JP2014092775A - Liquid crystal orientation agent, liquid crystal orientation film, and liquid crystal display element - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a highly reliable liquid crystal orientation film capable of maintaining excellent characteristics even under a severe use environment.SOLUTION: A polymer (A) such as a polyimide, and a compound (B) represented by following formula (1), are included in a liquid crystal orientation agent, where, Ris a hydrogen atom or an univalent organic group bonded to a nitrogen atom through a chain hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group, Rand Rare each a divalent organic group bonded to a nitrogen atom through a chain hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group or *-CO-R-, Xis a nitrogen-containing aromatic heterocycle, Xis a cyclic ether group or a polymerizable unsaturated group, m is 0 or 1, n is an integer of 1 to 3, and m is 0 when n is 3.

Description

本発明は、液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子に関し、詳しくは液晶配向膜を作製するための液晶配向剤及び当該液晶配向剤を用いて作製した液晶配向膜を具備する液晶表示素子に関する。   The present invention relates to a liquid crystal aligning agent, a liquid crystal aligning film, and a liquid crystal display element, and more particularly to a liquid crystal aligning agent for producing a liquid crystal aligning film and a liquid crystal display element comprising a liquid crystal aligning film produced using the liquid crystal aligning agent. .

従来、液晶表示素子としては、電極構造や使用する液晶分子の物性、製造工程等が異なる種々の駆動方式が開発されており、例えばTN型やSTN型、VA型、面内スイッチング型(IPS型)、FFS型、PSA型等の各種液晶表示素子が知られている。これら液晶表示素子は、液晶分子を配向させるための液晶配向膜を有する。液晶配向膜の材料としては、耐熱性、機械的強度、液晶との親和性などの各種特性が良好である点から、ポリアミック酸やポリイミドが一般に使用されている。   Conventionally, as a liquid crystal display element, various drive systems having different electrode structures, physical properties of liquid crystal molecules to be used, manufacturing processes, and the like have been developed. For example, TN type, STN type, VA type, in-plane switching type (IPS type) ), Various liquid crystal display elements such as FFS type and PSA type are known. These liquid crystal display elements have a liquid crystal alignment film for aligning liquid crystal molecules. As a material for the liquid crystal alignment film, polyamic acid or polyimide is generally used from the viewpoints of various properties such as heat resistance, mechanical strength, and affinity with liquid crystal.

表示品位が高い液晶表示素子を得るためには、液晶配向膜において電圧保持率が高いことや、電圧を印加した際の残留電荷が少ないこと及びその残留電荷の緩和が速いこと等が求められている。また、そのような要求を満たすべく種々の液晶配向剤が提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。特許文献1には、ポリアミック酸又はポリイミドと共に、分子内に1個の3級アミノ基を有する化合物を極少量、液晶配向剤に含有させることが開示されている。また、特許文献2には、ポリアミック酸又はポリアミック酸の一部がイミド化されたポリイミドと共に、ビニルピリジンやN,N−グリシジルアニリン等の特定の第3級アミンを液晶配向剤に含有させることが開示されている。   In order to obtain a liquid crystal display element with high display quality, it is required that the voltage holding ratio is high in the liquid crystal alignment film, that there is little residual charge when voltage is applied, and that the residual charge is quickly relaxed. Yes. In addition, various liquid crystal aligning agents have been proposed in order to satisfy such requirements (for example, see Patent Documents 1 and 2). Patent Document 1 discloses that a liquid crystal aligning agent contains a very small amount of a compound having one tertiary amino group in a molecule together with polyamic acid or polyimide. Further, in Patent Document 2, a liquid crystal aligning agent may contain a specific tertiary amine such as vinylpyridine or N, N-glycidylaniline together with polyamic acid or polyimide in which a part of polyamic acid is imidized. It is disclosed.

また近年、液晶表示素子は、従来のようにパーソナルコンピュータ等の表示端末に使用されるだけでなく、例えば液晶テレビや、カーナビゲーションシステム、携帯電話、スマートフォン、インフォメーションディスプレイなど多種の用途で使用されている。このような多用途化に伴い、液晶表示素子は従来よりも過酷な環境下で使用されることが想定される。したがって、液晶配向膜としては、過酷な環境下での使用にも耐え得る信頼性の高いことが求められており、そのような要求を満たすべく種々の液晶配向剤が提案されている(例えば、特許文献3又は4参照)。これらの特許文献3、4には、カルボキシル基を有するポリイミドと、1級アミノ基を1つ及び窒素含有芳香族複素環を有し、かつ1級アミノ基が脂肪族炭化水素基に結合している1級アミン化合物と、を含む液晶配向剤が開示されている。   In recent years, liquid crystal display elements are used not only in display terminals such as personal computers as in the past, but also in various applications such as liquid crystal televisions, car navigation systems, mobile phones, smartphones, and information displays. Yes. With such versatility, the liquid crystal display element is assumed to be used in a severer environment than before. Therefore, the liquid crystal alignment film is required to have high reliability capable of withstanding use in a harsh environment, and various liquid crystal alignment agents have been proposed to satisfy such requirements (for example, (See Patent Document 3 or 4). In these Patent Documents 3 and 4, a polyimide having a carboxyl group, one primary amino group and a nitrogen-containing aromatic heterocycle, and the primary amino group is bonded to an aliphatic hydrocarbon group. And a primary amine compound.

特開平08−76128号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-76128 特開平09−316200号公報JP 09-316200 A 国際公開第2008/013285号International Publication No. 2008/013285 国際公開第2009/084665号International Publication No. 2009/084665

液晶表示素子の高性能化に対する要求は更に高まっており、液晶配向膜としては、過酷な使用環境下でも良好な特性を発現できるといった点で、従来のものよりも更に良好であることが求められている。   The demand for higher performance of liquid crystal display elements is further increased, and the liquid crystal alignment film is required to be better than the conventional one in that it can exhibit good characteristics even under harsh usage environments. ing.

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、過酷な使用環境下でも良好な特性を維持できる信頼性の高い液晶配向膜を得るための液晶配向剤を提供することを主たる目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and a main object thereof is to provide a liquid crystal aligning agent for obtaining a highly reliable liquid crystal aligning film capable of maintaining good characteristics even under severe use environment.

本発明者らは、上記のような従来技術の課題を達成するべく鋭意検討した結果、ポリアミック酸やポリイミドと共に特定の窒素含有化合物を含む液晶配向剤を用いることにより、上記課題を解決可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明により以下の液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子が提供される。   As a result of intensive studies to achieve the above-described problems of the prior art, the present inventors can solve the above problems by using a liquid crystal aligning agent containing a specific nitrogen-containing compound together with polyamic acid or polyimide. As a result, the present invention has been completed. Specifically, the present invention provides the following liquid crystal aligning agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element.

本発明は一つの側面において、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル及びポリイミドよりなる群から選ばれる少なくとも一種の重合体(A)と、下記式(1)で表される化合物(B)と、を含有する液晶配向剤を提供する。   In one aspect, the present invention contains at least one polymer (A) selected from the group consisting of polyamic acid, polyamic acid ester and polyimide, and a compound (B) represented by the following formula (1). A liquid crystal aligning agent is provided.

Figure 2014092775
(式(1)中、Rは、水素原子であるか又は、R及びRが結合する窒素原子に対して鎖状炭化水素基若しくは脂環式炭化水素基で結合する1価の有機基であり、R及びRは、それぞれ独立に、Rが結合する窒素原子に対して鎖状炭化水素基、脂環式炭化水素基又は*−CO−R−(但し、Rは2価の鎖状炭化水素基又は脂環式炭化水素基であり、*はRが結合する窒素原子との結合手を示す。)で結合する2価の有機基である。Xは、窒素含有芳香族複素環であり、Xは、環状エーテル基又は重合性不飽和基である。mは0又は1であり、nは1〜3の整数である。但し、n=3のときm=0である。nが2又は3の場合、複数のR及びXは、互いに同じでも異なってもよく、(3−n−m)=2の場合、複数のR及びXは、互いに同じでも異なってもよい。)
Figure 2014092775
(In the formula (1), R 1 is a hydrogen atom, or a monovalent organic group bonded to a nitrogen atom to which R 2 and R 3 are bonded by a chain hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group. R 2 and R 3 are each independently a chain hydrocarbon group, alicyclic hydrocarbon group or * —CO—R 4 — (where R 4 represents a nitrogen atom to which R 1 is bonded. Is a divalent chain hydrocarbon group or alicyclic hydrocarbon group, and * is a divalent organic group bonded by a bond to the nitrogen atom to which R 1 is bonded.) X 1 is , A nitrogen-containing aromatic heterocyclic ring, X 2 is a cyclic ether group or a polymerizable unsaturated group, m is 0 or 1, and n is an integer of 1 to 3, provided that n = 3 when a m = 0 if .n is 2 or 3, a plurality of R 2 and X 1 may be the same or different, (3-n-m) = 2 field , A plurality of R 3 and X 2 may be the same or different.)

本発明は、別の一つの側面において、上記液晶配向剤を用いて形成された液晶配向膜を提供する。また、当該液晶配向膜を具備する液晶表示素子を提供する。   In another aspect, the present invention provides a liquid crystal alignment film formed using the liquid crystal alignment agent. In addition, a liquid crystal display element including the liquid crystal alignment film is provided.

本発明の液晶配向剤によれば、過酷な使用環境下でも良好な特性(例えば電気的特性)を発現できる信頼性の高い液晶配向膜を得ることができる。また、本発明の液晶表示素子は、本発明の液晶配向剤を用いて形成した液晶配向膜を有することから、過酷な環境下で使用した場合にも表示品位の低下が少なく、信頼性に優れている。   According to the liquid crystal aligning agent of the present invention, it is possible to obtain a highly reliable liquid crystal aligning film that can exhibit good characteristics (for example, electrical characteristics) even under severe use environment. In addition, since the liquid crystal display element of the present invention has a liquid crystal alignment film formed using the liquid crystal aligning agent of the present invention, there is little deterioration in display quality even when used in harsh environments, and excellent reliability. ing.

本発明の液晶配向剤は、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル及びポリイミドよりなる群から選ばれる少なくとも一種の重合体(A)と、特定の窒素含有化合物とを含む。以下に、本発明の液晶配向剤に含まれる各成分、及び必要に応じて任意に配合されるその他の成分について説明する。   The liquid crystal aligning agent of this invention contains at least 1 type of polymer (A) chosen from the group which consists of polyamic acid, polyamic acid ester, and a polyimide, and a specific nitrogen-containing compound. Below, each component contained in the liquid crystal aligning agent of this invention and the other component arbitrarily mix | blended as needed are demonstrated.

<重合体(A):ポリアミック酸>
本発明における重合体(A)としてのポリアミック酸は、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを反応させることにより得ることができる。
<Polymer (A): Polyamic acid>
The polyamic acid as the polymer (A) in the present invention can be obtained by reacting tetracarboxylic dianhydride and diamine.

[テトラカルボン酸二無水物]
本発明におけるポリアミック酸を合成するのに用いるテトラカルボン酸二無水物としては、例えば脂肪族テトラカルボン酸二無水物、脂環式テトラカルボン酸二無水物、芳香族テトラカルボン酸二無水物などを挙げることができる。これらの具体例としては、
脂肪族テトラカルボン酸二無水物として、例えば1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物などを;
脂環式テトラカルボン酸二無水物として、例えば1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−8−メチル−5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、3−オキサビシクロ[3.2.1]オクタン−2,4−ジオン−6−スピロ−3’−(テトラヒドロフラン−2’,5’−ジオン)、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロ−3−フラニル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、3,5,6−トリカルボキシ−2−カルボキシメチルノルボルナン−2:3,5:6−二無水物、2,4,6,8−テトラカルボキシビシクロ[3.3.0]オクタン−2:4,6:8−二無水物、4,9−ジオキサトリシクロ[5.3.1.02,6]ウンデカン−3,5,8,10−テトラオン、シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物などを;
芳香族テトラカルボン酸二無水物として、例えばピロメリット酸二無水物などを;それぞれ挙げることができるほか、特開2010−97188号公報に記載のテトラカルボン酸二無水物を用いることができる。なお、上記テトラカルボン酸二無水物は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
[Tetracarboxylic dianhydride]
Examples of the tetracarboxylic dianhydride used for synthesizing the polyamic acid in the present invention include aliphatic tetracarboxylic dianhydride, alicyclic tetracarboxylic dianhydride, aromatic tetracarboxylic dianhydride and the like. Can be mentioned. Specific examples of these are:
Examples of the aliphatic tetracarboxylic dianhydride include 1,2,3,4-butanetetracarboxylic dianhydride;
Examples of the alicyclic tetracarboxylic dianhydride include 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride, 1,3,3a, 4, 5,9b-Hexahydro-5- (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione, 1,3,3a, 4,5,9b- Hexahydro-8-methyl-5- (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione, 3-oxabicyclo [3.2.1] octane -2,4-dione-6-spiro-3 '-(tetrahydrofuran-2', 5'-dione), 5- (2,5-dioxotetrahydro-3-furanyl) -3-methyl-3-cyclohexene- No 1,2-dicarboxylic acid 3,5,6-tricarboxy-2-carboxymethylnorbornane-2: 3,5: 6-dianhydride, 2,4,6,8-tetracarboxybicyclo [3.3.0] octane-2 : 4,6: 8-dianhydride, 4,9-dioxatricyclo [5.3.1.0 2,6 ] undecane-3,5,8,10-tetraone, cyclohexanetetracarboxylic dianhydride Etc .;
Examples of the aromatic tetracarboxylic dianhydride include pyromellitic dianhydride and the like; respectively, and tetracarboxylic dianhydrides described in JP 2010-97188 A can be used. In addition, the said tetracarboxylic dianhydride can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

合成に使用するテトラカルボン酸二無水物としては、透明性及び溶剤への溶解性などの観点から、脂環式テトラカルボン酸二無水物を含むものであることが好ましい。また、脂環式テトラカルボン酸二無水物の中でも、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−8−メチル−5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、2,4,6,8−テトラカルボキシビシクロ[3.3.0]オクタン−2:4,6:8−二無水物、及び1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物よりなる群から選択される少なくとも一種を含むものであることが好ましく、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、2,4,6,8−テトラカルボキシビシクロ[3.3.0]オクタン−2:4,6:8−二無水物及び1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物よりなる群から選ばれる少なくとも一種(以下、特定テトラカルボン酸二無水物ともいう。)を含むものであることがより好ましい。   The tetracarboxylic dianhydride used for the synthesis preferably contains an alicyclic tetracarboxylic dianhydride from the viewpoint of transparency and solubility in a solvent. Among alicyclic tetracarboxylic dianhydrides, 2,3,5-tricarboxycyclopentyl acetic acid dianhydride, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-5- (tetrahydro-2,5 -Dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-8-methyl-5- (tetrahydro-2,5 -Dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione, 2,4,6,8-tetracarboxybicyclo [3.3.0] octane-2: 4,6: Preferably, it contains at least one selected from the group consisting of 8-dianhydride and 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, and 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride Thing, 2, , 6,8-tetracarboxybicyclo [3.3.0] octane-2: 4,6: 8-dianhydride and 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride It is more preferable that it contains at least one (hereinafter also referred to as a specific tetracarboxylic dianhydride).

合成に使用するテトラカルボン酸二無水物として上記の特定テトラカルボン酸二無水物を含む場合、それら化合物の合計の含有量は、ポリアミック酸の合成に使用するテトラカルボン酸二無水物の全量に対して、10モル%以上であることが好ましく、20〜100モル%であることがより好ましく、50〜100モル%であることが更に好ましい。   When the above-mentioned specific tetracarboxylic dianhydride is included as the tetracarboxylic dianhydride used in the synthesis, the total content of these compounds is based on the total amount of tetracarboxylic dianhydride used in the synthesis of the polyamic acid. It is preferably 10 mol% or more, more preferably 20 to 100 mol%, still more preferably 50 to 100 mol%.

