JP2016206274A - Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and manufacturing method of the same, liquid crystal display, phase difference film and manufacturing method of the same, polymer, and compound - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal alignment agent with which a liquid crystal display that has an excellent coating property on a substrate and excellent liquid crystal alignment property and reliability can be obtained.SOLUTION: A polymer (A) having a partial structure represented by the following formula (1) is made contained in a liquid crystal alignment agent. In the formula (1), Ris a hydrogen atom or a protective group of an amino group, and Ris a halogen atom or a monovalent organic group. N is an integer of 0 to 3. "*" indicates a coupling hand.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、液晶配向剤、液晶配向膜及びその製造方法、液晶表示素子、位相差フィルム及びその製造方法、重合体並びに化合物に関する。   The present invention relates to a liquid crystal aligning agent, a liquid crystal alignment film and a production method thereof, a liquid crystal display element, a retardation film and a production method thereof, a polymer, and a compound.

テレビジョン、モバイル機器、各種モニターなどに広く利用されている液晶表示素子において、液晶セル中の液晶分子の配向を制御するために液晶配向膜が使用されている。液晶配向膜を作製する方法としては、従来、有機膜をラビングする方法、酸化ケイ素を斜方蒸着する方法、長鎖アルキル基を有する単分子膜を形成する方法、感光性の有機膜に光照射する方法(光配向法)などが知られている。これらのうち光配向法は、静電気及び埃の発生を抑えつつ感光性の有機膜に均一な液晶配向性を付与することができ、しかも液晶配向方向の精密な制御も可能であることから、近年、種々検討が進められている(例えば特許文献1参照)。   In liquid crystal display elements widely used in televisions, mobile devices, various monitors, etc., a liquid crystal alignment film is used to control the alignment of liquid crystal molecules in the liquid crystal cell. As a method for producing a liquid crystal alignment film, conventionally, a method of rubbing an organic film, a method of obliquely depositing silicon oxide, a method of forming a monomolecular film having a long chain alkyl group, and light irradiation to a photosensitive organic film A method (photo-alignment method) is known. Among these, the photo-alignment method can impart uniform liquid crystal alignment to the photosensitive organic film while suppressing the generation of static electricity and dust, and also enables precise control of the liquid crystal alignment direction. Various studies are underway (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1には、ポリベンゾオキサゾール、ポリベンゾチアゾール及びポリベンゾイミダゾールからなる群より選択される主骨格を有し、かつ作用基に光活性基を有する重合体からなる液晶配向膜について開示されている。特許文献1では、こうした重合体を用いることで光配向技術を適用可能にしつつ、高温環境での表示品質の低下を抑制するようにしている。   Patent Document 1 discloses a liquid crystal alignment film made of a polymer having a main skeleton selected from the group consisting of polybenzoxazole, polybenzothiazole and polybenzimidazole and having a photoactive group as a functional group. Yes. In Patent Document 1, the use of such a polymer makes it possible to apply a photo-alignment technique, while suppressing a decrease in display quality in a high-temperature environment.

近年では、大画面で高精細の液晶テレビが主体となり、またスマートフォンやタブレットPC等といった小型の表示端末の普及が進み、液晶パネルに対する高精細化の要求は更に高まりつつある。こうした背景を基に、液晶パネルの表示品位や信頼性の向上が以前にも増して重要になってきている。   In recent years, large-screen high-definition liquid crystal televisions are mainly used, and small display terminals such as smartphones and tablet PCs are widely used, and the demand for high-definition liquid crystal panels is increasing. Based on this background, improvements in the display quality and reliability of liquid crystal panels have become more important than ever.

また、液晶表示素子には種々の光学材料が用いられており、中でも位相差フィルムは、表示の着色を解消する目的や、視覚方向によって表示色及びコントラスト比が変化するといった視野角依存性を解消する目的で用いられている。かかる位相差フィルムとしては、TACフィルム等の基板の表面に形成された液晶配向膜と、その液晶配向膜の表面に重合性液晶を硬化させることによって形成された液晶層とを有するものが知られている。また近年、位相差フィルムにおける液晶配向膜の作製に際して、基板表面に形成した感放射線性の有機薄膜に偏光又は非偏光の放射線を照射することにより液晶配向能を付与する光配向法が利用されており、かかる方法によって液晶配向膜を作製するための位相差フィルム用の液晶配向剤が種々提案されている(例えば、特許文献2参照)。   In addition, various optical materials are used for liquid crystal display elements. Above all, retardation films eliminate the object of viewing color dependency and the viewing angle dependency that the display color and contrast ratio change depending on the visual direction. It is used for the purpose. As such retardation films, those having a liquid crystal alignment film formed on the surface of a substrate such as a TAC film and a liquid crystal layer formed by curing a polymerizable liquid crystal on the surface of the liquid crystal alignment film are known. ing. In recent years, a liquid crystal alignment film in a retardation film has been produced by using a photo-alignment method that imparts liquid crystal alignment ability by irradiating a radiation-sensitive organic thin film formed on the substrate surface with polarized or non-polarized radiation. Various liquid crystal aligning agents for retardation films for producing a liquid crystal aligning film by such a method have been proposed (for example, see Patent Document 2).

特許第4429334号公報Japanese Patent No. 4429334 特開2012−37868号公報JP 2012-37868 A

しかしながら、特許文献1に記載の液晶配向剤は、基板に対する塗布性が良好でなく、製品の歩留まりの低下を招いたり、得られる液晶表示素子の表示品位に影響を及ぼしたりすることが懸念される。   However, the liquid crystal aligning agent described in Patent Document 1 has poor applicability to the substrate, which may cause a decrease in product yield or affect the display quality of the obtained liquid crystal display element. .

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基板に対する塗布性に優れ、しかも液晶配向性及び信頼性に優れた液晶表示素子を得ることができる液晶配向剤を提供することを一つの目的とする。また、液晶配向性及び密着性に優れた位相差フィルムを得ることができる液晶配向剤を提供することを他の一つの目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a liquid crystal aligning agent capable of obtaining a liquid crystal display element excellent in application properties to a substrate and having excellent liquid crystal alignment properties and reliability. To do. Another object is to provide a liquid crystal aligning agent capable of obtaining a retardation film excellent in liquid crystal alignment and adhesion.

本発明者らは、上記のような従来技術の課題を解決するべく鋭意検討し、特定の部分構造を有する重合体を液晶配向剤に含有させたところ、上記課題を解決できることを見出し、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、液晶配向膜及びその製造方法、液晶表示素子、位相差フィルム及びその製造方法、重合体並びに化合物が提供される。   The present inventors diligently studied to solve the problems of the prior art as described above, and found that when the polymer having a specific partial structure was contained in the liquid crystal aligning agent, the problems could be solved, and the present invention. It came to complete. Specifically, the present invention provides the following liquid crystal aligning agent, liquid crystal alignment film and method for producing the same, liquid crystal display element, retardation film and method for producing the same, polymer and compound.

[1]下記式(1)で表される部分構造を有する重合体(A)を含有する液晶配向剤。 [1] A liquid crystal aligning agent containing a polymer (A) having a partial structure represented by the following formula (1).

(式(1)中、Rは水素原子又はアミノ基の保護基であり、Rはハロゲン原子又は1価の有機基である。nは0〜3の整数である。「*」は結合手であることを示す。)
[2]上記[1]の液晶配向剤を用いて形成された液晶配向膜。
[3]上記[1]の液晶配向剤を基板に塗布して塗膜を形成し、該塗膜に光照射することにより得られる液晶配向膜。
[4]上記[1]の液晶配向剤を基板に塗布した後、ラビング処理して得られる液晶配向膜。
[5]下記式(2)で表される部分構造を有する重合体を含有する液晶配向膜。
(式(2)中、Rはハロゲン原子又は1価の有機基である。nは0〜3の整数である。「*」は結合手であることを示す。)
[6]上記[1]の液晶配向剤を基板上に塗布して塗膜を形成する工程と、該塗膜に光照射して液晶配向能を付与する工程と、を含む液晶配向膜の製造方法。
[7]上記[2]〜[4]のいずれかの液晶配向膜を備える液晶表示素子。
[8]上記[2]又は[3]の液晶配向膜を備える位相差フィルム。
[9]上記[1]に記載の液晶配向剤を基板上に塗布して塗膜を形成する工程と、前記塗膜に光照射する工程と、前記光照射した後の塗膜上に重合性液晶を塗布して硬化させる工程と、を含む位相差フィルムの製造方法。
[10]上記式(1)で表される部分構造を有する重合体。
[11]上記式(2)で表される部分構造を有するポリイミド又はその前駆体。
[12]上記式(1)で表される部分構造を有するジアミン。
(In Formula (1), R 1 is a hydrogen atom or an amino-protecting group, R 2 is a halogen atom or a monovalent organic group, n is an integer of 0 to 3. “*” is a bond. Indicates that it is a hand.)
[2] A liquid crystal alignment film formed using the liquid crystal aligning agent of [1].
[3] A liquid crystal alignment film obtained by applying the liquid crystal aligning agent of [1] to a substrate to form a coating film, and irradiating the coating film with light.
[4] A liquid crystal alignment film obtained by applying the liquid crystal aligning agent of [1] to a substrate and then rubbing.
[5] A liquid crystal alignment film containing a polymer having a partial structure represented by the following formula (2).
(In Formula (2), R 2 is a halogen atom or a monovalent organic group. N is an integer of 0 to 3. “*” indicates a bond.)
[6] Manufacture of a liquid crystal alignment film comprising: a step of applying the liquid crystal aligning agent of [1] above onto a substrate to form a coating film; and a step of irradiating the coating film with light to impart liquid crystal alignment ability. Method.
[7] A liquid crystal display device comprising the liquid crystal alignment film according to any one of [2] to [4].
[8] A retardation film comprising the liquid crystal alignment film of [2] or [3].
[9] A step of coating the liquid crystal aligning agent according to [1] on a substrate to form a coating film, a step of irradiating the coating film with light, and a polymerizable property on the coating film after the light irradiation. And a step of applying and curing a liquid crystal.
[10] A polymer having a partial structure represented by the above formula (1).
[11] A polyimide having a partial structure represented by the above formula (2) or a precursor thereof.
[12] A diamine having a partial structure represented by the above formula (1).

上記重合体(A)を含む液晶配向剤によれば、基板に対する塗布性に優れ、しかも液晶配向性及び信頼性に優れた液晶表示素子を得ることができる。また、基板に対する密着性が良好な位相差フィルムを得ることができる。   According to the liquid crystal aligning agent containing the said polymer (A), the liquid crystal display element excellent in the applicability | paintability with respect to a board | substrate, and excellent in liquid crystal aligning property and reliability can be obtained. In addition, a retardation film having good adhesion to the substrate can be obtained.

化合物(Model−1)の熱重量分析の結果を示す図。The figure which shows the result of the thermogravimetric analysis of a compound (Model-1). 化合物(Model−2)の熱重量分析の結果を示す図。The figure which shows the result of the thermogravimetric analysis of a compound (Model-2). 化合物(Model−1)のH−NMRスペクトル。 1 H-NMR spectrum of the compound (Model-1). 化合物(Model−2)のH−NMRスペクトル。 1 H-NMR spectrum of the compound (Model-2). 化合物(Model−1)の230℃昇温後のH−NMRスペクトル。 1 H-NMR spectrum of the compound (Model-1) after heating at 230 ° C. 化合物(Model−2)の230℃昇温後のH−NMRスペクトル。 1 H-NMR spectrum of 230 ° C. After heating the compound (Model-2). FFS型液晶表示素子の概略構成図。The schematic block diagram of a FFS type liquid crystal display element. 光配向型液晶表示素子の製造に用いたトップ電極の平面模式図。(a)はトップ電極の上面図であり、(b)はトップ電極の部分拡大図である。The plane schematic diagram of the top electrode used for manufacture of a photo-alignment type liquid crystal display element. (A) is a top view of a top electrode, (b) is the elements on larger scale of a top electrode. 4系統の駆動電極を示す図。The figure which shows the drive electrode of 4 systems. ラビング配向型液晶表示素子の製造に用いたトップ電極の平面模式図。(a)はトップ電極の上面図であり、(b)はトップ電極の部分拡大図である。The plane schematic diagram of the top electrode used for manufacture of a rubbing alignment type liquid crystal display element. (A) is a top view of a top electrode, (b) is the elements on larger scale of a top electrode.

本発明の液晶配向剤は、重合体成分が、好ましくは有機溶媒中に溶解又は分散してなる液状の重合体組成物である。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 the present invention is a liquid polymer composition in which a polymer component is preferably dissolved or dispersed in an organic solvent. Below, each component contained in the liquid crystal aligning agent of this invention and the other component arbitrarily mix | blended as needed are demonstrated.

なお、本明細書において「炭化水素基」とは、鎖状炭化水素基、脂環式炭化水素基及び芳香族炭化水素基を含む意味である。「鎖状炭化水素基」とは、主鎖に環状構造を含まず、鎖状構造のみで構成された直鎖状炭化水素基及び分岐状炭化水素基を意味する。ただし、飽和でも不飽和でもよい。「脂環式炭化水素基」とは、環構造としては脂環式炭化水素の構造のみを含み、芳香環構造を含まない炭化水素基を意味する。ただし、脂環式炭化水素の構造のみで構成されている必要はなく、その一部に鎖状構造を有するものも含む。「芳香族炭化水素基」とは、環構造として芳香環構造を含む炭化水素基を意味する。ただし、芳香環構造のみで構成されている必要はなく、その一部に鎖状構造や脂環式炭化水素の構造を含んでいてもよい。「有機基」とは、炭素原子を含む基を意味し、構造中にヘテロ原子を含んでいてもよい。   In the present specification, the “hydrocarbon group” means a chain hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group, and an aromatic hydrocarbon group. The “chain hydrocarbon group” means a linear hydrocarbon group and a branched hydrocarbon group that are composed only of a chain structure without including a cyclic structure in the main chain. However, it may be saturated or unsaturated. The “alicyclic hydrocarbon group” means a hydrocarbon group that includes only an alicyclic hydrocarbon structure as a ring structure and does not include 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. “Aromatic hydrocarbon group” means a hydrocarbon group containing an aromatic ring structure as a ring structure. However, it is not necessary to be composed only of an aromatic ring structure, and a part thereof may include a chain structure or an alicyclic hydrocarbon structure. “Organic group” means a group containing a carbon atom, and the structure may contain a heteroatom.

<重合体(A)>
本発明の重合体(A)は、下記式(1)で表される部分構造(以下「特定部分構造」ともいう。)を有する重合体(A)を含有する。
(式(1)中、Rは水素原子又はアミノ基の保護基であり、Rはハロゲン原子又は1価の有機基である。nは0〜3の整数である。「*」は結合手であることを示す。)
<Polymer (A)>
The polymer (A) of the present invention contains a polymer (A) having a partial structure represented by the following formula (1) (hereinafter also referred to as “specific partial structure”).
(In Formula (1), R 1 is a hydrogen atom or an amino-protecting group, R 2 is a halogen atom or a monovalent organic group, n is an integer of 0 to 3. “*” is a bond. Indicates that it is a hand.)

上記式(1)中のRについて、アミノ基の保護基は、アミノ基を一時的に不活性な官能基にしておくことが可能な官能基であれば特に限定されず、例えば熱、光、酸及び塩基の少なくともいずれかで脱離する1価の有機基などが挙げられる。Rは、液晶配向剤の保存安定性の観点から、アミノ基の保護基であることが好ましく、ポストベーク時の加熱により脱離できることから、少なくとも熱により脱離する1価の有機基であることがより好ましい。具体的には、例えばカルバメート系保護基、アミド系保護基、イミド系保護基、スルホンアミド系保護基、下記式(1−1)〜式(1−5)のそれぞれで表される基などが挙げられる。
(式(1−1)〜式(1−5)中、Arは炭素数6〜10の1価の芳香環基であり、R11は炭素数1〜12のアルキル基であり、R12は1価の有機基である。「*」は窒素原子に結合する結合手を示す。)
With respect to R 1 in the above formula (1), the protecting group for the amino group is not particularly limited as long as it is a functional group capable of temporarily making the amino group an inactive functional group. And monovalent organic groups which are eliminated by at least one of an acid and a base. R 1 is preferably an amino-protecting group from the viewpoint of storage stability of the liquid crystal aligning agent, and is a monovalent organic group that is at least desorbed by heat because it can be desorbed by heating during post-baking. It is more preferable. Specifically, for example, carbamate protecting groups, amide protecting groups, imide protecting groups, sulfonamide protecting groups, groups represented by the following formulas (1-1) to (1-5), etc. Can be mentioned.
(In Formula (1-1) to Formula (1-5), Ar 1 is a monovalent aromatic ring group having 6 to 10 carbon atoms, R 11 is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and R 12 Is a monovalent organic group. “*” Represents a bond bonded to a nitrogen atom.)

上記式(1−2)のArは、炭素数6〜10の芳香環から1個の水素原子を取り除いた基であり、具体例としては、例えばフェニル基、ナフチル基等が挙げられる。式(1−4)のR11の炭素数1〜12のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等が挙げられ、これらは直鎖状でも分岐状でもよい。R12の1価の有機基としては、例えば炭素数1〜10のアルキル基、炭素数3〜10のシクロアルキル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数7〜10のアラルキル基等が挙げられる。これらの中でも、R12は、炭素数6〜10のアリール基が好ましく、フェニル基やナフチル基等の芳香族環基がより好ましい。 Ar 1 in the above formula (1-2) is a group obtained by removing one hydrogen atom from an aromatic ring having 6 to 10 carbon atoms. Specific examples thereof include a phenyl group and a naphthyl group. Examples of the alkyl group having 1 to 12 carbon atoms of R 11 in the formula (1-4) include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, and a hexyl group. It may be branched. Examples of the monovalent organic group for R 12 include an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, and an aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms. Can be mentioned. Among these, R 12 is preferably an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, and more preferably an aromatic ring group such as a phenyl group or a naphthyl group.

熱による脱離性が高い点で、Rはカルバメート系保護基であることが好ましく、その具体例としては、例えばtert−ブトキシカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基、1,1−ジメチル−2−ハロエチルオキシカルボニル基、1,1−ジメチル−2−シアノエチルオキシカルボニル基、9−フルオレニルメチルオキシカルボニル基、アリルオキシカルボニル基、2−(トリメチルシリル)エトキシカルボニル基などが挙げられる。これらの中でも、熱による脱離性が高い点及び製膜時の加熱によって脱離したRに由来する化合物を気体として膜外に排出できる点で、tert−ブトキシカルボニル基(BOC基)であることが好ましい。 R 1 is preferably a carbamate-based protecting group because of its high ability to leave by heat. Specific examples thereof include tert-butoxycarbonyl group, benzyloxycarbonyl group, 1,1-dimethyl-2-halo group. Examples include ethyloxycarbonyl group, 1,1-dimethyl-2-cyanoethyloxycarbonyl group, 9-fluorenylmethyloxycarbonyl group, allyloxycarbonyl group, 2- (trimethylsilyl) ethoxycarbonyl group and the like. Among these, it is a tert-butoxycarbonyl group (BOC group) in that it has a high desorption property by heat and a compound derived from R 1 desorbed by heating during film formation can be discharged out of the film as a gas. It is preferable.

のハロゲン原子としては、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。Rの1価の有機基としては、例えば炭素数1〜5のアルキル基、基「−NHR」等が挙げられる。nは0又は1であることが好ましい。 Examples of the halogen atom for R 2 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. Examples of the monovalent organic group for R 2 include an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms and a group “—NHR 1 ”. n is preferably 0 or 1.

重合体(A)が有する上記特定部分構造は、液晶表示素子の信頼性の改善効果が高い点で、下記式(1−1)で表される部分構造又は式(1−2)で表される部分構造であることが好ましい。
(式(1−1)及び式(1−2)中、R及びRは、ハロゲン原子又は炭素数1〜5のアルキル基である。r及びsは0〜2の整数である。R及び「*」は、それぞれ上記式(1)と同義である。)
The specific partial structure of the polymer (A) is represented by the partial structure represented by the following formula (1-1) or the formula (1-2) in that the effect of improving the reliability of the liquid crystal display element is high. The partial structure is preferable.
(In Formula (1-1) and Formula (1-2), R 3 and R 4 are a halogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. R and s are integers of 0 to 2. R 1 and “*” have the same meanings as in the above formula (1).)

上記式(1−1)及び式(1−2)において、R及びRのハロゲン原子の例示は、上記Rの説明を適用することができる。炭素数1〜5のアルキル基は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基等が挙げられ、これらは直鎖状でも分岐状でもよい。r及びsは0又は1が好ましく、0であることがより好ましい。 In the above formula (1-1) and formula (1-2), the explanation of R 2 can be applied to the examples of the halogen atoms of R 3 and R 4 . Examples of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, and a pentyl group, and these may be linear or branched. r and s are preferably 0 or 1, more preferably 0.

重合体(A)の主骨格は特に限定されず、例えばポリイミド前駆体、ポリイミド、ポリシロキサン、ポリエステル、ポリアミド、ポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリベンゾオキサゾール、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)アクリレートなどの主骨格が挙げられる。なお、(メタ)アクリレートは、アクリレート及びメタクリレートを含むことを意味する。ポリイミド前駆体としては、ポリアミック酸及びポリアミック酸エステルが挙げられ、ポリベンゾオキサゾール前駆体としては、ポリヒドロキシアミドが挙げられる。重合体(A)としては、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
重合体(A)は、これらの中でも、ポリイミド前駆体、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール前駆体及びポリベンゾオキサゾールからなる群より選ばれる少なくとも一種であることが好ましく、ポリイミド前駆体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(A1)であることがより好ましい。
The main skeleton of the polymer (A) is not particularly limited. For example, a polyimide precursor, polyimide, polysiloxane, polyester, polyamide, polybenzoxazole precursor, polybenzoxazole, cellulose derivative, polyacetal, polystyrene derivative, poly (styrene- Main skeletons such as phenylmaleimide) derivatives and poly (meth) acrylates. In addition, (meth) acrylate means containing an acrylate and a methacrylate. Examples of the polyimide precursor include polyamic acid and polyamic acid ester, and examples of the polybenzoxazole precursor include polyhydroxyamide. As the polymer (A), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
Among these, the polymer (A) is preferably at least one selected from the group consisting of a polyimide precursor, polyimide, polybenzoxazole precursor and polybenzoxazole, and selected from the group consisting of polyimide precursor and polyimide. More preferably, it is at least one polymer (A1).

