記添加剤として、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)を含有する液晶配向剤を提供する。 In a second aspect, the present invention contains at least one polymer (A) selected from the group consisting of polyamic acid, polyimide and polyamic acid ester, a solvent, and an additive, and the solvent is the specific solvent ( B), having one primary amino group and a nitrogen-containing aromatic heterocycle in the molecule as the additive, and the primary amino group is a chain hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon. Provided is a liquid crystal aligning agent containing an amine compound (C) bonded to a group.
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、本発明の第2の側面の液晶配向剤によれば、溶剤成分として上記の特定溶剤(B)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。 In a liquid crystal aligning agent containing the above polymer (A) as at least a part of the polymer component, when the above amine compound (C) is included as an additive, the liquid crystal aligning agent is stored for a long time in a low temperature environment. In that case, there may occur a problem that the amine compound (C) is precipitated in the alignment agent. In this respect, according to the liquid crystal aligning agent of the second aspect of the present invention, by including the above-mentioned specific solvent (B) as a solvent component, the liquid crystal aligning agent is contained in the aligning agent even when stored in a low temperature environment for a long period of time. Precipitates hardly occur and storage stability is good. Further, the coating property of the liquid crystal aligning agent on the substrate is also good.
本発明は第3の側面において、上記第1の側面の液晶配向剤、又は第2の側面の液晶配向剤により形成された液晶配向膜、及び当該液晶配向膜を具備する液晶表示素子を提供する。本発明の液晶配向膜は、上記液晶配向剤を用いて形成されていることから、液晶配向剤を長期間、低温環境下で保管した場合にも塗布性(印刷性)が良好である。また、このような液晶配向膜を用いて液晶表示素子を製造する場合、製造プロセスにおいて印刷不良を減らすことができ、結果として製品の歩留まり向上を図ることが可能となる。 The present invention provides, in a third aspect, a liquid crystal alignment film formed by the liquid crystal aligning agent according to the first aspect or the liquid crystal aligning agent according to the second side, and a liquid crystal display device including the liquid crystal aligning film. .. Since the liquid crystal aligning film of the present invention is formed by using the above liquid crystal aligning agent, the coating property (printability) is good even when the liquid crystal aligning agent is stored for a long period of time in a low temperature environment. Further, when a liquid crystal display device is manufactured using such a liquid crystal alignment film, printing defects can be reduced in the manufacturing process, and as a result, the yield of products can be improved.
本発明に係る液晶配向剤は、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。以下、本発明に係る液晶配向剤について説明する。 The liquid crystal aligning agent according to the present invention contains, as a polymer component, at least one polymer (A) selected from the group consisting of polyamic acid, polyimide and polyamic acid ester, and the polymer (A) is used as a solvent. It is prepared as a liquid composition which is dispersed or dissolved. Hereinafter, the liquid crystal aligning agent according to the present invention will be described.
≪重合体(A)≫
<ポリアミック酸>
本発明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 invention can be obtained by reacting a tetracarboxylic dianhydride and 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 acid dianhydride]
Examples of the tetracarboxylic acid dianhydride used for the synthesis of the polyamic acid include aliphatic tetracarboxylic acid dianhydride, alicyclic tetracarboxylic acid dianhydride, aromatic tetracarboxylic acid dianhydride, and the like. Specific examples of these are:
As the aliphatic tetracarboxylic dianhydride, for example, 1,2,3,4-butanetetracarboxylic dianhydride and the like;
Examples of the alicyclic tetracarboxylic acid dianhydride include 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic acid dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride, 1,3,3a,4. 5,9b-Hexahydro-5-(tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl)-naphtho[1,2-c]furan-1,3-dione, 1,3,3a,4,5,9b- Hexahydro-8-methyl-5-(tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl)-naphtho[1,2-c]furan-1,3-dione, 3-oxabicyclo[3.2.1]octane -2,4-dione-6-spiro-3'-(tetrahydrofuran-2',5'-dione), 5-(2,5-dioxotetrahydro-3-furanyl)-3-methyl-3-cyclohexene- 1,2-dicarboxylic acid anhydride, 3,5,6-tricarboxy-2-carboxymethylnorbornane-2:3,5:6-dianhydride, 4,9-dioxatricyclo[5.3.1] .0 2,6] undecane -3,5,8,10- tetraone, cyclohexane tetracarboxylic acid dianhydride represented by the following formula (t-1)
A compound represented by
Examples of the aromatic tetracarboxylic dianhydrides include, for example, pyromellitic dianhydride; and the tetracarboxylic dianhydrides described in JP 2010-97188 A can be used. The tetracarboxylic dianhydride may 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、液晶配向の安定性の観点において、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 so on. Among the compounds represented by the above formula (t-1), from the viewpoint of stability of liquid crystal alignment, bicyclo[3.3.0]octane-2,4,6,8-tetracarboxylic dianhydride is particularly preferable. 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。 Among the above-mentioned tetracarboxylic acid dianhydrides used in the synthesis of polyamic acid, compounds represented by the above formula (t-1), 2,3,5-tricarboxycyclopentyl acetic acid dianhydride, 1,2 It is preferable to use at least one compound selected from the group consisting of 3,3,4-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 synthesizing the polyamic acid. Is preferable and 20 to 100 mol% is more preferable.
[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 for the synthesis of the polyamic acid, the compound represented by the formula (d-1), the compound represented by the formula (d-2), the compound represented by the 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、R1及びR2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。
(Compound represented by Formula (d-1))
In the above formula (d-1), examples of the alkanediyl group having 1 to 3 carbon atoms of R 1 and R 2 include a methylene group, an ethylene group, a propane-1,2-diyl group, and a propane-1,3-diyl group. Group, a propane-2,3-diyl group and the like. Of these, a methylene group, an ethylene group or a propane-1,3-diyl group is preferable.
X 1 and X 2 are single bonds, —O—, —S—, —OCO— or —COO—. Note that 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. It is preferably an oxygen atom.
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。
ベンゼン環上の一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つである場合、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、ベンゼン環上の一級アミノ基が2つである場合、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。
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。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。
When n1=0, the two primary amino groups of the compound represented by the formula (d-1) may be bonded to the same benzene ring, or may be bonded to two different benzene rings one by one. 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 2-position, 3-position and 4-position with respect to the other groups, and 3-position or 4-position. Is preferred, and 4-position is more preferred. When there are two primary amino groups on the benzene ring, the bonding position thereof may be, for example, 2,4-position or 2,5-position with respect to the other groups, and among them, 2,4-position is preferred. Rank 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 group in which at least one hydrogen atom on the hydrocarbon group is substituted with a fluorine atom. Or may be substituted with 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). Phenyl group, tolyl group, etc.), aralkyl group having 5 to 10 carbon atoms (benzyl group, etc.) and the like.
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。 The "hydrocarbon group" in the present specification is meant to include a chain hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group. Further, the “chain hydrocarbon group” means a straight chain hydrocarbon group or a branched hydrocarbon group which does not include a cyclic structure in the main chain and is composed of only a chain structure. 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 does not need to be composed only of an alicyclic hydrocarbon structure, and some of them may have a chain structure. The “aromatic hydrocarbon group” means a hydrocarbon group containing an aromatic ring structure as a ring structure. However, the structure need not be composed of only the 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。 Specific preferred examples of the compound represented by the formula (d-1) include compounds having n1=0, such as 4,4′-diaminodiphenylamine and 2,4-diaminodiphenylamine; n1=1. Examples of the compound include 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, 1, 3-bis(4-aminobenzyl)thiourea, 1,3-bis(2-aminobenzyl)urea, 1,3-bis(2-aminophenethyl)urea, 1,3-bis(2-(2-aminobenzoyl) And (oxy)ethyl)urea, 1,3-bis(3-(2-aminobenzoyloxy)propyl)urea and the like; In addition, as a compound represented by the said Formula (d-1), these compounds can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
(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、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。
ベンゼン環上の一級アミノ基の結合位置は特に限定しないが、各々の一級アミノ基が、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、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-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 1-12. 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. Further, from the viewpoint of improving rubbing resistance while maintaining good liquid crystal alignment, m1=0 is preferable, and from the viewpoint of reducing the pretilt angle of liquid crystal molecules, m1 is an integer of 1 to 3. Is preferred.
The bonding position of the primary amino group on the benzene ring is not particularly limited, but each primary amino group is preferably 3-position or 4-position with respect to the other groups, and 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 may be substituted.
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。 Specific preferred 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, Examples thereof include 1,3-bis(4-aminophenylsulfanyl)propane and 1,4-bis(4-aminophenylsulfanyl)butane. As the compound represented by the 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 above formula (d-3), R 3 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms. Specific examples of R 3 include an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a t-butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an octyl group and a decyl group; a vinyl group. , Alkenyl groups such as allyl groups; cycloalkyl groups such as cyclopentyl groups and cyclohexyl groups; aryl groups such as phenyl groups and tolyl groups; aralkyl groups such as benzyl groups. The carbon number of R 3 is preferably 1 to 6, and more preferably 1 to 3. 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。
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。
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 R 3 above. 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 both are preferably hydrogen atoms.
In the diaminophenyl group of the above formula (d-3), the bonding positions of the two primary amino groups are not particularly limited, but the 2,4-position or 2 position relative to the group having an N-allyl structure bonded to the benzene ring. , 5-position is preferable, and 2,4-position is more preferable. 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 may be substituted.
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。
(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 the formula (d-4), the divalent group represented by "-X 4 -(R 7 -X 5 ) k- " is an alkanediyl group having 1 to 3 carbon atoms, *-O-, *. It is preferably —COO— or *—O—C 2 H 4 —O— (however, the bond marked with “*” bonds to the diaminophenyl group).
The group “—C c H 2c+1 ” is preferably linear, and specific examples thereof include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, an n-pentyl group, and an n-hexyl group. 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 Group, n-octadecyl group, n-nonadecyl group, n-eicosyl group and the like.
The two primary amino groups in the diaminophenyl group are preferably 2,4-position or 3,5-position with respect 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 may be substituted.
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、A1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、A2は−O−、−COO−、−OCO−、−NHCO−、−CONH−又は−CO−を示し、A3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A1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。
A2としては、−O−が好ましい。
A3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 1 represents a single bond, an alkanediyl group having 1 to 12 carbon atoms or a fluoroalkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms, and A 2 is —O—, —COO—, —OCO. -, - NHCO -, - CONH- or -CO- indicates, a 3 represents a monovalent organic group having a steroid skeleton.
As the alkanediyl group having 1 to 12 carbon atoms in A 1 of the above formula (d-5), an alkanediyl group having 1 to 4 carbon atoms is preferable, and a methylene group, an ethylene group, a 1,3-propanediyl group, 1 The 4,4-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 -Perfluorobutanediyl group is more preferred.
The A 2, -O- is preferable.
