JP7469744B2 - Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film using the same, and liquid crystal display element - Google Patents
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Description
本発明は、液晶表示素子の製造において用いられる液晶配向剤、この液晶配向剤から得られる液晶配向膜及びこの液晶配向膜を使用した液晶表示素子に関するものである。The present invention relates to a liquid crystal alignment agent used in the manufacture of liquid crystal display elements, a liquid crystal alignment film obtained from this liquid crystal alignment agent, and a liquid crystal display element using this liquid crystal alignment film.
液晶表示素子は、軽量、薄型かつ低消費電力の表示デバイスとして知られている。 Liquid crystal display elements are known as lightweight, thin and low-power display devices.
液晶表示素子は、電極を備えた透明な一対の基板により液晶層を挟持して構成される。基板の液晶と接する面には、通常、液晶の配列状態を制御するための液晶配向膜が設けられている。液晶配向膜としては、主に、ポリアミック酸(ポリアミド酸とも言う。)などのポリイミド前駆体や可溶性ポリイミドの溶液を主成分とする液晶配向剤を基板等に塗布し焼成したポリイミド系の液晶配向膜が用いられている。
液晶表示素子の高精細化に伴い、液晶表示素子のコントラスト低下の抑制や残像減少の提言等の要求から、液晶配向膜には、優れた液晶配向性や安定したプレチルト角発現能に加え、高い電圧保持率、交流駆動により発生する残像抑制、直流電圧を印加した際の残留電荷が少ない、等の特性が重要となっている。
ポリイミド系の液晶配向膜としては、そのような要求に応える為に、ポリアミック酸やポリイミドの末端を種々の構造により修飾する技術が提案されてきている。例えば、液晶配向性の向上、高いプレチルト角、小さい残像消去時間、及び高い信頼性を達成する為、モノ酸無水物、モノアミン化合物、及びモノイソシアネート化合物と反応させることにより、末端を修飾したイミド化重合体が提案されている(特許文献1参照)。
A liquid crystal display element is composed of a liquid crystal layer sandwiched between a pair of transparent substrates each equipped with an electrode. A liquid crystal alignment film for controlling the alignment state of the liquid crystal is usually provided on the surface of the substrate that contacts the liquid crystal. As the liquid crystal alignment film, a polyimide-based liquid crystal alignment film is mainly used, which is formed by applying a liquid crystal alignment agent, the main component of which is a solution of a polyimide precursor such as polyamic acid (also called polyamic acid) or a soluble polyimide, to a substrate or the like and baking the applied liquid crystal alignment film.
As liquid crystal display elements become higher definition, there are demands for suppressing contrast degradation and reducing image retention in liquid crystal display elements. In response to these demands, it is becoming increasingly important for liquid crystal alignment films to have properties such as high voltage retention, suppression of image retention caused by AC drive, and little residual charge when a DC voltage is applied, in addition to excellent liquid crystal alignment properties and stable pretilt angle expression ability.
In order to meet such requirements, techniques have been proposed for modifying the ends of polyamic acid or polyimide with various structures for polyimide-based liquid crystal alignment films. For example, imidized polymers modified at the ends by reacting with monoacid anhydrides, monoamine compounds, and monoisocyanate compounds have been proposed to achieve improved liquid crystal alignment, high pretilt angles, short image retention erasing times, and high reliability (see Patent Document 1).
しかし近年、急速にシェアを拡大してきた携帯電話やタブレット型端末向けの高精細液晶表示素子においては、更なる特性の向上が求められている。とりわけ、高い信頼性を低コストで達成することが求められている。
高い信頼性を得るには、可溶性ポリイミドを用いた液晶配向剤を用いることが一般的であるが、可溶性ポリイミドの製造は、ポリアミック酸を変質させて得る必要があり、ポリアミック酸の製造と比較してコストが高くなる。しかし、ポリアミック酸を用いた液晶配向膜は、可溶性ポリイミドを用いたものより、膜の信頼性に欠ける点がある。
However, in recent years, there has been a demand for further improvements in the characteristics of high-definition LCD elements for mobile phones and tablet devices, the market share of which has been rapidly expanding. In particular, there is a demand for high reliability at low cost.
To obtain high reliability, it is common to use a liquid crystal alignment agent using a soluble polyimide, but the production of a soluble polyimide requires the modification of polyamic acid, which is more expensive than the production of polyamic acid. However, liquid crystal alignment films using polyamic acid are less reliable than those using soluble polyimide.
本発明の主目的は、ポリアミック酸を用いても、可溶性ポリイミドと同等以上の信頼性、具体的には、高い電圧保持率特性を有する液晶配向剤を提供することである。 The main object of the present invention is to provide a liquid crystal alignment agent that has reliability equal to or greater than that of soluble polyimide, specifically, high voltage holding ratio characteristics, even when using polyamic acid.
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明の要旨は以下に示す通りである。
1.下記式(1)の構造を有するポリアミック酸及びポリイミドから選ばれる少なくとも1種を含有する液晶配向剤。
The present inventors have conducted extensive research to solve the above problems and have completed the present invention. That is, the gist of the present invention is as follows.
1. A liquid crystal aligning agent comprising at least one member selected from the group consisting of polyamic acids and polyimides having the following formula (1):
式中R1は、トリアルキルシリル基を表す。 In the formula, R 1 represents a trialkylsilyl group.
本発明の液晶配向剤を用いることで、ポリアミック酸エステルや可溶性ポリイミドのような複雑な製造工程を用いることなく、ポリアミック酸を用いても、可溶性ポリイミドと同等以上の信頼性、具体的には、高い電圧保持率特性を有する、液晶配向剤を得ることができる。なお、可溶性ポリイミドに本発明を適用しても、同様の効果を得られる。By using the liquid crystal alignment agent of the present invention, it is possible to obtain a liquid crystal alignment agent that has reliability equal to or greater than that of soluble polyimide, specifically, high voltage holding ratio characteristics, even when using polyamic acid, without using complicated manufacturing processes such as those for polyamic acid esters or soluble polyimides. The same effect can be obtained when the present invention is applied to soluble polyimide.
本発明の液晶配向剤は、下記式(1)の構造を有するポリアミック酸及びそのイミド化物であるポリイミドの少なくとも1種を含有する。The liquid crystal alignment agent of the present invention contains at least one of a polyamic acid having the structure of the following formula (1) and its imidized product, a polyimide.
式中R1は、トリアルキルシリル基を表す。具体例としては、下記式(1-1)~(1-4)の構造が挙げられる。*は結合手を表す。より好ましくは、t-ブチルシリル基である。
このような構造をポリイミド中に導入するには、ポリイミド前駆体の重合中及び重合後に、シリル化剤を用いる手法が用いられる。本発明で用いるシリル化剤は、トリアルキルシリル基を導入出来るものであれば、市販のシリル化剤を使用することが可能であるが、その中でも、下記式(S-1)~(S-5)から選ばれる化合物を用いることが好ましい。より好ましくは、(S-1)、(S-2)である。To introduce such a structure into polyimide, a method is used in which a silylating agent is used during and after the polymerization of the polyimide precursor. The silylating agent used in the present invention can be any commercially available silylating agent that can introduce a trialkylsilyl group, but it is preferable to use a compound selected from the following formulas (S-1) to (S-5). More preferably, it is (S-1) or (S-2).
<テトラカルボン酸誘導体>
本発明の液晶配向剤に含有されるポリイミドは、テトラカルボン酸誘導体と、ジアミンとの反応から得られるポリイミド前駆体をイミド化することにより得られる。以下に、用いられる材料の具体例及び製造方法を詳述する。
<Tetracarboxylic acid derivatives>
The polyimide contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention is obtained by imidizing a polyimide precursor obtained by reacting a tetracarboxylic acid derivative with a diamine. Specific examples of the materials used and the production method are described in detail below.
ポリイミド前駆体の製造に用いられるテトラカルボン酸誘導体としては、テトラカルボン酸二無水物だけでなく、その誘導体である、テトラカルボン酸、テトラカルボン酸ジハライド化合物、テトラカルボン酸ジアルキルエステル、テトラカルボン酸ジアルキルエステルジハライドが挙げられる。Tetracarboxylic acid derivatives used in the production of polyimide precursors include not only tetracarboxylic acid dianhydrides but also their derivatives, such as tetracarboxylic acids, tetracarboxylic acid dihalide compounds, tetracarboxylic acid dialkyl esters, and tetracarboxylic acid dialkyl ester dihalides.
テトラカルボン酸二無水物又はその誘導体としては、なかでも、下記式(3)で表されるものが好ましい。Among the tetracarboxylic dianhydrides or derivatives thereof, those represented by the following formula (3) are preferred.