[ジアミン]
本発明におけるポリアミック酸を合成するために使用するジアミンとしては、例えば脂肪族ジアミン、脂環式ジアミン、芳香族ジアミン、ジアミノオルガノシロキサンなどを挙げることができる。これらジアミンの具体例としては、脂肪族ジアミンとして、例えばm−キシリレンジアミン、1,3−プロパンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどを;
脂環式ジアミンとして、例えば1,4−ジアミノシクロヘキサン、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサンなどを;
[Diamine]
Examples of the diamine used for synthesizing the polyamic acid in the present invention include aliphatic diamine, alicyclic diamine, aromatic diamine, and diaminoorganosiloxane. Specific examples of these diamines include aliphatic diamines such as m-xylylenediamine, 1,3-propanediamine, tetramethylenediamine, pentamethylenediamine, hexamethylenediamine and the like;
Examples of alicyclic diamines include 1,4-diaminocyclohexane, 4,4′-methylenebis (cyclohexylamine), 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane and the like;

芳香族ジアミンとして、例えばp−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、1,5−ジアミノナフタレン、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノビフェニル、2,7−ジアミノフルオレン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、4,4’−(p−フェニレンジイソプロピリデン)ビスアニリン、4,4’−(m−フェニレンジイソプロピリデン)ビスアニリン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、2,6−ジアミノピリジン、3,4−ジアミノピリジン、2,4−ジアミノピリミジン、3,6−ジアミノアクリジン、3,6−ジアミノカルバゾール、N−メチル−3,6−ジアミノカルバゾール、N−エチル−3,6−ジアミノカルバゾール、N−フェニル−3,6−ジアミノカルバゾール、N,N’−ビス(4−アミノフェニル)−ベンジジン、N,N’−ビス(4−アミノフェニル)−N,N’−ジメチルベンジジン、1,4−ビス−(4−アミノフェニル)−ピペラジン、1−(4−アミノフェニル)−2,3−ジヒドロ−1,3,3−トリメチル−1H−インデン−5−アミン、1−(4−アミノフェニル)−2,3−ジヒドロ−1,3,3−トリメチル−1H−インデン−6−アミン、3,5−ジアミノ安息香酸、コレスタニルオキシ−3,5−ジアミノベンゼン、コレステニルオキシ−3,5−ジアミノベンゼン、コレスタニルオキシ−2,4−ジアミノベンゼン、コレステニルオキシ−2,4−ジアミノベンゼン、3,5−ジアミノ安息香酸コレスタニル、3,5−ジアミノ安息香酸コレステニル、3,5−ジアミノ安息香酸ラノスタニル、3,6−ビス(4−アミノベンゾイルオキシ)コレスタン、3,6−ビス(4−アミノフェノキシ)コレスタン、4−(4’−トリフルオロメトキシベンゾイロキシ)シクロヘキシル−3,5−ジアミノベンゾエート、4−(4’−トリフルオロメチルベンゾイロキシ)シクロヘキシル−3,5−ジアミノベンゾエート、1,1−ビス(4−((アミノフェニル)メチル)フェニル)−4−ブチルシクロヘキサン、1,1−ビス(4−((アミノフェニル)メチル)フェニル)−4−ヘプチルシクロヘキサン、1,1−ビス(4−((アミノフェノキシ)メチル)フェニル)−4−ヘプチルシクロヘキサン、1,1−ビス(4−((アミノフェニル)メチル)フェニル)−4−(4−ヘプチルシクロヘキシル)シクロヘキサン、2,4−ジアミノ−N,N―ジアリルアニリン、4−アミノベンジルアミン、3−アミノベンジルアミン、1,3−ジアミノ−4−オクタデシルオキシベンゼン、3−(3,5−ジアミノベンゾイルオキシ)コレスタン、3,6−ビス(4−アミノベンゾイルオキシ)コレスタン、及び下記式(D−1)

Figure 2014092775
(式(D−1)中、XI及びXIIは、それぞれ独立に、単結合、−O−、−COO−又は−OCO−であり、R及びRIIは、それぞれ独立に、炭素数1〜3のアルカンジイル基であり、aは0又は1であり、bは0〜2の整数であり、cは1〜20の整数であり、nは0又は1である。但し、a及びbが同時に0になることはない。)
で表される化合物などを; Examples of aromatic diamines include p-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenyl sulfide, 1,5-diaminonaphthalene, 2,2′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 2,2′-bis (trifluoromethyl) -4,4′-diaminobiphenyl, 2,7-diaminofluorene, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl ] Propane, 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 2,2-bis (4-aminophenyl) hexafluoropropane 4,4 ′-(p-phenylenediisopropylidene) bisaniline, 4,4 ′-(m-phenylenediisopropylene Riden) bisaniline, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, 2,6-diaminopyridine, 3,4-diaminopyridine, 2,4-diamino Pyrimidine, 3,6-diaminoacridine, 3,6-diaminocarbazole, N-methyl-3,6-diaminocarbazole, N-ethyl-3,6-diaminocarbazole, N-phenyl-3,6-diaminocarbazole, N , N′-bis (4-aminophenyl) -benzidine, N, N′-bis (4-aminophenyl) -N, N′-dimethylbenzidine, 1,4-bis- (4-aminophenyl) -piperazine, 1- (4-aminophenyl) -2,3-dihydro-1,3,3-trimethyl-1H-indene-5-amine, 1- (4-aminophen 2) -2,3-dihydro-1,3,3-trimethyl-1H-indene-6-amine, 3,5-diaminobenzoic acid, cholestanyloxy-3,5-diaminobenzene, cholestenyloxy-3, 5-diaminobenzene, cholestanyloxy-2,4-diaminobenzene, cholestenyloxy-2,4-diaminobenzene, cholestanyl 3,5-diaminobenzoate, cholestenyl 3,5-diaminobenzoate, 3,5-diamino Lanostanyl benzoate, 3,6-bis (4-aminobenzoyloxy) cholestane, 3,6-bis (4-aminophenoxy) cholestane, 4- (4′-trifluoromethoxybenzoyloxy) cyclohexyl-3,5- Diaminobenzoate, 4- (4′-trifluoromethylbenzoyloxy) cyclohexyl-3,5-di Aminobenzoate, 1,1-bis (4-((aminophenyl) methyl) phenyl) -4-butylcyclohexane, 1,1-bis (4-((aminophenyl) methyl) phenyl) -4-heptylcyclohexane, , 1-bis (4-((aminophenoxy) methyl) phenyl) -4-heptylcyclohexane, 1,1-bis (4-((aminophenyl) methyl) phenyl) -4- (4-heptylcyclohexyl) cyclohexane, 2,4-diamino-N, N-diallylaniline, 4-aminobenzylamine, 3-aminobenzylamine, 1,3-diamino-4-octadecyloxybenzene, 3- (3,5-diaminobenzoyloxy) cholestane, 3,6-bis (4-aminobenzoyloxy) cholestane and the following formula (D-1)
Figure 2014092775
(In Formula (D-1), X I and X II are each independently a single bond, —O—, —COO— or —OCO—, and R I and R II are each independently a carbon number. 1 to 3 alkanediyl groups, a is 0 or 1, b is an integer of 0 to 2, c is an integer of 1 to 20, and n is 0 or 1, provided that a and b is never 0 at the same time.)
A compound represented by:

ジアミノオルガノシロキサンとして、例えば、1,3−ビス(3−アミノプロピル)−テトラメチルジシロキサンなどを、それぞれ挙げることができるほか、特開2010−97188号公報に記載のジアミンを用いることができる。   Examples of the diaminoorganosiloxane include 1,3-bis (3-aminopropyl) -tetramethyldisiloxane, and the like, and diamines described in JP 2010-97188 A can be used.

上記式(D−1)における「−X−(R−XII−」で表される2価の基としては、炭素数1〜3のアルカンジイル基、*−O−、*−COO−又は*−O−C−O−(ただし、「*」を付した結合手がジアミノフェニル基と結合する。)であることが好ましい。
基「−C2c+1」の具体例としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基、n−ノナデシル基、n−エイコシル基などを挙げることができる。ジアミノフェニル基における2つのアミノ基は、他の基に対して2,4−位又は3,5−位にあることが好ましい。
Examples of the divalent group represented by “—X I — (R I —X II ) n —” in the formula (D-1) include an alkanediyl group having 1 to 3 carbon atoms, * —O—, * —COO— or * —O—C 2 H 4 —O— (however, a bond marked with “*” is bonded to a diaminophenyl group) is preferred.
Specific examples of the group “—C c H 2c + 1 ” include, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group. Group, n-nonyl group, n-decyl group, n-dodecyl group, n-tridecyl group, n-tetradecyl group, n-pentadecyl group, n-hexadecyl group, n-heptadecyl group, n-octadecyl group, n-nonadecyl group Group, n-eicosyl group and the like. The two amino groups in the diaminophenyl group are preferably in the 2,4-position or 3,5-position with respect to other groups.

上記式(D−1)で表される化合物の具体例としては、例えば下記式(D−1−1)〜(D−1−5)のそれぞれで表される化合物などを挙げることができる。

Figure 2014092775
なお、これらのジアミンは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 Specific examples of the compound represented by the formula (D-1) include, for example, compounds represented by the following formulas (D-1-1) to (D-1-5).
Figure 2014092775
In addition, these diamine can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

本発明におけるポリアミック酸を合成する際に用いるジアミンは、芳香族ジアミンを、全ジアミンに対して30モル%以上含むものであることが好ましく、50モル%以上含むものであることがより好ましく、80モル%以上含むものであることが更に好ましい。   The diamine used when synthesizing the polyamic acid in the present invention preferably contains an aromatic diamine in an amount of 30 mol% or more, more preferably 50 mol% or more, and more preferably 80 mol% or more. It is further preferable.

[分子量調節剤]
ポリアミック酸を合成するに際して、上記の如きテトラカルボン酸二無水物及びジアミンとともに、適当な分子量調節剤を用いて末端修飾型の重合体を合成することとしてもよい。かかる末端修飾型の重合体とすることにより、本発明の効果を損なうことなく液晶配向剤の塗布性(印刷性)をさらに改善することができる。
[Molecular weight regulator]
When synthesizing a polyamic acid, a terminal-modified polymer may be synthesized using an appropriate molecular weight regulator together with the tetracarboxylic dianhydride and diamine as described above. By using such a terminal-modified polymer, the coating property (printability) of the liquid crystal aligning agent can be further improved without impairing the effects of the present invention.

分子量調節剤としては、例えば酸一無水物、モノアミン化合物、モノイソシアネート化合物などを挙げることができる。これらの具体例としては、酸一無水物として、例えば無水マレイン酸、無水フタル酸、無水イタコン酸、n−デシルサクシニック酸無水物、n−ドデシルサクシニック酸無水物、n−テトラデシルサクシニック酸無水物、n−ヘキサデシルサクシニック酸無水物などを;モノアミン化合物として、例えばアニリン、シクロヘキシルアミン、n−ブチルアミン、n−ペンチルアミン、n−ヘキシルアミン、n−ヘプチルアミン、n−オクチルアミン、n−ドデシルアミン、n−オクタデシルアミンなどを;モノイソシアネート化合物として、例えばフェニルイソシアネート、ナフチルイソシアネートなどを;それぞれ挙げることができる。
分子量調節剤の使用割合は、使用するテトラカルボン酸二無水物及びジアミンの合計100重量部に対して、20重量部以下とすることが好ましく、10重量部以下とすることがより好ましい。
Examples of molecular weight regulators include acid monoanhydrides, monoamine compounds, monoisocyanate compounds, and the like. Specific examples thereof include acid monoanhydrides such as maleic anhydride, phthalic anhydride, itaconic anhydride, n-decylsuccinic anhydride, n-dodecylsuccinic anhydride, n-tetradecylsuccinic. Acid anhydrides, n-hexadecyl succinic anhydride, etc .; monoamine compounds such as aniline, cyclohexylamine, n-butylamine, n-pentylamine, n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, Examples of the monoisocyanate compound include n-dodecylamine and n-octadecylamine; for example, phenyl isocyanate and naphthyl isocyanate;
The use ratio of the molecular weight regulator is preferably 20 parts by weight or less, and more preferably 10 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the total of the tetracarboxylic dianhydride and diamine used.

<ポリアミック酸の合成>
本発明におけるポリアミック酸の合成反応に供されるテトラカルボン酸二無水物とジアミンとの使用割合は、ジアミンのアミノ基1当量に対して、テトラカルボン酸二無水物の酸無水物基が0.2〜2当量となる割合が好ましく、0.3〜1.2当量となる割合がより好ましい。また、ポリアミック酸の合成反応は、好ましくは有機溶媒中において行われる。このときの反応温度は−20℃〜150℃が好ましく、0〜100℃がより好ましい。また、反応時間は0.1〜24時間が好ましく、0.5〜12時間がより好ましい。
<Synthesis of polyamic acid>
The ratio of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine used in the polyamic acid synthesis reaction in the present invention is such that the acid anhydride group of the tetracarboxylic dianhydride is 0. A ratio of 2 to 2 equivalents is preferable, and a ratio of 0.3 to 1.2 equivalents is more preferable. The synthesis reaction of polyamic acid is preferably performed in an organic solvent. The reaction temperature at this time is preferably −20 ° C. to 150 ° C., more preferably 0 to 100 ° C. The reaction time is preferably 0.1 to 24 hours, more preferably 0.5 to 12 hours.

ここで、反応に使用する有機溶媒としては、例えば非プロトン性極性溶媒、フェノール系溶媒、アルコール、ケトン、エステル、エーテル、ハロゲン化炭化水素、炭化水素などが挙げられる。
これら有機溶媒の具体例としては、非プロトン性極性溶媒として、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、N−エチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、テトラメチル尿素、ヘキサメチルホスホルトリアミドなどを;フェノール系溶媒として、例えば、フェノール、m−クレゾール、キシレノール、ハロゲン化フェノールなどを;
アルコールとして、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、トリエチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテルなどを;ケトンとして、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどを;エステルとして、例えば、乳酸エチル、乳酸ブチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルメトキシプロピオネ−ト、エチルエトキシプロピオネ−ト、シュウ酸ジエチル、マロン酸ジエチル、イソアミルプロピオネート、イソアミルイソブチレートなどを;
エーテルとして、例えば、ジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコール−n−プロピルエーテル、エチレングリコール−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、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、テトラヒドロフラン、ジイソペンチルエーテルなどを;
ハロゲン化炭化水素として、例えば、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、1,4−ジクロロブタン、トリクロロエタン、クロルベンゼン、o−ジクロルベンゼンなどを;炭化水素として、例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ベンゼン、トルエン、キシレンなどを;それぞれ挙げることができる。
Here, examples of the organic solvent used in the reaction include aprotic polar solvents, phenol solvents, alcohols, ketones, esters, ethers, halogenated hydrocarbons, hydrocarbons, and the like.
Specific examples of these organic solvents include aprotic polar solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, N-ethyl-2-pyrrolidone, N, N- Dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, dimethylsulfoxide, γ-butyrolactone, tetramethylurea, hexamethylphosphortriamide and the like; phenolic solvents such as phenol, m-cresol, xylenol and halogenated phenol;
Examples of the alcohol include methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, cyclohexanol, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, triethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, and the like. Examples of the ketone include acetone, methyl ethyl ketone, Methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, etc .; as esters, for example, ethyl lactate, butyl lactate, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, diethyl oxalate, diethyl malonate, Isoamyl propionate, isoamyl isobutyrate and the like;
Examples of ethers include diethyl ether, ethylene glycol methyl ether, ethylene glycol ethyl ether, ethylene glycol-n-propyl ether, ethylene glycol-i-propyl ether, ethylene glycol-n-butyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, and ethylene glycol 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, tetrahydrofuran, diisopentyl ether and the like;
Examples of the halogenated hydrocarbon include dichloromethane, 1,2-dichloroethane, 1,4-dichlorobutane, trichloroethane, chlorobenzene, o-dichlorobenzene, and the like. Examples of the hydrocarbon include hexane, heptane, octane, benzene, Toluene, xylene, etc. can be mentioned respectively.

これらの有機溶媒のうち、非プロトン性極性溶媒及びフェノール系溶媒よりなる群(第一群の有機溶媒)から選択される一種以上、又は、第一群の有機溶媒から選択される一種以上と、アルコール、ケトン、エステル、エーテル、ハロゲン化炭化水素及び炭化水素よりなる群(第二群の有機溶媒)から選択される一種以上との混合物を使用することが好ましい。後者の場合、第二群の有機溶媒の使用割合は、第一群の有機溶媒と第二群の有機溶媒との合計量に対して、好ましくは50重量%以下であり、より好ましくは40重量%以下であり、更に好ましくは30重量%以下である。
有機溶媒の使用量(a)は、テトラカルボン酸二無水物及びジアミンの合計量(b)が、反応溶液の全量(a+b)に対して0.1〜50重量%になるような量とすることが好ましい。
Among these organic solvents, one or more selected from the group consisting of an aprotic polar solvent and a phenolic solvent (first group of organic solvents), or one or more selected from the first group of organic solvents, It is preferable to use a mixture with one or more selected from the group consisting of alcohols, ketones, esters, ethers, halogenated hydrocarbons and hydrocarbons (second group organic solvent). In the latter case, the use ratio of the second group organic solvent is preferably 50% by weight or less, more preferably 40% by weight with respect to the total amount of the first group organic solvent and the second group organic solvent. % Or less, more preferably 30% by weight or less.
The amount of organic solvent used (a) is such that the total amount (b) of tetracarboxylic dianhydride and diamine is 0.1 to 50% by weight based on the total amount (a + b) of the reaction solution. It is preferable.

