JP2018155920A - Liquid crystal aligning agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal display element using the same - Google Patents

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早紀 相馬
隆夫 堀
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal aligning agent excellent in rubbing resistance, and a liquid crystal alignment film obtained from the liquid crystal aligning agent.SOLUTION: The liquid crystal aligning agent comprises: a polymer (P) synthesized by using a diamine (I) having at least one partial structure (p) selected from a methacryl group, acryl group, vinyl group, substituted vinyl group substituted with a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and cinnamoyl group in a side chain and a diamine (II) having a partial structure represented by formula (H) below; and an organic solvent. In the formula, Rrepresents a protecting group of an amino group; and two of *1 represent bonding hands to be bonded to a hydrocarbon group or a hydrogen atom, where at least one bonding hand is to be bonded to a hydrocarbon group.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、液晶配向剤、該液晶配向剤から得られる液晶配向膜、及び該液晶配向膜を有する液晶表示素子に関する。   The present invention relates to a liquid crystal aligning agent, a liquid crystal aligning film obtained from the liquid crystal aligning agent, and a liquid crystal display element having the liquid crystal aligning film.

現在、液晶表示素子はデジタルカメラ、パソコン、携帯型端末、テレビなど、多くの機器における画像表示部分に広く使用されている。この様な液晶表示素子は、流動性がある液晶組成物を二枚の支持基板で挟み封じ込めた構造をしており、前記基板の液晶に接する面には、液晶分子を配向させるための液晶配向膜が設けられている。液晶配向膜は一般的に前記基板上に液晶配向剤を塗布する工程を経て作製される。また、液晶分子を基板の面内方向に配向させる場合は、液晶配向剤から得られた塗膜に対して、ラビング処理や光配向処理などが行われる。   Currently, liquid crystal display elements are widely used in image display portions of many devices such as digital cameras, personal computers, portable terminals, and televisions. Such a liquid crystal display element has a structure in which a liquid crystal composition having fluidity is sandwiched and sealed between two support substrates, and a liquid crystal alignment for aligning liquid crystal molecules on the surface of the substrate in contact with the liquid crystal. A membrane is provided. The liquid crystal alignment film is generally produced through a step of applying a liquid crystal aligning agent on the substrate. Further, when aligning liquid crystal molecules in the in-plane direction of the substrate, a rubbing treatment, a photo-alignment treatment, or the like is performed on the coating film obtained from the liquid crystal aligning agent.

液晶配向膜に求められる特性は、種々存在する。ラビング処理に対する耐性(ラビング耐性)はそのうちの重要な特性の一つである。ラビング処理は、液晶表示素子の製造過程において、基板上に形成された高分子膜から液晶配向膜を形成する方法として知られ、現在も工業的に広く用いられている。   There are various properties required for the liquid crystal alignment film. Resistance to rubbing (rubbing resistance) is one of the important characteristics. The rubbing process is known as a method of forming a liquid crystal alignment film from a polymer film formed on a substrate in the manufacturing process of a liquid crystal display element, and is still widely used industrially today.

このラビング処理では、液晶配向膜が削れることで発生する粉塵や傷が表示素子の表示品位を低下させる問題が知られている。そのため、液晶配向膜には、ラビング処理に伴って生じる粉塵や液晶配向膜への損傷が少ない、高いラビング耐性が求められている。例えば特許文献1、2には、ラビング処理による塗膜の削れや損傷が起こりにくい液晶配向膜を提供することを目的とした液晶配向剤が開示されている。また特許文献3には、液晶配向膜のラビング耐性に加えて、高温でも液晶表示素子の電圧保持率が高く、イオン密度が低い信頼性の高い液晶配向膜の提供を目的とした液晶配向剤が開示されている。   In this rubbing treatment, there is a known problem that dust and scratches generated by scraping the liquid crystal alignment film deteriorate the display quality of the display element. Therefore, the liquid crystal alignment film is required to have high rubbing resistance with little dust and damage to the liquid crystal alignment film caused by the rubbing treatment. For example, Patent Documents 1 and 2 disclose a liquid crystal aligning agent for the purpose of providing a liquid crystal alignment film that is less likely to be scraped or damaged by rubbing. In addition to the rubbing resistance of the liquid crystal alignment film, Patent Document 3 discloses a liquid crystal alignment agent for the purpose of providing a highly reliable liquid crystal alignment film having a high voltage holding ratio and a low ion density even at high temperatures. It is disclosed.

