JP2000305088A - Liquid crystal aligning agent and liquid crystal alignment film - Google Patents

Liquid crystal aligning agent and liquid crystal alignment film

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JP2000305088A
JP2000305088A JP11506799A JP11506799A JP2000305088A JP 2000305088 A JP2000305088 A JP 2000305088A JP 11506799 A JP11506799 A JP 11506799A JP 11506799 A JP11506799 A JP 11506799A JP 2000305088 A JP2000305088 A JP 2000305088A
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JP
Japan
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liquid crystal
alignment film
bis
polyimide
solvent
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Japanese (ja)
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Tomohiko Yamamoto
智彦 山本
Toru Murakami
徹 村上
Hiroaki Yamaguchi
裕章 山口
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Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain good aligning property of a liquid crystal with low surface tension by preparing a polyimide having a specified recurring unit by imide of a polyimide precursor and forming an alignment film having crystallinity on a substrate. SOLUTION: The polyimide prepared by imidization of a polyimide precursor has the recurring unit expressed by the formula, and the alignment film formed on a substrate has crystallinity. In the formula, n is any integer. The polyimide precursor is preferably obtd. by polymerizing 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic acid dianhydride and 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene in a solvent. As for the solvent used for the polymn., an org. solvent can be used, and for example, N,N-dimethylformamide and N,N-dimethylacetoamide can be used. The liquid crystal aligning agent is prepared from the polymn. liquid containing the polyimide precursor as it is, or preferably prepared by adding an org. solvent or a poor solvent to the polymn. liquid to control the viscosity of the solvent to 0.1 to 10 poise.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、新規な液晶配向剤
およびそれを使用した液晶配向膜に関する。さらに詳し
くは、低表面張力で、液晶配向性が良好で、アニ−ル処
理後のプレティルト角の保持率が高い液晶配向膜を形成
することができるポリイミド系の液晶配向剤およびそれ
を使用した液晶配向膜に関する。
The present invention relates to a novel liquid crystal aligning agent and a liquid crystal aligning film using the same. More specifically, a polyimide-based liquid crystal alignment agent capable of forming a liquid crystal alignment film having a low surface tension, good liquid crystal alignment properties, and a high pretilt angle retention after annealing treatment, and a liquid crystal using the same. It relates to an alignment film.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ポリイミド系液晶配向剤としては
種々提案されており、例えば特開平9−258229号
公報に記載されたラビング傷のつきにくい液晶配向膜を
形成することができる液晶配向剤、特開平9−2581
58号公報公報に記載された下地の平坦化処理を必要と
しない液晶配向剤、あるいは特開平9−241646号
公報に記載された液晶表示素子において電圧の印加を解
除してからの残像が消去されるまでの時間が短い液晶配
向膜を形成し得る液晶配向剤が知られている。そして、
液晶配向剤の表面張力が低いほど液晶配向膜が高いプレ
ティルト角を示し、プレティルト角は2°以上であるこ
とが必要とされる。
2. Description of the Related Art Hitherto, various polyimide-based liquid crystal aligning agents have been proposed, for example, a liquid crystal aligning agent described in JP-A-9-258229, which can form a liquid crystal alignment film which is hard to be rubbed. JP-A-9-2581
No. 58, a liquid crystal aligning agent which does not require a flattening treatment of a base, or a liquid crystal display element described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-241646, which erases an afterimage after releasing the application of voltage. Liquid crystal alignment agents capable of forming a liquid crystal alignment film having a short time to complete are known. And
The lower the surface tension of the liquid crystal aligning agent, the higher the pretilt angle of the liquid crystal alignment film, and the pretilt angle needs to be 2 ° or more.