以上のようにして、ポリアミック酸を溶解してなる反応溶液が得られる。この反応溶液はそのまま液晶配向剤の調製に供してもよく、反応溶液中に含まれるポリアミック酸を単離したうえで液晶配向剤の調製に供してもよく、又は単離したポリアミック酸を精製したうえで液晶配向剤の調製に供してもよい。ポリアミック酸を脱水閉環してポリイミドとする場合には、上記反応溶液をそのまま脱水閉環反応に供してもよく、反応溶液中に含まれるポリアミック酸を単離したうえで脱水閉環反応に供してもよく、又は単離したポリアミック酸を精製したうえで脱水閉環反応に供してもよい。ポリアミック酸の単離及び精製は公知の方法に従って行うことができる。   As described above, a reaction solution obtained by dissolving polyamic acid is obtained. This reaction solution may be used as it is for the preparation of the liquid crystal aligning agent, may be used for the preparation of the liquid crystal aligning agent after isolating the polyamic acid contained in the reaction solution, or the isolated polyamic acid was purified. You may use for preparation of a liquid crystal aligning agent. When polyamic acid is dehydrated and cyclized into a polyimide, the above reaction solution may be directly subjected to dehydration and cyclization reaction, or may be subjected to dehydration and cyclization reaction after isolating the polyamic acid contained in the reaction solution. Alternatively, the isolated polyamic acid may be purified and then subjected to a dehydration ring closure reaction. Isolation and purification of the polyamic acid can be performed according to known methods.

<重合体(A):ポリアミック酸エステル>
本発明における重合体(A)としてのポリアミック酸エステルは、例えば、[I]上記合成反応により得られたポリアミック酸を、水酸基含有化合物又はエーテル化合物を用いてエステル化することにより合成する方法、[II]テトラカルボン酸ジエステルジクロリドとジアミンとを反応させる方法、[III]テトラカルボン酸ジエステルとジアミンとを反応させる方法、によって得ることができる。なお、ポリアミック酸エステルは、アミック酸エステル構造のみを有していてもよく、アミック酸構造とアミック酸エステル構造とが併存する部分エステル化物であってもよい。
<Polymer (A): Polyamic acid ester>
The polyamic acid ester as the polymer (A) in the present invention is, for example, [I] a method of synthesizing the polyamic acid obtained by the above synthesis reaction by esterification using a hydroxyl group-containing compound or an ether compound, [ II] A method of reacting a tetracarboxylic acid diester dichloride with a diamine, and [III] a method of reacting a tetracarboxylic acid diester with a diamine. The polyamic acid ester may have only an amic acid ester structure, or may be a partially esterified product in which an amic acid structure and an amic acid ester structure coexist.

<重合体(A):ポリイミド>
本発明の液晶配向剤に含有される重合体(A)としてのポリイミドは、上記の如くして合成されたポリアミック酸を脱水閉環してイミド化することにより得ることができる。
<Polymer (A): Polyimide>
The polyimide as the polymer (A) contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention can be obtained by dehydrating and ring-closing and imidizing the polyamic acid synthesized as described above.

上記ポリイミドは、その前駆体であるポリアミック酸が有していたアミック酸構造のすべてを脱水閉環した完全イミド化物であってもよく、アミック酸構造の一部のみを脱水閉環し、アミック酸構造とイミド環構造とが併存する部分イミド化物であってもよい。本発明におけるポリイミドは、電圧保持率を高くできる点において、そのイミド化率が30%以上であることが好ましく、40〜99%であることがより好ましく、50〜99%であることが更に好ましい。このイミド化率は、ポリイミドのアミック酸構造の数とイミド環構造の数との合計に対するイミド環構造の数の占める割合を百分率で表したものである。ここで、イミド環の一部がイソイミド環であってもよい。   The polyimide may be a completely imidized product obtained by dehydrating and cyclizing all of the amic acid structure possessed by the polyamic acid that is the precursor, and only a part of the amic acid structure is dehydrated and cyclized, It may be a partially imidized product in which an imide ring structure coexists. The polyimide in the present invention is preferably 30% or more, more preferably 40 to 99%, and still more preferably 50 to 99% in that the voltage holding ratio can be increased. . This imidation ratio represents the ratio of the number of imide ring structures to the total of the number of polyimide amic acid structures and the number of imide ring structures in percentage. Here, a part of the imide ring may be an isoimide ring.

ポリアミック酸の脱水閉環は、好ましくはポリアミック酸を加熱する方法により、又はポリアミック酸を有機溶媒に溶解し、この溶液中に脱水剤及び脱水閉環触媒を添加し必要に応じて加熱する方法により行われる。このうち、後者の方法によることが好ましい。   The polyamic acid is preferably dehydrated and closed by heating the polyamic acid, or by dissolving the polyamic acid in an organic solvent, adding a dehydrating agent and a dehydrating ring-closing catalyst to the solution, and heating the solution as necessary. . Of these, the latter method is preferred.

ポリアミック酸の溶液中に脱水剤及び脱水閉環触媒を添加してイミド化する方法において、脱水剤としては、例えば無水酢酸、無水プロピオン酸、無水トリフルオロ酢酸などの酸無水物を用いることができる。脱水剤の使用量は、ポリアミック酸のアミック酸構造の1モルに対して0.01〜20モルとすることが好ましい。脱水閉環触媒としては、例えばピリジン、コリジン、ルチジン、トリエチルアミン等の3級アミンを用いることができる。脱水閉環触媒の使用量は、使用する脱水剤1モルに対して0.01〜10モルとすることが好ましい。脱水閉環反応に用いられる有機溶媒としては、ポリアミック酸の合成に用いられるものとして例示した有機溶媒を挙げることができる。脱水閉環反応の反応温度は、好ましくは0〜180℃であり、より好ましくは10〜150℃である。反応時間は、好ましくは1.0〜120時間であり、より好ましくは2.0〜30時間である。   In the method of imidizing a polyamic acid solution by adding a dehydrating agent and a dehydrating ring-closing catalyst, acid anhydrides such as acetic anhydride, propionic anhydride, and trifluoroacetic anhydride can be used as the dehydrating agent. It is preferable that the usage-amount of a dehydrating agent shall be 0.01-20 mol with respect to 1 mol of the amic acid structure of a polyamic acid. As the dehydration ring closure catalyst, for example, tertiary amines such as pyridine, collidine, lutidine, triethylamine and the like can be used. It is preferable that the usage-amount of a dehydration ring-closing catalyst shall be 0.01-10 mol with respect to 1 mol of dehydrating agents to be used. Examples of the organic solvent used in the dehydration ring-closing reaction include the organic solvents exemplified as those used for the synthesis of polyamic acid. The reaction temperature of the dehydration ring closure reaction is preferably 0 to 180 ° C, more preferably 10 to 150 ° C. The reaction time is preferably 1.0 to 120 hours, more preferably 2.0 to 30 hours.

このようにしてポリイミドを含有する反応溶液が得られる。この反応溶液は、そのまま液晶配向剤の調製に供してもよく、反応溶液から脱水剤及び脱水閉環触媒を除いたうえで液晶配向剤の調製に供してもよく、ポリイミドを単離したうえで液晶配向剤の調製に供してもよく、又は単離したポリイミドを精製したうえで液晶配向剤の調製に供してもよい。これらの精製操作は公知の方法に従って行うことができる。   In this way, a reaction solution containing polyimide is obtained. This reaction solution may be used for the preparation of the liquid crystal aligning agent as it is, may be used for the preparation of the liquid crystal aligning agent after removing the dehydrating agent and the dehydrating ring-closing catalyst from the reaction solution, and the liquid crystal after isolating the polyimide. You may use for preparation of an aligning agent, or you may use for preparation of a liquid crystal aligning agent, after purifying the isolated polyimide. These purification operations can be performed according to known methods.

<重合体(A)の溶液粘度及び重量平均分子量>
以上のようにして得られるポリアミック酸、ポリアミック酸エステル及びポリイミドは、これを濃度10重量%の溶液としたときに、10〜800mPa・sの溶液粘度を持つものであることが好ましく、15〜500mPa・sの溶液粘度を持つものであることがより好ましい。なお、上記重合体の溶液粘度(mPa・s)は、当該重合体の良溶媒(例えばγ−ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドンなど)を用いて調製した濃度10重量%の重合体溶液につき、E型回転粘度計を用いて25℃において測定した値である。また、本発明の液晶配向剤に含有させるポリアミック酸、ポリアミック酸エステル及びポリイミドについて、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、500〜100,000であることが好ましく、1,000〜50,000であることがより好ましい。
<Solution viscosity and weight average molecular weight of polymer (A)>
The polyamic acid, polyamic acid ester and polyimide obtained as described above preferably have a solution viscosity of 10 to 800 mPa · s, when this is made into a solution having a concentration of 10% by weight, and 15 to 500 mPa · s. More preferably, it has a solution viscosity of s. In addition, the solution viscosity (mPa · s) of the above polymer is based on a polymer solution having a concentration of 10% by weight prepared using a good solvent for the polymer (eg, γ-butyrolactone, N-methyl-2-pyrrolidone, etc.). The value measured at 25 ° C. using an E-type rotational viscometer. Moreover, about the polyamic acid, polyamic acid ester, and polyimide which are contained in the liquid crystal aligning agent of this invention, the weight average molecular weight (Mw) of polystyrene conversion measured by gel permeation chromatography (GPC) is 500-100,000. It is preferable that it is 1,000-50,000.

<化合物(B)>
本発明の液晶配向剤に含有される化合物(B)は、窒素含有芳香族複素環を有する化合物であり、具体的には上記式(1)で表される。
<Compound (B)>
The compound (B) contained in the liquid crystal aligning agent of this invention is a compound which has a nitrogen-containing aromatic heterocyclic ring, and is specifically represented by the said Formula (1).

上記式(1)におけるRは、水素原子であるか又は、鎖状炭化水素基若しくは脂環式炭化水素基を有し、かつR及びRが結合する窒素原子に対して鎖状炭化水素基若しくは脂環式炭化水素基で結合する1価の有機基である。このような1価の有機基としては、例えば、1価の鎖状炭化水素基及び1価の脂環式炭化水素基の他、1価の鎖状炭化水素基又は1価の脂環式炭化水素基における炭素−炭素結合間に、−O−、−NH−、−CO−O−、−CO−NH−、−CO−、−S−、−S(O)−、−Si(CH−、−O−Si(CH−、−O−Si(CH−O−、フェニレン基等の芳香族炭化水素基、ピリジニレン基等の複素環基などを有する1価の基;1価の鎖状炭化水素基又は1価の脂環式炭化水素基における少なくとも1つの水素原子が、フッ素原子や塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子、フェニル基等の芳香族炭化水素基、水酸基、ハロゲン化アルキル基等で置換された1価の基;などが挙げられる。 R 1 in the above formula (1) is a hydrogen atom, or has a chain hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group, and chain carbonization with respect to the nitrogen atom to which R 2 and R 3 are bonded. It is a monovalent organic group bonded through a hydrogen group or an alicyclic hydrocarbon group. Examples of such a monovalent organic group include a monovalent chain hydrocarbon group and a monovalent alicyclic hydrocarbon group, as well as a monovalent chain hydrocarbon group or a monovalent alicyclic carbon group. Between the carbon-carbon bonds in the hydrogen group, —O—, —NH—, —CO—O—, —CO—NH—, —CO—, —S—, —S (O) 2 —, —Si (CH 3) 2 -, - O- Si (CH 3) 2 -, - O-Si (CH 3) 2 -O-, 1 having an aromatic hydrocarbon group, a heterocyclic group such as a pyridinylene group such as a phenylene group A valent group; at least one hydrogen atom in a monovalent chain hydrocarbon group or monovalent alicyclic hydrocarbon group is a halogen atom such as a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom; And monovalent groups substituted with an aromatic hydrocarbon group, a hydroxyl group, a halogenated alkyl group, and the like.

なお、本明細書における鎖状炭化水素基とは、主鎖に環状構造を含まず、鎖状構造のみで構成された飽和炭化水素基及び不飽和炭化水素基を意味する。但し、直鎖状炭化水素基及び分岐状炭化水素基の双方を含む。また、脂環式炭化水素基とは、環構造としては脂環式炭化水素の構造のみを含み、芳香環構造を含まない炭化水素基を意味する。但し、脂環式炭化水素の構造のみで構成されている必要はなく、その一部に鎖状構造を有するものも含む。   In addition, the chain hydrocarbon group in this specification means the saturated hydrocarbon group and unsaturated hydrocarbon group which were not comprised in the main chain but comprised only the chain structure. However, both linear hydrocarbon groups and branched hydrocarbon groups are included. The alicyclic hydrocarbon group means a hydrocarbon group containing only an alicyclic hydrocarbon structure as a ring structure and not containing an aromatic ring structure. However, it is not necessary to be comprised only by the structure of an alicyclic hydrocarbon, The thing which has a chain structure in the part is also included.

における1価の鎖状炭化水素基の具体例としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、オクタデシル基、イコシル基、ビニル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、エチニル基、プロピニル基などが挙げられる。また、1価の脂環式炭化水素基の具体例としては、例えばシクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロペンチルメチル基、シクロへキシル基、シクロへキシルメチル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基、シクロウンデシル基、シクロドデシル基、シクロトリデシル基、シクロテトラデシル基、シクロペンタデシル基、シクロオクタデシル基、シクロイコシル基、ビシクロへキシリル基、デカヒドロナフチル基、ノルボルニル基、メチルノルボルニル基、アダマンチル基などが挙げられる。
における1価の有機基としては、炭素数1〜20であることが好ましく、炭素数1〜15であることがより好ましく、炭素数1〜10であることが更に好ましい。
Specific examples of the monovalent chain hydrocarbon group in R 1 include, for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, a decyl group, and an undecyl group. , Dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, octadecyl group, icosyl group, vinyl group, propenyl group, butenyl group, pentenyl group, ethynyl group, propynyl group and the like. Specific examples of the monovalent alicyclic hydrocarbon group include, for example, a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclopentylmethyl group, a cyclohexyl group, a cyclohexylmethyl group, a cyclohexenyl group, a cycloheptyl group, Cyclooctyl group, cyclononyl group, cyclodecyl group, cycloundecyl group, cyclododecyl group, cyclotridecyl group, cyclotetradecyl group, cyclopentadecyl group, cyclooctadecyl group, cycloicosyl group, bicyclohexyl group, decahydronaphthyl group , Norbornyl group, methylnorbornyl group, adamantyl group and the like.
The monovalent organic group in R 1 preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 15 carbon atoms, and still more preferably 1 to 10 carbon atoms.

上記式(1)におけるR及びRは、鎖状炭化水素基又は脂環式炭化水素基を有し、かつRが結合する窒素原子に対して鎖状炭化水素基、脂環式炭化水素基又は*−CO−R−(但し、Rは2価の鎖状炭化水素基又は脂環式炭化水素基であり、*はRが結合する窒素原子との結合手を示す。)で結合する2価の有機基である。R及びRにおける2価の有機基としては、2価の鎖状炭化水素基、2価の脂環式炭化水素基、*−CO−R−等が挙げられる。また、当該2価の有機基としては、2価の鎖状炭化水素基又は2価の脂環式炭化水素基における炭素−炭素結合間に、−O−、−NH−、−CO−O−、−CO−NH−、−CO−、−S−、−S(O)−、−Si(CH−、−O−Si(CH−、−O−Si(CH−O−、フェニレン基等の芳香族炭化水素基、ピリジニレン基等の複素環基などを有する2価の基;2価の鎖状炭化水素基又は2価の脂環式炭化水素基における少なくとも1つの水素原子が、フッ素原子や塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子、フェニル基等の芳香族炭化水素基、水酸基、ハロゲン化アルキル基等で置換された2価の基;などであってもよい。なお、分子内のRとRとは、互いに同じでも異なっていてもよい。 R 2 and R 3 in the above formula (1) have a chain hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group, and a chain hydrocarbon group or an alicyclic carbon group with respect to the nitrogen atom to which R 1 is bonded. A hydrogen group or * —CO—R 4 — (where R 4 is a divalent chain hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group, and * represents a bond with a nitrogen atom to which R 1 is bonded. ) Is a divalent organic group. Examples of the divalent organic group in R 2 and R 3 include a divalent chain hydrocarbon group, a divalent alicyclic hydrocarbon group, * —CO—R 4 —, and the like. In addition, as the divalent organic group, between a carbon-carbon bond in a divalent chain hydrocarbon group or a divalent alicyclic hydrocarbon group, —O—, —NH—, —CO—O— , -CO-NH -, - CO -, - S -, - S (O) 2 -, - Si (CH 3) 2 -, - O-Si (CH 3) 2 -, - O-Si (CH 3 ) 2 -O-, a divalent group having an aromatic hydrocarbon group such as a phenylene group, a heterocyclic group such as a pyridinylene group; a divalent chain hydrocarbon group or a divalent alicyclic hydrocarbon group A divalent group in which at least one hydrogen atom is substituted with a halogen atom such as a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom, an aromatic hydrocarbon group such as a phenyl group, a hydroxyl group or a halogenated alkyl group; It may be. In the molecule, R 2 and R 3 may be the same as or different from each other.