式(3)中、X1の構造は4価の有機基であれば特に限定されない。好ましい具体例としては、下記式(X1-1)~(X1-44)が挙げられる。液晶配向性の観点から、X1は(X1-1)~(X1-3)、(X1-5)、(X1-7)~(X1-10)、(X1-18)、(X1-24)、(X1-27)~(X1-43)が好ましい。 In formula (3), the structure of X 1 is not particularly limited as long as it is a tetravalent organic group. Preferred specific examples include the following formulae (X1-1) to (X1-44). From the viewpoint of liquid crystal alignment, X 1 is preferably (X1-1) to (X1-3), (X1-5), (X1-7) to (X1-10), (X1-18), (X1-24), or (X1-27) to (X1-43).
式(X1-1)~(X1-4)において、R3~R23は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数2~6のアルケニル基、炭素数2~6のアルキニル基、フッ素原子を含有する炭素数1~6の1価の有機基、又はフェニル基である。液晶配向性の点から、R3~R23は、水素原子、ハロゲン原子、メチル基、又はエチル基が好ましく、水素原子、又はメチル基が好ましい。 In formulas (X1-1) to (X1-4), R 3 to R 23 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 6 carbon atoms, a monovalent organic group having 1 to 6 carbon atoms containing a fluorine atom, or a phenyl group. From the viewpoint of liquid crystal alignment, R 3 to R 23 are preferably a hydrogen atom, a halogen atom, a methyl group, or an ethyl group, and more preferably a hydrogen atom or a methyl group.
式(X1-1)の具体例としては、下記式(X1-1-1)~(X1-1-6)が挙げられる。液晶配向性の点から、(X1-1-1)が特に好ましい。 Specific examples of formula (X1-1) include the following formulas (X1-1-1) to (X1-1-6). From the viewpoint of liquid crystal alignment, (X1-1-1) is particularly preferred.
<ジアミン>
ポリイミド前駆体の製造に用いられるジアミンは、下記式(2)で表される。
<Diamine>
The diamine used in the production of the polyimide precursor is represented by the following formula (2).
上記式(2)中、A1及びA2はそれぞれ独立して、水素原子、又は炭素数1~5のアルキル基、炭素数2~5のアルケニル基、又は炭素数2~5のアルキニル基である。 In the above formula (2), A 1 and A 2 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, or an alkynyl group having 2 to 5 carbon atoms.
Y1の構造は特に限定されない。好ましい構造としては以下の(Y-1)~(Y-177)が挙げられる。 The structure of Y 1 is not particularly limited. Preferred structures include the following (Y-1) to (Y-177).
上記式中、Meは、メチル基を表し、R1は水素原子または炭素数1~5の炭化水素基を表す。 In the above formula, Me represents a methyl group, and R1 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms.
なかでも、Y1の構造としては、(Y-7)、(Y-8)、(Y-16)、(Y-17)、(Y-18)、(Y-20)、(Y-21)、(Y-22)、(Y-27)、(Y-28)、(Y-29)、(Y-35)、(Y-37)、(Y-38)、(Y-43)、(Y-48)、(Y-53)~(Y-56)、(Y-61)、(Y-64)~(Y-66)、(Y-69)、(Y-71)、(Y-72)、(Y-76)、(Y-77)、(Y-80)、(Y-81)、(Y-82)、(Y-83)、(Y-156)、(Y-159)、(Y-160)、(Y-161)、(Y-162)(Y-168)、(Y-169)、(Y-170)、(Y-171)、(Y-173)、(Y-175)、(Y-178)~(Y-182)が好ましく、特には、(Y-7)、(Y-8)、(Y-16)、(Y-17)、(Y-18)、(Y-21)、(Y-22)、(Y-27)、(Y-28)、(Y-29)、(Y-37)、(Y-38)、(Y-53)~(Y-56)、(Y-61)、(Y-64)~(Y-66)、(Y-69)、(Y-72)、(Y-76)、(Y-81)、(Y-156)、(Y-159)、(Y-160)、(Y-161)、(Y-162)、(Y-168)、(Y-169)、(Y-170)、(Y-171)、(Y-173)、(Y-175)、(Y-178)~(Y-182)が好ましい。 Among them, the structure of Y1 is preferably (Y-7), (Y-8), (Y-16), (Y-17), (Y-18), (Y-20), (Y-21), (Y-22), (Y-27), (Y-28), (Y-29), (Y-35), (Y-37), (Y-38), (Y-43), (Y-48), (Y-53) to (Y-56), (Y-61), and (Y-64). ) ~ (Y-66), (Y-69), (Y-71), (Y-72), (Y-76), (Y-77), (Y-80), (Y-81), (Y-82), (Y-83), (Y-156), (Y-159), (Y-160), (Y-161), (Y-162) (Y-168), (Y-169), (Y-170), (Y-171), (Y- Preferred are (Y-173), (Y-175), (Y-178) to (Y-182), and particularly preferred are (Y-7), (Y-8), (Y-16), (Y-17), (Y-18), (Y-21), (Y-22), (Y-27), (Y-28), (Y-29), (Y-37), (Y-38), (Y-53) to (Y-56), (Y-61), and (Y-64). ) to (Y-66), (Y-69), (Y-72), (Y-76), (Y-81), (Y-156), (Y-159), (Y-160), (Y-161), (Y-162), (Y-168), (Y-169), (Y-170), (Y-171), (Y-173), (Y-175), and (Y-178) to (Y-182) are preferred.
<ポリイミド前駆体-ポリアミック酸の製造>
本発明に用いられるポリイミド前駆体であるポリアミック酸は、以下の方法により製造することができる。
<Production of polyimide precursor-polyamic acid>
The polyamic acid, which is the polyimide precursor used in the present invention, can be produced by the following method.
具体的には、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを、溶媒の存在下で、-20~150℃、好ましくは0~50℃において、30分~24時間、好ましくは1~12時間反応させることによって合成できる。Specifically, the compound can be synthesized by reacting a tetracarboxylic dianhydride with a diamine in the presence of a solvent at -20 to 150°C, preferably 0 to 50°C, for 30 minutes to 24 hours, preferably 1 to 12 hours.
ジアミン成分とテトラカルボン酸成分との反応は、通常、溶媒中で行う。その際に用いる溶媒としては、生成したポリイミド前駆体が溶解するものであれば特に限定されない。下記に、反応に用いる溶媒の具体例を挙げるが、これらの例に限定されるものではない。例えば、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン、γ-ブチロラクトン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、又は1,3-ジメチル-イミダゾリジノンが挙げられる。The reaction between the diamine component and the tetracarboxylic acid component is usually carried out in a solvent. The solvent used in this reaction is not particularly limited as long as it dissolves the polyimide precursor produced. Specific examples of solvents used in the reaction are listed below, but are not limited to these examples. For example, N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, or 1,3-dimethyl-imidazolidinone can be mentioned.
また、ポリイミド前駆体の溶解性が高い場合は、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノン又は下記の式[D-1]~式[D-3]で示される溶媒を用いることができる。In addition, when the polyimide precursor has high solubility, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone or a solvent represented by the following formulas [D-1] to [D-3] can be used.
式[D-1]中、D1は炭素数1~3のアルキル基を示し、式[D-2]中、D2は炭素数1~3のアルキル基を示し、式[D-3]中、D3は炭素数1~4のアルキル基を示す。 In formula [D-1], D 1 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, in formula [D-2], D 2 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and in formula [D-3], D 3 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
これら溶媒は単独で使用しても、混合して使用してもよい。さらに、ポリイミド前駆体を溶解させない溶媒であっても、生成したポリイミド前駆体が析出しない範囲で、前記溶媒に混合して使用してもよい。また、溶媒中の水分は、重合反応を阻害し、さらには生成したポリイミド前駆体を加水分解させる原因となるので、溶媒は脱水乾燥させたものを用いることが好ましい。These solvents may be used alone or in combination. Furthermore, even if the solvent does not dissolve the polyimide precursor, it may be mixed with the above solvent to the extent that the generated polyimide precursor does not precipitate. Furthermore, since moisture in the solvent inhibits the polymerization reaction and further causes hydrolysis of the generated polyimide precursor, it is preferable to use a solvent that has been dehydrated and dried.
