JP2018045180A - Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display - Google Patents

Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display Download PDF

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達哉 名木
Tatsuya Nagi
達哉 名木
正人 森内
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正人 森内
秀則 石井
Hidenori Ishii
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal alignment film for a lateral electric field drive type liquid crystal display that has high performance, is provided with alignment controllability, and is excellent in burn-in resistance.SOLUTION: A liquid crystal alignment agent contains a polymer obtained from diamine having a structure represented by the following formula and an organic solvent.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、焼き付き特性に優れる液晶表示素子を製造するための液晶配向剤、液晶配向膜および液晶表示素子に関する。   The present invention relates to a liquid crystal aligning agent, a liquid crystal alignment film, and a liquid crystal display element for producing a liquid crystal display element having excellent image sticking characteristics.

液晶表示素子は、軽量、薄型かつ低消費電力の表示デバイスとして知られ、近年では大型のテレビ用途に用いられるなど、目覚ましい発展を遂げている。液晶表示素子は、例えば、電極を備えた透明な一対の基板により液晶層を挟持して構成される。そして、液晶表示素子では、液晶が基板間で所望の配向状態となるように有機材料からなる有機膜が液晶配向膜として使用されている。   The liquid crystal display element is known as a light, thin and low power consumption display device, and has been remarkably developed in recent years. The liquid crystal display element is configured, for example, by sandwiching a liquid crystal layer between a pair of transparent substrates provided with electrodes. In the liquid crystal display element, an organic film made of an organic material is used as the liquid crystal alignment film so that the liquid crystal is in a desired alignment state between the substrates.

すなわち、液晶配向膜は、液晶表示素子の構成部材であって、液晶を挟持する基板の液晶と接する面に形成され、その基板間で液晶を一定の方向に配向させるという役割を担っている。そして、液晶配向膜には、液晶を、例えば、基板に対して平行な方向など、一定の方向に配向させるという役割に加え、液晶のプレチルト角を制御するという役割を求められることがある。こうした液晶配向膜における、液晶の配向を制御する能力(以下、配向制御能と言う。)は、液晶配向膜を構成する有機膜に対して配向処理を行うことによって与えられる。   That is, the liquid crystal alignment film is a constituent member of the liquid crystal display element, and is formed on a surface of the substrate that holds the liquid crystal in contact with the liquid crystal, and plays a role of aligning the liquid crystal in a certain direction between the substrates. The liquid crystal alignment film may be required to play a role of controlling the pretilt angle of the liquid crystal in addition to the role of aligning the liquid crystal in a certain direction such as a direction parallel to the substrate. In such a liquid crystal alignment film, the ability to control the alignment of liquid crystal (hereinafter referred to as alignment control ability) is given by performing an alignment treatment on the organic film constituting the liquid crystal alignment film.

配向制御能を付与するための液晶配向膜の配向処理方法としては、従来からラビング法が知られている。ラビング法とは、基板上のポリビニルアルコールやポリアミドやポリイミド等の有機膜に対し、その表面を綿、ナイロン、ポリエステル等の布で一定方向に擦り(ラビングし)、擦った方向(ラビング方向)に液晶を配向させる方法である。このラビング法は簡便に比較的安定した液晶の配向状態を実現できるため、従来の液晶表示素子の製造プロセスにおいて利用されてきた。そして、液晶配向膜に用いられる有機膜としては、耐熱性等の信頼性や電気的特性に優れたポリイミド系の有機膜が主に選択されてきた。   A rubbing method is conventionally known as an alignment treatment method for a liquid crystal alignment film for imparting alignment control ability. The rubbing method is a method of rubbing (rubbing) the surface of an organic film such as polyvinyl alcohol, polyamide or polyimide on a substrate with a cloth such as cotton, nylon or polyester in the rubbing direction (rubbing direction). This is a method of aligning liquid crystals. Since this rubbing method can easily realize a relatively stable alignment state of liquid crystals, it has been used in the manufacturing process of conventional liquid crystal display elements. As an organic film used for the liquid crystal alignment film, a polyimide-based organic film excellent in reliability such as heat resistance and electrical characteristics has been mainly selected.

しかしながら、ポリイミドなどからなる液晶配向膜の表面を擦るラビング法は、発塵や静電気の発生が問題となることがあった。また、近年の液晶表素子の高精細化や、対応する基板上の電極や液晶駆動用のスイッチング能動素子による凹凸のため、液晶配向膜の表面を布で均一に擦ることができず、均一な液晶の配向を実現できないことがあった。   However, in the rubbing method of rubbing the surface of the liquid crystal alignment film made of polyimide or the like, generation of dust or static electricity may be a problem. In addition, due to the high definition of the liquid crystal surface element in recent years and the unevenness caused by the corresponding electrodes on the substrate and the switching active element for driving the liquid crystal, the surface of the liquid crystal alignment film cannot be uniformly rubbed with a cloth. In some cases, alignment of the liquid crystal could not be realized.

そこで、ラビングを行わない液晶配向膜の別の配向処理方法として、光配向法が盛んに検討されている。   Therefore, a photo-alignment method has been actively studied as another alignment treatment method for a liquid crystal alignment film that is not rubbed.

光配向法には様々な方法があるが、直線偏光またはコリメートした光によって液晶配向膜を構成する有機膜内に異方性を形成し、その異方性に従って液晶を配向させる。   There are various photo alignment methods. Anisotropy is formed in the organic film constituting the liquid crystal alignment film by linearly polarized light or collimated light, and the liquid crystal is aligned according to the anisotropy.

主な光配向法としては、分解型の光配向法が知られている。例えば、ポリイミド膜に偏光紫外線を照射し、分子構造の紫外線吸収の偏光方向依存性を利用して異方的な分解を生じさせる。そして、分解せずに残されたポリイミドにより液晶を配向させるようにする(例えば、特許文献1を参照のこと。)。   A decomposition type photo-alignment method is known as a main photo-alignment method. For example, the polyimide film is irradiated with polarized ultraviolet rays, and anisotropic decomposition is caused by utilizing the polarization direction dependence of the ultraviolet absorption of the molecular structure. Then, the liquid crystal is aligned by the polyimide remaining without being decomposed (see, for example, Patent Document 1).

また、光架橋型や光異性化型の光配向法も知られている。例えば、ポリビニルシンナメートを用い、偏光紫外線を照射し、偏光と平行な2つの側鎖の二重結合部分で二量化反応(架橋反応)を生じさせる。そして、偏光方向と直交した方向に液晶を配向させる(例えば、非特許文献1を参照のこと。)。また、アゾベンゼンを側鎖に有する側鎖型高分子を用いた場合、偏光紫外線を照射し、偏光と平行な側鎖のアゾベンゼン部で異性化反応を生じさせ、偏光方向と直交した方向に液晶を配向させる(例えば、非特許文献2を参照のこと。)。   In addition, photocrosslinking type and photoisomerization type photo-alignment methods are also known. For example, polyvinyl cinnamate is used and irradiated with polarized ultraviolet rays to cause a dimerization reaction (crosslinking reaction) at the double bond portion of two side chains parallel to the polarized light. Then, the liquid crystal is aligned in a direction perpendicular to the polarization direction (see, for example, Non-Patent Document 1). In addition, when a side chain polymer having azobenzene in the side chain is used, irradiation with polarized ultraviolet light causes an isomerization reaction at the azobenzene portion of the side chain parallel to the polarized light, and the liquid crystal is aligned in a direction perpendicular to the polarization direction. Align (for example, see Non-Patent Document 2).

以上の例のように、光配向法による液晶配向膜の配向処理方法では、ラビングを不要とし、発塵や静電気の発生の懸念が無い。そして、表面に凹凸のある液晶表示素子の基板に対しても配向処理を施すことができ、工業的な生産プロセスに好適な液晶配向膜の配向処理の方法となる。   As in the above example, the liquid crystal alignment film alignment treatment method by the photo alignment method eliminates the need for rubbing, and there is no fear of generation of dust or static electricity. An alignment process can be performed even on a substrate of a liquid crystal display element having an uneven surface, which is a method for aligning a liquid crystal alignment film suitable for an industrial production process.

特許第3893659号公報Japanese Patent No. 3893659

M. Shadt et al., Jpn. J. Appl. Phys. 31, 2155 (1992).M. Shadt et al., Jpn. J. Appl. Phys. 31, 2155 (1992). K. Ichimura et al., Chem. Rev. 100, 1847 (2000).K. Ichimura et al., Chem. Rev. 100, 1847 (2000).

以上のように、光配向法は、液晶表示素子の配向処理方法として従来から工業的に利用されてきたラビング法と比べてラビング工程そのものを不要とし、そのため大きな利点を備える。そして、ラビングによって配向制御能がほぼ一定となるラビング法に比べ、光配向法では、偏光した光の照射量を変化させて配向制御能を制御することができる。しかしながら、光配向法では、ラビング法による場合と同程度の配向制御能を実現しようとする場合、大量の偏光した光の照射量が必要となったり、安定な液晶の配向が実現できない場合がある。   As described above, the photo-alignment method does not require a rubbing process as compared with a rubbing method that has been industrially used as an alignment treatment method for liquid crystal display elements, and thus has a great advantage. And compared with the rubbing method in which the alignment control ability becomes almost constant by rubbing, the photo alignment method can control the alignment control ability by changing the irradiation amount of polarized light. However, in the photo-alignment method, in order to achieve the same degree of alignment control ability as in the rubbing method, a large amount of polarized light irradiation may be required or stable liquid crystal alignment may not be realized. .

例えば、上記した特許文献1に記載の分解型の光配向法では、ポリイミド膜に出力500Wの高圧水銀灯からの紫外光を60分間照射する必要があるなど、長時間かつ大量の紫外線照射が必要となる。また、二量化型や光異性化型の光配向法の場合においても、数J(ジュール)〜数十J程度の多くの量の紫外線照射が必要となる場合がある。さらに、光架橋型や光異性化型の光配向法の場合、液晶の配向の熱安定性や光安定性に劣るため、液晶表示素子とした場合に、配向不良や表示焼き付きが発生するといった問題があった。特に横電界駆動型の液晶表示素子では液晶分子を面内でスイッチングするため、液晶駆動後の液晶の配向ズレが発生しやすく、AC駆動に起因する表示焼き付きが大きな課題とされている。   For example, in the decomposition type photo-alignment method described in Patent Document 1, it is necessary to irradiate the polyimide film with ultraviolet light from a high-pressure mercury lamp with an output of 500 W for 60 minutes. Become. Even in the case of a dimerization type or photoisomerization type photo-alignment method, a large amount of ultraviolet irradiation of about several J (joule) to several tens of J may be required. Furthermore, in the case of the photo-crosslinking type or photoisomerization type photo-alignment method, since the thermal stability and light stability of the liquid crystal alignment are inferior, there is a problem that alignment failure or display burn-in occurs when a liquid crystal display element is used. was there. In particular, in a horizontal electric field drive type liquid crystal display element, since liquid crystal molecules are switched in a plane, alignment misalignment of liquid crystal after liquid crystal driving is likely to occur, and display burn-in caused by AC driving is a major issue.

したがって、光配向法では、配向処理の高効率化や安定な液晶配向の実現が求められており、液晶配向膜への高い配向制御能の付与を高効率に行うことができる液晶配向膜や液晶配向剤が求められている。   Therefore, in the photo-alignment method, there is a demand for higher efficiency of alignment treatment and realization of stable liquid crystal alignment, and liquid crystal alignment films and liquid crystals that can impart high alignment control ability to the liquid crystal alignment film with high efficiency. There is a need for aligning agents.

本発明は、高効率で配向制御能が付与され、焼き付き特性に優れた、横電界駆動型液晶表示素子用液晶配向膜を有する基板及び該基板を有する横電界駆動型液晶表示素子を提供することを目的とする。   The present invention provides a substrate having a liquid crystal alignment film for a horizontal electric field drive type liquid crystal display element which is provided with high efficiency and orientation control ability and has excellent image sticking characteristics, and a horizontal electric field drive type liquid crystal display element having the substrate. With the goal.

本発明者らは、上記課題を達成するべく鋭意検討を行った結果、以下の発明を見出した。
1.下記式(1)で表される構造を有するジアミンから得られる重合体と、有機溶媒とを含有する液晶配向剤。

Figure 2018045180

(式(1)中、Rは1価の有機基であり、R〜Rはそれぞれ独立に水素原子または1価の有機基であり、但しRおよびRのうち少なくともひとつは1価の有機基であり、Rは1価の有機基であり、mは0〜2の整数であり、nは0〜4の整数である。)
2.上記ジアミンとテトラカルボン酸二無水物との重合物であるポリイミド前駆体及びそのイミド化物であるポイミドからなる群から選ばれる少なくとも1種の重合体と、有機溶媒と、を含有する液晶配向剤。
3.上記ジアミンが、以下の式(2)で表される、上記1又は2に記載の液晶配向剤。
Figure 2018045180

(式(2)中、R〜R、mおよびnの定義は、上記式(1)と同様である。)
4.前記ポリイミド前駆体が、下記式(6)で表される上記1〜3のいずれかに記載の液晶配向剤。
Figure 2018045180

(式(6)において、Xはテトラカルボン酸誘導体に由来する4価の有機基であり、Yは式(1)の構造を含むジアミンに由来する2価の有機基であり、R11は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基である。)
5.前記式(6)中、Xの構造が下記構造中からなる群から選ばれる少なくとも1種である、上記4に記載の液晶配向剤。
Figure 2018045180
Figure 2018045180

6.前記式(6)で表される構造単位を有する重合体が、液晶配向剤に含有される全重合体に対して10モル%以上含有される上記4又は5に記載の液晶配向剤。
7.上記有機溶媒中に、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン及びジエチレングリコールジエチルエーテルからなる群から選ばれる少なくとも1種を含有する、上記4〜6のいずれかに記載の液晶配向剤。
8.[I]上記1乃至7のいずれかに記載の組成物を、横電界駆動用の導電膜を有する基板上に塗布して塗膜を形成する工程;
[II] [I]で得られた塗膜に偏光した紫外線を照射する工程;及び
[III] [II]で得られた塗膜を加熱する工程;
を有することによって配向制御能が付与された横電界駆動型液晶表示素子用液晶配向膜を得る、前記液晶配向膜を有する基板の製造方法。
9.上記8に記載の方法により製造された横電界駆動型液晶表示素子用液晶配向膜を有する基板。
10.上記9に記載の基板を有する横電界駆動型液晶表示素子。
11.上記9記載の基板(第1の基板)を準備する工程;
[I’] 第2の基板上に請求項1乃至7記載の組成物を、塗布して塗膜を形成する工程;
[II’] [I’]で得られた塗膜に偏光した紫外線を照射する工程;
[III’] [II’]で得られた塗膜を加熱する工程;を有することによって配向制御能が付与された液晶配向膜を得る、前記液晶配向膜を有する第2の基板を得る工程;及び
[IV] 液晶を介して前記第1及び第2の基板の液晶配向膜が相対するように、前記第1及び第2の基板を対向配置して液晶表示素子を得る工程;を有することにより、横電界駆動型液晶表示素子を得る、該液晶表示素子の製造方法。
12.上記11記載の方法により製造された横電界駆動型液晶表示素子。
13.下記式(1)で表される構造を有するジアミンとテトラカルボン酸二無水物との重合物であるポリイミド前駆体及びそのイミド化物であるポリイミドからなる群から選ばれる少なくとも1種の重合体。
Figure 2018045180

(式(1)中、Rは1価の有機基であり、R〜Rはそれぞれ独立に水素原子または1価の有機基であり、但しRおよびRのうち少なくともひとつは1価の有機基であり、Rは1価の有機基であり、mは0〜2の整数であり、nは0〜4の整数である。)
14.上記ジアミンが、以下の式(2)で表される、上記13に記載の重合体。
Figure 2018045180
(式(2)中、R〜R、mおよびnの定義は、上記式(1)と同様である。)
15.前記ポリイミド前駆体が、下記式(6)で表される上記13又は14に記載の重合体。
Figure 2018045180