The steroid skeleton in A 3 refers to a structure composed of a cyclopentano-perhydrophenanthrene nucleus or a structure in which one or more carbon-carbon bonds thereof are double bonds. The monovalent organic group having such 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、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、少ない使用割合で特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−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 above formula (d-5) include 1-cholesteryloxymethyl-2,4-diaminobenzene and 1-cholesteryloxymethyl-3, from the viewpoint of giving a high pretilt angle. 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-difluoromethyl)-3,5-diaminobenzene , 3-(2,4-diaminophenylmethoxy)-4,4-dimethylcholestane, 3-(1-(2,4-diaminophenyl)-1,1-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)cholan-24-acid hexadecyl, 3-(1-(2,4-diaminophenyl)-1,1-difluoromethoxy)cholan-24-acid hexadecyl,3 -((3,5-Diaminophenyl)methoxy)cholan-24-acid hexadecyl, 3-(1-(3,5-diaminophenyl)-1,1-difluoromethoxy)cholan-24-acid hexadecyl, 3-( 2,4-Diaminophenylmethoxy)cholan-24-acid stearyl, 3-(1-(2,4-diaminophenyl)-1,1-difluoromethoxy)cholan-24-acid stearyl, 3-(3,5- Diaminophenylmethoxy)cholan-24-acid stearyl, 3-(1-(3,5-diaminophenyl)-1,1-difluoromethoxy)cholan-24-acid stearyl, 1-cholesteryloxy-2,4-diamino It is preferable to use one or more selected from the group consisting of benzene, cholesteryl 3,5-diaminobenzoate, 1-cholestaniloxy-2,4-diaminobenzene and cholestanyl 3,5-diaminobenzoate, and Among these, 1-cholesteryloxy-2,4-diaminobenzene, cholesteryl 3,5-diaminobenzoate, and 1-cholestaniloxy-2,4-diamino are preferred because they give a particularly high pretilt angle with a small use ratio. benzene And it is particularly preferable to use one or more selected from the group consisting of cholestanyl 3,5-diaminobenzoate.
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。 When synthesizing the polyamic acid, the specific diamine can be appropriately selected and used from the above compounds according to the driving mode of the liquid crystal display device to be manufactured. 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 produced. .. 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 A liquid crystal aligning agent suitable for a device can be produced, and at least one selected from the group consisting of the group represented by the above formula (d-4) and the compound represented by the above 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 diamine)
As the diamine used for synthesizing the polyamic acid, a compound (other diamine) other than the above specific diamine may be used. Examples of the other diamine include aliphatic diamine, alicyclic diamine, aromatic diamine, and diaminoorganosiloxane. Specific examples of these other diamines include aliphatic diamines such as metaxylylenediamine, 1,3-propanediamine, tetramethylenediamine, pentamethylenediamine, hexamethylenediamine, 1,3-bis(aminomethyl)cyclohexane. As alicyclic diamine, for example, 1,4-diaminocyclohexane, 4,4′-methylenebis(cyclohexylamine) and the like;
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メタン、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。
Examples of aromatic diamines include p-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenyl sulfide, 1,5-diaminonaphthalene, 2,2′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 2,2'-bis(trifluoromethyl)-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-bis(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-aminophenyl)-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-1,3,3-trimethyl-1H-indene-6-amine, 4-(4'-trifluoromethoxybenzoi Roxy)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-heptyl Cyclohexane, 1,1-bis(4-((aminophenyl)methyl)phenyl)-4-(4-heptylcyclohexyl)cyclohexane, 4-aminobenzyl Min, 3-aminobenzylamine, 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]propane and the like;
Examples of the diaminoorganosiloxane include 1,3-bis(3-aminopropyl)-tetramethyldisiloxane and the like, and the diamine described in JP 2010-97188 A can be used. In addition, these other diamines can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
本発明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、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。)を含むことが好ましい。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、プレピ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 formula (e1-1) and formula (e1-2), examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms in 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 and the like, 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.
Examples of the alkanediyl group having 1 to 3 carbon atoms in Z 1 include a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a prepylene group and the like.
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 compounds represented by the following formula (e1-1), such as 3,5-diaminobenzoic acid, 2,4-diaminobenzoic acid, and 2,5-diaminobenzoic acid. 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, 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'-diaminodiphenylethane-3- Carboxylic acid, 4,4'-diaminodiphenyl ether-3,3'-dicarboxylic acid, 4,4'-diaminodiphenyl ether-3-carboxylic acid and the like can be mentioned.
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 thereof used is preferably 10 mol% or more, and more preferably 30 mol% or more, based on all diamines. .. When the compound represented by the formula (d-2) is used, the amount thereof used 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 preferable that the amount is 30 mol% or more, more preferably 50 mol% or more.
When the compound represented by the above formula (d-3) is used, the amount thereof is preferably 5 mol% or more based on all diamines from the viewpoint of improving the stability of the voltage holding ratio. More preferably, it is 10 mol% or more.
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 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) is used, it is used from the viewpoint of imparting good orientation. The amount (the total amount when two or more compounds are used) is preferably 5 mol% or more, and more preferably 10 mol% or more, based on all diamines. As the specific diamine, one of the compounds exemplified above may be used alone or in combination of two or more.
When a carboxyl group-containing diamine is used as the other diamine, the use ratio thereof is preferably 5 mol% or more of the carboxyl group-containing diamine, more preferably 10 to 90 mol%, based on all diamines. ˜70 mol% is more preferred.
TN型の液晶表示素子用の液晶配向剤を製造する場合、本発明における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 above 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. , Hexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, nonadecyl group, eicosyl group and the like, which may be linear or branched. Examples of the alkoxy group having 6 to 20 carbon atoms include a group (-OR 23 ) in which the above-exemplified alkyl group having 6 to 20 carbon atoms is bonded to an oxygen atom.
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 the hydrocarbon group. In the meantime, a group having a functional group such as -O-, -CO-, -COO-, -S-, a heterocycle-containing group and the like can be mentioned. Specific examples of the divalent hydrocarbon group include chain hydrocarbon groups such as methylene group, ethylene group, propanediyl group, butanediyl group, pentanediyl group, hexanediyl group, heptanediyl group, octanediyl group, Nonanediyl group, decandiyl 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 As; alicyclic hydrocarbon groups such as cyclopropylene group, cyclobutylene group, cyclopentylene group, cyclohexylene group, cyclohexenylene group, cycloheptylene group, cyclooctylene group, cyclononylene group, cyclodecylene group, cyclo Undecylene group, cyclododecylene group, cyclotridecylene group, cyclotetradecylene group, cyclopentadecylene group, cyclooctadecylene group, cycloicosylene group, bicyclohexylene group, norbornylene group, adamantylene group, etc.; aromatic Examples of the hydrocarbon group may include a phenylene group and a biphenylene group. Among them, R 24 is 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。 Specific preferred 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, 2-ethylhexylamine; p-aminophenylhexane, p-aminophenyloctane, p-aminophenyldodecane, p-aminophenylhexadecane, p-aminophenoxyoctane. , Aromatic monoamines such as p-aminophenoxydodecane and p-aminophenoxyhexadecane; and the like.
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悪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。
The proportion of the monoamine used is such that the tetracarboxylic dianhydride used is a mole, the diamine is b mole, and the monoamine is c, from the viewpoint of suppressing the adverse effect of the monoamine liberated in the produced liquid crystal cell on the display characteristics. It is preferable that “2(ab)≧c>0” is satisfied when the amount is molar.
The monoamine represented by the above formula (m-1) may be reacted and polymerized with the reaction product after the reaction between the tetracarboxylic acid dianhydride and the diamine, or the tetracarboxylic acid dianhydride. The three components of the 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, an end-modified polymer may be synthesized by using an appropriate molecular weight modifier together with the above-mentioned tetracarboxylic dianhydride and diamine. By using such a terminal-modified polymer, the coating property (printability) of the liquid crystal aligning 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 modifier include acid monoanhydride, monoamine compound, monoisocyanate compound and the like. Specific examples of these include acid monoanhydrides such as maleic anhydride, phthalic anhydride, itaconic anhydride, n-decylsuccinic anhydride, n-dodecylsuccinic anhydride, and n-tetradecylsuccinic anhydride. Acid anhydride, n-hexadecyl succinic acid anhydride, etc.; as a monoamine compound, for example, aniline, cyclohexylamine, n-butylamine, a compound represented by the formula (m-1), etc.; as a monoisocyanate compound, Examples thereof include phenyl isocyanate and naphthyl isocyanate.
The proportion of the molecular weight modifier used is preferably 20 parts by weight or less, and more preferably 10 parts by weight or less, based on 100 parts by weight of the total 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 equivalent ratio is preferable, and the 0.3-1.2 equivalent ratio is more preferable.
The synthesis reaction of polyamic acid is preferably carried out in an organic solvent. The reaction temperature at this time is preferably −20° C. to 150° C., more preferably 0 to 100° C. 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, phenolic solvents, alcohols, ketones, esters, ethers, halogenated hydrocarbons, hydrocarbons and the like.
Specific examples of these organic solvents include N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, N-ethyl-2-pyrrolidone, N,N as the aprotic polar solvent. -Dimethylacetamide, N,N-dimethylformamide, dimethylsulfoxide, γ-butyrolactone, tetramethylurea, hexamethylphosphortriamide, etc.; as the phenolic solvent, for example, phenol, m-cresol, xylenol, halogenated phenol, etc. To;
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、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。
As the alcohol, for example, methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, cyclohexanol, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, triethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether and the like; as the ketone, for example, acetone, Methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone and the like; examples of the above ester include ethyl lactate, butyl lactate, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, diethyl oxalate and malon. Acid diethyl, isoamyl propionate, isoamyl isobutyrate, the compound represented by the above formula (b-1A), the compound represented by the above formula (b-1B) 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, 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, etc. can be mentioned respectively.
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 an aprotic polar solvent and a phenolic solvent (organic solvent A), or one or more selected from organic solvent A, an alcohol, a ketone, an ester, 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 further 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 tetracarboxylic dianhydride and diamine is 0.1 to 50% by weight based on the total amount (a+b) of the reaction solution. Preferably.
以上のようにして、ポリアミック酸を溶解してなる反応溶液が得られる。この反応溶液はそのまま液晶配向剤の調製に供してもよく、反応溶液中に含まれるポリアミック酸を単離したうえで液晶配向剤の調製に供してもよく、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 polyamic acid is obtained. This reaction solution may be directly used for the preparation of the liquid crystal aligning agent, or may be subjected to the preparation of the liquid crystal aligning agent after isolating the polyamic acid contained in the reaction solution, or the isolated polyamic acid is purified. Alternatively, the liquid crystal aligning agent may be prepared. When a polyamic acid is dehydrated and ring-closed to form a polyimide, the reaction solution may be subjected to the dehydration ring-closing reaction as it is, or may be subjected to the dehydration ring-closing reaction after isolating the polyamic acid contained in the reaction solution. 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 known methods.
<ポリイミド>
本発明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 the present invention can be obtained by subjecting the polyamic acid synthesized as described above to dehydration ring closure to imidize.
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。本発明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 structure that the precursor polyamic acid had, and dehydrating and ring-closing only a part of the amic acid structure, and the amic acid structure. It may be a partial imidized product having an imide ring structure. The imidization ratio of the polyimide in the present invention is preferably 30% or more, more preferably 40 to 99%, and further preferably 50 to 99%. The imidization ratio is a percentage of the ratio of the number of imide ring structures to the total number of amic acid structures and imide ring structures of 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 ring closure of the polyamic acid is preferably carried out by a method of heating the polyamic acid or by dissolving the polyamic acid in an organic solvent and adding a dehydrating agent and a dehydration ring closure catalyst to the solution and heating the mixture as necessary. .. Of these, the latter method is preferable.