反応系中におけるポリアミック酸ポリマーの濃度は、ポリマーの析出が起こりにくく、かつ高分子量体が得やすいという点から、1~30質量%が好ましく、5~20質量%がより好ましい。
ポリイミド前駆体の重合中及び重合後に、シリル化剤を導入する場合、その導入量は、ポリイミド前駆体中のカルボン酸量に対し、25~100モル%が好ましく、特に75~100%であることが好ましい。シリル化剤導入後は、5℃~60℃、好ましくは40℃~80℃で、1~30時間、好ましくは6~24時間攪拌することで、シリル化されたポリイミド前駆体が得られる。
なお、反応中は、ポリアミック酸内のジアミン部分の酸化を防ぐために系内を窒素置換することが好ましく、また、系内の温度を変えないために、還流装置を設置することが好ましい。
The concentration of the polyamic acid polymer in the reaction system is preferably from 1 to 30% by mass, and more preferably from 5 to 20% by mass, from the viewpoints that precipitation of the polymer is unlikely to occur and a high molecular weight polymer is easily obtained.
When the silylating agent is introduced during or after the polymerization of the polyimide precursor, the amount of the silylating agent introduced is preferably 25 to 100 mol %, particularly preferably 75 to 100 mol %, based on the amount of carboxylic acid in the polyimide precursor. After the introduction of the silylating agent, the mixture is stirred at 5° C. to 60° C., preferably 40° C. to 80° C., for 1 to 30 hours, preferably 6 to 24 hours, to obtain a silylated polyimide precursor.
During the reaction, it is preferable to replace the atmosphere in the system with nitrogen in order to prevent oxidation of the diamine portion in the polyamic acid, and it is also preferable to install a reflux device in order to maintain the temperature in the system.
上記のようにして得られたポリアミック酸は、反応溶液をよく撹拌させながら、下記貧溶媒に注入することで、ポリマーを析出させて回収することができる。また、析出を数回行い、貧溶媒で洗浄後、常温あるいは加熱乾燥することで、精製されたポリアミック酸の粉末を得ることができる。貧溶媒は、特に限定されないが、水、メタノール、エタノール、ヘキサン、ブチルセロソルブ、アセトン、トルエン等が挙げられる。The polyamic acid obtained as described above can be recovered by injecting the reaction solution into the poor solvent described below while thoroughly stirring it, thereby precipitating the polymer. In addition, the precipitation can be carried out several times, washed with the poor solvent, and then dried at room temperature or by heating to obtain a purified polyamic acid powder. The poor solvent is not particularly limited, but examples include water, methanol, ethanol, hexane, butyl cellosolve, acetone, and toluene.
<ポリイミド>
本発明に用いられるポリイミドは、前記したポリアミック酸又はポリアミック酸エステルをイミド化することにより製造することができる。
<Polyimide>
The polyimide used in the present invention can be produced by imidizing the above-mentioned polyamic acid or polyamic acid ester.
また、シリル化されていないポリアミック酸を、後述する方法でイミド化し、単離したイミド化重合体を溶媒に溶かし、液晶配向剤を製造する際にシリル化剤を導入することによっても製造することが出来る。Alternatively, the liquid crystal alignment agent can be produced by imidizing a non-silylated polyamic acid using the method described below, dissolving the isolated imidized polymer in a solvent, and introducing a silylation agent when producing the liquid crystal alignment agent.
ポリアミック酸からポリイミドを製造する場合、ジアミン成分とテトラカルボン酸二無水物との反応で得られた前記ポリアミック酸の溶液に、触媒を添加する化学的イミド化が簡便である。化学的イミド化は、比較的低温でイミド化反応が進行し、イミド化の過程で重合体の分子量低下が起こりにくいので好ましい。When producing polyimide from polyamic acid, a simple method is chemical imidization, in which a catalyst is added to a solution of the polyamic acid obtained by reacting a diamine component with a tetracarboxylic dianhydride. Chemical imidization is preferable because the imidization reaction proceeds at a relatively low temperature and the molecular weight of the polymer is less likely to decrease during the imidization process.
化学的イミド化は、イミド化させたいポリアミック酸を、溶媒中において塩基性触媒と酸無水物の存在下で、攪拌することにより行うことができる。溶媒としては、前述した重合反応時に用いる溶媒を使用することができる。塩基性触媒としては、ピリジン、トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン等を挙げることができる。中でもピリジンは、反応を進行させるのに適度な塩基性を持つので好ましい。また、酸無水物としては、無水酢酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸等を挙げることができ、中でも無水酢酸を用いると反応終了後の精製が容易となるので好ましい。Chemical imidization can be carried out by stirring the polyamic acid to be imidized in a solvent in the presence of a basic catalyst and an acid anhydride. The solvent can be the same as that used in the polymerization reaction described above. Examples of basic catalysts include pyridine, triethylamine, trimethylamine, tributylamine, and trioctylamine. Among these, pyridine is preferred because it has an appropriate basicity for promoting the reaction. Examples of acid anhydrides include acetic anhydride, trimellitic anhydride, and pyromellitic anhydride. Among these, acetic anhydride is preferred because it facilitates purification after the reaction.
イミド化反応を行うときの温度は、-20~140℃、好ましくは0~100℃であり、反応時間は1~100時間、好ましくは1~5時間で行うことができる。The temperature for the imidization reaction is -20 to 140°C, preferably 0 to 100°C, and the reaction time is 1 to 100 hours, preferably 1 to 5 hours.
塩基性触媒の量は、アミック酸基の0.5~30モル倍、好ましくは2~20モル倍であり、酸無水物の量は、アミック酸基の1~50モル倍、好ましくは3~30モル倍である。得られる重合体のイミド化率は、触媒量、温度、反応時間等を調節することで制御することができる。The amount of the basic catalyst is 0.5 to 30 molar times, preferably 2 to 20 molar times, the amic acid group, and the amount of the acid anhydride is 1 to 50 molar times, preferably 3 to 30 molar times, the amic acid group. The imidization rate of the resulting polymer can be controlled by adjusting the amount of catalyst, temperature, reaction time, etc.
ポリアミック酸エステルからポリイミドを製造する場合、前記ポリアミック酸エステル溶液、又はポリアミック酸エステル樹脂粉末を溶媒に溶解させて得られるポリアミック酸溶液に、塩基性触媒を添加する化学的イミド化が簡便である。化学的イミド化は、比較的低温でイミド化反応が進行し、イミド化の過程で重合体の分子量低下が起こりにくいので好ましい。When producing polyimide from polyamic acid ester, a simple method is chemical imidization in which a basic catalyst is added to the polyamic acid ester solution or to a polyamic acid solution obtained by dissolving polyamic acid ester resin powder in a solvent. Chemical imidization is preferable because the imidization reaction proceeds at a relatively low temperature and the molecular weight of the polymer is less likely to decrease during the imidization process.
化学的イミド化は、イミド化させたいポリアミック酸エステルを、溶媒中において塩基性触媒の存在下で、撹拌することにより行うことができる。溶媒としては、前述した重合反応時に用いる溶媒を使用することができる。塩基性触媒としては、ピリジン、トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン等が挙げられる。中でもトリエチルアミンは反応を進行させるのに充分な塩基性を持つので好ましい。Chemical imidization can be carried out by stirring the polyamic acid ester to be imidized in a solvent in the presence of a basic catalyst. The solvent can be the same as that used in the polymerization reaction described above. Examples of basic catalysts include pyridine, triethylamine, trimethylamine, tributylamine, and trioctylamine. Among these, triethylamine is preferred because it is sufficiently basic to promote the reaction.
イミド化反応を行うときの温度は、-20~140℃、好ましくは0~100℃であり、反応時間は1~100時間、好ましくは1~5時間で行うことができる。The temperature for the imidization reaction is -20 to 140°C, preferably 0 to 100°C, and the reaction time is 1 to 100 hours, preferably 1 to 5 hours.
塩基性触媒の量は、アミック酸エステル基の0.5~30モル倍、好ましくは2~20モル倍である。The amount of basic catalyst is 0.5 to 30 molar times, preferably 2 to 20 molar times, the amount of amic acid ester groups.
得られる重合体のイミド化率は、触媒量、温度、反応時間等を調節することで制御することができる。The imidization rate of the resulting polymer can be controlled by adjusting the amount of catalyst, temperature, reaction time, etc.
イミド化反応後の溶液には、添加した触媒等が残存しているので、以下に述べる手段により、得られたイミド化重合体を回収し、溶媒で再溶解して、本発明の液晶配向剤とすることが好ましい。Since the added catalyst and other substances remain in the solution after the imidization reaction, it is preferable to recover the resulting imidized polymer by the means described below and redissolve it in a solvent to obtain the liquid crystal alignment agent of the present invention.
なお、ポリアミック酸又はポリアミック酸エステルのイミド化反応では、イミド化促進剤を使用することができる。以下にイミド化促進剤の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。In addition, an imidization accelerator can be used in the imidization reaction of polyamic acid or polyamic acid ester. Specific examples of imidization accelerators are shown below, but are not limited to these.