(式(6)において、Xはテトラカルボン酸誘導体に由来する4価の有機基であり、Yは式(1)の構造を含むジアミンに由来する2価の有機基であり、R11は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基である。)
16.前記式(6)中、Xの構造が下記構造中からなる群から選ばれる少なくとも1種である、上記15に記載の重合体。
Figure 2018045180
Figure 2018045180


17.上記式(2)で表されるジアミン。 As a result of intensive studies to achieve the above problems, the present inventors have found the following invention.
1. The liquid crystal aligning agent containing the polymer obtained from the diamine which has a structure represented by following formula (1), and an organic solvent.
Figure 2018045180

(In Formula (1), R 1 is a monovalent organic group, R 2 to R 5 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group, provided that at least one of R 2 and R 3 is 1 R 6 is a monovalent organic group, m is an integer of 0 to 2, and n is an integer of 0 to 4.)
2. A liquid crystal aligning agent comprising at least one polymer selected from the group consisting of a polyimide precursor that is a polymer of the diamine and tetracarboxylic dianhydride and a poimide that is an imidized product thereof, and an organic solvent.
3. 3. The liquid crystal aligning agent according to 1 or 2 above, wherein the diamine is represented by the following formula (2).
Figure 2018045180

(In formula (2), the definitions of R 1 to R 6 , m and n are the same as in formula (1) above.)
4). The liquid crystal aligning agent in any one of said 1-3 whose said polyimide precursor is represented by following formula (6).
Figure 2018045180

(In Formula (6), X 1 is a tetravalent organic group derived from a tetracarboxylic acid derivative, Y 1 is a divalent organic group derived from a diamine containing the structure of Formula (1), and R 11 Is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.)
5. 5. The liquid crystal aligning agent according to 4 above, wherein in formula (6), the structure of X 1 is at least one selected from the group consisting of the following structures.
Figure 2018045180
Figure 2018045180

6). 6. The liquid crystal aligning agent according to 4 or 5 above, wherein the polymer having the structural unit represented by the formula (6) is contained in an amount of 10 mol% or more based on the total polymer contained in the liquid crystal aligning agent.
7). The liquid crystal aligning agent in any one of said 4-6 which contains at least 1 sort (s) chosen from the group which consists of 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone and diethylene glycol diethyl ether in the said organic solvent.
8). [I] A step of coating the composition according to any one of 1 to 7 above on a substrate having a conductive film for driving a lateral electric field to form a coating film;
[II] a step of irradiating the coating film obtained in [I] with polarized ultraviolet rays; and [III] a step of heating the coating film obtained in [II];
The manufacturing method of the board | substrate which has the said liquid crystal aligning film which obtains the liquid crystal aligning film for horizontal electric field drive type liquid crystal display elements by which orientation control ability was provided by having.
9. 9. A substrate having a liquid crystal alignment film for a lateral electric field drive type liquid crystal display device produced by the method described in 8 above.
10. 10. A lateral electric field drive type liquid crystal display device comprising the substrate according to 9 above.
11. Preparing a substrate (first substrate) according to 9 above;
[I ′] A step of coating the composition according to claim 1 on a second substrate to form a coating film;
[II ′] A step of irradiating the coating film obtained in [I ′] with polarized ultraviolet rays;
[III ′] a step of heating the coating film obtained in [II ′]; obtaining a liquid crystal alignment film having an alignment control ability by obtaining a second substrate having the liquid crystal alignment film; And [IV] obtaining a liquid crystal display element by disposing the first and second substrates so that the liquid crystal alignment films of the first and second substrates face each other through the liquid crystal. A method of manufacturing a liquid crystal display element, which obtains a horizontal electric field drive type liquid crystal display element.
12 12. A lateral electric field drive type liquid crystal display device manufactured by the method according to 11 above.
13. The at least 1 sort (s) of polymer chosen from the group which consists of the polyimide precursor which is a polymer of the diamine which has a structure represented by following formula (1), and tetracarboxylic dianhydride, and the imidized compound.
Figure 2018045180

(In Formula (1), R 1 is a monovalent organic group, R 2 to R 5 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group, provided that at least one of R 2 and R 3 is 1 R 6 is a monovalent organic group, m is an integer of 0 to 2, and n is an integer of 0 to 4.)
14 14. The polymer according to 13, wherein the diamine is represented by the following formula (2).
Figure 2018045180
(In formula (2), the definitions of R 1 to R 6 , m and n are the same as in formula (1) above.)
15. The polymer according to the above 13 or 14, wherein the polyimide precursor is represented by the following formula (6).
Figure 2018045180

(In Formula (6), X 1 is a tetravalent organic group derived from a tetracarboxylic acid derivative, Y 1 is a divalent organic group derived from a diamine containing the structure of Formula (1), and R 11 Is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.)
16. 16. The polymer according to 15 above, wherein in the formula (6), the structure of X 1 is at least one selected from the group consisting of the following structures.
Figure 2018045180
Figure 2018045180


17. Diamine represented by the above formula (2).

本発明により、高効率で配向制御能が付与され、焼き付き特性に優れた、横電界駆動型液晶表示素子用液晶配向膜を有する基板及び該基板を有する横電界駆動型液晶表示素子を提供することができる。
本発明の方法によって製造された横電界駆動型液晶表示素子は、高効率に配向制御能が付与されているため長時間連続駆動しても表示特性が損なわれることがない。
According to the present invention, there are provided a substrate having a liquid crystal alignment film for a horizontal electric field drive type liquid crystal display element which is provided with high efficiency and orientation control ability and has excellent image sticking characteristics, and a horizontal electric field drive type liquid crystal display element having the substrate. Can do.
Since the lateral electric field drive type liquid crystal display device manufactured by the method of the present invention is provided with the alignment control ability with high efficiency, the display characteristics are not impaired even when continuously driven for a long time.

本発明の製造方法において用いられる重合体組成物は、自己組織能を発現し得る感光性の主鎖型高分子(以下、単に主鎖型高分子とも呼ぶ)を有しており、前記重合体組成物を用いて得られる塗膜は、自己組織能を発現し得る感光性の主鎖型高分子を有する膜である。この塗膜にはラビング処理を行うこと無く、偏光照射によって配向処理を行う。そして、偏光照射の後、その主鎖型高分子膜を加熱する工程を経て、配向制御能が付与された塗膜(以下、液晶配向膜とも称する)となる。このとき、偏光照射によって発現した僅かな異方性がドライビングフォースとなり、主鎖型高分子自体が自己組織化により効率的に再配向する。その結果、液晶配向膜として高効率な配向処理が実現し、高い配向制御能が付与された液晶配向膜を得ることができる   The polymer composition used in the production method of the present invention has a photosensitive main chain polymer (hereinafter, also simply referred to as main chain polymer) capable of expressing self-organization ability, and the polymer The coating film obtained by using the composition is a film having a photosensitive main chain type polymer that can exhibit self-organization ability. This coating film is subjected to orientation treatment by irradiation with polarized light without being rubbed. And after polarized light irradiation, it passes through the process of heating the main chain type polymer film, and becomes a coating film (hereinafter also referred to as a liquid crystal alignment film) to which alignment control ability is imparted. At this time, the slight anisotropy developed by the irradiation of polarized light becomes a driving force, and the main chain polymer itself is efficiently reoriented by self-organization. As a result, a highly efficient alignment process can be realized as a liquid crystal alignment film, and a liquid crystal alignment film with high alignment control ability can be obtained.

以下、本発明の実施形態について詳しく説明する。
本発明の液晶配向剤は、下記式(1)で表される構造を有するジアミンから得られる重合体(以下、特定重合体とも、主鎖型高分子とも言う)を含有する液晶配向剤である。以下、各条件につき詳述する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
The liquid crystal aligning agent of the present invention is a liquid crystal aligning agent containing a polymer obtained from a diamine having a structure represented by the following formula (1) (hereinafter also referred to as a specific polymer or a main chain polymer). . Hereinafter, each condition will be described in detail.

<特定構造を有するジアミン>
本発明の液晶配向剤は、下記式(1)の構造を有するジアミン(本発明では、特定ジアミンともいう。)から得られる重合体と、有機溶媒とを含有する液晶配向剤である。

Figure 2018045180

上記式(1)中、Rは1価の有機基であり、R〜Rはそれぞれ独立に水素原子または1価の有機基であり、但しRおよびRのうち少なくともひとつは1価の有機基であり、Rは1価の有機基であり、mは0〜2の整数であり、nは0〜4の整数である。ここにおける1価の有機基としては、炭素数が1〜10、好ましくは1〜3を有する、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、フルオロアルキル基、フルオロアルケニル基、若しくはフルオロアルコキシ基が挙げられる。なかでも、1価の有機基としては、メチル基が好ましい。 <Diamine having a specific structure>
The liquid crystal aligning agent of the present invention is a liquid crystal aligning agent containing a polymer obtained from a diamine having the structure of the following formula (1) (also referred to as a specific diamine in the present invention) and an organic solvent.
Figure 2018045180

In the above formula (1), R 1 is a monovalent organic group, and R 2 to R 5 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group, provided that at least one of R 2 and R 3 is 1 R 6 is a monovalent organic group, m is an integer of 0 to 2, and n is an integer of 0 to 4. Examples of the monovalent organic group include an alkyl group, an alkenyl group, an alkoxy group, a fluoroalkyl group, a fluoroalkenyl group, or a fluoroalkoxy group having 1 to 10, preferably 1 to 3 carbon atoms. Especially, as a monovalent organic group, a methyl group is preferable.

上記ジアミンとしては、以下の式(2)で表されるジアミンが好ましい。

Figure 2018045180
(式(2)中、R〜R、mおよびnの定義は、上記式(1)と同様である。) As said diamine, the diamine represented by the following formula | equation (2) is preferable.
Figure 2018045180
(In formula (2), the definitions of R 1 to R 6 , m and n are the same as in formula (1) above.)

上記式(2)の構造を有するジアミンの具体例としては以下が例示出来るが、これらに限定されない。

Figure 2018045180

Figure 2018045180

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Figure 2018045180

Figure 2018045180

Figure 2018045180
Although the following can be illustrated as a specific example of the diamine which has a structure of the said Formula (2), it is not limited to these.
Figure 2018045180

Figure 2018045180

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Figure 2018045180

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Figure 2018045180

<特定ジアミンの合成方法>
上記特定ジアミンを合成する方法は特に限定されない。例えば、下記式(3)で表されるジニトロ化合物を使用し、その有するニトロ基を還元反応によりアミノ基に変換する方法が挙げられる。

Figure 2018045180
式(3)中、R〜R、mおよびnの定義は、上記式(1)と同様である <Method for synthesizing specific diamine>
The method for synthesizing the specific diamine is not particularly limited. For example, the method of using the dinitro compound represented by following formula (3), and converting the nitro group which it has into an amino group by a reductive reaction is mentioned.
Figure 2018045180
In the formula (3), the definitions of R 1 to R 6 , m and n are the same as those in the above formula (1).

上記還元反応に用いられる触媒は、市販品として入手できる活性炭担持金属が好ましく、例えば、パラジウム−活性炭、白金−活性炭、ロジウム−活性炭などが挙げられる。また、水酸化パラジウム、酸化白金、ラネーニッケル、鉄、亜鉛、錫など必ずしも活性炭担持型の金属触媒でなくてもよい。一般的に広く使用されている鉄、亜鉛、錫が、良好な結果が得られるので好ましい。 The catalyst used for the reduction reaction is preferably an activated carbon-supported metal available as a commercial product, and examples thereof include palladium-activated carbon, platinum-activated carbon, and rhodium-activated carbon. Further, palladium catalyst, platinum oxide, Raney nickel, iron, zinc, tin, and the like are not necessarily activated carbon-supporting metal catalysts. In general, iron, zinc, and tin that are widely used are preferable because good results can be obtained.

還元反応をより効果的に進行させるため、活性炭の共存下で反応を実施することもある。この時、使用する活性炭の量は特に限定されないが、ジニトロ化合物X1に対して1〜30質量%の範囲が好ましく、10〜20質量%がより好ましい。同様な理由により、加圧下で反応を実施する場合もある。この場合、ベンゼン核の還元を避けるため、20気圧までの加圧範囲で行う。好ましくは10気圧までの範囲で反応を実施する。必要に応じて、時間の短縮のため酸触媒を加えても良い。 In order to make the reduction reaction proceed more effectively, the reaction may be carried out in the presence of activated carbon. At this time, the amount of the activated carbon to be used is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 to 30% by mass and more preferably 10 to 20% by mass with respect to the dinitro compound X1. For the same reason, the reaction may be carried out under pressure. In this case, in order to avoid reduction of benzene nuclei, it is carried out in a pressure range up to 20 atm. The reaction is preferably carried out in the range up to 10 atm. If necessary, an acid catalyst may be added to shorten the time.

溶媒は、各原料と反応しない溶媒であれば、制限なく使用することができる。例えば、非プロトン性極性有機溶媒(DMF、DMSO、DMAc、NMP等);エーテル類(EtO、i−PrO、TBME、CPME、THF、ジオキサンなど);脂肪族炭化水素類(ペンタン、へキサン、ヘプタン、石油エーテル等);芳香族炭化水素類(ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、テトラリン等);ハロゲン系炭化水素類(クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタン等);低級脂肪酸エステル類(酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル等);ニトリル類(アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル等);プロトン性溶媒極性有機溶媒(メタノール、エタノール、HO等)などが使用できる。これらの溶媒は、反応の起こり易さなどを考慮して適宜選択することができ、1種単独で又は2種以上混合して用いることができる。必要に応じて、適当な脱水剤や乾燥剤を用いて溶媒を乾燥し、非水溶媒として用いることもできる。 If a solvent does not react with each raw material, it can be used without a restriction | limiting. For example, aprotic polar organic solvents (DMF, DMSO, DMAc, NMP, etc.); ethers (Et 2 O, i-Pr 2 O, TBME, CPME, THF, dioxane, etc.); aliphatic hydrocarbons (pentane, Hexane, heptane, petroleum ether, etc.); aromatic hydrocarbons (benzene, toluene, xylene, mesitylene, chlorobenzene, dichlorobenzene, nitrobenzene, tetralin, etc.); halogenated hydrocarbons (chloroform, dichloromethane, carbon tetrachloride, dichloroethane) Lower fatty acid esters (methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, etc.); nitriles (acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, etc.); protic solvent polar organic solvent (methanol, ethanol, H 2 O, etc.) Etc.) can be used. These solvents can be appropriately selected in consideration of the ease of reaction and the like, and can be used singly or in combination of two or more. If necessary, the solvent can be dried using a suitable dehydrating agent or desiccant and used as a non-aqueous solvent.

溶媒の使用量(反応濃度)は特に限定されないが、ジニトロ化合物に対し、0.1〜100質量倍である。好ましくは0.5〜30質量倍であり、さらに好ましくは1〜10質量倍である。
反応温度は特に限定されないが、−100℃から使用する溶媒の沸点までの範囲、好ましくは、−50〜150℃である。反応時間は、通常0.05〜350時間、好ましくは0.5〜100時間である。
Although the usage-amount (reaction concentration) of a solvent is not specifically limited, It is 0.1-100 mass times with respect to a dinitro compound. Preferably it is 0.5-30 mass times, More preferably, it is 1-10 mass times.
Although reaction temperature is not specifically limited, It is the range from -100 degreeC to the boiling point of the solvent to be used, Preferably, it is -50-150 degreeC. The reaction time is usually 0.05 to 350 hours, preferably 0.5 to 100 hours.

[式(3)の製法]
式(3)の化合物を合成する方法に特に制限はないが、例えば、下記式(4)で表されるけい皮酸誘導体を、塩化チオニル等で塩化物に変換した後式(5)で表されるニトロフェノール化合物とを反応させるか、下記式(4)で表されるけい皮酸誘導体を、縮合剤の存在下で、下記式(5)で表されるニトロフェノール化合物と反応させて合成する方法が挙げられる。

Figure 2018045180
[Production method of formula (3)]
The method for synthesizing the compound of the formula (3) is not particularly limited. For example, a cinnamic acid derivative represented by the following formula (4) is converted into a chloride with thionyl chloride or the like, and then represented by the formula (5). Or a cinnamic acid derivative represented by the following formula (4) is reacted with a nitrophenol compound represented by the following formula (5) in the presence of a condensing agent. The method of doing is mentioned.
Figure 2018045180

反応基質の量は、一般式(4)で表される化合物またはその塩化物1当量に対して1〜10当量の一般式(5)で表される化合物を用いることができる。 The amount of the reaction substrate may be 1 to 10 equivalents of the compound represented by the general formula (5) or 1 equivalent to the chloride represented by the compound represented by the general formula (4).