具体的には、R、R及びRにおける2価の鎖状炭化水素基として、例えばメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ウンデシレン基、ドデシレン基、トリデシレン基、テトラデシレン基、ペンタデシレン基、オクタデシレン基、イコシレン基、ビニレン基、プロペニレン基、ブテニレン基、ペンテニレン基、エチニレン基、プロピニレン基などを;2価の脂環式炭化水素基として、例えばシクロプロピレン基、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロへキシレン基、シクロヘキセニレン基、シクロヘプチレン基、シクロオクチレン基、シクロノニレン基、シクロデシレン基、シクロウンデシレン基、シクロドデシレン基、シクロトリデシレン基、シクロテトラデシレン基、シクロペンタデシレン基、シクロオクタデシレン基、シクロイコシレン基、ビシクロへキシレン基、ノルボルニレン基、アダマンチレン基などを;それぞれ挙げることができる。
及びRにおける2価の有機基としては、炭素数1〜20であることが好ましく、炭素数1〜15であることがより好ましく、炭素数1〜10であることが更に好ましく、炭素数1〜5であることが特に好ましい。なお、式(1)中において、複数のRが存在する場合、それらは互いに同じでも異なっていてもよく、複数のRが存在する場合、それらは互いに同じでも異なっていてもよい。
Specifically, as the divalent chain hydrocarbon group in R 2 , R 3 and R 4 , for example, methylene group, ethylene group, propylene group, butylene group, pentylene group, hexylene group, heptylene group, octylene group, nonylene Group, decylene group, undecylene group, dodecylene group, tridecylene group, tetradecylene group, pentadecylene group, octadecylene group, icosylene group, vinylene group, propenylene group, butenylene group, pentenylene group, ethynylene group, propynylene group, etc .; Examples of the cyclic hydrocarbon group include cyclopropylene group, cyclobutylene group, cyclopentylene group, cyclohexylene group, cyclohexenylene group, cycloheptylene group, cyclooctylene group, cyclononylene group, cyclodecylene group, cycloundecylene group, and cyclododecylene. Group, And a cyclotridecylene group, a cyclotetradecylene group, a cyclopentadecylene group, a cyclooctadecylene group, a cycloicosylene group, a bicyclohexylene group, a norbornylene group, an adamantylene group, and the like.
The divalent organic group in R 2 and R 3 preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 15 carbon atoms, still more preferably 1 to 10 carbon atoms, The number 1 to 5 is particularly preferable. In the formula (1), when a plurality of R 2 are present, they may be the same as or different from each other. When a plurality of R 3 are present, they may be the same as or different from each other.

上記式(1)におけるXは窒素含有芳香族複素環であり、当該窒素含有芳香族複素環がRを介して窒素原子(Rが結合する窒素原子)に結合している。窒素含有芳香族複素環としては、環骨格中に窒素原子を1つ以上含む芳香環であればよい。したがって、環骨格中には、ヘテロ原子として窒素原子のみを含んでいてもよいし、窒素原子と、窒素原子以外のヘテロ原子(酸素原子、硫黄原子など)とを含んでいてもよい。Xにおける窒素含有芳香族複素環の具体例としては、例えばピロール環、イミダゾール環、ピラゾール環、トリアゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、ピラジン環、インドール環、ベンゾイミダゾール環、プリン環、キノリン環、イソキノリン環、ナフチリジン環、キノキサリン環、フタラジン環、トリアジン環、アゼピン環、ジアゼピン環、アクリジン環、フェナジン環、フェナントロリン環、オキサゾール環、チアゾール環、カルバゾール環、チアジアゾール環、ベンゾチアゾール環、フェノチアジン環、オキサジアゾール環等が挙げられる。また、Xは、上記例示した環を構成する炭素原子に置換基が導入されたものであってもよい。当該置換基としては、例えばハロゲン原子、炭素数1〜20の1価の有機基等が挙げられる。なお、当該1価の有機基の具体例は、上記Rの1価の有機基として例示した基が挙げられる。 X 1 in the above formula (1) is a nitrogen-containing aromatic heterocycle, and the nitrogen-containing aromatic heterocycle is bonded to a nitrogen atom (nitrogen atom to which R 1 is bonded) via R 2 . The nitrogen-containing aromatic heterocyclic ring may be an aromatic ring containing one or more nitrogen atoms in the ring skeleton. Therefore, the ring skeleton may contain only nitrogen atoms as heteroatoms, or may contain nitrogen atoms and heteroatoms other than nitrogen atoms (oxygen atoms, sulfur atoms, etc.). Specific examples of the nitrogen-containing aromatic heterocycle in X 1 include, for example, a pyrrole ring, an imidazole ring, a pyrazole ring, a triazole ring, a pyridine ring, a pyrimidine ring, a pyridazine ring, a pyrazine ring, an indole ring, a benzimidazole ring, a purine ring, Quinoline ring, isoquinoline ring, naphthyridine ring, quinoxaline ring, phthalazine ring, triazine ring, azepine ring, diazepine ring, acridine ring, phenazine ring, phenanthroline ring, oxazole ring, thiazole ring, carbazole ring, thiadiazole ring, benzothiazole ring, phenothiazine Ring, oxadiazole ring and the like. X 1 may be one in which a substituent is introduced into the carbon atom constituting the ring exemplified above. Examples of the substituent include a halogen atom and a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. Specific examples of the monovalent organic group include the groups exemplified as the monovalent organic group for R 1 .

としては、これらの中でも、環骨格がピロール環、イミダゾール環、ピラゾール環、トリアゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、ピラジン環、ベンゾイミダゾール環、ナフチリジン環、フタラジン環、キノキサリン環、トリアジン環、アゼピン環、ジアゼピン環又はフェナジン環であることが好ましく、ピロール環、イミダゾール環、ピラゾール環、トリアゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、ピリダジン環又はピラジン環であることがより好ましい。
なお、窒素含有芳香族複素環におけるRとの結合位置は特に限定しない。例えばXとしての窒素含有芳香族複素環が5員環である場合、1−位、2−位又は3−位とすることができ、6員環である場合、1−位、2−位、3−位又は4−位とすることができる。nが2又は3の場合、複数のXは独立して上記定義を有する。
Among these, as X 1 , the ring skeleton is a pyrrole ring, imidazole ring, pyrazole ring, triazole ring, pyridine ring, pyrimidine ring, pyridazine ring, pyrazine ring, benzimidazole ring, naphthyridine ring, phthalazine ring, quinoxaline ring, triazine It is preferably a ring, an azepine ring, a diazepine ring or a phenazine ring, more preferably a pyrrole ring, an imidazole ring, a pyrazole ring, a triazole ring, a pyridine ring, a pyrimidine ring, a pyridazine ring or a pyrazine ring.
Incidentally, bonding position to R 2 in a nitrogen-containing aromatic heterocycle is not particularly limited. For example, when the nitrogen-containing aromatic heterocycle as X 1 is a 5-membered ring, it can be the 1-position, 2-position or 3-position, and when it is a 6-membered ring, the 1-position, 2-position , 3-position or 4-position. When n is 2 or 3, the plurality of X 1 independently have the above definition.

上記式(1)におけるXは、環状エーテル基又は重合性不飽和基である。環状エーテル基としては、エポキシ基(オキシラニル基)又はオキセタニル基であることが好ましく、エポキシ基であることがより好ましい。また、重合性不飽和基としては、炭素−炭素二重結合を有していればよく、具体的には、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、ビニル基、ビニロキシ基、マレイミド基又はスチリル基であることが好ましい。 X 2 in the above formula (1) is a cyclic ether group or a polymerizable unsaturated group. The cyclic ether group is preferably an epoxy group (oxiranyl group) or an oxetanyl group, and more preferably an epoxy group. Further, the polymerizable unsaturated group only needs to have a carbon-carbon double bond, and specifically, it may be an acryloxy group, a methacryloxy group, a vinyl group, a vinyloxy group, a maleimide group or a styryl group. preferable.

化合物(B)の好ましい具体例としては、下記式(1−1)で表される化合物、下記式(1−2)で表される化合物及び下記式(1−3)で表される化合物等が挙げられる。

Figure 2014092775
(式(1−1)中、Rは、2価の鎖状炭化水素基又は脂環式炭化水素基であり、tは0又は1である。R及びXは、それぞれ上記式(1)と同義である。)
Figure 2014092775
(式(1−2)中、R及びRは、それぞれ独立に2価の鎖状炭化水素基又は脂環式炭化水素基であり、rは1又は2である。X及びXは、それぞれ上記式(1)と同義である。)
Figure 2014092775
(式(1−3)中、Rは、−CO−に対して鎖状炭化水素基又は脂環式炭化水素基で結合する2価の有機基である。R及びXは、それぞれ上記式(1)と同義である。) Preferred specific examples of the compound (B) include a compound represented by the following formula (1-1), a compound represented by the following formula (1-2), a compound represented by the following formula (1-3), and the like. Is mentioned.
Figure 2014092775
(In Formula (1-1), R 5 is a divalent chain hydrocarbon group or alicyclic hydrocarbon group, and t is 0 or 1. R 1 and X 1 are each represented by the above formula ( It is synonymous with 1).
Figure 2014092775
(In formula (1-2), R 6 and R 7 are each independently a divalent chain hydrocarbon group or alicyclic hydrocarbon group, and r is 1 or 2. X 1 and X 2 Are respectively synonymous with the above formula (1).)
Figure 2014092775
(In Formula (1-3), R 8 is a divalent organic group bonded to —CO— with a chain hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group. R 2 and X 1 are each (It is synonymous with the above formula (1).)

上記式(1−1)で表される化合物について、Rは、水素原子、炭素数1〜10の1価の鎖状炭化水素基又は炭素数3〜10の1価の脂環式炭化水素基であることが好ましく、水素原子又は炭素数1〜5の1価の鎖状炭化水素基であることがより好ましく、水素原子であることが特に好ましい。Rは、炭素数1〜10の2価の鎖状炭化水素基又は炭素数3〜10の2価の脂環式炭化水素基であることが好ましく、炭素数1〜10の2価の鎖状炭化水素基であることがより好ましく、炭素数1〜5の2価の鎖状炭化水素基であることが特に好ましい。また、Xの好ましい具体例は、上記式(1)のXで挙げた好ましい具体例の説明を適用することができる。
tは0又は1であり、過酷な使用環境下での劣化の程度がより少ない液晶配向膜を得ることができる点において、0であることが好ましい。
The compound represented by the above formula (1-1), R 1 represents a hydrogen atom, a monovalent chain-like hydrocarbon group or a monovalent alicyclic hydrocarbon having 3 to 10 carbon atoms having 1 to 10 carbon atoms It is preferably a group, more preferably a hydrogen atom or a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, and particularly preferably a hydrogen atom. R 5 is preferably a divalent chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a divalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms, and a divalent chain having 1 to 10 carbon atoms. It is more preferably a hydrocarbon group, particularly preferably a divalent chain hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms. Further, preferred examples of X 1 can be applied to the description of preferred embodiments given in X 1 of the formula (1).
t is 0 or 1, and is preferably 0 in that a liquid crystal alignment film with less deterioration under a severe use environment can be obtained.

一方、上記式(1−2)で表される化合物について、R及びRとしては、炭素数1〜10の2価の鎖状炭化水素基又は炭素数3〜10の2価の脂環式炭化水素基であることが好ましく、炭素数1〜10の鎖状炭化水素基であることがより好ましく、炭素数1〜5の鎖状炭化水素基であることが特に好ましい。なお、分子内におけるR及びRは、互いに同じでも異なっていてもよい。Xの好ましい具体例としては、上記式(1)のXで挙げた好ましい具体例の説明を適用することができる。また、Xは、エポキシ基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、ビニル基、ビニロキシ基、マレイミド基又はスチリル基であることが好ましく、エポキシ基であることが特に好ましい。
rは1又は2であり、2であることが好ましい。
On the other hand, the compound represented by the above formula (1-2), examples of R 6 and R 7, a divalent alicyclic divalent chain hydrocarbon group or a C3-10 having 1 to 10 carbon atoms It is preferably a formula hydrocarbon group, more preferably a chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and particularly preferably a chain hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms. In the molecule, R 6 and R 7 may be the same as or different from each other. Preferred examples of X 1, can be applied to the description of preferred embodiments given in X 1 of the formula (1). X 2 is preferably an epoxy group, an acryloxy group, a methacryloxy group, a vinyl group, a vinyloxy group, a maleimide group or a styryl group, and particularly preferably an epoxy group.
r is 1 or 2, and is preferably 2.

また、上記式(1−3)で表される化合物について、Rにおける2価の有機基としては、上記式(1)におけるR及びRの具体例として例示した基を挙げることができる。好ましくは炭素数1〜19であり、更に好ましくは炭素数1〜9である。Rは、炭素数1〜10の2価の鎖状炭化水素基又は炭素数3〜10の2価の脂環式炭化水素基であることが好ましく、炭素数1〜10の2価の鎖状炭化水素基であることがより好ましく、炭素数1〜5の2価の鎖状炭化水素基であることが特に好ましい。Xの好ましい具体例は、上記式(1)のXで挙げた好ましい具体例の説明を適用することができる。なお、式(1−3)中の複数のXは、互いに同じでも異なっていてもよい。 In addition, regarding the compound represented by the above formula (1-3), examples of the divalent organic group in R 8 include the groups exemplified as specific examples of R 2 and R 3 in the above formula (1). . Preferably it is C1-C19, More preferably, it is C1-C9. R 2 is preferably a divalent chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a divalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms, and a divalent chain having 1 to 10 carbon atoms. It is more preferably a hydrocarbon group, particularly preferably a divalent chain hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms. Preferred examples of X 1 can be applied to the description of preferred embodiments given in X 1 of the formula (1). In addition, several X < 1 > in Formula (1-3) may mutually be same or different.

上記化合物(B)としては、過酷な使用環境下でも劣化の程度が極力少ない液晶配向膜を得ることができる点で、上記式(1−1)で表される化合物、上記式(1−2)で表される化合物及び上記式(1−3)で表される化合物よりなる群から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。これらの中でも、上記式(1−1)で表される化合物であることが特に好ましい。   The compound (B) is a compound represented by the above formula (1-1), the above formula (1-2), in that a liquid crystal alignment film having as little deterioration as possible can be obtained even under a severe use environment. ) And at least one selected from the group consisting of compounds represented by the above formula (1-3). Among these, the compound represented by the above formula (1-1) is particularly preferable.