重合体(A)は、上記特定部分構造を重合体の主鎖及び側鎖のいずれに有していてもよい。ここで、本明細書における重合体の「主鎖」とは、重合体のうち最も長い原子の連鎖からなる「幹」の部分をいう。なお、この「幹」の部分が環構造を含むことは許容される。したがって、「特定部分構造を主鎖に有する」とは、この構造が主鎖の一部分を構成することをいう。重合体の「側鎖」とは、重合体の「幹」から分岐した部分をいう。
得られる液晶表示素子の信頼性の改善効果が高い点で、重合体(A)は上記特定部分構造を主鎖に有することが好ましい。ただし、重合体(A)が特定部分構造を主鎖に有する場合において、当該構造を側鎖にも存在することを排除するものではない。
以下、重合体(A)がポリイミド前駆体、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール前駆体及びポリベンゾオキサゾールのそれぞれである場合についてより詳細に説明する。
The polymer (A) may have the specific partial structure in either the main chain or the side chain of the polymer. Here, the “main chain” of the polymer in the present specification refers to a “trunk” portion composed of the longest chain of atoms in the polymer. It is allowed that the “trunk” portion includes a ring structure. Therefore, “having a specific partial structure in the main chain” means that this structure constitutes a part of the main chain. The “side chain” of the polymer refers to a portion branched from the “trunk” of the polymer.
The polymer (A) preferably has the above-mentioned specific partial structure in the main chain in that the effect of improving the reliability of the obtained liquid crystal display element is high. However, when the polymer (A) has a specific partial structure in the main chain, it does not exclude that the structure exists also in the side chain.
Hereinafter, the case where the polymer (A) is each of a polyimide precursor, a polyimide, a polybenzoxazole precursor, and a polybenzoxazole will be described in more detail.

[ポリアミック酸]
重合体(A)としてのポリアミック酸は、例えば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。具体的には、当該ポリアミック酸は、上記式(1)で表される部分構造を有するテトラカルボン酸二無水物、及び上記式(1)で表される部分構造を有するジアミンの少なくとも一方をモノマー組成に含む重合により得ることができる。化合物の選択の自由度が高い点で、上記式(1)で表される部分構造を有するジアミン(以下「特定ジアミン」ともいう。)を用いることが好ましい。
[Polyamic acid]
The polyamic acid as the polymer (A) can be obtained, for example, by reacting tetracarboxylic dianhydride with diamine. Specifically, the polyamic acid is a monomer comprising at least one of a tetracarboxylic dianhydride having a partial structure represented by the above formula (1) and a diamine having a partial structure represented by the above formula (1). It can be obtained by polymerization included in the composition. It is preferable to use a diamine having a partial structure represented by the above formula (1) (hereinafter also referred to as “specific diamine”) in terms of a high degree of freedom in selecting a compound.

(テトラカルボン酸二無水物)
ポリアミック酸の合成に使用するテトラカルボン酸二無水物としては、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、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラン−3−イル)−3a,4,5,9b−テトラヒドロナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラン−3−イル)−8−メチル−3a,4,5,9b−テトラヒドロナフト[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、ビシクロ[3.3.0]オクタン−2,4,6,8−テトラカルボン酸2:4,6:8−二無水物、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3,5,6−テトラカルボン酸2:3,5:6−二無水物、4,9−ジオキサトリシクロ[5.3.1.02,6]ウンデカン−3,5,8,10−テトラオン、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.2]オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、エチレンジアミン四酢酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、エチレングリコールビス(アンヒドロトリメリテート)、1,3−プロピレングリコールビス(アンヒドロトリメリテート)などを;
(Tetracarboxylic dianhydride)
Examples of tetracarboxylic dianhydrides used for the synthesis of polyamic acid include aliphatic tetracarboxylic dianhydrides, alicyclic tetracarboxylic dianhydrides, aromatic tetracarboxylic dianhydrides, and the like. it can. Specific examples of these include aliphatic tetracarboxylic dianhydrides such as butane tetracarboxylic dianhydride;
Examples of the alicyclic tetracarboxylic dianhydride include 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride, 5- (2,5-di Oxotetrahydrofuran-3-yl) -3a, 4,5,9b-tetrahydronaphtho [1,2-c] furan-1,3-dione, 5- (2,5-dioxotetrahydrofuran-3-yl) -8 -Methyl-3a, 4,5,9b-tetrahydronaphtho [1,2-c] furan-1,3-dione, 3-oxabicyclo [3.2.1] octane-2,4-dione-6-spiro -3 ′-(tetrahydrofuran-2 ′, 5′-dione), 5- (2,5-dioxotetrahydro-3-furanyl) -3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid anhydride, 3 , 5,6-To Carboxy-2-carboxymethylnorbornane-2: 3,5: 6-dianhydride, bicyclo [3.3.0] octane-2,4,6,8-tetracarboxylic acid 2: 4,6: 8-di Anhydride, bicyclo [2.2.1] heptane-2,3,5,6-tetracarboxylic acid 2: 3,5: 6-dianhydride, 4,9-dioxatricyclo [5.3.1] .0 2,6] undecane -3,5,8,10- tetraone, 1,2,4,5-cyclohexane tetracarboxylic dianhydride, bicyclo [2.2.2] oct-7-ene -2, 3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, ethylenediaminetetraacetic acid dianhydride, cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, ethylene glycol bis (anhydro trimellitate), 1,3-propylene glycol bis (anhydro Trimellitate ) Etc .;

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、4,4’−(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物などを;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、ポリアミック酸の合成に使用するテトラカルボン酸二無水物としては、これらの1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。   Examples of the aromatic tetracarboxylic dianhydride include pyromellitic dianhydride, 4,4 ′-(hexafluoroisopropylidene) diphthalic anhydride, and the like, respectively, and JP 2010-97188 A The tetracarboxylic dianhydride described in 1. can be used. In addition, as tetracarboxylic dianhydride used for the synthesis | combination of a polyamic acid, these 1 type can be used individually or in combination of 2 or more types.

テトラカルボン酸二無水物としては、中でも、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3,5,6−テトラカルボン酸2:3,5:6−二無水物、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラン−3−イル)−3a,4,5,9b−テトラヒドロナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラン−3−イル)−8−メチル−3a,4,5,9b−テトラヒドロナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、ビシクロ[3.3.0]オクタン−2,4,6,8−テトラカルボン酸2:4,6:8−二無水物、シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、及びピロメリット酸二無水物よりなる群から選ばれる少なくとも一種の化合物を含むことが好ましい。これらの好ましい化合物の使用量(2種以上使用する場合にはその合計量)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、5モル%以上とすることが好ましく、10モル%以上とすることがより好ましく、20モル%以上とすることがより好ましい。   As tetracarboxylic dianhydride, among others, bicyclo [2.2.1] heptane-2,3,5,6-tetracarboxylic acid 2: 3,5: 6-dianhydride, 1,2,3, 4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride, 5- (2,5-dioxotetrahydrofuran-3-yl) -3a, 4,5,9b-tetrahydronaphtho [1,2-c] furan-1,3-dione, 5- (2,5-dioxotetrahydrofuran-3-yl) -8-methyl-3a, 4,5,9b-tetrahydronaphtho [1,2- c] Furan-1,3-dione, bicyclo [3.3.0] octane-2,4,6,8-tetracarboxylic acid 2: 4,6: 8-dianhydride, cyclohexanetetracarboxylic dianhydride And pyromellitic dianhydride Preferably contains at least one compound selected from the group consisting of. The amount of these preferred compounds used (the total amount when two or more are used) is preferably 5 mol% or more based on the total amount of tetracarboxylic dianhydride used for the synthesis of polyamic acid. It is more preferable to set it as 10 mol% or more, and it is more preferable to set it as 20 mol% or more.

(ジアミン)
特定ジアミンは、上記式(1)で表される部分構造を有していればその余の構造は特に限定されないが、好ましい具体例として、例えば下記式(X)で表される化合物等が挙げられる。
(式(X)中、Y及びYは、それぞれ独立に単結合又は2価の連結基である。R、R及びnは上記式(1)と同義である。)
(Diamine)
As long as the specific diamine has a partial structure represented by the above formula (1), the remaining structure is not particularly limited, but preferred specific examples include, for example, compounds represented by the following formula (X). It is done.
(In Formula (X), Y 1 and Y 2 are each independently a single bond or a divalent linking group. R 1 , R 2 and n have the same meanings as in Formula (1) above.)

上記式(X)において、Yの2価の連結基としては、例えば−O−、−S−、−CO−、−COO−、−COS−、−NR−、−CONR−、−CO−NR−CO−(ただし、Rは、水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基である。)、炭素数1〜20の2価の炭化水素基、当該炭化水素基の少なくとも1個のメチレン基を−O−、−S−、−CO−、−COO−、−COS−、−NR−、−CONR−、−CO−NR−CO−(ただし、Rは、水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基である。)等で置き換えた基などが挙げられる。上記2価の連結基は、さらに、炭化水素基が有する水素原子が、例えばハロゲン原子等で置換されていてもよい。Yは、好ましくは*−COO−、*−R−COO−(Rは炭素数1〜3のアルカンジイル基、シクロへキシレン基又はフェニレン基である。「*」はアミノフェニル基との結合手を示す。)である。 In the above formula (X), examples of the divalent linking group for Y 1 include —O—, —S—, —CO—, —COO—, —COS—, —NR 5 —, —CONR 5 —, — CO—NR 5 —CO— (wherein R 5 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms), a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, at least one of the hydrocarbon groups the number of methylene groups -O -, - S -, - CO -, - COO -, - COS -, - NR 5 -, - CONR 5 -, - CONR 5 -CO- ( provided that, R 5 is A hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms). In the divalent linking group, a hydrogen atom of the hydrocarbon group may be further substituted with, for example, a halogen atom. Y 1 is preferably * 1 -COO-, * 1 -R 6 -COO- (R 6 is an alkanediyl group having 1 to 3 carbon atoms, a cyclohexylene group, or a phenylene group. "* 1 " is amino. A bond with a phenyl group is shown.).

の2価の連結基としては、例えば炭素数1〜20の2価の炭化水素基、当該炭化水素基の少なくとも1個のメチレン基を−O−、−S−、−CO−、−COO−、−COS−、−NR−、−CONR−、−CO−NR−CO−等で置き換えた基などが挙げられ、炭化水素基が有する水素原子がハロゲン原子等で置換されていてもよい。好ましくは、単結合又は−R−X−*(Rは炭素数1〜3のアルカンジイル基、シクロへキシレン基又はフェニレン基であり、Xは単結合、−O−、−COO−又は−OCO−である。「*」はアミノフェニル基との結合手を示す。)である。 Examples of the divalent linking group for Y 2 include a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and at least one methylene group of the hydrocarbon group represented by —O—, —S—, —CO—, — Groups substituted by COO-, -COS-, -NR 5- , -CONR 5- , -CO-NR 5 -CO-, etc., and the like. The hydrogen atom of the hydrocarbon group is substituted by a halogen atom or the like. May be. Preferably, a single bond or —R 7 —X 1 — * 2 (R 6 is an alkanediyl group having 1 to 3 carbon atoms, a cyclohexylene group, or a phenylene group, and X 1 is a single bond, —O—, — COO— or —OCO—, where “* 2 ” represents a bond with an aminophenyl group.

特定ジアミンの具体例としては、例えば下記式(X−1)及び式(X−2)のそれぞれで表される化合物等が挙げられる。なお、特定ジアミンは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。
(式中、Bocは、tert−ブトキシカルボニル基を表す。)
Specific examples of the specific diamine include compounds represented by the following formulas (X-1) and (X-2). In addition, specific diamine can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
(In the formula, Boc represents a tert-butoxycarbonyl group.)

特定ジアミンは、有機化学の定法を適宜組み合わせることによって合成することができる。その一例としては、上記式(1)で表される部分構造を有するジアミンの1級アミノ基に代えてニトロ基を有するジニトロ中間体を合成し、次いで、得られたジニトロ中間体のニトロ基を適用な還元系を用いてアミノ化する方法が挙げられる。   The specific diamine can be synthesized by appropriately combining organic chemistry methods. As an example, a dinitro intermediate having a nitro group is synthesized in place of the primary amino group of the diamine having the partial structure represented by the above formula (1), and then the nitro group of the obtained dinitro intermediate is synthesized. A method of amination using an applicable reduction system can be mentioned.

ジニトロ中間体を合成する方法は、目的とする化合物に応じて適宜選択することができる。一例としては、まず、基「−NHR」を有するフェノール化合物を合成し、次いで、得られたフェノール化合物と、ニトロベンゾイルクロリド等の酸クロリドとを好ましくは有機溶媒中、必要に応じて触媒の存在下で反応させる方法などが挙げられる。
ジニトロ中間体の還元反応は、好ましくは有機溶媒中、例えばパラジウム炭素、酸化白金、亜鉛、鉄、スズ、ニッケル等の触媒を用いて実施することができる。ここで使用する有機溶媒としては、例えば酢酸エチル、トルエン、テトラヒドロフラン、アルコール系等が挙げられる。ただし、特定ジアミンの合成手順は上記方法に限定されるものではない。
The method for synthesizing the dinitro intermediate can be appropriately selected according to the target compound. As an example, first, a phenol compound having a group “—NHR 1 ” is synthesized, and then the obtained phenol compound and an acid chloride such as nitrobenzoyl chloride are preferably used in an organic solvent, if necessary. The method of making it react in presence is mentioned.
The reduction reaction of the dinitro intermediate can be preferably carried out in an organic solvent using a catalyst such as palladium carbon, platinum oxide, zinc, iron, tin, nickel or the like. Examples of the organic solvent used here include ethyl acetate, toluene, tetrahydrofuran, and alcohols. However, the synthesis procedure of the specific diamine is not limited to the above method.

重合体(A)としてのポリアミック酸の合成に使用するジアミンは、特定ジアミンのみであってもよいが、特定ジアミン以外のその他のジアミンを併用してもよい。   Although the specific diamine may be sufficient as the diamine used for the synthesis | combination of the polyamic acid as a polymer (A), other diamines other than a specific diamine may be used together.

その他のジアミンとしては、例えば脂肪族ジアミン、脂環式ジアミン、芳香族ジアミン、ジアミノオルガノシロキサンなどが挙げられる。これらの具体例としては、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、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサンなどを;脂環式ジアミンとして、例えば1,4−ジアミノシクロヘキサン、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)などを;   Examples of other diamines include aliphatic diamines, alicyclic diamines, aromatic diamines, and diaminoorganosiloxanes. Specific examples of these include aliphatic diamines such as m-xylylenediamine, 1,3-propanediamine, tetramethylenediamine, pentamethylenediamine, hexamethylenediamine, and 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane. An alicyclic diamine such as 1,4-diaminocyclohexane, 4,4′-methylenebis (cyclohexylamine);

芳香族ジアミンとして、例えばドデカオキシジアミノベンゼン、テトラデカオキシジアミノベンゼン、ペンタデカオキシジアミノベンゼン、ヘキサデカオキシジアミノベンゼン、オクタデカオキシジアミノベンゼン、コレスタニルオキシジアミノベンゼン、コレステリルオキシジアミノベンゼン、ジアミノ安息香酸コレスタニル、ジアミノ安息香酸コレステリル、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、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、N−(2,4−ジアミノフェニル)−4−(4−ヘプチルシクロヘキシル)ベンズアミド、下記式(E−1)
(式(E−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は炭素数1〜3のアルカンジイル基であり、RIIは単結合又は炭素数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、d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の側鎖型のジアミン:
Aromatic diamines such as dodecaoxydiaminobenzene, tetradecaoxydiaminobenzene, pentadecaoxydiaminobenzene, hexadecaoxydiaminobenzene, octadecaoxydiaminobenzene, cholestanyloxydiaminobenzene, cholesteryloxydiaminobenzene, cholestanyl diaminobenzoate Cholesteryl diaminobenzoate, lanostannyl diaminobenzoate, 3,6-bis (4-aminobenzoyloxy) cholestane, 3,6-bis (4-aminophenoxy) cholestane, 1,1-bis (4-((aminophenyl) ) Methyl) phenyl) -4-butylcyclohexane, 1,1-bis (4-((aminophenyl) methyl) phenyl) -4-heptylcyclohexane, 1,1-bis (4-((aminophenoxy) Methyl) phenyl) -4-heptylcyclohexane, 1,1-bis (4-((aminophenyl) methyl) phenyl) -4- (4-heptylcyclohexyl) cyclohexane, N- (2,4-diaminophenyl) -4 -(4-Heptylcyclohexyl) benzamide, the following formula (E-1)
(In formula (E-1), X I and X II are each independently a single bond, —O—, —COO— or —OCO—, and R I is an alkanediyl group having 1 to 3 carbon atoms. R II is a single bond or an alkanediyl group having 1 to 3 carbon atoms, a is 0 or 1, b is an integer of 0 to 2, c is an integer of 1 to 20, and d is 0 or 1, provided that a and b are not 0 at the same time.)
Side chain type diamines such as compounds represented by:

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アミン、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、4−アミノフェニル−4’−アミノベンゾエート、4,4’−ジアミノアゾベンゼン、1,5−ビス(4−アミノフェノキシ)ペンタン、1,7−ビス(4−アミノフェノキシ)ヘプタン、ビス[2−(4−アミノフェニル)エチル]ヘキサン二酸、N,N−ビス(4−アミノフェニル)メチルアミン、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、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、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、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,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、3,5−ジアミノ安息香酸、ベンゼン−1,4−ジイルビス(4−アミノベンゾエート)、4,4’−[4,4’−プロパン−1,3−ジイルビス(ピペリジン−1,4−ジイル)]ジアニリンなどを;
ジアミノオルガノシロキサンとして、例えば、1,3−ビス(3−アミノプロピル)−テトラメチルジシロキサンなどを;それぞれ挙げることができるほか、特開2010−97188号公報に記載のジアミンを用いることができる。
p-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylamine, 4,4′-diaminodiphenyl sulfide, 4-aminophenyl-4′-aminobenzoate, 4,4′-diaminoazobenzene, 1 , 5-bis (4-aminophenoxy) pentane, 1,7-bis (4-aminophenoxy) heptane, bis [2- (4-aminophenyl) ethyl] hexanedioic acid, N, N-bis (4-amino) Phenyl) methylamine, 1,5-diaminonaphthalene, 2,2′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 2,2′-bis (trifluoromethyl) -4,4′-diaminobiphenyl, 4,4 '-Diaminodiphenyl ether, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 9,9-bis (4-aminophen Fluorene, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 2,2-bis (4-aminophenyl) hexafluoropropane, 4,4 '-(p-phenylenediisopropyl Riden) bisaniline, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, 2,6-diaminopyridine, 2,4-diaminopyrimidine, 3,6-diamino Acridine, 3,6-diaminocarbazole, N-methyl-3,6-diaminocarbazole, N, N′-bis (4-aminophenyl) -benzidine, N, N′-bis (4-aminophenyl) -N, N′-dimethylbenzidine, 1,4-bis- (4-aminophenyl) -piperazine, 3,5-diaminobenzoic acid, benzene-1,4- Diylbis (4-aminobenzoate), 4,4 ′-[4,4′-propane-1,3-diylbis (piperidine-1,4-diyl)] dianiline and the like;
Examples of the diaminoorganosiloxane include 1,3-bis (3-aminopropyl) -tetramethyldisiloxane; and the diamines described in JP-A 2010-97188 can be used.

上記式(E−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」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、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、エイコシル基などを挙げることができ、これらは直鎖状であることが好ましい。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 ) d —” in the above formula (E-1) include alkanediyl groups 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. Examples of the group “—C c H 2c + 1 ” include 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, a dodecyl group, a tridecyl group, and a tetradecyl group. Group, pentadecyl group, hexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, nonadecyl group, eicosyl group and the like, and these are preferably linear. 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(E−1)で表される化合物の具体例としては、例えば下記式(E−1−1)〜式(E−1−4)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。
なお、ポリアミック酸の合成に使用するその他のジアミンとしては、これらの化合物の1種を単独で又は2種以上を適宜選択して使用することができる。
Specific examples of the compound represented by the formula (E-1) include, for example, compounds represented by the following formulas (E-1-1) to (E-1-4). .
In addition, as another diamine used for the synthesis | combination of a polyamic acid, 1 type of these compounds can be used individually or in combination of 2 or more types as appropriate.

本発明の液晶配向剤を、TN型、STN型又は垂直配向型の液晶表示素子用とする場合、ポリアミック酸の側鎖に配向性基を導入することが好ましい。ここで、配向性基は、光照射によらずに塗膜にプレチルト角特性を付与可能な基であり、具体的には、例えば炭素数4〜20のアルキル基、炭素数4〜20のフルオロアルキル基、炭素数4〜20のアルコキシ基、炭素数17〜51のステロイド骨格を有する基、複数個の環が直接又は連結基を介して結合した基などが挙げられる。配向性基を有するポリアミック酸は、例えば上記の側鎖型のジアミンをモノマー組成に含む重合によって得ることができる。上記側鎖型のジアミンを使用する場合、その配合量は、良好な液晶配向性を発現させる観点から、合成に使用する全ジアミンに対して、3モル%以上とすることが好ましく、5〜70モル%とすることがより好ましい。   When the liquid crystal aligning agent of the present invention is used for a TN type, STN type or vertical alignment type liquid crystal display element, it is preferable to introduce an alignment group into the side chain of the polyamic acid. Here, the orientation group is a group capable of imparting a pretilt angle characteristic to the coating film without depending on light irradiation. Specifically, for example, an alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, a fluoro having 4 to 20 carbon atoms, and the like. Examples thereof include an alkyl group, an alkoxy group having 4 to 20 carbon atoms, a group having a steroid skeleton having 17 to 51 carbon atoms, and a group in which a plurality of rings are bonded directly or via a linking group. The polyamic acid having an orientation group can be obtained, for example, by polymerization containing the above side chain type diamine in the monomer composition. When using the said side chain type diamine, it is preferable that the compounding quantity shall be 3 mol% or more with respect to all the diamine used for a synthesis | combination from a viewpoint of expressing favorable liquid crystal orientation. It is more preferable to set it as mol%.