縮合剤としては、通常のエステル合成に使用されるものであれば特に制限はないが、例えば向山試薬(2-クロロ-N-メチルピリジニウム アイオダイド)、DCC(1,3-ジシクロヘキシルカルボジイミド)、EDC(1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)-カルボジイミド 塩酸塩)、CDI(カルボニルジイミダゾール)、ジメチルプロピニルスルホニウム ブロマイド、プロパルギルトリフェニルホスホニウム ブロマイド、DEPC(シアノ燐酸ジエチル)等を、一般式(4)で表される化合物に対して1〜4当量用いることができる。   The condensing agent is not particularly limited as long as it is used for ordinary ester synthesis. For example, Mukaiyama reagent (2-chloro-N-methylpyridinium iodide), DCC (1,3-dicyclohexylcarbodiimide), EDC ( 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) -carbodiimide hydrochloride), CDI (carbonyldiimidazole), dimethylpropynylsulfonium bromide, propargyltriphenylphosphonium bromide, DEPC (diethyl cyanophosphate), etc. 1 to 4 equivalents relative to the compound represented by

溶媒を用いる場合、用いられる溶媒としては反応の進行を阻害しないものであれば特に制限はないが、例えばベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素類、シクロヘキサン等の脂環式炭化水素類、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等の芳香族ハロゲン化炭化水素類、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、1,2-ジクロロエタン、1,1,1-トリクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン等の脂肪族ハロゲン化炭化水素類、ジエチルエーテル、t-ブチルメチルエーテル、1,2-ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン等のエーテル類、酢酸エチル、プロピオン酸エチル等のエステル類、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン等のアミド類、トリエチルアミン、トリブチルアミン、N,N-ジメチルアニリン等のアミン類、ピリジン、ピコリン等のピリジン類、アセトニトリル及びジメチルスルホキシド等が挙げられる。これらの溶媒は単独で用いても、これらのうちの2種類以上を混合して用いてもよい。   In the case of using a solvent, the solvent to be used is not particularly limited as long as it does not inhibit the progress of the reaction. For example, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene, and aliphatic hydrocarbons such as hexane and heptane. , Cycloaliphatic alicyclic hydrocarbons, chlorobenzene, dichlorobenzene and other aromatic halogenated hydrocarbons, dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride, 1,2-dichloroethane, 1,1,1-trichloroethane, trichloroethylene, tetrachloroethylene Aliphatic halogenated hydrocarbons such as diethyl ether, t-butyl methyl ether, ethers such as 1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran and 1,4-dioxane, esters such as ethyl acetate and ethyl propionate, N , N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pi Examples include amides such as loridone, amines such as triethylamine, tributylamine and N, N-dimethylaniline, pyridines such as pyridine and picoline, acetonitrile and dimethyl sulfoxide. These solvents may be used alone or as a mixture of two or more thereof.

塩基の添加は必ずしも必要ではないが、塩基を用いる場合、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属炭酸塩、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等のアルカリ金属重炭酸塩、トリエチルアミン、トリブチルアミン、N,N-ジメチルアニリン、ピリジン、4-(ジメチルアミノ)ピリジン、イミダゾール、1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]-7-ウンデセン等の有機塩基等を一般式(4)で表される化合物に対して1〜4当量用いることができる。   It is not always necessary to add a base, but when a base is used, for example, an alkali metal hydroxide such as sodium hydroxide or potassium hydroxide, an alkali metal carbonate such as sodium carbonate or potassium carbonate, sodium hydrogen carbonate, or potassium hydrogen carbonate. Alkali metal bicarbonates such as triethylamine, tributylamine, N, N-dimethylaniline, pyridine, 4- (dimethylamino) pyridine, imidazole, 1,8-diazabicyclo [5,4,0] -7-undecene, etc. An organic base etc. can be used for 1-4 equivalent with respect to the compound represented by General formula (4).

反応温度は−60℃から反応混合物の還流温度までの任意の温度を設定することができ、反応時間は、反応基質の濃度、反応温度によって変化するが、通常5分から100時間の範囲で任意に設定できる。   The reaction temperature can be set to an arbitrary temperature from −60 ° C. to the reflux temperature of the reaction mixture, and the reaction time varies depending on the concentration of the reaction substrate and the reaction temperature, but is usually arbitrarily within the range of 5 minutes to 100 hours. Can be set.

一般的には、例えば一般式(4)で表される化合物1当量に対して1〜10当量の一般式(5)で表される化合物及び1〜4当量のWSC(1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)-カルボジイミド 塩酸塩)、CDI(カルボニルジイミダゾール)等の縮合剤を用い、必要ならば1〜4当量の炭酸カリウム、トリエチルアミン、ピリジン、4-(ジメチルアミノ)ピリジン等の塩基存在下にて、無溶媒か又はジクロロメタン、クロロホルム、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン等の溶媒を用い、0℃からこれらの溶媒の還流温度の範囲で、10分から24時間反応を行なうのが好ましい。   In general, for example, 1 to 10 equivalents of the compound represented by the general formula (5) and 1 to 4 equivalents of WSC (1-ethyl-3-ethyl) with respect to 1 equivalent of the compound represented by the general formula (4). (3-dimethylaminopropyl) -carbodiimide hydrochloride), CDI (carbonyldiimidazole) and other condensing agents. If necessary, 1-4 equivalents of potassium carbonate, triethylamine, pyridine, 4- (dimethylamino) pyridine, etc. In the presence of a base, the reaction is carried out for 10 minutes to 24 hours using no solvent or a solvent such as dichloromethane, chloroform, diethyl ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, etc., in the range of 0 ° C. to the reflux temperature of these solvents. Is preferred.

<重合体>
本発明の重合体は、上記ジアミンを用いて得られる重合体である。具体例としては、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、ポリイミド、ポリウレア、ポリアミドなどが挙げられるが、液晶配向剤としての使用の観点から、下記式(6)で表される構造単位を含むポリイミド前駆体、及びそのイミド化物であるポリイミドから選ばれる少なくとも1種であるとより好ましい。

Figure 2018045180

上記式(6)において、Xはテトラカルボン酸誘導体に由来する4価の有機基であり、Yは式(1)の構造を含むジアミンに由来する2価の有機基であり、R11は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基である。R11は、加熱によるイミド化のしやすさの点から、水素原子、メチル基又はエチル基が好ましい。 <Polymer>
The polymer of the present invention is a polymer obtained using the diamine. Specific examples include polyamic acid, polyamic acid ester, polyimide, polyurea, polyamide and the like. From the viewpoint of use as a liquid crystal aligning agent, a polyimide precursor containing a structural unit represented by the following formula (6), And at least one selected from polyimides as imidized products thereof.
Figure 2018045180

In the above formula (6), X 1 is a tetravalent organic group derived from a tetracarboxylic acid derivative, Y 1 is a divalent organic group derived from a diamine containing the structure of formula (1), and R 11 Is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. R 11 is preferably a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group from the viewpoint of ease of imidization by heating.

<テトラカルボン酸二無水物>
はテトラカルボン酸誘導体に由来する4価の有機基であり、その構造は特に限定されるものではない。また、ポリイミド前駆体中のXは、重合体の溶媒への溶解性や液晶配向剤の塗布性、液晶配向膜とした場合における液晶の配向性、電圧保持率、蓄積電荷など、必要とされる特性の程度に応じて適宜選択され、同一重合体中に1種類であってもよく、2種類以上が混在していても良い。
の具体例をあえて示すならば、国際公開公報2015/119168の13項〜14項に掲載される、式(X−1)〜(X−46)の構造などが挙げられる。
<Tetracarboxylic dianhydride>
X 1 is a tetravalent organic group derived from a tetracarboxylic acid derivative, and its structure is not particularly limited. X 1 in the polyimide precursor is required for the solubility of the polymer in the solvent, the coating property of the liquid crystal aligning agent, the orientation of the liquid crystal when it is used as the liquid crystal alignment film, the voltage holding ratio, the accumulated charge, etc. Depending on the degree of the properties to be selected, one type may be used in the same polymer, or two or more types may be mixed.
If Specific examples of X 1 dare shown, it is published in paragraph 13 to 14, wherein the WO 2015/119168, such as the structure of formula (X-1) ~ (X -46) are mentioned.

以下に、好ましいXの構造を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。

Figure 2018045180
Below, shows the structure of a preferred X 1, the present invention is not limited thereto.
Figure 2018045180

Figure 2018045180
Figure 2018045180

上記の構造のうち、(A−1)、(A−2)はラビング耐性の更なる向上という観点から特に好ましく、(A−4)は蓄積電荷の緩和速度の更なる向上という観点から特に好ましく、(A−15)〜(A−17)などは、液晶配向性と蓄積電荷の緩和速度の更なる向上という観点から特に好ましい。 Of the above structures, (A-1) and (A-2) are particularly preferable from the viewpoint of further improving rubbing resistance, and (A-4) is particularly preferable from the viewpoint of further improving the relaxation rate of accumulated charge. , (A-15) to (A-17) are particularly preferred from the standpoint of further improving the liquid crystal orientation and the rate of relaxation of accumulated charges.

<ジアミン>
式(6)において、Yの具体例としては前記式(1)のジアミンから2つのアミノ基を除いた構造を挙げることができる。なかでも、Yは上記式(1―1)、(1−2)の構造から2つのアミノ基を除いた構造であると特に好ましい。
<Diamine>
In Formula (6), specific examples of Y 1 include a structure in which two amino groups are removed from the diamine of Formula (1). Among these, Y 1 is particularly preferably a structure obtained by removing two amino groups from the structures of the above formulas (1-1) and (1-2).

<重合体(その他の構造単位)>
式(6)で表される構造単位を含むポリイミド前駆体は、本発明の効果を損なわない範囲において、下記式(7)で表される構造単位、及びそのイミド化物であるポリイミドから選ばれる少なくとも1種を含んでいても良い。

Figure 2018045180

式(7)において、Xはテトラカルボン酸誘導体に由来する4価の有機基であり、Yは式(1)の構造を主鎖方向に含まないジアミンに由来する2価の有機基であり、R12は、前記式(6)のR11の定義と同じであり、R22は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。また、2つあるR22の少なくとも一方は水素原子であることが好ましい。 <Polymer (other structural units)>
The polyimide precursor containing the structural unit represented by the formula (6) is at least selected from the structural unit represented by the following formula (7) and a polyimide that is an imidized product thereof, as long as the effects of the present invention are not impaired. One kind may be included.
Figure 2018045180

In Formula (7), X 2 is a tetravalent organic group derived from a tetracarboxylic acid derivative, and Y 2 is a divalent organic group derived from a diamine that does not include the structure of Formula (1) in the main chain direction. Yes, R 12 is the same as the definition of R 11 in the formula (6), and R 22 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Moreover, it is preferable that at least one of two R < 22 > is a hydrogen atom.

の具体例としては、好ましい例も含めて式(6)のXで例示したものと同じ構造を挙げることができる。また、ポリイミド前駆体中のYは式(1)の構造を主鎖方向に含まないジアミンに由来する二価の有機基であり、その構造は特に限定されない。また、Yは重合体の溶媒への溶解性や液晶配向剤の塗布性、液晶配向膜とした場合における液晶の配向性、電圧保持率、蓄積電荷など、必要とされる特性の程度に応じて適宜選択され、同一重合体中に1種類であってもよく、2種類以上が混在していても良い。 Specific examples of X 2 include the same structures as those exemplified for X 1 in formula (6), including preferred examples. Y 2 in the polyimide precursor is a divalent organic group derived from a diamine that does not include the structure of formula (1) in the main chain direction, and the structure is not particularly limited. Y 2 depends on the degree of required properties such as the solubility of the polymer in the solvent, the coating property of the liquid crystal aligning agent, the orientation of the liquid crystal when it is used as the liquid crystal alignment film, the voltage holding ratio, and the accumulated charge. 1 type may be selected in the same polymer, and 2 or more types may be mixed.

の具体例をあえて示すならば、国際公開公報2015/119168の4項に掲載される式(2)の構造、及び、8項〜12項に掲載される、式(Y−1)〜(Y−97)、(Y−101)〜(Y−118)の構造;国際公開公報2013/008906の6項に掲載される、式(2)からアミノ基を2つ除いた二価の有機基;国際公開公報2015/122413の8項に掲載される式(1)からアミノ基を2つ除いた二価の有機基;国際公開公報2015/060360の8項に掲載される式(3)の構造;日本国公開特許公報2012−173514の8項に記載される式(1)からアミノ基を2つ除いた二価の有機基;国際公開公報2010−050523の9項に掲載される式(A)〜(F)からアミノ基を2つ除いた二価の有機基、などが挙げられる。 If you dare Specific examples of Y 2, the structure of the formulas listed in item 4 of WO 2015/119168 (2), and is published in 12 paragraphs 8 wherein the formula (Y-1) ~ Structures of (Y-97) and (Y-101) to (Y-118); a divalent organic compound obtained by removing two amino groups from formula (2), which is described in paragraph 6 of International Publication No. 2013/008906 Group: a divalent organic group obtained by removing two amino groups from formula (1) published in paragraph 8 of International Publication No. 2015/122413; formula (3) published in paragraph 8 of International Publication No. 2015/060360 A divalent organic group obtained by removing two amino groups from formula (1) described in paragraph 8 of Japanese Patent Application Publication No. 2012-173514; a formula published in paragraph 9 of International Publication No. 2010-050523 (A)-(F) is a divalent product obtained by removing two amino groups Organic groups, and the like.

以下に、好ましいYの構造を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。

Figure 2018045180
Are shown below, but the preferred Y 2 structure, the present invention is not limited thereto.
Figure 2018045180

Figure 2018045180
Figure 2018045180

Figure 2018045180
Figure 2018045180

Figure 2018045180
Figure 2018045180

上記の構造のうち、(B−28)、(B−29)などは、ラビング耐性の更なる向上という観点から特に好ましく、(B−1)〜(B−3)などは、液晶配向性の更なる向上という観点から特に好ましく、(B−14)〜(B−18)、(B−27)、(B−31)及び(B−32)などは、蓄積電荷の緩和速度の更なる向上という観点から特に好ましく、(B−26)などは、電圧保持率の更なる向上という観点から好ましい。
式(6)で表される構造単位を含むポリイミド前駆体が、式(7)で表される構造単位を同時に含む場合、式(6)で表される構造単位は、式(6)と式(7)の合計に対して10モル%以上であることが好ましく、より好ましくは20モル%以上であり、特に好ましくは30モル%以上である。
Among the above structures, (B-28), (B-29) and the like are particularly preferable from the viewpoint of further improving rubbing resistance, and (B-1) to (B-3) and the like are liquid crystal alignment properties. From the viewpoint of further improvement, (B-14) to (B-18), (B-27), (B-31), (B-32) and the like are further improved in the rate of relaxation of accumulated charges. (B-26) and the like are particularly preferable from the viewpoint of further improving the voltage holding ratio.
When the polyimide precursor containing the structural unit represented by Formula (6) includes the structural unit represented by Formula (7) at the same time, the structural unit represented by Formula (6) is represented by Formula (6) and Formula It is preferable that it is 10 mol% or more with respect to the sum total of (7), More preferably, it is 20 mol% or more, Most preferably, it is 30 mol% or more.