本発明の液晶配向剤に含有される化合物(B)の具体例としては、例えば下記式(ma−1)〜(ma−39)のそれぞれで表される化合物等を挙げることができる。なお、下記式のうち、式(ma−1)〜(ma−19)が上記式(1−1)で表される化合物の具体例に相当し、式(ma−26)〜(ma−39)が上記式(1−2)で表される化合物の具体例に相当し、式(ma−20)〜(ma−25)が上記式(1−3)で表される化合物に相当する。上記化合物(B)としては、これらを1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。

Figure 2014092775
Figure 2014092775
Figure 2014092775
Specific examples of the compound (B) contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention include compounds represented by the following formulas (ma-1) to (ma-39), for example. Of the following formulas, formulas (ma-1) to (ma-19) correspond to specific examples of the compound represented by formula (1-1), and formulas (ma-26) to (ma-39) ) Corresponds to a specific example of a compound represented by the above formula (1-2), and formulas (ma-20) to (ma-25) correspond to a compound represented by the above formula (1-3). As said compound (B), these can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
Figure 2014092775
Figure 2014092775
Figure 2014092775

上記化合物(B)の配合割合は、液晶配向剤中に含有される重合体の合計100重量部に対して、0.1〜30重量部であることが好ましい。化合物(B)の配合割合を0.1重量部以上とすることにより、過酷な使用環境下でも電圧保持率を維持できる信頼性の高い液晶配向膜が得られるといった効果を好適に得ることができ、30重量部以下とすることにより、液晶配向膜の機械的強度や電気的特性を損なわないようにすることができる。より好ましくは0.5〜25重量部であり、更に好ましくは1.0〜20重量部である。   The compounding ratio of the compound (B) is preferably 0.1 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total polymer contained in the liquid crystal aligning agent. By setting the compounding ratio of the compound (B) to 0.1 parts by weight or more, it is possible to suitably obtain an effect that a highly reliable liquid crystal alignment film capable of maintaining a voltage holding ratio even under a severe use environment can be obtained. By adjusting the amount to 30 parts by weight or less, the mechanical strength and electrical characteristics of the liquid crystal alignment film can be prevented from being impaired. More preferably, it is 0.5-25 weight part, More preferably, it is 1.0-20 weight part.

<その他の成分>
本発明の液晶配向剤は、必要に応じてその他の成分を含有していてもよい。かかるその他の成分としては、例えば、上記重合体(A)以外のその他の重合体、分子内に少なくとも一つのエポキシ基を有する化合物(但し、上記化合物(B)に該当する化合物を除く。以下、「エポキシ基含有化合物」という。)、官能性シラン化合物等を挙げることができる。
<Other ingredients>
The liquid crystal aligning agent of this invention may contain the other component as needed. Examples of such other components include other polymers other than the polymer (A) and compounds having at least one epoxy group in the molecule (however, the compounds corresponding to the compound (B) are excluded. And an epoxy group-containing compound) and a functional silane compound.

<その他の重合体>
上記その他の重合体は、溶液特性や電気特性の改善のために使用することができる。かかるその他の重合体としては、例えばポリオルガノシロキサン、ポリエステル、ポリアミド、セルロース誘導体、ポリアセタール、ポリスチレン誘導体、ポリ(スチレン−フェニルマレイミド)誘導体、ポリ(メタ)アクリレートなどを挙げることができる。
その他の重合体を液晶配向剤に添加する場合、その配合割合は、液晶配向剤中に含まれる重合体の合計100重量部に対して、50重量部以下であることが好ましく、0.1〜40重量部であることがより好ましく、0.1〜30重量部であることが更に好ましい。
<Other polymers>
The above other polymers can be used for improving solution properties and electrical properties. Examples of such other polymers include polyorganosiloxane, polyester, polyamide, cellulose derivative, polyacetal, polystyrene derivative, poly (styrene-phenylmaleimide) derivative, and poly (meth) acrylate.
When adding another polymer to a liquid crystal aligning agent, it is preferable that the mixture ratio is 50 weight part or less with respect to a total of 100 weight part of the polymer contained in a liquid crystal aligning agent. The amount is more preferably 40 parts by weight, and still more preferably 0.1 to 30 parts by weight.

<エポキシ基含有化合物>
エポキシ基含有化合物は、液晶配向膜における基板表面との接着性や電気特性を向上させるために使用することができる。このようなエポキシ基含有化合物としては、例えばエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、2,2−ジブロモネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−m−キシリレンジアミン、1,3−ビス(N,N−ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、N,N−ジグリシジル−ベンジルアミン、N,N−ジグリシジル−アミノメチルシクロヘキサン、N,N−ジグリシジル−シクロヘキシルアミン等を好ましいものとして挙げることができる。その他、エポキシ基含有化合物の例としては、国際公開第2009/096598号記載のエポキシ基含有ポリオルガノシロキサンを用いることができる。
これらエポキシ化合物を液晶配向剤に添加する場合、その配合割合は、液晶配向剤中に含まれる重合体の合計100重量部に対して、40重量部以下が好ましく、0.1〜30重量部がより好ましい。
<Epoxy group-containing compound>
The epoxy group-containing compound can be used to improve the adhesion and electrical properties with the substrate surface in the liquid crystal alignment film. Examples of such epoxy group-containing compounds include ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, tripropylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, 1 , 6-hexanediol diglycidyl ether, glycerin diglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, 2,2-dibromoneopentyl glycol diglycidyl ether, N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-m-xylylene diene Amine, 1,3-bis (N, N-diglycidylaminomethyl) cyclohexane, N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-4,4′-diamy Diphenylmethane, N, N-diglycidyl - benzylamine, N, N-diglycidyl - aminomethyl cyclohexane, N, N-diglycidyl - may be mentioned as being preferred and cyclohexylamine. In addition, as an example of the epoxy group-containing compound, an epoxy group-containing polyorganosiloxane described in International Publication No. 2009/096598 can be used.
When these epoxy compounds are added to the liquid crystal aligning agent, the blending ratio is preferably 40 parts by weight or less, and 0.1 to 30 parts by weight with respect to a total of 100 parts by weight of the polymer contained in the liquid crystal aligning agent. More preferred.

<官能性シラン化合物>
上記官能性シラン化合物は、液晶配向剤の印刷性の向上を目的として使用することができる。このような官能性シラン化合物としては、例えば3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、2−アミノプロピルトリメトキシシラン、2−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、N−エトキシカルボニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−トリエトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、10−トリメトキシシリル−1,4,7−トリアザデカン、9−トリメトキシシリル−3,6−ジアザノニルアセテート、9−トリメトキシシリル−3,6−ジアザノナン酸メチル、N−ベンジル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、グリシドキシメチルトリメトキシシラン、2−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等を挙げることができる。
これら官能性シラン化合物を液晶配向剤に添加する場合、その配合割合は、液晶配向剤中に含まれる重合体の合計100重量部に対して、2重量部以下が好ましく、0.02〜0.2重量部がより好ましい。
なお、その他の成分としては、上記のほか、分子内に少なくとも一つのオキセタニル基を有する化合物や酸化防止剤などを使用することができる。
<Functional silane compound>
The functional silane compound can be used for the purpose of improving the printability of the liquid crystal aligning agent. Examples of such functional silane compounds include 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 2-aminopropyltrimethoxysilane, 2-aminopropyltriethoxysilane, N- (2-aminoethyl). ) -3-Aminopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-ureidopropyltrimethoxysilane, 3-ureidopropyltriethoxysilane, N-ethoxycarbonyl-3- Aminopropyltrimethoxysilane, N-triethoxysilylpropyltriethylenetriamine, 10-trimethoxysilyl-1,4,7-triazadecane, 9-trimethoxysilyl-3,6-diazanonyl acetate, 9-trimethoxysilyl -3,6- Methyl azananoate, N-benzyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, glycidoxymethyltrimethoxysilane, 2-glycidoxyethyltrimethoxysilane, 3-glycid And xylpropyltrimethoxysilane.
When these functional silane compounds are added to the liquid crystal aligning agent, the blending ratio is preferably 2 parts by weight or less, based on the total of 100 parts by weight of the polymer contained in the liquid crystal aligning agent, 2 parts by weight is more preferred.
As other components, in addition to the above, a compound having at least one oxetanyl group in the molecule, an antioxidant, or the like can be used.

<溶剤>
本発明の液晶配向剤は、上記重合体(A)及び化合物(B)、並びに必要に応じて任意に配合されるその他の成分が、好ましくは有機溶媒中に溶解されて構成される。
ここで、本発明の液晶配向剤の調製に使用される溶剤としては、例えばN−メチル−2−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、γ−ブチロラクタム、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、エチレングリコールモノメチルエーテル、乳酸ブチル、酢酸ブチル、メチルメトキシプロピオネ−ト、エチルエトキシプロピオネ−ト、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコール−n−プロピルエーテル、エチレングリコール−i−プロピルエーテル、エチレングリコール−n−ブチルエーテル(ブチルセロソルブ)、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、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、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジイソブチルケトン、イソアミルプロピオネート、イソアミルイソブチレート、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等を挙げることができる。これらは、1種を単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
<Solvent>
The liquid crystal aligning agent of the present invention is preferably constituted by dissolving the polymer (A) and the compound (B), and other components optionally blended as necessary, in an organic solvent.
Here, examples of the solvent used for preparing the liquid crystal aligning agent of the present invention include N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, γ-butyrolactam, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, ethylene glycol monomethyl ether, butyl lactate, butyl acetate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, ethylene glycol methyl ether, ethylene glycol ethyl ether, ethylene glycol n-propyl ether, ethylene glycol-i-propyl ether, ethylene glycol-n-butyl ether (butyl cellosolve), ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol ethyl ether acetate, diethylene glycol Dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether, diisobutyl ketone, isoamyl propionate, isoamyl isobutyrate, diisopentyl ether , Ethylene carbonate, propylene carbonate and the like. These can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.

本発明の液晶配向剤における固形分濃度(液晶配向剤の溶媒以外の成分の合計重量が液晶配向剤の全重量に占める割合)は、粘性、揮発性などを考慮して適宜に選択されるが、好ましくは1〜10重量%の範囲である。すなわち、本発明の液晶配向剤は、後述するように基板表面に塗布され、好ましくは加熱されることにより、液晶配向膜である塗膜又は液晶配向膜となる塗膜が形成されるが、このとき、固形分濃度が1重量%未満である場合には、この塗膜の膜厚が過小となって良好な液晶配向膜を得ることができない。一方、固形分濃度が10重量%を超える場合には、塗膜の膜厚が過大となって良好な液晶配向膜を得ることができず、また、液晶配向剤の粘性が増大して塗布特性が劣るものとなる。   The solid content concentration in the liquid crystal aligning agent of the present invention (the ratio of the total weight of components other than the solvent of the liquid crystal aligning agent to the total weight of the liquid crystal aligning agent) is appropriately selected in consideration of viscosity, volatility, and the like. The range is preferably 1 to 10% by weight. That is, the liquid crystal aligning agent of the present invention is applied to the substrate surface as described later, and preferably heated to form a coating film that is a liquid crystal alignment film or a coating film that becomes a liquid crystal alignment film. When the solid content concentration is less than 1% by weight, the film thickness of the coating film is too small to obtain a good liquid crystal alignment film. On the other hand, when the solid content concentration exceeds 10% by weight, the film thickness of the coating film becomes excessive and a good liquid crystal alignment film cannot be obtained, and the viscosity of the liquid crystal aligning agent increases and the coating characteristics are increased. Is inferior.

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。例えばスピンナー法による場合には、固形分濃度1.5〜4.5重量%の範囲が特に好ましい。印刷法による場合には、固形分濃度を3〜9重量%の範囲とし、それにより溶液粘度を12〜50mPa・sの範囲とすることが特に好ましい。インクジェット法による場合には、固形分濃度を1〜5重量%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。
本発明の液晶配向剤を調製する際の温度は、好ましくは10〜100℃であり、より好ましくは20〜80℃である。なお、重合体(A)と化合物(B)とを混合する際には、重合体(A)が溶解された重合体溶液に化合物(B)を直接添加してもよいが、化合物(B)を適当な溶媒(例えば、上記重合体(A)を可溶な溶媒)に溶解させた後、その溶液と重合体溶液とを混合することが好ましい。
The particularly preferable range of the solid content concentration varies depending on the method used when the liquid crystal aligning agent is applied to the substrate. For example, in the case of the spinner method, the solid content concentration is particularly preferably in the range of 1.5 to 4.5% by weight. In the case of the printing method, it is particularly preferable that the solid content concentration is in the range of 3 to 9% by weight, and thereby the solution viscosity is in the range of 12 to 50 mPa · s. In the case of the inkjet method, it is particularly preferable that the solid content concentration is in the range of 1 to 5% by weight, and thereby the solution viscosity is in the range of 3 to 15 mPa · s.
The temperature at the time of preparing the liquid crystal aligning agent of this invention becomes like this. Preferably it is 10-100 degreeC, More preferably, it is 20-80 degreeC. In mixing the polymer (A) and the compound (B), the compound (B) may be added directly to the polymer solution in which the polymer (A) is dissolved. Is preferably dissolved in an appropriate solvent (for example, the polymer (A) is a soluble solvent), and then the solution and the polymer solution are mixed.

<液晶配向膜及び液晶表示素子>
本発明の液晶配向膜は、上記のように調製された液晶配向剤により形成される。また、本発明の液晶表示素子は、本発明の液晶配向剤を用いて形成された液晶配向膜を具備する。本発明の液晶表示素子を適用する駆動モードは特に限定せず、TN型、STN型、IPS型、FFS型、VA型、MVA型、PSA型などの種々の駆動モードに適用することができる。
<Liquid crystal alignment film and liquid crystal display element>
The liquid crystal alignment film of the present invention is formed by the liquid crystal aligning agent prepared as described above. Moreover, the liquid crystal display element of this invention comprises the liquid crystal aligning film formed using the liquid crystal aligning agent of this invention. The drive mode to which the liquid crystal display element of the present invention is applied is not particularly limited, and can be applied to various drive modes such as TN type, STN type, IPS type, FFS type, VA type, MVA type, and PSA type.

本発明の液晶表示素子は、例えば以下の(1)〜(3)の工程により製造することができる。工程(1)は、所望の駆動モードによって使用基板が異なる。工程(2)及び(3)は各駆動モードに共通である。   The liquid crystal display element of the present invention can be produced, for example, by the following steps (1) to (3). In step (1), the substrate to be used varies depending on the desired drive mode. Steps (2) and (3) are common to each drive mode.

[工程(1):塗膜の形成]
先ず、基板上に本発明の液晶配向剤を塗布し、次いで塗布面を加熱することにより基板上に塗膜を形成する。
(1−1)TN型、STN型、VA型、MVA型又はPSA型の液晶表示素子を製造する場合、パターニングされた透明導電膜が設けられている基板二枚を一対として、それぞれの基板における透明性導電膜の形成面上に、本発明の液晶配向剤を、好ましくはオフセット印刷法、スピンコート法、ロールコーター法又はインクジェット印刷法によりそれぞれ塗布する。ここで、基板としては、例えばフロートガラス、ソーダガラスなどのガラス;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリ(脂環式オレフィン)などのプラスチックからなる透明基板を用いることができる。基板の一面に設けられる透明導電膜としては、酸化スズ(SnO)からなるNESA膜(米国PPG社登録商標)、酸化インジウム−酸化スズ(In−SnO)からなるITO膜などを用いることができる。パターニングされた透明導電膜を得るには、例えばパターンなし透明導電膜を形成した後にフォト・エッチングによりパターンを形成する方法、透明導電膜を形成する際に所望のパターンを有するマスクを用いる方法などによることができる。液晶配向剤の塗布に際しては、基板表面及び透明導電膜と塗膜との接着性を更に良好にするために、基板表面のうち塗膜を形成する面に、官能性シラン化合物、官能性チタン化合物などを予め塗布する前処理を施しておいてもよい。
[Step (1): Formation of coating film]
First, the liquid crystal aligning agent of this invention is apply | coated on a board | substrate, Then, a coating film is formed on a board | substrate by heating an application surface.
(1-1) When manufacturing a TN type, STN type, VA type, MVA type or PSA type liquid crystal display element, a pair of substrates each provided with a patterned transparent conductive film is used as a pair. The liquid crystal aligning agent of the present invention is preferably applied onto the surface on which the transparent conductive film is formed, preferably by an offset printing method, a spin coating method, a roll coater method or an ink jet printing method. Here, as the substrate, for example, glass such as float glass or soda glass; a transparent substrate made of plastic such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethersulfone, polycarbonate, poly (cycloaliphatic olefin) can be used. As a transparent conductive film provided on one surface of the substrate, an NESA film (registered trademark of PPG, USA) made of tin oxide (SnO 2 ), an ITO film made of indium oxide-tin oxide (In 2 O 3 —SnO 2 ), etc. Can be used. In order to obtain a patterned transparent conductive film, for example, a method of forming a pattern by photo-etching after forming a transparent conductive film without a pattern, a method of using a mask having a desired pattern when forming a transparent conductive film, etc. be able to. In applying the liquid crystal aligning agent, in order to further improve the adhesion between the substrate surface and the transparent conductive film and the coating film, a functional silane compound or a functional titanium compound is formed on the surface of the substrate surface on which the coating film is formed. It is also possible to perform a pretreatment to apply the above in advance.

