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JP7786366B2 - Polyimide Varnish - Google Patents
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JP7786366B2 - Polyimide Varnish - Google Patents

Polyimide Varnish

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JP7786366B2 JP2022505990A JP2022505990A JP7786366B2 JP 7786366 B2 JP7786366 B2 JP 7786366B2 JP 2022505990 A JP2022505990 A JP 2022505990A JP 2022505990 A JP2022505990 A JP 2022505990A JP 7786366 B2 JP7786366 B2 JP 7786366B2
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Description

本発明は、ジフェニルアミン骨格を有し、且つ、膜の透過率が高いポリイミド膜を得ることができるポリイミドワニスに関する。 The present invention relates to a polyimide varnish that has a diphenylamine skeleton and can produce a polyimide film with high film transmittance.

ポリイミドはその特徴である高い機械的強度、耐熱性、耐溶剤性のために、電気・電子分野における保護材料として広く用いられている。具体的には、液晶ディスプレイ向けの液晶配向膜として用いる場合には、透明電極付きの透明支持基板上に0.05~0.2μmのポリイミド塗膜を形成させ、各種支持基板上に薄いポリイミド塗膜を形成させて用いるのが一般的である。
ポリイミド塗膜を形成させるには、ポリイミド(前駆体)が適当な有機溶媒に溶解したポリイミドワニスをスピンコート、オフセット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、インクジェット印刷などの方法で支持基板上に塗布し、加熱処理を施すことが一般的である。
近年では、液晶配向膜に各種特性を付与する観点から、ジフェニルアミン骨格を有するポリイミドが特許文献1や特許文献2において提案されている。
Polyimides are widely used as protective materials in the electrical and electronic fields due to their high mechanical strength, heat resistance, and solvent resistance. Specifically, when used as a liquid crystal alignment film for liquid crystal displays, a 0.05 to 0.2 μm thick polyimide coating film is generally formed on a transparent support substrate with a transparent electrode, and a thin polyimide coating film is then formed on various support substrates.
To form a polyimide coating film, a polyimide varnish in which a polyimide (precursor) is dissolved in a suitable organic solvent is generally applied to a supporting substrate by a method such as spin coating, offset printing, gravure printing, flexographic printing, or inkjet printing, followed by a heat treatment.
In recent years, from the viewpoint of imparting various properties to liquid crystal alignment films, polyimides having a diphenylamine skeleton have been proposed in Patent Documents 1 and 2.

WO2004/021076号公報WO2004/021076 publication WO2013/008822号公報WO2013/008822 publication

ジフェニルアミン骨格を有するポリイミドは、得られる膜の透過率が低下する傾向にあり、重合反応に用いる原料モノマーに影響されやすいことが明らかとなった。本発明者らが検討したところ、特定の脂環式テトラカルボン酸二無水物を用いて得られるポリイミドは、得られる膜の透過率が著しく低下した。種々原因を調査した結果、ポリイミド(前駆体)が特定の分子配列をとる場合に膜の透過率が低下することが分かった。また、加熱処理時におけるイミド前駆体の構造が着色を誘発する要因の一つであることも明らかとなった。 It has been revealed that polyimides containing a diphenylamine skeleton tend to produce films with reduced transmittance, and that this is easily affected by the raw material monomers used in the polymerization reaction. The inventors' investigations revealed that polyimides produced using specific alicyclic tetracarboxylic dianhydrides produced films with significantly reduced transmittance. After investigating various causes, it was found that film transmittance decreases when the polyimide (precursor) adopts a specific molecular arrangement. It has also been revealed that the structure of the imide precursor during heat treatment is one of the factors that induces discoloration.

本発明の目的は、上記事情に鑑み、ジフェニルアミン骨格を有するポリイミドを使用しても、膜の透過率が高いポリイミド膜を得ることができるポリイミドワニスを提供することにある。 In view of the above circumstances, the object of the present invention is to provide a polyimide varnish that can produce a polyimide film with high film transmittance even when using a polyimide having a diphenylamine skeleton.

本発明者は、上記課題を達成するために鋭意研究を行った結果、特定のブロック共重合体を含有するポリイミドワニスが、上記の目的を達成するために有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive research into achieving the above-mentioned objectives, the inventors discovered that a polyimide varnish containing a specific block copolymer is effective in achieving the above-mentioned objectives, leading to the completion of the present invention.

本発明は、かかる知見に基づくものであり、下記を要旨とするものである。
下記式(1)で表される繰り返し単位を有するブロック(b1)と、下記式(2)で表される繰り返し単位を有するブロック(b2)とを有する、ポリイミド前駆体、及び該ポリイミド前駆体をイミド化したポリイミドからなる群から選ばれる少なくとも1種のブロック共重合体を含有するポリイミドワニス。
(Xは4価の有機基を表す。Xは非環式脂肪族テトラカルボン酸二無水物に由来する4価の有機基又は下記式(X2)で表される4価の有機基を表す。Yはジフェニルアミン骨格を有しない炭素数3~50の2価の有機基を表す。Yは、ジフェニルアミン骨格を有する2価の有機基を表す。2つのR及びRはそれぞれ独立して水素原子、又は炭素数1~4のアルキル基を表し、2つのZ及びZはそれぞれ独立して水素原子、置換基を有してもよい炭素数1~10のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数2~10のアルケニル基、置換基を有してもよい炭素数2~10のアルキニル基、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を表す。)
(R21~R24は、それぞれ独立して、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、塩素原子又はフェニル基を表す。)
The present invention is based on this finding and has the following gist.
A polyimide varnish containing at least one block copolymer selected from the group consisting of a polyimide precursor having a block (b1) having a repeating unit represented by the following formula (1) and a block (b2) having a repeating unit represented by the following formula (2), and a polyimide obtained by imidizing the polyimide precursor:
( X1 represents a tetravalent organic group. X2 represents a tetravalent organic group derived from an acyclic aliphatic tetracarboxylic dianhydride or a tetravalent organic group represented by the following formula (X2). Y1 represents a divalent organic group having 3 to 50 carbon atoms and not having a diphenylamine skeleton. Y2 represents a divalent organic group having a diphenylamine skeleton. Two R1s and R2s each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Two Z1s and Z2s each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms which may have a substituent, an alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms which may have a substituent, a tert-butoxycarbonyl group, or a 9-fluorenylmethoxycarbonyl group.)
(R 21 to R 24 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a chlorine atom, or a phenyl group.)

なお、本明細書において、*は、いずれの場合も、結合手を表す。Bocは、tert-ブトキシカルボニル基を表す。また、本明細書においてハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。 In this specification, * represents a bond in all cases. Boc represents a tert-butoxycarbonyl group. Furthermore, in this specification, halogen atoms include fluorine atoms, chlorine atoms, bromine atoms, and iodine atoms.

本発明のポリイミドワニスによれば、ジフェニルアミン骨格を有するポリイミドを使用しても、膜の透過率が高いポリイミド膜を得ることができる。また、本発明のポリイミドワニスは、膜の透過率が高いポリイミド膜を得ることができると同時に、他の観点(例えば、電圧保持率、残留DC電圧、残像特性、ラビング耐性)においても良好なポリイミド膜特性を可能とするものである。さらに、本発明によれば、上記ポリイミドワニスの製造方法を提供する。
本発明の上記効果が得られるメカニズムは必ずしも明らかではないが、以下に述べることが一因と考えられる。
すなわち、ジフェニルアミン骨格を有するジアミン成分と非環式脂肪族テトラカルボン酸二無水物または特定の脂環式テトラカルボン酸二無水物成分の反応は比較的低い温度で進行するため、反応系中でのジアミン成分の酸化による着色を高温での反応よりも抑制することができる。また、ジフェニルアミン骨格を有するジアミンと非環式脂肪族テトラカルボン酸二無水物または特定の脂環式テトラカルボン酸二無水物を用いて得られるポリイミド前駆体を使用した膜は、加熱処理時に熱イミド化しやすいことから、アミンのドナー性を下げることができ、膜の透過率が高いポリイミド膜を得ることができる。
The polyimide varnish of the present invention can obtain a polyimide film with high film transmittance even when a polyimide having a diphenylamine skeleton is used. Furthermore, the polyimide varnish of the present invention can obtain a polyimide film with high film transmittance, while also enabling good polyimide film properties in other respects (e.g., voltage holding ratio, residual DC voltage, afterimage characteristics, rubbing resistance). Furthermore, the present invention provides a method for producing the polyimide varnish.
The mechanism by which the above-described effects of the present invention are obtained is not entirely clear, but the following is thought to be one of the reasons.
That is, the reaction of a diamine component having a diphenylamine skeleton with an acyclic aliphatic tetracarboxylic dianhydride or a specific alicyclic tetracarboxylic dianhydride component proceeds at a relatively low temperature, and therefore coloration due to oxidation of the diamine component in the reaction system can be suppressed compared to a reaction at a high temperature. Furthermore, a film using a polyimide precursor obtained by using a diamine having a diphenylamine skeleton with an acyclic aliphatic tetracarboxylic dianhydride or a specific alicyclic tetracarboxylic dianhydride is easily thermally imidized during heat treatment, and therefore the donor property of the amine can be reduced, and a polyimide film with high film transmittance can be obtained.

実施例1の液晶配向剤(A-1)及び比較例1の液晶配向剤(B-1)を用いて得られた透過率を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the transmittance obtained by using the liquid crystal aligning agent (A-1) of Example 1 and the liquid crystal aligning agent (B-1) of Comparative Example 1.

<ブロック共重合体>
本発明のポリイミドワニスは、下記式(1)で表される繰り返し単位を有するブロック(b1)と、下記式(2)で表される繰り返し単位を有するブロック(b2)とを有する、ポリイミド前駆体、及び該ポリイミド前駆体をイミド化したポリイミドからなる群から選ばれる少なくとも1種のブロック共重合体を含有する。即ち、本発明のポリイミドワニスは、上記ブロック(b1)とブロック(b2)とを有し、且つ、イミド環構造を有しないポリイミド前駆体、及び該ポリイミド前駆体をイミド化したポリイミドであって、上記式(1)のイミド化した繰り返し単位、上記式(2)のイミド化した繰り返し単位、又はその他のイミド化した繰り返し単位のいずれかの繰り返し単位を有するポリイミドからなる群から選ばれる少なくとも1種のブロック共重合体を含有する。
(Xは4価の有機基を表す。Xは非環式脂肪族テトラカルボン酸二無水物に由来する4価の有機基又は下記式(X2)で表される4価の有機基を表す。Yはジフェニルアミン骨格を有しない炭素数3~50の2価の有機基を表す。Yは、ジフェニルアミン骨格を有する2価の有機基を表す。2つのR及びRはそれぞれ独立して水素原子、又は炭素数1~4のアルキル基を表し、2つのZ及びZはそれぞれ独立して水素原子、置換基を有してもよい炭素数1~10のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数2~10のアルケニル基、置換基を有してもよい炭素数2~10のアルキニル基、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を表す。)
(R21~R24は、それぞれ独立して、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、塩素原子又はベンゼン環を表す。)
<Block copolymer>
The polyimide varnish of the present invention contains at least one block copolymer selected from the group consisting of a polyimide precursor having a block (b1) having a repeating unit represented by the following formula (1) and a block (b2) having a repeating unit represented by the following formula (2), and a polyimide obtained by imidizing the polyimide precursor: That is, the polyimide varnish of the present invention contains at least one block copolymer selected from the group consisting of a polyimide precursor having the above block (b1) and block (b2) but no imide ring structure, and a polyimide obtained by imidizing the polyimide precursor, the polyimide precursor having the imidized repeating unit represented by the above formula (1), the imidized repeating unit represented by the above formula (2), or another imidized repeating unit.
( X1 represents a tetravalent organic group. X2 represents a tetravalent organic group derived from an acyclic aliphatic tetracarboxylic dianhydride or a tetravalent organic group represented by the following formula (X2). Y1 represents a divalent organic group having 3 to 50 carbon atoms and not having a diphenylamine skeleton. Y2 represents a divalent organic group having a diphenylamine skeleton. Two R1s and R2s each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Two Z1s and Z2s each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms which may have a substituent, an alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms which may have a substituent, a tert-butoxycarbonyl group, or a 9-fluorenylmethoxycarbonyl group.)
(R 21 to R 24 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a chlorine atom, or a benzene ring.)

式(1)において、Xは、好ましくは、テトラカルボン酸二無水物に由来する4価の有機基を表し、より好ましくは、下記式(X1-1)~(X1-12)で表される構造からなる群から選ばれる少なくとも1種を表す。
In formula (1), X1 preferably represents a tetravalent organic group derived from a tetracarboxylic dianhydride, and more preferably represents at least one selected from the group consisting of structures represented by the following formulae (X1-1) to (X1-12):

式(1)において、Yは、好ましくは、下記式(S1)~(S3)で表される構造を有する炭素数3~50の2価の有機基、又は前記式(S1)~(S3)で表される構造を有さない炭素数3~50の2価の有機基を表す。なお、前記式(S1)~(S3)で表される構造を有する炭素数3~50の2価の有機基および前記式(S1)~(S3)で表される構造を有さない炭素数3~50の2価の有機基は、上記の通り、ジフェニルアミン骨格を有しない。前記式(S1)~(S3)で表される構造を有さない炭素数3~50の2価の有機基の具体例として、下記式(2a-1)~(2a-14)などの分子内に窒素含有複素環を有する2価の有機基、下記式(2b-1)~(2b-5)などのラジカル開始機能を有する2価の有機基、下記式(2c-1)~(2c-2)などのカルボキシ基を有する2価の有機基、下記式(2d-1)~(2d-7)などの基「-N(D)-」(Dはtert-ブトキシカルボニル基を表す。)を有する基、下記式(2e-1)~(2e-11)などの光配向性を有する基、(2f-1)~(2f-3)などの酸素含有複素環を有する2価の有機基、或いは下記式(2-1)~(2-35)などの炭素数3以上の側鎖基を有しない芳香族ジアミンに由来する2価の有機基が挙げられる。
(X及びXは、それぞれ独立して、単結合、-(CH-(aは1~15の整数である。)、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH)-、-NH-、-O-、-COO-、-OCO-又は-((CHa1-Am1-を表す。このうち、a1はそれぞれ独立して1~15の整数であり、Aは、それぞれ独立して、酸素原子又は-COO-を表し、mは1~2である。G及びGは、それぞれ独立して、炭素数6~12の2価の芳香族基及び炭素数3~8の2価の脂環式基から選ばれる2価の環状基を表す。前記環状基上の任意の水素原子は、置換されていてもよい。m及びnはそれぞれ独立して0~3の整数であって、m+nは1~4である。Rは炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のアルコキシ基又は炭素数2~20のアルコキシアルキル基を表し、Rを形成する任意の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい。m、nおよびm1が2以上の場合、複数存在するX、X、G、G、a1、m1およびAは、それぞれ独立して上記定義を有する。前記環状基上の任意の水素原子と置換されてもよい置換基としては、例えば、ハロゲン原子、ハロゲン原子含有アルキル基、ハロゲン原子含有アルコキシ基、炭素数1~10のアルキル基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数2~10のアルケニル基、並びに上記ハロゲン原子含有アルキル基、ハロゲン原子含有アルコキシ基、アルキル基、アルコキシ基、及びアルケニル基が有する任意の炭素-炭素結合が酸素原子で中断されているヘテロ原子含有基からなる群から選ばれる置換基が挙げられる。)
(Xは、単結合、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH)-、-NH-、-O-、-CHO-、-COO-又は-OCO-を表す。Rは炭素数1~20のアルキル基又は炭素数2~20のアルコキシアルキル基を表し、Rを形成する任意の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい。)
(Xは-CONH-、-NHCO-、-O-、-CHO-、-COO-又は-OCO-を表す。Rはステロイド骨格を有する構造を表す。)
In formula (1), Y1 preferably represents a divalent organic group having 3 to 50 carbon atoms and having a structure represented by any of the following formulae (S1) to (S3), or a divalent organic group having 3 to 50 carbon atoms and not having a structure represented by any of the formulae (S1) to (S3). Note that, as described above, the divalent organic group having 3 to 50 carbon atoms and having a structure represented by any of the formulae (S1) to (S3) and the divalent organic group having 3 to 50 carbon atoms and not having a structure represented by any of the formulae (S1) to (S3) do not have a diphenylamine skeleton. Specific examples of divalent organic groups having 3 to 50 carbon atoms and not having the structure represented by the formulas (S1) to (S3) include divalent organic groups having a nitrogen-containing heterocycle in the molecule, such as the following formulas (2a-1) to (2a-14), divalent organic groups having radical initiation function, such as the following formulas (2b-1) to (2b-5), divalent organic groups having a carboxy group, such as the following formulas (2c-1) to (2c-2), groups having a group "-N (D) -" (D represents a tert- butoxycarbonyl group), such as the following formulas (2d-1) to (2d-7), groups having photoalignment properties, such as the following formulas (2e-1) to (2e-11), divalent organic groups having an oxygen-containing heterocycle, such as (2f-1) to (2f-3), or divalent organic groups derived from aromatic diamines having no side chain groups having 3 or more carbon atoms, such as the following formulas (2-1) to (2-35).
( X1 and X2 each independently represent a single bond, -( CH2 ) a- (a is an integer of 1 to 15), -CONH-, -NHCO-, -CON( CH3 )-, -NH-, -O-, -COO-, -OCO-, or -(( CH2 ) a1 - A1 ) m1- . In these, a1's each independently represent an integer of 1 to 15, A1 's each independently represent an oxygen atom or -COO-, and m1 is 1 or 2. G1 and G2 each independently represent a divalent cyclic group selected from divalent aromatic groups having 6 to 12 carbon atoms and divalent alicyclic groups having 3 to 8 carbon atoms. Any hydrogen atom on the cyclic group may be substituted. m and n each independently represent an integer of 0 to 3, and m+n is 1 to 4. R 1 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or an alkoxyalkyl group having 2 to 20 carbon atoms, and any hydrogen atom forming R 1 may be substituted with a fluorine atom. When m, n, and m1 are 2 or more, the multiple occurrences of X 1 , X 2 , G 1 , G 2 , a1, m1, and A 1 each independently have the definitions above. Examples of the substituent that may be substituted with any hydrogen atom on the cyclic group include a halogen atom, a halogen-atom-containing alkyl group, a halogen-atom-containing alkoxy group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, and a heteroatom-containing group in which any carbon-carbon bond in the halogen-atom-containing alkyl group, halogen-atom-containing alkoxy group, alkyl group, alkoxy group, and alkenyl group is interrupted with an oxygen atom.
( X3 represents a single bond, -CONH-, -NHCO-, -CON( CH3 )-, -NH-, -O-, -CH2O- , -COO- or -OCO-. R2 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an alkoxyalkyl group having 2 to 20 carbon atoms, and any hydrogen atom forming R2 may be substituted with a fluorine atom.)
( X4 represents —CONH—, —NHCO—, —O—, —CH 2 O—, —COO— or —OCO—. R3 represents a structure having a steroid skeleton.)