本発明に用いるポリイミド前駆体の分子量は、重量平均分子量で2,000〜500,000が好ましく、より好ましくは5,000〜300,000であり、さらに好ましくは、10,000〜100,000である。
式(1)で表される2価の基を主鎖に有するポリイミドとしては、前記のポリイミド前駆体を閉環させて得られるポリイミドが挙げられる。このポリイミドにおいては、アミド酸基の閉環率(イミド化率ともいう)は必ずしも100%である必要はなく、用途や目的に応じて任意に調整できる。
ポリイミド前駆体をイミド化させる方法としては、ポリイミド前駆体の溶液をそのまま加熱する熱イミド化、又はポリイミド前駆体の溶液に触媒を添加する触媒イミド化が挙げられる。
The molecular weight of the polyimide precursor used in the present invention is preferably 2,000 to 500,000 in terms of weight average molecular weight, more preferably 5,000 to 300,000, and still more preferably 10,000 to 100,000. is there.
Examples of the polyimide having a divalent group represented by the formula (1) in the main chain include a polyimide obtained by ring-closing the polyimide precursor. In this polyimide, the ring closure rate (also referred to as imidation rate) of the amic acid group is not necessarily 100%, and can be arbitrarily adjusted according to the use and purpose.
Examples of the method for imidizing the polyimide precursor include thermal imidization in which the polyimide precursor solution is heated as it is, or catalytic imidization in which a catalyst is added to the polyimide precursor solution.

<液晶配向剤>
本発明の液晶配向剤は、式(1)で表される構造を有するジアミンから得られる重合体(特定重合体)を含有するものであるが、本発明に記載の効果を奏する限度において、異なる構造の特定重合体を2種以上含有していてもよい。また、特定重合体に加えて、その他の重合体、即ち式(1)で表される2価の基を有さない重合体を含有していてもよい。その他の重合体の種類としては、ポリアミック酸、ポリイミド、ポリアミック酸エステル、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレア、ポリオルガノシロキサン、セルロース誘導体、ポリアセタール、ポリスチレンまたはその誘導体、ポリ(スチレン−フェニルマレイミド)誘導体、ポリ(メタ)アクリレートなどを挙げることができる。本発明の液晶配向剤がその他の重合体を含有する場合、全重合体成分に対する特定重合体の割合は5質量%以上であることが好ましく、その一例として5〜95質量%が挙げられる。
<Liquid crystal aligning agent>
Although the liquid crystal aligning agent of this invention contains the polymer (specific polymer) obtained from the diamine which has a structure represented by Formula (1), it differs in the limit which has an effect as described in this invention. Two or more specific polymers having a structure may be contained. Moreover, in addition to a specific polymer, you may contain the other polymer, ie, the polymer which does not have a bivalent group represented by Formula (1). Other polymer types include polyamic acid, polyimide, polyamic acid ester, polyester, polyamide, polyurea, polyorganosiloxane, cellulose derivative, polyacetal, polystyrene or derivatives thereof, poly (styrene-phenylmaleimide) derivative, poly (meta ) Acrylate and the like. When the liquid crystal aligning agent of this invention contains another polymer, it is preferable that the ratio of the specific polymer with respect to all the polymer components is 5 mass% or more, and 5-95 mass% is mentioned as the example.

液晶配向剤は、液晶配向膜を作製するために用いられるものであり、均一な薄膜を形成させるという観点から、一般的には塗布液の形態をとる。本発明の液晶配向剤においても前記した重合体成分と、この重合体成分を溶解させる有機溶媒とを含有する塗布液であることが好ましい。その際、液晶配向剤中の重合体の濃度は、形成させようとする塗膜の厚みの設定によって適宜変更することができる。均一で欠陥のない塗膜を形成させるという点からは、1質量%以上であることが好ましく、溶液の保存安定性の点からは、10質量%以下とすることが好ましい。特に好ましい重合体の濃度は、2〜8質量%である。 The liquid crystal aligning agent is used for producing a liquid crystal aligning film, and generally takes the form of a coating liquid from the viewpoint of forming a uniform thin film. Also in the liquid crystal aligning agent of this invention, it is preferable that it is a coating liquid containing an above-described polymer component and the organic solvent in which this polymer component is dissolved. At that time, the concentration of the polymer in the liquid crystal aligning agent can be appropriately changed by setting the thickness of the coating film to be formed. From the viewpoint of forming a uniform and defect-free coating film, the content is preferably 1% by mass or more, and from the viewpoint of storage stability of the solution, it is preferably 10% by mass or less. A particularly preferable concentration of the polymer is 2 to 8% by mass.

液晶配向剤に含有される有機溶媒は、重合体成分が均一に溶解するものであれば特に限定されない。その具体例を挙げるならば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、1,3−ジメチル−イミダゾリジノン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノンなどを挙げることができる。なかでも、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、又はγ−ブチロラクトンを用いることが好ましい。   The organic solvent contained in the liquid crystal aligning agent is not particularly limited as long as the polymer component is uniformly dissolved. Specific examples include N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, dimethyl sulfoxide, γ-butyrolactone, 1,3-dimethyl. -Imidazolidinone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone and the like can be mentioned. Among these, N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, or γ-butyrolactone is preferably used.

また、液晶配向剤に含有される有機溶媒は、上記のような溶媒に加えて液晶配向剤を塗布する際の塗布性や塗膜の表面平滑性を向上させる溶媒を併用した混合溶媒を使用することが一般的であり、本発明の液晶配向剤においてもこのような混合溶媒は好適に用いられる。併用する有機溶媒の具体例を下記に挙げるが、これらの例に限定されるものではない。   Moreover, the organic solvent contained in the liquid crystal aligning agent uses a mixed solvent that is used in combination with a solvent that improves the coating properties and the surface smoothness of the coating film when the liquid crystal aligning agent is applied in addition to the above-described solvents. Such a mixed solvent is also preferably used in the liquid crystal aligning agent of the present invention. Specific examples of the organic solvent to be used in combination are given below, but the organic solvent is not limited to these examples.

例えば、エタノール、イソプロピルアルコール、1−ブタノール、2−ブタノール、イソブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、2−メチル−1−ブタノール、イソペンチルアルコール、tert−ペンチルアルコール、3−メチル−2−ブタノール、ネオペンチルアルコール、1−ヘキサノール、2−メチル−1−ペンタノール、2−メチル−2−ペンタノール、2−エチル−1−ブタノール、1−ヘプタノール、2−ヘプタノール、3−ヘプタノール、1−オクタノール、2−オクタノール、2−エチル−1−ヘキサノール、シクロヘキサノール、1−メチルシクロヘキサノール、2−メチルシクロヘキサノール、3−メチルシクロヘキサノール、1,2−エタンジオール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジヘキシルエーテル、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、1,2−ブトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、2−ペンタノン、3−ペンタノン、2−ヘキサノン、2−ヘプタノン、4−ヘプタノン、3−エトキシブチルアセタート、1−メチルペンチルアセタート、2−エチルブチルアセタート、2−エチルヘキシルアセタート、エチレングリコールモノアセタート、エチレングリコールジアセタート、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、2−(メトキシメトキシ)エタノール、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノイソアミルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、2−(ヘキシルオキシ)エタノール、フルフリルアルコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノブチルエーテル、1−(ブトキシエトキシ)プロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセタート、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセタート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセタート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセタート、エチレングリコールモノアセタート、エチレングリコールジアセタート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセタート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセタート、2−(2−エトキシエトキシ)エチルアセタート、ジエチレングリコールアセタート、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、乳酸メチル、乳酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸メチルエチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸、3−メトキシプロピオン酸、3−メトキシプロピオン酸プロピル、3−メトキシプロピオン酸ブチル、乳酸メチルエステル、乳酸エチルエステル、乳酸n−プロピルエステル、乳酸n−ブチルエステル、乳酸イソアミルエステル、下記式[D−1]〜[D−3]で表される溶媒などを挙げることができる。

Figure 2018045180
式[D−1]中、Dは炭素数1〜3のアルキル基を示し、式[D−2]中、Dは炭素数1〜3のアルキル基を示し、式[D−3]中、Dは炭素数1〜4のアルキル基を示す。 For example, ethanol, isopropyl alcohol, 1-butanol, 2-butanol, isobutyl alcohol, tert-butyl alcohol, 1-pentanol, 2-pentanol, 3-pentanol, 2-methyl-1-butanol, isopentyl alcohol, tert-pentyl alcohol, 3-methyl-2-butanol, neopentyl alcohol, 1-hexanol, 2-methyl-1-pentanol, 2-methyl-2-pentanol, 2-ethyl-1-butanol, 1-heptanol 2-heptanol, 3-heptanol, 1-octanol, 2-octanol, 2-ethyl-1-hexanol, cyclohexanol, 1-methylcyclohexanol, 2-methylcyclohexanol, 3-methylcyclohexanol, 1,2- Etanji 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, 1,5-pentane Diol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, dipropyl ether, dibutyl ether, dihexyl ether, dioxane, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, 1,2-butoxyethane, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, diethylene glycol methyl ethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, 2-pe Thanone, 3-pentanone, 2-hexanone, 2-heptanone, 4-heptanone, 3-ethoxybutyl acetate, 1-methylpentyl acetate, 2-ethylbutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, ethylene glycol monoacetate , Ethylene glycol diacetate, propylene carbonate, ethylene carbonate, 2- (methoxymethoxy) ethanol, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monoisoamyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, 2- (hexyloxy) ethanol, furfuryl alcohol, Diethylene glycol, propylene glycol, propylene glycol monobutyl ether, 1- (butoxyethoxy) propanol, propylene glycol monomethyl Ether acetate, dipropylene glycol, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol mono Butyl ether acetate, ethylene glycol monoacetate, ethylene glycol diacetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, 2- (2-ethoxyethoxy) ethyl acetate, diethylene glycol acetate, triethylene glycol, triethylene glycol Ethylene glycol monomethyl ether, Liethylene glycol monoethyl ether, methyl lactate, ethyl lactate, methyl acetate, ethyl acetate, n-butyl acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl 3-methoxypropionate, 3-ethoxypropionic acid Methyl ethyl, ethyl 3-methoxypropionate, 3-ethoxypropionic acid, 3-methoxypropionic acid, propyl 3-methoxypropionate, butyl 3-methoxypropionate, methyl lactate, ethyl lactate, n-propyl lactate, Examples thereof include lactic acid n-butyl ester, lactic acid isoamyl ester, and solvents represented by the following formulas [D-1] to [D-3].
Figure 2018045180
In the formula [D-1], D 1 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. In the formula [D-2], D 2 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. The formula [D-3] Among them, D 3 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

なかでも、1−ヘキサノール、シクロヘキサノール、1,2−エタンジオール、1,2−プロパンジオール、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、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ブチルエーテル又はジプロピレングリコールジメチルエーテルを用いることが好ましい。このような溶媒の種類及び含有量は、液晶配向剤の塗布装置、塗布条件、塗布環境などに応じて適宜選択される。 Among them, 1-hexanol, cyclohexanol, 1,2-ethanediol, 1,2-propanediol, propylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol diethyl ether, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, ethylene glycol monobutyl ether or It is preferable to use dipropylene glycol dimethyl ether. The kind and content of such a solvent are appropriately selected according to the application device, application conditions, application environment, and the like of the liquid crystal aligning agent.

本発明の液晶配向剤は、本発明の効果を損なわない範囲において、重合体成分及び有機溶媒以外の成分を追加的に含有しても良い。このような追加成分としては、液晶配向膜と基板との密着性や液晶配向膜とシール材との密着性を高めるための密着助剤、液晶配向膜の強度を高めるための架橋剤、液晶配向膜の誘電率や電気抵抗を調整するための誘電体や導電物質などが挙げられる。これら追加成分の具体例としては、液晶配向剤に関する公知の文献に種々開示されているとおりであるが、あえてその一例を示すなら、公開公報2015/060357号パンフレットの53ページ[0105]〜55ページ[0116]に開示されている成分などが挙げられる。   The liquid crystal aligning agent of this invention may contain additionally components other than a polymer component and an organic solvent in the range which does not impair the effect of this invention. Examples of such additional components include an adhesion aid for increasing the adhesion between the liquid crystal alignment film and the substrate and the adhesion between the liquid crystal alignment film and the sealing material, a crosslinking agent for increasing the strength of the liquid crystal alignment film, and the liquid crystal alignment. Examples thereof include dielectrics and conductive materials for adjusting the dielectric constant and electric resistance of the film. Specific examples of these additional components are as disclosed in various known literatures relating to liquid crystal aligning agents. However, if an example is given, pages 53 [0105] to 55 of the pamphlet of Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015/060357. And the like as disclosed in [0116].

<液晶配向膜を有する基板の製造方法>及び<液晶表示素子の製造方法>
本発明の液晶配向膜を有する基板の製造方法は、
[I] (A)感光性の主鎖型高分子、及び(B)有機溶媒を含有する重合体組成物を、横電界駆動用の導電膜を有する基板上に塗布して塗膜を形成する工程;
[II] [I]で得られた塗膜に偏光した紫外線を照射する工程;及び
[III] [II]で得られた塗膜を加熱する工程;
を有する。
上記工程により、配向制御能が付与された横電界駆動型液晶表示素子用液晶配向膜を得ることができ、該液晶配向膜を有する基板を得ることができる。
<Manufacturing method of substrate having liquid crystal alignment film> and <Manufacturing method of liquid crystal display element>
The method for producing a substrate having the liquid crystal alignment film of the present invention is as follows.
[I] (A) A polymer composition containing a photosensitive main chain polymer and (B) an organic solvent is applied onto a substrate having a conductive film for driving a lateral electric field to form a coating film. Process;
[II] a step of irradiating the coating film obtained in [I] with polarized ultraviolet rays; and [III] a step of heating the coating film obtained in [II];
Have
Through the above steps, a liquid crystal alignment film for a lateral electric field drive type liquid crystal display element to which alignment control ability is imparted can be obtained, and a substrate having the liquid crystal alignment film can be obtained.

また、上記得られた基板(第1の基板)の他に、第2の基板を準備することにより、横電界駆動型液晶表示素子を得ることができる。
第2の基板は、横電界駆動用の導電膜を有する基板に代わって、横電界駆動用の導電膜を有しない基板を用いる以外、上記工程[I]〜[III](横電界駆動用の導電膜を有しない基板を用いるため、便宜上、本願において、工程[I’]〜[III’]と略記する場合がある)を用いることにより、配向制御能が付与された液晶配向膜を有する第2の基板を得ることができる。
Further, by preparing a second substrate in addition to the obtained substrate (first substrate), a lateral electric field drive type liquid crystal display element can be obtained.
The second substrate is replaced with a substrate having no lateral electric field driving conductive film instead of a substrate having no lateral electric field driving conductive film, except that the above steps [I] to [III] (lateral electric field driving For the sake of convenience, the substrate having no conductive film is sometimes referred to as processes [I ′] to [III ′] in some cases for the sake of convenience. Two substrates can be obtained.

横電界駆動型液晶表示素子の製造方法は、
[IV] 上記で得られた第1及び第2の基板を、液晶を介して第1及び第2の基板の液晶配向膜が相対するように、対向配置して液晶表示素子を得る工程;
を有する。これにより横電界駆動型液晶表示素子を得ることができる。
The manufacturing method of the horizontal electric field drive type liquid crystal display element is:
[IV] A step of obtaining a liquid crystal display element by arranging the first and second substrates obtained above so that the liquid crystal alignment films of the first and second substrates face each other with liquid crystal interposed therebetween;
Have Thereby, a horizontal electric field drive type liquid crystal display element can be obtained.

以下、本発明の製造方法の有する[I]〜[III]、および[IV]の各工程について説明する。
<工程[I]>
工程[I]では、横電界駆動用の導電膜を有する基板上に、感光性の主型高分子及び有機溶媒を含有する重合体組成物を塗布して塗膜を形成する。
Hereinafter, each step [I] to [III] and [IV] of the production method of the present invention will be described.
<Process [I]>
In step [I], a polymer composition containing a photosensitive main polymer and an organic solvent is applied to a substrate having a conductive film for driving a lateral electric field to form a coating film.