特開2008−203332号公報JP 2008-203332 A 国際公開公報2010/053128International Publication No. 2010/053128 国際公開公報2010/050523International Publication No. 2010/050523

近年の液晶表示素子の益々の高性能化に伴い、液晶配向膜には種々の特性を今までよりも高いレベルで実現することが求められている。例えば、液晶表示素子が高精細化したことにより、ラビング耐性に関しては従来よりも塗膜の削れや損傷が少ない液晶配向膜が必要とされるようになってきた。以上のことから、本発明は、ラビング耐性に優れる液晶配向膜及び液晶配向剤の提供を課題とする。   With the recent high performance of liquid crystal display elements, liquid crystal alignment films are required to realize various characteristics at a higher level than before. For example, as the liquid crystal display element has been improved in definition, a liquid crystal alignment film that requires less rubbing and damage of the coating film as compared with the related art has been required for rubbing resistance. In view of the above, an object of the present invention is to provide a liquid crystal alignment film and a liquid crystal aligning agent excellent in rubbing resistance.

本発明者らは検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下を要旨とする。
[1]メタクリル基、アクリル基、ビニル基、炭素数1〜12の炭化水素基で置換された置換ビニル基及びシンナモイル基から選択される少なくとも一種の部分構造(p)を側鎖に有するジアミン(I)と、下記式(H)で表される部分構造を有するジアミン(II)とを含むジアミン成分を用いて合成される重合体(P)を含有する液晶配向剤。
As a result of repeated studies, the present inventors have completed the present invention. Specifically, the gist of the present invention is as follows.
[1] Diamine having at least one partial structure (p) selected from a methacryl group, an acryl group, a vinyl group, a substituted vinyl group substituted with a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms and a cinnamoyl group in the side chain ( The liquid crystal aligning agent containing the polymer (P) synthesize | combined using the diamine component containing I) and diamine (II) which has the partial structure represented by following formula (H).

Figure 2018155920
Figure 2018155920

式(H)中、Rはアミノ基の保護基である。2個の「*1」は、炭化水素基又は水素原子に結合し、少なくとも一方は炭化水素基に結合する結合手であることを示す In the formula (H), R 1 is an amino-protecting group. Two “* 1” s are bonded to a hydrocarbon group or a hydrogen atom, and at least one is a bond bonded to the hydrocarbon group.

本発明の液晶配向剤から得られる液晶配向膜はラビング耐性に優れ、該液晶配向膜を具備する液晶表示素子は高性能な液晶表示素子を提供できる。   The liquid crystal alignment film obtained from the liquid crystal aligning agent of the present invention is excellent in rubbing resistance, and the liquid crystal display element provided with the liquid crystal alignment film can provide a high-performance liquid crystal display element.

本発明の液晶配向剤は、メタクリル基、アクリル基、ビニル基、炭素数1〜12の炭化水素基で置換された置換ビニル基及びシンナモイル基から選択される少なくとも一種の部分構造(p)を側鎖に有するジアミン(I)と、下記式(H)で表される部分構造を有するジアミン(II)とを含むジアミン成分を用いて合成される重合体(P)と、有機溶媒とを含有する。以下、本発明について詳細に説明する。   The liquid crystal aligning agent of the present invention has at least one partial structure (p) selected from a methacryl group, an acryl group, a vinyl group, a substituted vinyl group substituted with a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and a cinnamoyl group. It contains a polymer (P) synthesized using a diamine component containing a diamine (I) in a chain and a diamine (II) having a partial structure represented by the following formula (H), and an organic solvent. . Hereinafter, the present invention will be described in detail.

Figure 2018155920
Figure 2018155920

はアミノ基の保護基である。2個の「*1」は、炭化水素基又は水素原子に結合し、少なくとも一方は炭化水素基に結合する結合手を示す。
<ジアミン(I)>
本発明に用いられるジアミン(I)は、メタクリル基、アクリル基、ビニル基、炭素数1〜12の炭化水素基で置換された置換ビニル基及びシンナモイル基から選択される少なくとも一種の部分構造(p)を側鎖に有する。
R 1 is an amino-protecting group. Two “* 1” bonds to a hydrocarbon group or a hydrogen atom, and at least one of them represents a bond bonded to the hydrocarbon group.
<Diamine (I)>
The diamine (I) used in the present invention is at least one partial structure selected from a methacryl group, an acrylic group, a vinyl group, a substituted vinyl group substituted with a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and a cinnamoyl group (p ) In the side chain.