式(1)において、Yの少なくとも一つは、得られるポリイミド膜の透過率を高める観点において、前記式(S1)~(S3)で表される構造を有する2価の有機基、分子内に窒素含有複素環を有する2価の有機基、又は前記式(2-1)~(2-35)で表される2価の有機基が好ましい。上記式(S1)~(S3)で表される構造を有する2価の有機基の具体例としては、下記式(Ys-1)~(Ys-13)で表されるジアミンから2つのアミノ基を除いた基が挙げられる。 In formula (1), from the viewpoint of increasing the transmittance of the resulting polyimide film, at least one of Y1 is preferably a divalent organic group having a structure represented by any of formulas (S1) to (S3), a divalent organic group having a nitrogen-containing heterocycle in the molecule, or a divalent organic group represented by any of formulas (2-1) to (2-35). Specific examples of the divalent organic group having a structure represented by any of formulas (S1) to (S3) above include groups obtained by removing two amino groups from diamines represented by formulas (Ys-1) to (Ys-13) below.

(但し、式中、Xv1~Xv4、Xp1~Xp8は、それぞれ独立に、-(CH-(aは1~15の整数である)、-CONH-、-NHCO-、-CO-N(CH)-、-NH-、-O-、-CHO-、-CH-OCO-、-COO-、又は-OCO-を表し、Xv5は-O-、-CHO-、-CH-OCO-、-COO-、又は-OCO-を表し、XV6~XV7、Xs1~Xs4は、それぞれ独立に、-O-、-CHO-、-COO-又は-OCO-を表す。X~Xは、単結合、-O-、-NH-、又は-O-(CH-O-を表し、Rv1~Rv4、R1a~R1hはそれぞれ独立に、-C2n+1(nは1~20の整数)、又は-O-C2n+1(nは2~20の整数)を表す。mは1~8の整数を表す。) (In the formula, X v1 to X v4 and X p1 to X p8 each independently represent —(CH 2 ) a — (a is an integer of 1 to 15), —CONH—, —NHCO—, —CO—N(CH 3 )—, —NH—, —O—, —CH 2 O—, —CH 2 —OCO—, —COO—, or —OCO—; X v5 represents —O—, —CH 2 O—, —CH 2 —OCO—, —COO—, or —OCO—; X v6 to X v7 and X s1 to X s4 each independently represent —O—, —CH 2 O—, —COO—, or —OCO—; and X a to X f each independently represent a single bond, —O—, —NH—, or —O—(CH 2 ) m represents —O—, and R v1 to R v4 and R 1a to R 1h each independently represent —C n H 2n+1 (n is an integer of 1 to 20) or —O—C n H 2n+1 (n is an integer of 2 to 20). m represents an integer of 1 to 8.

式(1)において、2つのRは、好ましくは、それぞれ独立して水素原子又は炭素数1~3のアルキル基を表す。2つのZは、好ましくは、それぞれ独立して水素原子又はメチル基を表す。 In formula (1), preferably, two R 1 's each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. Preferably, two Z 1 's each independently represent a hydrogen atom or a methyl group.

式(1)において、X、Y、R、Zは、それぞれ1種類であってもよく、2種類以上であってもよい。
式(1)で表される繰り返し単位を有するブロック(b1)は、式(1)で表される繰り返し単位以外の任意の繰り返し単位を有してもよい。
式(1)で表される繰り返し単位の含有量は、ブロック(b1)及びブロック(b2)が有する繰り返し単位の合計に対して、5~90モル%であることが好ましく、より好ましくは10~80モル%であり、特に好ましくは20~70モル%である。
In formula (1), each of X 1 , Y 1 , R 1 and Z 1 may be one type or two or more types.
The block (b1) having the repeating unit represented by formula (1) may have any repeating unit other than the repeating unit represented by formula (1).
The content of the repeating unit represented by formula (1) is preferably 5 to 90 mol %, more preferably 10 to 80 mol %, and particularly preferably 20 to 70 mol %, based on the total repeating units contained in block (b1) and block (b2).

式(2)において、Xの「非環式脂肪族テトラカルボン酸二無水物」とは、鎖状炭化水素構造に結合する4つのカルボキシ基が分子内脱水することにより得られる酸二無水物である。但し、鎖状炭化水素構造のみで構成されている必要はなく、その一部に脂環式構造や芳香環構造を有していてもよい。
「非環式脂肪族テトラカルボン酸二無水物」の具体例としては、以下の化合物(T2a)が挙げられる。
(X2aは、下記式(X2a-1)~(X2a-5)で表される構造からなる群から選ばれる少なくとも1種を表す。)
In formula (2), the "acyclic aliphatic tetracarboxylic acid dianhydride" of X2 is an acid dianhydride obtained by intramolecular dehydration of four carboxy groups bonded to a chain hydrocarbon structure. However, it does not have to be composed only of a chain hydrocarbon structure, and may partially contain an alicyclic structure or an aromatic ring structure.
Specific examples of the "acyclic aliphatic tetracarboxylic acid dianhydride" include the following compound (T 2a ).
(X 2a represents at least one selected from the group consisting of structures represented by the following formulas (X 2a -1) to (X 2a -5).)

式(2)において、Xは、好ましくは、下記式(X2-1)~(X2-4)で表される構造からなる群から選ばれる少なくとも1種を表す。
In formula (2), X2 preferably represents at least one selected from the group consisting of structures represented by the following formulae (X2-1) to (X2-4).

式(2)において、Yは、好ましくは、下記式(d2)で表される構造を表す。
(Aは単結合、-NR-(Rは水素原子又は1価の有機基を表す。)、-O-、-C(=O)-、-C(=O)NR-(Rは水素原子又は1価の有機基を表す。)、-C(=O)O-、又は2価の有機基を表す。R、Rは、それぞれ独立して水素原子又は1価の有機基を表す。nが2の場合、複数存在するAおよびRは、それぞれ独立して上記定義を有する。)
In formula (2), Y2 preferably represents a structure represented by the following formula (d2).
(A 1 represents a single bond, —NR— (R represents a hydrogen atom or a monovalent organic group), —O—, —C(═O)—, —C(═O)NR— (R represents a hydrogen atom or a monovalent organic group), —C(═O)O—, or a divalent organic group. R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group. When n is 2, multiple A 1s and R 2s each independently have the above definition.)

における2価の有機基としては、-CH-、-C(CH-、炭素数2~20のアルキレン基、又は該アルキレン基が有するメチレン基の一部を-NR-(Rは水素原子又は1価の有機基を表す。)、-O-、-C(=O)-、-C(=O)NR-(Rは水素原子又は1価の有機基を表す。)又は-C(=O)O-で置き換えた2価の有機基が挙げられる。 Examples of the divalent organic group for A1 include -CH2- , -C( CH3 ) 2- , an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms, and a divalent organic group in which some of the methylene groups in the alkylene group have been replaced with -NR- (R represents a hydrogen atom or a monovalent organic group), -O-, -C(=O)-, -C(=O)NR- (R represents a hydrogen atom or a monovalent organic group), or -C(=O)O-.

式(d2)における1価の有機基としては、メチル基、エチル基などの炭素数1~10のアルキル基、トリフルオロアルキル基などのハロゲン原子を有する炭素数1~10のアルキル基、炭素数1~10のアルコキシアルキル基、熱脱離性基を含む基、又は前記アルキル基が有するメチレン基の一部を-O-、-C(=O)-、又は-C(=O)NR-(Rは水素原子、又はメチル基を表す。)で置き換えた基(但し、上記熱脱離性基を含む基を除く。)が挙げられる。熱脱離性基を含む基としては、tert-ブトキシカルボニル基(Boc基)、ベンジルオキシカルボニル基、9-フルオレニルメチルオキシカルボニル基、又はアリルオキシカルボニル基などのカルバメート系保護基、又は前記アルキル基が有する水素原子の一部が基「*-O-E」(Eは水素原子又はカルバメート系保護基を表す。)で置換された基が挙げられる。Examples of the monovalent organic group in formula (d2) include alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms, such as methyl and ethyl groups; alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms and containing a halogen atom, such as trifluoroalkyl groups; alkoxyalkyl groups having 1 to 10 carbon atoms; groups containing a thermally eliminable group; and groups in which some of the methylene groups in the alkyl group have been replaced with -O-, -C(=O)-, or -C(=O)NR- (where R represents a hydrogen atom or a methyl group) (excluding the above-mentioned groups containing a thermally eliminable group). Examples of groups containing a thermally eliminable group include carbamate protecting groups such as tert-butoxycarbonyl (Boc), benzyloxycarbonyl, 9-fluorenylmethyloxycarbonyl, and allyloxycarbonyl; and groups in which some of the hydrogen atoms in the alkyl group have been replaced with the group "*-O-E" (where E represents a hydrogen atom or a carbamate protecting group).

はより好ましい構造として、下記式(d2-1)~(d2-13)が挙げられる。
More preferred structures for Y2 include the following formulae (d2-1) to (d2-13).

式(2)において、2つのRは、好ましくは、それぞれ独立して水素原子又は炭素数1~3のアルキル基を表す。2つのZは、好ましくは、それぞれ独立して水素原子又はメチル基を表す。 In formula (2), preferably, two R2s each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. Preferably, two Z2s each independently represent a hydrogen atom or a methyl group.

式(2)において、X、Y、R、Zは、それぞれ1種類であってもよく、2種類以上であってもよい。
式(2)で表される繰り返し単位を有するブロック(b2)は、式(2)で表される繰り返し単位以外の任意の繰り返し単位を有してもよい。
式(2)で表される繰り返し単位の含有量は、ブロック(b1)及びブロック(b2)が有する繰り返し単位の合計に対して、5~90モル%であることが好ましく、より好ましくは10~80モル%であり、特に好ましくは20~70モル%である。
In formula (2), X 2 , Y 2 , R 2 and Z 2 may each be one type or two or more types.
The block (b2) having the repeating unit represented by formula (2) may have any repeating unit other than the repeating unit represented by formula (2).
The content of the repeating unit represented by formula (2) is preferably 5 to 90 mol %, more preferably 10 to 80 mol %, and particularly preferably 20 to 70 mol %, based on the total repeating units contained in block (b1) and block (b2).

本発明のブロック共重合体1分子あたりの、式(1)で表される繰り返し単位の合計モル数と式(2)で表される繰り返し単位の合計モル数の比は、好ましくは9:1~1:9であり、より好ましくは8:2~2:8であり、特に好ましくは7:3~3:7である。
繰返し単位の合計モル数の比がこの範囲内であると、膜の高い透過率が得られる点において、優れたものになる。
本発明のブロック共重合体は、式(1)で表される繰り返し単位を有するブロック(b1)と、式(2)で表される繰り返し単位を有するブロック(b2)以外の、任意の繰り返し単位を有してもよい。
The ratio of the total number of moles of repeating units represented by formula (1) to the total number of moles of repeating units represented by formula (2) per molecule of the block copolymer of the present invention is preferably 9:1 to 1:9, more preferably 8:2 to 2:8, and particularly preferably 7:3 to 3:7.
When the ratio of the total number of moles of repeating units is within this range, the film is excellent in terms of achieving high transmittance.
The block copolymer of the present invention may have any repeating unit other than the block (b1) having the repeating unit represented by formula (1) and the block (b2) having the repeating unit represented by formula (2).

<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は、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル等が挙げられる。
<Production of Polyimide Precursor (Polyamic Acid)>
The polyimide precursor used in the present invention includes polyamic acid, polyamic acid ester, and the like.

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、例えば、以下の工程(I)~(II)を有する製造方法によって製造することができる。下記式(1-T)で表されるテトラカルボン酸二無水物又はその誘導体を含むテトラカルボン酸成分と下記式(1-D)で表されるジアミンを含むジアミン成分とを反応させて、ブロック(b1)を得る工程(I)と、
ブロック(b1)に、下記式(2-T)で表されるテトラカルボン酸二無水物又はその誘導体を含むテトラカルボン酸成分と下記式(2-D)で表されるジアミンを含むジアミン成分とを加えて、反応させて、ブロック(b1)とブロック(b2)とを含むポリイミド前駆体を得る工程(II)。
(X、X、Y、Yは、式(1)及び(2)で定義されたものと同じである。)
The polyamic acid, which is a polyimide precursor used in the present invention, can be produced, for example, by a production method including the following steps (I) and (II): step (I) of reacting a tetracarboxylic acid component containing a tetracarboxylic acid dianhydride represented by the following formula (1-T) or a derivative thereof with a diamine component containing a diamine represented by the following formula (1-D) to obtain a block (b1);
Step (II) of adding a tetracarboxylic acid component containing a tetracarboxylic dianhydride represented by the following formula (2-T) or a derivative thereof and a diamine component containing a diamine represented by the following formula (2-D) to the block (b1) and reacting them to obtain a polyimide precursor containing the block (b1) and the block (b2).
(X 1 , X 2 , Y 1 , and Y 2 are the same as defined in formulas (1) and (2).)

なお、上記において、テトラカルボン酸二無水物の誘導体としては、テトラカルボン酸、テトラカルボン酸ジハライド、テトラカルボン酸ジエステルジクロリド、テトラカルボン酸ジエステル等が挙げられる。 In the above, examples of derivatives of tetracarboxylic dianhydrides include tetracarboxylic acids, tetracarboxylic dihalides, tetracarboxylic diester dichlorides, tetracarboxylic diesters, etc.

前記工程(II)における反応温度は、好ましくは、前記工程(I)における反応温度よりも低い温度であり、より好ましくは、前記工程(I)における反応温度よりも少なくとも10℃低い温度であり、特に好ましくは、前記工程(I)における反応温度よりも少なくとも20℃低い温度である。上記範囲で反応させて得られたブロック共重合体を含有するポリイミドワニスは、加熱に高温を要さないことから反応時の酸化を抑制することができるという理由から、膜の透過率が高いポリイミド膜を得ることができる。
好ましくは、前記工程(I)における反応温度は、0~150℃であり、前記工程(II)における反応温度は、-20~130℃である。より好ましくは、前記工程(I)における反応温度は、5~100℃であり、前記工程(II)における反応温度は、-5~80℃である。
The reaction temperature in step (II) is preferably lower than the reaction temperature in step (I), more preferably at least 10° C. lower than the reaction temperature in step (I), and particularly preferably at least 20° C. lower than the reaction temperature in step (I). A polyimide varnish containing a block copolymer obtained by reaction within the above range can produce a polyimide film with high film transmittance because high temperatures are not required for heating and oxidation during the reaction can be suppressed.
Preferably, the reaction temperature in the step (I) is 0 to 150° C., and the reaction temperature in the step (II) is −20 to 130° C. More preferably, the reaction temperature in the step (I) is 5 to 100° C., and the reaction temperature in the step (II) is −5 to 80° C.