【0003】しかし、上記の特開平9−258158号
公報に記載された液晶配向剤はテトラカルボン酸成分と
して3環以上の多環の芳香族テトラカルボン酸二無水物
を反応させる必要があり、特開平9−258158号公
報に記載された液晶配向剤はポリアミド酸とフェノ−ル
樹脂とを併用する必要があり、また特開平9−2416
46号公報に記載された液晶配向剤はジアミン化合物と
して脂環族の多環ジアミンを反応させる必要があり、い
ずれも実用的ではない。また、液晶配向膜のプレティル
ト角が大きくても、アニ−ル処理後のプレティルト角が
大幅に低下するものが多い。
However, the liquid crystal aligning agent described in JP-A-9-258158 requires the reaction of a polycyclic aromatic tetracarboxylic dianhydride having three or more rings as a tetracarboxylic acid component. The liquid crystal aligning agent described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-258158 requires a combination use of a polyamic acid and a phenol resin.
The liquid crystal aligning agent described in JP-A No. 46 needs to react an alicyclic polycyclic diamine as a diamine compound, and none of them is practical. In addition, even if the pretilt angle of the liquid crystal alignment film is large, the pretilt angle after annealing is often greatly reduced.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、低表面張力
で、液晶配向性の良好な液晶配向膜を形成することがで
き、アニ−ル処理後のプレティルト角の保持率が高い液
晶配向剤およびそれを使用した液晶配向膜を提供するこ
とにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a liquid crystal aligning agent capable of forming a liquid crystal alignment film having a low surface tension and a good liquid crystal alignment, and having a high pretilt angle retention after annealing. And to provide a liquid crystal alignment film using the same.

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

【0005】本発明は、3,3’,4,4’−ビフェニ
ルテトラカルボン酸二無水物と1,3−ビス(4−アミ
ノフェノキシ)ベンゼンとを重合させて得られるポリイ
ミド前駆体を有機溶媒中に含有してなり、該ポリイミド
前駆体をイミド化したポリイミドが下記式(1)
According to the present invention, a polyimide precursor obtained by polymerizing 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene is used as an organic solvent. Contained in the polyimide, the polyimide obtained by imidizing the polyimide precursor is represented by the following formula (1)

【0006】[0006]

【化2】 (式中、nは任意の整数を示す。)で表される繰り返し
単位を有し、基板上に形成した配向膜が結晶性を有する
液晶配向剤に関する。また、本発明は、基板上に形成し
た配向膜が結晶性を有し、アニ−ル処理後のプレティル
ト角が平均で2°以上でかつその保持率(アニ−ル処理
前のプレティルト角に対する割合で示す)が平均で70
%以上である液晶配向剤に関し、さらに本発明は、前記
の液晶配向剤を使用して得られる液晶配向膜に関する。
Embedded image (In the formula, n represents an arbitrary integer.) The present invention relates to a liquid crystal alignment agent having an alignment film formed on a substrate and having crystallinity. Further, according to the present invention, the alignment film formed on the substrate has crystallinity, the pretilt angle after the annealing treatment is 2 ° or more on average, and the retention (the ratio to the pretilt angle before the annealing treatment) On average) is 70 on average
%, And the present invention further relates to a liquid crystal alignment film obtained using the above liquid crystal alignment agent.

【0007】本発明におけるポリイミド前駆体は、好適
には3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸
二無水物と1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベン
ゼンとを溶媒中で重合させることによって得られる。
The polyimide precursor in the present invention is preferably prepared by polymerizing 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene in a solvent. It is obtained by doing.

【0008】前記の3,3’,4,4’−ビフェニルテ
トラカルボン酸二無水物の一部、好適には50モル%未
満、特に20モル%以下、その中でも特に10モル%以
下を他の芳香族テトラカルボン酸二無水物や脂環族テト
ラカルボン酸二無水物などの他のテトラカルボン酸二無
水物で置き換えてもよい。また、前記の1,3−ビス
(4−アミノフェノキシ)ベンゼンの一部、好適には5
0モル%未満、特に20モル%以下、その中でも特に1
0モル%以下を他の芳香族ジアミンや脂環族系ジアミン
などの他のジアミンで置き換えてもよい。
[0008] A part of the 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, preferably less than 50 mol%, especially 20 mol% or less, and especially 10 mol% or less, It may be replaced with another tetracarboxylic dianhydride such as an aromatic tetracarboxylic dianhydride or an alicyclic tetracarboxylic dianhydride. Also, part of the above-mentioned 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, preferably 5
Less than 0 mol%, especially 20 mol% or less, and especially 1
0 mol% or less may be replaced with another diamine such as another aromatic diamine or alicyclic diamine.