In the method of adding the dehydrating agent and the dehydration ring-closing catalyst to the solution of the polyamic acid, acid anhydrides such as acetic anhydride, propionic anhydride, and trifluoroacetic anhydride can be used as the dehydrating agent. 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 with respect to 1 mol of the dehydrating agent used. Examples of the organic solvent used for the dehydration ring closure reaction include the organic solvents exemplified as those used for the synthesis of polyamic acid. The reaction temperature of the dehydration ring closure reaction is preferably 0 to 180°C, more preferably 10 to 150°C. The reaction time is preferably 1.0 to 120 hours, more preferably 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の調製に供してもよく、反応溶液から脱水剤及び脱水閉環触媒を除いたうえで液晶配向剤の調製に供してもよく、ポリイミドを単離したうえで液晶配向剤の調製に供してもよく、又は単離したポリイミドを精製したうえで液晶配向剤の調製に供してもよい。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。 In this way, a reaction solution containing polyimide is obtained. This reaction solution may be directly used for the preparation of the liquid crystal aligning agent, or may be used for the preparation of the liquid crystal aligning agent after removing the dehydrating agent and the dehydration ring-closing catalyst from the reaction solution. The alignment agent may be prepared, or the isolated polyimide may be purified and then used to prepare the liquid crystal alignment agent. These purification operations can be performed according to known methods.
<ポリアミック酸エステル>
本発明の液晶配向剤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 liquid crystal aligning agent of the present invention is synthesized, for example, by reacting [I] the polyamic acid obtained by the above synthetic reaction with a hydroxyl group-containing compound, a halide, an epoxy group-containing compound, or the like. Can be obtained, a method of reacting a [II] tetracarboxylic acid diester with a diamine, and a method of reacting a [III] 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ジアミン等を用いることができる。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。 Examples of the hydroxyl group-containing compound used in the method [I] include alcohols such as methanol, ethanol and propanol; phenols such as phenol and cresol. Examples of the halide include methyl bromide, ethyl bromide, stearyl bromide, methyl chloride, stearyl chloride, 1,1,1-trifluoro-2-iodoethane, and the like. Examples include propylene oxide and the like. The tetracarboxylic acid diester used in the method [II] can be obtained, for example, by ring-opening the tetracarboxylic dianhydride exemplified in the synthesis of the above polyamic acid using the above alcohols. The tetracarboxylic acid diester dihalide used in the method [III] can be obtained by reacting the tetracarboxylic acid diester obtained as described above with an appropriate chlorinating agent such as thionyl chloride. As the diamine used in the methods [II] and [III], the diamine and the like exemplified in the synthesis of the above polyamic acid can be used. The polyamic acid ester may have only an amic acid ester structure, or may be a partial 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。
本発明に係る液晶配向剤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 the solution has a concentration of 10% by weight, and preferably 15 to 500 mPas. More preferably, it has a solution viscosity of s. In addition, the solution viscosity (mPa·s) of the above-mentioned polymer is based on a polymer solution having a concentration of 10% by weight prepared using a good solvent for the polymer (for example, γ-butyrolactone, N-methyl-2-pyrrolidone, etc.). , A value measured at 25° C. using an E-type rotational viscometer.
The reduced viscosity is not particularly limited as long as it can form a uniform coating film, but it is preferably 0.05 to 3.0 dl/g, and 0.1 to 2.5 dl/g. Is more preferable, and 0.3 to 1.5 dl/g is even more preferable.
Regarding the polyamic acid, polyimide and polyamic acid ester contained in the liquid crystal aligning agent according to the present invention, the weight average molecular weight in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC) is preferably 500 to 100,000, It is more preferably 1,000 to 50,000.
≪溶剤≫
本発明に係る液晶配向剤は、溶剤成分として、上記式(b−1A)で表される化合物及び上記式(b−1B)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有機溶媒(特定溶剤(B))を含有する。このような特定溶剤(B)を液晶配向剤中に含有させることにより、液晶配向剤の基板に対する塗布性及び液晶配向剤の保存安定性を良好にすることができ、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。
≪Solvent≫
The liquid crystal aligning agent according to the present invention has, as a solvent component, at least one organic solvent selected from the group consisting of a compound represented by the above formula (b-1A) and a compound represented by the above formula (b-1B) ( Contains a specific solvent (B)). By including such a specific solvent (B) in the liquid crystal aligning agent, the coating property of the liquid crystal aligning agent on the substrate and the storage stability of the liquid crystal aligning agent can be improved, and the liquid crystal display element can have a narrow frame. Good display quality can be maintained even when this is done.
[特定溶剤(B)]
(式(b−1A)で表される化合物)
上記式(b−1A)で表される化合物について、R8〜R10における炭素数1〜5の1価の炭化水素基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ターシャリーブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基等の炭素数1〜5のアルキル基;ビニル基、アリル基等の炭素数2又は3の1価の不飽和の鎖状炭化水素基;などを挙げることができる。これらの中でも、R8〜R10はメチル基又はエチル基であることが好ましく、R8〜R10がすべてメチル基であることがさらに好ましい。なお、R8〜R10は互いに同一でも異なっていてもよい。
上記式(b−1A)で表される化合物の好ましい具体例としては、2−ヒドロキシイソ酪酸アルキルが挙げられ、例えば2−ヒドロキシイソ酪酸メチルを挙げることができる。上記式(b−1A)で表される化合物としては、上記のものを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。
[Specific solvent (B)]
(Compound represented by Formula (b-1A))
Regarding the compound represented by the formula (b-1A), examples of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms in R 8 to R 10 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, Butyl group, isobutyl group, tertiary butyl group, pentyl group, neopentyl group, and other alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms; vinyl group, allyl group, and other C2 or C3 monovalent unsaturated chain hydrocarbons Groups; and the like. Among these, R 8 to R 10 are preferably methyl groups or ethyl groups, and more preferably all R 8 to R 10 are methyl groups. Note that R 8 to R 10 may be the same or different from each other.
Specific preferred examples of the compound represented by the above formula (b-1A) include alkyl 2-hydroxyisobutyrate, and examples thereof include methyl 2-hydroxyisobutyrate. As the compound represented by the above formula (b-1A), the above compounds may be used alone or in combination of two or more.
(式(b−1B)で表される化合物)
上記式(b−1B)で表される化合物について、R8、R9及びR11における炭素数1〜5の1価の炭化水素基の具体例としては、上記式(b−1A)のR8〜R10の説明を適用することができる。中でも、R8及びR9はそれぞれ、水素原子、メチル基又はエチル基であることが好ましい。R11は、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、ターシャリーブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基であることが好ましく、n−ブチル基であることが特に好ましい。なお、R8、R9及びR11は互いに同一でも異なっていてもよい。
XはOH基又はSH基であり、OH基であることが好ましい。nは0又は1であり、0であることが好ましい。
上記式(b−1B)で表される化合物の好ましい具体例としては、グリコール酸アルキルが挙げられ、例えばグリコール酸ブチルを挙げることができる。上記式(b−1B)で表される化合物としては、上記のものを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。
(Compound represented by Formula (b-1B))
Regarding the compound represented by the formula (b-1B), specific examples of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms in R 8 , R 9 and R 11 include R of the formula (b-1A). The description of 8 to R 10 can be applied. Among them, R 8 and R 9 are preferably a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group, respectively. R 11 is preferably an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, a pentyl group or a neopentyl group, and particularly preferably an n-butyl group. R 8 , R 9 and R 11 may be the same or different.
X is an OH group or an SH group, and preferably an OH group. n is 0 or 1, and preferably 0.
Preferable specific examples of the compound represented by the above formula (b-1B) include alkyl glycolate, for example, butyl glycolate. As the compound represented by the above formula (b-1B), the above compounds can be used alone or in combination of two or more.
(その他の溶剤)
本発明の液晶配向剤は、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。
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。
(Other solvents)
The liquid crystal aligning agent of the present invention preferably contains a solvent other than the specific solvent (B) as a solvent component. As the other solvent, a solvent capable of dissolving the polymer (A) (hereinafter, also referred to as “first solvent”), a poor solvent for the polymer (A) and other than the specific solvent (B) are used. An organic solvent etc. can be mentioned.
The first solvent may be a good solvent for the polymer (A), and preferred specific 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 can be mentioned. The first solvent may be one of the above solvents or a mixture of two or more thereof.
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) other than the specific solvent (B) (hereinafter, also referred to as “other poor solvent”) include, for example, ethylene glycol monomethyl ether, butyl lactate, acetic acid. Butyl, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxy propionate, ethylene glycol methyl ether, ethylene glycol ethyl ether, ethylene glycol-n-propyl ether, ethylene glycol-i-propyl ether, ethylene glycol-n-butyl ether (butyl cellosolve ), ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol ethyl ether 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 Examples thereof include isobutyrate, ethylene carbonate, propylene carbonate, diacetone alcohol, diethylene glycol diethyl ether, diisopentyl ether and propylene glycol diacetate. The said organic solvent can use the above thing individually by 1 type or in mixture of 2 or more types. In addition, below, the group which consists of the said other poor solvent and specific solvent (B) is also called "2nd solvent."
上記その他の溶剤のうち、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20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95重量%以下であり、より好ましくは90重量%以下であり、更に好ましくは85重量%以下である。
上記第2溶剤のうち上記特定溶剤(B)以外の有機溶媒の含有割合は、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80重量%以下であり、より好ましくは70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。
Among the other solvents, the content ratio of the first solvent is preferably 5% by weight or more based on the total amount of the solvent contained in the liquid crystal aligning agent, from the viewpoint of suppressing precipitation of the polymer (A). %, more preferably 10% by weight or more, further preferably 20% by weight or more. Further, the upper limit of the content ratio of the first solvent is preferably 95% by weight with respect to 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 90% by weight or less, and further preferably 85% by weight or less.
The content ratio of the organic solvent other than the specific solvent (B) in the second solvent is preferably 80% by weight or less, and more preferably 70% by weight, based on the total amount of the solvent contained in the liquid crystal aligning agent. Or less, more preferably 50% by weight or less, and particularly preferably 30% by weight or less.
The ratio of the first solvent to the second solvent is such that the amount of the second solvent used is 0.03 times (weight) or more with respect to the amount of the first solvent used, from the viewpoint of good coatability on the substrate. Is preferable, 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, and more preferably 2.0 times (weight) or less.
本発明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。ブチルセロソルブは、液晶配向剤の基板に対する塗布性を向上させる溶剤成分として、従来、液晶配向剤の調製に際し一般に使用されている。ところが、ブチルセロソルブを使用した場合、長期間、例えば−15℃以下の極低温環境下で保管した際に、液晶配向剤中に析出物が発生しやすい傾向がある。また、低温保管した製品については、ドライアイス中で保管された状態で輸送されることがあり、更に低い温度(例えば−20℃以下)に曝されることも多い。そうした場合、液晶配向剤中で析出物がより発生しやすくなる。これに対し、特定溶剤(B)は、液晶配向剤を長期間低温で保管した場合にも、液晶配向剤中に析出物が発生しにくく、液晶配向剤に対し優れた保存安定性を付与することが可能である。また、上記特定溶剤(B)は、液晶配向剤に対して優れた塗布性を付与することから、ブチルセロソルブの代替品として有用である。
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。
The liquid crystal aligning agent according to the present invention preferably contains substantially no butyl cellosolve as a solvent. Butyl cellosolve has conventionally been generally used as a solvent component for improving the coating property of a liquid crystal aligning agent on a substrate when preparing the liquid crystal aligning agent. However, when butyl cellosolve is used, when it is stored for a long period of time, for example, in an extremely low temperature environment of −15° C. or less, a precipitate tends to be generated in the liquid crystal aligning agent. In addition, a product stored at low temperature may be transported in a state of being stored in dry ice, and is often exposed to a lower temperature (for example, −20° C. or lower). In that case, precipitates are more likely to occur in the liquid crystal aligning agent. On the other hand, the specific solvent (B) does not easily generate a precipitate in the liquid crystal aligning agent even when the liquid crystal aligning agent is stored at a low temperature for a long time, and imparts excellent storage stability to the liquid crystal aligning agent. It is possible. Further, the specific solvent (B) imparts excellent coatability to the liquid crystal aligning agent, and is therefore useful as a substitute for butyl cellosolve.