上記式(B-1)から(B-17)におけるDは、それぞれ独立して、tert-ブトキシカルボニル基又は9-フルオレニルメトキシカルボニル基である。式(B-14)~(B-17)に存在する複数のDは、互いに同一であっても異なってもよい。加熱による脱保護後の塩基性が高くなるほど、ポリアミック酸エステル及びポリアミック酸のイミド化促進効果がさらに高まる。よって、熱イミド化促進効果をより高めるという点から(B-14)~(B-17)が好ましく、中でも(B-17)が特に好ましい。 D in the above formulas (B-1) to (B-17) is each independently a tert-butoxycarbonyl group or a 9-fluorenylmethoxycarbonyl group. The multiple Ds present in formulas (B-14) to (B-17) may be the same or different. The higher the basicity after deprotection by heating, the more effective it is at promoting the imidization of the polyamic acid ester and polyamic acid. Therefore, from the viewpoint of further enhancing the thermal imidization promotion effect, (B-14) to (B-17) are preferred, and among these, (B-17) is particularly preferred.
ポリアミック酸又はポリアミック酸エステルのイミド化反応後の溶液には、添加した触媒等が残存しているので、以下に述べる手段により、得られたイミド化重合体を回収し、溶媒で再溶解して、本発明の液晶配向剤とすることが好ましい。
上記のようにして得られるポリイミドの溶液は、よく撹拌させながら下記貧溶媒に注入することで、重合体を析出させることができる。析出を数回行い、貧溶媒で洗浄後、常温あるいは加熱乾燥して、精製されたポリアミック酸エステルの粉末を得ることができる。
Since the added catalyst and the like remain in the solution after the imidization reaction of the polyamic acid or polyamic acid ester, it is preferable to recover the obtained imidized polymer by the means described below and re-dissolve it in a solvent to obtain the liquid crystal aligning agent of the present invention.
The polyimide solution obtained as described above can be poured into the following poor solvent while being thoroughly stirred to precipitate the polymer. The precipitation is carried out several times, washed with the poor solvent, and then dried at room temperature or by heating to obtain a purified powder of polyamic acid ester.
貧溶媒は、特に限定されないが、メタノール、アセトン、ヘキサン、ブチルセルソルブ、ヘプタン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、エタノール、トルエン、ベンゼン等が挙げられる。 Examples of poor solvents include, but are not limited to, methanol, acetone, hexane, butyl cellosolve, heptane, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, ethanol, toluene, and benzene.
得られたポリイミド粉末を溶媒で再溶解する際、溶媒(良溶媒ともいう)は、特定構造重合体が均一に溶解するものであれば特に限定されない。例えば、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン、ジメチルスルホキシド、γ-ブチロラクトン、1,3-ジメチル-イミダゾリジノン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン又は4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノンなどを挙げることができる。When the obtained polyimide powder is redissolved in a solvent, the solvent (also called a good solvent) is not particularly limited as long as the specific structure polymer dissolves uniformly. Examples include N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, dimethylsulfoxide, γ-butyrolactone, 1,3-dimethyl-imidazolidinone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone, and 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone.
なかでも、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン、又はγ-ブチロラクトンを用いることが好ましい。Among these, it is preferable to use N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, or γ-butyrolactone.
再溶解時の温度は、5℃~80℃が好ましく、より好ましくは20℃~50℃である。再溶解の攪拌時間は、30分~50時間が好ましく、より好ましくは3時間~12時間である。The temperature during redissolution is preferably 5°C to 80°C, more preferably 20°C to 50°C. The stirring time for redissolution is preferably 30 minutes to 50 hours, more preferably 3 hours to 12 hours.
シリル化されていないポリイミド粉末を再溶解する場合、再溶解時の攪拌中にシリル化剤を導入することで、シリル化されたポリイミド溶液を得ることが出来る。シリル化剤導入後は、5℃~60℃、好ましくは40℃~80℃で、1~30時間、好ましくは6~24時間攪拌することで、シリル化されたポリイミド溶液が得られる。When redissolving non-silylated polyimide powder, a silylated polyimide solution can be obtained by introducing a silylation agent during stirring during redissolution. After introducing the silylation agent, the solution is stirred at 5°C to 60°C, preferably 40°C to 80°C, for 1 to 30 hours, preferably 6 to 24 hours, to obtain a silylated polyimide solution.
<液晶配向剤>
本発明に用いられる液晶配向剤は、前記した式(1)の構造を有するポリアミック酸及びポリイミドから選ばれる少なくとも1種が、溶媒中に溶解された溶液の形態を有する。
<Liquid crystal alignment agent>
The liquid crystal aligning agent used in the present invention has the form of a solution in which at least one selected from the group consisting of polyamic acid and polyimide having the structure of the above-mentioned formula (1) is dissolved in a solvent.
特定構造重合体の分子量は、重量平均分子量で2,000~500,000が好ましく、より好ましくは5,000~300,000であり、さらに好ましくは、10,000~100,000である。また、数平均分子量は、好ましくは、1,000~250,000であり、より好ましくは、2,500~150,000であり、さらに好ましくは、5,000~50,000である。The molecular weight of the specific structure polymer is preferably 2,000 to 500,000, more preferably 5,000 to 300,000, and even more preferably 10,000 to 100,000, in terms of weight average molecular weight. The number average molecular weight is preferably 1,000 to 250,000, more preferably 2,500 to 150,000, and even more preferably 5,000 to 50,000.
本発明の液晶配向剤中の重合体の濃度は、形成させようとする塗膜の厚みの設定によって適宜変更することができるが、均一で欠陥のない塗膜を形成させるという点からは、1質量%以上であることが好ましく、溶液の保存安定性の点からは、10質量%以下とすることが好ましい。特に好ましくは3~6.5質量%である。The concentration of the polymer in the liquid crystal alignment agent of the present invention can be changed as appropriate depending on the thickness of the coating film to be formed, but from the viewpoint of forming a uniform and defect-free coating film, it is preferable that the concentration is 1% by mass or more, and from the viewpoint of storage stability of the solution, it is preferable that the concentration is 10% by mass or less. Particularly preferable is 3 to 6.5% by mass.
本発明の液晶配向剤に含有される溶媒(良溶媒ともいう)は、特定構造重合体が均一に溶解するものであれば特に限定されない。The solvent (also called a good solvent) contained in the liquid crystal alignment agent of the present invention is not particularly limited as long as it dissolves the specific structure polymer uniformly.
例えば、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン、ジメチルスルホキシド、γ-ブチロラクトン、1,3-ジメチル-イミダゾリジノン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン又は4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノンなどを挙げることができる。Examples include N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, dimethylsulfoxide, γ-butyrolactone, 1,3-dimethyl-imidazolidinone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone, or 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone.
なかでも、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン、又はγ-ブチロラクトンを用いることが好ましい。Among these, it is preferable to use N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, or γ-butyrolactone.
さらに、本発明の重合体の溶媒への溶解性が高い場合は、前記式[D-1]~式[D-3]で示される溶媒を用いることが好ましい。Furthermore, when the polymer of the present invention has high solubility in a solvent, it is preferable to use a solvent represented by the above formulas [D-1] to [D-3].
本発明の液晶配向剤における良溶媒は、液晶配向剤に含まれる溶媒全体の20~99質量%であることが好ましい。なかでも、20~90質量%が好ましい。より好ましいのは、30~80質量%である。The good solvent in the liquid crystal alignment agent of the present invention is preferably 20 to 99% by mass of the total solvent contained in the liquid crystal alignment agent. Of these, 20 to 90% by mass is more preferable. More preferably, it is 30 to 80% by mass.
本発明の液晶配向剤は、本発明の効果を損なわない限り、液晶配向剤を塗布した際の液晶配向膜の塗膜性や表面平滑性を向上させる溶媒(貧溶媒ともいう)を用いることができる。下記に、貧溶媒の具体例を挙げるが、これらの例に限定されるものではない。The liquid crystal alignment agent of the present invention can use a solvent (also called a poor solvent) that improves the coating properties and surface smoothness of the liquid crystal alignment film when the liquid crystal alignment agent is applied, as long as the effect of the present invention is not impaired. Specific examples of poor solvents are listed below, but are not limited to these examples.