【0009】前記の他のテトラカルボン酸二無水物とし
ては、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン
酸二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェ
ニル)プロパン二無水物、2,2−ビス(2,3−ジカ
ルボキシフェニル)プロパン二無水物、ビス(3,4−
ジカルボキシフェニル)エ−テル二無水物、ビス(2,
3−ジカルボキシフェニル)エ−テル二無水物、3,
3’,4、4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無
水物、2,2’,3,3’−ベンゾフェノンテトラカル
ボン酸二無水物、4,4−(p−フェニレンジオキシ)
ジフタル酸二無水物、4,4−(m−フェニレンジオキ
シ)ジフタル酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、
1,2,5,6−ナフタレンジカルボン酸二無水物、
1,4,5,8−ナフタレンジカルボン酸二無水物、
2,3,6,7−ナフタレンジカルボン酸二無水物、
1,2,3,4−ベンゼンテトラカルボン酸二無水
物、、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二
無水物、2,3,6,7−アントラセンテトラカルボン
酸二無水物、1,2,7,8−フェナントレンテトラカ
ルボン酸二無水物、エチレンテトラカルボン酸二無水
物、ブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタン
テトラカルボン酸二無水物、シクロヘキサンテトラカル
ボン酸二無水物、1,1−ビス(2,3−ジカルボキシ
フェニル)エタン二無水物、ビス(2,3−ジカルボキ
シフェニル)メタン二無水物、ビス(3,4−ジカルボ
キシフェニル)メタン二無水物などが挙げられる。これ
らのテトラカルボン酸二無水物は、単独あるいは二種以
上混合して用いることができる。
The other tetracarboxylic dianhydrides include 2,3,3 ', 4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane dianhydride. Anhydride, 2,2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, bis (3,4-
Dicarboxyphenyl) ether dianhydride, bis (2,
3-dicarboxyphenyl) ether dianhydride, 3,
3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 2,2 ′, 3,3′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 4,4- (p-phenylenedioxy)
Diphthalic dianhydride, 4,4- (m-phenylenedioxy) diphthalic dianhydride, pyromellitic dianhydride,
1,2,5,6-naphthalenedicarboxylic dianhydride,
1,4,5,8-naphthalenedicarboxylic dianhydride,
2,3,6,7-naphthalenedicarboxylic dianhydride,
1,2,3,4-benzenetetracarboxylic dianhydride, 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-anthracenetetracarboxylic dianhydride, 1 , 2,7,8-phenanthrenetetracarboxylic dianhydride, ethylene tetracarboxylic dianhydride, butanetetracarboxylic dianhydride, cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, 1, 1-bis (2,3-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, bis (2,3-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) methane dianhydride and the like can be mentioned. . These tetracarboxylic dianhydrides can be used alone or in combination of two or more.

【0010】前記の他のジアミンとしては、ジアミノシ
クロヘキサン、ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、
ビシクロヘキシルジアミン、2,2−ビス(3−アミノ
シクロヘキシル)プロパン、2,2−ビス(4−アミノ
シクロヘキシル)プロパン、ビス(3−メチル−4−ア
ミノシクロヘキシル)メタン、 キシリレンジアミン、
ジアミノジフェニルエ−テル、ジアミノベンゾフェノ
ン、ジアミノジフェニルメタン、2,2−ビス(3−ア
ミノフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−アミノフ
ェニル)プロパン、2,2−ビス[4−(3−アミノフ
ェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−
(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2
−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]−
1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、
2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニ
ル]−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパ
ン、1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、
1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,
3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’
−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’
−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4
−(3−アミノフェノキシ)フェニル]ケトン、ビス
[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ケトン、ビ
ス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]エ−テ
ル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エ
−テルなどが挙げられる。これらのジアミンは、単独あ
るいは二種以上混合して用いることができる。特に、本
発明の液晶配向剤において、本発明の効果を損なわない
範囲で液晶配向膜と基板表面との接着性を向上させるた
めに、ビス(γ−アミノプロピル)テトラメチルジシロ
キサンなどのジアミノジシロキサンをジアミン中1−1
0モル%程度含有させてもよい。
The other diamines include diaminocyclohexane, bis (aminomethyl) cyclohexane,
Bicyclohexyldiamine, 2,2-bis (3-aminocyclohexyl) propane, 2,2-bis (4-aminocyclohexyl) propane, bis (3-methyl-4-aminocyclohexyl) methane, xylylenediamine,
Diaminodiphenyl ether, diaminobenzophenone, diaminodiphenylmethane, 2,2-bis (3-aminophenyl) propane, 2,2-bis (4-aminophenyl) propane, 2,2-bis [4- (3-amino Phenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4-
(4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2
-Bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl]-
1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane,
2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 1,4-bis (3-aminophenoxy) benzene,
1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,
3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 4,4 ′
-Bis (3-aminophenoxy) biphenyl, 4,4 '
-Bis (4-aminophenoxy) biphenyl, bis [4
-(3-aminophenoxy) phenyl] ketone, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ketone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ether, bis [4- (4-aminophenoxy) ) Phenyl] ether and the like. These diamines can be used alone or in combination of two or more. In particular, in the liquid crystal aligning agent of the present invention, in order to improve the adhesion between the liquid crystal aligning film and the substrate surface as long as the effect of the present invention is not impaired, diaminodiamine such as bis (γ-aminopropyl) tetramethyldisiloxane is used. Siloxane in diamine 1-1
You may make it contain about 0 mol%.