In the present 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 based on the total amount of the solvent contained in the liquid crystal aligning agent. It means not more than 0.5% by weight, more preferably not more than 0.5% by weight.
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。ここで、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。
液晶配向剤の溶剤成分として上記の特定溶剤(B)を含むものとした場合、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。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。また、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。
A liquid crystal display is manufactured by arranging a pair of substrates having a liquid crystal alignment film facing each other, and arranging liquid crystal between the pair of substrates facing each other. At that time, the pair of substrates are attached to each other by using a sealing agent such as an epoxy resin. Here, in a touch panel type display panel represented by a smartphone or a tablet PC, it has been attempted to narrow the frame in order to make the movable area of the touch panel wider and to make the liquid crystal panel (element) smaller. ing. With the narrowing of the frame of the liquid crystal panel, display unevenness may be visually recognized around the sealant, which is not sufficiently satisfactory in terms of display quality. In order to achieve higher definition and longer life of the liquid crystal display, a liquid crystal display element in which such display unevenness around the sealant is difficult to be visually recognized (high resistance to bezel unevenness) is required.
When the above specific solvent (B) is contained as the solvent component of the liquid crystal aligning agent, precipitates are unlikely to be generated in the aligning agent even when stored in a low temperature environment for a long period of time, and storage stability is good. is there. Further, the coating property of the liquid crystal aligning agent on the substrate is also good. Further, a liquid crystal display element having good display quality can be obtained even if the liquid crystal display element has a narrow frame. Further, when at least a part of the polymer component is the polymer (A) obtained by using the above-mentioned specific diamine, the above effect is high and suitable.
《その他の成分》
本発明に係る液晶配向剤は、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 liquid crystal aligning agent according to the present invention contains the polymer (A) as described above and a solvent, but may contain other components as necessary. Examples of such other components include other polymers other than the polymer (A), compounds having at least one epoxy group in the molecule (hereinafter referred to as "epoxy group-containing compound"), functional silane compounds, 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]
The above-mentioned other polymers can be used for improving solution properties and electrical properties. Examples of such other polymers include polyesters, polyamides, cellulose derivatives, polyacetals, polystyrene derivatives, poly(styrene-phenylmaleimide) derivatives, poly(meth)acrylates, and the like. 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 polymer components in the liquid crystal aligning agent. It is preferably 0.1 to 30% by weight, and further preferably.
[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 adhesiveness of the liquid crystal alignment film with 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, 1 ,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′-diaminodiphenylmethane, N,N-diglycidyl-benzylamine, N, Examples thereof include N-diglycidyl-aminomethylcyclohexane and N,N-diglycidyl-cyclohexylamine.
When these epoxy group-containing compounds are added to the liquid crystal aligning agent, the mixing ratio is preferably 40 parts by weight or less, and 0.1 to 30 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total amount of the 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 aligning agent. Examples of such a functional silane compound include 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 2-aminopropyltrimethoxysilane, 2-aminopropyltriethoxysilane, N-(2-aminoethyl). )-3-Aminopropyltrimethoxysilane, N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-ureidopropyltrimethoxysilane, 3-ureidopropyltriethoxysilane, N-ethoxycarbonyl-3- Aminopropyltrimethoxysilane, N-triethoxysilylpropyltriethylenetriamine, 10-trimethoxysilyl-1,4,7-triazadecane, 9-trimethoxysilyl-3,6-diazanonyl acetate, 9-trimethoxysilyl Methyl-3,6-diazananoate, N-benzyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, glycidoxymethyltrimethoxysilane, 2-glycidoxyethyltrimethoxysilane , 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane and the like.
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, and more preferably 0.02 to 0.2 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total amount of the polymer.
[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 heterocycle, 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 electric characteristics of the liquid crystal display device (for example, voltage holding ratio and relaxation rate of residual charge).
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 an 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 (oxygen atom, sulfur atom, etc.) other than the nitrogen atom. Specific examples of the nitrogen-containing aromatic heterocycle 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, Examples thereof include an oxadiazole ring. Further, the nitrogen-containing aromatic heterocycle may be one in which a substituent is introduced into the carbon atom constituting the above exemplified ring. Examples of the substituent include a halogen atom, an alkyl group, an alkoxy group and the like.
上記アミン化合物(C)における鎖状炭化水素基としては、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。また、上記アミン化合物(C)における脂環式炭化水素基としては、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。 The chain hydrocarbon group in the amine compound (C) preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 15 carbon atoms, and further preferably 1 to 10 carbon atoms. The chain hydrocarbon group may be linear or branched, and may be saturated or unsaturated. The alicyclic hydrocarbon group in the amine compound (C) preferably has 3 to 20 carbon atoms, more preferably 3 to 15 carbon atoms, and 3 to 10 carbon atoms. More preferable.
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価の有機基としては、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の説明を適用することができる。 In the above formula (c-1), the divalent organic group for A 1 is, for example, a divalent chain hydrocarbon group, a divalent alicyclic hydrocarbon group, —OR 21 —, —CO. -R 21 - (. However, R 21 is a divalent a chain hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group). Further, as the divalent organic group, —O—, —NH—, —CO—O— are present between carbon-carbon bonds in a divalent chain hydrocarbon group or a divalent alicyclic hydrocarbon group. , -CO-NH -, - CO -, - S -, - S (O) 2 -, - Si (CH 3) 2 -, - O-Si (CH 3) 2 -, - O-Si (CH 3 ) A divalent group having an aromatic hydrocarbon group such as 2- O- and a phenylene group, a heterocyclic group such as a pyridinylene group; and a divalent chain hydrocarbon group or a divalent alicyclic hydrocarbon group. A divalent group in which at least one hydrogen atom is substituted with a halogen atom such as a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom, an aromatic hydrocarbon group such as a phenyl group, a hydroxyl group or a halogenated alkyl group; And so on. Specific examples of the divalent chain hydrocarbon group and alicyclic hydrocarbon group for A 1 can be applied to the description of R 24 in the formula (m-1).
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を適用する。 Among the above, 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 1 to 15 carbon atoms, and further preferably 1 to 10 carbon atoms. The above description is applied to the nitrogen-containing aromatic heterocycle of 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。
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、酸化防止剤などを使用することができる。
When the above-mentioned amine compound (C) is added to the liquid crystal aligning agent, the compounding ratio is 1 part by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the polymer from the viewpoint of suitably obtaining the effect of the addition of the amine compound (C). It is preferably at least 1 part by weight, more preferably at least 2 parts by weight. Further, from the viewpoint of not impairing the stability of the liquid crystal aligning agent, it is preferably 20 parts by weight or less, and more preferably 15 parts by weight or less, based on 100 parts by weight of the total amount of the polymer.
As other additives to be contained in the liquid crystal aligning agent, in addition to the above, compounds having at least one oxetanyl group in the molecule, antioxidants and the like can be used.
本発明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)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 above-mentioned amine compound (C) is contained in the liquid crystal aligning agent according to the present invention as an additive, the above polymer (A) is preferable in that the electric characteristics of the liquid crystal display device can be suitably improved. It preferably has a carboxyl group. Further, the number of carboxyl groups contained in the polymer (A) is preferably 0.1 to 3 on average per repeating unit of the polymer (A), and is 0.3 to 2. Is more preferable, and it is further 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, and for example, (i) a method by adjusting the imidization ratio of the polyimide, (ii) for synthesizing the polymer (A) Examples include a method of adjusting the carboxyl group content of the diamine used. Alternatively, the above (i) and (ii) may be used in combination. From the viewpoint of increasing the degree of freedom of the imidization 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 the 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 is preferable, 0.05 to 1 mol is more preferable, and 0.08 to 0.8 mol is further preferable.
本発明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、本発明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 of the liquid crystal aligning agent according to the present invention (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) 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 invention is applied to the surface of the substrate as described later, and preferably heated to form a coating film which is a liquid crystal alignment film or a coating film which becomes a liquid crystal alignment film, At this time, if the solid content concentration is less than 1% by weight, the film thickness of the coating film becomes too small to obtain a good liquid crystal alignment film. On the other hand, when the solid content concentration exceeds 10% by weight, the film thickness of the coating film becomes excessive and it is difficult to obtain a good liquid crystal alignment film, and the viscosity of the liquid crystal alignment agent increases, resulting in poor coating properties. 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。本発明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 depends on the method used when the liquid crystal aligning agent is applied to the substrate. For example, in the case of the spin coating method, the solid content concentration range of 1.5 to 4.5% by weight is particularly preferable. In the case of using the offset printing method, it is particularly preferable that the solid content concentration is in the range of 3 to 9% by weight, and thus the solution viscosity is in the range of 12 to 50 mPa·s. In the case of using the inkjet method, it is particularly preferable that the solid content concentration is in the range of 1 to 8% by weight, and thus the solution viscosity is in the range of 3 to 20 mPa·s. The temperature for preparing the liquid crystal aligning agent of the present invention is preferably 10 to 50°C, more preferably 20 to 30°C.
<液晶配向膜及び液晶表示素子>
本発明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、本発明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、本発明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 element>
The liquid crystal alignment film according to the present invention is formed by the liquid crystal alignment agent prepared as described above. Further, the liquid crystal display element according to the present invention includes a liquid crystal alignment film formed using the above liquid crystal alignment agent. The drive mode to which the liquid crystal display element is applied is not particularly limited, and it can be applied to various drive modes such as TN type, STN type, IPS type, FFS type, VA type, and MVA type. Hereinafter, a method for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention will be described, and in the description, a method for manufacturing a liquid crystal alignment film will be described.
本発明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 invention can be manufactured, for example, by the following steps (1) to (3). In step (1), the substrate used differs depending on the desired drive mode. Steps (2) and (3) are common to each drive mode.
[工程(1):塗膜の形成]
先ず基板上に本発明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、本発明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 invention is applied onto a substrate, and then the applied 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 set as a pair, and on each transparent conductive film formation surface thereof, The liquid crystal aligning agent according to the present invention 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 glass such as float glass or soda glass; a transparent substrate made of plastic such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyether sulfone, polycarbonate, poly (alicyclic olefin) can be used. As the transparent conductive film provided on one surface of the substrate, a NESA film made of tin oxide (SnO 2 ) (registered trademark of PPG Co., USA), an ITO film made of indium oxide-tin oxide (In 2 O 3 —SnO 2 ) and the like are used. Can be used. To obtain a patterned transparent conductive film, for example, a method of forming a pattern by photo-etching after forming an unpatterned transparent conductive film, a method of using a mask having a desired pattern when forming the transparent conductive film, etc. be able to. When applying the liquid crystal aligning agent, in order to further improve the adhesion between the substrate surface and the transparent conductive film and the coating film, the surface of the substrate surface on which the coating film is to be formed is functional silane compound or functional titanium. A pretreatment of 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 aligning agent, preheating (prebaking) is preferably carried out for the purpose of preventing liquid drip of the applied aligning agent. The prebaking temperature is preferably 30 to 200°C, more preferably 40 to 150°C, and particularly preferably 40 to 100°C. The prebaking time is preferably 0.25 to 10 minutes, more preferably 0.5 to 5 minutes. Then, a baking (post-baking) step is carried out for the purpose of completely removing the solvent and, if necessary, thermal imidization of the amic acid structure present in the polymer. The baking (post-baking) temperature is preferably 80 to 300°C, more preferably 120 to 250°C. The post-baking time is preferably 5 to 200 minutes, more preferably 10 to 100 minutes. The thickness of the film thus formed is preferably 0.001 to 1 μm, more preferably 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、本発明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) When manufacturing an IPS-type or FFS-type liquid crystal display element, an electrode formation surface of a substrate provided with an electrode formed of a comb-shaped patterned transparent conductive film or a metal film, and an electrode are provided. The liquid crystal aligning agent according to the present invention is applied to one surface of a counter substrate which is not formed, and then each applied surface is heated to form a coating film. The materials of the substrate and the transparent conductive film used at this time, the coating method, the heating conditions after coating, the patterning method of the transparent conductive film or the metal film, the pretreatment of the substrate, and the preferable film thickness of the coating film formed are as described above. It 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 each of the cases (1-1) and (1-2) described above, after the liquid crystal aligning agent is applied onto 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 a coating film, The coating film may be further imidized by proceeding with the dehydration ring closure reaction.