<基板>
基板については、特に限定はされないが、製造される液晶表示素子が透過型である場合、透明性の高い基板が用いられることが好ましい。その場合、特に限定はされず、ガラス基板、またはアクリル基板やポリカーボネート基板等のプラスチック基板等を用いることができる。
また、反射型の液晶表示素子への適用を考慮し、シリコンウェハなどの不透明な基板も使用できる。
<Board>
Although it does not specifically limit about a board | substrate, When the liquid crystal display element manufactured is a transmission type, it is preferable that a highly transparent board | substrate is used. In that case, there is no particular limitation, and a glass substrate or a plastic substrate such as an acrylic substrate or a polycarbonate substrate can be used.
In consideration of application to a reflective liquid crystal display element, an opaque substrate such as a silicon wafer can also be used.

<横電界駆動用の導電膜>
基板は、横電界駆動用の導電膜を有する。
該導電膜として、液晶表示素子が透過型である場合、ITO(Indium Tin Oxide:酸化インジウムスズ)、IZO(Indium Zinc Oxide:酸化インジウム亜鉛)などを挙げることができるが、これらに限定されない。
また、反射型の液晶表示素子の場合、導電膜として、アルミなどの光を反射する材料などを挙げることができるがこれらに限定されない。
基板に導電膜を形成する方法は、従来公知の手法を用いることができる。
<Conductive film for driving lateral electric field>
The substrate has a conductive film for driving a lateral electric field.
Examples of the conductive film include, but are not limited to, ITO (Indium Tin Oxide) and IZO (Indium Zinc Oxide) when the liquid crystal display element is a transmission type.
In the case of a reflective liquid crystal display element, examples of the conductive film include, but are not limited to, a material that reflects light such as aluminum.
As a method for forming a conductive film on a substrate, a conventionally known method can be used.

上述した重合体組成物を横電界駆動用の導電膜を有する基板上に塗布する方法は特に限定されない。
塗布方法は、工業的には、スクリーン印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷またはインクジェット法などで行う方法が一般的である。その他の塗布方法としては、ディップ法、ロールコータ法、スリットコータ法、スピンナ法(回転塗布法)またはスプレー法などがあり、目的に応じてこれらを用いてもよい。
The method for applying the polymer composition described above onto a substrate having a conductive film for driving a lateral electric field is not particularly limited.
In general, the application method is generally performed by screen printing, offset printing, flexographic printing, an inkjet method, or the like. Other coating methods include a dipping method, a roll coater method, a slit coater method, a spinner method (rotary coating method), or a spray method, and these may be used depending on the purpose.

横電界駆動用の導電膜を有する基板上に重合体組成物を塗布した後は、ホットプレート、熱循環型オーブンまたはIR(赤外線)型オーブンなどの加熱手段により50〜300℃、好ましくは50〜180℃で溶媒を蒸発させて塗膜を得ることができる。このときの乾燥温度は、液晶配向安定性の観点から[III]工程よりも低いことが好ましい。
塗膜の厚みは、厚すぎると液晶表示素子の消費電力の面で不利となり、薄すぎると液晶表示素子の信頼性が低下する場合があるので、好ましくは5nm〜300nm、より好ましくは10nm〜150nmである。
尚、[I]工程の後、続く[II]工程の前に塗膜の形成された基板を室温にまで冷却する工程を設けることも可能である。
After the polymer composition is applied on the substrate having the conductive film for driving the transverse electric field, it is 50 to 300 ° C., preferably 50 to 300 ° C. by a heating means such as a hot plate, a thermal circulation oven or an IR (infrared) oven. The film can be obtained by evaporating the solvent at 180 ° C. The drying temperature at this time is preferably lower than that in the step [III] from the viewpoint of liquid crystal alignment stability.
If the thickness of the coating film is too thick, it is disadvantageous in terms of power consumption of the liquid crystal display element, and if it is too thin, the reliability of the liquid crystal display element may be lowered. It is.
In addition, it is also possible to provide the process of cooling the board | substrate with which the coating film was formed to room temperature after the [I] process and before the following [II] process.

<工程[II]>
工程[II]では、工程[I]で得られた塗膜に偏光した紫外線を照射する。塗膜の膜面に偏光した紫外線を照射する場合、基板に対して一定の方向から偏光板を介して偏光された紫外線を照射する。使用する紫外線としては、波長100nm〜400nmの範囲の紫外線を使用することができる。好ましくは、使用する塗膜の種類によりフィルター等を介して最適な波長を選択する。そして、例えば、選択的に光架橋反応や光異性化反応を誘起できるように、波長290nm〜400nmの範囲の紫外線を選択して使用することができる。紫外線としては、例えば、高圧水銀灯又はメタルハライドランプから放射される光を用いることができる。
<Process [II]>
In step [II], the coating film obtained in step [I] is irradiated with polarized ultraviolet rays. When irradiating the surface of the coating film with polarized ultraviolet rays, the substrate is irradiated with polarized ultraviolet rays through a polarizing plate from a certain direction. As the ultraviolet rays to be used, ultraviolet rays having a wavelength in the range of 100 nm to 400 nm can be used. Preferably, the optimum wavelength is selected through a filter or the like depending on the type of coating film to be used. For example, ultraviolet rays having a wavelength in the range of 290 nm to 400 nm can be selected and used so that a photocrosslinking reaction or a photoisomerization reaction can be selectively induced. As the ultraviolet light, for example, light emitted from a high-pressure mercury lamp or a metal halide lamp can be used.

偏光した紫外線の照射量は、使用する塗膜に依存する。照射量は、該塗膜における、偏光した紫外線の偏光方向と平行な方向の紫外線吸光度と垂直な方向の紫外線吸光度との差であるΔAの最大値(以下、ΔAmaxとも称する)を実現する偏光紫外線の量の1%〜70%の範囲内とすることが好ましく、1%〜50%の範囲内とすることがより好ましい。   The irradiation amount of polarized ultraviolet rays depends on the coating film used. The amount of irradiation is polarized ultraviolet light that realizes the maximum value of ΔA (hereinafter also referred to as ΔAmax), which is the difference between the ultraviolet light absorbance in a direction parallel to the polarization direction of polarized ultraviolet light and the ultraviolet light absorbance in a direction perpendicular to the polarization direction of the polarized ultraviolet light. The amount is preferably in the range of 1% to 70%, more preferably in the range of 1% to 50%.

<工程[III]>
工程[III]では、工程[II]で偏光した紫外線の照射された塗膜を加熱する。加熱により、塗膜に配向制御能を付与することができる。
加熱は、ホットプレート、熱循環型オーブンまたはIR(赤外線)型オーブンなどの加熱手段を用いることができる。加熱温度は、使用する塗膜で良好な液晶配向安定性及び電気特性を発現させる温度を考慮して決めることができる。
<Step [III]>
In step [III], the ultraviolet-irradiated coating film polarized in step [II] is heated. An orientation control ability can be imparted to the coating film by heating.
For heating, a heating means such as a hot plate, a heat circulation type oven, or an IR (infrared) type oven can be used. The heating temperature can be determined in consideration of the temperature at which good liquid crystal alignment stability and electrical characteristics are exhibited in the coating film used.

加熱温度は、主鎖型高分子が良好な液晶配向安定性を発現する温度範囲内であることが好ましい。加熱温度が低すぎる場合、熱による異方性の増幅効果が不十分となる傾向があり、また加熱温度が温度範囲よりも高すぎると、偏光露光によって付与された異方性が消失してしまう傾向があり、この場合自己組織化によって一方向に再配向することが困難になることがある。   The heating temperature is preferably within a temperature range in which the main chain polymer exhibits good liquid crystal alignment stability. If the heating temperature is too low, the anisotropy effect due to heat tends to be insufficient, and if the heating temperature is too higher than the temperature range, the anisotropy imparted by polarization exposure will disappear. In this case, it may be difficult to reorient in one direction due to self-organization.

加熱後に形成される塗膜の厚みは、工程[I]で記した同じ理由から、好ましくは5nm〜300nm、より好ましくは50nm〜150nmであるのがよい。   The thickness of the coating film formed after heating is preferably 5 nm to 300 nm, more preferably 50 nm to 150 nm, for the same reason described in the step [I].

以上の工程を有することにより、本発明の製造方法では、高効率な、塗膜への異方性の導入を実現することができる。そして、高効率に液晶配向膜付基板を製造することができる。   By having the above steps, the production method of the present invention can realize highly efficient introduction of anisotropy into the coating film. And a board | substrate with a liquid crystal aligning film can be manufactured highly efficiently.

<工程[IV]>
[IV]工程は、[III]で得られた、横電界駆動用の導電膜上に液晶配向膜付を有する基板(第1の基板)と、同様に上記[I’]〜[III’]で得られた、導電膜を有しない液晶配向膜付基板(第2の基板)とを、液晶を介して、双方の液晶配向膜が相対するように対向配置して、公知の方法で液晶セルを作製し、横電界駆動型液晶表示素子を作製する工程である。なお、工程[I’]〜[III’]は、工程[I]において、横電界駆動用の導電膜を有する基板の代わりに、該横電界駆動用導電膜を有しない基板を用いた以外、工程[I]〜[III]と同様に行うことができる。工程[I]〜[III]と工程[I’]〜[III’]との相違点は、上述した導電膜の有無だけであるため、工程[I’]〜[III’]の説明を省略する。
<Process [IV]>
The [IV] step is the same as [I ′] to [III ′] in the same manner as the substrate (first substrate) obtained in [III] and having a liquid crystal alignment film on the conductive film for driving a lateral electric field. The liquid crystal cell is obtained by a known method by arranging the liquid crystal alignment film-provided substrate (second substrate) obtained in the above step so that both liquid crystal alignment films face each other through the liquid crystal. To produce a lateral electric field drive type liquid crystal display element. The steps [I ′] to [III ′] are the same as the steps [I] except that a substrate having no lateral electric field driving conductive film is used instead of the substrate having the lateral electric field driving conductive film. It can carry out similarly to process [I]-[III]. Since the difference between the steps [I] to [III] and the steps [I ′] to [III ′] is only the presence or absence of the conductive film, the description of the steps [I ′] to [III ′] is omitted. To do.

液晶セル又は液晶表示素子の作製の一例を挙げるならば、上述の第1及び第2の基板を用意し、片方の基板の液晶配向膜上にスペーサを散布し、液晶配向膜面が内側になるようにして、もう片方の基板を貼り合わせ、液晶を減圧注入して封止する方法、または、スペーサを散布した液晶配向膜面に液晶を滴下した後に、基板を貼り合わせて封止を行う方法、等を例示することができる。このとき、片側の基板には横電界駆動用の櫛歯のような構造の電極を有する基板を用いることが好ましい。このときのスペーサの径は、好ましくは1μm〜30μm、より好ましくは2μm〜10μmである。このスペーサ径が、液晶層を挟持する一対の基板間距離、すなわち、液晶層の厚みを決めることになる。   To give an example of the production of a liquid crystal cell or a liquid crystal display element, the first and second substrates described above are prepared, spacers are dispersed on the liquid crystal alignment film of one substrate, and the liquid crystal alignment film surface is on the inside. In this way, the other substrate is bonded and the liquid crystal is injected under reduced pressure, or the liquid crystal is dropped on the liquid crystal alignment film surface on which the spacers are dispersed, and then the substrate is bonded and sealed. , Etc. can be illustrated. At this time, it is preferable to use a substrate having an electrode having a structure like a comb for driving a horizontal electric field as the substrate on one side. The spacer diameter at this time is preferably 1 μm to 30 μm, more preferably 2 μm to 10 μm. This spacer diameter determines the distance between the pair of substrates that sandwich the liquid crystal layer, that is, the thickness of the liquid crystal layer.

本発明の塗膜付基板の製造方法は、重合体組成物を基板上に塗布し塗膜を形成した後、偏光した紫外線を照射する。次いで、加熱を行うことにより主鎖型高分子膜への高効率な異方性の導入を実現し、液晶の配向制御能を備えた液晶配向膜付基板を製造する。
本発明に用いる塗膜では、主鎖の光反応に基づく自己組織化によって誘起される分子再配向の原理を利用して、塗膜への高効率な異方性の導入を実現する。本発明の製造方法では、主鎖型高分子に光反応性基として光架橋性基を有する構造の場合、主鎖型高分子を用いて基板上に塗膜を形成した後、偏光した紫外線を照射し、次いで、加熱を行った後、液晶表示素子を作成する。
The manufacturing method of the board | substrate with a coating film of this invention irradiates the polarized ultraviolet-ray, after apply | coating a polymer composition on a board | substrate and forming a coating film. Next, by heating, high-efficiency anisotropy is introduced into the main chain polymer film, and a substrate with a liquid crystal alignment film having a liquid crystal alignment control ability is manufactured.
In the coating film used in the present invention, the introduction of highly efficient anisotropy into the coating film is realized by utilizing the principle of molecular reorientation induced by self-assembly based on the photoreaction of the main chain. In the production method of the present invention, in the case of a structure having a photocrosslinkable group as a photoreactive group in the main chain type polymer, after forming a coating film on the substrate using the main chain type polymer, After irradiation and then heating, a liquid crystal display element is formed.

したがって、本発明の方法に用いる塗膜は、塗膜への偏光した紫外線の照射と加熱処理を順次行うことにより、高効率に異方性が導入され、配向制御能に優れた液晶配向膜とすることができる。   Therefore, the coating film used in the method of the present invention is a liquid crystal alignment film having anisotropy introduced with high efficiency and excellent alignment control ability by sequentially performing irradiation of polarized ultraviolet rays on the coating film and heat treatment. can do.

そして、本発明の方法に用いる塗膜では、塗膜への偏光した紫外線の照射量と、加熱処理における加熱温度を最適化する。それにより高効率な、塗膜への異方性の導入を実現することができる。   And in the coating film used for the method of this invention, the irradiation amount of the polarized ultraviolet-ray to a coating film, and the heating temperature in heat processing are optimized. Thereby, introduction of anisotropy into the coating film with high efficiency can be realized.

本発明に用いられる塗膜への高効率な異方性の導入に最適な偏光紫外線の照射量は、その塗膜において感光性基が光架橋反応や光異性化反応、若しくは光フリース転位反応する量を最適にする偏光紫外線の照射量に対応する。本発明に用いられる塗膜に対して偏光した紫外線を照射した結果、光架橋反応や光異性化反応、若しくは光フリース転位反応する感光性基が少ないと、十分な光反応量とならない。その場合、その後に加熱しても十分な自己組織化は進行しない。一方、本発明に用いられる塗膜で、光架橋性基を有する構造に対して偏光した紫外線を照射した結果、架橋反応する感光性基が過剰となると反応性基間での架橋反応が進行しすぎることになる。その場合、得られる膜は剛直になって、その後の加熱による自己組織化の進行の妨げとなることがある。また、本発明に用いられる塗膜で、光フリース転位基を有する構造に対して偏光した紫外線を照射した結果、高分子膜内の光フリース転移基が多いと偏向紫外線によって得られる異方性が小さくなり、その後の加熱による自己組織化の進行の妨げにより液晶配向安定性の低下を起こすことや、紫外線の照射量が多すぎると、感光性が光分解し、その後の加熱による自己組織化の進行の妨げや得られる液晶配向膜の電気特性の悪化により液晶表示素子の品質の低下となることがある。   The optimum irradiation amount of polarized ultraviolet rays for introducing highly efficient anisotropy into the coating film used in the present invention is such that the photosensitive group undergoes photocrosslinking reaction, photoisomerization reaction, or photofries rearrangement reaction in the coating film. Corresponds to the irradiation amount of polarized ultraviolet rays to optimize the amount. As a result of irradiating the coating film used in the present invention with polarized ultraviolet rays, if the number of photosensitive groups that undergo photocrosslinking reaction, photoisomerization reaction, or photofries rearrangement reaction is small, a sufficient photoreaction amount cannot be obtained. In that case, sufficient self-organization does not proceed even after heating. On the other hand, as a result of irradiating polarized ultraviolet light to the structure having a photocrosslinkable group in the coating film used in the present invention, the crosslinking reaction between the reactive groups proceeds when an excess of the photosensitive group that undergoes a crosslinking reaction occurs. It will be too much. In that case, the resulting film may become rigid and hinder the progress of self-assembly by subsequent heating. In addition, when the coating film used in the present invention is irradiated with polarized ultraviolet rays to a structure having a light fleece rearrangement group, the anisotropy obtained by polarized ultraviolet rays is increased when there are a large number of light fleece transition groups in the polymer film. It becomes smaller, and the stability of the liquid crystal alignment is lowered due to the hindrance to the progress of self-organization by subsequent heating, and if the amount of UV irradiation is too large, the photosensitivity is photodegraded and the self-organization by subsequent heating The quality of the liquid crystal display element may be deteriorated due to the hindrance to the progress or the deterioration of the electrical characteristics of the obtained liquid crystal alignment film.