【0011】上記テトラカルボン酸二無水物成分とジア
ミン成分との割合は、テトラカルボン酸二無水物成分に
対して、ジアミン成分をモル比で0.9−1.1の範囲
内で用いることができる。この範囲外でポリイミド前駆
体を製造した場合には、得られるポリイミドの機械的強
度が著しく低下する。特に0.95−1.05の範囲内
で使用することが望ましい。このとき、得られるポリイ
ミドの対数粘度(ηinh)は0.1−2.0の範囲内
となる。
The ratio of the tetracarboxylic dianhydride component to the diamine component is such that the diamine component is used in a molar ratio of 0.9 to 1.1 with respect to the tetracarboxylic dianhydride component. it can. When a polyimide precursor is produced outside this range, the mechanical strength of the resulting polyimide is significantly reduced. In particular, it is desirable to use within the range of 0.95 to 1.05. At this time, the logarithmic viscosity (ηinh) of the obtained polyimide is in the range of 0.1 to 2.0.

【0012】前記の重合に際して、置換または未置換の
イミダゾ−ル、ピラゾ−ル、ベンズイミダゾ−ル、ピリ
ジン、キノリン、ピリミジン、ピラジン、p−ヒドロキ
シ安息香酸、m−ヒドロキシ安息香酸、p−ヒドロキシ
フェニル酢酸、p−ヒドロキシベンゼンスルホン酸、な
どの添加剤を加えると、重合度を増大させることができ
る。これらの添加剤の使用量は芳香族テトラカルボン酸
二無水物1モル当たり、0.01−4.0モル、好まし
くは0.02−2.0モルである。
In the above polymerization, substituted or unsubstituted imidazole, pyrazole, benzimidazole, pyridine, quinoline, pyrimidine, pyrazine, p-hydroxybenzoic acid, m-hydroxybenzoic acid, p-hydroxyphenyl Addition of additives such as acetic acid and p-hydroxybenzenesulfonic acid can increase the degree of polymerization. The use amount of these additives is 0.01 to 4.0 mol, preferably 0.02 to 2.0 mol, per 1 mol of the aromatic tetracarboxylic dianhydride.

【0013】前記の重合の際に使用する溶媒としては、
この発明において使用する有機溶媒を使用することがで
きる。この発明において使用する有機溶媒としては、
N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセ
トアミド、N,N−ジメチルメトキシアセトアミド、N
−メチル−2−ピロリドンなどが挙げられる。これらの
溶媒は単独あるいは二種以上混合して用いることができ
る。有機溶媒の使用量には特に制限はないが、生成する
ポリイミド前駆体の含量が3−20重量%程度とするこ
とが好ましい。さらに、液晶配向膜の均一性向上のため
に、γ−ブチロラクトン、ブチルセロソルブ、プロピレ
ングリコ−ルアルキルエ−テル類、ジグライム、トリグ
ライム、テトラリン、キシリレン、カルビト−ル類等の
貧溶媒を全有機溶媒中1−30%程度含有させてもよ
い。
As the solvent used in the above polymerization,
The organic solvent used in the present invention can be used. As the organic solvent used in the present invention,
N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylmethoxyacetamide, N
-Methyl-2-pyrrolidone and the like. These solvents can be used alone or in combination of two or more. The amount of the organic solvent used is not particularly limited, but the content of the produced polyimide precursor is preferably about 3 to 20% by weight. Further, in order to improve the uniformity of the liquid crystal alignment film, a poor solvent such as γ-butyrolactone, butyl cellosolve, propylene glycol alkyl ethers, diglyme, triglyme, tetralin, xylylene, carbitol, etc. You may make it contain about 30%.