工程(I)におけるテトラカルボン酸成分は、前記式(1-T)で表されるテトラカルボン酸二無水物又はその誘導体以外の、任意のテトラカルボン酸二無水物又はその誘導体を含んでもよいが、好ましくは、前記式(1-T)で表されるテトラカルボン酸二無水物又はその誘導体からなる。
工程(I)におけるジアミン成分は、前記式(1-D)で表されるジアミン以外の、任意のジアミンを含んでもよいが、好ましくは、前記式(1-D)で表されるジアミンからなる。
工程(II)におけるテトラカルボン酸成分は、前記式(2-T)で表されるテトラカルボン酸二無水物又はその誘導体以外の、任意のテトラカルボン酸二無水物又はその誘導体を含んでもよいが、好ましくは、前記式(2-T)で表されるテトラカルボン酸二無水物又はその誘導体からなる。
工程(II)におけるジアミン成分は、前記式(2-D)で表されるジアミン以外の、任意のジアミンを含んでもよいが、好ましくは、前記式(2-D)で表されるジアミンからなる。
The tetracarboxylic acid component in step (I) may contain any tetracarboxylic acid dianhydride or derivative thereof other than the tetracarboxylic acid dianhydride represented by formula (1-T) or a derivative thereof, but preferably consists of the tetracarboxylic acid dianhydride represented by formula (1-T) or a derivative thereof.
The diamine component in step (I) may contain any diamine other than the diamine represented by formula (1-D) above, but preferably consists of the diamine represented by formula (1-D) above.
The tetracarboxylic acid component in step (II) may contain any tetracarboxylic acid dianhydride or derivative thereof other than the tetracarboxylic acid dianhydride represented by the formula (2-T) or a derivative thereof, but preferably consists of the tetracarboxylic acid dianhydride represented by the formula (2-T) or a derivative thereof.
The diamine component in step (II) may contain any diamine other than the diamine represented by formula (2-D) above, but preferably consists of the diamine represented by formula (2-D) above.

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、例えば、以下の工程(III)~(V)を有する製造方法によっても製造することができる。
下記式(1-T)で表されるテトラカルボン酸二無水物又はその誘導体を含むテトラカルボン酸成分と下記式(1-D)で表されるジアミンを含むジアミン成分とを反応させて、ブロック(b1)を得る工程(III)と、
下記式(2-T)で表されるテトラカルボン酸二無水物又はその誘導体を含むテトラカルボン酸成分と下記式(2-D)で表されるジアミンを含むジアミン成分とを反応させて、ブロック(b2)を得る工程(IV)と、
前記工程(III)で得られたブロック(b1)と前記工程(IV)で得られたブロック(b2)とをカップリングさせて、ブロック(b1)とブロック(b2)とを含むポリイミド前駆体を得る工程(V)。
(X、X、Y、Yは、式(1)及び(2)で定義されたものと同じである。)
The polyamic acid, which is a polyimide precursor used in the present invention, can also be produced, for example, by a production method including the following steps (III) to (V).
a step (III) of reacting a tetracarboxylic acid component containing a tetracarboxylic dianhydride represented by the following formula (1-T) or a derivative thereof with a diamine component containing a diamine represented by the following formula (1-D) to obtain a block (b1);
a step (IV) of reacting a tetracarboxylic acid component containing a tetracarboxylic acid dianhydride represented by the following formula (2-T) or a derivative thereof with a diamine component containing a diamine represented by the following formula (2-D) to obtain a block (b2);
Step (V) of coupling the block (b1) obtained in step (III) with the block (b2) obtained in step (IV) to obtain a polyimide precursor containing the block (b1) and the block (b2).
(X 1 , X 2 , Y 1 , and Y 2 are the same as defined in formulas (1) and (2).)

前記工程(IV)における反応温度は、好ましくは、前記工程(III)における反応温度よりも低い温度であり、より好ましくは、前記工程(III)における反応温度よりも少なくとも10℃低い温度であり、特に好ましくは、前記工程(III)における反応温度よりも少なくとも20℃低い温度である。上記範囲で反応させて得られたブロック共重合体を含有するポリイミドワニスは、加熱に高温を要さないことから反応時の酸化を抑制することができるという理由から、膜の透過率が高いポリイミド膜を得ることができる。
好ましくは、前記工程(III)における反応温度は、0~150℃であり、前記工程(IV)における反応温度は、-20~130℃である。より好ましくは、前記工程(III)における反応温度は、5~100℃であり、前記工程(IV)における反応温度は、-5~80℃である。
The reaction temperature in step (IV) is preferably lower than the reaction temperature in step (III), more preferably at least 10° C. lower than the reaction temperature in step (III), and particularly preferably at least 20° C. lower than the reaction temperature in step (III). A polyimide varnish containing a block copolymer obtained by reaction within the above range can produce a polyimide film with high film transmittance because high temperatures are not required for heating and oxidation during the reaction can be suppressed.
Preferably, the reaction temperature in the step (III) is 0 to 150° C., and the reaction temperature in the step (IV) is −20 to 130° C. More preferably, the reaction temperature in the step (III) is 5 to 100° C., and the reaction temperature in the step (IV) is −5 to 80° C.

工程(III)におけるテトラカルボン酸成分は、前記式(1-T)で表されるテトラカルボン酸二無水物又はその誘導体以外の、任意のテトラカルボン酸二無水物又はその誘導体を含んでもよいが、好ましくは、前記式(1-T)で表されるテトラカルボン酸二無水物又はその誘導体からなる。
工程(III)におけるジアミン成分は、前記式(1-D)で表されるジアミン以外の、任意のジアミンを含んでもよいが、好ましくは、前記式(1-D)で表されるジアミンからなる。
工程(IV)におけるテトラカルボン酸成分は、前記式(2-T)で表されるテトラカルボン酸二無水物又はその誘導体以外の、任意のテトラカルボン酸二無水物又はその誘導体を含んでもよいが、好ましくは、前記式(2-T)で表されるテトラカルボン酸二無水物又はその誘導体からなる。
工程(IV)におけるジアミン成分は、前記式(2-D)で表されるジアミン以外の、任意のジアミンを含んでもよいが、好ましくは、前記式(2-D)で表されるジアミンからなる。
The tetracarboxylic acid component in step (III) may contain any tetracarboxylic acid dianhydride or derivative thereof other than the tetracarboxylic acid dianhydride represented by formula (1-T) or a derivative thereof, but preferably consists of the tetracarboxylic acid dianhydride represented by formula (1-T) or a derivative thereof.
The diamine component in step (III) may contain any diamine other than the diamine represented by formula (1-D) above, but preferably consists of the diamine represented by formula (1-D) above.
The tetracarboxylic acid component in the step (IV) may contain any tetracarboxylic acid dianhydride or derivative thereof other than the tetracarboxylic acid dianhydride represented by the formula (2-T) or a derivative thereof, but preferably consists of the tetracarboxylic acid dianhydride represented by the formula (2-T) or a derivative thereof.
The diamine component in step (IV) may contain any diamine other than the diamine represented by formula (2-D) above, but preferably consists of the diamine represented by formula (2-D) above.

前記工程(V)においてブロック(b1)とブロック(b2)とをカップリングさせる方法は、特に限定されないが、例えば、(1)前記ブロック(b1)及び(b2)の末端が酸無水基又はその誘導体である場合、ジアミンを加えてさらに反応する方法、(2)前記ブロック(b1)及び(b2)の末端がアミン末端である場合、テトラカルボン酸二無水物又はその誘導体を加えてさらに反応する方法、および(3)前記ブロック(b1)と(b2)が、酸無水基又はその誘導体のいずれかの末端とアミン末端の両方を有する場合、ブロック(b1)とブロック(b2)とを反応させる方法が挙げられる。The method for coupling block (b1) and block (b2) in step (V) is not particularly limited, but examples include: (1) a method in which, when the termini of blocks (b1) and (b2) are acid anhydride groups or derivatives thereof, a diamine is added and further reacted; (2) a method in which, when the termini of blocks (b1) and (b2) are amine terminals, a tetracarboxylic acid dianhydride or a derivative thereof is added and further reacted; and (3) a method in which, when blocks (b1) and (b2) have both an acid anhydride group or a derivative thereof and an amine terminal, block (b1) and block (b2) are reacted.

ジアミン成分とテトラカルボン酸成分との反応は、通常、有機溶媒中で行う。その際に用いる有機溶媒としては、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、反応に用いる有機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-ピロリドン又は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-2-イミダゾリジノンが挙げられる。
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]で示される有機溶媒を用いることができる。
式[D-1]中、Dは炭素数1~3のアルキル基を示し、式[D-2]中、Dは炭素数1~3のアルキル基を示し、式[D-3]中、Dは炭素数1~4のアルキル基を示す。
これらの有機溶媒は単独で使用しても、混合して使用してもよい。更に、ポリイミド前駆体を溶解し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。
The reaction between the diamine component and the tetracarboxylic acid component is usually carried out in an organic solvent. The organic solvent used in this reaction is not particularly limited as long as it dissolves the produced polyimide precursor. Specific examples of organic solvents used in the reaction include, but are not limited to, N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, and 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone.
When the polyimide precursor has high solubility, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, or an organic solvent represented by the following formulas [D-1] to [D-3] can be used.
In formula [D-1], D1 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, in formula [D-2], D2 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and in formula [D-3], D3 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
These organic solvents may be used alone or in combination. Furthermore, even if a solvent does not dissolve the polyimide precursor, it may be mixed with the above-mentioned solvent to the extent that the resulting polyimide precursor does not precipitate.

反応系中におけるポリアミック酸の濃度は、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。The concentration of polyamic acid in the reaction system is preferably 1 to 30% by mass, more preferably 5 to 20% by mass, as this makes it less likely for polymer precipitation to occur and makes it easier to obtain a high molecular weight product.

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貧溶媒に注入することで、ポリマーを析出させて回収できる。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 pouring the reaction solution into a poor solvent while stirring thoroughly, thereby precipitating the polymer. Alternatively, purified polyamic acid powder can be obtained by repeating the precipitation process several times, washing with a poor solvent, and then drying at room temperature or by heating. The poor solvent is not particularly limited, but examples include water, methanol, ethanol, hexane, butyl cellosolve, acetone, and toluene.

<ポリイミド前駆体(ポリアミック酸エステル)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エステルは、例えば、(1)エステル化剤を用いたポリアミック酸のエステル化反応、(2)テトラカルボン酸ジエステルジクロリドとジアミンとの反応、又は(3)テトラカルボン酸ジエステルとジアミンとの重縮合反応で製造することができる。上記(2)又は(3)の製法は、上記で述べられたポリアミック酸の製造に準じて行うことができる。
<Production of Polyimide Precursor (Polyamic Acid Ester)>
The polyamic acid ester, which is the polyimide precursor used in the present invention, can be produced, for example, by (1) an esterification reaction of a polyamic acid using an esterifying agent, (2) a reaction of a tetracarboxylic acid diester dichloride with a diamine, or (3) a polycondensation reaction of a tetracarboxylic acid diester with a diamine. The production methods (2) and (3) can be carried out in accordance with the production of polyamic acid described above.

上記3つの製造方法の中でも、高分子量のポリアミック酸エステルが得られるため、上記(1)又は(2)の製法が特に好ましい。
上記のようにして得られるポリアミック酸エステルの溶液は、よく撹拌させながら貧溶媒に注入することで、ポリマー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。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。
Among the above three production methods, the above production method (1) or (2) is particularly preferred because it allows the production of a high molecular weight polyamic acid ester.
The polyamic acid ester solution obtained as described above can be poured into a poor solvent while being thoroughly stirred to precipitate the polymer. Precipitation is carried out several times, and the resulting solution is washed with a poor solvent, followed by drying at room temperature or by heating to obtain a purified polyamic acid ester powder. The poor solvent is not particularly limited, but examples thereof include water, methanol, ethanol, hexane, butyl cellosolve, acetone, and toluene.

<ポリイミドの製造>
本発明に用いられるポリイミドは、前記したポリイミド前駆体をイミド化することにより製造できる。
本発明に用いられるポリイミドにおいては、アミック酸基の閉環率(イミド化率ともいう)は必ずしも100%である必要はなく、用途や目的に応じて任意に調整できる。
例えば、ポリイミドのイミド化率は、ポリイミドワニスの溶解性を高める観点から、20~100%、50~99%、又は70~99%としてもよい。
<Production of Polyimide>
The polyimide used in the present invention can be produced by imidizing the above-mentioned polyimide precursor.
In the polyimide used in the present invention, the ring closure rate (also called imidization rate) of the amic acid groups does not necessarily need to be 100%, and can be adjusted as desired depending on the application and purpose.
For example, the imidization rate of the polyimide may be 20 to 100%, 50 to 99%, or 70 to 99%, from the viewpoint of increasing the solubility of the polyimide varnish.

イミド化は、イミド化させたいポリアミック酸を、有機溶媒中、塩基性触媒と酸無水物の存在下で、撹拌することにより行うことができる。有機溶媒としては、前述した重合反応時に用いる有機溶媒を使用できる。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。Imidization can be carried out by stirring the polyamic acid to be imidized in an organic solvent in the presence of a basic catalyst and an acid anhydride. The organic 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 the appropriate basicity to promote the reaction. Examples of acid anhydrides include acetic anhydride, trimellitic anhydride, and pyromellitic anhydride. Acetic anhydride is preferred because it facilitates purification after the reaction is complete.

上記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0.5~100時間、好ましくは1~80時間で行うことができる。塩基性触媒の量は、アミック酸の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、反応時間を調節することで制御できる。The temperature for the above imidization reaction is -20 to 140°C, preferably 0 to 100°C, and the reaction time is 0.5 to 100 hours, preferably 1 to 80 hours. The amount of basic catalyst is 0.5 to 30 times by mole, preferably 2 to 20 times by mole, the amount of amic acid, and the amount of acid anhydride is 1 to 50 times by mole, preferably 3 to 30 times by mole, the amount of amic acid. The imidization rate of the resulting polymer can be controlled by adjusting the amount of catalyst, temperature, and reaction time.

前記ポリイミド前駆体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、有機溶媒で再溶解して、本発明の液晶配向剤の成分として用いることが好ましい。
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、精製されたポリイミドの粉末を得ることができる。
前記貧溶媒は、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。
Since the added catalyst and the like remain in the solution after the imidization reaction of the polyimide precursor, it is preferable to recover the obtained imidized polymer by the means described below, redissolve it in an organic solvent, and use it as a component of the liquid crystal aligning agent of the present invention.
The polyimide solution obtained as described above can be poured into a poor solvent while being thoroughly stirred to precipitate the polymer. The precipitation is repeated several times, and the resulting solution is washed with a poor solvent and then dried at room temperature or by heating to obtain a purified polyimide powder.
The poor solvent is not particularly limited, but examples thereof include methanol, acetone, hexane, butyl cellosolve, heptane, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, ethanol, toluene, and benzene.