したがって、本発明に用いられる塗膜において、偏光紫外線の照射によって感光性基が光架橋反応や光異性化反応、若しくは光フリース転位反応する最適な量は、その高分子膜の0.1モル%〜90モル%にすることが好ましく、0.1モル%〜80モル%にすることがより好ましい。光反応する感光性基の量をこのような範囲にすることにより、その後の加熱処理での自己組織化が効率良く進み、膜中での高効率な異方性の形成が可能となる。   Therefore, in the coating film used in the present invention, the optimum amount of the photosensitive group that undergoes photocrosslinking reaction, photoisomerization reaction, or photofries rearrangement reaction by irradiation with polarized ultraviolet rays is 0.1 mol% of the polymer film. It is preferable to make it -90 mol%, and it is more preferable to set it as 0.1 mol%-80 mol%. By setting the amount of the photoreactive photosensitive group within such a range, the self-organization in the subsequent heat treatment proceeds efficiently, and it becomes possible to form highly efficient anisotropy in the film.

本発明の方法に用いる塗膜では、偏光した紫外線の照射量の最適化により、高分子膜の主鎖における、感光性基の光架橋反応や光異性化反応、または光フリース転位反応の量を最適化する。そして、その後の加熱処理と併せて、高効率な、本発明に用いられる塗膜への異方性の導入を実現する。その場合、好適な偏光紫外線の量については、本発明に用いられる塗膜の紫外吸収の評価に基づいて行うことが可能である。   In the coating film used in the method of the present invention, by optimizing the irradiation amount of polarized ultraviolet rays, the amount of photocrosslinking reaction, photoisomerization reaction, or photofleece rearrangement reaction of the photosensitive group in the main chain of the polymer film is reduced. Optimize. Then, in combination with the subsequent heat treatment, highly efficient introduction of anisotropy into the coating film used in the present invention is realized. In that case, a suitable amount of polarized ultraviolet rays can be determined based on the evaluation of ultraviolet absorption of the coating film used in the present invention.

すなわち、本発明に用いられる塗膜について、偏光紫外線照射後の、偏光した紫外線の偏光方向と平行な方向の紫外線吸収と、垂直な方向の紫外線吸収とをそれぞれ測定する。紫外吸収の測定結果から、その塗膜における、偏光した紫外線の偏光方向と平行な方向の紫外線吸光度と垂直な方向の紫外線吸光度との差であるΔAを評価する。そして、本発明に用いられる塗膜において実現されるΔAの最大値(ΔAmax)とそれを実現する偏光紫外線の照射量を求める。本発明の製造方法では、このΔAmaxを実現する偏光紫外線照射量を基準として、液晶配向膜の製造において照射する、好ましい量の偏光した紫外線量を決めることができる。   That is, the ultraviolet absorption in the direction parallel to the polarization direction of polarized ultraviolet light and the ultraviolet absorption in the vertical direction after irradiation with polarized ultraviolet light are measured for the coating film used in the present invention. From the measurement result of ultraviolet absorption, ΔA, which is the difference between the ultraviolet absorbance in the direction parallel to the polarization direction of polarized ultraviolet rays and the ultraviolet absorbance in the direction perpendicular to the polarization direction of the polarized ultraviolet rays, is evaluated. Then, the maximum value of ΔA (ΔAmax) realized in the coating film used in the present invention and the irradiation amount of polarized ultraviolet light that realizes it are obtained. In the production method of the present invention, a preferable amount of polarized ultraviolet rays to be irradiated in the production of the liquid crystal alignment film can be determined on the basis of the amount of polarized ultraviolet rays to realize this ΔAmax.

以上より、本発明の製造方法では、塗膜への高効率な異方性の導入を実現するため、その主鎖型高分子が液晶配向安定性を与える温度範囲を基準として、上述したような好適な加熱温度を定めるのがよい。したがって、例えば、本発明に用いられる主鎖型高分子が液晶配向安定性を与える温度範囲が、使用する塗膜で良好な液晶配向安定性及び電気特性を発現させる温度を考慮して決めることができ、従来のポリイミドなどからなる液晶配向膜に準じた温度範囲で設定できる。すなわち偏光紫外線照射後の加熱の温度は100℃〜300℃とすることが好ましく、150℃〜250℃とすることがより望ましい。こうすることにより、本発明に用いられる塗膜において、より大きな異方性が付与されることになる。   As described above, in the production method of the present invention, in order to achieve highly efficient anisotropy introduction into the coating film, the above-described main chain type polymer provides liquid crystal alignment stability as a reference, as described above. A suitable heating temperature should be determined. Therefore, for example, the temperature range in which the main chain polymer used in the present invention provides liquid crystal alignment stability is determined in consideration of the temperature at which good liquid crystal alignment stability and electrical characteristics are exhibited in the coating film used. And can be set in a temperature range according to a liquid crystal alignment film made of a conventional polyimide or the like. That is, the heating temperature after irradiation with polarized ultraviolet rays is preferably 100 ° C to 300 ° C, and more preferably 150 ° C to 250 ° C. By doing so, greater anisotropy is imparted to the coating film used in the present invention.

こうすることにより、本発明によって提供される液晶表示素子は光や熱などの外部ストレスに対して高い信頼性を示すことになる。   By doing so, the liquid crystal display element provided by the present invention exhibits high reliability against external stresses such as light and heat.

以上のようにして、本発明の重合体を用いて製造された横電界駆動型液晶表示素子用基板又は該基板を有する横電界駆動型液晶表示素子は、信頼性に優れたものとなり、大画面で高精細の液晶テレビなどに好適に利用できる。また、本発明の方法によって製造された液晶配向膜は、優れた液晶配向安定性と信頼性を有することから、液晶を用いた可変位相器にも利用することができ、この可変位相器は、例えば共振周波数を可変できるアンテナなどに好適に利用できる。   As described above, the lateral electric field drive type liquid crystal display element substrate manufactured using the polymer of the present invention or the lateral electric field drive type liquid crystal display element having the substrate has excellent reliability and a large screen. And can be suitably used for high-definition liquid crystal televisions. In addition, since the liquid crystal alignment film manufactured by the method of the present invention has excellent liquid crystal alignment stability and reliability, it can be used for a variable phase shifter using liquid crystal. For example, it can be suitably used for an antenna that can vary the resonance frequency.

実施例において使用したジアミン化合物の略号とその構造を以下に示す。
<ジアミン化合物>
DA−1は、文献等未公開の新規化合物であり、以下の合成例1でその合成法を詳述する。
DA−2は、文献既知化合物であるため特表2009−517716等の既知合成方法により目的物を合成した。
Abbreviations and structures of diamine compounds used in the examples are shown below.
<Diamine compound>
DA-1 is a novel compound that has not been disclosed yet, and its synthesis method will be described in detail in Synthesis Example 1 below.
Since DA-2 is a known compound in the literature, the target compound was synthesized by a known synthesis method such as JP-T 2009-517716.

Figure 2018045180

Figure 2018045180
Figure 2018045180

Figure 2018045180

実施例等で使用した有機溶媒の略号は以下の通りである。
THF:テトラヒドロフラン。
DMF:N,N−ジメチルホルムアミド。
EtOH:エタノール。
MeOH:メタノール。
AcOEt:酢酸エチル。
Hexane:ヘキサン。
NMP:N−メチル−2−ピロリドン
BCS:ブチルセロソルブ
The abbreviations of organic solvents used in Examples and the like are as follows.
THF: tetrahydrofuran.
DMF: N, N-dimethylformamide.
EtOH: ethanol.
MeOH: methanol.
AcOEt: ethyl acetate.
Hexane: hexane.
NMP: N-methyl-2-pyrrolidone BCS: Butyl cellosolve

HNMRの測定>
装置:フーリエ変換型超伝導核磁気共鳴装置(FT−NMR)「INOVA−400」(Varian製)400MHz。
溶媒:重水素化N,N−ジメチルスルホキシド([D]−DMSO)。
標準物質:テトラメチルシラン(TMS)。
<粘度の測定>
合成例において、重合体溶液の粘度は、E型粘度計TVE−22H(東機産業社製)を用い、サンプル量1.1mL、コーンロータTE−1(1°34’、R24)、温度25℃で測定した。
<Measurement of 1 HNMR>
Apparatus: Fourier transform type superconducting nuclear magnetic resonance apparatus (FT-NMR) “INOVA-400” (manufactured by Varian) 400 MHz.
Solvent: deuterated N, N-dimethyl sulfoxide ([D 6 ] -DMSO).
Standard substance: Tetramethylsilane (TMS).
<Measurement of viscosity>
In the synthesis example, the viscosity of the polymer solution was measured using an E-type viscometer TVE-22H (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.), a sample amount of 1.1 mL, cone rotor TE-1 (1 ° 34 ′, R24), temperature 25 Measured at ° C.

(合成例1)
[DA−1]の合成:

Figure 2018045180
(Synthesis Example 1)
Synthesis of [DA-1]:
Figure 2018045180

1L四つ口フラスコに、4−ニトロけい皮酸(50.0g, 259mmol)、4−ニトロ−o−クレゾール(39.6g, 259mmol) 、THF(500g)を仕込み、窒素置換し、室温にて撹拌した。続いて、EDC(74.4g, 388mmol)、DMAP(3.2g, 26mmol) を仕込み、窒素置換し、室温にて撹拌した。反応終了後、反応液を純水(1500mL)に注ぎ、析出物を濾別し、得られた粗物を室温下、MeOH(1500g)でリパルプ洗浄し、減圧乾燥することで[DA−1−1]を78.2g(収率92%)得た。 A 1 L four-necked flask was charged with 4-nitrocinnamic acid (50.0 g, 259 mmol), 4-nitro-o-cresol (39.6 g, 259 mmol) and THF (500 g), purged with nitrogen, and at room temperature. Stir. Subsequently, EDC (74.4 g, 388 mmol) and DMAP (3.2 g, 26 mmol) were charged, purged with nitrogen, and stirred at room temperature. After completion of the reaction, the reaction solution was poured into pure water (1500 mL), the precipitate was filtered off, and the resulting crude product was repulp washed with MeOH (1500 g) at room temperature and dried under reduced pressure [DA-1- 1] was obtained (yield 92%).

2L四つ口フラスコに、[DA−1−1](78.2g, 259mmol)、DMF(900g)、EtOH(450g)、Fe(66.5g, 1191mmol)、10wt% NHCl水溶液(382.2g, 714mmol)、35% HCl(12.4g, 119mmol) を仕込み、窒素置換し、60℃にて撹拌した。反応終了後、ブフナーロートにてFeを濾別し、DMFで洗浄した。濾液を飽和NaHCO水溶液で弱塩基性にしたのち、AcOEt(1000g)に注ぎ、水層を除去した。得られた有機層を純水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥後、濃縮した。得られた粗物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(AcOEt:Hexane=2:1体積比)にて単離し、[DA−1]を40.26g(収率63%)得た。
目的物の1H−NMRの結果を以下に示す。この結果から、得られた固体が、目的の[DA−1]であることを確認した。
1H NMR (400 MHz, [D6]-DMSO):δ7.60-7.64 (d,1H), 7.43-7.45 (d,2H), 6.67-6.69 (d,1H), 6.56-6.58 (d,2H), 6.37-6.44(m,3H), 5.85 (s,2H), 4.93 (s,2H), 1.96 (s,3H),
In a 2 L four-necked flask, [DA-1-1] (78.2 g, 259 mmol), DMF (900 g), EtOH (450 g), Fe (66.5 g, 1191 mmol), 10 wt% NH 4 Cl aqueous solution (382. 2 g, 714 mmol) and 35% HCl (12.4 g, 119 mmol) were charged, purged with nitrogen, and stirred at 60 ° C. After completion of the reaction, Fe was filtered off with a Buchner funnel and washed with DMF. The filtrate was made weakly basic with saturated aqueous NaHCO 3 and then poured into AcOEt (1000 g) to remove the aqueous layer. The obtained organic layer was washed with pure water, dried over sodium sulfate, and concentrated. The obtained crude product was isolated by silica gel column chromatography (AcOEt: Hexane = 2: 1 volume ratio) to obtain 40.26 g (yield 63%) of [DA-1].
The results of 1H-NMR of the target product are shown below. From this result, it was confirmed that the obtained solid was the target [DA-1].
1H NMR (400 MHz, [D 6 ] -DMSO): δ7.60-7.64 (d, 1H), 7.43-7.45 (d, 2H), 6.67-6.69 (d, 1H), 6.56-6.58 (d, 2H ), 6.37-6.44 (m, 3H), 5.85 (s, 2H), 4.93 (s, 2H), 1.96 (s, 3H),

重合例、配向剤の調製例
<ポリアミック酸の合成例1>
撹拌装置及び窒素導入管付きの300mL四つ口フラスコにNMP(164g)、DA−1(50.0 mmol、13.4 g)を加え室温で完全に溶解するまで撹拌し、C−1(45.5 mmol、8.9 g)を加え室温で6時間撹拌しポリアミック酸の溶液を得た。このポリアミック酸の溶液の温度25℃における粘度は940mPa・sであった。得られたポリアミック酸溶液を26g分取し、NMPを28.6g、BCSを23.4g加え室温で2時間撹拌し液晶配向剤(A1)を得た。
Polymerization example, alignment agent preparation example <Polyamic acid synthesis example 1>
NMP (164 g) and DA-1 (50.0 mmol, 13.4 g) were added to a 300 mL four-necked flask equipped with a stirrer and a nitrogen introduction tube, and stirred at room temperature until completely dissolved. C-1 (45 0.5 mmol, 8.9 g) was added and stirred at room temperature for 6 hours to obtain a polyamic acid solution. The viscosity of the polyamic acid solution at a temperature of 25 ° C. was 940 mPa · s. 26 g of the obtained polyamic acid solution was collected, 28.6 g of NMP and 23.4 g of BCS were added and stirred at room temperature for 2 hours to obtain a liquid crystal aligning agent (A1).

<ポリアミック酸の合成例2>
撹拌装置及び窒素導入管付きの300mL四つ口フラスコにNMP(93.3g)、DA−1(50.0 mmol、13.4 g)を加え室温で完全に溶解するまで撹拌し、C−2(7.5 mmol、1.9 g)を加え60℃で2時間撹拌した。室温へ冷却した後、C−1(41.0 mmol、8.0 g)を加え室温で6時間撹拌しポリアミック酸の溶液を得た。このポリアミック酸の溶液の温度25℃における粘度は319mPa・sであった。
得られたポリアミック酸溶液を20g分取し、NMPを50.0g、BCSを30.0g加え室温で2時間撹拌し液晶配向剤(A2)を得た。
<Synthesis Example 2 of polyamic acid>
NMP (93.3 g) and DA-1 (50.0 mmol, 13.4 g) were added to a 300 mL four-necked flask equipped with a stirrer and a nitrogen inlet tube, and stirred at room temperature until completely dissolved. (7.5 mmol, 1.9 g) was added and stirred at 60 ° C. for 2 hours. After cooling to room temperature, C-1 (41.0 mmol, 8.0 g) was added and stirred at room temperature for 6 hours to obtain a polyamic acid solution. The viscosity of this polyamic acid solution at a temperature of 25 ° C. was 319 mPa · s.
20 g of the resulting polyamic acid solution was collected, 50.0 g of NMP and 30.0 g of BCS were added, and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours to obtain a liquid crystal aligning agent (A2).