【0014】本発明の液晶配向剤は、前記のポリイミド
前駆体を含む重合液をそのままあるいは重合液に前記有
機溶媒のいずれかあるいは貧溶媒を加えて、溶液の粘度
が0.1−10ポイズ程度のものとして得ることが好ま
しい。
The liquid crystal aligning agent of the present invention has a viscosity of about 0.1 to 10 poise when the polymerization solution containing the polyimide precursor is used as it is or when one of the organic solvents or a poor solvent is added to the polymerization solution. Preferably, it is obtained as

【0015】上記の液晶配向剤は、好適には基板上に形
成した配向膜が結晶性を有し、アニ−ル処理後、条件:
120℃で30分アニ−ル処理後プレティルト角が平均
で2°以上でかつその保持率が平均で70%以上であ
る。
The above-mentioned liquid crystal aligning agent is preferably such that the alignment film formed on the substrate has crystallinity, and after the annealing treatment, the conditions are as follows:
After the annealing treatment at 120 ° C. for 30 minutes, the pretilt angle is 2 ° or more on average and the retention is 70% or more on average.

【0016】本発明の液晶配向剤を使用して液晶配向膜
および液晶表示素子を得るには、例えば次の方法によっ
て行うことができる。 (1)ITO電極などの透明導電膜が設けられているガ
ラス基板などの基板の一面に本発明の液晶配向剤を例え
ばスピンナ−法により塗布し、次いで塗膜を加熱するこ
とにより有機溶媒を除去し、イミド化してポリイミド膜
を形成する。基板表面および透明導電膜に対するポリイ
ミド膜の接着性を良好にする目的で、例えばアミノシラ
ン系カップリング剤などのカップリング剤を予め塗布す
ることもできる。 (2)基板表面に形成されたポリイミド膜表面を、例え
ば、ナイロンやポリエステル等の布を巻き付けたロ−ル
を回転させてラビング処理を行う。ラビング処理する方
法以外には、一軸延伸法、ラングミュア・ブロジェット
法等により液晶配向膜を形成することもできる。 (3)上記のようにして液晶配向膜を形成した基板を2
枚作成し、例えば、各々の配向処理方向が直交となるよ
うに2枚の基板を間隙(セルギャップ)を介して対向配
置する。2枚の基板の周辺部をエポキシ樹脂などの封止
剤により封止し、セルギャップ内に液晶を注入充填して
液晶表示素子を製造することができる。
In order to obtain a liquid crystal alignment film and a liquid crystal display element using the liquid crystal alignment agent of the present invention, for example, the following method can be used. (1) The liquid crystal aligning agent of the present invention is applied to one surface of a substrate such as a glass substrate provided with a transparent conductive film such as an ITO electrode by, for example, a spinner method, and then the organic solvent is removed by heating the coating. Then, it is imidized to form a polyimide film. For the purpose of improving the adhesiveness of the polyimide film to the substrate surface and the transparent conductive film, a coupling agent such as an aminosilane-based coupling agent can be applied in advance. (2) A rubbing process is performed on the surface of the polyimide film formed on the substrate surface by rotating a roll around which a cloth such as nylon or polyester is wound. In addition to the rubbing method, the liquid crystal alignment film can be formed by a uniaxial stretching method, a Langmuir-Blodgett method, or the like. (3) The substrate on which the liquid crystal alignment film was formed as described above
Two substrates are prepared and, for example, two substrates are arranged to face each other with a gap (cell gap) therebetween so that the respective alignment processing directions are orthogonal to each other. A peripheral portion of the two substrates is sealed with a sealing agent such as an epoxy resin, and a liquid crystal is injected and filled in a cell gap to manufacture a liquid crystal display element.