前記部分構造(p)として、メタクリル基、アクリル基、ビニル基、炭素数1〜12の炭化水素基で置換された置換ビニル基から選択される少なくとも1種がより好ましく、下記式(1−1)〜(1−4)で表される構造から選ばれる少なくとも一種が更に好ましい。   The partial structure (p) is more preferably at least one selected from a methacryl group, an acrylic group, a vinyl group, and a substituted vinyl group substituted with a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms. ) To (1-4) are more preferable.

Figure 2018155920
Figure 2018155920

式中、Rは水素原子又はメチル基を表し、Rは水素原子、炭素数1〜12の直鎖状の炭化水素基、または炭素数1〜12の分岐状の炭化水素基を表す。R、Rはそれぞれ独立して水素原子またはメチル基を表す。「*1」は結合手を示す。 In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 represents a hydrogen atom, a linear hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, or a branched hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms. R 3 and R 4 each independently represents a hydrogen atom or a methyl group. “* 1” indicates a bond.

前記式(1−2)のRにおける直鎖状の炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基が挙げられ、アルキル基がより好ましい。より好ましくは、炭素数1〜3のアルキル基であり、メチル基がより好ましい。 Examples of the linear hydrocarbon group for R 2 in the formula (1-2) include an alkyl group and an alkenyl group, and an alkyl group is more preferable. More preferably, it is a C1-C3 alkyl group, and a methyl group is more preferable.

前記式(1−2)のRにおける分岐状の炭化水素基としては、分岐状のアルキル基、分岐状のアルケニル基が挙げられ、分岐状のアルキル基が好ましい。より好ましくは炭素数3〜4の分岐状のアルキル基であり、i−プロピル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基がより好ましい。 Examples of the branched hydrocarbon group for R 2 in the formula (1-2) include a branched alkyl group and a branched alkenyl group, and a branched alkyl group is preferable. A branched alkyl group having 3 to 4 carbon atoms is more preferable, and an i-propyl group, a 2-methylpropyl group, and a 1-methylpropyl group are more preferable.

前記部分構造(p)を有する側鎖としては、例えば下記式(b)で表されるものが挙げられる。   Examples of the side chain having the partial structure (p) include those represented by the following formula (b).

Figure 2018155920
Figure 2018155920

は、単結合又は−CH−、−O−、−COO−、−OCO−、−NHCO−、−CONH−、−NH−、−NHC(=O)NH−、−CHO−、−N(R)−(Rは、炭素数1〜12の直鎖状の炭化水素基、または炭素数1〜12の分岐状の炭化水素基を表す。)、−CON(CH)−、−N(CH)CO−、のいずれかを表し、Rは、単結合、又は、非置換またはフッ素原子によって置換されている炭素数1〜20のアルキレン基を表し、このアルキレン基において少なくとも一つの−CHCH−は−CH=CH−で置き換えられてもよく、少なくとも一つの−CH−は−CF−で置き換えられてもよく、次に挙げるいずれかの基が互いに隣り合わない場合において、これらの基に置き換えられてもよく;−O−、−COO−、−OCO−、−NHCO−、−CONH−、−NH−、二価の炭素環、二価の複素環;R10は、前記の部分構造(p)を表し、「*1」は重合体の主鎖に結合する結合手を示す。 R 8 is a single bond or —CH 2 —, —O—, —COO—, —OCO—, —NHCO—, —CONH—, —NH—, —NHC (═O) NH—, —CH 2 O—. , —N (R a ) — (R a represents a linear hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or a branched hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms), —CON (CH 3 )-, -N (CH 3 ) CO-, and R 9 represents a single bond or an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms which is unsubstituted or substituted by a fluorine atom. In the group, at least one —CH 2 CH 2 — may be replaced with —CH═CH—, and at least one —CH 2 — may be replaced with —CF 2 —. Are not replaced by these groups. At best; -O -, - COO -, - OCO -, - NHCO -, - CONH -, - NH-, a divalent carbocyclic, divalent heterocyclic; R 10 is the partial structure (p) "* 1" represents a bond bonded to the main chain of the polymer.