特定ジアミンの使用割合は、光配向法を適用した場合において液晶配向性を良好にする点、及び液晶表示素子の信頼性の改善効果を十分に得る点から、ポリアミック酸の合成に使用するジアミンの合計量に対して、0.5モル%以上とすることが好ましく、2モル%以上とすることがより好ましく、5モル%以上とすることがさらに好ましい。また、特定ジアミンの使用割合の上限は特に制限されず、その他のジアミンの使用割合に応じて任意に選択することができる。   The proportion of the specific diamine used is that of the diamine used for the synthesis of the polyamic acid from the viewpoint of improving the liquid crystal orientation when the photo-alignment method is applied and obtaining the sufficient effect of improving the reliability of the liquid crystal display element. The total amount is preferably 0.5 mol% or more, more preferably 2 mol% or more, and even more preferably 5 mol% or more. Moreover, the upper limit in particular of the usage rate of specific diamine is not restrict | limited, It can select arbitrarily according to the usage rate of other diamine.

(ポリアミック酸の合成)
ポリアミック酸は、上記のようなテトラカルボン酸二無水物とジアミンとを、必要に応じて分子量調整剤とともに反応させることによって得ることができる。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。
分子量調整剤としては、例えば無水マレイン酸、無水フタル酸、無水イタコン酸などの酸一無水物、アニリン、シクロヘキシルアミン、n−ブチルアミンなどのモノアミン化合物、フェニルイソシアネート、ナフチルイソシアネートなどのモノイソシアネート化合物等を挙げることができる。分子量調整剤の使用割合は、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。
(Synthesis of polyamic acid)
The polyamic acid can be obtained by reacting the above tetracarboxylic dianhydride and diamine together with a molecular weight adjusting agent as necessary. The ratio of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine used in the polyamic acid synthesis reaction is 0.2 to 2 for the tetracarboxylic dianhydride acid anhydride group to 1 equivalent of the amino group of the diamine. The ratio which becomes an equivalent is preferable, and the ratio which becomes 0.3-1.2 equivalent is more preferable.
Examples of the molecular weight modifier include acid monoanhydrides such as maleic anhydride, phthalic anhydride and itaconic anhydride, monoamine compounds such as aniline, cyclohexylamine and n-butylamine, and monoisocyanate compounds such as phenyl isocyanate and naphthyl isocyanate. Can be mentioned. The use ratio of the molecular weight modifier 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。   The polyamic acid synthesis reaction is preferably carried out in an organic solvent. The reaction temperature at this time is preferably -20 ° C to 150 ° C, more preferably 0 to 100 ° C. The reaction time is preferably from 0.1 to 24 hours, more preferably from 0.5 to 12 hours.

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、炭化水素などを挙げることができる。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1種以上、又は、第一群の有機溶媒から選択される1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1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、第一群の有機溶媒及び第二群の有機溶媒の合計量に対して、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。   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. Among these organic solvents, one or more selected from the group consisting of an aprotic polar solvent and a phenolic solvent (first group organic solvent), or one or more selected from the first group of organic solvents And a mixture of at least one selected from the group consisting of alcohols, ketones, esters, ethers, halogenated hydrocarbons and hydrocarbons (second-group organic solvent). In the latter case, the proportion of the second group organic solvent used is preferably 50% by weight or less, more preferably 40% by weight, based on the total amount of the first group organic solvent and the second group organic solvent. Or less, more preferably 30% by weight or less.

特に好ましい有機溶媒は、N−メチル−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、m−クレゾール、キシレノール及びハロゲン化フェノールよりなる群から選択される1種以上を溶媒として使用するか、あるいはこれらの1種以上と他の有機溶媒との混合物を、上記割合の範囲で使用することが好ましい。有機溶媒の使用量(x)は、テトラカルボン酸二無水物及びジアミンの合計量(y)が、反応溶液の全量(x+y)に対して、0.1〜50重量%になる量とすることが好ましい。   Particularly preferred organic solvents are N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, γ-butyrolactone, tetramethylurea, hexamethylphosphortriamide, m-cresol, xylenol. And at least one selected from the group consisting of halogenated phenols is used as a solvent, or a mixture of one or more of these and another organic solvent is preferably used in the above range. The amount (x) of the organic solvent used is such that the total amount (y) of tetracarboxylic dianhydride and diamine is 0.1 to 50% by weight with respect to the total amount (x + y) of the reaction solution. Is preferred.

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.

[ポリアミック酸エステル]
重合体(A)としてのポリアミック酸エステルは、例えば、[I]上記式(1)で表される部分構造を有するポリアミック酸とエステル化剤とを反応させる方法、[II]テトラカルボン酸ジエステルとジアミンとを反応させる方法、[III]テトラカルボン酸ジエステルジハロゲン化物とジアミンとを反応させる方法、などによって得ることができる。
なお、本明細書において「テトラカルボン酸ジエステル」とは、テトラカルボン酸が有する4個のカルボキシル基のうち2個がエステル化され、残りの2個がカルボキシル基である化合物を意味する。「テトラカルボン酸ジエステルジハロゲン化物」とは、テトラカルボン酸が有する4個のカルボキシル基のうち2個がエステル化され、残りの2個がハロゲン化された化合物を意味する。
[Polyamic acid ester]
The polyamic acid ester as the polymer (A) is, for example, [I] a method of reacting a polyamic acid having a partial structure represented by the above formula (1) with an esterifying agent, and [II] a tetracarboxylic acid diester. It can be obtained by a method of reacting diamine, a method of reacting [III] tetracarboxylic acid diester dihalide and diamine, or the like.
In this specification, “tetracarboxylic acid diester” means a compound in which two of the four carboxyl groups of tetracarboxylic acid are esterified and the remaining two are carboxyl groups. “Tetracarboxylic acid diester dihalide” means a compound in which two of the four carboxyl groups of tetracarboxylic acid are esterified and the remaining two are halogenated.

方法[I]で使用するエステル化剤としては、例えば水酸基含有化合物、アセタール系化合物、ハロゲン化物、エポキシ基含有化合物等が挙げられる。これらの具体例としては、水酸基含有化合物として、例えばメタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール類、フェノール、クレゾール等のフェノール類などを;アセタール系化合物として、例えばN,N−ジメチルホルムアミドジエチルアセタール、N,N−ジエチルホルムアミドジエチルアセタールなどを;ハロゲン化物として、例えば臭化メチル、臭化エチル、臭化ステアリル、塩化メチル、塩化ステアリル、1,1,1−トリフルオロ−2−ヨードエタンなどを;エポキシ基含有化合物として、例えばプロピレンオキシドなどを、それぞれ挙げることができる。   Examples of the esterifying agent used in Method [I] include a hydroxyl group-containing compound, an acetal compound, a halide, an epoxy group-containing compound, and the like. Specific examples thereof include hydroxyl group-containing compounds such as alcohols such as methanol, ethanol and propanol; phenols such as phenol and cresol; and acetal compounds such as N, N-dimethylformamide diethyl acetal, N, N-diethylformamide diethyl acetal and the like; halides such as methyl bromide, ethyl bromide, stearyl bromide, methyl chloride, stearyl chloride, 1,1,1-trifluoro-2-iodoethane and the like; epoxy group-containing Examples of the compound include propylene oxide.

方法[II]で使用するテトラカルボン酸ジエステルは、例えば上記ポリアミック酸の合成で例示したテトラカルボン酸二無水物を、メタノールやエタノール等のアルコール類を用いて開環することにより得ることができる。なお、方法[II]で使用するテトラカルボン酸誘導体はテトラカルボン酸ジエステルのみであってもよいが、テトラカルボン酸二無水物を併用してもよい。使用するジアミンとしては、ポリアミック酸の合成で例示した特定ジアミン及びその他のジアミンが挙げられる。
方法[II]の反応は、有機溶媒中、適当な脱水触媒の存在下で行うことが好ましい。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。脱水触媒としては、例えば4−(4,6−ジメトキシ−1,3,5−トリアジン−2−イル)−4−メチルモルホリニウムハライド、カルボニルイミダゾール、リン系縮合剤などが挙げられる。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。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。
The tetracarboxylic acid diester used in the method [II] can be obtained, for example, by ring-opening the tetracarboxylic dianhydride exemplified in the synthesis of the polyamic acid with alcohols such as methanol and ethanol. The tetracarboxylic acid derivative used in method [II] may be only a tetracarboxylic acid diester, but may also be used in combination with tetracarboxylic dianhydride. Examples of the diamine to be used include the specific diamine exemplified in the synthesis of polyamic acid and other diamines.
The reaction of Method [II] is preferably carried out in an organic solvent in the presence of a suitable dehydration catalyst. As an organic solvent, the organic solvent illustrated as what is used for the synthesis | combination of a polyamic acid can be mentioned. Examples of the dehydration catalyst include 4- (4,6-dimethoxy-1,3,5-triazin-2-yl) -4-methylmorpholinium halide, carbonylimidazole, a phosphorus condensing agent, and the like. The reaction temperature at this time is preferably -20 to 150 ° C, more preferably 0 to 100 ° C. The reaction time is preferably from 0.1 to 24 hours, more preferably from 0.5 to 12 hours.

方法[III]で使用するテトラカルボン酸ジエステルジハロゲン化物は、例えば上記の如くして得たテトラカルボン酸ジエステルを、塩化チオニル等の適当な塩素化剤と反応させることにより得ることができる。なお、方法[III]で使用するテトラカルボン酸誘導体はテトラカルボン酸ジエステルジハロゲン化物のみであってもよいが、テトラカルボン酸二無水物を併用してもよい。使用するジアミンとしては、ポリアミック酸の合成で例示した特定ジアミン及びその他のジアミンが挙げられる。
方法[III]の反応は、有機溶媒中、適当な塩基の存在下で行うことが好ましい。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。塩基としては、例えばピリジン、トリエチルアミン等の3級アミン;水素化ナトリウム、水素化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属類などを好ましく使用することができる。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。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。
The tetracarboxylic acid diester dihalide used in Method [III] can be obtained, for example, by reacting the tetracarboxylic acid diester obtained as described above with an appropriate chlorinating agent such as thionyl chloride. The tetracarboxylic acid derivative used in the method [III] may be only a tetracarboxylic acid diester dihalide, or a tetracarboxylic dianhydride may be used in combination. Examples of the diamine to be used include the specific diamine exemplified in the synthesis of polyamic acid and other diamines.
The reaction of Method [III] is preferably carried out in an organic solvent in the presence of a suitable base. As an organic solvent, the organic solvent illustrated as what is used for the synthesis | combination of a polyamic acid can be mentioned. As the base, for example, tertiary amines such as pyridine and triethylamine; alkali metals such as sodium hydride, potassium hydride, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium and potassium can be preferably used. The reaction temperature at this time is preferably -20 to 150 ° C, more preferably 0 to 100 ° C. The reaction time is preferably from 0.1 to 24 hours, more preferably from 0.5 to 12 hours.

液晶配向剤に含有させる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。なお、ポリアミック酸エステルを溶解してなる反応溶液は、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エステル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エステルを精製したうえで液晶配向剤の調製に供してもよい。ポリアミック酸エステル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。   The polyamic acid ester contained in the liquid crystal aligning agent 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. The reaction solution obtained by dissolving the polyamic acid ester may be used for the preparation of the liquid crystal aligning agent as it is, or may be used for the preparation of the liquid crystal aligning agent after isolating the polyamic acid ester contained in the reaction solution. Alternatively, the isolated polyamic acid ester may be purified and then used for the preparation of the liquid crystal aligning agent. Isolation and purification of the polyamic acid ester can be performed according to a known method.

[ポリイミド]
重合体(A)としてのポリイミドは、例えば、上記式(1)で表される部分構造を有するポリアミック酸を脱水閉環してイミド化することにより得ることができる。
[Polyimide]
The polyimide as the polymer (A) can be obtained, for example, by dehydrating and ring-closing a polyamic acid having a partial structure represented by the above formula (1) to imidize.

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。反応に使用するポリイミドは、そのイミド化率が20%以上であることが好ましく、30〜99%であることがより好ましく、40〜99%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 may be dehydrated and cyclized. It may be a partially imidized product in which a ring structure coexists. The polyimide used for the reaction preferably has an imidization ratio of 20% or more, more preferably 30 to 99%, and still more preferably 40 to 99%. 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。
ポリアミック酸の溶液中に脱水剤及び脱水閉環触媒を添加する方法において、脱水剤としては、例えば無水酢酸、無水プロピオン酸、無水トリフルオロ酢酸などの酸無水物を用いることができる。脱水剤の使用量は、ポリアミック酸のアミック酸構造の1モルに対して0.01〜20モルとすることが好ましい。脱水閉環触媒としては、例えばピリジン、コリジン、ルチジン、トリエチルアミン等の3級アミンを用いることができる。脱水閉環触媒の使用量は、使用する脱水剤1モルに対して0.01〜10モルとすることが好ましい。脱水閉環反応に用いられる有機溶媒としては、ポリアミック酸の合成に用いられるものとして例示した有機溶媒を挙げることができる。脱水閉環反応の反応温度は、好ましくは0〜180℃であり、より好ましくは10〜150℃である。反応時間は、好ましくは1.0〜120時間であり、より好ましくは2.0〜30時間である。
The 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. .
In the method of adding a dehydrating agent and a dehydrating ring-closing catalyst to a polyamic acid solution, as the dehydrating agent, for example, acid anhydrides such as acetic anhydride, propionic anhydride, and trifluoroacetic anhydride can be used. 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。その他、ポリイミドは、ポリアミック酸エステルのイミド化により得ることもできる。   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. In addition, polyimide can also be obtained by imidation of polyamic acid ester.

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15重量%の溶液としたときに、20〜1,800mPa・sの溶液粘度を持つものであることが好ましく、50〜1,500mPa・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15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。
上記ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル及びポリイミドの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、好ましくは1,000〜500,000であり、より好ましくは2,000〜300,000である。また、Mwと、GPCにより測定したポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)との比で表される分子量分布(Mw/Mn)は、好ましくは7以下であり、より好ましくは5以下である。このような分子量範囲にあることで、液晶表示素子の良好な配向性及び安定性を確保することができる。
The polyamic acid, polyamic acid ester, and polyimide obtained as described above preferably have a solution viscosity of 20 to 1,800 mPa · s when this is made into a solution having a concentration of 15% by weight. More preferably, it has a solution viscosity of ˜1,500 mPa · s. In addition, the solution viscosity (mPa · s) of the above polymer is based on a polymer solution having a concentration of 15% 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.
The polystyrene equivalent weight average molecular weight (Mw) measured by gel permeation chromatography (GPC) of the polyamic acid, polyamic acid ester and polyimide is preferably 1,000 to 500,000, more preferably 2,000. ~ 300,000. Moreover, the molecular weight distribution (Mw / Mn) represented by the ratio of Mw and the number average molecular weight (Mn) in terms of polystyrene measured by GPC is preferably 7 or less, more preferably 5 or less. By being in such a molecular weight range, it is possible to ensure good orientation and stability of the liquid crystal display element.

[ポリベンゾオキサゾール前駆体]
重合体(A)としてのポリベンゾオキサゾール前駆体は、例えば、[1]上記式(1)で表される部分構造を有するジカルボン酸(以下「特定ジカルボン酸」ともいう。)又は特定ジカルボン酸とその他のジカルボン酸との混合物と、ビス(o−アミノフェノール)化合物とを反応させる方法;[2]ジカルボン酸と、ビス(o−アミノフェノール)化合物と、特定ジアミンとを反応させる方法、などにより得ることができる。
[Polybenzoxazole precursor]
The polybenzoxazole precursor as the polymer (A) is, for example, [1] a dicarboxylic acid having a partial structure represented by the above formula (1) (hereinafter also referred to as “specific dicarboxylic acid”) or a specific dicarboxylic acid. A method of reacting a mixture of other dicarboxylic acid with a bis (o-aminophenol) compound; [2] a method of reacting a dicarboxylic acid, a bis (o-aminophenol) compound and a specific diamine, and the like. Can be obtained.

上記[1]の方法において、上記式(1)で表される部分構造を有するジカルボン酸としては、特に制限されないが、例えば上記式(1−1)で表される部分構造又は上記式(1−2)で表される部分構造を有するジカルボン酸などが挙げられる。特定ジカルボン酸は、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。   In the method [1], the dicarboxylic acid having a partial structure represented by the formula (1) is not particularly limited. For example, the partial structure represented by the formula (1-1) or the formula (1) -Dicarboxylic acid having a partial structure represented by -2). Specific dicarboxylic acid can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

上記[1]の方法で使用するその他のジカルボン酸、及び[2]の方法で使用するジカルボン酸としては、特に制限されないが、例えばシュウ酸、マロン酸、ジメチルマロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、2−メチルアジピン酸、2,2−ジメチルグルタル酸、3,3−ジエチルコハク酸、セバシン酸、フマル酸、ムコン酸などの脂肪族ジカルボン酸;シクロブタンジカルボン酸、1−シクロブテンジカルボン酸、シクロペンタンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式構造を有するジカルボン酸;フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、2,5−ジメチルテレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸、4,4’−ジフェニルメタンジカルボン酸、4,4’−ジフェニルエーテルジカルボン酸、4,4’−カルボニル二安息香酸、4−カルボキシ桂皮酸、p−フェニレンジアクリル酸、3,3’−[4,4’−(メチレンジ−p−フェニレン)]ジプロピオン酸、3,4−ジフェニル−1,2−シクロブタンジカルボン酸等の芳香族環を有するジカルボン酸;などを挙げることができる。なお、ジカルボン酸は、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。上記[2]の方法では、特定ジカルボン酸をモノマー成分に含んでいてもよい。
ジカルボン酸は、そのまま重合反応に供してもよいが、例えば塩化チオニル、オキザリルクロリド等の適当な塩素化剤を用いて酸クロリド化した後に重合反応に供してもよい。
The other dicarboxylic acid used in the method [1] and the dicarboxylic acid used in the method [2] are not particularly limited. For example, oxalic acid, malonic acid, dimethylmalonic acid, succinic acid, glutaric acid, Aliphatic dicarboxylic acids such as adipic acid, 2-methyladipic acid, 2,2-dimethylglutaric acid, 3,3-diethylsuccinic acid, sebacic acid, fumaric acid, muconic acid; cyclobutanedicarboxylic acid, 1-cyclobutenedicarboxylic acid Dicarboxylic acids having an alicyclic structure such as cyclopentanedicarboxylic acid and cyclohexanedicarboxylic acid; phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, 2,5-dimethylterephthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, 4,4′-biphenyldicarboxylic acid, 4,4'-diphenylmethane dicarboxylic acid, 4,4'-diphenyl ether dica Boronic acid, 4,4′-carbonyldibenzoic acid, 4-carboxycinnamic acid, p-phenylenediacrylic acid, 3,3 ′-[4,4 ′-(methylenedi-p-phenylene)] dipropionic acid, 3 , 4-diphenyl-1,2-cyclobutanedicarboxylic acid and other dicarboxylic acids having an aromatic ring; In addition, dicarboxylic acid can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. In the method [2], a specific dicarboxylic acid may be included in the monomer component.
The dicarboxylic acid may be subjected to the polymerization reaction as it is, but may be subjected to the polymerization reaction after acid chloride using an appropriate chlorinating agent such as thionyl chloride or oxalyl chloride.

上記[1]及び[2]の方法で使用するビス(o−アミノフェノール)化合物としては、例えば2,4−ジアミノ−1,5−ベンゼンジオール、2,5−ジアミノ−1,4−ベンゼンジオール、2,5−ジアミノ−3−フルオロ−1,4−ベンゼンジオール、2,6−ジアミノ−1,5−ジヒドロキシナフタレン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシビフェニル、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシビフェニル、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシ−6,6’−ジトリフルオロメチルビフェニル、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)ケトン等が挙げられる。なお、ビス(o−アミノフェノール)化合物は、そのまま重合反応に供してもよいが、反応性や反応選択性をさらに高めるために、例えばトリメチルシリルクロリド等のシリル化剤を用いて活性化した後に重合反応に供してもよい。ビス(o−アミノフェノール)化合物は、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。
上記[2]の方法で使用する特定ジアミンについては、ポリアミック酸の合成に使用する特定ジアミンの説明を適用することができる。
Examples of the bis (o-aminophenol) compound used in the above methods [1] and [2] include 2,4-diamino-1,5-benzenediol and 2,5-diamino-1,4-benzenediol. 2,5-diamino-3-fluoro-1,4-benzenediol, 2,6-diamino-1,5-dihydroxynaphthalene, 3,3′-diamino-4,4′-dihydroxybiphenyl, 4,4 ′ -Diamino-3,3'-dihydroxybiphenyl, 4,4'-diamino-3,3'-dihydroxy-6,6'-ditrifluoromethylbiphenyl, bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) methane, bis ( 4-amino-3-hydroxyphenyl) ether, bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) ketone and the like. The bis (o-aminophenol) compound may be subjected to a polymerization reaction as it is. However, in order to further improve the reactivity and reaction selectivity, it is polymerized after being activated using a silylating agent such as trimethylsilyl chloride. You may use for reaction. A bis (o-aminophenol) compound can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
About the specific diamine used by the method of said [2], description of the specific diamine used for the synthesis | combination of a polyamic acid is applicable.