[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): Orientation ability imparting treatment]
When manufacturing a TN-type, STN-type, IPS-type, or FFS-type liquid crystal display element, the coating film formed in the above step (1) is subjected to a treatment for imparting a liquid crystal aligning ability. As a result, the alignment ability of the liquid crystal molecules is imparted to the coating film to form a liquid crystal alignment film. Examples of the treatment include a rubbing treatment in which the coating film is rubbed in a certain direction with a roll wound with a cloth made of fibers such as nylon, rayon, and cotton, and a photo-alignment treatment in which the coating film is irradiated with polarized or non-polarized radiation. Is mentioned. On the other hand, in the case of producing 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, as the radiation applied to the coating film, for example, ultraviolet rays and visible rays containing light with a wavelength of 150 to 800 nm can be used. When the radiation is polarized light, it may be linearly polarized light or partially polarized light. 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, an oblique direction, or a combination thereof. When irradiating non-polarized radiation, the irradiation direction is an oblique direction.
As the light source 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, etc. can be used. Ultraviolet rays in a preferable wavelength range can be obtained by means of using a light source in combination with a filter, a diffraction grating, or the like. The irradiation dose of radiation is preferably 100 to 50,000 J/m 2 , and more preferably 300 to 20,000 J/m 2 . The coating film may be irradiated with light while heating the coating film in order to increase the 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。 It should be noted that the liquid crystal alignment film after the rubbing treatment is further processed by irradiating a part of the liquid crystal alignment film with ultraviolet rays to change the pretilt angle of a part of the liquid crystal alignment film, A resist film may be formed on each part and then a rubbing process may be performed in a direction different from the previous rubbing process, and then the resist film may be removed so that the liquid crystal alignment film has different liquid crystal aligning ability for each region. .. In this case, it is possible to improve the visual field characteristics of the obtained liquid crystal display element. The liquid crystal alignment film suitable for a VA type liquid crystal display element can also be suitably used for a PSA (Polymer sustained alignment) type 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 which the liquid crystal alignment film is formed as described above, and disposing the liquid crystal between the two substrates that are opposed to each other. To manufacture a liquid crystal cell, for example, the following two methods can be mentioned.
The first method is a conventionally known method. First, two substrates are arranged to face each other with a gap (cell gap) so that the respective liquid crystal alignment films face each other, and the peripheral portions of the two substrates are bonded together by using a sealant, and the substrate surface and the sealant are attached. A liquid crystal cell is manufactured by injecting and filling a liquid crystal into the cell gap partitioned by, and then sealing the injection 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 place on one of the two substrates on which the liquid crystal alignment film is formed, and then liquid crystal is dropped onto predetermined places on the liquid crystal alignment film surface. After that, the other substrate is bonded so that the liquid crystal alignment films face 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 manufacturing a liquid crystal cell. .. In either case, the liquid crystal cell produced as described above is further heated to a temperature at which the liquid crystal used has an isotropic phase, and then gradually cooled to room temperature, so that 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, a curing agent and an epoxy resin containing aluminum oxide spheres as a spacer can be used.
Examples of the liquid crystal include nematic liquid crystal and smectic liquid crystal, and among them, nematic liquid crystal is preferable, for example, Schiff base liquid crystal, azoxy liquid crystal, biphenyl liquid crystal, phenylcyclohexane liquid crystal, ester liquid crystal, terphenyl liquid crystal, biphenyl liquid crystal. Cyclohexane-based liquid crystals, pyrimidine-based liquid crystals, dioxane-based liquid crystals, bicyclooctane-based liquid crystals, cubane-based liquid crystals and the like can be used. In addition to these liquid crystals, for example, cholesteric liquid crystals such as cholesteryl chloride, cholesteryl nonaate and cholesteryl carbonate; chiral agents such as those sold under the product names "C-15" and "CB-15" (manufactured by Merck). A ferroelectric liquid crystal such as p-decyloxybenzylidene-p-amino-2-methylbutylcinnamate or the like 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 element can be obtained by attaching a polarizing plate to the outer surface of the liquid crystal cell. As a polarizing plate to be attached to the outer surface of a liquid crystal cell, a polarizing plate in which a polarizing film called “H film” in which polyvinyl alcohol is stretched and oriented to absorb iodine and sandwiched between cellulose acetate protective films or the H film itself is used. A polarizing plate consisting of When the coating film is rubbed, the two substrates are arranged so that the rubbing directions of the coating films are at a predetermined angle, for example, orthogonal or antiparallel.
本発明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 invention can be effectively applied to various devices, for example, watches, portable games, word processors, notebook computers, car navigation systems, camcorders, PDAs, digital cameras, mobile phones, smartphones. It can be used for display devices such as 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 by way of examples, but the present invention is not limited to these examples.
以下の実施例及び比較例において、重合体溶液中のポリイミドのイミド化率及び重合体の重量平均分子量Mw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。)
[重合体の重量平均分子量]
重量平均分子量Mwは、以下の条件におけるゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定したポリスチレン換算値である。
カラム:東ソー(株)製、TSKgelGRCXLII
溶剤:テトラヒドロフラン
温度:40℃
圧力:68kgf/cm2
In the following Examples and Comparative Examples, the imidization ratio of the polyimide in the polymer solution and the weight average molecular weight Mw of the polymer were measured by the following methods.
[Imidization rate of polyimide]
The polyimide solution was poured into pure water, the obtained precipitate was sufficiently dried under reduced pressure at room temperature, then 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 imidization ratio [%] was calculated by the following mathematical formula (x).
Imidization rate [%]=(1−A 1 /A 2 ×α)×100 (x)
(In Formula (x), A 1 is a peak area derived from a proton of an NH group appearing in the vicinity of a chemical shift of 10 ppm, A 2 is a peak area derived from another proton, and α is a precursor of a polymer (polyamic acid). The ratio of the number of other protons to one proton of the NH group in ).)
[Weight average molecular weight of polymer]
The weight average molecular weight Mw is a polystyrene conversion value measured by gel permeation chromatography under the following conditions.
Column: TOSgel GRCXLII manufactured by Tosoh Corporation
Solvent: Tetrahydrofuran Temperature: 40°C
Pressure: 68 kgf/cm 2
≪第1実施例≫
[実施例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2−ヒドロキシイソ酪酸メチル(HBM)を加え(NMP:HBM=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。
<<First Example>>
[Example 1A]
In a 50 ml four-necked flask equipped with a stirrer and a nitrogen introduction tube, 0.60 g (2.0 mmol) of 1,3-bis(4-aminophenethyl)urea (BAPU) as a diamine, and p-phenylenediamine (p-PDA). ) 1.95 g (18.0 mmol) was added, 30 g of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) was added, and it was dissolved by stirring while feeding nitrogen. While stirring this diamine solution, 3.70 g (18.9 mmol) of 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride (CBDA) was added as a tetracarboxylic dianhydride, and the solid content concentration was further increased. NMP was added so as to be 12% by weight, 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 methyl 2-hydroxyisobutyrate (HBM) as a specific solvent (B) were added (NMP:HBM=60:40 (weight ratio)), and the polyamic acid concentration was 6.0% by weight. A liquid crystal aligning agent (S1A) was prepared so that
[実施例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2−ヒドロキシイソ酪酸メチル(HBM)を加え(NMP:HBM=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。
[Example 2A]
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 and the mixture was dissolved at room temperature for 10 minutes. Reacted for hours. The polymerization reaction proceeded easily and uniformly to obtain polyamic acid (PA-2). To this NMP solution of polyamic acid (PA-2), NMP and methyl 2-hydroxyisobutyrate (HBM) as a specific solvent (B) were added (NMP:HBM=50:50 (weight ratio)) to obtain a polyamic acid concentration. The liquid crystal aligning agent (S2A) was prepared in such a manner that the content was 6.0% by weight.
[実施例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2−ヒドロキシイソ酪酸メチル(HBM)を加え(NMP:HBM=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。
[Example 3A]
22.42 g (0.1 mol) of 2,3,5-tricarboxycyclopentyl acetic acid dianhydride as a tetracarboxylic acid dianhydride, and 18.73 g of 4,4′-diaminodiphenylamine (4,4′DADPA) as a 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 to obtain polyamic acid (PA-3). To this NMP solution of polyamic acid (PA-3), NMP and methyl 2-hydroxyisobutyrate (HBM) as a specific solvent (B) were added (NMP:HBM=80:20 (weight ratio)), and the polyamic acid concentration The liquid crystal aligning agent (S3A) was prepared so that the content of the liquid crystal aligning agent was 6.0% by weight.
[実施例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2−ヒドロキシイソ酪酸メチル(HBM)を加え(NMP:HBM=80:20(重量比))、濃度4.5重量%の液晶配向剤(S4A)を調製した。
[Example 4A]
As 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). Compound (15.22 g, 0.04 mol) is dissolved in 165 g of NMP, and 19.41 g (0.099 mol) of CBDA as a tetracarboxylic dianhydride is added thereto, and the mixture is allowed to react at room temperature for 24 hours to give a polyamic acid (PA). A solution containing -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 methyl 2-hydroxyisobutyrate (HBM) as a specific solvent (B) were added (NMP:HBM=80:20 (weight ratio)), and a liquid crystal aligning agent having a concentration of 4.5% by weight ( S4A) 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(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2−ヒドロキシイソ酪酸メチル(HBM)を加え(NMP:HBM=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。
[Reference Example 5A]
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 to form tetracarboxylic acid dianhydride. 2.85 g (14.5 mmol) of CBDA was added as a product, and 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 the obtained polyamic acid solution 40.0 g, NMP and methyl 2-hydroxyisobutyrate (HBM) as a specific solvent (B) were added (NMP:HBM=75:25 (weight ratio)) to obtain a polyamic acid concentration. The liquid crystal aligning agent (S5A) was prepared so that the content of the liquid crystal aligning agent was 4.0% by weight.
[実施例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2−ヒドロキシイソ酪酸メチル(HBM)を加え(NMP:HBM=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。
[Example 6A]
2.58 g (13.1 mmol) of CBDA as a tetracarboxylic dianhydride and 5.0 g (13.1 mmol) of PCH7DAB as a diamine were dissolved in 43 g of NMP, and the mixture was reacted at 20° C. for 4 hours with stirring to react the polyamic acid (PA-6 ) Was obtained. Then, NMP and methyl 2-hydroxyisobutyrate (HBM) as a specific solvent (B) were added to the obtained NMP solution of polyamic acid (PA-6) (NMP:HBM=35:65 (weight ratio)). The liquid crystal aligning agent (S6A) was prepared so that the solid content concentration was 3.0% by weight.