【0017】前記の塗膜を加熱して有機溶媒を除去し、
イミド化してポリイミド膜を形成する際に、50−10
0℃で1−30分、次いで150−200℃で1−30
分、さらに250−300℃で1−30分程度加熱する
多段加熱によって行うことが好ましい。
The above coating film is heated to remove the organic solvent,
50-10 when imidizing to form a polyimide film
1-30 minutes at 0 ° C, then 1-30 minutes at 150-200 ° C
It is preferable to perform the heating by multi-stage heating at 250-300 ° C. for about 1-30 minutes.

【0018】[0018]

【実施例】以下、実施例により、本発明について詳細説
明する。 合成例1 攪拌機を備え、窒素置換した500mlの三つ口フラス
コに、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン
8.7708g(0.03モル)およびN−メチル−2
−ピロリドン313g(最終的に固形分濃度が5重量%
となる量)を入れ、室温で攪拌溶解させた。これに3,
3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物
8.8266g(0.03モル)を徐々に加え、室温で
5時間撹拌を続けた。この間反応時間の経過とともにポ
リアミック酸反応液の粘度は上昇していき、5時間攪拌
を行った時の重合液の粘度は0.4ポイズ(室温)に達
した。この重合液を液晶配向剤1とする。
The present invention will be described below in detail with reference to examples. Synthesis Example 1 In a 500 ml three-necked flask equipped with a stirrer and purged with nitrogen, 8.7708 g (0.03 mol) of 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene and N-methyl-2 were added.
313 g of pyrrolidone (final solid content of 5% by weight)
Was added and stirred and dissolved at room temperature. To this,
8.8266 g (0.03 mol) of 3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride was gradually added, and stirring was continued at room temperature for 5 hours. During this time, the viscosity of the polyamic acid reaction liquid increased with the elapse of the reaction time, and the viscosity of the polymerization liquid when stirring for 5 hours reached 0.4 poise (room temperature). This polymerization liquid is referred to as a liquid crystal aligning agent 1.

【0019】合成例2 1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼンに代え
て2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニ
ル]プロパンを12.3156g(0.03モル)使用
し、N−メチル−2−ピロリドンの量を380gに変え
た他は合成例1と同様にして、粘度が0.4ポイズの重
合液を得た。この重合液を液晶配向剤2とする。
Synthesis Example 2 In place of 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 12.2156 g (0.03 mol) of 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane was used. A polymerization liquid having a viscosity of 0.4 poise was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the amount of N-methyl-2-pyrrolidone was changed to 380 g. This polymerization liquid is used as a liquid crystal aligning agent 2.

【0020】実施例1 合成例1で得られた液晶配向剤1をスピンコ−トにより
4000rpmで30秒の条件下、ITOガラス基板上
に塗布して被膜を形成し、熱風乾燥機中で80℃から2
50℃に段階的に昇温させて熱処理した。次いでラビン
グ処理[E.H.C.社製、RM−300H、ステ−ジ
200rpm(0.5cm/秒)、ロ−ラ−500rp
m]して液晶配向膜を形成した。次いでラビング処理面
に液晶(メルク社製、K15)を滴下した。また、液晶
が薄膜状に展開するまでの時間を測定したところ15分
であった。別途、この配向形成と同様の操作によってガ
ラス板上にポリイミド膜を形成し、ポリイミドが結晶性
を有することをX線回折により確認した。
Example 1 The liquid crystal aligning agent 1 obtained in Synthesis Example 1 was applied on an ITO glass substrate by spin coating at 4000 rpm for 30 seconds to form a film, and the film was formed in a hot air drier at 80 ° C. From 2
The temperature was raised stepwise to 50 ° C. and heat treatment was performed. Then, a rubbing treatment [E. H. C. RM-300H, Stage 200 rpm (0.5 cm / sec), Roller 500 rpm
m] to form a liquid crystal alignment film. Next, liquid crystal (K15, manufactured by Merck) was dropped on the rubbed surface. The time required for the liquid crystal to develop into a thin film was measured to be 15 minutes. Separately, a polyimide film was formed on a glass plate by the same operation as the orientation formation, and it was confirmed by X-ray diffraction that the polyimide had crystallinity.