液晶配向剤の塗布後、塗布した配向剤の液垂れ防止などの目的で、好ましくは予備加熱(プレベーク)が実施される。プレベーク温度は、好ましくは30〜200℃であり、より好ましくは40〜150℃であり、特に好ましくは40〜100℃である。プレベーク時間は好ましくは0.25〜10分であり、より好ましくは0.5〜5分である。その後、溶剤を完全に除去する目的で、また必要に応じて重合体に存在するアミック酸構造を熱イミド化することを目的として焼成(ポストベーク)工程が実施される。このときの焼成温度(ポストベーク温度)は、好ましくは80〜300℃であり、より好ましくは120〜250℃である。ポストベーク時間は、好ましくは5〜200分であり、より好ましくは10〜100分である。このようにして、形成される膜の膜厚は、好ましくは0.001〜1μmであり、より好ましくは0.005〜0.5μmである。   After the application of the liquid crystal aligning agent, preheating (pre-baking) is preferably performed for the purpose of preventing dripping of the applied aligning 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-bake time is preferably 0.25 to 10 minutes, more preferably 0.5 to 5 minutes. Thereafter, a firing (post-baking) step is carried out for the purpose of completely removing the solvent and, if necessary, for thermal imidization of the amic acid structure present in the polymer. The firing temperature (post-bake temperature) at this time is preferably 80 to 300 ° C, more preferably 120 to 250 ° C. The post-bake time is preferably 5 to 200 minutes, more preferably 10 to 100 minutes. Thus, the film thickness of the formed film is preferably 0.001 to 1 μm, more preferably 0.005 to 0.5 μm.

(1−2)IPS型又はFFS型液晶表示素子を製造する場合、櫛歯型にパターニングされた透明導電膜又は金属膜からなる電極が設けられている基板の電極形成面と、電極が設けられていない対向基板の一面とに、本発明の液晶配向剤をそれぞれ塗布し、次いで各塗布面を加熱することにより塗膜を形成する。このとき使用される基板及び透明導電膜の材質、塗布方法、塗布後の加熱条件、透明導電膜又は金属膜のパターニング方法、基板の前処理、並びに形成される塗膜の好ましい膜厚については上記(1−1)と同様である。金属膜としては、例えばクロムなどの金属からなる膜を使用することができる。   (1-2) When manufacturing an IPS type or FFS type liquid crystal display element, an electrode forming surface of a substrate provided with an electrode made of a transparent conductive film or a metal film patterned in a comb shape, and an electrode are provided. The liquid crystal aligning agent of this invention is each apply | coated to one surface of the counter substrate which is not, and then a coating film is formed by heating each application surface. Regarding the material used for the substrate and the transparent conductive film, the coating method, the heating conditions after coating, the patterning method for the transparent conductive film or the metal film, the pretreatment of the substrate, and the preferred film thickness of the coating film to be formed The same as (1-1). As the metal film, for example, a film made of a metal such as chromium can be used.

上記(1−1)及び(1−2)のいずれの場合も、基板上に液晶配向剤を塗布した後、有機溶媒を除去することによって配向膜となる塗膜が形成される。このとき、本発明の液晶配向剤に含有される重合体が、ポリアミック酸であるか、ポリアミック酸エステルであるか又はイミド環構造とアミック酸構造とを有するイミド化重合体である場合には、塗膜形成後に更に加熱することによって脱水閉環反応を進行させ、よりイミド化された塗膜としてもよい。   In both cases (1-1) and (1-2), after applying a liquid crystal aligning agent on the substrate, a coating film to be an alignment film is formed by removing the organic solvent. At this time, when the polymer contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention is a polyamic acid, a polyamic acid ester, or an imidized polymer having an imide ring structure and an amic acid structure, It is good also as a more imidized coating film by advancing the dehydration ring-closing reaction by further heating after the coating film formation.

[工程(2):ラビング処理]
TN型、STN型、IPS型又はFFS型の液晶表示素子を製造する場合、上記工程(1)で形成した塗膜を、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を施す。これにより、液晶分子の配向能が塗膜に付与されて液晶配向膜となる。一方、VA型液晶表示素子を製造する場合、上記工程(1)で形成した塗膜をそのまま液晶配向膜として使用することができるが、該塗膜に対しラビング処理を施してもよい。なお、ラビング処理後の液晶配向膜に対して、更に、液晶配向膜の一部に紫外線を照射することによって液晶配向膜の一部の領域のプレチルト角を変化させる処理や、液晶配向膜表面の一部にレジスト膜を形成した上で先のラビング処理と異なる方向にラビング処理を行った後にレジスト膜を除去する処理を行い、液晶配向膜が領域ごとに異なる液晶配向能を持つようにしてもよい。この場合、得られる液晶表示素子の視界特性を改善することが可能である。
PSA型液晶表示素子を製造する場合には、上記工程(1)で形成した塗膜をそのまま用いて以下の工程(3)を実施してもよいが、液晶分子の倒れ込みを制御し、配向分割を簡易な方法で行う目的で弱いラビング処理を行ってもよい。
[Step (2): rubbing treatment]
When manufacturing a TN-type, STN-type, IPS-type, or FFS-type liquid crystal display element, the coating film formed in the above step (1) is fixed by a roll wound with a cloth made of fibers such as nylon, rayon, and cotton. A rubbing process that rubs in the direction is performed. Thereby, the orientation ability of liquid crystal molecules is imparted to the coating film to form a liquid crystal orientation film. On the other hand, when manufacturing a VA type liquid crystal display element, the coating film formed in the step (1) can be used as it is as a liquid crystal alignment film, but the coating film may be subjected to a rubbing treatment. In addition, for the liquid crystal alignment film after the rubbing treatment, a process for changing the pretilt angle of a part of the liquid crystal alignment film by irradiating a part of the liquid crystal alignment film with ultraviolet rays, After forming a resist film in part and performing a rubbing process in a direction different from the previous rubbing process, a process for removing the resist film is performed so that the liquid crystal alignment film has different liquid crystal alignment capabilities for each region. Good. In this case, it is possible to improve the visibility characteristics of the obtained liquid crystal display element.
When manufacturing a PSA type liquid crystal display element, the following step (3) may be carried out using the coating film formed in the above step (1) as it is, but the fall of the liquid crystal molecules is controlled and the alignment is divided. A weak rubbing treatment may be performed for the purpose of performing the above in a simple manner.

[工程(3):液晶セルの構築]
(3−1)上記のようにして液晶配向膜が形成された基板を2枚準備し、対向配置した2枚の基板間に液晶を配置することにより液晶セルを製造する。液晶セルを製造するには、例えば以下の2つの方法が挙げられる。まず、第一の方法は、従来から知られている方法である。この方法では、先ずそれぞれの液晶配向膜が対向するように間隙(セルギャップ)を介して2枚の基板を対向配置し、2枚の基板の周辺部をシール剤を用いて貼り合わせ、基板表面及びシール剤により区画されたセルギャップ内に液晶を注入充填した後、注入孔を封止することにより液晶セルを製造する。また、第二の方法は、ODF(One Drop Fill)方式と呼ばれる手法である。この手法では、液晶配向膜を形成した2枚の基板のうちの一方の基板上の所定の場所に、例えば紫外光硬化性のシール材を塗布し、さらに液晶配向膜面上の所定の数箇所に液晶を滴下した後、液晶配向膜が対向するように他方の基板を貼り合わせる。そして、液晶を基板の全面に押し広げ、次いで基板の全面に紫外光を照射してシール剤を硬化することにより液晶セルを製造する。いずれの方法による場合でも、上記のようにして製造した液晶セルにつき、用いた液晶が等方相をとる温度まで更に加熱した後、室温まで徐冷することにより、液晶充填時の流動配向を除去することが望ましい。
[Step (3): Construction of liquid crystal cell]
(3-1) A liquid crystal cell is manufactured by preparing two substrates on which a liquid crystal alignment film is formed as described above and disposing a liquid crystal between the two substrates facing each other. In order to manufacture a liquid crystal cell, the following two methods are mentioned, for example. First, the first method is a conventionally known method. In this method, first, two substrates are arranged to face each other through a gap (cell gap) so that the respective liquid crystal alignment films face each other, and the peripheral portions of the two substrates are bonded together using a sealant, and the substrate surface And after injecting and filling a liquid crystal in the cell gap divided by the sealing agent, a liquid crystal cell is manufactured by sealing the injection hole. The second method is a method called an ODF (One Drop Fill) method. In this method, for example, an ultraviolet light curable sealing material is applied to a predetermined place on one of the two substrates on which the liquid crystal alignment film is formed, and a predetermined number of places on the liquid crystal alignment film surface are applied. After the liquid crystal is dropped on the other substrate, the other substrate is bonded so that the liquid crystal alignment film faces. A liquid crystal cell is manufactured by spreading the liquid crystal over the entire surface of the substrate and then irradiating the entire surface of the substrate with ultraviolet light to cure the sealant. Regardless of which method is used, the liquid crystal cell manufactured as described above is further heated to a temperature at which the liquid crystal used takes an isotropic phase, and then slowly cooled to room temperature, thereby removing the flow alignment at the time of filling the liquid crystal. It is desirable to do.

シール剤としては、例えば硬化剤及びスペーサーとしての酸化アルミニウム球を含有するエポキシ樹脂などを用いることができる。また、液晶としては、ネマチック液晶及びスメクチック液晶を挙げることができ、その中でもネマチック液晶が好ましく、例えばシッフベース系液晶、アゾキシ系液晶、ビフェニル系液晶、フェニルシクロヘキサン系液晶、エステル系液晶、ターフェニル系液晶、ビフェニルシクロヘキサン系液晶、ピリミジン系液晶、ジオキサン系液晶、ビシクロオクタン系液晶、キュバン系液晶などを用いることができる。また、これらの液晶に、例えばコレスチルクロライド、コレステリルノナエート、コレステリルカーボネートなどのコレステリック液晶;商品名「C−15」、「CB−15」(メルク社製)として販売されているようなカイラル剤;p−デシロキシベンジリデン−p−アミノ−2−メチルブチルシンナメートなどの強誘電性液晶などを、添加して使用してもよい。   As the sealing agent, for example, an epoxy resin containing a curing agent and aluminum oxide spheres as a spacer can be used. Examples of the liquid crystal include nematic liquid crystals and smectic liquid crystals. Among them, nematic liquid crystals are preferable. For example, Schiff base liquid crystals, azoxy liquid crystals, biphenyl liquid crystals, phenyl cyclohexane liquid crystals, ester liquid crystals, terphenyl liquid crystals. Biphenylcyclohexane liquid crystal, pyrimidine liquid crystal, dioxane liquid crystal, bicyclooctane liquid crystal, cubane liquid crystal, and the like can be used. Further, cholesteric liquid crystals such as cholestyl chloride, cholesteryl nonate, and cholesteryl carbonate; chiral agents such as those sold under the trade names “C-15” and “CB-15” (manufactured by Merck & Co., Inc.). A ferroelectric liquid crystal such as p-decyloxybenzylidene-p-amino-2-methylbutylcinnamate may be added and used.

(3−2)PSA型液晶表示素子を製造する場合には、液晶と共に光重合性化合物を注入又は滴下する点以外は上記(3−1)と同様にして液晶セルを構築する。その後、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。なお、上記の好ましい波長領域の紫外線は、光源を、例えばフィルター回折格子などと併用する手段などにより得ることができる。光の照射量としては、好ましくは1,000J/m以上200,000J/m未満であり、より好ましくは1,000〜100,000J/mである。 (3-2) When manufacturing a PSA type liquid crystal display element, a liquid crystal cell is constructed in the same manner as in the above (3-1) except that a photopolymerizable compound is injected or dropped together with a liquid crystal. Thereafter, the liquid crystal cell is irradiated with light while a voltage is applied between the conductive films of the pair of substrates. The voltage applied here can be, for example, 5 to 50 V direct current or alternating current. Moreover, as light to irradiate, the ultraviolet-ray and visible light which contain light with a wavelength of 150-800 nm can be used, for example, However, The ultraviolet-ray containing light with a wavelength of 300-400 nm is preferable. As a light source of irradiation light, for example, a low pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, a deuterium lamp, a metal halide lamp, an argon resonance lamp, a xenon lamp, an excimer laser, or the like can be used. In addition, the ultraviolet rays in the above preferable wavelength region can be obtained by means of using a light source in combination with, for example, a filter diffraction grating. The irradiation dose of light, preferably less than 1,000 J / m 2 or more 200,000 J / m 2, more preferably from 1,000~100,000J / m 2.

そして、液晶セルの外側表面に偏光板を貼り合わせることにより、本発明の液晶表示素子を得ることができる。液晶セルの外表面に貼り合わされる偏光板としては、ポリビニルアルコールを延伸配向させながらヨウ素を吸収させた「H膜」と称される偏光膜を酢酸セルロース保護膜で挟んだ偏光板又はH膜そのものからなる偏光板を挙げることができる。なお、塗膜に対してラビング処理を行った場合には、2枚の基板は、各塗膜におけるラビング方向が互いに所定の角度、例えば直交又は逆平行となるように対向配置される。   And the liquid crystal display element of this invention can be obtained by bonding a polarizing plate on the outer surface of a liquid crystal cell. As a polarizing plate to be bonded to the outer surface of the liquid crystal cell, a polarizing film or an H film itself in which a polarizing film called an “H film” in which iodine is absorbed while stretching and aligning polyvinyl alcohol is sandwiched between cellulose acetate protective films The polarizing plate which consists of can be mentioned. When the rubbing treatment is performed on the coating film, the two substrates are arranged to face each other so that the rubbing directions in each coating film are at a predetermined angle, for example, orthogonal or antiparallel.

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、液晶テレビなどの表示装置に用いることができる。   The liquid crystal display element of the present invention can be effectively applied to various devices, such as watches, portable games, word processors, notebook computers, car navigation systems, camcorders, PDAs, digital cameras, mobile phones, smartphones, It can be used for display devices such as various monitors and liquid crystal televisions.

以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

以下の実施例及び比較例において、重合体溶液中のポリイミドのイミド化率、重合体溶液の溶液粘度、重合体の重量平均分子量及びエポキシ当量は以下の方法により測定した。
[ポリイミドのイミド化率]
ポリイミドの溶液を純水に投入し、得られた沈殿を室温で十分に減圧乾燥した後、重水素化ジメチルスルホキシドに溶解し、テトラメチルシランを基準物質として室温でH−NMRを測定した。得られたH−NMRスペクトルから、下記数式(x)によりイミド化率[%]を求めた。
イミド化率[%]=(1−A/A×α)×100 …(x)
(数式(x)中、Aは化学シフト10ppm付近に現れるNH基のプロトン由来のピーク面積であり、Aはその他のプロトン由来のピーク面積であり、αは重合体の前駆体(ポリアミック酸)におけるNH基のプロトン1個に対するその他のプロトンの個数割合である。)
[重合体溶液の溶液粘度]
重合体溶液の溶液粘度[mPa・s]は、所定の溶媒を用い、重合体濃度10重量%に調製した溶液について、E型回転粘度計を用いて25℃で測定した。
[重合体の重量平均分子量]
重量平均分子量は、以下の条件におけるゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定したポリスチレン換算値である。
カラム:東ソー(株)製、TSKgelGRCXLII
溶剤:テトラヒドロフラン
温度:40℃
圧力:68kgf/cm
[エポキシ当量]
エポキシ当量は、JIS C 2105に記載の塩酸−メチルエチルケトン法により測定した。
In the following Examples and Comparative Examples, the imidization ratio of polyimide in the polymer solution, the solution viscosity of the polymer solution, the weight average molecular weight of the polymer, and the epoxy equivalent were measured by the following methods.
[Imidation rate of polyimide]
The polyimide solution was poured into pure water, and the resulting precipitate was sufficiently dried under reduced pressure at room temperature, then dissolved in deuterated dimethyl sulfoxide, and 1 H-NMR was measured at room temperature using tetramethylsilane as a reference substance. From the obtained 1 H-NMR spectrum, the imidation ratio [%] was determined by the following formula (x).
Imidation rate [%] = (1-A 1 / A 2 × α) × 100 (x)
(In Formula (x), A 1 is the peak area derived from proton of NH group appearing in the vicinity of the chemical shift 10 ppm, A 2 is the peak area derived from other protons, alpha precursor (polyamic acid polymer The number ratio of other protons to one proton of NH group in)
[Solution viscosity of polymer solution]
The solution viscosity [mPa · s] of the polymer solution was measured at 25 ° C. using an E-type rotational viscometer for a solution prepared to a polymer concentration of 10% by weight using a predetermined solvent.
[Weight average molecular weight of polymer]
The weight average molecular weight is a polystyrene equivalent value measured by gel permeation chromatography under the following conditions.
Column: Tosoh Co., Ltd., TSKgelGRCXLII
Solvent: Tetrahydrofuran Temperature: 40 ° C
Pressure: 68 kgf / cm 2
[Epoxy equivalent]
The epoxy equivalent was measured by the hydrochloric acid-methyl ethyl ketone method described in JIS C 2105.