[実施例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2−ヒドロキシイソ酪酸メチル(HBM)を添加して(NMP:HBM=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。
[Example 7A]
8.724 g (0.04 mol) of pyromellitic dianhydride (PMDA) as a tetracarboxylic dianhydride, 2.877 g (0.0266 mol) of p-PDA as a diamine and 4.567 g (0.012 mol) of PCH7DAB were added to NMP91. A solution containing polyamic acid (PA-7) was prepared by reacting in 0.6 g for 3 hours at room temperature. To 25 g of this polyamic acid solution, NMP and methyl 2-hydroxyisobutyrate (HBM) as a specific solvent (B) were added (NMP:HBM=60:40 (weight ratio)), and the solid content concentration was 5.0 weight. The liquid crystal aligning agent (S7A) was prepared so that the content of the liquid crystal aligning agent was S.
[実施例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2−ヒドロキシイソ酪酸メチル(HBM)を加え(NMP:HBM=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。
[Example 8A]
14.4-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 the polyamic acid intermediate (PA-8). To this NMP solution of the polyamic acid intermediate, NMP and methyl 2-hydroxyisobutyrate (HBM) as a specific solvent (B) were added (NMP:HBM=60:40 (weight ratio)), and the solid content concentration was 6.0. A wt% liquid crystal aligning agent (S8A) was prepared.
[実施例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2−ヒドロキシイソ酪酸メチル(HBM)を加え溶解させ(NMP:HBM=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。
[Example 9A]
As a tetracarboxylic dianhydride, bicyclo[3.3.0]octane-2,4,6,8-tetracarboxylic acid 2:4,6:8-dianhydride (BODA) 4.50 g (0.018 mol) 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, they were further reacted at 40° C. for 43 hours. NMP was added to 42 g of the polyamic acid solution to prepare a 1 wt% solution, and 4.18 g of acetic anhydride and 6.48 g of pyridine were added as an imidization catalyst to the solution, and the mixture was reacted at room temperature for 30 minutes and at 120° C. for 2 hours. Let 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-1)) was 72%. To this powder, NMP and methyl 2-hydroxyisobutyrate (HBM) as a specific solvent (B) were added and dissolved (NMP:HBM=50:50 (weight ratio)) so that the solid content concentration becomes 4.5% by weight. A liquid crystal aligning agent (S9A) was prepared.
[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、上記実施例1A〜4A、6A〜9A、参考例5A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、比較例XA(Xは1〜9の整数)は実施例XA、参考例XAに対応する例となっている。つまり、比較例XAでは、実施例XA、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実施例XA、参考例XAと同様に液晶配向剤を調製した。
[Comparative Examples 1A to 9A]
Regarding the solvent composition of the liquid crystal aligning agent, a polymer was used in the same manner as in Examples 1A to 4A, 6A to 9A, and Reference Example 5A except that butyl cellosolve (BC) was used as the second solvent instead of the specific solvent (B). And a liquid crystal aligning agent were prepared to obtain liquid crystal aligning agents (R1A) to (R9A). Comparative example XA (X is an integer of 1 to 9) is an example corresponding to example XA and reference example XA. That is, in Comparative Example XA, a liquid crystal aligning agent was prepared in the same manner as in Example XA and Reference Example XA, except that the same polymer as in Example XA and Reference Example XA was synthesized and butyl cellosolve was used instead of the specific solvent (B). Was prepared.
[実施例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2−ヒドロキシイソ酪酸メチル(HBM)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:HBM=30:20:50(重量比)となるように調製した。
[Example 10A]
As a tetracarboxylic dianhydride, bicyclo[3.3.0]octane-2,4,6,8-tetracarboxylic acid 2:4,6:8-dianhydride (BODA) 4.50 g (0.018 mol) , 2.34 g (0.0054 mol) of the compound (PBCH5DAB) represented by the above formula (d-4-2) as a diamine and 1.92 g (0.0126 mol) of 3,5-diaminobenzoic acid (35DAB) in NMP26. After reacting in 3 g at room temperature, 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 wt% solution, and 2.4 g of acetic anhydride and 1.8 g of pyridine were added as an imidization catalyst to this, and the mixture was reacted at room temperature for 30 minutes and at 110° C. for 4 hours. Let 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-2)) was measured, it was 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 methyl 2-hydroxyisobutyrate (HBM) as the specific solvent (B). A solution having a polyimide concentration of 6.0% by weight was prepared. To this solution, 0.4 g of a 7.5 wt% NMP solution of 3-aminomethylpyridine (3-AMP) (corresponding to 0.03 g as 3-AMP) was added, and the mixture was stirred at 50° C. for 15 hours to give a liquid crystal. An aligning agent (S10A) was obtained. The liquid crystal aligning agent was prepared such that the solvent composition was NMP:D1:HBM=30:20:50 (weight ratio).
[実施例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実施例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実施例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2−ヒドロキシイソ酪酸メチル(HBM)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:HBM=30:30:40(重量比)となるように調製した。
[Example 11A]
Same as 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. Moreover, the same operation as in 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 methyl 2-hydroxyisobutyrate (HBM) as the specific solvent (B). A solution having a polyimide concentration of 6.0% by weight was prepared. To this solution, 0.8 g of a 7.5 wt% 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 give a liquid crystal. An aligning agent (S11A) was obtained. The liquid crystal aligning agent was prepared such that the solvent composition was NMP:D2:HBM=30:30:40 (weight ratio).
[実施例12A]
上記実施例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2−ヒドロキシイソ酪酸メチル(HBM)の混合溶媒に溶解させ(D1:HBM=60:40(重量比))、固形分濃度6.0重量%の液晶配向剤(S12A)を得た。
[実施例13A]
上記実施例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2−ヒドロキシイソ酪酸メチル(HBM)の混合溶媒に溶解させ(D2:HBM=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。
[Example 12A]
A solution containing polyamic acid (PA-1) was prepared in the same manner as in 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 the first solvent and methyl 2-hydroxyisobutyrate (HBM) as the specific solvent (B) (D1:HBM=60). : 40 (weight ratio)) and a solid content concentration of 6.0% by weight to obtain a liquid crystal aligning agent (S12A).
[Example 13A]
A solution containing polyamic acid (PA-2) was prepared in the same manner as in 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 is dissolved in a mixed solvent of 3-butoxy-N,N-dimethylpropionamide (D2) as the first solvent and methyl 2-hydroxyisobutyrate (HBM) as the specific solvent (B) (D2:HBM=50). : 50 (weight ratio)) and a polyamic acid concentration of 6.0% by weight to obtain a liquid crystal aligning agent (S13A).
[実施例14A]
上記実施例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2−ヒドロキシイソ酪酸メチル(HBM)の混合溶媒に溶解させ(NMP:D1:HBM=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。
[実施例15A]
上記実施例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2−ヒドロキシイソ酪酸メチル(HBM)の混合溶媒に溶解させ(NMP:D2:HBM=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。
[Example 14A]
A solution containing polyamic acid (PA-3) was prepared in the same manner as in 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 the first solvent, and methyl 2-hydroxyisobutyrate (HBM) as the specific solvent (B) (NMP: A liquid crystal aligning agent (S14A) having a D1:HBM=40:40:20 (weight ratio) and a polyamic acid concentration of 6.0% by weight was obtained.
[Example 15A]
A solution containing polyamic acid (PA-4) was prepared in the same manner as in 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 the first solvent. (D2) and the specific solvent (B) are dissolved in a mixed solvent of methyl 2-hydroxyisobutyrate (HBM) (NMP:D2:HBM=40:40:20 (weight ratio)), and the polyamic acid concentration is 6.0. A liquid crystal aligning agent (S15A) in a weight percentage was obtained. The amount of the additive (E1) used was 5 parts by weight with respect to the polyamic acid powder.
[実施例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2−ヒドロキシイソ酪酸メチル(HBM)の混合溶媒に溶解させ(D1:HBM=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。
[実施例17A]
上記実施例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2−ヒドロキシイソ酪酸メチル(HBM)の混合溶媒に溶解させ(D2:HBM=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。
[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 methyl 2-hydroxyisobutyrate (HBM) as the specific solvent (B) (D1:HBM=75). : 25 (weight ratio)), and a liquid crystal aligning agent (S16A) having a polyamic acid concentration of 6.0 wt% was obtained.
[Example 17A]
A solution containing polyamic acid (PA-6) was prepared in the same manner as in 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 is dissolved in a mixed solvent of 3-butoxy-N,N-dimethylpropionamide (D2) as the first solvent and methyl 2-hydroxyisobutyrate (HBM) as the specific solvent (B) (D2:HBM=35). : 65 (weight ratio)), and a liquid crystal aligning agent (S17A) having a polyamic acid concentration of 6.0 wt% was obtained.
[実施例18A]
上記実施例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2−ヒドロキシイソ酪酸メチル(HBM)の混合溶媒に溶解させ(NMP:D3:HBM=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。
[実施例19A]
上記実施例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2−ヒドロキシイソ酪酸メチル(HBM)の混合溶媒に溶解させ(NMP:D2:HBM=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。
[実施例20A]
上記実施例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2−ヒドロキシイソ酪酸メチル(HBM)の混合溶媒に溶解させ(D1:HBM=50:50(重量比))、固形分濃度6.0重量%の液晶配向剤(S20A)を得た。
[Example 18A]
A solution containing polyamic acid (PA-7) was prepared in the same manner as in 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 methyl 2-hydroxyisobutyrate (HBM) as the specific solvent (B) (NMP:D3:HBM=30:30). : 40 (weight ratio)), and a liquid crystal aligning agent (S18A) having a polyamic acid concentration of 6.0 wt% was obtained.
[Example 19A]
A solution containing the polyamic acid intermediate (PA-8) was prepared in the same manner as in 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 methyl 2-hydroxyisobutyrate (HBM) as the specific solvent (B) (NMP: A liquid crystal aligning agent (S19A) having a D2:HBM=30:30:40 (weight ratio) and a polyamic acid concentration of 6.0% by weight was obtained.
[Example 20A]
A polyimide (PI-1) powder was obtained in the same manner as in Example 9A. This powder was dissolved in a mixed solvent of 3-methoxy-N,N-dimethylpropionamide (D1) as the first solvent and methyl 2-hydroxyisobutyrate (HBM) as the specific solvent (B) (D1:HBM=50). : 50 (weight ratio)) and a solid content concentration of 6.0% by weight to obtain a liquid crystal aligning agent (S20A).
<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。その結果を上記表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。
<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600Å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 storage stability>
Each of the liquid crystal aligning agents obtained above was filtered with a 1.0 μm filter, stored at −30° C. for 1 month, and then returned to room temperature (25° C.) to check for the presence of precipitates in the liquid crystal aligning agent. I observed. The results are shown in Tables 1 and 2 above. In Tables 1 and 2, the case where no precipitate was observed in the liquid crystal aligning agent was indicated by “◯”, and the case where the precipitate was observed was indicated by “x”.