例えば、エタノール、イソプロピルアルコール、1-ブタノール、2-ブタノール、イソブチルアルコール、tert-ブチルアルコール、1-ペンタノール、2-ペンタノール、3-ペンタノール、2-メチル-1-ブタノール、イソペンチルアルコール、tert-ペンチルアルコール、3-メチル-2-ブタノール、ネオペンチルアルコール、1-ヘキサノール、2-メチル-1-ペンタノール、2-メチル-2-ペンタノール、2-エチル-1-ブタノール、1-ヘプタノール、2-ヘプタノール、3-ヘプタノール、1-オクタノール、2-オクタノール、2-エチル-1-ヘキサノール、シクロヘキサノール、1-メチルシクロヘキサノール、2-メチルシクロヘキサノール、3-メチルシクロヘキサノール、1,2-エタンジオール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジヘキシルエーテル、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、1,2-ブトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、2-ペンタノン、3-ペンタノン、2-ヘキサノン、2-ヘプタノン、4-ヘプタノン、3-エトキシブチルアセタート、1-メチルペンチルアセタート、2-エチルブチルアセタート、2-エチルヘキシルアセタート、エチレングリコールモノアセタート、エチレングリコールジアセタート、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、2-(メトキシメトキシ)エタノール、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノイソアミルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、2-(ヘキシルオキシ)エタノール、フルフリルアルコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノブチルエーテル、1-(ブトキシエトキシ)プロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセタート、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセタート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセタート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセタート、エチレングリコールモノアセタート、エチレングリコールジアセタート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセタート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセタート、2-(2-エトキシエトキシ)エチルアセタート、ジエチレングリコールアセタート、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、乳酸メチル、乳酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n-ブチル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸メチルエチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸、3-メトキシプロピオン酸、3-メトキシプロピオン酸プロピル、3-メトキシプロピオン酸ブチル、乳酸メチルエステル、乳酸エチルエステル、乳酸n-プロピルエステル、乳酸n-ブチルエステル、乳酸イソアミルエステル、前記式[D-1]~式[D-3]で示される溶媒などを挙げることができる。For example, ethanol, isopropyl alcohol, 1-butanol, 2-butanol, isobutyl alcohol, tert-butyl alcohol, 1-pentanol, 2-pentanol, 3-pentanol, 2-methyl-1-butanol, isopentyl alcohol, tert-pentyl alcohol, 3-methyl-2-butanol, neopentyl alcohol, 1-hexanol, 2-methyl-1-pentanol, 2-methyl-2-pentanol, 2-ethyl 1-butanol, 1-heptanol, 2-heptanol, 3-heptanol, 1-octanol, 2-octanol, 2-ethyl-1-hexanol, cyclohexanol, 1-methylcyclohexanol, 2-methylcyclohexanol, 3-methylcyclohexanol, 1,2-ethanediol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2, 3-butanediol, 1,5-pentanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, dipropyl ether, dibutyl ether, dihexyl ether, dioxane, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, 1,2-butoxyethane, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, 2-pentanone, 3-pentanone, 2-hexanone, 2-heptanone, 4-heptanone, 3-ethoxybutyl acetate, 1-methylpentyl acetate, 2-ethylbutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, ethylene glycol monoacetate, ethylene glycol diacetate, propylene carbonate, ethylene carbonate, 2-(methoxy methoxy)ethanol, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monoisoamyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, 2-(hexyloxy)ethanol, furfuryl alcohol, diethylene glycol, propylene glycol, propylene glycol monobutyl ether, 1-(butoxyethoxy)propanol, propylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, ethylene glycol monoacetate, ethylene glycol diacetate, diethylene glycol monoethyl Examples of the solvent include ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, 2-(2-ethoxyethoxy)ethyl acetate, diethylene glycol acetate, triethylene glycol, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, methyl lactate, ethyl lactate, methyl acetate, ethyl acetate, n-butyl acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl 3-methoxypropionate, methyl ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, 3-ethoxypropionic acid, 3-methoxypropionic acid, propyl 3-methoxypropionate, butyl 3-methoxypropionate, methyl lactate, ethyl lactate, n-propyl lactate, n-butyl lactate, isoamyl lactate, and the solvents represented by the formulas [D-1] to [D-3] above.
なかでも1-ヘキサノール、シクロヘキサノール、1,2-エタンジオール、1,2-プロパンジオール、プロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル又はジプロピレングリコールジメチルエーテルを用いることが好ましい。Among these, it is preferable to use 1-hexanol, cyclohexanol, 1,2-ethanediol, 1,2-propanediol, propylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monobutyl ether or dipropylene glycol dimethyl ether.
貧溶媒は、液晶配向剤に含まれる溶媒全体の1~80質量%であることが好ましく、10~80質量%がさらに好ましく、20~70質量%がより好ましい。The poor solvent preferably accounts for 1 to 80% by mass of the total solvent contained in the liquid crystal alignment agent, more preferably 10 to 80% by mass, and even more preferably 20 to 70% by mass.
本発明の液晶配向剤には、上記の他、本発明の効果が損なわれない範囲であれば、本発明に記載の重合体以外の重合体、液晶配向膜の誘電率や導電性などの電気特性を変化させる目的の誘電体若しくは導電物質、液晶配向膜と基板との密着性を向上させる目的のシランカップリング剤、液晶配向膜にした際の膜の硬度や緻密度を高める目的の架橋性化合物、さらには塗膜を焼成する際にポリイミド前駆体の加熱によるイミド化を効率よく進行させる目的のイミド化促進剤等を添加しても良い。In addition to the above, the liquid crystal alignment agent of the present invention may contain, within the scope of the invention, polymers other than those described in the present invention, dielectric or conductive substances for the purpose of changing the electrical properties of the liquid crystal alignment film, such as the dielectric constant or conductivity, silane coupling agents for the purpose of improving adhesion between the liquid crystal alignment film and the substrate, crosslinking compounds for the purpose of increasing the hardness and density of the film when made into a liquid crystal alignment film, and imidization accelerators for the purpose of efficiently promoting imidization by heating the polyimide precursor when baking the coating film.
<液晶配向膜>
<液晶表示素子>
本発明の液晶配向膜は、水平配向型若しくは垂直配向型の液晶配向膜に用いることができるが、中でもVA方式又はPSAモード等の垂直配向型の液晶表示素子に好適な液晶配向膜である。本発明の液晶配向膜の形成方法としては、まず上記液晶配向剤を基板に塗布し、乾燥し、焼成して塗膜を得る。本発明の液晶配向剤を塗布する基板としては、透明性の高い基板であれば特に限定されず、ガラス基板、窒化珪素基板、アクリル基板、ポリカーボネート基板等のプラスチック基板等を用いることができる。さらに、液晶駆動のためのITO電極等が形成された基板を用いることが、プロセスの簡素化の点から好ましい。また、反射型の液晶表示素子では、片側の基板のみにならばシリコンウエハー等の不透明な物でも使用でき、この場合の電極は、アルミニウム等の光を反射する材料も使用できる。
<Liquid crystal alignment film>
<Liquid crystal display element>
The liquid crystal alignment film of the present invention can be used for horizontal alignment type or vertical alignment type liquid crystal alignment film, and is particularly suitable for vertical alignment type liquid crystal display elements such as VA type or PSA mode. The method for forming the liquid crystal alignment film of the present invention is to first apply the above liquid crystal alignment agent to a substrate, dry and bake to obtain a coating film. The substrate to which the liquid crystal alignment agent of the present invention is applied is not particularly limited as long as it is a highly transparent substrate, and plastic substrates such as glass substrates, silicon nitride substrates, acrylic substrates, and polycarbonate substrates can be used. Furthermore, it is preferable to use a substrate on which an ITO electrode or the like for driving liquid crystal is formed from the viewpoint of simplifying the process. In addition, in a reflective liquid crystal display element, an opaque material such as a silicon wafer can be used for only one substrate, and the electrode in this case can be made of a light-reflecting material such as aluminum.
本発明の液晶配向剤の塗布方法としては、スピンコート法、印刷法、インクジェット法などが挙げられる。本発明の液晶配向剤を塗布した後の乾燥、焼成工程は、任意の温度と時間を選択することができる。通常は、含有される溶媒を十分に除去するために、50~120℃、好ましくは60~100℃で、1~10分間、好ましくは2~5分間乾燥させ、その後、150~300℃、好ましくは200~240℃で、5~120分間、好ましくは10~30分間焼成する。焼成後の塗膜の厚みは、特に限定されないが、薄すぎると液晶表示素子の信頼性が低下する場合があるので、5~300nm、好ましくは10~200nmである。Examples of the method for applying the liquid crystal alignment agent of the present invention include spin coating, printing, and inkjet methods. The temperature and time for the drying and baking process after applying the liquid crystal alignment agent of the present invention can be selected as desired. In general, in order to thoroughly remove the solvent contained, the coating is dried at 50 to 120°C, preferably 60 to 100°C, for 1 to 10 minutes, preferably 2 to 5 minutes, and then baked at 150 to 300°C, preferably 200 to 240°C, for 5 to 120 minutes, preferably 10 to 30 minutes. The thickness of the coating film after baking is not particularly limited, but is 5 to 300 nm, preferably 10 to 200 nm, since if it is too thin, the reliability of the liquid crystal display element may decrease.