<ポリイミドワニス>
本発明のポリイミドワニスは、前記したブロック共重合体を含有する。ポリイミドワニス中のブロック共重合体の含有量は、形成させようとするポリイミド膜の厚みの設定によって適宜変更することができる。均一で欠陥のない塗膜を形成させるという点から、液晶配向剤全体の1~10質量%が好ましく、2~9質量%がより好ましく、2~7質量%が特に好ましい。
本発明のポリイミドワニスは、好ましくは、下記式(3)で表される繰り返し単位を有するポリイミド前駆体、及び該ポリイミド前駆体をイミド化したポリイミドからなる群から選ばれる少なくとも1種の重合体(P)をさらに含有する。
(Xは4価の有機基を表し、好ましくは、テトラカルボン酸二無水物に由来する4価の有機基を表す。Yはジアミンに由来する2価の有機基を表し、好ましくは、ジフェニルアミン骨格を有しない炭素数3~50の2価の有機基を表す。R、Zは、式(1)のR、Zと同義である。2つ存在するRおよびZは、それぞれ独立して上記定義を有する。)
重合体(P)は、好ましくは、ジフェニルアミン骨格を有しない。重合体(P)をさらに含有することによって、本発明のポリイミドワニスの特性(例えば、ポリイミドワニスから得られる液晶配向膜の電圧保持率およびラビング耐性)を高め得る。
本発明のポリイミドワニスが、重合体(P)を含有する場合、上記ブロック(b1)と上記ブロック(b2)とを有するポリイミド前駆体、及び該ポリイミド前駆体をイミド化したポリイミドからなる群から選ばれる少なくとも1種のブロック共重合体(以下、ブロック共重合体(b)ともいう。)と重合体(P)の含有割合が、[ブロック共重合体(b)]/[重合体(P)]の質量比で10/90~90/10であってもよく、20/80~90/10であってもよく、20/80~80/20であってもよい。
<Polyimide varnish>
The polyimide varnish of the present invention contains the above-described block copolymer. The content of the block copolymer in the polyimide varnish can be appropriately changed depending on the thickness of the polyimide film to be formed. From the viewpoint of forming a uniform and defect-free coating film, the content of the block copolymer is preferably 1 to 10% by mass, more preferably 2 to 9% by mass, and particularly preferably 2 to 7% by mass of the entire liquid crystal aligning agent.
The polyimide varnish of the present invention preferably further contains at least one polymer (P) selected from the group consisting of polyimide precursors having a repeating unit represented by the following formula (3) and polyimides obtained by imidizing the polyimide precursors:
( X3 represents a tetravalent organic group, preferably a tetravalent organic group derived from a tetracarboxylic dianhydride. Y3 represents a divalent organic group derived from a diamine, preferably a divalent organic group having 3 to 50 carbon atoms and not having a diphenylamine skeleton. R3 and Z3 are synonymous with R1 and Z1 in formula (1). Two R3s and two Z3s each independently have the above definition.)
The polymer (P) preferably does not have a diphenylamine skeleton. By further containing the polymer (P), the properties of the polyimide varnish of the present invention (for example, the voltage holding ratio and rubbing resistance of a liquid crystal alignment film obtained from the polyimide varnish) can be improved.
When the polyimide varnish of the present invention contains polymer (P), the content ratio of at least one block copolymer (hereinafter also referred to as block copolymer (b)) selected from the group consisting of polyimide precursors having the above block (b1) and the above block (b2) and polyimides obtained by imidizing the polyimide precursors to polymer (P) may be, in terms of the mass ratio of [block copolymer (b)]/[polymer (P)], 10/90 to 90/10, 20/80 to 90/10, or 20/80 to 80/20.

式(3)において、Xは、好ましくは、下記式(X3-1)~(X3-18)、上記式(X2a-1)~(X2a-2)、(X2a-5)で表される構造からなる群から選ばれる少なくとも1種を表す。下記式(X3-13)の好ましい具体例としては、上記式(X2-1)~(X2-4)で表される構造が挙げられる。
(R31~R34は、それぞれ独立して、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、塩素原子又はベンゼン環を表す。j及びkは、0又は1を表し、A及びAは、それぞれ独立に、単結合、-O-、-CO-、-COO-、フェニレン基、スルホニル基又はアミド基を表す。2つ存在するAは、それぞれ独立して上記定義を有する。)
前記(X3-17)、(X3-18)の好ましい具体例としては、下記式(X3-19)~(X3-34)が挙げられる。
In formula (3), X3 preferably represents at least one selected from the group consisting of structures represented by the following formulae ( X3-1 ) to (X3-18), and the above formulae ( X2a -1) to (X2a-2), and ( X2a -5). Preferred specific examples of formula (X3-13) below include structures represented by the above formulae (X2-1) to (X2-4).
(R 31 to R 34 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a chlorine atom, or a benzene ring. j and k each independently represent 0 or 1. A 1 and A 2 each independently represent a single bond, —O—, —CO—, —COO—, a phenylene group, a sulfonyl group, or an amido group. Two A 2s each independently have the above definition.)
Preferred specific examples of (X3-17) and (X3-18) include the following formulae (X3-19) to (X3-34).

式(3)において、Yは、好ましくは、上記Yで示される構造からなる群から選ばれる少なくとも1種を表す。 In formula (3), Y3 preferably represents at least one selected from the group consisting of the structures represented by Y1 above.

式(3)において、2つのRは、好ましくは、それぞれ独立して水素原子又は炭素数1~3のアルキル基で表す。2つのZは、好ましくは、それぞれ独立して水素原子又は炭素数1のアルキル基を表す。 In formula (3), preferably, two R3s each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. Preferably, two Z3s each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 carbon atom.

式(3)において、X、Y、R、Zは、それぞれ1種類であってもよく、2種類以上であってもよい。 In formula (3), X 3 , Y 3 , R 3 and Z 3 may each be one type or two or more types.

前記ポリイミド前駆体は、好ましくは、前記式(3)で表される繰り返し単位からなる。
重合体(P)は、繰り返し単位(3)と該繰り返し単位(3)のイミド化構造単位との合計が、全繰り返し単位の10~100モル%であることがより好ましく、15~100モル%であることが更に好ましい。
中でも、上記式(3)のXが、(X3-1)~(X3-11)、(X3-13)(より好ましくは(X2-1)~(X2-4)である。)、又は(X2a-1)~(X2a-2)である、繰り返し単位(3)と該繰り返し単位(3)のイミド化構造単位との合計が、全繰り返し単位の10~100モル%であることがより好ましく、15~100モル%であることが更に好ましい。
本発明のポリイミドワニスは、重合体(P)をさらに含有することによって、高い電圧保持率や良好な配向性が得られるという効果が得られる。
The polyimide precursor preferably comprises a repeating unit represented by the formula (3).
In the polymer (P), the sum of the repeating unit (3) and the imidized structural unit of the repeating unit (3) is more preferably 10 to 100 mol %, and even more preferably 15 to 100 mol %, of all repeating units.
In particular, the sum of the repeating unit (3) in which X 3 in the above formula (3) is (X3-1) to (X3-11), (X3-13) (more preferably (X2-1) to (X2-4)), or (X 2a -1) to (X 2a -2) and the imidized structural unit of the repeating unit (3) is more preferably 10 to 100 mol %, and even more preferably 15 to 100 mol %, of all repeating units.
The polyimide varnish of the present invention further contains the polymer (P), which has the effect of providing a high voltage holding ratio and good orientation.

本発明のポリイミドワニスは、例えば、本発明のブロック共重合体、並びに必要に応じて重合体(P)及びその他の成分を有機溶媒中に分散又は溶解させることによって、調製することができる。
その他の成分としては、例えば、酸化防止剤(フェノール系、ホスファイト系、チオエーテル系など)、紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系光安定剤、核剤、樹脂添加剤(フィラー、タルク、ガラス繊維など)、難燃剤、加工性改良剤・滑材等を挙げることができる。
The polyimide varnish of the present invention can be prepared, for example, by dispersing or dissolving the block copolymer of the present invention, and, if necessary, the polymer (P) and other components, in an organic solvent.
Examples of other components include antioxidants (phenolic, phosphite, thioether, etc.), ultraviolet absorbers, hindered amine light stabilizers, nucleating agents, resin additives (fillers, talc, glass fibers, etc.), flame retardants, processability improvers/lubricants, etc.

前記有機溶媒としては、例えば、γ-バレロラクトン、γ-ブチロラクトンなどのラクトン溶媒;γ-ブチロラクタムなどのラクタム溶媒、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミドなどのアミド溶媒;4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノン、2,6-ジメチル-4-ヘプタノン(ジイソブチルケトン)、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n-プロピル、乳酸n-ブチル、乳酸イソアミル、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、メチルメトキシプロピオネート、エチルエトキシプロピオネート、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコール-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モノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセタート、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールジアセテート、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、イソアミルプロピオネート、イソアミルイソブチレート、ジイソプロピルエーテル、ジイソペンチルエーテル;エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどのカーボネート溶媒、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、ジイソブチルカルビノール(2,6-ジメチル-4-ヘプタノール)、等を挙げることができる。これらは、単独で又は2種以上を混合して使用できる。 Examples of the organic solvent include lactone solvents such as γ-valerolactone and γ-butyrolactone; lactam solvents such as γ-butyrolactam; amide solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylformamide and N,N-dimethylacetamide; 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, 2,6-dimethyl-4-heptanone (diisobutyl ketone), methyl lactate, ethyl lactate, n-propyl lactate, n-butyl lactate, isoamyl lactate, n-butyl acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol ethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol-n-propyl ether, ethylene glycol-i-propyl ether, ethylene glycol-n-butyl ether (butyl cellosolve), ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether acetate ... monoethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl Examples of suitable solvents include propylene glycol butyl ether acetate, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol diacetate, dipropylene glycol, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, isoamyl propionate, isoamyl isobutyrate, diisopropyl ether, diisopentyl ether; carbonate solvents such as ethylene carbonate and propylene carbonate, 1-hexanol, cyclohexanol, 1,2-ethanediol, diisobutylcarbinol (2,6-dimethyl-4-heptanol), etc. These can be used alone or in combination of two or more.

好ましい溶媒の組み合わせとしては、N-メチル-2-ピロリドンとエチレングリコールモノブチルエーテル、N-メチル-2-ピロリドンとγ-ブチロラクトンとエチレングリコールモノブチルエーテル、N-メチル-2-ピロリドンとγ-ブチロラクトンとプロピレングリコールモノブチルエーテル、N-エチル-2-ピロリドンとプロピレングリコールモノブチルエーテル、N-メチル-2-ピロリドンとγ-ブチロラクトンと4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノンとジエチレングリコールジエチルエーテル、N-エチル-2-ピロリドンとN-メチル-2-ピロリドンと4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノン、N-メチル-2-ピロリドンと4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノンとジイソブチルケトン、N-メチル-2-ピロリドンと4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノンとジプロピレングリコールモノメチルエーテル、N-メチル-2-ピロリドンと4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノンとプロピレングリコールモノブチルエーテル、N-メチル-2-ピロリドンと4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノンとプロピレングリコールジアセテート、γ-ブチロラクトンと4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノンとジイソブチルケトン、γ-ブチロラクトンと4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノンとプロピレングリコールジアセテート、N-メチル-2-ピロリドンとγ-ブチロラクトンとプロピレングリコールモノブチルエーテルとジイソブチルケトン、N-メチル-2-ピロリドンとγ-ブチロラクトンとプロピレングリコールモノブチルエーテルとジイソプロピルエーテル、N-メチル-2-ピロリドンとγ-ブチロラクトンとプロピレングリコールモノブチルエーテルとジイソブチルカルビノール、N-メチル-2-ピロリドンとγ-ブチロラクトンとジプロピレングリコールジメチルエーテル、N-メチル-2-ピロリドンとプロピレングリコールモノブチルエーテルとジプロピレングリコールジメチルエーテル、などを挙げることができる。このような溶媒の種類及び含有量は、液晶配向剤の塗布装置、塗布条件、塗布環境などに応じて適宜選択される。 Preferred solvent combinations include N-methyl-2-pyrrolidone and ethylene glycol monobutyl ether, N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone and ethylene glycol monobutyl ether, N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone and propylene glycol monobutyl ether, N-ethyl-2-pyrrolidone and propylene glycol monobutyl ether, and N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone and 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone. and diethylene glycol diethyl ether, N-ethyl-2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone, and 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, N-methyl-2-pyrrolidone, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, and diisobutyl ketone, N-methyl-2-pyrrolidone, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, and dipropylene glycol monomethyl ether, N-methyl-2-pyrrolidone, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, and propylene glycol methyl ether, N-methyl-2-pyrrolidone, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, and propylene glycol diacetate, γ-butyrolactone, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, and diisobutyl ketone, γ-butyrolactone, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, and propylene glycol diacetate, N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, propylene glycol monobutyl ether, and diisobutyl ketone, N-methyl-2 Examples of suitable solvents include N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, propylene glycol monobutyl ether, and diisopropyl ether, N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, propylene glycol monobutyl ether, and diisobutylcarbinol, N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, and dipropylene glycol dimethyl ether, and N-methyl-2-pyrrolidone, propylene glycol monobutyl ether, and dipropylene glycol dimethyl ether. The type and content of such solvents are appropriately selected depending on the coating device, coating conditions, coating environment, etc. of the liquid crystal alignment agent.

<液晶配向剤>
本発明の液晶配向剤は、液晶配向膜の形成に好適となるように塗布液として調製されることが好ましい。本発明の液晶配向剤は、例えば、本発明のポリイミドワニス及び必要に応じてその他の成分を有機溶媒中に分散又は溶解させることによって、調製することができる。
その他の成分としては、例えば、架橋性化合物、官能性シラン化合物、界面活性剤、光重合性基を有する化合物、有機溶媒等を挙げることができる。
<Liquid crystal alignment agent>
The liquid crystal aligning agent of the present invention is preferably prepared as a coating solution suitable for forming a liquid crystal alignment film. The liquid crystal aligning agent of the present invention can be prepared, for example, by dispersing or dissolving the polyimide varnish of the present invention and, if necessary, other components in an organic solvent.
Examples of other components include a crosslinkable compound, a functional silane compound, a surfactant, a compound having a photopolymerizable group, and an organic solvent.

架橋性化合物は、液晶配向膜の強度を高めることを目的として使用できる。かかる架橋性化合物としては、国際公開公報WO2016/047771の段落[0109]~[0113]に記載の、イソシアネート基、若しくはシクロカーボネート基を有する化合物、又は、低級アルコキシアルキル基からなる群より選ばれる少なくとも1種の基を有する化合物の他、ブロックイソシアネート基を有する化合物等が挙げられる。Crosslinkable compounds can be used to increase the strength of the liquid crystal alignment film. Examples of such crosslinkable compounds include compounds having an isocyanate group or a cyclocarbonate group, or compounds having at least one group selected from the group consisting of lower alkoxyalkyl groups, as described in paragraphs [0109] to [0113] of International Publication WO2016/047771, as well as compounds having a blocked isocyanate group.

ブロックイソシアネート化合物は、市販品として入手可能であり、例えば、コロネートAPステーブルM、コロネート2503、2515、2507、2513、2555、ミリオネートMS-50(以上、日本ポリウレタン工業社製)、タケネートB-830、B-815N、B-820NSU、B-842N、B-846N、B-870N、B-874N、B-882N(以上、三井化学社製)等を好ましく使用できる。 Blocked isocyanate compounds are commercially available, and examples that can be used include Coronate AP Stable M, Coronate 2503, 2515, 2507, 2513, 2555, and Millionate MS-50 (all manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.), and Takenate B-830, B-815N, B-820NSU, B-842N, B-846N, B-870N, B-874N, and B-882N (all manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.).

好ましい架橋性化合物の具体例としては、下記式(CL-1)~(CL-11)で示される化合物が挙げられる。
Specific examples of preferred crosslinkable compounds include compounds represented by the following formulae (CL-1) to (CL-11).

上記は架橋性化合物の一例であり、これらに限定されない。また、本発明の液晶配向剤に用いる架橋性化合物は、1種類でも、2種類以上組み合わせても良い。 The above are examples of crosslinkable compounds, and the present invention is not limited to these. Furthermore, the crosslinkable compounds used in the liquid crystal aligning agent of the present invention may be one type or a combination of two or more types.

本発明の液晶配向剤における、その他の架橋性化合物の含有量は、全ての重合体成分100質量部に対して、0.1~150質量部、又は0.1~100質量部、又は1~50質量部である。 The content of other crosslinkable compounds in the liquid crystal aligning agent of the present invention is 0.1 to 150 parts by mass, or 0.1 to 100 parts by mass, or 1 to 50 parts by mass, per 100 parts by mass of all polymer components.

官能性シラン化合物は、液晶配向膜と下地基板との密着性を向上することを目的として使用できる。具体例としては、国際公開公報2014/119682の段落[0019]に記載のシラン化合物を挙げることができる。官能性シラン化合物の含有量は、全ての重合体成分100質量部に対して、好ましくは0.1~30質量部、より好ましくは0.5~20質量部である。 Functional silane compounds can be used to improve adhesion between the liquid crystal alignment film and the underlying substrate. Specific examples include the silane compounds described in paragraph [0019] of International Publication No. 2014/119682. The content of the functional silane compound is preferably 0.1 to 30 parts by mass, more preferably 0.5 to 20 parts by mass, per 100 parts by mass of all polymer components.

界面活性剤は、液晶配向膜の膜厚の均一性や表面平滑性を向上させることを目的として使用できる。化合物としては、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、ノ二オン系界面活性剤などが挙げられる。これらの具体例は、国際公開公報WO2016/047771の段落[0117]に記載の界面活性剤が挙げられる。界面活性剤の使用量は、液晶配向剤に含有される全ての重合体成分100質量部に対して、好ましくは0.01~2質量部、より好ましくは0.01~1質量部である。Surfactants can be used to improve the uniformity of the film thickness and surface smoothness of the liquid crystal alignment film. Examples of such compounds include fluorine-based surfactants, silicone-based surfactants, and nonionic surfactants. Specific examples of these surfactants include those described in paragraph [0117] of International Publication WO2016/047771. The amount of surfactant used is preferably 0.01 to 2 parts by mass, more preferably 0.01 to 1 part by mass, per 100 parts by mass of all polymer components contained in the liquid crystal alignment agent.