<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.). Then, the liquid crystal aligning 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 aligning film printer (manufactured by Nissha Printing Co., Ltd.). Then, after heating (pre-baking) for 1 minute on a hot plate at 80°C to remove the solvent, heating (post-baking) for 10 minutes on a hot plate at 200°C formed a coating film having an average film thickness of 600Å. . The coating film was observed with a microscope at a magnification of 20 to check for print unevenness and pinholes. The evaluation was performed with good printability (◯) when almost no printing unevenness and pinholes were observed, and with poor printability (x) when at least one of printing 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)
HBM:2−ヒドロキシイソ酪酸メチル
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)
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-3:3,5-diaminocholestanyl benzoate 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)
HBM: Methyl 2-hydroxyisobutyrate BC: Butyl cellosolve (additive)
3-AMP: 3-aminomethylpyridine (compound represented by the above formula (c-1-16))
<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:HBM=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。本実施例では、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。
<Manufacturing and evaluation of photo-alignment FFS type liquid crystal display element>
(1) Manufacture of FFS type liquid crystal display element using photo-alignment method An FFS type liquid
Then, this 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 whose inside was replaced with nitrogen to obtain an average film thickness of 1,000Å. A coating film was formed. 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 including a 313 nm bright line from the substrate normal direction using a Hg-Xe lamp and a Glan-Taylor prism, respectively, and a pair having a liquid crystal alignment film was formed. The substrate of was obtained. At this time, the irradiation direction of the polarized ultraviolet light is from the substrate normal direction, and the polarization plane direction is set so that the direction of the line segment projecting the polarized surface of the polarized ultraviolet light on the substrate is the direction of the double-headed arrow in FIG. Light irradiation treatment was performed.
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、耐熱性の評価、ベゼルムラ耐性、残像特性及びコントラスト特性の評価に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 one of the substrates having the liquid crystal alignment film, and then the liquid crystal alignment film faces of the pair of substrates are applied. They were opposed to each other, and they were superposed and pressure-bonded so that the polarization planes of polarized ultraviolet rays were parallel to each other, and the adhesive was thermoset at 150° C. for 1 hour. Next, a liquid crystal “MLC-6221” manufactured by Merck Ltd. was filled into the gap between the substrates from the liquid crystal injection port, and then the liquid crystal injection port was sealed with an epoxy resin adhesive. Then, in order to remove the flow orientation at the time of liquid crystal injection, this was heated to 150° C. and then gradually cooled to room temperature.
Next, an FFS type liquid crystal display element was manufactured by bonding polarizing plates on both outer sides of the substrate. At this time, one of the polarizing plates was attached so that its polarization direction was parallel to the projection direction of the polarization plane of the polarized ultraviolet light of the liquid crystal alignment film onto the substrate surface, and the other one had the polarization direction first. It was attached so as to be orthogonal to the polarization direction of the polarizing plate.
The above method was repeated to manufacture a total of 5 FFS type liquid crystal display elements, and the FFS type liquid crystal display elements were subjected to the following evaluations of liquid crystal orientation, heat resistance, bezel unevenness, afterimage characteristics and contrast characteristics, respectively. However, in any 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 element manufactured above was observed with a microscope at a magnification of 50 times for the presence or absence of an abnormal domain in the change in light and dark when a voltage of 5 V was turned on/off (applied/released). did. The evaluation was performed when the liquid crystal alignment was “good” when no abnormal domain was observed, and as “poor” when the abnormal domain was observed. In this liquid crystal display element, the liquid crystal orientation was “good”.
(3) Evaluation of voltage holding ratio For 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) of was measured, the voltage holding ratio was 99.4%. As the measuring device, VHR-1 manufactured by Toyo Corp. 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 taken as the initial VHR (VHR BF ). Next, the liquid crystal display element after the initial VHR measurement was left to stand in an oven at 100° C. for 500 hours. After that, this liquid crystal display device was allowed to stand at room temperature and allowed to cool to room temperature, and then the voltage holding ratio was measured in the same manner as above, and the value was taken as VHR AF . In addition, the change rate (ΔVHR(%)) of the voltage holding ratio before and after applying the thermal stress was calculated by the following mathematical expression (EX-2).
ΔVHR (%)=((VHR BF −VHR AF )÷VHR BF )×100 (EX-2)
The heat resistance was evaluated as follows: if the rate of change ΔVHR is less than 4%, the heat resistance is “good”, if 4% or more and less than 5%, the heat resistance is “OK”, and if it is 5% or more, the heat resistance is good. It was performed as "poor". As a result, ΔVHR was 2.9%, and the heat resistance of this liquid crystal display element 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、この液晶表示素子の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、本実施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) Mura resistance around the sealant (bezel mura resistance)
The FFS type liquid crystal display device manufactured 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 the lighting state. The evaluation is “excellent” if no brightness difference (more black or more white) is visually recognized around the sealant, but “good” if the brightness difference disappears within 5 minutes after lighting, 5 minutes If the brightness difference disappeared within 20 minutes, the result was “OK”, and if the brightness difference was visually recognized even after 20 minutes, the result was “poor”. As a result, the brightness difference of this liquid crystal display element was not visually recognized, and it was judged as “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 four drive electrodes, and the potential of the bottom electrode was set to 0V potential (ground potential). While the electrodes B and D were short-circuited to the common electrode and 0 V was applied, a composite voltage composed 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. Immediately after 2 hours, a voltage of AC 1.5 V was applied to all of the electrodes A to D. Then, from the time when a voltage of AC 1.5V is started to be applied to all drive electrodes, a drive stress application region (pixel regions of the electrodes A and C) and a drive stress non-application region (pixel regions of the electrodes B and D) are applied. The time until the difference in brightness from the above can no longer be visually confirmed was measured, and this was taken as the afterimage erasing time. It should be noted that the shorter this time is, the more difficult it is for an afterimage to occur. The case where the afterimage erasing time was less than 30 seconds was evaluated as “good”, the case of 30 seconds or more and less than 120 seconds was evaluated as “OK”, and the case of 120 seconds or more was evaluated as “poor”. The afterimage erasing time of the liquid crystal display element of No. 1 was 1 second, and the afterimage characteristic was evaluated as “good”.
≪第2実施例≫
[参考例1B]
上記実施例1Aと同様の操作によりポリアミック酸(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)としてグリコール酸ブチル(BGA)を加え(NMP:BGA=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。
[参考例2B]
上記実施例2Aと同様の操作によりポリアミック酸(PA−2)の溶液を得た。このポリアミック酸(PA−2)のNMP溶液に、NMP及び特定溶剤(B)としてグリコール酸ブチル(BGA)を加え(NMP:BGA=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。
<<Second Example>>
[Reference Example 1B]
A solution of polyamic acid (PA-1) was obtained by the same operation as in Example 1A above. To this polyamic acid solution, NMP and butyl glycolate (BGA) as a specific solvent (B) were added (NMP:BGA=60:40 (weight ratio)), and the liquid crystal was adjusted so that the polyamic acid concentration became 6.0% by weight. An aligning agent (S1B) was prepared.
[Reference Example 2B]
A solution of polyamic acid (PA-2) was obtained by the same operation as in Example 2A. To this NMP solution of polyamic acid (PA-2), NMP and butyl glycolate (BGA) as a specific solvent (B) were added (NMP:BGA=50:50 (weight ratio)), and the polyamic acid concentration was 6.0. The liquid crystal aligning agent (S2B) was prepared so as to be in a weight percentage.
[参考例3B]
上記実施例3Aと同様の操作によりポリアミック酸(PA−3)の溶液を得た。このポリアミック酸(PA−3)のNMP溶液に、NMP及び特定溶剤(B)としてグリコール酸ブチル(BGA)を加え(NMP:BGA=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。
[参考例4B]
上記実施例4Aと同様の操作によりポリアミック酸(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)としてグリコール酸ブチル(BGA)を加え(NMP:BGA=80:20(重量比))、濃度4.5重量%の液晶配向剤(S4B)を調製した。
[Reference Example 3B]
A solution of polyamic acid (PA-3) was obtained by the same operation as in Example 3A. To this NMP solution of polyamic acid (PA-3), NMP and butyl glycolate (BGA) as a specific solvent (B) were added (NMP:BGA=80:20 (weight ratio)), and the polyamic acid concentration was 6.0. A liquid crystal aligning agent (S3B) was prepared so that the weight percent was.
[Reference Example 4B]
A solution containing polyamic acid (PA-4) was obtained by the same operation as in Example 4A. The weight average molecular weight (Mw) of the obtained polyamic acid (PA-4) was 40,000. NMP and butyl glycolate (BGA) as a specific solvent (B) were added to 30 g of this solution (NMP:BGA=80:20 (weight ratio)) to prepare a liquid crystal aligning agent (S4B) having a concentration of 4.5% by weight. did.
[参考例5B]
上記参考例5Aと同様の操作によりポリアミック酸(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)としてグリコール酸ブチル(BGA)を加え(NMP:BGA=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。
[参考例6B]
上記実施例6Aと同様の操作によりポリアミック酸(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)としてグリコール酸ブチル(BGA)を加え(NMP:BGA=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 5B]
A solution containing polyamic acid (PA-5) was obtained by the same operation as in Reference Example 5A. Next, NMP and butyl glycolate (BGA) as a specific solvent (B) were added to 40.0 g of the obtained polyamic acid solution (NMP:BGA=75:25 (weight ratio)), and the polyamic acid concentration was 4.0 weight. The liquid crystal aligning agent (S5B) was prepared so that it would be %.
[Reference Example 6B]
A solution containing polyamic acid (PA-6) was obtained by the same operation as in Example 6A. Next, NMP and butyl glycolate (BGA) as a specific solvent (B) were added to the obtained NMP solution of polyamic acid (PA-6) (NMP:BGA=35:65 (weight ratio)) to obtain a solid content. The liquid crystal aligning agent (S6B) was prepared so that the concentration would be 3.0% by weight.
[参考例7B]
上記実施例7Aと同様の操作によりポリアミック酸(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)としてグリコール酸ブチル(BGA)を添加して(NMP:BGA=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。
[参考例8B]
上記実施例8Aと同様の操作により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)としてグリコール酸ブチル(BGA)を加え(NMP:BGA=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 7B]
A solution containing polyamic acid (PA-7) was prepared in the same manner as in Example 7A. To 25 g of this polyamic acid solution, NMP and butyl glycolate (BGA) as a specific solvent (B) were added (NMP:BGA=60:40 (weight ratio)) to obtain a solid content concentration of 5.0% by weight. A liquid crystal aligning agent (S7B) was prepared.
[Reference Example 8B]
A solution containing the polyamic acid intermediate (PA-8) was prepared by the same operation as in Example 8A. To the NMP solution of this polyamic acid intermediate, NMP and butyl glycolate (BGA) as a specific solvent (B) were added (NMP:BGA=60:40 (weight ratio)), and the solid content concentration was 6.0% by weight. A liquid crystal aligning agent (S8B) was prepared.
[参考例9B]
上記実施例9Aと同様の操作により白色のポリイミド粉末(ポリイミド(PI−1))を得た。この粉末にNMP、及び特定溶剤(B)としてグリコール酸ブチル(BGA)を加えて溶解させ(NMP:BGA=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。
[比較例1B〜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〜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)〜(R9B)をそれぞれ得た。なお、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、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 Example 9B]
White polyimide powder (polyimide (PI-1)) was obtained by the same operation as in Example 9A. To this powder, NMP and butyl glycolate (BGA) as a specific solvent (B) were added and dissolved (NMP:BGA=50:50 (weight ratio)), and a liquid crystal was prepared so that the solid content concentration became 4.5% by weight. An aligning agent (S9B) was prepared.