上記[1]及び[2]の重合反応は、有機溶媒中、必要に応じて縮合剤の存在下で行うことが好ましい。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。縮合剤としては、例えばジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)、1−(3−ジメチルアミノプロピル)−3−エチルカルボジイミド、(2,3−ジヒドロ−2−チオキソ−3−ベンズオキサゾリル)ホスホン酸ジフェニル、オキシ塩化リン等が挙げられる。   The polymerization reactions [1] and [2] are preferably performed in an organic solvent in the presence of a condensing agent as necessary. As an organic solvent, the organic solvent illustrated as what is used for the synthesis | combination of a polyamic acid can be mentioned. Examples of the condensing agent include dicyclohexylcarbodiimide (DCC), 1- (3-dimethylaminopropyl) -3-ethylcarbodiimide, (2,3-dihydro-2-thioxo-3-benzoxazolyl) phosphonic acid diphenyl, oxy Examples thereof include phosphorus chloride.

反応に用いるジカルボン酸とビス(o−アミノフェノール)化合物との比率は、ビス(o−アミノフェノール)化合物1モルに対して、ジカルボン酸を0.5〜2モルとすることが好ましく、0.7〜1.5モルとすることがより好ましい。なお、反応に際し、特定ジアミンを使用する場合には、ビス(o−アミノフェノール)化合物と特定ジアミンとの合計が上記比率となるように調製することが好ましい。
特定部分構造を有する化合物(特定ジアミン及び特定カルボン酸の合計)の使用割合は、ポリベンゾオキサゾール前駆体の合成に使用するモノマーの合計量に対して、0.25モル%以上とすることが好ましく、1モル%以上とすることがより好ましい。
The ratio of the dicarboxylic acid and the bis (o-aminophenol) compound used in the reaction is preferably 0.5 to 2 mol of dicarboxylic acid with respect to 1 mol of the bis (o-aminophenol) compound. It is more preferable to set it as 7-1.5 mol. In addition, when using specific diamine in the case of reaction, it is preferable to prepare so that the sum total of a bis (o-aminophenol) compound and specific diamine may become the said ratio.
The proportion of the compound having a specific partial structure (total of specific diamine and specific carboxylic acid) is preferably 0.25 mol% or more based on the total amount of monomers used for the synthesis of the polybenzoxazole precursor. More preferably, it is 1 mol% or more.

重合反応に際しては、分子量の調整や官能基の導入などを目的として末端封止剤を使用してもよい。末端封止剤としては、例えば無水マレイン酸、無水フタル酸、無水イタコン酸などの酸一無水物、アニリン、シクロヘキシルアミン、n−ブチルアミン、4−アミノスチレン、2−アミノヒドロキシベンゼンなどのモノアミン化合物等が挙げられる。
上記重合反応における反応温度は、0〜100℃が好ましく、5〜60℃がより好ましい。反応時間は、0.5〜100時間が好ましく、1〜50時間がより好ましい。
In the polymerization reaction, a terminal blocking agent may be used for the purpose of adjusting the molecular weight or introducing a functional group. Examples of the terminal blocking agent include acid monoanhydrides such as maleic anhydride, phthalic anhydride, and itaconic anhydride, monoamine compounds such as aniline, cyclohexylamine, n-butylamine, 4-aminostyrene, and 2-aminohydroxybenzene. Is mentioned.
0-100 degreeC is preferable and, as for the reaction temperature in the said polymerization reaction, 5-60 degreeC is more preferable. The reaction time is preferably 0.5 to 100 hours, more preferably 1 to 50 hours.

このようにしてポリベンゾオキサゾール前駆体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、反応溶液中に含まれるポリベンゾオキサゾール前駆体を単離したうえで液晶配向剤の調製に供してもよく、又は単離したポリベンゾオキサゾール前駆体を精製したうえで液晶配向剤の調製に供してもよい。ポリベンゾオキサゾール前駆体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。   In this way, a reaction solution containing a polybenzoxazole precursor 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 polybenzoxazole precursor contained in the reaction solution, or the isolated poly You may use for preparation of a liquid crystal aligning agent, after refine | purifying a benzoxazole precursor. Isolation and purification of the polybenzoxazole precursor can be performed according to known methods.

液晶配向剤の調製に使用するポリベンゾオキサゾール前駆体の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、好ましくは1,000〜500,000であり、より好ましくは2,000〜300,000である。   The weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC) of the polybenzoxazole precursor used for preparing the liquid crystal aligning agent is preferably 1,000 to 500,000, more preferably. Is 2,000 to 300,000.

[ポリベンゾオキサゾール]
重合体(A)としてのポリベンゾオキサゾールは、例えば、上記の如くして合成されたポリベンゾオキサゾール前駆体が有する特定部分構造の一部を脱水閉環する方法;ジカルボン酸とビス(o−アミノフェノール)系化合物とを例えば100〜300℃の環境で縮重合反応させる方法、などにより得ることができる。高温環境で縮重合反応させる場合の反応に用いるモノマーや溶媒等の各条件については、上記ポリベンゾオキサゾール前駆体の説明を適用することができる。
[Polybenzoxazole]
The polybenzoxazole as the polymer (A) is, for example, a method in which a part of a specific partial structure of the polybenzoxazole precursor synthesized as described above is dehydrated and cyclized; dicarboxylic acid and bis (o-aminophenol) ) Based compounds can be obtained, for example, by a condensation polymerization reaction in an environment of 100 to 300 ° C. The description of the polybenzoxazole precursor can be applied to each condition such as a monomer and a solvent used for the reaction when the condensation polymerization reaction is performed in a high temperature environment.

上記重合体(A)は加熱により構造変化し、下記スキームA中の式(2)で表される部分構造を有する重合体(A)を生成する。なお、こうした構造変化は、一つの仮説ではあるが、例えばRがアミノ基の保護基である場合には、加熱等の脱保護処理によって保護基が外れることで1級アミノ基が生成し、生成した1級アミノ基がカルボニル基を攻撃することによって熱転位反応が生じたことによるものと推測される。これにより、アミド結合を有する重合体(A)が得られたものと考えられる。
(スキームA中、R、R、n及び「*」は上記式(1)と同義である。)
The polymer (A) undergoes a structural change by heating to produce a polymer (A * ) having a partial structure represented by the formula (2) in the following scheme A. In addition, although such a structural change is one hypothesis, for example, when R 1 is an amino-protecting group, a primary amino group is generated by removing the protecting group by a deprotection treatment such as heating, It is presumed that the generated primary amino group attacked the carbonyl group to cause a thermal rearrangement reaction. Thereby, it is considered that a polymer (A * ) having an amide bond was obtained.
(In Scheme A, R 1 , R 2 , n, and “*” have the same meanings as in the above formula (1).)

<その他の成分>
本発明の液晶配向剤は、重合体成分として上記の如き重合体(A)を含有するが、必要に応じて重合体(A)以外のその他の重合体を含有していてもよい。当該その他の重合体は、上記式(1)で表される部分構造を有さない重合体であればよく、その主骨格については特に限定されない。具体的には、例えばポリアミック酸、ポリイミド、ポリアミック酸エステル、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主骨格とする重合体を挙げることができる。これらの中でも、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、ポリイミド、ポリオルガノシロキサン、ポリベンゾオキサゾール前駆体、及びポリベンゾオキサゾールよりなる群から選ばれる少なくとも一種の重合体であることが好ましい。
その他の重合体を液晶配向剤に配合する場合、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、30重量部以下とすることが好ましく、0.1〜20重量部とすることがより好ましく、0.3〜10重量部とすることが更に好ましい。
<Other ingredients>
Although the liquid crystal aligning agent of this invention contains the above polymers (A) as a polymer component, it may contain other polymers other than a polymer (A) as needed. The other polymer may be a polymer that does not have the partial structure represented by the above formula (1), and the main skeleton is not particularly limited. Specifically, for example, polyamic acid, polyimide, polyamic acid ester, polyorganosiloxane, polyester, polyamide, cellulose derivative, polyacetal, polystyrene derivative, poly (styrene-phenylmaleimide) derivative, poly (meth) acrylate and the like as the main skeleton Can be mentioned. Among these, at least one polymer selected from the group consisting of polyamic acid, polyamic acid ester, polyimide, polyorganosiloxane, polybenzoxazole precursor, and polybenzoxazole is preferable.
When other polymers are blended in the liquid crystal aligning agent, the blending ratio is preferably 30 parts by weight or less with respect to a total of 100 parts by weight of the polymer contained in the liquid crystal aligning agent. It is more preferable to set it as 20 weight part, and it is still more preferable to set it as 0.3-10 weight part.

本発明の液晶配向剤は、その他の成分として、重合体以外の成分を含有していてもよい。かかる成分としては、例えば、分子内に少なくとも一つのエポキシ基を有する化合物、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、官能性シラン化合物、光重合性化合物、金属キレート化合物、硬化促進剤、界面活性剤、酸化防止剤、増感剤、防腐剤、安定化剤、粘度調整剤などを挙げることができる。これらの配合割合は、本発明の効果を損なわない範囲で、各種化合物に応じて適宜選択することができる。   The liquid crystal aligning agent of this invention may contain components other than a polymer as other components. Examples of such components include a compound having at least one epoxy group in the molecule, a compound having at least one oxetanyl group in the molecule, a functional silane compound, a photopolymerizable compound, a metal chelate compound, a curing accelerator, an interface Activators, antioxidants, sensitizers, preservatives, stabilizers, viscosity modifiers and the like can be mentioned. These blending proportions can be appropriately selected according to various compounds within a range not impairing the effects of the present invention.

<溶剤>
本発明における液晶配向剤は、重合体(A)及び必要に応じて使用されるその他の成分が、好ましくは適当な溶媒中に分散又は溶解してなる液状の組成物として調製される。
<Solvent>
The liquid crystal aligning agent in the present invention is prepared as a liquid composition in which the polymer (A) and other components used as necessary are preferably dispersed or dissolved in an appropriate solvent.

使用する有機溶媒としては、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、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。   Examples of the organic solvent to be used 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 Recall diethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diisobutyl ketone, isoamyl propionate, isoamyl isobutyrate, diisopentyl ether, ethylene carbonate, propylene carbonate, etc. be able to. These can be used alone or in admixture of two or more.

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、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。このとき、固形分濃度が1重量%未満である場合には、塗膜の膜厚が過小となって良好な液晶配向膜が得にくくなる。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が得にくく、また、液晶配向剤の粘性が増大して塗布性が低下する傾向にある。   The solid content concentration in the liquid crystal aligning agent (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, etc. It is in the range of 1 to 10% by weight. That is, the liquid crystal aligning agent is applied to the substrate surface as will be 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. At this time, when the solid content concentration is less than 1% by weight, the film thickness of the coating film becomes too small, and it becomes difficult to obtain a good liquid crystal alignment film. On the other hand, when the solid content concentration exceeds 10% by weight, it is difficult to obtain a good liquid crystal alignment film because the film thickness is excessive, and the viscosity of the liquid crystal aligning agent increases and the applicability decreases. There is a tendency.

特に好ましい固形分濃度の範囲は、液晶配向剤の用途や、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。例えば液晶表示素子用の液晶配向剤について、スピンナー法により基板に塗布する場合には、固形分濃度(液晶配向剤中の溶媒以外の全成分の合計重量が液晶配向剤の全重量に占める割合)が1.5〜4.5重量%の範囲であることが特に好ましい。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。液晶配向剤を調製する際の温度は、好ましくは10〜50℃であり、より好ましくは20〜30℃である。また、位相差フィルム用の液晶配向剤については、液晶配向剤の塗布性及び形成される塗膜の膜厚を適度にする観点から、液晶配向剤の固形分濃度が0.2〜10重量%の範囲であることが好ましく、3〜10重量%の範囲であることがより好ましい。   The particularly preferable solid content concentration range varies depending on the use of the liquid crystal aligning agent and the method used when the liquid crystal aligning agent is applied to the substrate. For example, when a liquid crystal aligning agent for a liquid crystal display element is applied to a substrate by a spinner method, the solid content concentration (the ratio of the total weight of all components other than the solvent in the liquid crystal aligning agent to the total weight of the liquid crystal aligning agent) 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 when preparing the liquid crystal aligning agent is preferably 10 to 50 ° C, more preferably 20 to 30 ° C. Moreover, about the liquid crystal aligning agent for retardation films, the solid content density | concentration of a liquid crystal aligning agent is 0.2 to 10 weight% from a viewpoint which makes the applicability | paintability of a liquid crystal aligning agent, and the film thickness of the coating film formed moderate. It is preferable that it is the range of 3-10 weight%.

<液晶表示素子及び位相差フィルム>
上記に説明した液晶配向剤を用いることにより液晶配向膜を製造することができる。また、上記液晶配向剤を用いて形成された液晶配向膜は、液晶表示素子用の液晶配向膜及び位相差フィルム用の液晶配向膜に適用することができる。以下に、液晶表示素子及び位相差フィルムについて説明する。
<Liquid crystal display element and retardation film>
A liquid crystal alignment film can be manufactured by using the liquid crystal aligning agent described above. Moreover, the liquid crystal aligning film formed using the said liquid crystal aligning agent can be applied to the liquid crystal aligning film for liquid crystal display elements, and the liquid crystal aligning film for retardation films. Below, a liquid crystal display element and retardation film are demonstrated.

[液晶表示素子]
本発明の液晶表示素子は、上記液晶配向剤を用いて形成された液晶配向膜を具備する。液晶表示素子の動作モードは特に限定せず、例えばTN型、STN型、VA型(VA−MVA型、VA−PVA型などを含む。)、IPS型、FFS型、OCB型など種々の動作モードに適用することができる。
[Liquid crystal display element]
The liquid crystal display element of this invention comprises the liquid crystal aligning film formed using the said liquid crystal aligning agent. The operation mode of the liquid crystal display element is not particularly limited. For example, various operation modes such as a TN type, STN type, VA type (including VA-MVA type, VA-PVA type, etc.), IPS type, FFS type, OCB type, etc. Can be applied to.

液晶表示素子は、例えば以下の工程(1−1)〜工程(1−3)を含む方法により製造することができる。工程(1−1)は、所望の動作モードによって使用基板が異なる。工程(1−2)及び工程(1−3)は各動作モード共通である。   A liquid crystal display element can be manufactured by the method of including the following processes (1-1)-processes (1-3), for example. In the step (1-1), a substrate to be used is different depending on a desired operation mode. Step (1-2) and step (1-3) are common to each operation mode.

[工程(1−1):塗膜の形成]
先ず、基板上に液晶配向剤を塗布し、基板上に塗膜を形成する。
(1−1A)例えばTN型、STN型又はVA型の液晶表示素子を製造する場合、まず、パターニングされた透明導電膜が設けられている基板二枚を一対として、その各透明性導電膜形成面上に液晶配向剤を、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。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、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 (1-1): Formation of coating film]
First, a liquid crystal aligning agent is apply | coated on a board | substrate and a coating film is formed on a board | substrate.
(1-1A) When manufacturing a TN-type, STN-type, or VA-type liquid crystal display element, for example, first, a pair of two substrates provided with patterned transparent conductive films is formed, and each transparent conductive film is formed. A liquid crystal aligning agent is preferably applied onto the surface by an offset printing method, a spin coating method, a roll coater method or an ink jet printing method. 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, after forming a transparent conductive film without a pattern, a method of forming a pattern by photo-etching; a method of using a mask having a desired pattern when forming a transparent conductive film; And so on. 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.

液晶配向剤を塗布して塗膜を形成した後、塗布した液晶配向剤の液垂れ防止などの目的で、好ましくは予備加熱(プレベーク)が実施される。プレベーク温度は、好ましくは30〜200℃であり、より好ましくは40〜150℃であり、特に好ましくは40〜100℃である。プレベーク時間は、好ましくは0.25〜10分であり、より好ましくは0.5〜5分である。その後、溶剤を完全に除去し、必要に応じて重合体に存在するアミック酸構造を熱イミド化することを目的として焼成(ポストベーク)工程が実施される。このときの焼成温度(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 applying the liquid crystal aligning agent to form a coating film, preheating (pre-baking) is preferably performed for the purpose of preventing dripping of the applied liquid crystal 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, and more preferably 0.5 to 5 minutes. Then, a baking (post-baking) process is implemented for the purpose of removing a solvent completely and heat imidating the amic acid structure which exists in a polymer as needed. 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. The thickness of the film thus formed is preferably 0.001 to 1 μm, more preferably 0.005 to 0.5 μm.

(1−1B)IPS型又はFFS型の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液晶配向剤をそれぞれ塗布して塗膜を形成する。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(1−1A)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。   (1-1B) 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. A liquid crystal aligning agent is applied to one surface of the counter substrate that is not formed to form a coating film. 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 (1-1A). As the metal film, for example, a film made of a metal such as chromium can be used.

上記(1−1A)及び(1−1B)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液晶配向膜又は液晶配向膜となる有機薄膜が形成される。このとき、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の少なくともいずれかが液晶配向剤に配合されている場合には、塗膜形成後に更に加熱することによって、液晶配向剤に配合さ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の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。基板上に液晶配向剤を塗布した後、加熱処理を行うことにより、重合体(A)を含有する液晶配向膜又は液晶配向膜となる有機薄膜が得られる。 In both cases (1-1A) and (1-1B), after applying a liquid crystal aligning agent on the substrate, the organic solvent is removed to form a liquid crystal alignment film or an organic thin film that becomes a liquid crystal alignment film. The At this time, when at least one of polyamic acid, polyamic acid ester and polyimide is blended in the liquid crystal aligning agent, the polyamic acid and polyamic acid blended in the liquid crystal aligning agent are further heated after the coating film is formed. It is good also as a coating film made more imidized by advancing the dehydration ring-closing reaction of ester and polyimide. A liquid crystal alignment film containing the polymer (A * ) or an organic thin film that becomes a liquid crystal alignment film is obtained by applying a liquid crystal aligning agent on the substrate and then performing a heat treatment.

[工程(1−2):配向能付与処理]
TN型、STN型、IPS型又はFFS型の液晶表示素子を製造する場合、上記工程(1−1)で形成した塗膜に液晶配向能を付与する処理を実施する。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。配向能付与処理としては、塗膜を例えばナイロン、レーヨン、コットンなどの繊維からなる布を巻き付けたロールで一定方向に擦るラビング処理、塗膜に対して偏光又は非偏光の放射線を照射する光配向処理などが挙げられる。一方、VA型液晶表示素子を製造する場合には、上記工程(1−1)で形成した塗膜をそのまま液晶配向膜として使用することができるが、該塗膜に対し配向能付与処理を施してもよい。本発明の液晶配向剤は、重合体成分の少なくとも一部が上記式(1)で表される部分構造を有することから、塗膜に液晶配向能を付与する際に光配向法を利用でき、光配向法のメリットを得ることができる点で好適である。
[Step (1-2): Orientation ability imparting treatment]
When manufacturing a TN type, STN type, IPS type, or FFS type liquid crystal display element, the process which provides liquid crystal aligning ability to the coating film formed at the said process (1-1) is implemented. Thereby, the orientation ability of a liquid crystal molecule is provided to a coating film, and it becomes a liquid crystal aligning film. Examples of the orientation-imparting treatment include rubbing treatment in which the coating film is rubbed in a fixed direction with a roll wound with a cloth made of fibers such as nylon, rayon, and cotton, and photo-alignment in which the coating film is irradiated with polarized or non-polarized radiation. Processing. On the other hand, when manufacturing a VA type liquid crystal display element, the coating film formed in the above step (1-1) can be used as it is as a liquid crystal alignment film. May be. Since the liquid crystal aligning agent of the present invention has a partial structure represented by the above formula (1), at least a part of the polymer component can use a photo-alignment method when imparting liquid crystal aligning ability to the coating film, This is preferable in that the merit of the photo-alignment method can be obtained.

光配向処理における光照射は、[1]ポストベーク工程後の塗膜に対して照射する方法、[2]プレベーク工程後であってポストベーク工程前の塗膜に対して照射する方法、[3]プレベーク工程及びポストベーク工程の少なくともいずれかにおいて塗膜の加熱中に塗膜に対して照射する方法、などにより行うことができる。これらのうち、得られる液晶表示素子の信頼性を十分に確保できる点で、[2]の方法によることが好ましい。   The light irradiation in the photo-alignment treatment is [1] a method of irradiating the coating film after the post-baking process, [2] a method of irradiating the coating film after the pre-baking process and before the post-baking process, [3 ] It can carry out by the method of irradiating with respect to a coating film during the heating of a coating film in at least any one of a prebaking process and a post-baking process. Of these, the method [2] is preferable in that the reliability of the obtained liquid crystal display element can be sufficiently secured.

光配向処理において、塗膜に照射する放射線としては、例えば150〜800nmの波長の光を含む紫外線及び可視光線を用いることができる。放射線が偏光である場合、直線偏光であっても部分偏光であってもよい。また、用いる放射線が直線偏光又は部分偏光である場合には、照射は基板面に垂直の方向から行ってもよく、斜め方向から行ってもよく、又はこれらを組み合わせて行ってもよい。非偏光の放射線を照射する場合には、照射の方向は斜め方向とする。
使用する光源としては、例えば低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、重水素ランプ、メタルハライドランプ、アルゴン共鳴ランプ、キセノンランプ、エキシマレーザーなどを使用することができる。好ましい波長領域の紫外線は、光源を、例えばフィルター、回折格子などと併用する手段などにより得ることができる。放射線の照射量は、好ましくは100〜50,000J/mであり、より好ましくは300〜20,000J/mである。また、塗膜に対する光照射は、反応性を高めるために塗膜を加温しながら行ってもよい。加温の際の温度は、通常30〜250℃であり、好ましくは40〜200℃であり、より好ましくは50〜150℃である。
In the photo-alignment treatment, ultraviolet rays and visible rays including light having a wavelength of 150 to 800 nm can be used as the radiation applied to the coating film, for example. When the radiation is polarized light, it may be linearly polarized light or partially polarized light. When the radiation used is linearly polarized light or partially polarized light, irradiation may be performed from a direction perpendicular to the substrate surface, an oblique direction, or a combination thereof. When non-polarized radiation is irradiated, the irradiation direction is an oblique direction.
As a light source to be used, for example, a low-pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, a deuterium lamp, a metal halide lamp, an argon resonance lamp, a xenon lamp, an excimer laser, or the like can be used. Ultraviolet rays in a preferable wavelength region can be obtained by means of using a light source in combination with, for example, a filter or a diffraction grating. The radiation dose is preferably 100 to 50,000 J / m 2 , more preferably 300 to 20,000 J / m 2 . Moreover, you may perform light irradiation with respect to a coating film, heating a coating film, in order to improve the reactivity. The temperature at the time of heating is 30-250 degreeC normally, Preferably it is 40-200 degreeC, More preferably, it is 50-150 degreeC.