上記で形成した塗膜をそのまま液晶配向膜として使用することができるが、該塗膜に対し配向処理を施してもよい。配向処理する方法としては、ラビング法、光配向処理法などが挙げられる。The coating film formed as above can be used as it is as a liquid crystal alignment film, but it may also be subjected to an alignment treatment. Methods for the alignment treatment include rubbing and photoalignment.
ラビング処理は、既存のラビング装置を利用して行うことができる。この際のラビング布の材質としては、コットン、ナイロン、レーヨンなどが挙げられる。ラビング処理の条件としては一般に、回転速度300~2000rpm、送り速度5~100mm/s、押し込み量0.1~1.0mmという条件が用いられる。その後、純水やアルコールなどを用いて超音波洗浄により、ラビングで生じた残渣が除去される。The rubbing process can be carried out using existing rubbing equipment. Examples of materials for the rubbing cloth include cotton, nylon, and rayon. The conditions generally used for the rubbing process are a rotation speed of 300 to 2000 rpm, a feed speed of 5 to 100 mm/s, and a push-in depth of 0.1 to 1.0 mm. After that, any residues generated by rubbing are removed by ultrasonic cleaning using pure water or alcohol.
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。In the photo-alignment treatment, the radiation irradiated to the coating film can be, for example, ultraviolet light and visible light containing light with a wavelength of 150 to 800 nm. When the radiation is polarized, it may be linearly polarized or partially polarized. Furthermore, when the radiation used is linearly polarized or partially polarized, the irradiation may be performed from a direction perpendicular to the substrate surface, from an oblique direction, or a combination of these. When irradiating with unpolarized radiation, the direction of irradiation is oblique.
次に、本発明の液晶表示素子は、以下の工程(1)、工程(2)と工程(4)の組合せ、又は工程(3)と工程(4)の組合せのいずれかの方法により製造することができる。Next, the liquid crystal display element of the present invention can be manufactured by any of the following methods: step (1), a combination of steps (2) and (4), or a combination of steps (3) and (4).
(1)VA型液晶表示素子の場合
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。具体的には以下の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する。次いで、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組成物を注入充填して膜面に接触した後、注入孔を封止する。
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剤を塗布し、更に液晶配向膜面上の所定の数箇所に液晶組成物を滴下する。その後、液晶配向膜が対向するように他方の基板を貼り合わせて液晶組成物を基板の全面に押し広げて膜面に接触させる。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。いずれの方法による場合でも、更に、用いた液晶組成物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。
(1) In the case of a VA-type liquid crystal display element, two substrates on which a liquid crystal alignment film is formed as described above are prepared, and liquid crystal is placed between the two substrates arranged opposite to each other. Specifically, the following two methods can be mentioned. The first method is a conventionally known method. First, the two substrates are arranged opposite to each other with a gap (cell gap) between them so that the liquid crystal alignment films face each other. Next, the peripheries of the two substrates are bonded together using a sealant, and a liquid crystal composition is injected and filled into the substrate surfaces and the cell gap partitioned by the sealant to come into contact with the film surface, and then the injection hole is sealed.
The second method is a method called ODF (One Drop Fill) method. For example, a UV-curable sealant is applied to a predetermined location on one of the two substrates on which a liquid crystal alignment film is formed, and a liquid crystal composition is dropped at a predetermined number of locations on the liquid crystal alignment film surface. Thereafter, the other substrate is bonded so that the liquid crystal alignment film faces the other substrate, and the liquid crystal composition is spread over the entire surface of the substrate to contact the film surface. Next, the entire surface of the substrate is irradiated with UV light to cure the sealant. In either method, it is preferable to remove the flow alignment during liquid crystal filling by heating the substrate to a temperature at which the liquid crystal composition used has an isotropic phase and then slowly cooling to room temperature.
(2)PSA型液晶表示素子を製造する場合
重合性化合物を含有する液晶組成物を注入又は滴下する点以外は上記(1)と同様にする。重合性化合物としては、例えば下記式(M-1)~(M-7)で表されるような重合性化合物を挙げることができる。
(2) In the case of producing a PSA type liquid crystal display element, the same procedure as in (1) above is followed except that a liquid crystal composition containing a polymerizable compound is injected or dropped. Examples of the polymerizable compound include those represented by the following formulae (M-1) to (M-7).
(3)重合性基を有する化合物を含む液晶配向剤を用いて基板上に塗膜を形成した場合
上記(1)と同様にした後、後述する紫外線を照射する工程を経て液晶表示素子を製造する方法を採用してもよい。この方法によれば、前記PSA型液晶表示素子を製造する場合と同様に、少ない光照射量で応答速度に優れた液晶表示素子を得ることができる。重合性基を有する化合物は、前記式(M-1)~(M-7)で表されるようなアクリレート基やメタクリレート基などの重合性不飽和基を分子内に1個以上有する化合物であってもよく、その含有量は、全ての重合体成分100質量部に対して0.1~30質量部であることが好ましく、より好ましくは1~20質量部である。また、前記重合性基は重合体組成物に用いる重合体が有していてもよく、このような重合体としては、例えば光重合性基を末端に有するジアミンを含むジアミン成分を反応に用いて得られる重合体が挙げられる。
(3) In the case where a coating film is formed on a substrate using a liquid crystal alignment agent containing a compound having a polymerizable group After the above-mentioned (1), a method of manufacturing a liquid crystal display element through a step of irradiating ultraviolet light described later may be adopted. According to this method, as in the case of manufacturing the PSA type liquid crystal display element, a liquid crystal display element having excellent response speed can be obtained with a small amount of light irradiation. The compound having a polymerizable group may be a compound having one or more polymerizable unsaturated groups in the molecule, such as acrylate groups or methacrylate groups, as represented by the above formulas (M-1) to (M-7), and the content thereof is preferably 0.1 to 30 parts by mass, more preferably 1 to 20 parts by mass, relative to 100 parts by mass of all polymer components. In addition, the polymerizable group may be possessed by a polymer used in the polymer composition, and an example of such a polymer includes a polymer obtained by using a diamine component containing a diamine having a photopolymerizable group at its terminal in a reaction.
(4)紫外線を照射する工程
上記(2)又は(3)で得られた一対の基板の有する導電膜間に電圧を印加した状態で液晶セルに光照射する。ここで印加する電圧は、例えば5~50Vの直流又は交流とすることができる。また、照射する光としては、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が、300~400nmの波長の光を含む紫外線が好ましい。照射光の光源としては、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、エキシマレーザーなどを使用することができる。光の照射量としては、好ましくは1,000~200,000J/m2であり、より好ましくは1,000~100,000J/m2である。
(4) Step of irradiating ultraviolet light The liquid crystal cell is irradiated with light while a voltage is applied between the conductive films of the pair of substrates obtained in (2) or (3) above. The voltage applied here can be, for example, 5 to 50 V DC or AC. The light to be irradiated can be, for example, ultraviolet light and visible light containing light with a wavelength of 150 to 800 nm, but ultraviolet light containing light with a wavelength of 300 to 400 nm is preferred. The light source for the irradiation light can be, 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, or the like. The amount of light irradiation is preferably 1,000 to 200,000 J/m 2 , more preferably 1,000 to 100,000 J/m 2 .
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」と称される偏光フィルムを酢酸セルロース保護膜で挟んだ偏光板又はH膜そのものからなる偏光板を挙げることができる。A liquid crystal display element can be obtained by attaching a polarizing plate to the outer surface of the liquid crystal cell. Examples of polarizing plates that can be attached to the outer surface of the liquid crystal cell include a polarizing film called an "H film" made by stretching and aligning polyvinyl alcohol and absorbing iodine, sandwiched between cellulose acetate protective films, and a polarizing plate made of the H film itself.
本発明の液晶表示素子は、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、インフォメーションディスプレイなどの各種表示装置に用いることができる。The liquid crystal display element of the present invention can be effectively applied to various devices, for example, various display devices such as watches, portable games, word processors, notebook computers, car navigation systems, camcorders, PDAs, digital cameras, mobile phones, smartphones, various monitors, liquid crystal televisions, and information displays.
以下に実施例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明する。但し、本発明は、これらの実施例に限定して解釈されるものではない。以下に、用いた化合物の略号を示す。
(特定ジアミン)
DBA:3,5-ジアミノ安息香酸
3AMPDA:3,5-ジアミノ-N-(ピリジン-3-イルメチル)ベンズアミド
DA―1:式[DA―1]で表される化合物(特定側鎖構造を有するジアミン)
The present invention will be described in more detail below with reference to examples. However, the present invention should not be construed as being limited to these examples. The abbreviations of the compounds used are shown below.