光重合性基を有する化合物は、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、例えば下記式(M-1)~(M-7)で表されるような化合物を挙げることができる。 Examples of compounds having a photopolymerizable group include compounds having one or more polymerizable unsaturated groups, such as acrylate groups or methacrylate groups, within the molecule, such as compounds represented by the following formulas (M-1) to (M-7).

更に、本発明の液晶配向剤には、液晶配向膜中の電荷移動を促進して素子の電荷抜けを促進させる化合物として、国際公開公報WO2011/132751号(2011.10.27公開)の段落[0194]~[0200]に掲載される、式[M1]~式[M156]で示される窒素含有複素環アミン化合物、より好ましくは3-ピコリルアミン、4-ピコリルアミンを添加できる。このアミン化合物は、液晶配向剤に直接添加しても構わないが、濃度0.1~10質量%、好ましくは1~7質量%の溶液にしてから添加することが好ましい。この溶媒は、ポリイミドワニスを溶解させるならば特に限定されない。Furthermore, the liquid crystal aligning agent of the present invention can contain nitrogen-containing heterocyclic amine compounds represented by formulas [M1] to [M156], more preferably 3-picolylamine and 4-picolylamine, as described in paragraphs [0194] to [0200] of International Publication WO 2011/132751 (published October 27, 2011), as compounds that promote charge transfer in the liquid crystal alignment film and thereby promote charge drainage from the device. These amine compounds may be added directly to the liquid crystal aligning agent, but are preferably added after being prepared into a solution with a concentration of 0.1 to 10% by mass, preferably 1 to 7% by mass. There are no particular restrictions on the solvent used, as long as it dissolves the polyimide varnish.

本発明の液晶配向剤にポリアミック酸やポリアミック酸エステル、ポリアミック酸-ポリアミック酸エステルコポリマーを含有する場合は、塗膜を焼成する際に加熱によるイミド化を効率よく進行させる目的でイミド化促進剤等を添加しても良い。 When the liquid crystal aligning agent of the present invention contains polyamic acid, polyamic acid ester, or polyamic acid-polyamic acid ester copolymer, an imidization accelerator or the like may be added to efficiently promote imidization by heating when baking the coating film.

本発明の液晶配向剤に含有される有機溶媒としては、例えば、γ-バレロラクトン、γ-ブチロラクトンなどのラクトン溶媒;γ-ブチロラクタム、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン、などのラクタム溶媒、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミドなどのアミド溶媒;4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノン、2,6-ジメチル-4-ヘプタノン、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n-プロピル、乳酸n-ブチル、乳酸イソアミル、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、メチルメトキシプロピオネート、エチルエトキシプロピオネート、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコール-n-プロピルエーテル、エチレングリコール-i-プロピルエーテル、エチレングリコール-n-ブチルエーテル(ブチルセロソルブ)、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセタート、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールジアセテート、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、イソアミルプロピオネート、イソアミルイソブチレート、ジイソプロピルエーテル、ジイソペンチルエーテル;エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどのカーボネート溶媒、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、2,6-ジメチル-4-ヘプタノール、等を挙げることができる。これらは、単独で又は2種以上を混合して使用できる。 Examples of organic solvents contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention include lactone solvents such as γ-valerolactone and γ-butyrolactone; lactam solvents such as γ-butyrolactam, N-methyl-2-pyrrolidone, and N-ethyl-2-pyrrolidone; amide solvents such as N,N-dimethylformamide and N,N-dimethylacetamide; 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, 2,6-dimethyl-4-heptanone, methyl lactate, ethyl lactate, n-propyl lactate, n-butyl lactate, isoamyl lactate, n-butyl acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol ethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol-n-propyl ether, ethylene glycol-i-propyl ether, ethylene glycol-n-butyl ether (butyl cellosolve), ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol Examples of suitable solvents include glycerol ethyl ether acetate, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol diacetate, dipropylene glycol, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, isoamyl propionate, isoamyl isobutyrate, diisopropyl ether, diisopentyl ether; carbonate solvents such as ethylene carbonate and propylene carbonate, 1-hexanol, cyclohexanol, 1,2-ethanediol, 2,6-dimethyl-4-heptanol, etc. These can be used alone or in combination of two or more.

好ましい溶媒の組み合わせとしては、N-メチル-2-ピロリドンとエチレングリコールモノブチルエーテル、N-メチル-2-ピロリドンとγ-ブチロラクトンとエチレングリコールモノブチルエーテル、N-メチル-2-ピロリドンとγ-ブチロラクトンとプロピレングリコールモノブチルエーテル、N-エチル-2-ピロリドンとプロピレングリコールモノブチルエーテル、N-メチル-2-ピロリドンとγ-ブチロラクトンと4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノンとジエチレングリコールジエチルエーテル、N-エチル-2-ピロリドンとN-メチル-2-ピロリドンと4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノン、N-メチル-2-ピロリドンと4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノンと2,6-ジメチル-4-ヘプタノン、N-メチル-2-ピロリドンと4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノンとジプロピレングリコールモノメチルエーテル、N-メチル-2-ピロリドンと4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノンとプロピレングリコールモノブチルエーテル、N-メチル-2-ピロリドンと4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノンとプロピレングリコールジアセテート、γ-ブチロラクトンと4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノンと2,6-ジメチル-4-ヘプタノン、γ-ブチロラクトンと4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノンとプロピレングリコールジアセテート、N-メチル-2-ピロリドンとγ-ブチロラクトンとプロピレングリコールモノブチルエーテルと2,6-ジメチル-4-ヘプタノン、N-メチル-2-ピロリドンとγ-ブチロラクトンとプロピレングリコールモノブチルエーテルとジイソプロピルエーテル、N-メチル-2-ピロリドンとγ-ブチロラクトンとプロピレングリコールモノブチルエーテルと2,6-ジメチル-4-ヘプタノール、N-メチル-2-ピロリドンとγ-ブチロラクトンとジプロピレングリコールジメチルエーテル、N-メチル-2-ピロリドンとプロピレングリコールモノブチルエーテルとジプロピレングリコールジメチルエーテル、などを挙げることができる。このような溶媒の種類及び含有量は、液晶配向剤の塗布装置、塗布条件、塗布環境などに応じて適宜選択される。 Preferred solvent combinations include N-methyl-2-pyrrolidone and ethylene glycol monobutyl ether, N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone and ethylene glycol monobutyl ether, N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone and propylene glycol monobutyl ether, N-ethyl-2-pyrrolidone and propylene glycol monobutyl ether, N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone and diethylene glycol Lithium diethyl ether, N-ethyl-2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone, and 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, N-methyl-2-pyrrolidone, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, and 2,6-dimethyl-4-heptanone, N-methyl-2-pyrrolidone, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, and dipropylene glycol monomethyl ether, N-methyl-2-pyrrolidone, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, and propylene glycol monobutyl ether, N-methyl-2-pyrrolidone, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, and propylene glycol diacetate, γ-butyrolactone, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, and 2,6-dimethyl-4-heptanone, γ-butyrolactone, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, and propylene glycol diacetate, N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, propylene glycol monobutyl ether, and 2,6-dimethyl-4-heptanone, N-methyl Examples of suitable solvents include N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, propylene glycol monobutyl ether, and diisopropyl ether, N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, propylene glycol monobutyl ether, and 2,6-dimethyl-4-heptanol, N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, and dipropylene glycol dimethyl ether, and N-methyl-2-pyrrolidone, propylene glycol monobutyl ether, and dipropylene glycol dimethyl ether. The type and content of such solvents are appropriately selected depending on the coating device, coating conditions, coating environment, etc. of the liquid crystal alignment agent.

液晶配向剤における固形分濃度(液晶配向剤の有機溶媒以外の成分の合計質量が液晶配向剤の全質量に占める割合)は、粘性、揮発性などを考慮して適宜に選択されるが、好ましくは1~10質量%の範囲である。
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、固形分濃度は1.5~4.5質量%の範囲が特に好ましい。印刷法による場合には、固形分濃度を3~9質量%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1~5質量%の範囲とし、それにより、溶液粘度を3~15mPa・sの範囲とすることが特に好ましい。
The solid content concentration in the liquid crystal aligning agent (the ratio of the total mass of the components other than the organic solvent of the liquid crystal aligning agent to the total mass of the liquid crystal aligning agent) is appropriately selected in consideration of viscosity, volatility, etc., and is preferably in the range of 1 to 10 mass%.
The particularly preferred range of solid content varies depending on the method used to apply the liquid crystal alignment agent to the substrate. For example, when using a spin coating method, a solid content of 1.5 to 4.5 mass% is particularly preferred. When using a printing method, a solid content of 3 to 9 mass% is particularly preferred, thereby resulting in a solution viscosity of 12 to 50 mPa·s. When using an inkjet method, a solid content of 1 to 5 mass% is particularly preferred, thereby resulting in a solution viscosity of 3 to 15 mPa·s.

<液晶配向膜・液晶表示素子>
本発明の液晶配向膜は、上記液晶配向剤から得られる。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。垂直配向型の液晶配向膜は、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。垂直配向型の液晶配向膜は、より好ましくは、導電膜を有する一対の基板上に塗布して塗膜を形成し、液晶分子の層を介して前記塗膜が相対するように対向配置して液晶セルを形成し、前記一対の基板の有する導電膜間に電圧を印加した状態で前記液晶セルに光照射する液晶表示素子の製造方法により得られる、液晶表示素子に好ましく用いることができる。より具体的には、後述するPSA型液晶表示素子やSC-PVAモード用液晶表示素子である。本発明の液晶表示素子は、上記液晶配向膜を具備するものである。本発明の液晶表示素子は、例えば以下の工程(1)~(3)又は工程(1)~(4)を含む方法により製造することができる。
(1)液晶配向剤を基板上に塗布する工程
パターニングされた透明導電膜が設けられている基板の一面に、本発明の液晶配向剤を、例えばロールコーター法、スピンコート法、印刷法、インクジェット法などの適宜の塗布方法により塗布する。ここで基板としては、透明性の高い基板であれば特に限定されず、ガラス基板、窒化珪素基板とともに、アクリル基板や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もできる。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、この場合の電極にはアルミニウム等の光を反射する材料も使用できる。
(2)塗膜を焼成する工程
液晶配向剤塗布後、塗布した配向剤の液垂れ防止等の目的で、好ましくは先ず予備加熱(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。そして加熱(ポストベーク)工程が実施されることが好ましい。
この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、5~300nmが好ましく、10~200nmがより好ましい。
<Liquid crystal alignment film/liquid crystal display element>
The liquid crystal alignment film of the present invention is obtained from the liquid crystal aligning agent. The liquid crystal alignment film of the present invention can be used for horizontal alignment or vertical alignment. Vertical alignment liquid crystal alignment films are particularly suitable for vertical alignment liquid crystal display elements such as VA or PSA modes. More preferably, the vertical alignment liquid crystal alignment film can be used for liquid crystal display elements obtained by a manufacturing method of a liquid crystal display element, which comprises applying a coating film to a pair of substrates having conductive films, arranging the coating films opposite each other with a layer of liquid crystal molecules interposed therebetween to form a liquid crystal cell, and irradiating the liquid crystal cell with light while applying a voltage between the conductive films of the pair of substrates. More specifically, the liquid crystal display element is a PSA mode liquid crystal display element or an SC-PVA mode liquid crystal display element, which will be described later. The liquid crystal display element of the present invention comprises the liquid crystal alignment film. The liquid crystal display element of the present invention can be manufactured, for example, by a method including the following steps (1) to (3) or (1) to (4).
(1) Step of applying the liquid crystal aligning agent to a substrate: The liquid crystal aligning agent of the present invention is applied to one side of a substrate provided with a patterned transparent conductive film by an appropriate application method, such as a roll coater method, a spin coat method, a printing method, or an inkjet method. The substrate is not particularly limited as long as it is highly transparent, and plastic substrates such as acrylic substrates and polycarbonate substrates can be used in addition to glass substrates and silicon nitride substrates. 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 in this case, a light-reflecting material such as aluminum can also be used for the electrode.
(2) Step of Baking the Coating After applying the liquid crystal alignment agent, preliminary heating (pre-baking) is preferably performed first for the purpose of preventing dripping of the applied alignment agent. The pre-baking temperature is preferably 30 to 200°C, more preferably 40 to 150°C, and particularly preferably 40 to 100°C. The pre-baking time is preferably 0.25 to 10 minutes, more preferably 0.5 to 5 minutes. Then, a heating (post-baking) step is preferably performed.
The 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 film thickness of the film thus formed is preferably 5 to 300 nm, more preferably 10 to 200 nm.

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。配向能付与処理としては、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。The coating film formed in step (1) above can be used as is as a liquid crystal alignment film, but it may also be subjected to an alignment ability-imparting treatment. Examples of alignment ability-imparting treatments include rubbing the coating film in a certain direction with a roll wrapped around a cloth made of fibers such as nylon, rayon, or cotton, and photoalignment treatment in which the coating film is irradiated with polarized or unpolarized radiation.

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。
(3)液晶層を形成する工程
(3-1)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。
In the photo-alignment treatment, the radiation to be irradiated onto 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 radiation may be applied from a direction perpendicular to the substrate surface, from an oblique direction, or a combination of these. When irradiating with unpolarized radiation, the irradiation direction is an oblique direction.
(3) Step of Forming a Liquid Crystal Layer (3-1) In the Case of a VA-Type Liquid Crystal Display Element Two substrates on which a liquid crystal alignment film has been formed as described above are prepared, and liquid crystal is placed between the two substrates arranged opposite 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 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 defined by the sealant so that it comes into contact with the film surface, and then the injection hole is sealed.

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。The second method is called the ODF (One Drop Fill) method. A UV-curable sealant, for example, is applied to a predetermined location on one of two substrates with a liquid crystal alignment film formed thereon, and liquid crystal composition is then dropped onto several predetermined locations on the liquid crystal alignment film surface. The other substrate is then attached so that the liquid crystal alignment film faces the other, and the liquid crystal composition is spread over the entire surface of the substrate and brought into contact with the film surface. The entire surface of the substrate is then irradiated with UV light to cure the sealant. In either method, it is desirable to further heat the substrate to a temperature at which the liquid crystal composition is in an isotropic phase, and then slowly cool it to room temperature to remove flow alignment that occurs during liquid crystal filling.

(3-2)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(3-1)と同様にする。重合性化合物としては、例えば前記式(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。
(3-3)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(3-1)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、前記重合性基は液晶配向剤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、例えば前記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。
(3-2) In the case of producing a PSA type liquid crystal display element, the process is the same as in (3-1) above, except that a liquid crystal composition containing a polymerizable compound is injected or dropped. Examples of the polymerizable compound include the polymerizable compounds represented by the formulas (M-1) to (M-7) above.
(3-3) In the case where a coating film is formed on a substrate using a liquid crystal aligning agent containing a compound having a polymerizable group, a method for producing a liquid crystal display element may be employed, which involves the same process as in (3-1) above, followed by a step of irradiating with ultraviolet light, as described below. This method, similar to the production of the PSA-type liquid crystal display element, allows for the production of a liquid crystal display element with excellent response speed with a low light exposure dose. The compound having a polymerizable group may be a compound having one or more polymerizable unsaturated groups, such as acrylate groups or methacrylate groups, in the molecule, as represented by the formulas (M-1) to (M-7). The content of the compound is preferably 0.1 to 30 parts by mass, more preferably 1 to 20 parts by mass, per 100 parts by mass of all polymer components. The polymerizable group may also be contained in the polymer used in the liquid crystal aligning agent. Examples of such polymers include polymers obtained by reacting a diamine component containing a diamine having the photopolymerizable group at its terminal.

(4)紫外線を照射する工程
上記(3-2)又は(3-3)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/mであり、より好ましくは1,000~100,000J/m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 step (3-2) or (3-3) above. The voltage applied here can be, for example, 5 to 50 V DC or AC. The irradiated light 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. Examples of light sources that can be used for the irradiated light include low-pressure mercury lamps, high-pressure mercury lamps, deuterium lamps, metal halide lamps, argon resonance lamps, xenon lamps, and excimer lasers. The light irradiation dose is preferably 1,000 to 200,000 J/ , more preferably 1,000 to 100,000 J/ .

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 then be obtained by laminating a polarizing plate to the outer surface of the liquid crystal cell. Examples of polarizing plates that can be laminated to the outer surface of the liquid crystal cell include polarizing plates in which a polarizing film called an "H film," made by stretching and aligning polyvinyl alcohol and absorbing iodine, is sandwiched between cellulose acetate protective films, or polarizing plates 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 a variety of devices, such as watches, portable games, word processors, notebook computers, car navigation systems, camcorders, PDAs, digital cameras, mobile phones, smartphones, various monitors, LCD televisions, and information displays.