なお、ラビング処理後の液晶配向膜に対して更に、液晶配向膜の一部に紫外線を照射することによって液晶配向膜の一部の領域のプレチルト角を変化させる処理や、液晶配向膜表面の一部にレジスト膜を形成した上で先のラビング処理と異なる方向にラビング処理を行った後にレジスト膜を除去する処理を行い、液晶配向膜が領域ごとに異なる液晶配向能を持つようにしてもよい。この場合、得られる液晶表示素子の視界特性を改善することが可能である。VA型の液晶表示素子に好適な液晶配向膜は、PSA(Polymer sustained alignment)型の液晶表示素子にも好適に用いることができる。   In addition, the liquid crystal alignment film after the rubbing treatment is further subjected to 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 or a surface of the liquid crystal alignment film. A resist film is formed on the part, and a rubbing process is performed in a direction different from the previous rubbing process, followed by a process of removing the resist film, so that the liquid crystal alignment film has different liquid crystal alignment capabilities for each region. . In this case, it is possible to improve the visibility characteristics of the obtained liquid crystal display element. A liquid crystal alignment film suitable for a VA liquid crystal display element can also be suitably used for a PSA (Polymer sustained alignment) type liquid crystal display element.

[工程(1−3):液晶セルの構築]
(1−3A)上記のようにして液晶配向膜が形成された基板を2枚準備し、対向配置した2枚の基板間に液晶を配置することにより液晶セルを製造する。液晶セルを製造するには、例えば以下の2つの方法が挙げられる。第一の方法は、従来から知られている方法である。先ず、それぞれの液晶配向膜が対向するように間隙(セルギャップ)を介して2枚の基板を対向配置し、2枚の基板の周辺部をシール剤を用いて貼り合わせ、基板表面及びシール剤により区画されたセルギャップ内に液晶を注入充填した後、注入孔を封止することにより、液晶セルを製造することができる。また、第二の方法は、ODF(One Drop Fill)方式と呼ばれる手法である。液晶配向膜を形成した2枚の基板のうちの一方の基板上の所定の場所に、例えば紫外光硬化性のシール剤を塗布し、更に液晶配向膜面上の所定の数箇所に液晶を滴下した後、液晶配向膜が対向するように他方の基板を貼り合わせるとともに液晶を基板の全面に押し広げ、次いで基板の全面に紫外光を照射してシール剤を硬化することにより、液晶セルを製造することができる。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更に、用いた液晶が等方相をとる温度まで加熱した後、室温まで徐冷することにより、液晶充填時の流動配向を除去することが望ましい。
[Step (1-3): Construction of liquid crystal cell]
(1-3A) Two substrates on which the liquid crystal alignment film is formed as described above are prepared, and a liquid crystal cell is manufactured by 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. The first method is a conventionally known method. First, two substrates are arranged opposite to each other through a gap (cell gap) so that the respective liquid crystal alignment films are opposed to each other, and the peripheral portions of the two substrates are bonded together using a sealant, and the substrate surface and the sealant are bonded. A liquid crystal cell can be manufactured by injecting and filling liquid crystal into the cell gap partitioned by the step, and then sealing the injection hole. The second method is a method called an ODF (One Drop Fill) method. For example, an ultraviolet light curable sealant is applied to a predetermined location on one of the two substrates on which the liquid crystal alignment film is formed, and liquid crystal is dropped to a predetermined location on the liquid crystal alignment film surface. After that, the other substrate is bonded so that the liquid crystal alignment film faces, and the liquid crystal is spread over the entire surface of the substrate, and then the entire surface of the substrate is irradiated with ultraviolet light to cure the sealant, thereby manufacturing a liquid crystal cell. can do. Regardless of which method is used, the liquid crystal cell produced as described above is further heated to a temperature at which the used liquid crystal 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。
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, phenylcyclohexane liquid crystals, ester liquid crystals, terphenyl liquid crystals, biphenyls. A cyclohexane liquid crystal, a pyrimidine liquid crystal, a dioxane liquid crystal, a bicyclooctane liquid crystal, a cubane liquid crystal, or 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.

(1−3B)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(1−3A)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1,000〜200,000J/mであり、より好ましくは1,000〜100,000J/mである。 (1-3B) When manufacturing a PSA type liquid crystal display element, a liquid crystal cell is constructed in the same manner as in the above (1-3A) except that a photopolymerizable compound is injected or dropped together with 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 1,000~200,000J / m 2, more preferably from 1,000~100,000J / m 2.

(1−3C)光重合性基を有する化合物(重合体又は添加剤)を含む液晶配向剤を用いて基板上に塗膜を形成した場合、上記(1−3A)と同様にして液晶セルを構築し、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工程を経ることにより液晶表示素子を製造する方法を採用してもよい。印加する電圧は、例えば0.1〜30Vの直流又は交流とすることができる。照射する光の条件については、上記(1−3B)の説明を適用することができる。   (1-3C) When a coating film is formed on a substrate using a liquid crystal aligning agent containing a compound (polymer or additive) having a photopolymerizable group, a liquid crystal cell is formed in the same manner as (1-3A) above. Then, a method of manufacturing a liquid crystal display element may be adopted by performing a step of irradiating light to the liquid crystal cell in a state where a voltage is applied between the conductive films of the pair of substrates. The applied voltage can be, for example, 0.1 to 30 V direct current or alternating current. The description of (1-3B) above can be applied to the conditions of light to be irradiated.

そして、液晶セルの外側表面に偏光板を貼り合わせることにより液晶表示素子を得ることができる。液晶セルの外表面に貼り合わされる偏光板としては、ポリビニルアルコールを延伸配向させながらヨウ素を吸収させた「H膜」と称される偏光フィルムを酢酸セルロース保護膜で挟んだ偏光板又はH膜そのものからなる偏光板を挙げることができる。   And a liquid crystal display element can be obtained by sticking 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.

[位相差フィルム]
次に、液晶配向剤を用いて位相差フィルムを製造する方法について説明する。位相差フィルムの製造に際しては、工程中にほこりや静電気が発生するのを抑えつつ均一な液晶配向膜を形成することが可能である点、放射線の照射時に適当なフォトマスクを使用することによって基板上に液晶配向方向が異なる複数の領域を任意に形成できる点において光配向法を利用することが好ましい。具体的には、以下の工程(2−1)〜工程(2−3)を経ることによって製造することができる。
[Phase difference film]
Next, a method for producing a retardation film using a liquid crystal aligning agent will be described. In the production of the retardation film, it is possible to form a uniform liquid crystal alignment film while suppressing the generation of dust and static electricity during the process, and by using a suitable photomask during radiation irradiation, the substrate It is preferable to use a photo-alignment method in that a plurality of regions having different liquid crystal alignment directions can be formed arbitrarily. Specifically, it can be produced through the following steps (2-1) to (2-3).

[工程(2−1):液晶配向剤による塗膜の形成]
先ず、液晶配向剤を基板上に塗布して塗膜を形成する。ここで使用される基板としては、トリアセチルセルロース(TAC)、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、ポリアミド、ポリイミド、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネートなどの合成樹脂からなる透明基板を好適に例示することができる。これらのうち、TACは、液晶表示素子における偏光フィルムの保護層として一般的に使用されている。また、ポリメチルメタクリレートは、溶媒の吸湿性が低い点、光学特性が良好である点及び低コストである点において位相差フィルム用の基板として好ましく使用することができる。なお、液晶配向剤の塗布に使用する基板に対しては、基板表面と塗膜との密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従来公知の前処理が実施されていてもよい。
[Step (2-1): Formation of coating film by liquid crystal aligning agent]
First, a liquid crystal aligning agent is apply | coated on a board | substrate and a coating film is formed. As a substrate used here, a transparent substrate made of a synthetic resin such as triacetyl cellulose (TAC), polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethersulfone, polyamide, polyimide, polymethyl methacrylate, polycarbonate, etc. is preferably exemplified. Can do. Of these, TAC is generally used as a protective layer for a polarizing film in a liquid crystal display device. In addition, polymethyl methacrylate can be preferably used as a substrate for a retardation film in that the hygroscopicity of the solvent is low, the optical properties are good, and the cost is low. In addition, for the substrate used for the application of the liquid crystal aligning agent, in order to further improve the adhesion between the substrate surface and the coating film, a conventionally known pretreatment is performed on the surface of the substrate surface on which the coating film is formed. May be implemented.

位相差フィルムは、多くの場合、偏光フィルムと組み合わせて使用される。このとき、所期する光学特性を発揮できるように、偏光フィルムの偏光軸に対する角度を特定の方向に精密に制御して位相差フィルムを貼り合わせる必要がある。従って、ここで、所定角度の方向に液晶配向能を有する液晶配向膜を、TACフィルムやポリメチルメタクリレートなどの基板上に形成することにより、位相差フィルムを偏光フィルム上にその角度を制御しつつ貼り合わせる工程を省略することができる。またこれにより、液晶表示素子の生産性の向上に寄与することができる。所定角度の方向に液晶配向能を有する液晶配向膜を形成するには、液晶配向剤を用いて光配向法によって行うことが好ましい。   In many cases, the retardation film is used in combination with a polarizing film. At this time, it is necessary to attach the retardation film by precisely controlling the angle with respect to the polarization axis of the polarizing film in a specific direction so that the desired optical characteristics can be exhibited. Accordingly, by forming a liquid crystal alignment film having a liquid crystal alignment ability in a predetermined angle direction on a substrate such as a TAC film or polymethyl methacrylate, the angle of the retardation film is controlled on the polarizing film. The step of bonding can be omitted. Thereby, it can contribute to the improvement of productivity of a liquid crystal display element. In order to form a liquid crystal alignment film having a liquid crystal alignment ability in a predetermined angle direction, it is preferable to carry out by a photo-alignment method using a liquid crystal alignment agent.

基板上への液晶配向剤の塗布は、適宜の塗布方法によることができ、例えばロールコーター法、スピンナー法、印刷法、インクジェット法、バーコーター法、エクストリューションダイ法、ダイレクトグラビアコーター法、チャンバードクターコーター法、オフセットグラビアコーター法、一本ロールキスコーター法、小径のグラビアロールを使ったリバースキスコーター法、3本リバースロールコーター法、4本リバースロールコーター法、スロットダイ法、エアードクターコーター法、正回転ロールコーター法、ブレードコーター法、ナイフコーター法、含浸コーター法、MBコーター法、MBリバースコーター法などを採用することができる。
塗布後、塗布面を加熱(ベーク)して塗膜を形成する。この時の加熱温度は、40〜150℃とすることが好ましく、80〜140℃とすることがより好ましい。加熱時間は、0.1〜15分とすることが好ましく、1〜10分とすることがより好ましい。基板上に形成される塗膜の膜厚は、好ましくは1〜1,000nmであり、より好ましくは5nm〜500nmである。
The liquid crystal aligning agent can be applied onto the substrate by an appropriate application method such as a roll coater method, a spinner method, a printing method, an ink jet method, a bar coater method, an extrusion die method, a direct gravure coater method, a chamber. Doctor coater method, offset gravure coater method, single roll kiss coater method, reverse kiss coater method using small diameter gravure roll, 3 reverse roll coater method, 4 reverse roll coater method, slot die method, air doctor coater method A positive rotation roll coater method, a blade coater method, a knife coater method, an impregnation coater method, an MB coater method, an MB reverse coater method, and the like can be employed.
After coating, the coated surface is heated (baked) to form a coating film. The heating temperature at this time is preferably 40 to 150 ° C, more preferably 80 to 140 ° C. The heating time is preferably 0.1 to 15 minutes, and more preferably 1 to 10 minutes. The film thickness of the coating film formed on the substrate is preferably 1 to 1,000 nm, more preferably 5 nm to 500 nm.

[工程(2−2):光照射工程]
次いで、上記のようにして基板上に形成された塗膜に対して光を照射することにより、塗膜に液晶配向能を付与して液晶配向膜とする。照射する光の種類、波長、照射方向、光源については上記工程(1−2)の光配向処理の説明を適用することができる。光の照射量は、0.1〜1,000mJ/cmとすることが好ましく、1〜500mJ/cmとすることがより好ましく、2〜200mJ/cmとすることが更に好ましい。
[Step (2-2): Light irradiation step]
Next, the coating film formed on the substrate as described above is irradiated with light, thereby imparting liquid crystal alignment ability to the liquid crystal alignment film. The description of the photo-alignment process in the step (1-2) can be applied to the type, wavelength, irradiation direction, and light source of the light to be irradiated. The dose of light is preferably in a 0.1~1,000mJ / cm 2, more preferably to 1 to 500 mJ / cm 2, and more preferably be 2~200mJ / cm 2.

[工程(2−3):液晶層の形成]
次いで、上記のようにして光照射した後の塗膜上に重合性液晶を塗布して硬化させる。これにより、重合性液晶を含む塗膜(液晶層)を形成する。ここで使用される重合性液晶は、加熱及び光照射のうちの少なくとも1種の処理によって重合する液晶化合物又は液晶組成物である。このような重合性液晶としては、従来公知のものを使用することができ、具体的には、例えば非特許文献1(「UVキュアラブル液晶とその応用」、液晶、第3巻第1号(1999年)、pp34〜42)に記載されているネマチック液晶を挙げることができる。また、コレステリック液晶;ディスコティック液晶;カイラル剤を添加されたツイストネマティック配向型液晶などであってもよい。重合性液晶は、複数の液晶化合物の混合物であってもよい。重合性液晶は、さらに、公知の重合開始剤、適当な溶媒などを含有する組成物であってもよい。
形成された液晶配向膜上に上記のような重合性液晶を塗布するには、例えばバーコーター法、ロールコーター法、スピンナー法、印刷法、インクジェット法などの適宜の塗布方法を採用することができる。
[Step (2-3): Formation of Liquid Crystal Layer]
Next, a polymerizable liquid crystal is applied and cured on the coating film after the light irradiation as described above. Thereby, the coating film (liquid crystal layer) containing a polymerizable liquid crystal is formed. The polymerizable liquid crystal used here is a liquid crystal compound or a liquid crystal composition that is polymerized by at least one treatment of heating and light irradiation. As such a polymerizable liquid crystal, a conventionally known liquid crystal can be used. Specifically, for example, Non-Patent Document 1 ("UV curable liquid crystal and its application", Liquid Crystal, Vol. 3, No. 1 (1999). Year), pp 34-42). Further, cholesteric liquid crystal; discotic liquid crystal; twisted nematic alignment type liquid crystal to which a chiral agent is added may be used. The polymerizable liquid crystal may be a mixture of a plurality of liquid crystal compounds. The polymerizable liquid crystal may further be a composition containing a known polymerization initiator, an appropriate solvent, and the like.
In order to apply the polymerizable liquid crystal as described above on the formed liquid crystal alignment film, for example, an appropriate application method such as a bar coater method, a roll coater method, a spinner method, a printing method, or an ink jet method can be employed. .

次いで、上記のように形成された重合性液晶の塗膜に対して、加熱及び光照射から選択される1種以上の処理を施すことにより、該塗膜を硬化して液晶層を形成する。これらの処理を重畳的に行うことが、良好な配向が得られることから好ましい。
塗膜の加熱温度は、使用する重合性液晶の種類によって適宜に選択される。例えばメルク社製のRMS03−013Cを使用する場合、40〜80℃の範囲の温度で加熱することが好ましい。加熱時間は、好ましくは0.5〜5分である。
照射光としては、200〜500nmの範囲の波長を有する非偏光の紫外線を好ましく使用することができる。光の照射量としては、50〜10,000mJ/cmとすることが好ましく、100〜5,000mJ/cmとすることがより好ましい。
形成される液晶層の厚さとしては、所望の光学特性によって適宜に設定される。例えば波長540nmの可視光における1/2波長板を製造する場合は、形成した位相差フィルムの位相差が240〜300nmとなるような厚さが選択され、1/4波長板であれば、位相差が120〜150nmとなるような厚さが選択される。目的の位相差が得られる液晶層の厚さは、使用する重合性液晶の光学特性によって異なる。例えばメルク製のRMS03−013Cを使用する場合、1/4波長板を製造するための厚さは、0.6〜1.5μmの範囲である。
Next, the coating film of the polymerizable liquid crystal formed as described above is subjected to at least one treatment selected from heating and light irradiation to cure the coating film to form a liquid crystal layer. It is preferable to perform these treatments in a superimposed manner because good alignment can be obtained.
The heating temperature of the coating film is appropriately selected depending on the type of polymerizable liquid crystal used. For example, when using RMS03-013C manufactured by Merck, it is preferable to heat at a temperature in the range of 40 to 80 ° C. The heating time is preferably 0.5 to 5 minutes.
As irradiation light, non-polarized ultraviolet rays having a wavelength in the range of 200 to 500 nm can be preferably used. The irradiation dose of light, preferably in the 50~10,000mJ / cm 2, and more preferably a 100~5,000mJ / cm 2.
The thickness of the liquid crystal layer to be formed is appropriately set depending on desired optical characteristics. For example, when manufacturing a half-wave plate for visible light having a wavelength of 540 nm, a thickness is selected such that the retardation of the formed retardation film is 240 to 300 nm. The thickness is selected such that the phase difference is 120 to 150 nm. The thickness of the liquid crystal layer from which the desired retardation is obtained varies depending on the optical characteristics of the polymerizable liquid crystal used. For example, when RMS03-013C manufactured by Merck is used, the thickness for manufacturing a quarter-wave plate is in the range of 0.6 to 1.5 μm.

上記のようにして得られた位相差フィルムは、液晶表示素子の位相差フィルムとして好ましく適用することができる。本発明の液晶配向剤を用いて製造された位相差フィルムが適用される液晶表示素子は、その動作モードに制限はなく、例えばTN型、STN型、IPS型、FFS型、VA型などの公知の各種モードに適用することができる。上記位相差フィルムは、液晶表示素子の視認側に配置された偏光板の外側面に対し、位相差フィルムにおける基板側の面が貼付されて用いられる。従って、位相差フィルムの基板をTAC製又はアクリル基材とし、該位相差フィルムの基板を偏光フィルムの保護膜としても機能させる態様とすることが好ましい。   The retardation film obtained as described above can be preferably applied as a retardation film of a liquid crystal display element. The liquid crystal display element to which the retardation film manufactured using the liquid crystal aligning agent of the present invention is applied is not limited in its operation mode. For example, TN type, STN type, IPS type, FFS type, VA type and the like are known. It can be applied to various modes. The retardation film is used by attaching the substrate-side surface of the retardation film to the outer surface of the polarizing plate disposed on the viewing side of the liquid crystal display element. Therefore, it is preferable that the retardation film substrate is made of TAC or an acrylic base, and the retardation film substrate also functions as a protective film for the polarizing film.

ここで、位相差フィルムを工業的規模で生産する方法としてロール・トゥー・ロール方式がある。この方法は、長尺状の基材フィルムの巻回体からフィルムを巻き出し、その巻き出したフィルム上に液晶配向膜を形成する処理、液晶配向膜上に重合性液晶を塗布して硬化する処理、及び必要に応じて保護フィルムを積層する処理までを連続した工程で行い、それら工程を経た後のフィルムを巻回体として回収する方法である。本発明における液晶配向剤を用いて形成した位相差フィルムは、基板に対する密着性が良好であり、これを巻回体として保管等した場合にも液晶配向膜と基板とが剥離しにくい。よって、ロール・トゥー・ロール方式によって位相差フィルムを製造する際における製品歩留まりの低下を抑制でき、生産性の観点からも好ましい。   Here, there is a roll-to-roll method as a method for producing a retardation film on an industrial scale. In this method, a film is unwound from a wound body of a long base film, a liquid crystal alignment film is formed on the unwound film, and a polymerizable liquid crystal is applied and cured on the liquid crystal alignment film. It is the method of performing the process and the process which laminates | stacks a protective film as needed in the continuous process, and collect | recovering the film after passing through these processes as a wound body. The retardation film formed using the liquid crystal aligning agent in the present invention has good adhesion to the substrate, and the liquid crystal alignment film and the substrate are hardly peeled even when stored as a wound body. Therefore, it is possible to suppress a decrease in product yield when producing a retardation film by a roll-to-roll method, which is preferable from the viewpoint of productivity.

本発明の液晶表示素子は、種々の装置に有効に適用することができ、例えば、時計、携帯型ゲーム、ワープロ、ノート型パソコン、カーナビゲーションシステム、カムコーダー、PDA、デジタルカメラ、携帯電話、スマートフォン、各種モニター、液晶テレビ、インフォメーションディスプレイなどの各種表示装置に用いることができる。   The liquid crystal display element of the present invention can be effectively applied to various devices, such as watches, portable games, word processors, notebook computers, car navigation systems, camcorders, PDAs, digital cameras, mobile phones, smartphones, The present invention can be used for various display devices such as various monitors, liquid crystal televisions, and information displays.

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.