<重合体(A)の合成>
[合成例1:ポリイミド(PI−1)の合成]
テトラカルボン酸二無水物として2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物(TCA)22.4g(0.1モル)、ジアミンとしてp−フェニレンジアミン(PDA)8.6g(0.08モル)及び3,5−ジアミノ安息香酸コレスタニル(HCDA)10.5g(0.02モル)を、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)166gに溶解し、60℃で6時間反応を行い、ポリアミック酸を20重量%含有する溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、NMPを加えてポリアミック酸濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は90mPa・sであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液に、NMPを追加してポリアミック酸濃度7重量%の溶液とし、ピリジン11.9g及び無水酢酸15.3gを添加して110℃で4時間脱水閉環反応を行った。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなNMPで溶媒置換(本操作によって脱水閉環反応に使用したピリジン及び無水酢酸を系外に除去した。以下同じ。)することにより、イミド化率約68%のポリイミド(PI−1)を26重量%含有する溶液を得た。得られたポリイミド溶液を少量分取し、NMPを加えてポリイミド濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は45mPa・sであった。
<Synthesis of polymer (A)>
[Synthesis Example 1: Synthesis of polyimide (PI-1)]
2,2.4 g (0.1 mol) of 2,3,5-tricarboxycyclopentyl acetic acid dianhydride (TCA) as tetracarboxylic dianhydride and 8.6 g (0.08 mol) of p-phenylenediamine (PDA) as diamine ) And 10.5 g (0.02 mol) of cholestanyl 3, HC-diaminobenzoate (HCDA) are dissolved in 166 g of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and reacted at 60 ° C. for 6 hours to obtain a polyamic acid. A solution containing 20% by weight was obtained. A small amount of the obtained polyamic acid solution was collected, NMP was added, and the solution viscosity measured as a solution having a polyamic acid concentration of 10% by weight was 90 mPa · s.
Next, NMP was added to the obtained polyamic acid solution to obtain a polyamic acid concentration of 7% by weight, 11.9 g of pyridine and 15.3 g of acetic anhydride were added, and dehydration ring closure reaction was performed at 110 ° C. for 4 hours. . After the dehydration cyclization reaction, the solvent in the system was replaced with new NMP (by this operation, pyridine and acetic anhydride used in the dehydration cyclization reaction were removed from the system. The same applies hereinafter), whereby the imidation rate was about 68. A solution containing 26% by weight of polyimide (PI-1) was obtained. A small amount of the obtained polyimide solution was collected, NMP was added, and the solution viscosity measured as a solution having a polyimide concentration of 10% by weight was 45 mPa · s.

[合成例2:ポリイミド(PI−2)の合成]
テトラカルボン酸二無水物としてTCA22.5g(0.1モル)、ジアミンとして
3,5−ジアミノ安息香酸(35DAB)10.7g(0.07モル)、コレスタニルオキシ−2,4−ジアミノベンゼン(HCODA)7.35g(0.015モル)及び上記式(D−1−5)で表される化合物(LDA)6.94g(0.015モル)、をNMP190gに溶解し、60℃で6時間反応を行い、ポリアミック酸を20重量%含有する溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、NMPを加えてポリアミック酸濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は80mPa・sであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液に、NMPを追加してポリアミック酸濃度7重量%の溶液とし、ピリジン15.7g及び無水酢酸20.3gを添加して110℃で4時間脱水閉環反応を行った。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなNMPで溶媒置換することにより、イミド化率約80%のポリイミド(PI−2)を26重量%含有する溶液を得た。得られたポリイミド溶液を少量分取し、NMPを加えてポリイミド濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は40mPa・sであった。
[Synthesis Example 2: Synthesis of polyimide (PI-2)]
22.5 g (0.1 mol) of TCA as tetracarboxylic dianhydride, 10.7 g (0.07 mol) of 3,5-diaminobenzoic acid (35DAB) as diamine, cholestanyloxy-2,4-diaminobenzene ( HCODA) 7.35 g (0.015 mol) and 6.94 g (0.015 mol) of the compound (LDA) represented by the above formula (D-1-5) were dissolved in 190 g of NMP, and 6 hours at 60 ° C. The reaction was performed to obtain a solution containing 20% by weight of polyamic acid. A small amount of the obtained polyamic acid solution was collected, NMP was added, and the solution viscosity measured as a solution having a polyamic acid concentration of 10% by weight was 80 mPa · s.
Next, NMP was added to the obtained polyamic acid solution to obtain a polyamic acid concentration of 7% by weight, 15.7 g of pyridine and 20.3 g of acetic anhydride were added, and a dehydration ring closure reaction was performed at 110 ° C. for 4 hours. . After the dehydration ring closure reaction, the solvent in the system was replaced with new NMP to obtain a solution containing 26% by weight of polyimide (PI-2) having an imidation ratio of about 80%. A small amount of the obtained polyimide solution was taken, NMP was added, and the solution viscosity measured as a solution having a polyimide concentration of 10% by weight was 40 mPa · s.

[合成例3:ポリイミド(PI−3)の合成]
テトラカルボン酸二無水物として2,4,6,8−テトラカルボキシビシクロ[3.3.0]オクタン−2:4,6:8−二無水物(BODA)18.7g(0.075モル)及び1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物(CB)4.90g(0.025モル)、ジアミンとして35DAB10.7g(0.07モル)及び1,3−ジアミノ−4−{4−[トランス−4−(トランス−4−n−ペンチルシクロヘキシル)シクロヘキシル]フェノキシ}ベンゼン(PBCH5DAB、上記式(D−1−2)で表される化合物)13.1g(0.03モル)を、NMP190gに溶解し、60℃で6時間反応を行い、ポリアミック酸を20重量%含有する溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、NMPを加えてポリアミック酸濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は85mPa・sであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液に、NMPを追加してポリアミック酸濃度7重量%の溶液とし、ピリジン9.5g及び無水酢酸12.3gを添加して110℃で4時間脱水閉環反応を行った。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなNMPで溶媒置換することにより、イミド化率約65%のポリイミド(PI−3)を26重量%含有する溶液を得た。得られたポリイミド溶液を少量分取し、NMPを加えてポリイミド濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は45mPa・sであった。
[Synthesis Example 3: Synthesis of polyimide (PI-3)]
1,8.7 g (0.075 mol) of 2,4,6,8-tetracarboxybicyclo [3.3.0] octane-2: 4,6: 8-dianhydride (BODA) as tetracarboxylic dianhydride And 1.90 g (0.025 mol) of 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride (CB), 10.7 g (0.07 mol) of 35DAB as a diamine and 1,3-diamino-4- { 4- [trans-4- (trans-4-n-pentylcyclohexyl) cyclohexyl] phenoxy} benzene (PBCH5DAB, compound represented by the above formula (D-1-2)) 13.1 g (0.03 mol) , Dissolved in 190 g of NMP and reacted at 60 ° C. for 6 hours to obtain a solution containing 20% by weight of polyamic acid. A small amount of the obtained polyamic acid solution was collected, NMP was added, and the solution viscosity measured as a solution having a polyamic acid concentration of 10% by weight was 85 mPa · s.
Next, NMP was added to the obtained polyamic acid solution to obtain a polyamic acid concentration of 7% by weight, 9.5 g of pyridine and 12.3 g of acetic anhydride were added, and dehydration ring closure reaction was performed at 110 ° C. for 4 hours. . After the dehydration and cyclization reaction, the solvent in the system was replaced with new NMP to obtain a solution containing 26% by weight of polyimide (PI-3) having an imidation ratio of about 65%. A small amount of the obtained polyimide solution was collected, NMP was added, and the solution viscosity measured as a solution having a polyimide concentration of 10% by weight was 45 mPa · s.

[合成例4:ポリイミド(PI−4)の合成]
テトラカルボン酸二無水物として、TCA110g(0.50モル)及び1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−8−メチル−5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン160g(0.50モル)、ジアミンとして、p−フェニレンジアミン(PDA)91g(0.85モル)、1,3−ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン25g(0.10モル)及び3,6−ビス(4−アミノベンゾイルオキシ)コレスタン25g(0.040モル)、並びにモノアミンとしてアニリン1.4g(0.015モル)を、NMP960gに溶解し、60℃で6時間反応を行うことにより、ポリアミック酸を含有する溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、NMPを加えてポリアミック酸濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は60mPa・sであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にNMP2,700gを追加し、ピリジン390g及び無水酢酸410gを添加して110℃で4時間脱水閉環反応を行った。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなγ−ブチロラクトンで溶媒置換することにより、イミド化率約95%のポリイミド(PI−4)を15重量%含有する溶液約2,500gを得た。この溶液を少量分取し、NMPを加え、ポリイミド濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は70mPa・sであった。
[Synthesis Example 4: Synthesis of polyimide (PI-4)]
As tetracarboxylic dianhydride, 110 g (0.50 mol) of TCA and 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-8-methyl-5- (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) naphtho 160 g (0.50 mol) of [1,2-c] furan-1,3-dione, 91 g (0.85 mol) of p-phenylenediamine (PDA) as a diamine, 1,3-bis (3-aminopropyl) ) 25 g (0.10 mol) of tetramethyldisiloxane and 25 g (0.040 mol) of 3,6-bis (4-aminobenzoyloxy) cholestane, and 1.4 g (0.015 mol) of aniline as a monoamine, 960 g of NMP And a reaction was conducted at 60 ° C. for 6 hours to obtain a solution containing polyamic acid. A small amount of the obtained polyamic acid solution was collected, NMP was added, and the solution viscosity measured as a solution having a polyamic acid concentration of 10% by weight was 60 mPa · s.
Next, 2,700 g of NMP was added to the obtained polyamic acid solution, 390 g of pyridine and 410 g of acetic anhydride were added, and dehydration ring closure reaction was performed at 110 ° C. for 4 hours. After the dehydration ring-closing reaction, the solvent in the system was replaced with new γ-butyrolactone to obtain about 2,500 g of a solution containing 15% by weight of polyimide (PI-4) having an imidation ratio of about 95%. A small amount of this solution was collected, NMP was added, and the solution viscosity measured as a solution having a polyimide concentration of 10% by weight was 70 mPa · s.

[合成例5:ポリイミド(PI−5)の合成]
テトラカルボン酸二無水物としてTCA22.4g(0.1モル)、ジアミンとしてPDA8.6g(0.08モル)、4,4’−ジアミノジフェニルメタン2.0g(0.01モル)及び4,4’−ジアミノ−2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル3.2g(0.01モル)を、NMP324gに溶解し、60℃で4時間反応を行い、ポリアミック酸を10重量%含有する溶液を得た。
次いで、得られたポリアミック酸溶液に、NMP360gを追加し、ピリジン39.5g及び無水酢酸30.6gを添加して110℃で4時間脱水閉環反応を行った。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなNMPで溶媒置換し、イミド化率約93%のポリイミド(PI−5)を10重量%含有する溶液を得た。得られたポリイミド溶液を少量分取して測定した溶液粘度は30mPa・sであった。
[Synthesis Example 5: Synthesis of polyimide (PI-5)]
TCA 22.4 g (0.1 mol) as tetracarboxylic dianhydride, 8.6 g (0.08 mol) PDA as diamine, 2.0 g (0.01 mol) 4,4′-diaminodiphenylmethane and 4,4 ′ -3.2 g (0.01 mol) of diamino-2,2′-bis (trifluoromethyl) biphenyl was dissolved in 324 g of NMP, reacted at 60 ° C. for 4 hours, and a solution containing 10% by weight of polyamic acid was obtained. Obtained.
Next, 360 g of NMP was added to the obtained polyamic acid solution, 39.5 g of pyridine and 30.6 g of acetic anhydride were added, and dehydration ring closure reaction was performed at 110 ° C. for 4 hours. After the dehydration ring closure reaction, the solvent in the system was replaced with new NMP to obtain a solution containing 10% by weight of polyimide (PI-5) having an imidization ratio of about 93%. A small amount of the obtained polyimide solution was taken and measured, and the solution viscosity was 30 mPa · s.

[合成例6:ポリイミド(PI−6)の合成]
使用するジアミンを、35DAB12.2g(0.08モル)及びHCODA9.8g(0.02モル)に変更した以外は、上記合成例1と同様の方法によりポリアミック酸溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、NMPを加えてポリアミック酸濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は80mPa・sであった。
次いで、上記合成例1と同様の方法によりイミド化を行い、イミド化率約65%のポリイミド(PI−6)を26重量%含有する溶液を得た。得られたポリイミド溶液を少量分取し、NMPを加えてポリイミド濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は40mPa・sであった。
[Synthesis Example 6: Synthesis of polyimide (PI-6)]
A polyamic acid solution was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the diamine used was changed to 12.2 g (0.08 mol) of 35 DAB and 9.8 g (0.02 mol) of HCODA. A small amount of the obtained polyamic acid solution was collected, NMP was added, and the solution viscosity measured as a solution having a polyamic acid concentration of 10% by weight was 80 mPa · s.
Next, imidization was performed by the same method as in Synthesis Example 1 to obtain a solution containing 26% by weight of polyimide (PI-6) having an imidization ratio of about 65%. A small amount of the obtained polyimide solution was taken, NMP was added, and the solution viscosity measured as a solution having a polyimide concentration of 10% by weight was 40 mPa · s.

[合成例7:ポリアミック酸(PA−1)の合成]
テトラカルボン酸二無水物としてCB200g(1.0モル)、ジアミンとして2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル210g(1.0モル)を、NMP370g及びγ−ブチロラクトン3,300gの混合溶媒に溶解し、40℃で3時間反応を行い、ポリアミック酸(PA−1)を10重量%含有する溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液を少量分取して測定した溶液粘度は160mPa・sであった。
[Synthesis Example 7: Synthesis of polyamic acid (PA-1)]
CB 200 g (1.0 mol) as tetracarboxylic dianhydride, 2,2′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl 210 g (1.0 mol) as diamine, NMP 370 g and γ-butyrolactone 3,300 g mixed It melt | dissolved in the solvent and reacted at 40 degreeC for 3 hours, and obtained the solution containing 10 weight% of polyamic acids (PA-1). The solution viscosity measured by separating a small amount of the obtained polyamic acid solution was 160 mPa · s.

[合成例8:ポリアミック酸(PA−2)の合成]
使用するテトラカルボン酸二無水物を、ピロメリット酸二無水物(PMDA)196g(0.9モル)及びCB19.6g(0.1モル)とし、ジアミンを、PDA0.2モル及び4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(DDE)とした以外は上記合成例7と同様の方法により、ポリアミック酸(PA−2)を10重量%含有する溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液を少量分取下測定した溶液粘度170mPa・sであった。
[Synthesis Example 8: Synthesis of polyamic acid (PA-2)]
The tetracarboxylic dianhydride used is pyromellitic dianhydride (PMDA) 196 g (0.9 mol) and CB 19.6 g (0.1 mol), and the diamine is PDA 0.2 mol and 4,4 ′. A solution containing 10% by weight of polyamic acid (PA-2) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 7 except that -diaminodiphenyl ether (DDE) was used. A solution viscosity of 170 mPa · s obtained by measuring a small amount of the resulting polyamic acid solution was 170 mPa · s.