以下、実施例に基づいてさらに詳述するが、本発明はこの実施例により何ら限定されるものではない。
<液晶配向剤の合成>
下記液晶配向剤の調製で用いた略号は以下のとおりである。
(テトラカルボン酸二無水物)
BODA: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
CBDA:1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物
BDA:メソ-ブタン-1,2,3,4-テトラカルボン酸二無水物
(ジアミン)
(添加剤)
(溶媒)
NMP:N-メチル-2-ピロリドン、BCS:ブチルセロソルブ
The present invention will be described in further detail below based on examples, but the present invention is not limited to these examples in any way.
<Synthesis of Liquid Crystal Alignment Agent>
The abbreviations used in the preparation of the liquid crystal alignment agent below are as follows:
(Tetracarboxylic acid dianhydride)
BODA: bicyclo[3,3,0]octane-2,4,6,8-tetracarboxylic dianhydride CBDA: 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride BDA: meso-butane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride (diamine)
(Additives)
(solvent)
NMP: N-methyl-2-pyrrolidone, BCS: butyl cellosolve

<分子量測定>
測定装置: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)(SSC-7200)、カラム:Shodex社製カラム(KD-803、KD-805の直列)、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、臭化リチウム一水和物(LiBr・HO)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900,000、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)。
<Molecular weight measurement>
Measurement equipment: room temperature gel permeation chromatography (GPC) (SSC-7200) manufactured by Senshu Scientific Co., Ltd.; Column: Shodex column (KD-803, KD-805 in series); Column temperature: 50°C; Eluent: N,N-dimethylformamide (additives: lithium bromide monohydrate (LiBr.H 2 O) 30 mmol/L, phosphoric acid anhydrous crystal (o-phosphoric acid) 30 mmol/L, tetrahydrofuran (THF) 10 ml/L); Flow rate: 1.0 mL/min;
Standard samples for preparing a calibration curve: TSK standard polyethylene oxide (molecular weights: approximately 900,000, 150,000, 100,000, and 30,000) manufactured by Tosoh Corporation, and polyethylene glycol (molecular weights: approximately 12,000, 4,000, and 1,000) manufactured by Polymer Laboratory.

<イミド化率の測定>
ポリイミド粉末20mgをNMRサンプル管(草野科学社製 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-d、0.05%TMS混合品)1.0mLを添加し、超音波をかけて完全に溶解させた。この溶液を日本電子データム社製NMR測定器(JNW-ECA500)にて500MHzのプロトンNMRを測定した。
化学イミド化率は、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式によって求めた。なお、式中、xはアミック酸のNH基由来のプロトンピーク積算値であり、yは基準プロトンのピーク積算値であり、αはポリアミック酸(イミド化率が0%)の場合におけるアミック酸のNH基のプロトン1個に対する基準プロトンの個数割合である。
イミド化率(%)=(1-α・x/y)×100
<Measurement of imidization rate>
20 mg of polyimide powder was placed in an NMR sample tube (Kusano Scientific NMR Sampling Tube Standard φ5), 1.0 mL of deuterated dimethyl sulfoxide (DMSO-d 6 , 0.05% TMS mixture) was added, and the mixture was sonicated to completely dissolve the powder. This solution was subjected to 500 MHz proton NMR measurement using a JEOL Datum NMR spectrometer (JNW-ECA500).
The chemical imidization ratio was determined by the following formula, using a proton derived from a structure that remains unchanged before and after imidization as a reference proton, and the peak integrated value of this proton and the peak integrated value of a proton derived from the NH group of the amic acid that appears around 9.5 to 10.0 ppm: where x is the peak integrated value of the proton derived from the NH group of the amic acid, y is the peak integrated value of the reference proton, and α is the ratio of the number of reference protons to one proton of the NH group of the amic acid in the case of polyamic acid (imidization ratio 0%).
Imidization rate (%) = (1 - α x/y) x 100

<合成例1>
BODA(1.75g、7.0mmol)及びDA-5(1.66g、8.4mmol)をNMP(13.7g)中で溶解し、60℃で3時間反応させたのち、DA-1(1.12g、5.6mmol)及びNMP(4.5g)を加えて溶解させ、CBDA(1.31g、6.7mmol)及びNMP(5.3g)を加え、40℃で4時間反応させポリアミック酸溶液(1)を得た。このポリアミック酸の数平均分子量Mnは10,200、重量平均分子量Mwは38,400であった。
<合成例2>
BODA(1.88g、7.5mmol)、DA-3(0.65g、6.0mmol)及びDA-4(1.18g、3.0mmol)をNMP(14.8g)中で溶解し、60℃で3時間反応させたのち、DA-1(1.20g、6.0mmol)及びNMP(4.8g)を加えて溶解させ、CBDA(1.41g、7.2mmol)及びNMP(5.6g)を加え、40℃で4時間反応させポリアミック酸溶液(2)を得た。このポリアミック酸のMnは11,200、Mwは25,800であった。
<Synthesis Example 1>
BODA (1.75 g, 7.0 mmol) and DA-5 (1.66 g, 8.4 mmol) were dissolved in NMP (13.7 g) and reacted at 60° C. for 3 hours, after which DA-1 (1.12 g, 5.6 mmol) and NMP (4.5 g) were added and dissolved, and CBDA (1.31 g, 6.7 mmol) and NMP (5.3 g) were added and reacted at 40° C. for 4 hours to obtain polyamic acid solution (1). The number average molecular weight Mn of this polyamic acid was 10,200, and the weight average molecular weight Mw was 38,400.
<Synthesis Example 2>
BODA (1.88 g, 7.5 mmol), DA-3 (0.65 g, 6.0 mmol), and DA-4 (1.18 g, 3.0 mmol) were dissolved in NMP (14.8 g) and reacted at 60°C for 3 hours. DA-1 (1.20 g, 6.0 mmol) and NMP (4.8 g) were then added and dissolved, and CBDA (1.41 g, 7.2 mmol) and NMP (5.6 g) were added. The mixture was reacted at 40°C for 4 hours to obtain polyamic acid solution (2). The Mn of this polyamic acid was 11,200 and the Mw was 25,800.

<合成例3>
BODA(0.75g、3.0mmol)、DA-5(2.08g、10.5mmol)をNMP(11.3g)中で溶解し、60℃で3時間反応させたのち、DA-2(0.96g、4.5mmol)及びNMP(3.8g)を加えて溶解させ、CBDA(2.18g、11.1mmol)及びNMP(8.7g)を加え、40℃で4時間反応させポリアミック酸溶液(3)を得た。このポリアミック酸のMnは10,600、Mwは28,700であった。
<合成例4>
BODA(2.50g、10.0mmol)、DA-5(0.99g、5.0mmol)、DA-6(0.66g、2.0mmol)、DA-7(1.42g、6.0mmol)及びDA-4(2.76g、7.0mmol)をNMP(33.4g)中で溶解し、60℃で3時間反応させたのち、CBDA(1.92g、9.8mmol)及びNMP(7.7g)を加え、40℃で4時間反応させポリアミック酸溶液を得た。このポリアミック酸溶液(25g)にNMP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(4.96g)及びピリジン(1.53g)を加え、50℃で3時間反応させた。この反応溶液をメタノール(334g)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℃で減圧乾燥しポリイミド粉末を得た。このポリイミドのイミド化率は59%であり、Mnは12,500、Mwは42,300であった。得られたポリイミド粉末(2.0g)に、NMP(28.0g)を加え70℃にて15時間撹拌して溶解させた。この溶液に、BCS(20.0g)を加え、ポリイミド溶液(1)を得た。
<合成例5>
BDA(2.58g、13.0mmol)、DA-8(3.42g、14.0mmol)及びDA-9(3.34g、6.0mmol)をNMP(52.9g)中で溶解し、50℃で2時間反応させたのち、CBDA(1.33g、6.8mmol)及びNMP(7.6g)を加え、40℃で4時間反応させポリアミック酸溶液を得た。このポリアミック酸溶液(25g)にNMP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(3.59g)及びピリジン(1.11g)を加え、40℃で2.5時間反応させた。この反応溶液をメタノール(250g)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℃で減圧乾燥しポリイミド粉末を得た。このポリイミドのイミド化率は65%であり、Mnは11,200、Mwは38,100であった。得られたポリイミド粉末(2.0g)に、NMP(28.0g)を加え70℃にて15時間撹拌して溶解させた。この溶液に、BCS(20.0g)を加え、ポリイミド溶液(2)を得た。
<Synthesis Example 3>
BODA (0.75 g, 3.0 mmol) and DA-5 (2.08 g, 10.5 mmol) were dissolved in NMP (11.3 g) and reacted at 60° C. for 3 hours, after which DA-2 (0.96 g, 4.5 mmol) and NMP (3.8 g) were added and dissolved, and CBDA (2.18 g, 11.1 mmol) and NMP (8.7 g) were added and reacted at 40° C. for 4 hours to obtain polyamic acid solution (3). The Mn of this polyamic acid was 10,600 and the Mw was 28,700.
<Synthesis Example 4>
BODA (2.50 g, 10.0 mmol), DA-5 (0.99 g, 5.0 mmol), DA-6 (0.66 g, 2.0 mmol), DA-7 (1.42 g, 6.0 mmol) and DA-4 (2.76 g, 7.0 mmol) were dissolved in NMP (33.4 g) and reacted at 60 ° C. for 3 hours, after which CBDA (1.92 g, 9.8 mmol) and NMP (7.7 g) were added and reacted at 40 ° C. for 4 hours to obtain a polyamic acid solution. After diluting this polyamic acid solution (25 g) with NMP to 6.5 mass%, acetic anhydride (4.96 g) and pyridine (1.53 g) were added as imidization catalysts and the mixture was reacted at 50 ° C. for 3 hours. This reaction solution was added to methanol (334 g), and the resulting precipitate was filtered off. The precipitate was washed with methanol and dried under reduced pressure at 60°C to obtain a polyimide powder. The imidization rate of this polyimide was 59%, with an Mn of 12,500 and an Mw of 42,300. NMP (28.0 g) was added to the obtained polyimide powder (2.0 g) and dissolved by stirring at 70°C for 15 hours. BCS (20.0 g) was added to this solution to obtain a polyimide solution (1).
<Synthesis Example 5>
BDA (2.58 g, 13.0 mmol), DA-8 (3.42 g, 14.0 mmol), and DA-9 (3.34 g, 6.0 mmol) were dissolved in NMP (52.9 g) and reacted at 50 ° C. for 2 hours. Then, CBDA (1.33 g, 6.8 mmol) and NMP (7.6 g) were added, and the mixture was reacted at 40 ° C. for 4 hours to obtain a polyamic acid solution. This polyamic acid solution (25 g) was diluted to 6.5 mass % with NMP, and then acetic anhydride (3.59 g) and pyridine (1.11 g) were added as imidization catalysts, and the mixture was reacted at 40 ° C. for 2.5 hours. This reaction solution was added to methanol (250 g), and the resulting precipitate was filtered off. This precipitate was washed with methanol and dried under reduced pressure at 60 ° C. to obtain a polyimide powder. The imidization rate of this polyimide was 65%, with an Mn of 11,200 and an Mw of 38,100. NMP (28.0 g) was added to the obtained polyimide powder (2.0 g) and dissolved by stirring at 70° C. for 15 hours. BCS (20.0 g) was added to this solution to obtain polyimide solution (2).

<比較合成例1>
BODA(1.75g、7.0mmol)、DA-5(1.66g、8.4mmol)、及びDA-1(1.12g、5.6mmol)をNMP(18.1g)中で溶解し、60℃で3時間反応させたのち、CBDA(1.31g、6.7mmol)及びNMP(5.2g)を加え、40℃で4時間反応させポリアミック酸溶液(4)を得た。このポリアミック酸のMnは11,100、Mwは31,900であった。
<比較合成例2>
BODA(1.88g、7.5mmol)、DA-3(0.65g、6.0mmol)、DA-4(1.18g、3.0mmol)及びDA-1(1.20g、6.0mmol)をNMP(19.6g)中で溶解し、60℃で3時間反応させたのち、CBDA(1.41g、7.2mmol)及びNMP(5.5g)を加え、40℃で4時間反応させポリアミック酸溶液(5)を得た。このポリアミック酸のMnは10,000、Mwは20,200であった。
Comparative Synthesis Example 1
BODA (1.75 g, 7.0 mmol), DA-5 (1.66 g, 8.4 mmol), and DA-1 (1.12 g, 5.6 mmol) were dissolved in NMP (18.1 g) and reacted at 60°C for 3 hours, after which CBDA (1.31 g, 6.7 mmol) and NMP (5.2 g) were added and reacted at 40°C for 4 hours to obtain polyamic acid solution (4). The Mn of this polyamic acid was 11,100 and the Mw was 31,900.
Comparative Synthesis Example 2
BODA (1.88 g, 7.5 mmol), DA-3 (0.65 g, 6.0 mmol), DA-4 (1.18 g, 3.0 mmol), and DA-1 (1.20 g, 6.0 mmol) were dissolved in NMP (19.6 g) and reacted at 60°C for 3 hours, after which CBDA (1.41 g, 7.2 mmol) and NMP (5.5 g) were added and reacted at 40°C for 4 hours to obtain polyamic acid solution (5). The Mn of this polyamic acid was 10,000 and the Mw was 20,200.

<比較合成例3>
BODA(0.75g、3.0mmol)、DA-5(2.08g、10.5mmol)、及びDA-2(0.96g、4.5mmol)をNMP(15.2g)中で溶解し、60℃で3時間反応させたのち、CBDA(2.18g、11.1mmol)及びNMP(8.7g)を加え、40℃で4時間反応させポリアミック酸溶液(6)を得た。このポリアミック酸のMnは9,400、Mwは34,200であった。
Comparative Synthesis Example 3
BODA (0.75 g, 3.0 mmol), DA-5 (2.08 g, 10.5 mmol), and DA-2 (0.96 g, 4.5 mmol) were dissolved in NMP (15.2 g) and reacted at 60°C for 3 hours, after which CBDA (2.18 g, 11.1 mmol) and NMP (8.7 g) were added and reacted at 40°C for 4 hours to obtain polyamic acid solution (6). The Mn of this polyamic acid was 9,400 and the Mw was 34,200.

上記合成例、および比較合成例で得られる各重合体の仕様は、下記の表1に示すとおりである。 The specifications of each polymer obtained in the above synthesis example and comparative synthesis example are as shown in Table 1 below.

<液晶配向剤の調製>
実施例及び比較例では、液晶配向剤の調製例を記載する。実施例及び比較例で得られた液晶配向剤を用い、液晶表示素子の作製、及び各種評価を行った。
[実施例1]
合成例1で得られたポリアミック酸溶液(1)(8.0g)にNMP(16.0g)及びBCS(16.0g)を加え室温で2時間撹拌することにより液晶配向剤(A-1)を得た。
[実施例2、3、比較例1~3]
ポリアミック酸溶液(1)の代わりにそれぞれポリアミック酸溶液(2)~(6)を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例2、3、比較例1~3の液晶配向剤(A-2)、(A-3)、(B-1)~(B-3)を得た。
<Preparation of Liquid Crystal Alignment Agent>
In Examples and Comparative Examples, examples of preparation of liquid crystal alignment agents are described. Liquid crystal display elements were produced using the liquid crystal alignment agents obtained in Examples and Comparative Examples, and various evaluations were carried out.
[Example 1]
NMP (16.0 g) and BCS (16.0 g) were added to the polyamic acid solution (1) (8.0 g) obtained in Synthesis Example 1, and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours to obtain a liquid crystal aligning agent (A-1).
[Examples 2 and 3, Comparative Examples 1 to 3]
Liquid crystal aligning agents (A-2), (A-3), (B-1) to (B-3) of Examples 2 and 3 and Comparative Examples 1 to 3 were obtained in the same manner as in Example 1, except that the polyamic acid solutions (2) to (6) were used instead of the polyamic acid solution (1).