以下の例において、重合体の重量平均分子量Mw、イミド化率、エポキシ当量並びに重合体溶液の溶液粘度は以下の方法により測定した。なお、以下では、式Xで表される化合物を単に「化合物X」と記すことがある。
[重合体の重量平均分子量Mw]
Mwは、以下の条件におけるGPC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
[重合体のイミド化率]
ポリイミドを含有する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(EX−1)を用いてイミド化率を求めた。
イミド化率(%)=(1−A/A×α)×100 …(EX−1)
(数式(EX−1)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。)
[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。
[重合体溶液の溶液粘度]
重合体溶液の溶液粘度(mPa・s)は、E型回転粘度計を用いて25℃で測定した。
In the following examples, the polymer weight average molecular weight Mw, imidization rate, epoxy equivalent, and solution viscosity of the polymer solution were measured by the following methods. Hereinafter, the compound represented by Formula X may be simply referred to as “Compound X”.
[Weight average molecular weight Mw of polymer]
Mw is a polystyrene equivalent value measured by GPC under the following conditions.
Column: Tosoh Co., Ltd., TSKgelGRCXLII
Solvent: Tetrahydrofuran Temperature: 40 ° C
Pressure: 68 kgf / cm 2
[Imidation rate of polymer]
A solution containing polyimide is poured into pure water, and the resulting precipitate is sufficiently dried at room temperature under reduced pressure, then dissolved in deuterated dimethyl sulfoxide, and 1 H-NMR is measured at room temperature using tetramethylsilane as a reference substance. did. From the obtained 1 H-NMR spectrum, the imidation ratio was determined using the following formula (EX-1).
Imidation ratio (%) = (1-A 1 / A 2 × α) × 100 (EX-1)
(In Formula (EX-1), A 1 is a peak area derived from protons of NH groups appearing near a chemical shift of 10 ppm, A 2 is a peak area derived from other protons, and α is a precursor of a polymer ( It is the number ratio of other protons to one NH group proton in the polyamic acid).
[Epoxy equivalent]
The epoxy equivalent was measured by the hydrochloric acid-methyl ethyl ketone method described in JIS C 2105.
[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.

<化合物の合成>
[合成例1−1;化合物(X−1)の合成]
下記スキーム1にしたがって化合物(X−1)を合成した。
<Synthesis of compounds>
[Synthesis Example 1-1; Synthesis of Compound (X-1)]
Compound (X-1) was synthesized according to the following scheme 1.

[合成例1−2;化合物(X−2)の合成]
下記スキーム2にしたがって化合物(X−2)を合成した。
[Synthesis Example 1-2; Synthesis of Compound (X-2)]
Compound (X-2) was synthesized according to the following scheme 2.

[合成例1−3;化合物(Model−1)の合成]
下記スキーム3にしたがって化合物(Model−1)を合成した。
[Synthesis Example 1-3; Synthesis of Compound (Model-1)]
A compound (Model-1) was synthesized according to the following scheme 3.

[合成例1−4;化合物(Model−2)の合成]
下記スキーム4にしたがって化合物(Model−2)を合成した。
[Synthesis Example 1-4; Synthesis of Compound (Model-2)]
A compound (Model-2) was synthesized according to the following scheme 4.

<重合体の合成>
[合成例2−1;重合体(PA−1)の合成]
テトラカルボン酸二無水物として1,3−プロピレングリコールビス(アンヒドロトリメリテート)12.16g(合成に使用したジアミン化合物の全体量100モル部に対して93モル部)、及びジアミン化合物として化合物(X−1)を17.33g(同100モル部)をN−メチル−2−ピロリドン(NMP)85g及びγ−ブチロラクトン(GBL)85gの混合溶媒に溶解し、30℃で6時間反応を行った。次いで、反応混合物を大過剰のメタノール中に注ぎ、反応生成物を沈澱させた。回収した沈殿物をメタノールで洗浄した後、減圧下40℃において15時間乾燥することにより、ポリアミック酸(以下、重合体(PA−1)とする。)を28.5g得た。得られた重合体(PA−1)をNMP:GBL=50:50(重量比)の溶媒組成にて15重量%となるように調製し、この溶液の粘度を測定したところ360mPa・sであった。また、この重合体溶液を20℃において3日間静置したところ、ゲル化することはなく、保存安定性は良好であった。
<Synthesis of polymer>
[Synthesis Example 2-1; Synthesis of Polymer (PA-1)]
12.16 g of 1,3-propylene glycol bis (anhydrotrimellitate) as tetracarboxylic dianhydride (93 mol parts with respect to 100 mol parts of the total amount of diamine compounds used in the synthesis), and compound as diamine compound 17.33 g (100 mole parts) of (X-1) was dissolved in a mixed solvent of 85 g of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and 85 g of γ-butyrolactone (GBL) and reacted at 30 ° C. for 6 hours. It was. The reaction mixture was then poured into a large excess of methanol to precipitate the reaction product. The recovered precipitate was washed with methanol and then dried under reduced pressure at 40 ° C. for 15 hours to obtain 28.5 g of polyamic acid (hereinafter referred to as polymer (PA-1)). The obtained polymer (PA-1) was prepared so as to be 15% by weight with a solvent composition of NMP: GBL = 50: 50 (weight ratio), and the viscosity of this solution was measured to be 360 mPa · s. It was. Further, when this polymer solution was allowed to stand at 20 ° C. for 3 days, it did not gel and the storage stability was good.

[合成例2−2〜合成例2−6]
反応に使用するテトラカルボン酸二無水物及びアミン化合物の種類及び量を下記表1の通り変更した以外は合成例2−1と同様にしてポリアミック酸を得た。合成例2−2〜合成例2−6で得た重合体溶液のそれぞれにつき、20℃で3日間静置したところ、いずれもゲル化することはなく、保存安定性は良好であった。
[Synthesis Example 2-2 to Synthesis Example 2-6]
A polyamic acid was obtained in the same manner as in Synthesis Example 2-1, except that the types and amounts of tetracarboxylic dianhydride and amine compound used in the reaction were changed as shown in Table 1 below. When each of the polymer solutions obtained in Synthesis Examples 2-2 to 2-6 was allowed to stand at 20 ° C. for 3 days, none of them was gelled, and the storage stability was good.

表1中の数値は、テトラカルボン酸二無水物については、反応に使用したテトラカルボン酸二無水物の合計量に対する使用割合(モル%)を示し、ジアミン化合物については、反応に使用したジアミンの合計量に対する使用割合(モル%)を示す。表1中のテトラカルボン酸二無水物及びジアミン化合物の略称は以下の通りである。
(テトラカルボン酸二無水物)
AN−1; 1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物
AN−2; ピロメリット酸二無水物
AN−3; 2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物
AN−4; 1,3−プロピレングリコールビス(アンヒドロトリメリテート)
AN−5; 1,4−フェニレンビス(アンヒドロトリメリテート)
AN−6; ビシクロ[3.3.0]オクタン−2,4,6,8−テトラカルボン酸2:4,6:8−二無水物
(ジアミン化合物)
DA−1; 上記式(X−1)で表される化合物
DA−2; 上記式(X−2)で表される化合物
DA−3; ベンゼン−1,4−ジイルビス(4−アミノベンゾエート)
DA−4; 4,4’−[4,4’−プロパン−1,3−ジイルビス(ピペリジン−1,4−ジイル)]ジアニリン
DA−5; ビス[2−(4−アミノフェニル)エチル]ヘキサン二酸
DA−6; 4,4’−ジアミノジフェニルアミン
DA−7; 3,5−ジアミノ安息香酸
DA−8; N−(2,4−ジアミノフェニル)−4−(4−ヘプチルシクロヘキシル)ベンズアミド
DA−9; 4−(テトラデカオキシ)ベンゼン−1,3−ジアミン
DA−10; 3,5−ジアミノ安息香酸コレスタニル
DA−11; 4,4’−ジアミノジフェニルメタン
なお、重合体(PA−4)は特にTN型液晶表示素子に好適であり、重合体(PA−5)は特にVA型液晶表示素子(PSA表示方式を含む)に好適である。
The numerical values in Table 1 indicate the usage ratio (mol%) with respect to the total amount of tetracarboxylic dianhydride used for the reaction for tetracarboxylic dianhydride, and for the diamine compound, The use ratio (mol%) with respect to the total amount is shown. Abbreviations of tetracarboxylic dianhydride and diamine compound in Table 1 are as follows.
(Tetracarboxylic dianhydride)
AN-1; 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride AN-2; pyromellitic dianhydride AN-3; 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic dianhydride AN-4; 1,3-propylene glycol bis (anhydrotrimellitate)
AN-5; 1,4-phenylenebis (anhydrotrimellitate)
AN-6; bicyclo [3.3.0] octane-2,4,6,8-tetracarboxylic acid 2: 4,6: 8-dianhydride (diamine compound)
DA-1; Compound DA-2 represented by Formula (X-1); Compound DA-3 represented by Formula (X-2); Benzene-1,4-diylbis (4-aminobenzoate)
DA-4; 4,4 ′-[4,4′-propane-1,3-diylbis (piperidine-1,4-diyl)] dianiline DA-5; bis [2- (4-aminophenyl) ethyl] hexane Diacid DA-6; 4,4'-diaminodiphenylamine DA-7; 3,5-diaminobenzoic acid DA-8; N- (2,4-diaminophenyl) -4- (4-heptylcyclohexyl) benzamide DA- 9; 4- (Tetradecaoxy) benzene-1,3-diamine DA-10; Cholestanyl 3,5-diaminobenzoate DA-11; 4,4′-diaminodiphenylmethane In addition, the polymer (PA-4) is particularly It is suitable for a TN liquid crystal display element, and the polymer (PA-5) is particularly suitable for a VA liquid crystal display element (including a PSA display system).

[合成例3−1;重合体(PI−1)の合成]
テトラカルボン酸二無水物としてビシクロ[3.3.0]オクタン−2,4,6,8−テトラカルボン酸2:4,6:8−二無水物を20.62g(合成に使用したジアミン化合物の全体量100モル部に対して98モル部)、並びにジアミン化合物として化合物(X−1)を4.86g(同10モル部)、4,4’−[4,4’−プロパン−1,3−ジイルビス(ピペリジン−1,4−ジイル)]ジアニリン3.3g(同10モル部)、ビス[2−(4−アミノフェニル)エチル]ヘキサン二酸16.17g(同50モル部)及び
4,4’−ジアミノジフェニルアミン5.02g(同30モル部)をNMP200gに溶解し、室温で6時間反応を行った。次いで、NMP250gを追加し、ピリジン6.52g及び無水酢酸8.42gを添加して100℃で5時間脱水閉環反応を行った。次いで、反応混合物を大過剰のメタノール中に注ぎ、反応生成物を沈澱させた。回収した沈殿物をメタノールで洗浄した後、減圧下40℃において15時間乾燥することにより、イミド化率約50%のポリイミド(以下、重合体(PI−1)とする。)を得た。得られた重合体(PI−1)をNMPにて15重量%となるように調製した。この溶液の粘度を測定したところ530mPa・sであった。また、得られた重合体溶液につき、20℃で3日間静置したところ、ゲル化することはなく、保存安定性は良好であった。
[Synthesis Example 3-1; Synthesis of Polymer (PI-1)]
20.62 g of bicyclo [3.3.0] octane-2,4,6,8-tetracarboxylic acid 2: 4,6: 8-dianhydride as a tetracarboxylic dianhydride (diamine compound used in the synthesis) 98 mol parts with respect to 100 mol parts in total), and 4.86 g (10 mol parts) of the compound (X-1) as a diamine compound, 4,4 ′-[4,4′-propane-1, 3-diylbis (piperidine-1,4-diyl)] dianiline 3.3 g (10 mol parts), bis [2- (4-aminophenyl) ethyl] hexanedioic acid 16.17 g (50 mol parts) and 4 , 4′-diaminodiphenylamine (5.02 g, 30 mol parts) was dissolved in 200 g of NMP and reacted at room temperature for 6 hours. Next, 250 g of NMP was added, 6.52 g of pyridine and 8.42 g of acetic anhydride were added, and dehydration ring closure reaction was performed at 100 ° C. for 5 hours. The reaction mixture was then poured into a large excess of methanol to precipitate the reaction product. The recovered precipitate was washed with methanol and then dried under reduced pressure at 40 ° C. for 15 hours to obtain a polyimide having an imidation ratio of about 50% (hereinafter referred to as polymer (PI-1)). The obtained polymer (PI-1) was prepared to be 15% by weight with NMP. The viscosity of this solution was measured and found to be 530 mPa · s. Moreover, when the obtained polymer solution was allowed to stand at 20 ° C. for 3 days, it did not gel and the storage stability was good.

[合成例4−1;重合体(p−1)の合成]
特許第4894729号公報に記載の方法を参考に下記の操作を行い、重合体(p−1)を得た。まず、4,6−ジアミノレゾルシノール10mmolを、よく乾燥した攪拌器付密閉反応容器中でNMP40mL中に溶解した後、さらにピリジン44mmolを添加して溶解させた。次に、得られた溶液を攪拌しつつ、リチウムクロライド(LiCl)0.4gを添加した後、1,5−ペンタン二酸クロリド10mmolを粉末のまま2回に分けて加えて溶解させた後、室温で24時間攪拌することにより、ポリベンゾオキサゾール前駆体を含有する溶液を得た。次いで、得られた重合体溶液をNMPで適当に希釈した後、大量の希塩酸水溶液に滴下することにより、ポリベンゾオキサゾール前駆体を再沈殿させた。その後、この沈殿物を水で繰り返し洗浄した後に80℃で24時間真空乾燥することにより、ポリベンゾオキサゾール前駆体である重合体(p−1)の粉末を得た。
[Synthesis Example 4-1; Synthesis of Polymer (p-1)]
The following operation was performed with reference to the method described in Japanese Patent No. 4894729 to obtain a polymer (p-1). First, 10 mmol of 4,6-diaminoresorcinol was dissolved in 40 mL of NMP in a well-dried sealed reaction vessel with a stirrer, and 44 mmol of pyridine was further added and dissolved. Next, while stirring the resulting solution, 0.4 g of lithium chloride (LiCl) was added, and then 10 mmol of 1,5-pentanedioic acid chloride was added and dissolved in two portions as a powder. By stirring at room temperature for 24 hours, a solution containing a polybenzoxazole precursor was obtained. Next, after the obtained polymer solution was appropriately diluted with NMP, the polybenzoxazole precursor was reprecipitated by adding dropwise to a large amount of diluted hydrochloric acid aqueous solution. Thereafter, the precipitate was repeatedly washed with water and then vacuum-dried at 80 ° C. for 24 hours to obtain a polymer (p-1) powder which is a polybenzoxazole precursor.

[合成例4−2;重合体(p−2)の合成]
特許第4429334号公報を参考に下記の操作を行い、重合体(p−2)を得た。まず、(E)−2−(シンナモイルオキシ)テレフタル酸及びジアミノベンゼンジオール二塩酸塩を混合し、300℃の環境で重縮合反応させた。次いで、脱塩酸(−HCl)と脱水(−HO)の処理を行い、ポリベンゾオキサゾール系高分子である重合体(p−2)を得た。
[Synthesis Example 4-2; Synthesis of Polymer (p-2)]
The following operation was performed with reference to Japanese Patent No. 4429334 to obtain a polymer (p-2). First, (E) -2- (cinnamoyloxy) terephthalic acid and diaminobenzenediol dihydrochloride were mixed and subjected to a polycondensation reaction in an environment of 300 ° C. Then, a process of dehydrochlorination (-HCl) and dried (-H 2 O), to give the polybenzoxazole polymer and is a polymer of (p-2).

[合成例5−1;重合体(PSi−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。ここに脱イオン水100gを滴下漏斗から30分かけて滴下した後、還流下で混合しつつ、80℃において6時間反応を行った。反応終了後、有機層を取り出し、これを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、オキシラニル基を有するポリオルガノシロキサンを粘調な透明液体として得た。このオキシラニル基を有する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付近にオキシラニル基に基づくピークが理論強度どおりに得られ、反応中にオキシラニル基の副反応が起こっていないことが確認された。このオキシラニル基を有するポリオルガノシロキサンのエポキシ当量を測定したところ186g/当量であった。
次いで、100mLの三口フラスコに、上記で得たオキシラニル基を有するポリオルガノシロキサン9.3g、メチルイソブチルケトン26g、4−フェノキシ桂皮酸3g及びUCAT 18X(商品名、サンアプロ(株)製)0.10gを仕込み、80℃において12時間、撹拌下に反応を行った。反応終了後、反応混合物をメタノールに投入して生成した沈殿物を回収し、これを酢酸エチルに溶解して溶液とし、該溶液を3回水洗した後、溶剤を留去することにより、オキシラニル基と桂皮酸構造を有するポリオルガノシロキサン(PSi−1)を白色粉末として6.3g得た。このポリオルガノシロキサン(PSi−1)についてGPCで測定したポリスチレン換算の重量平均分子量Mwは3,500であった。
[Synthesis Example 5-1; Synthesis of Polymer (PSi-1)]
A reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, dropping funnel and reflux condenser was charged with 100.0 g of 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 500 g of methyl isobutyl ketone and 10.0 g of triethylamine, and room temperature. Mixed with. 100 g of deionized water was added dropwise from the dropping funnel over 30 minutes, and the reaction was carried out at 80 ° C. for 6 hours while mixing 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 to have an oxiranyl group. Polyorganosiloxane was obtained as a viscous transparent liquid. When 1 H-NMR analysis was performed on the polyorganosiloxane having an oxiranyl group, a peak based on the oxiranyl group was obtained in the vicinity of the chemical shift (δ) = 3.2 ppm according to the theoretical intensity. It was confirmed that no side reaction occurred. The epoxy equivalent of the polyorganosiloxane having an oxiranyl group was measured and found to be 186 g / equivalent.
Next, in a 100 mL three-necked flask, 9.3 g of the polyorganosiloxane having the oxiranyl group obtained above, 26 g of methyl isobutyl ketone, 3 g of 4-phenoxycinnamic acid and UCAT 18X (trade name, manufactured by San Apro Co., Ltd.) 0.10 g Was reacted at 80 ° C. for 12 hours with stirring. After completion of the reaction, the reaction mixture was poured into methanol to collect a precipitate, which was dissolved in ethyl acetate to form a solution. The solution was washed with water three times, and then the solvent was distilled off to remove the oxiranyl group. 6.3 g of polyorganosiloxane (PSi-1) having a cinnamic acid structure was obtained as a white powder. The weight average molecular weight Mw in terms of polystyrene measured by GPC for this polyorganosiloxane (PSi-1) was 3,500.

[加熱による転位反応の確認]
・熱重量分析(TGA)
上記で得られた化合物(Model−1)及び化合物(Model−2)のそれぞれにつき、熱重量分析装置を用いて、10℃/minの速度で400℃まで昇温したときの重量変化を測定した。化合物(Model−1)の測定結果を図1に、化合物(Model−2)の測定結果を図2に示した。まず、化合物(Model−1)については、180℃付近から重量減少が起こり、Boc基2分子に相当する重量減少(理論値36.5%)が確認された(図1参照)。一方、化合物(Model−2)は、230℃付近までは重量減少は確認されず、230℃以降において化合物の昇華又は分解・揮発と推察される重量減少が確認された(図2参照)。なお、熱重量分析装置は、エスアイアイ・ナノテクノロジー(株)社製TG/DTA7300を用いた。
[Confirmation of rearrangement reaction by heating]
・ Thermogravimetric analysis (TGA)
For each of the compound (Model-1) and the compound (Model-2) obtained above, the change in weight was measured when the temperature was raised to 400 ° C at a rate of 10 ° C / min using a thermogravimetric analyzer. . The measurement result of the compound (Model-1) is shown in FIG. 1, and the measurement result of the compound (Model-2) is shown in FIG. First, with respect to the compound (Model-1), a weight reduction occurred from around 180 ° C., and a weight reduction (theoretical value: 36.5%) corresponding to 2 molecules of the Boc group was confirmed (see FIG. 1). On the other hand, the weight loss of the compound (Model-2) was not confirmed until around 230 ° C., and a weight decrease estimated to be sublimation or decomposition / volatilization of the compound after 230 ° C. was confirmed (see FIG. 2). As the thermogravimetric analyzer, TG / DTA7300 manufactured by SII Nano Technology Co., Ltd. was used.

H−NMRによる構造分析
別途、化合物(Model−1)及び化合物(Model−2)のそれぞれにつき、10℃/minの速度で230℃まで昇温し、その後、室温まで降温して残渣を回収した。昇温前の化合物と、昇温後に回収した残渣とにつきH−NMRで構造分析を行った。それらの結果を図3〜図6に示した。なお、図3は昇温前の化合物(Model−1)、図4は昇温後に回収した化合物(Model−1)の残渣、図5は昇温前の化合物(Model−2)、図6は昇温後に回収した化合物(Model−1)の残渣のH−NMR測定結果である。これらの結果から、加熱により化合物(Model−1)が化合物(Model−2)に構造変化していることが確認された。化合物(Model−1)の構造が変化する際は、おそらく下記式(M’−1)で表される中間構造体を経由し、求核性の高いアミノ基がカルボニル基を攻撃し、化合物(Model−2)となったものと推測される(下記スキーム5参照)。一方、化合物(Model−2)では、加熱による構造変化は確認されなかった。
・ Structural analysis by 1 H-NMR Separately, each compound (Model-1) and compound (Model-2) was heated to 230 ° C. at a rate of 10 ° C./min, and then cooled to room temperature to obtain a residue. It was collected. Structural analysis was performed by 1 H-NMR for the compound before the temperature increase and the residue collected after the temperature increase. The results are shown in FIGS. 3 shows the compound (Model-1) before the temperature rise, FIG. 4 shows the residue of the compound (Model-1) recovered after the temperature rise, FIG. 5 shows the compound (Model-2) before the temperature rise, and FIG. is the 1 H-NMR measurement results of the residue of the compound recovered after heating (Model-1). From these results, it was confirmed that the structure of the compound (Model-1) was changed to the compound (Model-2) by heating. When the structure of the compound (Model-1) changes, the amino group having high nucleophilicity attacks the carbonyl group, possibly via an intermediate structure represented by the following formula (M′-1), and the compound ( It is presumed that it became Model-2) (see the following scheme 5). On the other hand, in the compound (Model-2), no structural change due to heating was confirmed.