<ポリアミック酸の合成例3>
撹拌装置及び窒素導入管付きの300mL四つ口フラスコにNMP(93.3g)、DA−1(50.0 mmol、13.4 g)を加え室温で完全に溶解するまで撹拌し、C−3(7.5 mmol、1.7 g)を加え、C−1(40.0 mmol、7.8 g)を加え室温で6時間撹拌しポリアミック酸の溶液を得た。このポリアミック酸の溶液の温度25℃における粘度は296mPa・sであった。得られたポリアミック酸溶液を26g分取し、NMPを28.6g、BCSを23.4g加え室温で2時間撹拌し液晶配向剤(A3)を得た。
<Synthesis Example 3 of polyamic acid>
NMP (93.3 g) and DA-1 (50.0 mmol, 13.4 g) were added to a 300 mL four-necked flask equipped with a stirrer and a nitrogen introduction tube, and stirred at room temperature until completely dissolved. (7.5 mmol, 1.7 g) was added, C-1 (40.0 mmol, 7.8 g) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 6 hours to obtain a polyamic acid solution. The viscosity of this polyamic acid solution at a temperature of 25 ° C. was 296 mPa · s. 26 g of the obtained polyamic acid solution was collected, 28.6 g of NMP and 23.4 g of BCS were added and stirred at room temperature for 2 hours to obtain a liquid crystal aligning agent (A3).

<ポリアミック酸の合成例4>
撹拌装置及び窒素導入管付きの300mL四つ口フラスコにNMP(91.4g)、DA−1(50.0 mmol、13.4 g)を加え室温で完全に溶解するまで撹拌し、C−4(7.5 mmol、1.4 g)を加え、50℃にて2時間撹拌し、23度へ冷却した後、C−1(41.0 mmol、7.9 g)を加え室温で6時間撹拌しポリアミック酸の溶液を得た。このポリアミック酸の溶液の温度25℃における粘度は1296mPa・sであった。得られたポリアミック酸溶液を20g分取し、NMPを50.0g、BCSを30.0g加え室温で2時間撹拌し液晶配向剤(A4)を得た。
<Synthesis Example 4 of polyamic acid>
NMP (91.4 g) and DA-1 (50.0 mmol, 13.4 g) were added to a 300 mL four-necked flask equipped with a stirrer and a nitrogen inlet tube, and stirred at room temperature until completely dissolved. C-4 (7.5 mmol, 1.4 g) was added, and the mixture was stirred at 50 ° C. for 2 hours. After cooling to 23 ° C., C-1 (41.0 mmol, 7.9 g) was added, and at room temperature for 6 hours. The solution was stirred to obtain a polyamic acid solution. The viscosity of this polyamic acid solution at a temperature of 25 ° C. was 1296 mPa · s. 20 g of the resulting polyamic acid solution was collected, 50.0 g of NMP and 30.0 g of BCS were added, and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours to obtain a liquid crystal aligning agent (A4).

<ポリアミック酸の合成例5>
撹拌装置及び窒素導入管付きの300mL四つ口フラスコにNMP(169g)、DA−1(50.0 mmol、13.4 g)を加え室温で完全に溶解するまで撹拌し、C−1(41.0 mmol、7.9 g)、C−5(7.5 mmol、1.6g)を加え50℃にて15時間撹拌しポリアミック酸の溶液を得た。このポリアミック酸の溶液の温度25℃における粘度は341mPa・sであった。得られたポリアミック酸溶液を26g分取し、NMPを28.6g、BCSを23.4g加え室温で2時間撹拌し液晶配向剤(A5)を得た。
<Synthesis Example 5 of polyamic acid>
NMP (169 g) and DA-1 (50.0 mmol, 13.4 g) were added to a 300 mL four-necked flask equipped with a stirrer and a nitrogen inlet tube, and stirred at room temperature until completely dissolved. C-1 (41 0.0 mmol, 7.9 g) and C-5 (7.5 mmol, 1.6 g) were added and stirred at 50 ° C. for 15 hours to obtain a polyamic acid solution. The viscosity of this polyamic acid solution at a temperature of 25 ° C. was 341 mPa · s. 26 g of the obtained polyamic acid solution was collected, 28.6 g of NMP and 23.4 g of BCS were added and stirred at room temperature for 2 hours to obtain a liquid crystal aligning agent (A5).

<ポリアミック酸の合成例6>
撹拌装置及び窒素導入管付きの300mL四つ口フラスコにNMP(179g)、DA−1(50.0 mmol、13.4 g)を加え室温で完全に溶解するまで撹拌し、C−1(40.0 mmol、7.8 g)、C−6(7.5 mmol、3.1 g)を加え50℃にて15時間撹拌しポリアミック酸の溶液を得た。このポリアミック酸の溶液の温度25℃における粘度は295mPa・sであった。得られたポリアミック酸溶液を26g分取し、NMPを28.6g、BCSを23.4g加え室温で2時間撹拌し液晶配向剤(A6)を得た。
<Synthesis Example 6 of polyamic acid>
NMP (179 g) and DA-1 (50.0 mmol, 13.4 g) were added to a 300 mL four-necked flask equipped with a stirrer and a nitrogen inlet tube, and stirred at room temperature until completely dissolved. 0.0 mmol, 7.8 g) and C-6 (7.5 mmol, 3.1 g) were added and stirred at 50 ° C. for 15 hours to obtain a polyamic acid solution. The viscosity of this polyamic acid solution at a temperature of 25 ° C. was 295 mPa · s. 26 g of the obtained polyamic acid solution was collected, 28.6 g of NMP and 23.4 g of BCS were added, and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours to obtain a liquid crystal aligning agent (A6).

<ポリアミック酸の比較例合成1>
撹拌装置及び窒素導入管付きの300mL四つ口フラスコにNMP(162g)、DA−2(50.0 mmol、12.7 g)を加え室温で完全に溶解するまで撹拌し、C−1(47.5 mmol、9.3 g)を加え室温で6時間撹拌しポリアミック酸の溶液を得た。このポリアミック酸の溶液の温度25℃における粘度は340mPa・sであった。得られたポリアミック酸溶液を26g分取し、NMPを28.6g、BCSを23.4g加え室温で2時間撹拌し液晶配向剤(B1)を得た。
<Comparative Example Synthesis 1 of Polyamic Acid>
NMP (162 g) and DA-2 (50.0 mmol, 12.7 g) were added to a 300 mL four-necked flask equipped with a stirrer and a nitrogen introduction tube, and stirred at room temperature until completely dissolved. 0.5 mmol, 9.3 g) was added and stirred at room temperature for 6 hours to obtain a polyamic acid solution. The viscosity of the polyamic acid solution at a temperature of 25 ° C. was 340 mPa · s. 26 g of the obtained polyamic acid solution was collected, 28.6 g of NMP and 23.4 g of BCS were added, and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours to obtain a liquid crystal aligning agent (B1).

<液晶配向性評価用液晶セルの作製>
FFS方式の液晶表示素子の構成を備えた液晶セルを作製した。初めに、電極付きの基板を準備した。基板は、30mm×35mmの大きさで、厚さが0.7mmのガラス基板である。基板上には第1層目として対向電極を構成する、IZO電極を全面に形成した。第1層目の対向電極の上には、第2層目として、CVD法により成膜したSiN(窒化珪素)膜を形成した。第2層目のSiN膜の膜厚は500nmであり、層間絶縁膜として機能する。第2層目のSiN膜の上には、第3層目として、IZO膜をパターニングして形成した櫛歯状の画素電極を配置し、第1画素及び第2画素の2つの画素を形成した。各画素のサイズは、縦10mm、横約5mmである。このとき、第1層目の対向電極と第3層目の画素電極とは、第2層目のSiN膜の作用により、電気的に絶縁されている。
第3層目の画素電極は、特開2014−77845(日本国公開特許公報)に記載の図と同様、中央部分が屈曲したくの字形状の電極要素を複数配列して構成された櫛歯状の形状を有する。各電極要素の短手方向の幅は3μmであり、電極要素間の間隔は6μmである。各画素を形成する画素電極を、中央部分の屈曲した、くの字形状の電極要素を複数配列して構成したため、各画素の形状は長方形状ではなく、電極要素と同様に中央部分で屈曲する、太字の、くの字に似た形状を備える。そして、各画素は、その中央の屈曲部分を境にして上下に分割され、屈曲部分の上側の第1領域と下側の第2領域を有する。
各画素の第1領域と第2領域とを比較すると、それらを構成する画素電極の電極要素の形成方向が異なるものとなっている。すなわち、後述する偏光紫外線の偏光面を基板に投影した線分の方向を基準とした場合、画素の第1領域では、画素電極の電極要素が+10°の角度(時計回り)をなすように形成し、画素の第2領域では、画素電極の電極要素が−10°の角度(時計回り)をなすように形成した。すなわち、各画素の第1領域と第2領域とでは、画素電極と対向電極との間の電圧印加によって誘起される液晶の、基板面内での回転動作(インプレーン・スイッチング)の方向が、互いに逆方向となるように構成した。
<Preparation of liquid crystal cell for liquid crystal alignment evaluation>
A liquid crystal cell having a configuration of an FFS liquid crystal display element was manufactured. First, a substrate with electrodes was prepared. The substrate is a glass substrate having a size of 30 mm × 35 mm and a thickness of 0.7 mm. On the substrate, an IZO electrode constituting the counter electrode as the first layer was formed on the entire surface. On the counter electrode of the first layer, a SiN (silicon nitride) film formed by the CVD method was formed as the second layer. The second layer SiN film has a thickness of 500 nm and functions as an interlayer insulating film. On the second SiN film, a comb-like pixel electrode formed by patterning an IZO film is arranged as a third layer, and two pixels, a first pixel and a second pixel, are formed. . The size of each pixel is 10 mm long and about 5 mm wide. At this time, the first-layer counter electrode and the third-layer pixel electrode are electrically insulated by the action of the second-layer SiN film.
The pixel electrode of the third layer is a comb-like tooth formed by arranging a plurality of electrode elements having a U-shape with a bent central portion, as in the drawing described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-77845 (Japan Published Patent Publication). It has a shape. The width in the short direction of each electrode element is 3 μm, and the distance between the electrode elements is 6 μm. Since the pixel electrode forming each pixel is configured by arranging a plurality of bent-shaped electrode elements having a bent central portion, the shape of each pixel is not rectangular but bent at the central portion in the same manner as the electrode elements. It has a shape that is similar to a bold, Kumon character. Each pixel is divided into upper and lower portions with a central bent portion as a boundary, and has a first region on the upper side of the bent portion and a second region on the lower side.
When the first region and the second region of each pixel are compared, the formation directions of the electrode elements of the pixel electrodes constituting them are different. That is, when the direction of a line segment projected onto the substrate with the polarization plane of polarized ultraviolet rays to be described later is used as a reference, in the first region of the pixel, the electrode element of the pixel electrode forms an angle of + 10 ° (clockwise). In the second region of the pixel, the electrode elements of the pixel electrode are formed so as to form an angle of −10 ° (clockwise). That is, in the first region and the second region of each pixel, the direction of the rotation operation (in-plane switching) of the liquid crystal induced by the voltage application between the pixel electrode and the counter electrode in the substrate plane is It comprised so that it might become a mutually reverse direction.

次に、合成例および比較合成例で得られた液晶配向剤を、1.0μmのフィルターで濾過した後、準備された上記電極付き基板に、スピンコート塗布にて塗布した。次いで、70℃に設定したホットプレート上で90秒間乾燥させた。次いで、ウシオ電機(株)製露光装置:
APL−050121S1S−APW01を用いて、基板に対して鉛直方向から、波長選択フィルターおよび偏光板を介して紫外線の直線偏光を照射した。このとき、偏光紫外線の偏光面を基板に投影した線分の方向が、3層目IZO櫛歯電極に対して10°傾いた方向となるように偏光面方向を設定した。次いで、230℃に設定したIR(赤外線)型オーブンで30分間焼成を行い、配向処理が施された膜厚100nmのポリイミド液晶配向膜付き基板を得た。また、対向基板として、裏面にITO電極が形成されている、高さ4μmの柱状スペーサーを有するガラス基板にも、上記と同様にして配向処理が施されたポリイミド液晶配向膜付き基板を得た。これら2枚の液晶配向膜付き基板を1組とし、片方の基板上に液晶注入口を残した形でシール剤を印刷し、もう1枚の基板を、液晶配向膜面が向き合い、偏光紫外線の偏光面を基板に投影した線分の方向が平行になるようにして張り合わせて圧着した。その後、シール剤を硬化させて、セルギャップが4μmの空セルを作製した。この空セルに減圧注入法によって、液晶MLC−7026−100(メルク社製ネガ液晶)を注入し、注入口を封止して、FFS方式の液晶セルを得た。その後、得られた液晶セルを120℃で60分間加熱し、23℃で一晩放置してから液晶配向性の評価に使用した。
Next, after filtering the liquid crystal aligning agent obtained by the synthesis example and the comparative synthesis example with a 1.0 micrometer filter, it apply | coated to the prepared said board | substrate with an electrode by spin coat application | coating. Subsequently, it was dried for 90 seconds on a hot plate set to 70 ° C. Next, an exposure apparatus manufactured by Ushio Electric Co., Ltd .:
Using APL-050121S1S-APW01, the substrate was irradiated with linearly polarized ultraviolet light from a vertical direction through a wavelength selection filter and a polarizing plate. At this time, the direction of the polarization plane was set so that the direction of the line segment obtained by projecting the polarization plane of polarized ultraviolet rays onto the substrate was inclined by 10 ° with respect to the third-layer IZO comb-teeth electrode. Subsequently, baking was performed for 30 minutes in an IR (infrared) oven set at 230 ° C., and a substrate with a polyimide liquid crystal alignment film having a film thickness of 100 nm subjected to alignment treatment was obtained. Moreover, the board | substrate with a polyimide liquid crystal aligning film by which the alignment process was performed similarly to the above was also obtained for the glass substrate which has the columnar spacer of 4 micrometers in height with the ITO electrode formed in the back surface as a counter substrate. A set of these two substrates with a liquid crystal alignment film is used as one set, and a sealing agent is printed on the other substrate leaving a liquid crystal injection port. The polarizing planes were bonded and pressure-bonded so that the line segments projected onto the substrate were parallel. Thereafter, the sealing agent was cured to produce an empty cell having a cell gap of 4 μm. Liquid crystal MLC-7026-100 (Merck's negative liquid crystal) was injected into this empty cell by a reduced pressure injection method, and the injection port was sealed to obtain an FFS liquid crystal cell. Thereafter, the obtained liquid crystal cell was heated at 120 ° C. for 60 minutes and allowed to stand at 23 ° C. overnight, and then used for evaluation of liquid crystal alignment.

<液晶配向性の評価(残像評価)>
実施例1で用意したFFS方式の液晶セルを、偏光軸が直交するように配置された2枚の偏光板の間に設置し、電圧無印加の状態でバックライトを点灯させておき、透過光の輝度が最も小さくなるように液晶セルの配置角度を調整した。そして、画素の第2領域が最も暗くなる角度から第1領域が最も暗くなる角度まで液晶セルを回転させたときの回転角度を初期配向方位角として算出した。次いで、70℃のオーブン中で、周波数30Hzで16VPPの交流電圧を168時間印加した。その後、液晶セルの画素電極と対向電極との間をショートさせた状態にし、そのまま室温に1時間放置した。放置の後、同様にして配向方位角を測定し、交流駆動前後の配向方位角の差を角度Δ(deg.)として算出した。
<Evaluation of liquid crystal alignment (afterimage evaluation)>
The FFS liquid crystal cell prepared in Example 1 is installed between two polarizing plates arranged so that the polarization axes are orthogonal to each other, and the backlight is turned on with no voltage applied, and the brightness of the transmitted light. The arrangement angle of the liquid crystal cell was adjusted so as to be the smallest. Then, the rotation angle when the liquid crystal cell was rotated from the angle at which the second region of the pixel was darkest to the angle at which the first region was darkest was calculated as the initial orientation azimuth. Next, an alternating voltage of 16 V PP was applied in a 70 ° C. oven at a frequency of 30 Hz for 168 hours. Thereafter, the pixel electrode and the counter electrode of the liquid crystal cell were short-circuited and left as it was at room temperature for 1 hour. After standing, the orientation azimuth was measured in the same manner, and the difference in orientation azimuth before and after AC driving was calculated as an angle Δ (deg.).