[Comparative Examples 1B to 9B]
Regarding the solvent composition of the liquid crystal aligning agent, the polymer was synthesized and the liquid crystal aligning agent was prepared in the same manner as in Reference Examples 1B to 9B except that butyl cellosolve (BC) was used as the second solvent instead of the specific solvent (B). The liquid crystal aligning agents (R1B) to (R9B) were respectively prepared. Note that Comparative Example XB (X is an integer of 1 to 9) is an example corresponding to Reference Example XB. That is, in Comparative Example XB, a liquid crystal aligning agent was prepared in the same manner as in Reference Example XB, except that the same polymer as in Reference Example XB was synthesized and butyl cellosolve was used instead of the specific solvent (B).
[参考例10B]
上記実施例10Aと同様の操作により白色のポリイミド粉末(ポリイミド(PI−2))を得た。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)としてグリコール酸ブチル(BGA)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、液晶配向剤の溶剤組成が、NMP:D1:BGA=30:20:50(重量比)となるように液晶配向剤を調製した。
[Reference Example 10B]
White polyimide powder (polyimide (PI-2)) was obtained by the same operation as in Example 10A. 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 butyl glycolate (BGA) as the specific solvent (B) to obtain a polyimide concentration. It was a 6.0 wt% solution. To this solution, 0.4 g of a 7.5 wt% NMP solution of 3-aminomethylpyridine (3-AMP) (corresponding to 0.03 g as 3-AMP) was added, and the mixture was stirred at 50° C. for 15 hours to give a liquid crystal. An aligning agent (S10B) was obtained. The liquid crystal aligning agent was prepared such that the solvent composition of the liquid crystal aligning agent was NMP:D1:BGA=30:20:50 (weight ratio).
[参考例11B]
上記実施例11Aと同様の操作を行うことによりポリイミド粉末(ポリイミド(PI−3))を得た。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)としてグリコール酸ブチル(BGA)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、液晶配向剤の溶剤組成が、NMP:D2:BGA=30:30:40(重量比)となるように液晶配向剤を調製した。
[Reference Example 11B]
A polyimide powder (polyimide (PI-3)) was obtained by performing the same operation as in Example 11A. 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 butyl glycolate (BGA) as the specific solvent (B) to obtain a polyimide concentration. It was a 6.0 wt% solution. To this solution, 0.8 g of a 7.5 wt% 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 give a liquid crystal. An aligning agent (S11B) was obtained. The liquid crystal aligning agent was prepared so that the solvent composition of the liquid crystal aligning agent was NMP:D2:BGA=30:30:40 (weight ratio).
[参考例12B]
上記実施例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)としてグリコール酸ブチル(BGA)の混合溶媒に溶解させ(D1:BGA=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]
上記実施例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)としてグリコール酸ブチル(BGA)の混合溶媒に溶解させ(D2:BGA=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 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 the first solvent and butyl glycolate (BGA) as the specific solvent (B) (D1:BGA=60:40( 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 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 butyl glycolate (BGA) as the specific solvent (B) (D2:BGA=50:50( A weight ratio)) and a liquid crystal aligning agent (S13B) having a polyamic acid concentration of 6.0% by weight were obtained.
[参考例14B]
上記実施例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)としてグリコール酸ブチル(BGA)の混合溶媒に溶解させ(NMP:D1:BGA=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]
上記実施例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)としてグリコール酸ブチル(BGA)の混合溶媒に溶解させ(NMP:D2:BGA=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 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 the first solvent and butyl glycolate (BGA) as the specific solvent (B) (NMP:D1:BGA =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 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 the first solvent. (D2) and a specific solvent (B) dissolved in a mixed solvent of butyl glycolate (BGA) (NMP:D2:BGA=40:40:20 (weight ratio)), and a polyamic acid concentration of 6.0% by weight. A liquid crystal aligning agent (S15B) was obtained. The amount of the additive (E1) used was 5 parts by weight with respect to the polyamic acid powder.
[参考例16B]
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)としてグリコール酸ブチル(BGA)の混合溶媒に溶解させ(D1:BGA=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]
上記実施例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)としてグリコール酸ブチル(BGA)の混合溶媒に溶解させ(D2:BGA=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 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 butyl glycolate (BGA) as the specific solvent (B) (D1:BGA=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 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 butyl glycolate (BGA) as the specific solvent (B) (D2:BGA=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]
上記実施例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)としてグリコール酸ブチル(BGA)の混合溶媒に溶解させ(NMP:D3:BGA=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。
[Reference Example 18B]
A solution containing polyamic acid (PA-7) was prepared in the same manner as in 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 butyl glycolate (BGA) as the specific solvent (B) (NMP:D3:BGA=30:30:40( (Weight ratio)), and a liquid crystal aligning agent (S18B) having a polyamic acid concentration of 6.0% by weight was obtained.
[参考例19B]
上記実施例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)としてグリコール酸ブチル(BGA)の混合溶媒に溶解させ(NMP:D2:BGA=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]
上記実施例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)としてグリコール酸ブチル(BGA)の混合溶媒に溶解させ(D1:BGA=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 19B]
A solution containing the polyamic acid intermediate (PA-8) was prepared in the same manner as in 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 butyl glycolate (BGA) as the specific solvent (B) (NMP:D2:BGA). = 30:30:40 (weight ratio)), and a liquid crystal aligning agent (S19B) having a polyamic acid concentration of 6.0% by weight was obtained.
[Reference Example 20B]
A polyimide (PI-1) powder was obtained in the same manner as in Example 9A. This powder was dissolved in a mixed solvent of 3-methoxy-N,N-dimethylpropionamide (D1) as the first solvent and butyl glycolate (BGA) as the specific solvent (B) (D1:BGA=50:50( A liquid crystal aligning agent (S20B) 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、上記実施例1Aと同様の方法により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に示した。表3及び表4では、表1及び表2と同様、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。
<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600Å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 storage stability>
For each liquid crystal aligning agent obtained above, the presence or absence of precipitates in the liquid crystal aligning agent was observed by the same method as in Example 1A. The results are shown in Tables 3 and 4 below. In Tables 3 and 4, as in Tables 1 and 2, the case where no precipitate was observed in the liquid crystal aligning agent was indicated by “◯”, and the case where the precipitate was observed was indicated by “x”.
<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.). Then, the liquid crystal aligning 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 aligning film printer (manufactured by Nissha Printing Co., Ltd.). Then, after heating (pre-baking) for 1 minute on a hot plate at 80°C to remove the solvent, heating (post-baking) for 10 minutes on a hot plate at 200°C formed a coating film having an average film thickness of 600Å. . The coating film was observed with a microscope at a magnification of 20 to check for print unevenness and pinholes. The evaluation was performed with good printability (◯) when almost no printing unevenness and pinholes were observed, and with poor printability (x) when at least one of printing unevenness and pinholes was observed. The results are shown in Tables 3 and 4 below.
なお、表3及び表4中の略称は上記表1及び表2と同じである。 The abbreviations in Tables 3 and 4 are the same as those in Tables 1 and 2 above.
<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
使用する液晶配向剤を(S1A)から(S1B)に変更した点以外は上記実施例1Aと同様の操作を行い、図1に示すFFS型液晶表示素子10を作製した。
(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、実施例1Aと同様にして液晶配向性を評価した。その結果、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、実施例1Aと同様にして電圧保持率を評価した。この実施例では電圧保持率は99.4%であった。
(4)耐熱性の評価
上記で製造したFFS型液晶表示素子につき、上記実施例1Aと同様にして耐熱性を評価した。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。
<Manufacturing and evaluation of photo-alignment FFS type liquid crystal display element>
(1) Manufacture of FFS type liquid crystal display element using photo-alignment method The same operation as in Example 1A above was carried out except that the liquid crystal aligning agent used was changed from (S1A) to (S1B), and shown in FIG. The FFS type liquid
(2) Evaluation of liquid crystal orientation The liquid crystal orientation of the FFS type liquid crystal display element produced above was evaluated in the same manner as in Example 1A. As a result, in this liquid crystal display element, the liquid crystal orientation was “good”.
(3) Evaluation of voltage holding ratio With respect to the FFS type liquid crystal display element manufactured as described above, the voltage holding ratio was evaluated in the same manner as in Example 1A. In this example, the voltage holding ratio was 99.4%.
(4) Evaluation of heat resistance The FFS type liquid crystal display element produced above was evaluated for heat resistance in the same manner as in Example 1A. As a result, ΔVHR was 2.9%, and the heat resistance of this liquid crystal display element 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、上記実施例1Aと同様にしてベゼルムラ耐性を評価した。その結果、この液晶表示素子の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用いた点以外は上記実施例1Aと同様にしてDC残像評価を行った。その結果、本実施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) Mura resistance around the sealant (bezel mura resistance)
The bezel unevenness resistance of the FFS type liquid crystal display element manufactured as described above was evaluated in the same manner as in Example 1A. As a result, the brightness difference of this liquid crystal display element was not visually recognized, and it was judged as “excellent”.
(6) Evaluation of afterimage characteristics (DC afterimage evaluation)
DC afterimage evaluation was performed in the same manner as in Example 1A except that the photo-alignment type liquid crystal display element produced above was used. As a result, the afterimage erasing time of the liquid crystal display element of this example was 1 second, and the afterimage characteristic was evaluated as “good”.
表1〜表4に示すように、特定溶剤(B)を用いた実施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、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。また、特定溶剤(B)を含む液晶配向剤を用いた液晶表示素子においては、シール剤周辺のムラが視認されず、ベゼルムラ耐性が「優良」と判断され、狭額縁化達成可能な液晶配向剤であることを示唆する結果が得られた。これに対し、特定溶剤(B)を含まない比較例の液晶配向剤を用いた液晶表示素子では、ムラが消失するものの、ムラが視認される結果であった。これにより、特定溶剤(B)を含有した液晶配向剤を用いた液晶配向膜は、狭額縁化に対応した液晶表示素子の提供にあたって好適であることが示された。 As shown in Tables 1 to 4, all the liquid crystal aligning agents of the examples using the specific solvent (B) have good storage stability when stored at low temperature, and also have printability after low temperature storage. It was good. On the other hand, the liquid crystal aligning agent of Comparative Example had poor storage stability and printability after storage at low temperature. From this, it was found that the use of the specific solvent (B) can improve the storage stability while ensuring the coating property on the substrate. Further, in the liquid crystal display device using the liquid crystal aligning agent containing the specific solvent (B), the unevenness around the sealant is not visually recognized, and the bezel unevenness resistance is judged to be “excellent”, and the liquid crystal aligning agent capable of achieving a narrow frame can be achieved. The result suggesting that On the other hand, in the liquid crystal display element using the liquid crystal aligning agent of the comparative example not containing the specific solvent (B), the unevenness disappeared, but the unevenness was visually recognized. Thus, it was shown that the liquid crystal alignment film using the liquid crystal alignment agent containing the specific solvent (B) is suitable for providing a liquid crystal display device corresponding to a narrow frame.
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 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 (5)
前記溶剤が、下記式(b−1A)で表される化合物を特定溶剤(B)として含み、
前記重合体(A)は、下記式(d−1)〜式(d−4)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を含むジアミンを用いて得られる重合体である、液晶配向剤。
The solvent contains a compound represented by the following formula (b-1A) as a specific solvent (B),
The polymer (A) is a polymer obtained using a diamine containing at least one selected from the group consisting of compounds represented by the following formulas (d-1) to (d-4), Liquid crystal aligning agent.
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