(Specific diamine)
DBA: 3,5-diaminobenzoic acid 3AMPDA: 3,5-diamino-N-(pyridin-3-ylmethyl)benzamide DA-1: Compound represented by formula [DA-1] (diamine having a specific side chain structure)
(テトラカルボン酸成分)
PMDA:ピロメリット酸無水物
下記[D1]~[D2]で表される化合物
D1:1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物
D2: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
(シリル化剤成分)
下記式[S-1]~[S-5]で表される化合物(シリル化剤)
(Tetracarboxylic acid component)
PMDA: Pyromellitic anhydride Compounds represented by the following [D1] to [D2] D1: 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride D2: Bicyclo[3,3,0]octane-2,4,6,8-tetracarboxylic dianhydride (silylation agent component)
Compounds represented by the following formulas [S-1] to [S-5] (silylation agents)
(溶媒)
NMP:N-メチル-2-ピロリドン
BCS:エチレングリコールモノブチルエーテル
(solvent)
NMP: N-methyl-2-pyrrolidone BCS: Ethylene glycol monobutyl ether
<ポリイミドの分子量測定>
合成例におけるポリイミドの分子量は、(株)センシュー科学社製 常温ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)装置(SSC-7200)、Shodex社製カラム(KD-803、KD-805)を用い以下のようにして測定した。
カラム温度:50℃
溶離液:N,N’-ジメチルホルムアミド(添加剤として、臭化リチウム-水和物(LiBr・H2O)が30mmol/L、リン酸・無水結晶(o-リン酸)が30mmol/L、テトラヒドロフラン(THF)が10ml/L)
流速:1.0ml/分
検量線作成用標準サンプル:東ソー社製 TSK 標準ポリエチレンオキサイド(分子量 約9000,000、150,000、100,000、30,000)、および、ポリマーラボラトリー社製 ポリエチレングリコール(分子量 約12,000、4,000、1,000)。
<Measurement of molecular weight of polyimide>
The molecular weight of the polyimide in the synthesis examples was measured as follows using a room temperature gel permeation chromatography (GPC) apparatus (SSC-7200) manufactured by Senshu Scientific Co., Ltd. and columns (KD-803, KD-805) manufactured by Shodex.
Column temperature: 50 ° C.
Eluent: N,N'-dimethylformamide (additives: lithium bromide hydrate (LiBr.HO) 30mmol/L, phosphoric acid anhydrous crystal (o-phosphoric acid) 30mmol/L, tetrahydrofuran (THF) 10ml/L)
Flow rate: 1.0 ml/min. Standard samples for preparing calibration curves: TSK standard polyethylene oxide (molecular weights: approximately 9,000,000, 150,000, 100,000, 30,000) manufactured by Tosoh Corporation, and polyethylene glycol (molecular weights: approximately 12,000, 4,000, 1,000) manufactured by Polymer Laboratory.
<イミド化率の測定>
合成例におけるポリイミドのイミド化率は次のようにして測定した。ポリイミド粉末20mgをNMRサンプル管(草野科学製 NMRサンプリングチューブスタンダード φ5)に入れ、重水素化ジメチルスルホキシド(DMSO-d6、0.05%TMS混合品)0.53mlを添加し、完全に溶解させた。
<Measurement of imidization rate>
The imidization rate of the polyimide in the synthesis examples was measured as follows: 20 mg of polyimide powder was placed in an NMR sample tube (Kusano Scientific NMR Sampling Tube Standard φ5), and 0.53 ml of deuterated dimethyl sulfoxide (DMSO-d 6 , 0.05% TMS mixture) was added to completely dissolve the polyimide.
この溶液を日本電子データム(株)製NMR測定器(JNW-ECA500)にて500MHzのプロトンNMRを測定した。イミド化率は、イミド化前後で変化しない構造に由来するプロトンを基準プロトンとして決め、このプロトンのピーク積算値と、9.5~10.0ppm付近に現れるアミック酸のNH基に由来するプロトンピーク積算値とを用い、以下の計算式によって求めた。
イミド化率(%)=(1-α・x/y)×100
This solution was subjected to 500 MHz proton NMR measurement using an NMR measuring device (JNW-ECA500) manufactured by JEOL Datum Co., Ltd. The imidization rate was calculated by the following formula using a proton derived from a structure that does not change before and after imidization as a reference proton and the peak integrated value of this proton and the proton peak integrated value derived from the NH group of the amic acid appearing in the vicinity of 9.5 to 10.0 ppm.
Imidization rate (%)=(1−α·x/y)×100
<ポリイミド系重合体の合成>
<合成例1>
撹拌装置及び窒素導入管付きの100ml4つ口フラスコに、DBAを2.74g(18.0mmol)、3AMPDAを3.27g(13.5mmol)、DA-1を5.14g(13.5mmol)を量り取り、固形分濃度が20%になるようにNMPで希釈した。30分間の室温撹拌の後にD2を2.25g(8.99mmol)を加え、再度NMPにて固形分濃度20%になるように希釈し、60℃で1時間加熱撹拌を行った。得られた反応液を17℃以下まで冷却した後、PMDAを1.96g(8.99mmol)加え、NMP20%で希釈後に室温で5時間撹拌した。最後にD1を5.11g(26.1mmol)NMPで固形分濃度20%となるように希釈し、40℃で6時間加熱撹拌した。得られた重合液を室温まで冷却することで、ポリアミド酸重合液(PAA-1)を得た。
<Synthesis of polyimide polymer>
<Synthesis Example 1>
In a 100 ml four-neck flask equipped with a stirrer and a nitrogen inlet tube, 2.74 g (18.0 mmol) of DBA, 3.27 g (13.5 mmol) of 3AMPDA, and 5.14 g (13.5 mmol) of DA-1 were weighed out and diluted with NMP to a solid content concentration of 20%. After stirring at room temperature for 30 minutes, 2.25 g (8.99 mmol) of D2 was added, and the mixture was diluted again with NMP to a solid content concentration of 20%, and heated and stirred at 60 ° C. for 1 hour. The resulting reaction solution was cooled to 17 ° C. or less, and then 1.96 g (8.99 mmol) of PMDA was added, diluted with 20% NMP, and stirred at room temperature for 5 hours. Finally, 5.11 g (26.1 mmol) of D1 was diluted with NMP to a solid content concentration of 20%, and heated and stirred at 40 ° C. for 6 hours. The resulting polymerization solution was cooled to room temperature to obtain a polyamic acid polymerization solution (PAA-1).
<合成例2>
PAA-1(50.0g)にNMP(103.85g)を加え、6.5質量%に希釈した後、イミド化触媒として無水酢酸(6.67g)、ピリジン(2.58g)を加え、70℃で3時間反応させた。この反応溶液をメタノール(570.9g)中に投入し、得られた沈殿物を濾別した。この沈殿物をメタノールで洗浄し、60℃で減圧乾燥し、合成例1のポリイミド粉末(SPI-1)を得た。このポリイミドのイミド化率は72%であり、数平均分子量は11,800、重量平均分子量は41,800であった。
<Synthesis Example 2>
NMP (103.85 g) was added to PAA-1 (50.0 g) and diluted to 6.5% by mass, and then acetic anhydride (6.67 g) and pyridine (2.58 g) were added as imidization catalysts and reacted at 70° C. for 3 hours. This reaction solution was poured into methanol (570.9 g) and the resulting precipitate was filtered off. This precipitate was washed with methanol and dried under reduced pressure at 60° C. to obtain polyimide powder (SPI-1) of Synthesis Example 1. The imidization rate of this polyimide was 72%, the number average molecular weight was 11,800, and the weight average molecular weight was 41,800.