<電圧保持率評価用液晶セルの作製>
ITO電極付きガラス基板を用い、シール剤の印刷前に、片方の基板上の液晶配向膜面に4μmのビーズスペーサーを散布したこと以外は、上記液晶配向性評価用液晶セルの作製と同じ手順で、電圧保持率測定用の液晶セルを作製した。
<Preparation of liquid crystal cell for voltage holding ratio evaluation>
Using a glass substrate with an ITO electrode, and before printing the sealant, the same procedure as the above liquid crystal cell evaluation for liquid crystal alignment evaluation was performed, except that 4 μm bead spacers were scattered on the liquid crystal alignment film surface on one substrate. A liquid crystal cell for measuring voltage holding ratio was produced.

<電圧保持率の評価>
この液晶セルを用いて、電圧保持率の評価を行った。具体的には、上記の手法で得られた液晶セルに、70℃の温度下で2VPPの交流電圧を60μ秒間印加し、167m秒後の電圧を測定し、電圧がどのくらい保持できているかを電圧保持率(VHRともいう)として計算した。なお、測定は、電圧保持率測定装置(VHR−1、東陽テクニカ社製)を使用し、Voltage:±1V、Pulse Width:60μs、Flame Period:167msの設定で行った。この液晶セルの電圧保持率の値が90%以上の場合には「良好」、電圧保持率の値が90%未満の場合には「不良」と定義し評価した。
<Evaluation of voltage holding ratio>
Using this liquid crystal cell, the voltage holding ratio was evaluated. Specifically, an AC voltage of 2 VPP is applied to the liquid crystal cell obtained by the above method at a temperature of 70 ° C. for 60 μsec, the voltage after 167 msec is measured, and the voltage is maintained to determine how much voltage is maintained. Calculated as retention (also referred to as VHR). The measurement was performed using a voltage holding ratio measuring device (VHR-1, manufactured by Toyo Technica Co., Ltd.) with settings of Voltage: ± 1 V, Pulse Width: 60 μs, and Frame Period: 167 ms. When the value of the voltage holding ratio of the liquid crystal cell was 90% or more, it was defined as “good” and when the value of the voltage holding ratio was less than 90%, it was defined as “bad”.

(実施例1)
合成例1で得られた液晶配向剤(A−1)を用いて、上記記載のように2種類の液晶セルを作製した。偏光紫外線の照射は、高圧水銀灯を用いて、波長選択フィルター:240LCF、および254nmタイプの偏光板を介して行った。偏光紫外線の照射量は、ウシオ電機(株)製照度計UVD−S254SBを用いて光量を測定し、波長254nmで200〜1500mJ/cmの範囲でそれぞれ変更して実施することにより、偏光紫外線照射量が異なる4個以上の液晶セルを作製した。評価結果については、偏光紫外線照射量が異なる4個以上の液晶表示素子の中から最良な結果を選択し、液晶表示素子の評価結果とした
これらの液晶セルについて、液晶配向性を評価した結果、角度Δが最良だった偏光紫外線照射量は1200mJ/cmであり、角度Δは0.7°であり良好であった。
また、同じ偏光紫外線照射量で作製した液晶セルについて電圧保持率を評価した結果、電圧保持率は91.2%であり良好であった。
Example 1
Using the liquid crystal aligning agent (A-1) obtained in Synthesis Example 1, two types of liquid crystal cells were produced as described above. Irradiation with polarized ultraviolet rays was performed using a high pressure mercury lamp through a wavelength selection filter: 240LCF and a 254 nm type polarizing plate. The irradiation amount of polarized ultraviolet rays is measured by measuring the amount of light using an illuminometer UVD-S254SB manufactured by Ushio Electric Co., Ltd., and changing the wavelength at 254 nm in the range of 200 to 1500 mJ / cm 2. Four or more liquid crystal cells having different amounts were produced. For the evaluation results, the best results were selected from four or more liquid crystal display elements with different polarized UV irradiation doses, and the results of evaluating the liquid crystal orientation of these liquid crystal cells as the evaluation results of the liquid crystal display elements, The polarized UV irradiation dose with the best angle Δ was 1200 mJ / cm 2 , and the angle Δ was 0.7 °, which was good.
Moreover, as a result of evaluating a voltage holding rate about the liquid crystal cell produced with the same polarized ultraviolet irradiation amount, the voltage holding rate was 91.2% and was favorable.

(実施例2〜3、比較実施例1)
合成例及び比較合成例で得られた液晶配向剤を用いた以外は、実施例1と同様の方法で、液晶配向性、および電圧保持率を評価し、その結果を表1に記載した。

Figure 2018045180
(Examples 2 and 3, Comparative Example 1)
The liquid crystal orientation and the voltage holding ratio were evaluated in the same manner as in Example 1 except that the liquid crystal aligning agents obtained in the synthesis examples and comparative synthesis examples were used, and the results are shown in Table 1.
Figure 2018045180

表1に示すように、実施例1〜3においては、交流駆動前後の配向方位角の差である角度Δ(deg.)も0.7以下ときわめて良好であると同時に、VHRも良好な特性を示すため、いずれも良好な残像特性であることから液晶表示素子の表示品向上に優れる。
一方比較例1においては、角度Δ(deg.)と電圧保持率を高度に両立した特性が確認されなかった。
このように本発明の方法によって製造された液晶表示素子は非常に優れた残像特性を示すことが確認された。
As shown in Table 1, in Examples 1 to 3, the angle Δ (deg.), Which is the difference between the orientation azimuth angles before and after AC driving, is also very good at 0.7 and the VHR is also good. Therefore, since all have good afterimage characteristics, it is excellent in improving display products of liquid crystal display elements.
On the other hand, in Comparative Example 1, a characteristic in which the angle Δ (deg.) And the voltage holding ratio were highly compatible was not confirmed.
Thus, it was confirmed that the liquid crystal display device manufactured by the method of the present invention exhibits very excellent afterimage characteristics.

本発明の重合体を用いて製造された横電界駆動型液晶表示素子用基板又は該基板を有する横電界駆動型液晶表示素子は、信頼性に優れたものとなり、大画面で高精細の液晶テレビなどに好適に利用できる。また、本発明の方法によって製造された液晶配向膜は、優れた液晶配向安定性と信頼性を有することから、液晶を用いた可変位相器にも利用することができ、この可変位相器は、例えば共振周波数を可変できるアンテナなどに好適に利用できる。 A lateral electric field drive type liquid crystal display element substrate manufactured using the polymer of the present invention or a horizontal electric field drive type liquid crystal display element having the substrate has excellent reliability, a large screen and a high definition liquid crystal television. It can utilize suitably for. In addition, since the liquid crystal alignment film manufactured by the method of the present invention has excellent liquid crystal alignment stability and reliability, it can be used for a variable phase shifter using liquid crystal. For example, it can be suitably used for an antenna that can vary the resonance frequency.

Claims (17)

下記式(1)で表される構造を有するジアミンから得られる重合体と、有機溶媒とを含有する液晶配向剤。
Figure 2018045180

(式(1)中、Rは1価の有機基であり、R〜Rはそれぞれ独立に水素原子または1価の有機基であり、但しRおよびRのうち少なくともひとつは1価の有機基であり、Rは1価の有機基であり、mは0〜2の整数であり、nは0〜4の整数である。)
The liquid crystal aligning agent containing the polymer obtained from the diamine which has a structure represented by following formula (1), and an organic solvent.
Figure 2018045180

(In Formula (1), R 1 is a monovalent organic group, R 2 to R 5 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group, provided that at least one of R 2 and R 3 is 1 R 6 is a monovalent organic group, m is an integer of 0 to 2, and n is an integer of 0 to 4.)
上記ジアミンとテトラカルボン酸二無水物との重合物であるポリイミド前駆体及びそのイミド化物であるポイミドからなる群から選ばれる少なくとも1種の重合体と、有機溶媒と、を含有する液晶配向剤。   A liquid crystal aligning agent comprising at least one polymer selected from the group consisting of a polyimide precursor that is a polymer of the diamine and tetracarboxylic dianhydride and a poimide that is an imidized product thereof, and an organic solvent. 上記ジアミンが、以下の式(2)で表される、請求項1又は2に記載の液晶配向剤。
Figure 2018045180

(式(2)中、R〜R、mおよびnの定義は、上記式(1)と同様である。)
The liquid crystal aligning agent of Claim 1 or 2 with which the said diamine is represented by the following formula | equation (2).
Figure 2018045180

(In formula (2), the definitions of R 1 to R 6 , m and n are the same as in formula (1) above.)
前記ポリイミド前駆体が、下記式(6)で表される請求項1〜3のいずれか1項に記載の液晶配向剤。
Figure 2018045180

(式(6)において、Xはテトラカルボン酸誘導体に由来する4価の有機基であり、Yは式(1)の構造を含むジアミンに由来する2価の有機基であり、R11は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基である。)
The liquid crystal aligning agent of any one of Claims 1-3 in which the said polyimide precursor is represented by following formula (6).
Figure 2018045180

(In Formula (6), X 1 is a tetravalent organic group derived from a tetracarboxylic acid derivative, Y 1 is a divalent organic group derived from a diamine containing the structure of Formula (1), and R 11 Is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.)
前記式(6)中、Xの構造が下記構造中からなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項4に記載の液晶配向剤。
Figure 2018045180
Figure 2018045180
The formula (6) is at least one structure of X 1 is selected from the group consisting of the following structures, the liquid crystal aligning agent of claim 4.
Figure 2018045180
Figure 2018045180
前記式(6)で表される構造単位を有する重合体が、液晶配向剤に含有される全重合体に対して10モル%以上含有される請求項4又は5に記載の液晶配向剤。 The liquid crystal aligning agent of Claim 4 or 5 in which the polymer which has a structural unit represented by the said Formula (6) is contained 10 mol% or more with respect to all the polymers contained in a liquid crystal aligning agent. 上記有機溶媒中に、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン及びジエチレングリコールジエチルエーテルからなる群から選ばれる少なくとも1種を含有する、請求項4〜6のいずれか1項に記載の液晶配向剤。 7. The liquid crystal aligning agent according to claim 4, wherein the organic solvent contains at least one selected from the group consisting of 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone and diethylene glycol diethyl ether. . [I]請求項1乃至7のいずれか1項記載の組成物を、横電界駆動用の導電膜を有する基板上に塗布して塗膜を形成する工程;
[II] [I]で得られた塗膜に偏光した紫外線を照射する工程;及び
[III] [II]で得られた塗膜を加熱する工程;
を有することによって配向制御能が付与された横電界駆動型液晶表示素子用液晶配向膜を得る、前記液晶配向膜を有する基板の製造方法。
[I] A step of applying the composition according to any one of claims 1 to 7 on a substrate having a conductive film for driving a lateral electric field to form a coating film;
[II] a step of irradiating the coating film obtained in [I] with polarized ultraviolet rays; and [III] a step of heating the coating film obtained in [II];
The manufacturing method of the board | substrate which has the said liquid crystal aligning film which obtains the liquid crystal aligning film for horizontal electric field drive type liquid crystal display elements by which orientation control ability was provided by having.
請求項8に記載の方法により製造された横電界駆動型液晶表示素子用液晶配向膜を有する基板。   The board | substrate which has the liquid crystal aligning film for horizontal electric field drive type liquid crystal display elements manufactured by the method of Claim 8. 請求項9記載の基板を有する横電界駆動型液晶表示素子。   A lateral electric field drive type liquid crystal display device comprising the substrate according to claim 9. 請求項9記載の基板(第1の基板)を準備する工程;
[I’] 第2の基板上に請求項1乃至7のいずれか1項記載の組成物を、塗布して塗膜を形成する工程;
[II’] [I’]で得られた塗膜に偏光した紫外線を照射する工程;及び
[III’] [II’]で得られた塗膜を加熱する工程;
を有することによって配向制御能が付与された液晶配向膜を得る、前記液晶配向膜を有する第2の基板を得る工程;及び
[IV] 液晶を介して前記第1及び第2の基板の液晶配向膜が相対するように、前記第1及び第2の基板を対向配置して液晶表示素子を得る工程;
を有することにより、横電界駆動型液晶表示素子を得る、該液晶表示素子の製造方法。
Preparing a substrate (first substrate) according to claim 9;
[I ′] A step of applying the composition according to any one of claims 1 to 7 on a second substrate to form a coating film;
[II ′] a step of irradiating the coating film obtained in [I ′] with polarized ultraviolet rays; and [III ′] a step of heating the coating film obtained in [II ′];
Obtaining a liquid crystal alignment film imparted with alignment control capability by having a second substrate having the liquid crystal alignment film; and [IV] liquid crystal alignment of the first and second substrates via liquid crystal A step of obtaining a liquid crystal display element by arranging the first and second substrates so that the films face each other;
A method for producing a liquid crystal display element, comprising obtaining a lateral electric field drive type liquid crystal display element.
請求項11記載の方法により製造された横電界駆動型液晶表示素子。   A lateral electric field drive type liquid crystal display device manufactured by the method according to claim 11. 下記式(1)で表される構造を有するジアミンとテトラカルボン酸二無水物との重合物であるポリイミド前駆体及びそのイミド化物であるポリイミドからなる群から選ばれる少なくとも1種の重合体。
Figure 2018045180

(式(1)中、Rは1価の有機基であり、R〜Rはそれぞれ独立に水素原子または1価の有機基であり、但しRおよびRのうち少なくともひとつは1価の有機基であり、Rは1価の有機基であり、mは0〜2の整数であり、nは0〜4の整数である。)
The at least 1 sort (s) of polymer chosen from the group which consists of the polyimide precursor which is a polymer of the diamine which has a structure represented by following formula (1), and tetracarboxylic dianhydride, and the imidized compound.
Figure 2018045180

(In Formula (1), R 1 is a monovalent organic group, R 2 to R 5 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group, provided that at least one of R 2 and R 3 is 1 R 6 is a monovalent organic group, m is an integer of 0 to 2, and n is an integer of 0 to 4.)
上記ジアミンが、以下の式(2)で表される、請求項13に記載の重合体。
Figure 2018045180
(式(2)中、R〜R、mおよびnの定義は、上記式(1)と同様である。)
The polymer according to claim 13, wherein the diamine is represented by the following formula (2).
Figure 2018045180
(In formula (2), the definitions of R 1 to R 6 , m and n are the same as in formula (1) above.)
前記ポリイミド前駆体が、下記式(6)で表される請求項13又は14に記載の重合体。
Figure 2018045180

(式(6)において、Xはテトラカルボン酸誘導体に由来する4価の有機基であり、Yは式(1)の構造を含むジアミンに由来する2価の有機基であり、R11は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基である。)
The polymer according to claim 13 or 14, wherein the polyimide precursor is represented by the following formula (6).
Figure 2018045180

(In Formula (6), X 1 is a tetravalent organic group derived from a tetracarboxylic acid derivative, Y 1 is a divalent organic group derived from a diamine containing the structure of Formula (1), and R 11 Is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.)
前記式(6)中、Xの構造が下記構造中からなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項15に記載の重合体。
Figure 2018045180
Figure 2018045180

In the formula (6), the structure of X 1 is at least one selected from the group consisting of the following structures, the polymer of claim 15.
Figure 2018045180
Figure 2018045180

下記式(2)で表されるジアミン。
Figure 2018045180
(式(1)中、Rは1価の有機基であり、R〜Rはそれぞれ独立に水素原子または1価の有機基であり、但しRおよびRのうち少なくともひとつは1価の有機基であり、Rは1価の有機基であり、mは0〜2の整数であり、nは0〜4の整数である。)
Diamine represented by following formula (2).
Figure 2018045180
(In Formula (1), R 1 is a monovalent organic group, R 2 to R 5 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group, provided that at least one of R 2 and R 3 is 1 R 6 is a monovalent organic group, m is an integer of 0 to 2, and n is an integer of 0 to 4.)
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