【0021】実施例2 合成例1で得られた液晶配向剤1をスピンコ−トにより
4000rpmで30秒の条件下、ITOガラス基板上
に塗布して被膜を形成し、熱風乾燥機中で80℃から2
50℃に段階的に昇温させて熱処理した。次いでラビン
グ処理[E.H.C.社製、RM−300H、ステ−ジ
200rpm(0.5cm/秒)、ロ−ラ−500rp
m]して液晶配向膜を形成した。同様にもう1枚のIT
Oガラス基板上に液晶配向膜を形成した。これら2枚の
基板をアンチパラレル方向に重ね、紫外線硬化型樹脂
(ノルランド社製、NOA65)にスペ−サ(住田光学
ガラス社製、直径25μm)を混ぜ合わせたものを基板
の4隅に塗り紫外線により硬化させた。これに液晶(メ
ルク社製、K15)を40℃に加熱し、相転移させて毛
細管現象により注入してセル(液晶表示素子)を作成し
た。同様な処理を行ってセル5個を作成した。これら5
つのセルについてプレティルト角をクリスタルロ−テ−
ション法により求めたところ、平均3.1°であった。
さらに、5つのセルを120℃で30分間アニ−ル処理
した後のプレティルト角は、平均2.5°であった。
Example 2 The liquid crystal aligning agent 1 obtained in Synthesis Example 1 was applied on an ITO glass substrate by spin coating at 4000 rpm for 30 seconds to form a film, and the film was formed at 80 ° C. in a hot air drier. From 2
The temperature was raised stepwise to 50 ° C. and heat treatment was performed. Then, a rubbing treatment [E. H. C. RM-300H, Stage 200 rpm (0.5 cm / sec), Roller 500 rpm
m] to form a liquid crystal alignment film. Similarly, another IT
A liquid crystal alignment film was formed on an O glass substrate. These two substrates are stacked in the anti-parallel direction, and a mixture of a UV-curable resin (NOA65, manufactured by Norland) and a spacer (25 μm in diameter, manufactured by Sumita Optical Glass Co., Ltd.) is applied to the four corners of the substrate, And cured. A liquid crystal (K15, manufactured by Merck) was heated to 40 ° C., phase-transformed, and injected by capillary action to form a cell (liquid crystal display element). A similar process was performed to create five cells. These 5
Pretilt angle for one cell
As a result, the average was 3.1 °.
Furthermore, the pretilt angle after annealing the five cells at 120 ° C. for 30 minutes was an average of 2.5 °.

【0022】実施例3 ラビング処理条件のうち、ロ−ラ−の条件を500rp
mから100rpm、300rpm、あるいは700r
pmに変えた他は実施例2と同様にして、液晶配向膜お
よびセル(液晶表示素子)を作成した。いずれの場合
も、セルのプレティルト角が3.1°以上であった。
Example 3 Of the rubbing treatment conditions, the condition of the roller was set to 500 rpm.
m to 100rpm, 300rpm or 700r
A liquid crystal alignment film and a cell (liquid crystal display element) were prepared in the same manner as in Example 2 except that the value was changed to pm. In each case, the pretilt angle of the cell was 3.1 ° or more.

【0023】比較例1 液晶配向剤1に代えて、合成例2で得られた液晶配向剤
2を使用した他は実施例2と同様に実施してセルを作成
した。液晶が薄膜状に展開するまでの時間を測定したと
ころ45分であった。5つのセルについてプレティルト
角をクリスタルロ−テ−ション法により求めたところ、
平均6.8°であった。さらに、セルを120℃で30
分間アニ−ル処理した後の配向状態を観察したところ、
無配向状態となっておりセル作成時の配向状態は保持さ
れなかった。5つのセルを120℃で30分間アニ−ル
処理した後のプレティルト角は、平均0.7°であっ
た。別途、この配向形成と同様の操作によってガラス板
上にポリイミド膜を形成し、ポリイミドが結晶性を示さ
ないことがX線回折により確認された。
Comparative Example 1 A cell was prepared in the same manner as in Example 2 except that the liquid crystal aligning agent 2 obtained in Synthesis Example 2 was used instead of the liquid crystal aligning agent 1. It was 45 minutes when the time required for the liquid crystal to develop into a thin film was measured. When the pretilt angles of the five cells were determined by the crystal rotation method,
The average was 6.8 °. In addition, the cell was heated
After observing the alignment state after annealing for 5 minutes,
It was in a non-oriented state, and the oriented state at the time of cell preparation was not maintained. The average pretilt angle after annealing the five cells at 120 ° C. for 30 minutes was 0.7 °. Separately, a polyimide film was formed on a glass plate by the same operation as the formation of the orientation, and it was confirmed by X-ray diffraction that the polyimide did not show crystallinity.