<液晶配向剤の調製及び評価>
[実施例1:光配向FFS型液晶表示素子]
(1)液晶配向剤の調製
重合体として合成例2−1で得た重合体(PA−1)をγ−ブチロラクトン(GBL)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)及びブチルセロソルブ(BC)からなる混合溶媒(GBL:NMP:BC=40:40:20(重量比))に溶解し、固形分濃度が4.5重量%の溶液とした。この溶液を孔径0.2μmのフィルターで濾過することにより液晶配向剤(R−1)を調製した。
<Preparation and evaluation of liquid crystal aligning agent>
[Example 1: Photo-alignment FFS type liquid crystal display element]
(1) Preparation of liquid crystal aligning agent The polymer (PA-1) obtained in Synthesis Example 2-1 as a polymer was obtained from γ-butyrolactone (GBL), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and butyl cellosolve (BC). In a mixed solvent (GBL: NMP: BC = 40: 40: 20 (weight ratio)) to obtain a solution having a solid content concentration of 4.5% by weight. The liquid crystal aligning agent (R-1) was prepared by filtering this solution through a filter having a pore diameter of 0.2 μm.

(2)塗布性の評価
上記で調製した液晶配向剤(R−1)を、ガラス基板上にスピンナーを用いて塗布し、80℃のホットプレートで1分間プレベークを行った後、庫内を窒素置換した200℃のオーブンで1時間加熱(ポストベーク)することにより、平均膜厚0.1μmの塗膜を形成した。この塗膜を倍率100倍及び10倍の顕微鏡で観察して膜厚ムラ及びピンホールの有無を調べた。評価は、100倍の顕微鏡で観察しても膜厚ムラ及びピンホールの双方とも観察されなかった場合を塗布性「良好」、100倍の顕微鏡では膜厚ムラ及びピンホールの少なくとも一方が観察されたが、10倍の顕微鏡では膜厚ムラ及びピンホールの双方とも観察されなかった場合を塗布性「可」、10倍の顕微鏡で膜厚ムラ及びピンホールの少なくとも一方が明確に観察された場合を塗布性「不良」とした。本実施例では、100倍の顕微鏡でも膜厚ムラ及びピンホールの双方とも観察されず、塗布性は「良好」であった。
(2) Evaluation of applicability The liquid crystal aligning agent (R-1) prepared above was applied on a glass substrate using a spinner, prebaked on a hot plate at 80 ° C. for 1 minute, and then the interior was filled with nitrogen. A coating film having an average film thickness of 0.1 μm was formed by heating (post-baking) in a substituted 200 ° C. oven for 1 hour. This coating film was observed with a microscope having a magnification of 100 times and 10 times to examine the presence or absence of film thickness unevenness and pinholes. In the evaluation, when neither film thickness unevenness nor pinhole was observed even when observed with a 100 × microscope, the coating property was “good”, and with a 100 × microscope, at least one of film thickness unevenness and pinhole was observed. However, when both the film thickness unevenness and the pinhole were not observed with a 10 × microscope, the coating property was “Yes”. When the film thickness unevenness and / or pinhole was clearly observed with a 10 × microscope Was defined as “poor”. In this example, neither film thickness unevenness nor pinhole was observed even with a 100 × microscope, and the coating property was “good”.

(3)液晶配向性の評価
上記で得た塗膜に対し、Hg−Xeランプ及びグランテーラープリズムを用いて、313nmの輝線を含む偏光紫外線1,000mJ/cmを基板法線方向から照射して配向処理を施した。この配向膜付きガラス基板を、MORITEX社製液晶配向膜検査装置(LayScan)を用い、屈折率異方性α(nm)を測定した。評価は、αが0.020nm以上であった場合を「良好」、0.020nm未満0.010nm以上であった場合を「可」、0.010nm未満であった場合を「不良」とした。その結果、この基板ではα=0.035nmであり、配向性「良好」であった。
(3) Evaluation of liquid crystal alignment Using the Hg-Xe lamp and the Grand Taylor prism, the coating film obtained above was irradiated with polarized ultraviolet rays of 1,000 mJ / cm 2 containing a 313 nm emission line from the normal direction of the substrate. Were subjected to orientation treatment. The refractive index anisotropy α (nm) of this glass substrate with an alignment film was measured using a liquid crystal alignment film inspection apparatus (RayScan) manufactured by MORITEX. In the evaluation, when α was 0.020 nm or more, “good”, when less than 0.020 nm and 0.010 nm or more were “good”, and when α was less than 0.010 nm, “bad”. As a result, in this substrate, α = 0.035 nm, and the orientation was “good”.

(4)光配向法によるFFS型液晶表示素子の製造
図7に示すFFS型液晶表示素子10を作製した。先ず、パターンを有さないボトム電極15、絶縁層14としての窒化ケイ素膜、及び櫛歯状にパターニングされたトップ電極13がこの順で形成された電極対を片面に有するガラス基板11aと、電極が設けられていない対向ガラス基板11bとを一対とし、ガラス基板11aの透明電極を有する面と対向ガラス基板11bの一面とに、それぞれ上記(1)で調製した液晶配向剤(R−1)を、スピンナーを用いて塗布し、次いで、これを80℃のホットプレートで1分間プレベークを行うことで塗膜を形成した。次いで、これら塗膜の各表面に、Hg−Xeランプ及びグランテーラープリズムを用いて、313nmの輝線を含む偏光紫外線1,000mJ/cmを基板法線方向から照射して、液晶配向膜を有する一対の基板を得た。このとき、偏光紫外線の照射方向は基板法線方向からとし、偏光紫外線の偏光面を基板に投影した線分の方向が図8中の両頭矢印の方向となるように偏光面方向を設定したうえで光照射処理を行った。その後、庫内を窒素置換したオーブン中で230℃にて15分間加熱(ポストベーク)して、平均膜厚0.1μmの塗膜を形成した。
ここで使用したトップ電極13の平面模式図を図8に示す。なお、図8(a)は、トップ電極13の上面図であり、図8(b)は、図8(a)の破線で囲った部分C1の拡大図である。本実施例では、電極の線幅d1が4μm、電極間の距離d2が6μmのトップ電極を有する基板を使用した。なお、トップ電極13としては、電極A、電極B、電極C及び電極Dの4系統の駆動電極を用いた。図9に、用いた駆動電極の構成を示した。この場合、ボトム電極15は、4系統の駆動電極のすべてに作用する共通電極として働き、4系統の駆動電極の領域のそれぞれが画素領域となる。
(4) Manufacture of FFS type liquid crystal display element by photo-alignment method FFS type liquid crystal display element 10 shown in FIG. 7 was produced. First, a glass substrate 11a having an electrode pair on one side of which a bottom electrode 15 having no pattern, a silicon nitride film as an insulating layer 14, and a top electrode 13 patterned in a comb shape are formed in this order, and an electrode The liquid crystal aligning agent (R-1) prepared in the above (1) is paired with the opposite glass substrate 11b not provided with the glass substrate 11a, and the surface of the glass substrate 11a having the transparent electrode and one surface of the opposite glass substrate 11b. The film was applied using a spinner, and then pre-baked on an 80 ° C. hot plate for 1 minute to form a coating film. Next, each surface of these coatings is irradiated with polarized ultraviolet rays of 1,000 mJ / cm 2 including a 313 nm emission line from the normal direction of the substrate using a Hg-Xe lamp and a Grand Taylor prism, thereby having a liquid crystal alignment film. A pair of substrates was obtained. At this time, the irradiation direction of the polarized ultraviolet light is from the normal direction of the substrate, and the polarization plane direction is set so that the direction of the line segment in which the polarization plane of the polarized ultraviolet light is projected onto the substrate is the direction of the double-headed arrow in FIG. The light irradiation process was performed. Then, it heated for 15 minutes at 230 degreeC in the oven which substituted the inside with nitrogen (post-baking), and formed the coating film with an average film thickness of 0.1 micrometer.
A schematic plan view of the top electrode 13 used here is shown in FIG. 8A is a top view of the top electrode 13, and FIG. 8B is an enlarged view of a portion C1 surrounded by a broken line in FIG. 8A. In this example, a substrate having a top electrode having a line width d1 of electrodes of 4 μm and a distance d2 between the electrodes of 6 μm was used. In addition, as the top electrode 13, four systems of drive electrodes of electrode A, electrode B, electrode C, and electrode D were used. FIG. 9 shows the configuration of the drive electrode used. In this case, the bottom electrode 15 functions as a common electrode that acts on all of the four drive electrodes, and each of the four drive electrode regions serves as a pixel region.

次いで、上記基板のうちの1枚の液晶配向膜を有する面の外周に、直径5.5μmの酸化アルミニウム球入りエポキシ樹脂接着剤をスクリーン印刷により塗布した後、1対の基板の液晶配向膜面を対向させ、偏光紫外線の偏光面を基板へ投影した方向が平行となるように重ね合わせて圧着し、150℃で1時間かけて接着剤を熱硬化した。次いで、液晶注入口から基板間隙にメルク社製液晶「MLC−6221」を充填した後、エポキシ樹脂接着剤で液晶注入口を封止した。その後、液晶注入時の流動配向を除くために、これを150℃まで加熱してから室温まで徐冷した。
次に、基板の外側両面に偏光板を貼り合わせることにより、FFS型液晶表示素子を製造した。このとき、偏光板のうちの1枚は、その偏光方向が液晶配向膜の偏光紫外線の偏光面の基板面への射影方向と平行となるように貼付し、もう1枚はその偏光方向が先の偏光板の偏光方向と直交するように貼付した。
Next, an epoxy resin adhesive containing aluminum oxide spheres having a diameter of 5.5 μm is applied to the outer periphery of the surface having one liquid crystal alignment film of the above substrates by screen printing, and then the liquid crystal alignment film surfaces of a pair of substrates Were placed so that the planes of polarization of polarized ultraviolet rays projected onto the substrate were parallel and pressure bonded, and the adhesive was heat cured at 150 ° C. for 1 hour. Next, a liquid crystal “MLC-6221” manufactured by Merck & Co. was filled into the gap between the liquid crystal injection port and the liquid crystal injection port was sealed with an epoxy resin adhesive. Then, in order to remove the flow alignment at the time of liquid crystal injection, this was heated to 150 ° C. and then gradually cooled to room temperature.
Next, an FFS type liquid crystal display element was manufactured by laminating polarizing plates on both outer surfaces of the substrate. At this time, one of the polarizing plates is stuck so that the polarization direction thereof is parallel to the direction of projection of the polarization plane of the polarized ultraviolet light of the liquid crystal alignment film onto the substrate surface, and the other one has the polarization direction first. The polarizing plate was stuck so as to be orthogonal to the polarization direction of the polarizing plate.

(5)液晶配向性の評価
上記(4)で製造したFFS型液晶表示素子につき、5Vの電圧をON・OFF(印加・解除)したときの明暗の変化における異常ドメインの有無を顕微鏡によって倍率50倍で観察した。評価は、異常ドメインが観察されなかった場合を液晶配向性「良好」とし、異常ドメインが観察された場合を液晶配向性「不良」とした。この液晶表示素子では液晶配向性「良好」であった。
(6)電圧保持率の評価
上記(4)で製造したFFS型液晶表示素子につき、23℃において5Vの電圧を60マイクロ秒の印加時間、167ミリ秒のスパンで印加した後、印加解除から1,000ミリ秒後の電圧保持率(VHR)を測定したところ94.9%であった。なお、測定装置としては、(株)東陽テクニカ製、VHR−1を使用した。
(5) Evaluation of liquid crystal alignment The presence / absence of an abnormal domain in a change in brightness when a voltage of 5 V is turned ON / OFF (applied / released) is measured with a microscope at a magnification of 50 for the FFS type liquid crystal display device manufactured in (4) Observed at double. In the evaluation, when the abnormal domain was not observed, the liquid crystal alignment was “good”, and when the abnormal domain was observed, the liquid crystal alignment was “bad”. In this liquid crystal display element, the liquid crystal orientation was “good”.
(6) Evaluation of voltage holding ratio For the FFS type liquid crystal display device manufactured in (4) above, a voltage of 5 V was applied at 23 ° C. with an application time of 60 microseconds and a span of 167 milliseconds. When the voltage holding ratio (VHR) after 1,000 milliseconds was measured, it was 94.9%. In addition, as a measuring apparatus, Toyo Technica Co., Ltd. make and VHR-1 were used.

(7)耐熱性の評価
上記(4)で製造したFFS型液晶表示素子につき、上記(6)と同様に電圧保持率を測定し、その値を初期VHR(VHRBF)とした。次いで、初期VHR測定後の液晶表示素子につき、100℃のオーブン中に500時間静置した。その後、この液晶表示素子を室温下に静置して室温まで放冷した後、上記(6)と同様にして電圧保持率を測定し、これを熱ストレス後VHR(VHRAFH)とした。また、下記数式(EX−2)により、熱ストレスの付与前後の電圧保持率の変化率(△VHR(%))を求めた。
△VHRHT=((VHRBF−VHRAFH)÷VHRBF)×100…(EX−2)
耐熱性の評価は、変化率ΔVHRHTが5%未満であった場合を耐熱性「良好」、5%以上10%未満であった場合を「可」、10%以上であった場合を耐熱性「不良」とした。その結果、本実施例の液晶表示素子のΔVHRHTは3.9%であり、耐熱性は「良好」であった。
(7) per FFS type liquid crystal display device manufactured in heat-resistant evaluation above (4), to measure the voltage holding ratio similarly to the above (6), and its value as an initial VHR (VHR BF). Next, the liquid crystal display element after the initial VHR measurement was left in an oven at 100 ° C. for 500 hours. Thereafter, this was allowed to cool to room temperature a liquid crystal display device was allowed to stand at room temperature, in the same manner as in the above (6) to measure the voltage holding ratio, which was used as a post-heat stress VHR (VHR AFH). Further, the rate of change in voltage holding ratio (ΔVHR (%)) before and after application of thermal stress was determined by the following mathematical formula (EX-2).
ΔVHR HT = ((VHR BF −VHR AFH ) ÷ VHR BF ) × 100 (EX−2)
In the evaluation of heat resistance, when the rate of change ΔVHR HT is less than 5%, the heat resistance is “good”, when 5% or more but less than 10% is “good”, and when it is 10% or more “Bad”. As a result, ΔVHR HT of the liquid crystal display element of this example was 3.9%, and the heat resistance was “good”.

(8)耐光性の評価
上記(4)で製造したFFS型液晶表示素子につき、上記(6)と同様に電圧保持率を測定し、その値を初期VHR(VHRBF)とした。次いで、初期VHR測定後の液晶表示素子につき、LEDランプ照射下の80℃オーブン中で500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。光照射後の液晶セルにつき、上記(6)と同様の方法により電圧保持率を測定し、この値を光ストレス後VHR(VHRAFB)とした。電圧保持率の減少量ΔVHRBL(%)を下記数式(EX−3)から求め、耐光性として評価した。
△VHRBL=((VHRBF−VHRAFB)÷VHRBF)×100…(EX−3)
ΔVHRBLが3%未満であった場合、耐光性を「良好」、3%以上5%未満であった場合を「可」、5%以上であった場合を「不良」と判断した。その結果、本実施例の液晶表示素子のΔVHRBLは1.8%であり、耐光性は「良好」であった。
(8) Evaluation of light resistance With respect to the FFS type liquid crystal display device produced in the above (4), the voltage holding ratio was measured in the same manner as in the above (6), and the value was defined as the initial VHR (VHR BF ). Next, the liquid crystal display element after the initial VHR measurement was allowed to stand in an 80 ° C. oven under LED lamp irradiation for 500 hours, and then allowed to stand at room temperature and naturally cooled to room temperature. With respect to the liquid crystal cell after light irradiation, the voltage holding ratio was measured by the same method as in (6) above, and this value was defined as VHR (VHR AFB ) after light stress. The decrease amount ΔVHR BL (%) of the voltage holding ratio was obtained from the following formula (EX-3) and evaluated as light resistance.
ΔVHR BL = ((VHR BF −VHR AFB ) ÷ VHR BF ) × 100 (EX-3)
When ΔVHR BL was less than 3%, the light resistance was judged as “good”, when it was 3% or more but less than 5%, “good”, and when it was 5% or more, “bad”. As a result, ΔVHR BL of the liquid crystal display element of this example was 1.8%, and the light resistance was “good”.

(9)残像特性の評価(DC残像評価)
上記(4)で製造した液晶表示素子を25℃、1気圧の環境下においた。ボトム電極を4系統の駆動電極すべての共通電極として、ボトム電極の電位を0V電位(グランド電位)に設定した。電極B及び電極Dを共通電極と短絡して0V印加状態としつつ、電極A及び電極Cに交流電圧3.5V及び直流電圧1Vからなる合成電圧を2時間印加した。2時間経過後、直ちに電極A〜電極Dのすべてに交流1.5Vの電圧を印加した。そして、全駆動電極に交流1.5Vの電圧を印加し始めた時点から、駆動ストレス印加領域(電極A及び電極Cの画素領域)と駆動ストレス非印加領域(電極B及び電極Dの画素領域)との輝度差が目視で確認できなくなるまでの時間を測定し、これを残像消去時間とした。なお、この時間が短いほど、残像が生じ難いこととなる。残像消去時間が30秒未満であった場合を「良好」、30秒以上120秒未満であった場合を「可」、120秒以上であった場合を「不良」として評価したところ、本実施例の液晶表示素子の残像消去時間は1秒であり、残像特性「良好」と評価された。
(9) Evaluation of afterimage characteristics (DC afterimage evaluation)
The liquid crystal display element produced in the above (4) was placed in an environment of 25 ° C. and 1 atmosphere. The bottom electrode was set as a common electrode for all four drive electrodes, and the potential of the bottom electrode was set to 0 V potential (ground potential). The electrode B and the electrode D were short-circuited with the common electrode to be in a 0 V application state, and a composite voltage composed of an AC voltage of 3.5 V and a DC voltage of 1 V was applied to the electrodes A and C for 2 hours. Immediately after 2 hours, an AC voltage of 1.5 V was applied to all of the electrodes A to D. Then, from the start of applying an AC voltage of 1.5 V to all drive electrodes, a drive stress application region (pixel region of electrode A and electrode C) and a drive stress non-application region (pixel region of electrode B and electrode D) The time until the difference in brightness with the eye could not be visually confirmed was measured, and this was defined as the afterimage erasing time. Note that the shorter this time, the less likely an afterimage is generated. The case where the afterimage erasing time was less than 30 seconds was evaluated as “good”, the case where it was 30 seconds or more and less than 120 seconds was evaluated as “good”, and the case where it was 120 seconds or more was evaluated as “bad”. The afterimage erasing time of the liquid crystal display element was 1 second, and the afterimage characteristics were evaluated as “good”.

[実施例2〜6、比較例1〜3]
上記実施例1において、液晶配向剤に含有させる固形分(重合体及び添加剤)の種類及び量を下記表2に示す通りに変更したほかは実施例1と同様にして液晶配向剤を調製するとともに、光配向法によりFFS型液晶表示素子を製造して各種評価を行った。評価結果は下記表2に示した。
[Examples 2-6, Comparative Examples 1-3]
In Example 1 above, the liquid crystal aligning agent is prepared in the same manner as in Example 1 except that the type and amount of solids (polymer and additive) contained in the liquid crystal aligning agent are changed as shown in Table 2 below. At the same time, FFS type liquid crystal display elements were manufactured by a photo-alignment method and various evaluations were performed. The evaluation results are shown in Table 2 below.

表2中、重合体の数値は、重合体成分の合計100重量部に対する各成分の配合割合(重量部)を示す。「−」は、当該欄に相当する成分を使用しなかったことを示す。なお、比較例2では塗膜の液晶配向性が不良であり、液晶表示素子の残像特性における視認評価を行うことができなかったため、表2では「−」と表記した。   In Table 2, the numerical value of the polymer indicates the blending ratio (part by weight) of each component with respect to 100 parts by weight of the total of the polymer components. “-” Indicates that the component corresponding to the column was not used. In Comparative Example 2, the liquid crystal orientation of the coating film was poor, and visual evaluation in the afterimage characteristics of the liquid crystal display element could not be performed.

表2に示すように、実施例1〜6では、液晶配向剤の塗布性及び液晶配向性、並びに液晶表示素子における液晶配向性、電圧保持率、耐熱性、耐光性及び残像特性についていずれも「良好」の結果であり、各種特性のバランスが取れていた。これに対し、比較例1〜3は、複数の評価項目において実施例より劣る結果であった。   As shown in Table 2, in Examples 1 to 6, all the coating properties and liquid crystal alignment properties of the liquid crystal aligning agent, and the liquid crystal alignment properties, voltage holding ratio, heat resistance, light resistance, and afterimage characteristics of the liquid crystal display element are “ The result was “good”, and various characteristics were balanced. On the other hand, Comparative Examples 1-3 were inferior to the Example in several evaluation items.

なお、上記式(1)で表される部分構造を有する重合体(A)を含む液晶配向剤を用いた場合に上記結果が得られる理由は定かではないが、一つの仮説として、まず、放射線照射により重合体の配向ベクトルが決定され、その後の加熱(ポストベーク)により、上記式(1)で表される部分構造中の保護基(R)が脱離してアミノ基(−NH)が生成され、生成したアミノ基がカルボニル基を攻撃することによって転位反応(熱転位)が生じ、アミド結合が形成された結果、優れた信頼性を発現したものと推測される。また、放射線照射後の加熱により、先に決定された配向ベクトルに沿って重合体が配向することで優れた液晶配向性を示したことが推測される。一方、比較例2で使用したポリベンゾオキサゾール前駆体は光反応せず、液晶配向性が不良であったものと推測される。 The reason why the above result is obtained when the liquid crystal aligning agent containing the polymer (A) having the partial structure represented by the above formula (1) is used is not clear, but as one hypothesis, first, radiation The orientation vector of the polymer is determined by the irradiation, and the protecting group (R 1 ) in the partial structure represented by the above formula ( 1 ) is eliminated by the subsequent heating (post-bake), and the amino group (—NH 2 ) As a result of the rearrangement reaction (thermal rearrangement) by the generated amino group attacking the carbonyl group and the formation of an amide bond, it is presumed that excellent reliability was expressed. Further, it is presumed that the polymer was aligned with the previously determined alignment vector by heating after radiation irradiation, thereby exhibiting excellent liquid crystal alignment. On the other hand, it is presumed that the polybenzoxazole precursor used in Comparative Example 2 did not react with light and the liquid crystal alignment was poor.