[合成例9:ポリオルガノシロキサン(APS−1)の合成]
撹拌機、温度計、滴下漏斗及び還流冷却管を備えた反応容器に、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン(ECETS)100.0g、メチルイソブチルケトン500g及びトリエチルアミン10.0gを仕込み、室温で混合した。次いで、脱イオン水100gを滴下漏斗より30分かけて滴下した後、還流下で撹拌しつつ、80℃で6時間反応を行った。反応終了後、有機層を取り出し、0.2重量%硝酸アンモニウム水溶液により、洗浄後の水が中性になるまで洗浄した後、減圧下で溶媒及び水を留去することにより、反応性ポリオルガノシロキサン(EPS−1)を粘調な透明液体として得た。この反応性ポリオルガノシロキサンについて、H−NMR分析を行ったところ、化学シフト(δ)=3.2ppm付近にエポキシ基に基づくピークが理論強度どおりに得られ、反応中にエポキシ基の副反応が起こっていないことが確認された。得られた反応性ポリオルガノシロキサンの重量平均分子量Mwは3,500、エポキシ当量は180g/モルであった。
次いで、200mLの三口フラスコに、反応性ポリオルガノシロキサン(EPS−1)を10.0g、溶媒としてメチルイソブチルケトン30.28g、反応性化合物として4−ドデシルオキシ安息香酸3.98g、及び触媒としてUCAT 18X(商品名、サンアプロ(株)製)0.10gを仕込み、100℃で48時間撹拌下に反応を行った。反応終了後、反応混合物に酢酸エチルを加えて得た溶液を3回水洗し、有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥した後、溶剤を留去することにより、液晶配向性ポリオルガノシロキサン(APS−1)を9.0g得た。得られた重合体の重量平均分子量Mwは9,900であった。
[Synthesis Example 9: Synthesis of polyorganosiloxane (APS-1)]
In a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, dropping funnel and reflux condenser, 100.0 g of 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane (ECETS), 500 g of methyl isobutyl ketone and 10.0 g of triethylamine were added. Charged and mixed at room temperature. Next, 100 g of deionized water was dropped from the dropping funnel over 30 minutes, and the reaction was performed at 80 ° C. for 6 hours while stirring under reflux. After completion of the reaction, the organic layer is taken out, washed with 0.2 wt% ammonium nitrate aqueous solution until the water after washing becomes neutral, and then the solvent and water are distilled off under reduced pressure, thereby reactive polyorganosiloxane. (EPS-1) was obtained as a viscous transparent liquid. When this reactive polyorganosiloxane was subjected to 1 H-NMR analysis, a peak based on an epoxy group was obtained in the vicinity of chemical shift (δ) = 3.2 ppm according to the theoretical intensity. Was confirmed not to happen. The obtained reactive polyorganosiloxane had a weight average molecular weight Mw of 3,500 and an epoxy equivalent of 180 g / mol.
Next, in a 200 mL three-necked flask, 10.0 g of reactive polyorganosiloxane (EPS-1), 30.28 g of methyl isobutyl ketone as a solvent, 3.98 g of 4-dodecyloxybenzoic acid as a reactive compound, and UCAT as a catalyst 0.10 g of 18X (trade name, manufactured by San Apro Co., Ltd.) was charged, and the reaction was performed at 100 ° C. with stirring for 48 hours. After completion of the reaction, a solution obtained by adding ethyl acetate to the reaction mixture was washed with water three times, the organic layer was dried using magnesium sulfate, and then the solvent was distilled off to obtain a liquid crystal alignment polyorganosiloxane (APS-). 9.0 g of 1) was obtained. The weight average molecular weight Mw of the obtained polymer was 9,900.

<実施例1>
[液晶配向剤の調製]
重合体(A)としてポリイミド(PI−1)を含有する溶液に、化合物(B)としてビス(3−ピリジルメチル)アミンのNMP溶液を、重合体の合計100重量部に対して5重量部加え、溶媒組成がNMP:BC=50:50(重量比)、固形分濃度6.0重量%の溶液とした。この溶液を孔径1μmのフィルターを用いて濾過することにより液晶配向剤(S1)を調製した。
[液晶セルの製造]
上記で調製した液晶配向剤(S1)を、液晶配向膜印刷機(日本写真印刷(株)製)を用いてITO膜からなる透明電極付きガラス基板の透明電極面に塗布し、80℃のホットプレート上で1分間加熱(プレベーク)して溶媒を除去した後、210℃のホットプレート上で30分間加熱(ポストベーク)して、平均膜厚80nmの塗膜を形成した。
この塗膜に対し、レーヨン布を巻き付けたロールを有するラビングマシーンにより、ロール回転数500rpm、ステージ移動速度3cm/秒、毛足押しこみ長さ0.4mmでラビング処理を行い、液晶配向能を付与した。その後、超純水中で1分間超音波洗浄を行い、次いで100℃クリーンオーブン中で10分間乾燥することにより、液晶配向膜を有する基板を得た。この操作を繰り返し、液晶配向膜を有する基板を一対(2枚)得た。
次に、上記一対の基板のそれぞれについて、液晶配向膜を有する面の外縁に、直径5.5μmの酸化アルミニウム球入りエポキシ樹脂接着剤を塗布した後、液晶配向膜面が相対するように重ね合わせて圧着し、接着剤を硬化させた。次いで、液晶注入口より一対の基板間にネマチック液晶(メルク社製MLC−6221)を充填した後、アクリル系光硬化接着剤で液晶注入口を封止することにより液晶セルを製造した。
<Example 1>
[Preparation of liquid crystal aligning agent]
To a solution containing polyimide (PI-1) as the polymer (A), 5 parts by weight of an NMP solution of bis (3-pyridylmethyl) amine as the compound (B) is added to 100 parts by weight of the total polymer. A solution having a solvent composition of NMP: BC = 50: 50 (weight ratio) and a solid content concentration of 6.0% by weight was obtained. A liquid crystal aligning agent (S1) was prepared by filtering this solution using a filter having a pore diameter of 1 μm.
[Manufacture of liquid crystal cells]
The liquid crystal aligning agent (S1) prepared above was applied to a transparent electrode surface of a glass substrate with a transparent electrode made of an ITO film using a liquid crystal aligning film printer (Nissha Printing Co., Ltd.), and hot at 80 ° C. After removing the solvent by heating (pre-baking) for 1 minute on the plate, heating (post-baking) for 30 minutes on a 210 ° C. hot plate was performed to form a coating film having an average film thickness of 80 nm.
The coating film is rubbed with a rubbing machine having a roll wrapped with a rayon cloth at a roll rotation speed of 500 rpm, a stage moving speed of 3 cm / sec, and a hair foot indentation length of 0.4 mm to give liquid crystal alignment ability. did. Then, ultrasonic cleaning was performed in ultrapure water for 1 minute, and then drying was performed in a 100 ° C. clean oven for 10 minutes to obtain a substrate having a liquid crystal alignment film. This operation was repeated to obtain a pair (two) of substrates having a liquid crystal alignment film.
Next, on each of the pair of substrates, an epoxy resin adhesive containing aluminum oxide spheres having a diameter of 5.5 μm is applied to the outer edge of the surface having the liquid crystal alignment film, and then the layers are stacked so that the liquid crystal alignment film surfaces face each other. And then the adhesive was cured. Next, a nematic liquid crystal (MLC-6221 manufactured by Merck & Co., Inc.) was filled between the pair of substrates from the liquid crystal injection port, and then the liquid crystal injection port was sealed with an acrylic photo-curing adhesive to produce a liquid crystal cell.

[液晶配向膜の信頼性の評価]
上記で得られた液晶セルに5Vの電圧を60マイクロ秒の印加時間、167ミリ秒のスパンで印加した後、印加解除から167ミリ秒後の電圧保持率(VHR1)を測定した。次いで、液晶セルを、LEDランプ照射下の80℃オーブン中で200時間静置した後、室温中に静置して室温まで自然冷却した。冷却後、液晶セルに5Vの電圧を60マイクロ秒の印加時間、167ミリ秒のスパンで印加した後、印加解除から167ミリ秒後の電圧保持率(VHR2)を測定した。なお、測定装置は(株)東陽テクニカ製「VHR−1」を使用した。このときのVHRの変化率(ΔVHR)を下記数式(y)により算出し、ΔVHRによって液晶配向膜の信頼性を評価した。評価は、ΔVHRが1%以下であった場合を信頼性「非常に良好(◎)」、1%よりも大きく2%以下であった場合を信頼性「良好(○)」、2%よりも大きかった場合を信頼性「不良(×)」として行った。その結果を下記表1に示す。
ΔVHR[%]=(VHR1−VHR2)/(VHR1)×100 …(y)
[Evaluation of reliability of liquid crystal alignment film]
A voltage of 5 V was applied to the liquid crystal cell obtained above with an application time of 60 microseconds and a span of 167 milliseconds, and then the voltage holding ratio (VHR1) 167 milliseconds after release of application was measured. Next, the liquid crystal cell was allowed to stand in an 80 ° C. oven under LED lamp irradiation for 200 hours, and then allowed to stand at room temperature and naturally cooled to room temperature. After cooling, a voltage of 5 V was applied to the liquid crystal cell with an application time of 60 microseconds and a span of 167 milliseconds, and then the voltage holding ratio (VHR2) 167 milliseconds after the application release was measured. The measuring device used was “VHR-1” manufactured by Toyo Corporation. The change rate (ΔVHR) of VHR at this time was calculated by the following mathematical formula (y), and the reliability of the liquid crystal alignment film was evaluated by ΔVHR. Evaluation is when the ΔVHR is 1% or less, the reliability is “very good (◎)”, and when the ΔVHR is greater than 1% and 2% or less, the reliability is “good (◯)”, more than 2% When it was large, the reliability was evaluated as “bad” (x). The results are shown in Table 1 below.
ΔVHR [%] = (VHR1−VHR2) / (VHR1) × 100 (y)

Figure 2014092775
Figure 2014092775

表1中、化合物(B)の「添加量」は、液晶配向剤中の重合体成分の合計100重量部に対する配合の割合[重量部]を示す。表1中の化合物(B)の略称は、それぞれ以下の意味である。
Bis−AMP:ビス(3−ピリジルメチル)アミン(上記式(ma−1)で表される化合物)
Tri−AMP:トリ(3−ピリジルメチル)アミン(上記式(ma−14)で表される化合物)
Epo−AMP:上記式(ma−26)で表される化合物
Epo−AMPm:上記式(ma−27)で表される化合物
DA−AMP:上記式(ma−20)で表される化合物
DA−AEIm:上記式(ma−21)で表される化合物
NM−AMP:3−(メチルアミノメチル)ピリジン
3−AMP:3−アミノメチルピリジン

Figure 2014092775
In Table 1, the “addition amount” of the compound (B) indicates a blending ratio [parts by weight] with respect to a total of 100 parts by weight of the polymer components in the liquid crystal aligning agent. The abbreviations of the compound (B) in Table 1 have the following meanings, respectively.
Bis-AMP: Bis (3-pyridylmethyl) amine (compound represented by the above formula (ma-1))
Tri-AMP: Tri (3-pyridylmethyl) amine (compound represented by the above formula (ma-14))
Epo-AMP: Compound represented by the above formula (ma-26) Epo-AMPm: Compound represented by the above formula (ma-27) DA-AMP: Compound represented by the above formula (ma-20) DA- AEIm: Compound represented by the above formula (ma-21) NM-AMP: 3- (methylaminomethyl) pyridine 3-AMP: 3-aminomethylpyridine
Figure 2014092775

<実施例2〜13、比較例1、2>
使用する重合体(A)の種類、並びに化合物(B)の種類及び量を上記表1の通り変更した以外は実施例1と同様にして液晶配向剤(S2)〜(S13)、(R1)、(R2)をそれぞれ調製した。また、調製した液晶配向剤の各々について、上記実施例1と同様にして液晶配向膜の信頼性について評価した。それらの結果を上記表1に示す。なお、表1中、重合体(A)として2種類の重合体を使用した実施例7〜9については、使用した重合体の全体量に対する各重合体の使用割合(重量%)を併せて示した。
<Examples 2 to 13, Comparative Examples 1 and 2>
Liquid crystal aligning agents (S2) to (S13) and (R1) in the same manner as in Example 1 except that the type of polymer (A) used and the type and amount of compound (B) were changed as shown in Table 1 above. , (R2) were prepared respectively. Each of the prepared liquid crystal aligning agents was evaluated for the reliability of the liquid crystal aligning film in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1 above. In addition, in Table 1, about Examples 7-9 which used two types of polymers as a polymer (A), the usage-ratio (weight%) of each polymer with respect to the whole quantity of the used polymer is shown collectively. It was.

表1に示すように、化合物(B)を含む液晶配向剤を用いた実施例1〜13ではいずれも、光照射、80℃のストレス環境下に長時間(200時間)曝した後であっても電圧保持率の低下が少なく、信頼性が良好であった。中でも特に、化合物(B)としてBis−AMP又はTri−AMPを用いた実施例1〜9ではΔVHRが0.6%以下であり、光ストレス及び熱ストレスの付与による電圧保持率の低下が僅かであった。これに対し、化合物(B)を含まない比較例1,2では、光ストレス及び熱ストレスの付与によって電圧保持率が大きく低下した。   As shown in Table 1, in Examples 1 to 13 using the liquid crystal aligning agent containing the compound (B), after being exposed to light irradiation and a stress environment of 80 ° C. for a long time (200 hours), However, the voltage holding ratio did not decrease much and the reliability was good. Among them, in particular, in Examples 1 to 9 using Bis-AMP or Tri-AMP as the compound (B), ΔVHR is 0.6% or less, and the decrease in voltage holding ratio due to application of light stress and thermal stress is slight. there were. On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2 not containing the compound (B), the voltage holding ratio was greatly reduced by the application of light stress and thermal stress.

Claims (5)

ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル及びポリイミドよりなる群から選ばれる少なくとも一種の重合体(A)と、下記式(1)で表される化合物(B)と、を含有する、液晶配向剤。
Figure 2014092775
(式(1)中、Rは、水素原子であるか又は、R及びRが結合する窒素原子に対して鎖状炭化水素基若しくは脂環式炭化水素基で結合する1価の有機基である。R及びRは、それぞれ独立に、Rが結合する窒素原子に対して鎖状炭化水素基、脂環式炭化水素基又は*−CO−R−(但し、Rは2価の鎖状炭化水素基又は脂環式炭化水素基であり、*はRが結合する窒素原子との結合手を示す。)で結合する2価の有機基である。Xは、窒素含有芳香族複素環であり、Xは、環状エーテル基又は重合性不飽和基である。mは0又は1であり、nは1〜3の整数である。但し、n=3のときm=0である。nが2又は3の場合、複数のR及びXは、互いに同じでも異なってもよく、(3−n−m)=2の場合、複数のR及びXは、互いに同じでも異なってもよい。)
A liquid crystal aligning agent containing at least one polymer (A) selected from the group consisting of polyamic acid, polyamic acid ester and polyimide, and a compound (B) represented by the following formula (1).
Figure 2014092775
(In the formula (1), R 1 is a hydrogen atom, or a monovalent organic group bonded to a nitrogen atom to which R 2 and R 3 are bonded by a chain hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group. R 2 and R 3 are each independently a chain hydrocarbon group, alicyclic hydrocarbon group or * —CO—R 4 — (where R 4 represents a nitrogen atom to which R 1 is bonded. Is a divalent chain hydrocarbon group or alicyclic hydrocarbon group, and * is a divalent organic group bonded by a bond to the nitrogen atom to which R 1 is bonded.) X 1 is , A nitrogen-containing aromatic heterocyclic ring, X 2 is a cyclic ether group or a polymerizable unsaturated group, m is 0 or 1, and n is an integer of 1 to 3, provided that n = 3 when a m = 0 if .n is 2 or 3, a plurality of R 2 and X 1 may be the same or different, (3-n-m) = 2 field , A plurality of R 3 and X 2 may be the same or different.)
前記化合物(B)の含有割合が、液晶配向剤中に含有される重合体の合計100重量部に対して0.1〜30重量部である、請求項1に記載の液晶配向剤。   The liquid crystal aligning agent of Claim 1 whose content rate of the said compound (B) is 0.1-30 weight part with respect to a total of 100 weight part of the polymer contained in a liquid crystal aligning agent. 前記重合体(A)が、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、2,4,6,8−テトラカルボキシビシクロ[3.3.0]オクタン−2:4,6:8−二無水物及び1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物よりなる群から選ばれる少なくとも一種を含むテトラカルボン酸二無水物と、ジアミンとの反応により得られる重合体である、請求項1又は2に記載の液晶配向剤。   The polymer (A) is 2,3,5-tricarboxycyclopentyl acetic acid dianhydride, 2,4,6,8-tetracarboxybicyclo [3.3.0] octane-2: 4,6: 8- A polymer obtained by reacting a diamine with a tetracarboxylic dianhydride containing at least one selected from the group consisting of dianhydride and 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, Item 3. The liquid crystal aligning agent according to item 1 or 2. 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の液晶配向剤を用いて形成された液晶配向膜。   The liquid crystal aligning film formed using the liquid crystal aligning agent as described in any one of Claims 1 thru | or 3. 請求項4に記載の液晶配向膜を具備する液晶表示素子。   A liquid crystal display device comprising the liquid crystal alignment film according to claim 4.
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