【0024】比較例2 液晶配向剤1に代えて、市販のポリイミド系液晶配向剤
を使用した他は実施例2と同様に実施してセルを作成し
た。5つのセルについてプレティルト角をクリスタルロ
−テ−ション法により求めたところ、平均4.1°であ
った。さらに、5つのセルを120℃で30分間アニ−
ル処理した後のプレティルト角は平均2.1°であり、
アニ−ル処理前に比べ大幅に低下した。
Comparative Example 2 A cell was prepared in the same manner as in Example 2 except that a commercially available polyimide-based liquid crystal aligning agent was used instead of the liquid crystal aligning agent 1. When the pretilt angles of the five cells were determined by the crystal rotation method, the average was 4.1 °. Furthermore, five cells were annealed at 120 ° C. for 30 minutes.
The pretilt angle after the pre-tilting process is 2.1 ° on average,
Significantly lower than before annealing.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載のような効果を奏する。本発明に
よれば、低表面張力で、液晶配向性が良好なポリイミド
系の液晶配向剤が得られる。また、本発明によれば、配
向特性が安定しており実用的な液晶配向膜を得ることが
できる。
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects. According to the present invention, a polyimide-based liquid crystal aligning agent having low surface tension and good liquid crystal alignment can be obtained. Further, according to the present invention, a practical liquid crystal alignment film having stable alignment characteristics can be obtained.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H090 HB08Y JB02 MA10 MB01 4J043 PA02 QB26 QB31 RA35 SA06 SB01 TA14 TA22 TB01 UA132 UA141 UB131 VA021 ZA09 ZB23  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page F term (reference) 2H090 HB08Y JB02 MA10 MB01 4J043 PA02 QB26 QB31 RA35 SA06 SB01 TA14 TA22 TB01 UA132 UA141 UB131 VA021 ZA09 ZB23

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 3,3’,4,4’−ビフェニルテトラ
カルボン酸二無水物と1,3−ビス(4−アミノフェノ
キシ)ベンゼンとを重合させて得られるポリイミド前駆
体を有機溶媒中に含有してなり、該ポリイミド前駆体を
イミド化したポリイミドが下記式(1) 【化1】 (式中、nは任意の整数を示す。)で表される繰り返し
単位を有し、基板上に形成した配向膜が結晶性を有する
液晶配向剤。
1. A polyimide precursor obtained by polymerizing 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene in an organic solvent. A polyimide obtained by imidizing the polyimide precursor is represented by the following formula (1): (In the formula, n represents an arbitrary integer.) A liquid crystal alignment agent having a repeating unit represented by the following formula, wherein the alignment film formed on the substrate has crystallinity.
【請求項2】基板上に形成した配向膜が結晶性を有し、
アニ−ル処理後のプレティルト角が平均で2°以上でか
つその保持率が平均で70%以上である液晶配向剤。
2. An alignment film formed on a substrate has crystallinity,
A liquid crystal aligning agent having a pretilt angle after annealing of 2 ° or more on average and a retention of 70% or more on average.
【請求項3】請求項1あるいは2に記載の液晶配向剤を
使用して得られる液晶配向膜。
3. A liquid crystal alignment film obtained by using the liquid crystal alignment agent according to claim 1.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160068764A (en) 2013-10-07 2016-06-15 미쓰비시 가가꾸 가부시키가이샤 Polyimide composition, and alignment film and optical element formed using polyimide composition

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KR20160068764A (en) 2013-10-07 2016-06-15 미쓰비시 가가꾸 가부시키가이샤 Polyimide composition, and alignment film and optical element formed using polyimide composition

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