[実施例7:ラビング配向FFS型液晶表示素子]
(1)液晶配向剤の調製
重合体として合成例2−2で得た重合体(PA−2)をγ−ブチロラクトン(GBL)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)及びブチルセロソルブ(BC)からなる混合溶媒(GBL:NMP:BC=40:40:20(重量比))に溶解し、固形分濃度が4.5重量%の溶液とした。この溶液を孔径0.2μmのフィルターで濾過することにより液晶配向剤(R−7)を調製した。
[Example 7: rubbing alignment FFS type liquid crystal display element]
(1) Preparation of liquid crystal aligning agent The polymer (PA-2) obtained in Synthesis Example 2-2 as a polymer was obtained from γ-butyrolactone (GBL), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and butyl cellosolve (BC). To a solution having a solid content concentration of 4.5% by weight. A liquid crystal aligning agent (R-7) was prepared by filtering this solution through a filter having a pore size of 0.2 μm.

(2)塗布性の評価
上記で調製した液晶配向剤(R−7)を、ガラス基板上にスピンナーを用いて塗布し、80℃のホットプレートで1分間プレベークを行った後、庫内を窒素置換した200℃のオーブンで1時間加熱(ポストベーク)することにより、平均膜厚0.1μmの塗膜を形成した。得られた塗膜を用いて、上記実施例1の(2)と同様にして塗布性の評価を行った。その結果、この塗膜の塗布性は「良好」であった。
(3)ラビング耐性の評価
上記(2)で得た塗膜に対し、コット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1000rpm、ステージ移動速度20cm/秒、毛足押し込み長さ0.4mmでラビング処理を7回実施した。得られた基板上のラビング削れによる異物(塗膜の欠片)を光学顕微鏡にて観察し、500μm×500μmの領域内の異物数を計測した。評価は、異物の数が3個以下の場合をラビング耐性「良好」、4個以上7個以下の場合をラビング耐性「可」、8個以上の場合をラビング耐性「不良」とした。その結果、この塗膜のラビング耐性は「良好」であった
(2) Evaluation of applicability The liquid crystal aligning agent (R-7) prepared above was applied onto a glass substrate using a spinner, pre-baked for 1 minute on a hot plate at 80 ° C., and then the interior was filled with nitrogen. A coating film having an average film thickness of 0.1 μm was formed by heating (post-baking) in a substituted 200 ° C. oven for 1 hour. Using the obtained coating film, coatability was evaluated in the same manner as in (2) of Example 1 above. As a result, the coating property of this coating film was “good”.
(3) Evaluation of rubbing resistance With respect to the coating film obtained in the above (2), a rubbing machine having a roll wound with a cotton cloth was used, and the roll rotation speed was 1000 rpm, the stage moving speed was 20 cm / sec, and the length of pushing the hair foot was set to 0. The rubbing process was performed 7 times at 4 mm. Foreign matter (a piece of coating film) due to rubbing scraping on the obtained substrate was observed with an optical microscope, and the number of foreign matters in a 500 μm × 500 μm region was measured. In the evaluation, the rubbing resistance was “good” when the number of foreign substances was 3 or less, and the rubbing resistance was “good” when 4 or more and 7 or less, and the rubbing resistance “bad” when 8 or more. As a result, the rubbing resistance of this coating film was “good”.

(4)ラビング処理によるFFS型液晶表示素子の製造
先ず、上記実施例1の(4)と同様の一対のガラス基板11a,11bの各表面に、それぞれ上記(1)で調製した液晶配向剤(R−8)を、スピンナーを用いて塗布して塗膜を形成した。次いで、この塗膜を80℃のホットプレートで1分間プレベークを行った後、庫内を窒素置換したオーブン中で230℃にて15分間加熱(ポストベーク)して、平均膜厚0.1μmの塗膜を形成した。ここで使用したトップ電極13の平面模式図を図10に示した。なお、図10(a)は、トップ電極13の上面図であり、図10(b)は、図10(a)の破線で囲った部分C1の拡大図である。本実施例では、電極の線幅d1を4μm、電極間の距離d2を6μmとした。なお、トップ電極13としては、上記実施例1と同様、電極A、電極B、電極C及び電極Dの4系統の駆動電極を用いた(図9参照)。
(4) Manufacture of FFS type liquid crystal display element by rubbing process First, the liquid crystal aligning agent prepared by said (1) on each surface of a pair of glass substrate 11a, 11b similar to (4) of the said Example 1 ( R-8) was applied using a spinner to form a coating film. Next, this coating film was pre-baked for 1 minute on an 80 ° C. hot plate, and then heated (post-baked) for 15 minutes at 230 ° C. in an oven in which the inside of the chamber was purged with nitrogen, so that the average film thickness was 0.1 μm. A coating film was formed. A schematic plan view of the top electrode 13 used here is shown in FIG. 10A is a top view of the top electrode 13, and FIG. 10B is an enlarged view of a portion C1 surrounded by a broken line in FIG. 10A. In this example, the line width d1 of the electrodes was 4 μm, and the distance d2 between the electrodes was 6 μm. As the top electrode 13, four drive electrodes of electrode A, electrode B, electrode C, and electrode D were used as in Example 1 (see FIG. 9).

次いで、ガラス基板11a,11b上に形成した塗膜の各表面にコットンにてラビング処理を実施し、液晶配向膜12とした。図10(b)に、ガラス基板11a上に形成した塗膜に対するラビング方向を矢印で示す。次に、一対の基板のうちの一方の基板における液晶配向膜を有する面の外縁に、シール剤として商品名「XN−21−S」(三井化学社製)を塗布した後、これらの基板を、互いの基板11a,11bのラビング方向が逆並行となるように直径3.5μmのスペーサーを介して貼り合わせ、シール剤を硬化させた。次いで、液晶注入口より一対の基板間に液晶MLC−6221(メルク社製)を注入し、液晶層16を形成した。さらに、基板11a,11bの外側両面に、偏光板(図示略)を2枚の偏光板の偏光方向が互いに直交するように貼り合わせることにより液晶表示素子10を作製した。   Subsequently, the surface of the coating film formed on the glass substrates 11 a and 11 b was rubbed with cotton to form the liquid crystal alignment film 12. In FIG.10 (b), the rubbing direction with respect to the coating film formed on the glass substrate 11a is shown by the arrow. Next, after applying the product name “XN-21-S” (manufactured by Mitsui Chemicals) as a sealant to the outer edge of the surface having the liquid crystal alignment film in one of the pair of substrates, Then, the substrates were bonded together via a spacer having a diameter of 3.5 μm so that the rubbing directions of the substrates 11a and 11b were antiparallel, and the sealant was cured. Next, liquid crystal MLC-6221 (manufactured by Merck & Co., Inc.) was injected between the pair of substrates through the liquid crystal injection port to form the liquid crystal layer 16. Furthermore, the liquid crystal display element 10 was produced by bonding a polarizing plate (not shown) on both outer surfaces of the substrates 11a and 11b so that the polarization directions of the two polarizing plates were orthogonal to each other.

(5)液晶配向性の評価
上記(4)で製造したラビング型のFFS型液晶表示素子につき、上記実施例1の(5)と同様にして液晶配向性の評価を行った。その結果、この液晶表示素子では液晶配向性「良好」であった。
(6)電圧保持率の評価
上記(4)で製造したラビング型のFFS液晶表示素子につき、上記実施例1の(6)と同様にして電圧保持率(VHR)を測定した。その結果、VHR=97.2%であった。
(5) Evaluation of liquid crystal alignment The rubbing FFS type liquid crystal display device produced in (4) above was evaluated for liquid crystal alignment in the same manner as in (5) of Example 1 above. As a result, this liquid crystal display element had “good” liquid crystal alignment.
(6) Evaluation of voltage holding ratio The voltage holding ratio (VHR) of the rubbing type FFS liquid crystal display device manufactured in (4) was measured in the same manner as in (6) of Example 1. As a result, VHR = 97.2%.

[実施例8:位相差フィルム]
(1)液晶配向剤の調製
合成例5−1で得られた重合体(PSi−1)100重量部、合成例2−2で得られた重合体(PA−2)5重量部をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、2−ブタノン(MEK)及び酢酸ブチル(BTLAC)からなる混合溶媒(PGMEA:MEK:BTLAC=30:30:40(重量比))に溶解し、固形分濃度が4.5重量%の溶液とした。この溶液を孔径0.2μmのフィルターで濾過することにより液晶配向剤(R−8)を調製した。
[Example 8: retardation film]
(1) Preparation of liquid crystal aligning agent 100 parts by weight of the polymer (PSi-1) obtained in Synthesis Example 5-1 and 5 parts by weight of the polymer (PA-2) obtained in Synthesis Example 2-2 were mixed with propylene glycol. It is dissolved in a mixed solvent (PGMEA: MEK: BTLAC = 30: 30: 40 (weight ratio)) composed of monomethyl ether acetate (PGMEA), 2-butanone (MEK) and butyl acetate (BTLAC), and the solid content concentration is 4. A 5% by weight solution was obtained. A liquid crystal aligning agent (R-8) was prepared by filtering this solution through a filter having a pore size of 0.2 μm.

(2)位相差フィルムの製造
基板としてのTACフィルムの一面に、上記で調製した液晶配向剤(R−8)をバーコーターにて塗布し、オーブン内にて120℃で2分間ベークして膜厚100nmの塗膜を形成した。次いで、この塗膜表面にHg−Xeランプ及びグランテーラープリズムを用いて313nmの輝線を含む偏光紫外線10mJ/cmを基板法線から垂直に照射した。次いで、重合性液晶(RMS03−013C、メルク社製)を孔径0.2μmのフィルターでろ過した後、この重合性液晶を、光照射後の塗膜上にバーコーターにより塗布して重合性液晶の塗膜を形成した。温度50℃に調整したオーブン内で1分間ベークした後、Hg−Xeランプを用いて365nmの輝線を含む非偏光の紫外線1,000mJ/cmを塗膜面に対して垂直の方向から照射し、重合性液晶を硬化して液晶層を形成することにより位相差フィルムを製造した。
(2) Manufacture of retardation film The liquid crystal aligning agent (R-8) prepared above is applied to one surface of a TAC film as a substrate with a bar coater, and baked in an oven at 120 ° C for 2 minutes to form a film. A coating film having a thickness of 100 nm was formed. Next, the surface of the coating film was irradiated perpendicularly from the substrate normal line with polarized ultraviolet rays of 10 mJ / cm 2 containing an emission line of 313 nm using a Hg—Xe lamp and a Grand Taylor prism. Next, the polymerizable liquid crystal (RMS03-013C, manufactured by Merck & Co., Inc.) was filtered through a filter having a pore size of 0.2 μm, and this polymerizable liquid crystal was applied onto the coated film after light irradiation by a bar coater. A coating film was formed. After baking for 1 minute in an oven adjusted to a temperature of 50 ° C., an unpolarized ultraviolet ray containing 365 nm emission line was irradiated at 1,000 mJ / cm 2 from a direction perpendicular to the coating surface using an Hg-Xe lamp. A retardation film was produced by curing a polymerizable liquid crystal to form a liquid crystal layer.

(3)液晶配向性の評価
上記(2)で製造した位相差フィルムにつき、クロスニコル下での目視及び偏光顕微鏡(倍率2.5倍)によって異常ドメインの有無を観察することにより液晶配向性を評価した。評価は、目視及び偏光顕微鏡にて異常ドメインが観察されなかった場合を液晶配向性「良好」、目視では異常ドメインが観察されなかったが偏光顕微鏡にて異常ドメインが観察された場合を液晶配向性「可」、目視及び偏光顕微鏡にて異常ドメインが観察された場合を液晶配向性「不良」とした。その結果、この位相差フィルムは液晶配向性「良好」と評価された。
(3) Evaluation of liquid crystal orientation About the retardation film manufactured by said (2), liquid crystal orientation is observed by observing the presence or absence of an abnormal domain by visual observation under crossed Nicols and a polarizing microscope (magnification 2.5 times). evaluated. Evaluation is that the liquid crystal orientation is “good” when no abnormal domain is observed visually and with a polarizing microscope, and the liquid crystal orientation is when abnormal domain is observed with a polarizing microscope when no abnormal domain is visually observed. “Yes”, the case where an abnormal domain was observed visually and with a polarizing microscope was defined as “Poor” for liquid crystal alignment. As a result, this retardation film was evaluated as “good” for liquid crystal alignment.

(4)密着性
上記(2)で製造した位相差フィルムを用いて、液晶配向剤により形成した塗膜の基板との密着性について評価した。先ず、ガイドの付いた等間隔スペーサーを用い、カッターナイフにより位相差フィルムの液晶層側の面から切り込みを入れ、1cm×1cmの範囲内に10個×10個の格子パターンを形成した。各切込みの深さは、液晶層表面から基板厚さの中ほどまで達するようにした。次いで、上記格子パターンの全面を覆うようにセロハンテープを密着させた後、該セロハンテープを引き剥がした。引き剥がし後の格子パターンの切込み部をクロスニコル下における目視によって観察して密着性を評価した。評価は、切込み線に沿った部分及び格子パターンの交差部分に剥離が確認されなかった場合を密着性「良好」、上記部分に剥離が観察された格子目の個数が、格子パターン全体の個数に対して15%未満の場合を密着性「可」、上記部分に剥離が観察された格子目の個数が、格子パターン全体の個数に対して15%以上であった場合を密着性「不良」として行った。その結果、この位相差フィルムは密着性「良好」であった。
(4) Adhesiveness Using the retardation film produced in (2) above, the adhesiveness of the coating film formed with the liquid crystal aligning agent to the substrate was evaluated. First, using an equally spaced spacer with a guide, a cutter knife was used to cut from the surface on the liquid crystal layer side of the retardation film to form 10 × 10 lattice patterns within a range of 1 cm × 1 cm. The depth of each cut was made to reach the middle of the substrate thickness from the surface of the liquid crystal layer. Next, after attaching a cellophane tape so as to cover the entire surface of the lattice pattern, the cellophane tape was peeled off. The notches in the lattice pattern after peeling were observed visually under crossed Nicols to evaluate the adhesion. The evaluation was that the adhesion was “good” when no peeling was observed at the portion along the cut line and at the intersection of the lattice pattern, and the number of lattices where peeling was observed in the above portion was the number of the entire lattice pattern. On the other hand, when the amount is less than 15%, the adhesion is “possible”, and when the number of lattices where peeling is observed in the above portion is 15% or more with respect to the total number of lattice patterns, the adhesion is “bad”. went. As a result, this retardation film had good adhesion.

10…液晶表示素子、11a,11b…ガラス基板、12…液晶配向膜、13…トップ電極、14…絶縁層、15…ボトム電極、16…液晶層   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Liquid crystal display element, 11a, 11b ... Glass substrate, 12 ... Liquid crystal aligning film, 13 ... Top electrode, 14 ... Insulating layer, 15 ... Bottom electrode, 16 ... Liquid crystal layer

Claims (15)

下記式(1)で表される部分構造を有する重合体(A)を含有する液晶配向剤。
(式(1)中、Rは水素原子又はアミノ基の保護基であり、Rはハロゲン原子又は1価の有機基である。nは0〜3の整数である。「*」は結合手であることを示す。)
The liquid crystal aligning agent containing the polymer (A) which has a partial structure represented by following formula (1).
(In Formula (1), R 1 is a hydrogen atom or an amino-protecting group, R 2 is a halogen atom or a monovalent organic group, n is an integer of 0 to 3. “*” is a bond. Indicates that it is a hand.)
前記重合体(A)は、下記式(1−1)又は式(1−2)で表される部分構造を有する重合体である、請求項1に記載の液晶配向剤。
(式(1−1)及び式(1−2)中、R及びRは、ハロゲン原子又は炭素数1〜5のアルキル基である。r及びsは0〜2の整数である。R及び「*」は、それぞれ上記式(1)と同義である。)
The liquid crystal aligning agent according to claim 1, wherein the polymer (A) is a polymer having a partial structure represented by the following formula (1-1) or formula (1-2).
(In Formula (1-1) and Formula (1-2), R 3 and R 4 are a halogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. R and s are integers of 0 to 2. R 1 and “*” have the same meanings as in the above formula (1).)
前記重合体(A)として、ポリイミド前駆体、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール前駆体及びポリベンゾオキサゾールからなる群より選ばれる少なくとも一種の重合体を含む、請求項1又は2に記載の液晶配向剤。   The liquid crystal aligning agent of Claim 1 or 2 containing at least 1 type of polymer chosen from the group which consists of a polyimide precursor, a polyimide, a polybenzoxazole precursor, and a polybenzoxazole as said polymer (A). 前記重合体(A)として、ポリイミド前駆体及びポリイミドからなる群より選ばれる少なくとも一種の重合体(A1)を含み、
前記重合体(A1)は、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3,5,6−テトラカルボン酸2:3,5:6−二無水物、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラン−3−イル)−3a,4,5,9b−テトラヒドロナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラン−3−イル)−8−メチル−3a,4,5,9b−テトラヒドロナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、ビシクロ[3.3.0]オクタン−2,4,6,8−テトラカルボン酸2:4,6:8−二無水物、シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物及びピロメリット酸二無水物よりなる群から選ばれる少なくとも一種の化合物に由来する部分構造を有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の液晶配向剤。
The polymer (A) includes at least one polymer (A1) selected from the group consisting of a polyimide precursor and polyimide,
The polymer (A1) is bicyclo [2.2.1] heptane-2,3,5,6-tetracarboxylic acid 2: 3,5: 6-dianhydride, 1,2,3,4-cyclobutane. Tetracarboxylic dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentyl acetic acid dianhydride, 5- (2,5-dioxotetrahydrofuran-3-yl) -3a, 4,5,9b-tetrahydronaphtho [1, 2-c] furan-1,3-dione, 5- (2,5-dioxotetrahydrofuran-3-yl) -8-methyl-3a, 4,5,9b-tetrahydronaphtho [1,2-c] furan -1,3-dione, bicyclo [3.3.0] octane-2,4,6,8-tetracarboxylic acid 2: 4,6: 8-dianhydride, cyclohexanetetracarboxylic dianhydride and pyromerit Selected from the group consisting of acid dianhydrides Having a partial structure derived from at least one compound, a liquid crystal aligning agent according to any one of claims 1-3.
請求項1〜4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 1-4. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の液晶配向剤を基板に塗布して塗膜を形成し、該塗膜に光照射することにより得られる液晶配向膜。   The liquid crystal aligning film obtained by apply | coating the liquid crystal aligning agent as described in any one of Claims 1-4 to a board | substrate, forming a coating film, and light-irradiating this coating film. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の液晶配向剤を基板に塗布した後、ラビング処理して得られる液晶配向膜。   The liquid crystal aligning film obtained by apply | coating the liquid crystal aligning agent as described in any one of Claims 1-4 to a board | substrate, and carrying out a rubbing process. 下記式(2)で表される部分構造を有する重合体を含有する液晶配向膜。
(式(2)中、Rはハロゲン原子又は1価の有機基である。nは0〜3の整数である。「*」は結合手であることを示す。)
The liquid crystal aligning film containing the polymer which has a partial structure represented by following formula (2).
(In Formula (2), R 2 is a halogen atom or a monovalent organic group. N is an integer of 0 to 3. “*” indicates a bond.)
請求項1〜4のいずれか一項に記載の液晶配向剤を基板上に塗布して塗膜を形成する工程と、前記塗膜に光照射して液晶配向能を付与する工程と、を含む液晶配向膜の製造方法。   The process of apply | coating the liquid crystal aligning agent as described in any one of Claims 1-4 on a board | substrate, and forming a coating film, and the process of light-irradiating the said coating film and providing liquid crystal aligning ability are included. A method for producing a liquid crystal alignment film. 請求項5〜8のいずれか一項に記載の液晶配向膜を備える液晶表示素子。   A liquid crystal display element provided with the liquid crystal aligning film as described in any one of Claims 5-8. 請求項6に記載の液晶配向膜を備える位相差フィルム。   A retardation film comprising the liquid crystal alignment film according to claim 6. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の液晶配向剤を基板上に塗布して塗膜を形成する工程と、前記塗膜に光照射する工程と、前記光照射した後の塗膜上に重合性液晶を塗布して硬化させる工程と、を含む位相差フィルムの製造方法。   The process of apply | coating the liquid crystal aligning agent as described in any one of Claims 1-4 on a board | substrate, forming a coating film, the process of light-irradiating the said coating film, and the coating film after the said light irradiation A method for producing a retardation film, comprising: applying a polymerizable liquid crystal thereon and curing the liquid crystal. 下記式(1)で表される部分構造を有する重合体。
(式(1)中、Rは水素原子又はアミノ基の保護基であり、Rはハロゲン原子又は1価の有機基である。nは0〜3の整数である。「*」は結合手であることを示す。)
A polymer having a partial structure represented by the following formula (1).
(In Formula (1), R 1 is a hydrogen atom or an amino-protecting group, R 2 is a halogen atom or a monovalent organic group, n is an integer of 0 to 3. “*” is a bond. Indicates that it is a hand.)
下記式(2)で表される部分構造を有するポリイミド又はその前駆体。
(式(2)中、Rはハロゲン原子又は1価の有機基である。nは0〜3の整数である。「*」は結合手であることを示す。)
A polyimide having a partial structure represented by the following formula (2) or a precursor thereof.
(In Formula (2), R 2 is a halogen atom or a monovalent organic group. N is an integer of 0 to 3. “*” indicates a bond.)
下記式(1)で表される部分構造を有するジアミン。
(式(1)中、Rは水素原子又はアミノ基の保護基であり、Rはハロゲン原子又は1価の有機基である。nは0〜3の整数である。「*」は結合手であることを示す。)
Diamine which has the partial structure represented by following formula (1).
(In Formula (1), R 1 is a hydrogen atom or an amino-protecting group, R 2 is a halogen atom or a monovalent organic group, n is an integer of 0 to 3. “*” is a bond. Indicates that it is a hand.)
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