[実施例4]
合成例4で得られたポリイミド溶液(1)(3.0g)、実施例1で得られた液晶配向剤(A-1)(7.0g)及びAD-1(0.04g)を混合し、液晶配向剤(C-1)を得た。
[実施例5、6、比較例4~6]
液晶配向剤(A-1)の代わりにそれぞれ液晶配向剤(A-2)、(A-3)、(B-1)~(B-3)を用いた以外は、実施例4と同様にして、実施例5、6、比較例4~6の液晶配向剤(C-2)、(C-3)、(D-1)~(D-3)を得た。
[実施例7]
合成例5で得られたポリイミド溶液(2)(3.0g)及び実施例1で得られた液晶配向剤(A-1)(7.0g)を混合し、液晶配向剤(C-4)を得た。
[実施例8、比較例7、8]
液晶配向剤(A-1)の代わりにそれぞれ液晶配向剤(A-3)、(B-1)、(B-3)を用いた以外は、実施例7と同様にして、実施例8、比較例7、8の液晶配向剤(C-5)、(D-4)、(D-5)を得た。
[Example 4]
The polyimide solution (1) (3.0 g) obtained in Synthesis Example 4, the liquid crystal aligning agent (A-1) (7.0 g) obtained in Example 1 and AD-1 (0.04 g) were mixed to obtain a liquid crystal aligning agent (C-1).
[Examples 5 and 6, Comparative Examples 4 to 6]
The liquid crystal aligning agents (C-2), (C-3), (D-1) to (D-3) of Examples 5 and 6 and Comparative Examples 4 to 6 were obtained in the same manner as in Example 4, except that the liquid crystal aligning agents (A-2), (A-3), (B-1) to (B-3) were used instead of the liquid crystal aligning agent (A-1).
[Example 7]
The polyimide solution (2) (3.0 g) obtained in Synthesis Example 5 and the liquid crystal aligning agent (A-1) (7.0 g) obtained in Example 1 were mixed to obtain a liquid crystal aligning agent (C-4).
[Example 8, Comparative Examples 7 and 8]
The liquid crystal aligning agents (C-5), (D-4) and (D-5) of Example 8 and Comparative Examples 7 and 8 were obtained in the same manner as in Example 7, except that the liquid crystal aligning agents (A-3), (B-1) and (B-3) were used instead of the liquid crystal aligning agent (A-1).

上記の通り得られた液晶配向剤(A-1)~(A-3)、(B-1)~(B-3)、(C-1)~(C-5)、(D-1)~(D-5)には、濁りや析出などの異常は見られず、均一な溶液であることが確認された。得られた液晶配向剤を用いて、透過率の評価、液晶セルの作製、電圧保持率の評価、残留DC電圧の評価を行った。 The liquid crystal alignment agents (A-1) to (A-3), (B-1) to (B-3), (C-1) to (C-5), and (D-1) to (D-5) obtained as described above were found to be homogeneous solutions, with no abnormalities such as turbidity or precipitation observed. Using the obtained liquid crystal alignment agents, evaluation of transmittance, preparation of liquid crystal cells, evaluation of voltage holding ratio, and evaluation of residual DC voltage were carried out.

[透過率の評価]
実施例および比較例で得られた液晶配向剤(A-1)~(A-3)、(C-1)~(C-5)、(B-1)~(B-3)、(D-1)~(D-5)を石英基板にスピンコートし、70℃のホットプレート上で90秒間乾燥させた。その後、230℃のIR(赤外線)式オーブンで20分間焼成を行い、膜厚100nmの塗膜を形成させて、液晶配向膜付き基板を得た。この液晶配向膜付き基板を内側にし、もう一枚石英基板を用いて光の干渉を防ぐ目的で屈折液(島津デバイス製造社製 接触液)を挟んだ。透過率の評価には、測定装置にUV-3600(島津製作所社製)を用い、温度25℃、スキャン波長を380~800nmで測定した。その際、リファレンスには塗膜していない2枚の石英基板で屈折液を挟んだものを用いた。評価は、580nmの波長の透過率を基準とし、その値を下記の表2、波長と透過率の関係の一例を図1に示す。
[Transmittance Evaluation]
The liquid crystal alignment agents (A-1) to (A-3), (C-1) to (C-5), (B-1) to (B-3), and (D-1) to (D-5) obtained in the examples and comparative examples were spin-coated onto a quartz substrate and dried on a hot plate at 70 °C for 90 seconds. This was then baked for 20 minutes in an IR (infrared) oven at 230 °C to form a coating film with a thickness of 100 nm, yielding a substrate with a liquid crystal alignment film. This liquid crystal alignment film-coated substrate was placed on the inside, and another quartz substrate was sandwiched between them with a refractive index liquid (Shimadzu Device Manufacturing Co., Ltd., contact liquid) to prevent light interference. Transmittance was evaluated using a UV-3600 (Shimadzu Corporation) measuring device at 25 °C and a scanning wavelength of 380 to 800 nm. A reference was used in this case, with the refractive index liquid sandwiched between two uncoated quartz substrates. The evaluation was based on the transmittance at a wavelength of 580 nm, and the values are shown in Table 2 below, and an example of the relationship between wavelength and transmittance is shown in FIG.

[電圧保持率及び残留DC特性評価用液晶表示素子の作製]
実施例および比較例で得られた液晶配向剤(A-1)~(A-3)、(C-1)~(C-3)、(B-1)~(B-3)、(D-1)~(D-3)を用いて下記に示すような手順で液晶セルの作製を行った。液晶配向剤をITO電極付きガラス基板にスピンコートし、70℃のホットプレートで90秒間乾燥した後、230℃のIR式オーブンで20分間焼成を行い、膜厚100nmの液晶配向膜を形成した。この液晶配向膜付き基板を2枚用意し、その1枚の液晶配向膜上に直径4μmのビーズスペーサー(日揮触媒化成社製、真絲球、SW-D1)を塗布し、熱硬化性シール剤(三井化学社製 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。この空セルに液晶MLC-3023(メルク社製)を減圧注入法によって注入し、液晶セルを作製した。次に、この液晶セルに15VのDC電圧を印加した状態で、液晶セルの外側から325nm以下カットフィルターを通したUVを10J/cm照射した。なお、UVの照度は、ORC社製UV-MO3Aを用いて測定した。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分間照射した。
[Preparation of Liquid Crystal Display Elements for Evaluation of Voltage Holding Ratio and Residual DC Characteristics]
Liquid crystal cells were prepared using the liquid crystal alignment agents (A-1) to (A-3), (C-1) to (C-3), (B-1) to (B-3), and (D-1) to (D-3) obtained in the examples and comparative examples, according to the procedure described below. The liquid crystal alignment agent was spin-coated onto a glass substrate with an ITO electrode, dried on a hot plate at 70°C for 90 seconds, and then baked in an IR oven at 230°C for 20 minutes to form a liquid crystal alignment film with a thickness of 100 nm. Two substrates with this liquid crystal alignment film were prepared, and 4 μm diameter bead spacers (manufactured by JGC Catalysts and Chemicals, Shinshikyu, SW-D1) were applied to one of the liquid crystal alignment films, followed by printing with a thermosetting sealant (manufactured by Mitsui Chemicals, XN-1500T). Next, the surface of the other substrate on which the liquid crystal alignment film had been formed was facing inward, and the sealant was then cured to prepare an empty cell. Liquid crystal MLC-3023 (manufactured by Merck) was injected into this empty cell by a vacuum injection method to prepare a liquid crystal cell. Next, with a DC voltage of 15 V applied to this liquid crystal cell, UV light was irradiated from the outside of the liquid crystal cell at 10 J/ cm² through a 325 nm or less cut filter. The UV illuminance was measured using a UV-MO3A manufactured by ORC Corporation. Thereafter, in order to deactivate any unreacted polymerizable compound remaining in the liquid crystal cell, the liquid crystal cell was irradiated with UV (UV lamp: FLR40SUV32/A-1) for 30 minutes using a UV-FL irradiation device manufactured by Toshiba Lighting & Technology Corporation without applying voltage.

[残像特性評価用液晶表示素子の作製]
実施例および比較例で得られた液晶配向剤(A-2)、(C-1)~(C-3)、(B-2)、(D-1)~(D-3)を用いて下記に示すような手順で液晶セルの作製を行った。液晶配向剤を画素サイズが200μm×600μmでライン/スペースがそれぞれ3μmのITO電極パターンが形成されているITO電極基板(縦:35mm、横:30mm、厚さ:0.7mm)と、高さ3.2μmのフォトスペーサーがパターニングされているITO電極付きガラス基板(縦:35mm、横:30mm、厚さ:0.7mm)のITO面上にそれぞれスピンコートし、ホットプレート上にて70℃で90秒間乾燥した後、230℃のIR式オーブンで20分間焼成を行い、膜厚100nmの液晶配向膜を形成した。なお、このITO電極パターンが形成されているITO電極基板は、クロスチェッカー(市松)模様に4分割されており4つのエリアごとで別々に駆動ができるようになっている。
次に、シール剤(三井化学社製 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、先の基板と張り合わせた後、シール剤を硬化させて空セルを作成した。この空セルに液晶MLC-3023(メルク社製)を減圧注入法によって注入し、液晶セルを作成した。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以下カットフィルターを通したUVを10J/cm照射した。なお、UVの照度は、ORC社製UV-MO3Aを用いて測定した。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分間照射した。
[Fabrication of Liquid Crystal Display Elements for Evaluating Afterimage Characteristics]
Liquid crystal cells were prepared using the liquid crystal alignment agents (A-2), (C-1) to (C-3), (B-2), and (D-1) to (D-3) obtained in the examples and comparative examples according to the following procedure. The liquid crystal alignment agent was spin-coated onto the ITO surface of an ITO electrode substrate (length: 35 mm, width: 30 mm, thickness: 0.7 mm) with an ITO electrode pattern having a pixel size of 200 μm × 600 μm and a line/space of 3 μm each, and a glass substrate (length: 35 mm, width: 30 mm, thickness: 0.7 mm) with an ITO electrode patterned with 3.2 μm-high photospacers. The substrate was then dried on a hot plate at 70 ° C for 90 seconds, and then baked in an IR oven at 230 ° C for 20 minutes to form a liquid crystal alignment film with a thickness of 100 nm. The ITO electrode substrate on which this ITO electrode pattern is formed is divided into four areas in a cross-checkered pattern, so that each of the four areas can be driven separately.
Next, a sealant (Mitsui Chemicals, Inc., XN-1500T) was printed on the other substrate. The other substrate was then bonded to the first substrate with the side on which the liquid crystal alignment film had been formed facing inward, and the sealant was cured to create an empty cell. Liquid crystal MLC-3023 (Merck & Co., Inc.) was injected into this empty cell by a reduced pressure injection method to create a liquid crystal cell. With a DC voltage of 15 V applied to the liquid crystal cell, the cell was irradiated from the outside with 10 J/ cm² of UV light passed through a 325 nm or less cut filter. The UV irradiance was measured using a UV-MO3A manufactured by ORC Corporation. Thereafter, in order to deactivate any unreacted polymerizable compound remaining in the liquid crystal cell, the cell was irradiated with UV (UV lamp: FLR40SUV32/A-1) for 30 minutes using a UV-FL irradiation device manufactured by Toshiba Lighting & Technology Corporation without applying voltage.

[電圧保持率の評価]
UV照射後の電圧保持率評価用の液晶セルを用いて電圧保持率を測定した。60℃の熱風循環オーブン中で1Vの電圧を60μs間印加し、その後16.67msec後の電圧を測定し、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。その値を下記の表2に示す。
[残留DC電圧の評価]
上記で作製した電圧保持率評価用の液晶セルに対し、直流2Vを重畳した30Hz、7.8Vppの矩形波を25℃で100時間印加し、直流電圧を切って1時間後の液晶セル内に残留した電圧(残留DC電圧)をフリッカー消去法により求めた。その値を下記の表2に示す。
[Evaluation of Voltage Holding Ratio]
The voltage holding ratio was measured using a liquid crystal cell for evaluating the voltage holding ratio after UV irradiation. A voltage of 1 V was applied for 60 μs in a hot air circulating oven at 60°C, and the voltage was measured 16.67 msec later, and the voltage holding ratio was calculated as the amount of voltage that could be held. A VHR-1 manufactured by Toyo Corporation was used to measure the voltage holding ratio. The values are shown in Table 2 below.
[Evaluation of Residual DC Voltage]
A 30 Hz, 7.8 Vpp square wave voltage superimposed with a DC voltage of 2 V was applied to the liquid crystal cell for voltage holding ratio evaluation prepared above at 25° C. for 100 hours, and the voltage remaining in the liquid crystal cell (residual DC voltage) after 1 hour from the DC voltage cutoff was measured by the flicker elimination method. The values are shown in Table 2 below.

[残像特性]
上記で作製した残像特性評価用の液晶セルを用いて、4つの画素エリアのうち対角線の2つのエリアに60Hz、20Vp-pの交流電圧を印加し、25℃の温度下で168時間駆動させた。その後、4つの画素エリアすべてを5Vp-pの交流電圧で駆動させ、画素の輝度差を目視で観察した。輝度差がほぼ確認できない状態を良好とし、評価結果を表2に示す。
[Afterimage characteristics]
Using the liquid crystal cell for evaluating image retention characteristics prepared above, an AC voltage of 60 Hz and 20 Vp-p was applied to two diagonal areas of the four pixel areas, and the cell was driven at a temperature of 25°C for 168 hours. After that, all four pixel areas were driven with an AC voltage of 5 Vp-p, and the brightness difference between the pixels was visually observed. A state in which the brightness difference was almost undetectable was considered good, and the evaluation results are shown in Table 2.

[ラビング耐性]
実施例および比較例で得られた液晶配向剤(C-4)、(C-5)、(B-1)、(B-3)、(D-4)、(D-5)を、全面にITO電極が付いたガラス基板のITO面にスピンコートし、70℃のホットプレート上で90秒仮乾燥させた。その後、230℃のIR式オーブンで20分間焼成を行い、膜厚100nmの塗膜を形成させて、液晶配向膜付き基板を得た。この液晶配向膜を、レーヨン布でラビング(ローラー直径:120mm、ローラー回転数:1000rpm、移動速度:20mm/sec、押し込み長:0.6mm)した。本基板を顕微鏡にて観察を行い、膜面にラビングによるスジが見られなかったものを「良好」、スジがみられたものを「不良」として評価し、その結果を表2に示す。
[Rubbing resistance]
The liquid crystal alignment agents (C-4), (C-5), (B-1), (B-3), (D-4), and (D-5) obtained in the examples and comparative examples were spin-coated onto the ITO surface of a glass substrate with an ITO electrode attached to the entire surface, and then temporarily dried on a hot plate at 70 °C for 90 seconds. The substrate was then baked in an IR oven at 230 °C for 20 minutes to form a coating film with a thickness of 100 nm, yielding a substrate with a liquid crystal alignment film. This liquid crystal alignment film was rubbed with a rayon cloth (roller diameter: 120 mm, roller rotation speed: 1000 rpm, movement speed: 20 mm/sec, indentation length: 0.6 mm). The substrate was observed under a microscope, and those with no rubbing streaks on the film surface were rated as "good" and those with streaks were rated as "poor." The results are shown in Table 2.

表2および図1に示されるように、実施例1~8で得られた液晶配向剤(A-1)~(A-3)、(C-1)~(C-5)を用いた透過率の評価結果では、対応する比較例1~8で得られた液晶配向剤(B-1)~(B-3)、(D-1)~(D-5)を用いた透過率の評価結果と比較し、高い透過率の液晶配向膜が得られることが分かる。なお、透過率における1%の差は当技術分野においては顕著な差である。一方、電圧保持率や残留DC電圧、残像特性、ラビング耐性の評価では、それぞれ同程度の特性を有する液晶配向膜が得られることが分かる。 As shown in Table 2 and Figure 1, the transmittance evaluation results using the liquid crystal alignment agents (A-1) to (A-3) and (C-1) to (C-5) obtained in Examples 1 to 8 show that liquid crystal alignment films with higher transmittance can be obtained compared to the transmittance evaluation results using the corresponding liquid crystal alignment agents (B-1) to (B-3) and (D-1) to (D-5) obtained in Comparative Examples 1 to 8. Note that a 1% difference in transmittance is significant in the art. Meanwhile, evaluations of voltage holding ratio, residual DC voltage, afterimage characteristics, and rubbing resistance show that liquid crystal alignment films with similar characteristics can be obtained.

また、前記液晶配向剤(C-1)~(C-3)を用いた液晶表示素子は、液晶配向剤(A-1)~(A-3)を用いた液晶表示素子と比較して、高い電圧保持特性を示した。即ち、ジフェニルアミン骨格を有しないポリイミド溶液(1)を混合することで、高い透過率を有する液晶配向膜が得られると共に、電圧保持率の高い液晶表示素子が得られる。
さらに、前記液晶配向剤(C-4)、(C-5)を用いた液晶表示素子は、良好なラビング耐性を示した。即ち、ジフェニルアミン骨格を有しないポリイミド溶液(2)を混合することで、高い透過率を有する液晶配向膜が得られると共に、良好なラビング耐性を示す液晶表示素子が得られる。
Furthermore, the liquid crystal display elements using the liquid crystal alignment agents (C-1) to (C-3) exhibited higher voltage retention characteristics than the liquid crystal display elements using the liquid crystal alignment agents (A-1) to (A-3). That is, by mixing the polyimide solution (1) that does not have a diphenylamine skeleton, a liquid crystal alignment film having high transmittance can be obtained, and a liquid crystal display element having a high voltage retention ratio can be obtained.
Furthermore, the liquid crystal display elements using the liquid crystal alignment agents (C-4) and (C-5) exhibited good rubbing resistance. That is, by mixing the polyimide solution (2) having no diphenylamine skeleton, a liquid crystal alignment film having high transmittance can be obtained, and a liquid crystal display element exhibiting good rubbing resistance can be obtained.