<合成例3>
PAA-1(10.0g)にS-1を1.75g加えた後、50℃で12時間加熱撹拌を行うことにより、ポリアミック酸シリルエステル重合液を得た。(PASE-1)
<Synthesis Example 3>
1.75 g of S-1 was added to PAA-1 (10.0 g), and the mixture was heated and stirred at 50° C. for 12 hours to obtain a polyamic acid silyl ester polymerization liquid. (PASE-1)
<合成例4-7>
合成例3においてS-1の代わりにS-2~S-5を下記表中の量を加えた以外は、全て合成例3と同じ処理により、ポリアミック酸シリルエステル重合液を得た。(PASE-2~PASE5)
<Synthesis Example 4-7>
Polyamic acid silyl ester polymerization solutions were obtained by the same treatment as in Synthesis Example 3, except that S-2 to S-5 were added in the amounts shown in the table below instead of S-1 in Synthesis Example 3. (PASE-2 to PASE-5)
<実施例1>
合成例3で得たポリアミック酸シリルエステル重合液(PASE-1)(6.0g)にNMP(14.0g)とBCS(8.0g)を加え、25℃にて5時間攪拌させた。これにより、実施例1の液晶配向剤[1]を得た。この液晶配向剤に濁りや析出などの異常は見られず、樹脂成分は均一に溶解していることが確認された。
Example 1
NMP (14.0 g) and BCS (8.0 g) were added to the polyamic acid silyl ester polymerization solution (PASE-1) (6.0 g) obtained in Synthesis Example 3, and the mixture was stirred at 25° C. for 5 hours. This resulted in the liquid crystal alignment agent [1] of Example 1. No abnormalities such as turbidity or precipitation were observed in this liquid crystal alignment agent, and it was confirmed that the resin component was uniformly dissolved.
<実施例2-5>
合成例4-7で得たポリアミック酸シリルエステル重合液(PASE-2~PASE-5)(6.0g)にNMP(14.0g)とBCS(8.0g)を加え、25℃にて5時間攪拌させた。これにより、実施例2-5の液晶配向剤[2-5]を得た。この液晶配向剤に濁りや析出などの異常は見られず、樹脂成分は均一に溶解していることが確認された。
<Example 2-5>
NMP (14.0 g) and BCS (8.0 g) were added to the polyamic acid silyl ester polymerization solution (PASE-2 to PASE-5) (6.0 g) obtained in Synthesis Example 4-7, and the mixture was stirred at 25° C. for 5 hours. This resulted in the liquid crystal alignment agent [2-5] of Example 2-5. No abnormalities such as turbidity or precipitation were observed in this liquid crystal alignment agent, and it was confirmed that the resin component was uniformly dissolved.
<比較例1>
合成例1で得たポリアミック酸重合液(PAA-1)(6.0g)にNMP(14.0g)とBCS(8.0g)を加え、25℃にて5時間攪拌させた。これにより、比較例1の液晶配向剤を得た。この液晶配向剤に濁りや析出などの異常は見られず、樹脂成分は均一に溶解していることが確認された。
<Comparative Example 1>
NMP (14.0 g) and BCS (8.0 g) were added to the polyamic acid polymerization solution (PAA-1) (6.0 g) obtained in Synthesis Example 1, and the mixture was stirred at 25° C. for 5 hours. This resulted in the production of a liquid crystal alignment agent of Comparative Example 1. No abnormalities such as turbidity or precipitation were observed in this liquid crystal alignment agent, and it was confirmed that the resin components were uniformly dissolved.
<液晶セルの作製>
上記で得た液晶配向剤を、それぞれ、純水及びIPA(イソプロピルアルコール)で洗浄したITO付き無アルカリガラス基板(縦30mm、横40mm、厚み0.7mm)のITO面にスピンコートし、70℃で90秒間ホットプレートにて焼成した後、230℃の赤外線加熱炉で20分間焼成を行い、膜厚100nmのポリイミド塗布基板を作製した。
<Preparation of Liquid Crystal Cell>
The liquid crystal alignment agent obtained above was spin-coated on the ITO surface of an alkali-free glass substrate (length 30 mm, width 40 mm, thickness 0.7 mm) with ITO that had been washed with pure water and IPA (isopropyl alcohol), and baked on a hot plate at 70° C. for 90 seconds, and then baked in an infrared heating furnace at 230° C. for 20 minutes to prepare a polyimide-coated substrate with a film thickness of 100 nm.
上記方法でポリイミド塗布基板を二枚作製し、一方の基板の液晶配向膜面上に4μmのビーズスペーサーを散布した後、その上から熱硬化性シール剤(協立化学社製 XN-1500T)を印刷した。次いで、もう一方の基板の液晶配向膜が形成された側の面を内側にして、先の基板と貼り合せた後、シール剤を硬化させて空セルを作製した。この空セルにPSA用重合性化合物含有液晶MLC-3023(メルク社製商品名)を減圧注入法によって注入し、液晶セルを作製した。この液晶セルの電圧保持率を測定した。Two polyimide-coated substrates were prepared using the above method, 4 μm bead spacers were sprayed onto the liquid crystal alignment film surface of one of the substrates, and then a thermosetting sealant (XN-1500T manufactured by Kyoritsu Chemical Co., Ltd.) was printed on top of the bead spacers. The other substrate was then attached to the previous substrate with the side on which the liquid crystal alignment film was formed facing inward, and the sealant was cured to prepare an empty cell. PSA polymerizable compound-containing liquid crystal MLC-3023 (product name manufactured by Merck & Co., Ltd.) was injected into this empty cell by the reduced pressure injection method to prepare a liquid crystal cell. The voltage retention rate of this liquid crystal cell was measured.
次に、この液晶セルに15VのDC電圧を印加した状態で、この液晶セルの外側から325nmカットフィルターを通したUVを7J/cm2照射(1次PSA処理とも称する)した。なお、UVの照度は、ORC社製UV-MO3Aを用いて測定した。 Next, with a DC voltage of 15 V applied to the liquid crystal cell, the liquid crystal cell was irradiated with 7 J/ cm2 UV light through a 325 nm cut filter from the outside (also referred to as a primary PSA treatment). The UV illuminance was measured using a UV-MO3A manufactured by ORC Corporation.
その後、液晶セル中に残存している未反応の重合性化合物を失活させる目的で、電圧を印加していない状態で東芝ライテック社製UV-FL照射装置を用いてUV(UVランプ:FLR40SUV32/A-1)を30分間照射(2次PSA処理と称する)した。その後、電圧保持率の測定を行った。 After that, in order to inactivate any unreacted polymerizable compound remaining in the liquid crystal cell, the cell was irradiated with UV (UV lamp: FLR40SUV32/A-1) for 30 minutes with no voltage applied using a UV-FL irradiation device manufactured by Toshiba Lighting & Technology Corporation (referred to as secondary PSA treatment). The voltage retention rate was then measured.
<電圧保持率の評価>
上記で作製した液晶セルを用い、60℃の熱風循環オーブン中で1Vの電圧を60μs間印加した後、16.67msec後と1667msec後の電圧をそれぞれ測定し、電圧がどのくらい保持できているかを電圧保持率として計算した。電圧保持率の測定には、東陽テクニカ社製のVHR-1を使用した。
<Evaluation of Voltage Holding Ratio>
Using the liquid crystal cell prepared above, a voltage of 1 V was applied for 60 μs in a hot air circulating oven at 60° C., and the voltages were measured after 16.67 msec and 1667 msec, respectively, and the extent to which the voltage was maintained was calculated as the voltage retention rate. To measure the voltage retention rate, a VHR-1 manufactured by Toyo Corporation was used.
表中に示すように、シリル化剤によりシリルエステル化させたPASEは比較例に対して良好な電圧保持率を示し、特にTert-Butyl基を有するPASE-1、PASE-2の電圧保持率が良好であった。As shown in the table, PASE silyl esterified with a silylating agent showed a good voltage retention rate compared to the comparative examples, and PASE-1 and PASE-2, which have a tert-butyl group, showed particularly good voltage retention rates.
<溶解性の評価>
上記で得た実施例3-7および比較例1の液晶配向剤1g攪拌している中にそれぞれBCSを滴下し、白濁する重量から、下記式で溶解性を算出した。
評価結果を、下表に示す。
溶解度=(液晶配向剤中のBCS量+滴下BCS量)/(液晶配向剤量+滴下BCS量)
<Evaluation of Solubility>
BCS was dropped into 1 g of the liquid crystal alignment agent of each of Examples 3 to 7 and Comparative Example 1 obtained above while stirring, and the solubility was calculated from the weight of the solution that became cloudy according to the following formula.
The evaluation results are shown in the table below.
Solubility = (amount of BCS in liquid crystal alignment agent + amount of BCS dropped) / (amount of liquid crystal alignment agent + amount of BCS dropped)
本発明の液晶配向剤から得られる液晶配向膜は、ポリアミック酸を用いているにもかかわらず、可溶性ポリイミドと同等以上の信頼性、具体的には、高い電圧保持率特性を有する。そのため、高い表示品位が求められる広範な液晶表示素子における利用が可能である。Although the liquid crystal alignment film obtained from the liquid crystal alignment agent of the present invention uses polyamic acid, it has reliability equal to or higher than that of soluble polyimide, specifically, high voltage holding ratio characteristics. Therefore, it can be used in a wide range of liquid crystal display elements that require high display quality.
Claims (8)
Y1の構造は以下から選ばれる。)
The structure of Y1 is selected from the following:
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