なお、2020年3月13日に出願された日本特許出願2020-044505号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。 The entire contents of the specification, claims, drawings and abstract of Japanese Patent Application No. 2020-044505, filed on March 13, 2020, are hereby incorporated by reference as part of the disclosure of the specification of the present invention.

Claims (18)

下記式(1)で表される繰り返し単位を有するブロック(b1)と、下記式(2)で表される繰り返し単位を有するブロック(b2)とを有する、ポリイミド前駆体、及び該ポリイミド前駆体をイミド化したポリイミドからなる群から選ばれる少なくとも1種のブロック共重合体を含有するポリイミドワニス。
(Xは下記式(X1-1)~(X1-4)、(X1-7)、(X1-9)、(X1-11)で表される構造からなる群から選ばれる少なくとも1種を表す。Xは下記式(X2)で表される4価の有機基を表す。Yはジフェニルアミン骨格を有しない炭素数3~50の2価の有機基を表す。Yは、ジフェニルアミン骨格を有する2価の有機基を表す。2つのR及びRはそれぞれ独立して水素原子、又は炭素数1~4のアルキル基を表し、2つのZ及びZはそれぞれ独立して水素原子、置換基を有してもよい炭素数1~10のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数2~10のアルケニル基、置換基を有してもよい炭素数2~10のアルキニル基、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を表す。)
(R21~R24は、それぞれ独立して、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、塩素原子又はフェニル基を表す。)
A polyimide varnish containing at least one block copolymer selected from the group consisting of a polyimide precursor having a block (b1) having a repeating unit represented by the following formula (1) and a block (b2) having a repeating unit represented by the following formula (2), and a polyimide obtained by imidizing the polyimide precursor:
( X1 represents at least one selected from the group consisting of structures represented by the following formulas (X1-1) to (X1-4), (X1-7), (X1-9), and (X1-11). X2 represents a tetravalent organic group represented by the following formula (X2). Y1 represents a divalent organic group of 3 to 50 carbon atoms that does not have a diphenylamine skeleton. Y2 represents a divalent organic group that has a diphenylamine skeleton. Two R1s and R2s each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group of 1 to 4 carbon atoms, and two Z1s and Z2s each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group of 1 to 10 carbon atoms that may have a substituent, an alkenyl group of 2 to 10 carbon atoms that may have a substituent, an alkynyl group of 2 to 10 carbon atoms that may have a substituent, a tert-butoxycarbonyl group, or a 9-fluorenylmethoxycarbonyl group.)
(R 21 to R 24 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a chlorine atom, or a phenyl group.)
式(1)において、Yが、下記式(S1)~(S3)で表される構造を有する炭素数3~50の2価の有機基、及び前記式(S1)~(S3)で表される構造を有さない炭素数3~50の2価の有機基からなる群から選ばれる少なくとも1種を表す(但し、前記式(S1)~(S3)で表される構造を有する炭素数3~50の2価の有機基および前記式(S1)~(S3)で表される構造を有さない炭素数3~50の2価の有機基は、ジフェニルアミン骨格を有しない。)、請求項1に記載のポリイミドワニス。
(X及びXは、それぞれ独立して、単結合、-(CH-(aは1~15の整数である。)、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH)-、-NH-、-O-、-COO-、-OCO-又は-((CHa1-Am1-を表す。このうち、a1はそれぞれ独立して1~15の整数であり、Aは、それぞれ独立して、酸素原子又は-COO-を表し、mは1~2である。G及びGは、それぞれ独立して、炭素数6~12の2価の芳香族基及び炭素数3~8の2価の脂環式基から選ばれる2価の環状基を表す。前記環状基上の任意の水素原子は、置換されていてもよい。m及びnはそれぞれ独立して0~3の整数であって、m+nは1~4である。Rは炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のアルコキシ基又は炭素数2~20のアルコキシアルキル基を表し、Rを形成する任意の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい。m、nおよびm1が2以上の場合、複数存在するX、X、G、G、a1、m1およびAは、それぞれ独立して上記定義を有する。)
(Xは、単結合、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH)-、-NH-、-O-、-CHO-、-COO-又は-OCO-を表す。Rは炭素数1~20のアルキル基又は炭素数2~20のアルコキシアルキル基を表し、Rを形成する任意の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい。)
(Xは-CONH-、-NHCO-、-O-、-CHO-、-COO-又は-OCO-を表す。Rはステロイド骨格を有する構造を表す。)
The polyimide varnish according to claim 1, wherein in formula (1), Y 1 represents at least one selected from the group consisting of divalent organic groups having 3 to 50 carbon atoms and having a structure represented by any of the following formulae (S1) to (S3), and divalent organic groups having 3 to 50 carbon atoms and not having a structure represented by any of the following formulae (S1) to (S3) (provided that the divalent organic groups having 3 to 50 carbon atoms and having a structure represented by any of the formulae (S1) to (S3) and the divalent organic groups having 3 to 50 carbon atoms and not having a structure represented by any of the formulae (S1) to (S3) do not have a diphenylamine skeleton).
( X1 and X2 each independently represent a single bond, -( CH2 ) a- (a is an integer of 1 to 15), -CONH-, -NHCO-, -CON( CH3 )-, -NH-, -O-, -COO-, -OCO-, or -(( CH2 ) a1 - A1 ) m1- . In these, a1's each independently represent an integer of 1 to 15, A1 's each independently represent an oxygen atom or -COO-, and m1 is 1 or 2. G1 and G2 each independently represent a divalent cyclic group selected from divalent aromatic groups having 6 to 12 carbon atoms and divalent alicyclic groups having 3 to 8 carbon atoms. Any hydrogen atom on the cyclic group may be substituted. m and n each independently represent an integer of 0 to 3, and m+n is 1 to 4. R 1 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or an alkoxyalkyl group having 2 to 20 carbon atoms, and any hydrogen atom forming R 1 may be substituted with a fluorine atom. When m, n, and m1 are 2 or more, the multiple occurrences of X 1 , X 2 , G 1 , G 2 , a1, m1, and A 1 each independently have the above definition.
( X3 represents a single bond, -CONH-, -NHCO-, -CON( CH3 )-, -NH-, -O-, -CH2O- , -COO- or -OCO-. R2 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an alkoxyalkyl group having 2 to 20 carbon atoms, and any hydrogen atom forming R2 may be substituted with a fluorine atom.)
( X4 represents —CONH—, —NHCO—, —O—, —CH 2 O—, —COO— or —OCO—. R3 represents a structure having a steroid skeleton.)
式(1)において、Yの少なくとも一つが、前記式(S1)~(S3)で表される構造を有する炭素数3~50の2価の有機基を表す、請求項2に記載のポリイミドワニス。 The polyimide varnish according to claim 2, wherein in formula (1), at least one of Y 1 represents a divalent organic group having 3 to 50 carbon atoms and having a structure represented by any one of formulas (S1) to (S3). 式(1)において、Yの少なくとも一つが、前記式(S1)~(S3)で表される構造を有さない炭素数3~50の2価の有機基を表す、請求項2又は3に記載のポリイミドワニス。 4. The polyimide varnish according to claim 2, wherein in formula (1), at least one of Y 1 represents a divalent organic group having 3 to 50 carbon atoms and not having any of the structures represented by formulas (S1) to (S3). 前記式(S1)~(S3)で表される構造を有さない炭素数3~50の2価の有機基が、分子内に窒素含有複素環を有する2価の有機基、ラジカル開始機能を有する2価の有機基、カルボキシル基を有する2価の有機基、基「-N(D)-」(Dはtert-ブトキシカルボニル基を表す。)を有する基、光配向性を有する基、酸素含有複素環を有する2価の有機基、又は炭素数3以上の側鎖基を有しない芳香族ジアミンに由来する2価の有機基を表す、請求項2又は4に記載のポリイミドワニス。 The polyimide varnish according to claim 2 or 4, wherein the divalent organic group having 3 to 50 carbon atoms and not having a structure represented by any of formulas (S1) to (S3) is a divalent organic group having a nitrogen-containing heterocycle in the molecule, a divalent organic group having radical initiation functionality, a divalent organic group having a carboxyl group, a group having the group "-N(D)-" (D represents a tert-butoxycarbonyl group), a group having photoalignment properties, a divalent organic group having an oxygen-containing heterocycle, or a divalent organic group derived from an aromatic diamine that does not have a side chain group having 3 or more carbon atoms. 式(2)において、Xが、下記式(X2-1)~(X2-4)で表される構造からなる群から選ばれる少なくとも1種を表す、請求項1~5のいずれか一項に記載のポリイミドワニス。
The polyimide varnish according to any one of claims 1 to 5, wherein in formula (2), X2 represents at least one selected from the group consisting of structures represented by the following formulas (X2-1) to (X2-4):
式(2)において、Yが、下記式(d2)で表される構造を表す、請求項1~6のいずれか一項に記載のポリイミドワニス。
(Aは、単結合、-NR-(Rは水素原子又は1価の有機基を表す。)、-O-、-C(=O)-、-C(=O)NR-(Rは水素原子又は1価の有機基を表す。)、-C(=O)O-、又は2価の有機基を表す。R、Rは、それぞれ独立して水素原子又は1価の有機基を表す。nが2の場合、複数存在するAおよびRは、それぞれ独立して上記定義を有する。)
The polyimide varnish according to any one of claims 1 to 6, wherein in formula (2), Y 2 represents a structure represented by the following formula (d2):
(A 1 represents a single bond, —NR— (R represents a hydrogen atom or a monovalent organic group), —O—, —C(═O)—, —C(═O)NR— (R represents a hydrogen atom or a monovalent organic group), —C(═O)O—, or a divalent organic group. R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group. When n is 2, multiple A 1s and R 2s each independently have the above definition.)
ブロック共重合体1分子あたりの、式(1)で表される繰り返し単位の合計モル数と式(2)で表される繰り返し単位の合計モル数の比が、1:9~9:1である、請求項1~7のいずれか一項に記載のポリイミドワニス。 The polyimide varnish according to any one of claims 1 to 7, wherein the ratio of the total number of moles of repeating units represented by formula (1) to the total number of moles of repeating units represented by formula (2) per molecule of the block copolymer is 1:9 to 9:1. 下記式(3)で表される繰り返し単位を有するポリイミド前駆体、及び該ポリイミド前駆体をイミド化したポリイミドからなる群から選ばれる少なくとも1種の重合体(P)をさらに含有する、請求項1~8のいずれか1項に記載のポリイミドワニス。
(Xはテトラカルボン酸二無水物に由来する4価の有機基を表す。Yはジフェニルアミン骨格を有しない炭素数3~50の2価の有機基を表す。R、Zは、式(1)のR、Zと同義である。2つ存在するRおよびZは、それぞれ独立して上記定義を有する。)
The polyimide varnish according to any one of claims 1 to 8, further comprising at least one polymer (P) selected from the group consisting of a polyimide precursor having a repeating unit represented by the following formula (3) and a polyimide obtained by imidizing the polyimide precursor:
( X3 represents a tetravalent organic group derived from a tetracarboxylic dianhydride. Y3 represents a divalent organic group having 3 to 50 carbon atoms and not having a diphenylamine skeleton. R3 and Z3 are synonymous with R1 and Z1 in formula (1). Two R3s and two Z3s each independently have the above definition.)
前記重合体(P)は、ジフェニルアミン骨格を有しない、請求項9に記載のポリイミドワニス。 The polyimide varnish according to claim 9, wherein the polymer (P) does not have a diphenylamine skeleton. 請求項1~10のいずれか1項で記載されたポリイミドワニスの製造方法であって、
下記式(1-T)で表されるテトラカルボン酸二無水物又はその誘導体を含むテトラカルボン酸成分と下記式(1-D)で表されるジアミンを含むジアミン成分とを反応させて、ブロック(b1)を得る工程(I)と、
ブロック(b1)に、下記式(2-T)で表されるテトラカルボン酸二無水物又はその誘導体を含むテトラカルボン酸成分と下記式(2-D)で表されるジアミンを含むジアミン成分とを加えて、反応させて、ブロック(b1)とブロック(b2)とを有するポリイミド前駆体を得る工程(II)と、
を有する、ポリイミドワニスの製造方法。
(X、X、Y、Yは、式(1)及び(2)で定義されたものと同じである。)
A method for producing the polyimide varnish according to any one of claims 1 to 10,
a step (I) of reacting a tetracarboxylic acid component containing a tetracarboxylic acid dianhydride represented by the following formula (1-T) or a derivative thereof with a diamine component containing a diamine represented by the following formula (1-D) to obtain a block (b1);
a step (II) of adding a tetracarboxylic acid component containing a tetracarboxylic dianhydride represented by the following formula (2-T) or a derivative thereof and a diamine component containing a diamine represented by the following formula (2-D) to the block (b1) and reacting them to obtain a polyimide precursor having the block (b1) and the block (b2);
A method for producing a polyimide varnish comprising the steps of:
(X 1 , X 2 , Y 1 , and Y 2 are the same as defined in formulas (1) and (2).)
前記工程(II)における反応温度が、前記工程(I)における反応温度よりも低い温度である、請求項11に記載のポリイミドワニスの製造方法。 The method for producing a polyimide varnish according to claim 11, wherein the reaction temperature in step (II) is lower than the reaction temperature in step (I). 請求項1~10のいずれか1項で記載されたポリイミドワニスの製造方法であって、
下記式(1-T)で表されるテトラカルボン酸二無水物又はその誘導体を含むテトラカルボン酸成分と下記式(1-D)で表されるジアミンを含むジアミン成分とを反応させて、ブロック(b1)を得る工程(III)と、
下記式(2-T)で表されるテトラカルボン酸二無水物又はその誘導体を含むテトラカルボン酸成分と下記式(2-D)で表されるジアミンを含むジアミン成分とを反応させて、ブロック(b2)を得る工程(IV)と、
前記工程(III)で得られたブロック(b1)と前記工程(IV)で得られたブロック(b2)とをカップリングさせて、ブロック(b1)とブロック(b2)とを有するポリイミド前駆体を得る工程(V)と、
を有する、ポリイミドワニスの製造方法。
(X、X、Y、Yは、式(1)及び(2)で定義されたものと同じである。)
A method for producing the polyimide varnish according to any one of claims 1 to 10,
a step (III) of reacting a tetracarboxylic acid component containing a tetracarboxylic dianhydride represented by the following formula (1-T) or a derivative thereof with a diamine component containing a diamine represented by the following formula (1-D) to obtain a block (b1);
a step (IV) of reacting a tetracarboxylic acid component containing a tetracarboxylic acid dianhydride represented by the following formula (2-T) or a derivative thereof with a diamine component containing a diamine represented by the following formula (2-D) to obtain a block (b2);
a step (V) of coupling the block (b1) obtained in the step (III) with the block (b2) obtained in the step (IV) to obtain a polyimide precursor having the block (b1) and the block (b2);
A method for producing a polyimide varnish comprising the steps of:
(X 1 , X 2 , Y 1 , and Y 2 are the same as defined in formulas (1) and (2).)
前記工程(IV)における反応温度が、前記工程(III)における反応温度よりも低い温度である、請求項13に記載のポリイミドワニスの製造方法。 The method for producing a polyimide varnish according to claim 13, wherein the reaction temperature in step (IV) is lower than the reaction temperature in step (III). 請求項1~10のいずれか1項に記載のポリイミドワニスから得られる液晶配向剤。 A liquid crystal alignment agent obtained from the polyimide varnish described in any one of claims 1 to 10. 請求項15に記載の液晶配向剤を用いて形成される液晶配向膜。 A liquid crystal alignment film formed using the liquid crystal alignment agent described in claim 15. 請求項16に記載の液晶配向膜を具備する液晶表示素子。 A liquid crystal display element comprising the liquid crystal alignment film according to claim 16. 請求項15に記載の液晶配向剤を、導電膜を有する一対の基板上に塗布して塗膜を形成し、液晶分子の層を介して前記塗膜が相対するように対向配置して液晶セルを形成し、前記一対の基板の有する導電膜間に電圧を印加した状態で前記液晶セルに光照射する液晶表示素子の製造方法。 A method for manufacturing a liquid crystal display element, comprising: applying the liquid crystal aligning agent according to claim 15 onto a pair of substrates having conductive films to form coating films; arranging the coating films so as to face each other with a layer of liquid crystal molecules interposed therebetween to form a liquid crystal cell; and irradiating the liquid crystal cell with light while applying a voltage between the conductive films of the pair of substrates.
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