は、通常の有機合成的手法で形成できるが、合成の容易性の観点から、−CH−、−O−、−COO−、−NHCO−、−NH−、−CHO−、−N(R)−(Rは、炭素数1〜12の直鎖状の炭化水素基、または炭素数1〜12の分岐状の炭化水素基を表す。)が好ましい。 R 8 can be formed by a general organic synthetic method, but from the viewpoint of ease of synthesis, —CH 2 —, —O—, —COO—, —NHCO—, —NH—, —CH 2 O—, -N (R <a> )-(R <a> represents a C1-C12 linear hydrocarbon group or a C1-C12 branched hydrocarbon group) is preferable.

の任意の−CH−を置き換える二価の炭素環や二価の複素環としては、具体的にはシクロヘキサン、ベンゼン、ナフタレン、ビシクロヘキサン、シクロヘキシルベンゼン、ビフェニル、4‐シクロヘキシルビフェニル、ゴナン、ピリジン、ピロール、ピリミジン、チオフェン、フラン、カルバゾール、オキサゾール、1,3,5−トリアジンなどの化合物から2つの水素原子を除いた基が挙げられるが、これらに限定されない。 Specific examples of the divalent carbocycle or divalent heterocycle that replaces any —CH 2 — in R 9 include cyclohexane, benzene, naphthalene, bicyclohexane, cyclohexylbenzene, biphenyl, 4-cyclohexylbiphenyl, gonane, Examples include, but are not limited to, groups in which two hydrogen atoms are removed from a compound such as pyridine, pyrrole, pyrimidine, thiophene, furan, carbazole, oxazole, and 1,3,5-triazine.

10は、前記の部分構造(p)であり、好ましい範囲も前記の通りである。 R 10 is the partial structure (p), and the preferred range is also as described above.

前記部分構造(p)を側鎖に有するジアミン(I)としては、例えば以下のような化合物(1−D)が挙げられるが、これに限定されるものではない。   Examples of the diamine (I) having the partial structure (p) in the side chain include, but are not limited to, the following compound (1-D).

Figure 2018155920
Figure 2018155920

Spは単結合、−O−又は−O−Q−O−(ここで、Qはフェニレン基またはナフタレン基を含む2価の基を示す)を表し、mは0又は1である。R、R、R10は、上記式(b)におけるR、R、R10と同義である。 Sp represents a single bond, —O— or —O—Q T —O— (wherein Q T represents a divalent group containing a phenylene group or a naphthalene group), and m is 0 or 1. R 8, R 9, R 10 has the same meaning as R 8, R 9, R 10 in the formula (b).

前記部分構造(p)を側鎖に有するジアミン(I)の好ましい態様として、以下のような化合物(1−D1)〜(1−D4)が挙げられる。   Preferred embodiments of the diamine (I) having the partial structure (p) in the side chain include the following compounds (1-D1) to (1-D4).

Figure 2018155920
Figure 2018155920

式中のR、R及びR10の定義は、上記式(b)のR、R及びR10と同義である。
前記ジアミン(I)としては、下記式(1−D1−1)〜(1−D1−7)が更に好ましい。
Definition of R 8, R 9 and R 10 in the formula has the same meaning as R 8, R 9 and R 10 in the formula (b).
As the diamine (I), the following formulas (1-D1-1) to (1-D1-7) are more preferable.

Figure 2018155920
Figure 2018155920

式中、X及びXはそれぞれ独立に単結合、又は、−O−、−COO−、−NHCO−、−NH−より選ばれる結合基、Yは非置換またはフッ素原子によって置換されている炭素数1〜20のアルキレン基を表し、R、R、Rはそれぞれ、前記式(1−2)中のR、R、Rと同義である。Rは炭素数1〜12の直鎖状の炭化水素基、または炭素数1〜12の分岐状の炭化水素基を表す。
前記式(1−D1−1)においては、下記式(1−D1−9)が更に好ましい。
In the formula, X 1 and X 2 are each independently a single bond or a linking group selected from —O—, —COO—, —NHCO—, and —NH—, and Y is unsubstituted or substituted by a fluorine atom. A C1-C20 alkylene group is represented, R <a> , R <b> , R <c> is synonymous with R < 2 >, R < 3 >, R < 4 > in said Formula (1-2), respectively. R d represents a linear hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or a branched hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms.
In the formula (1-D1-1), the following formula (1-D1-9) is more preferable.

Figure 2018155920
Figure 2018155920

(式(1−D1−9)中、nは1〜20の整数であり、Rは水素原子又はメチル基を表す。)
前記ジアミン(I)としては、前記式(1−D1−5)もしくは(1−D1−9)であることが更に好ましい。
上記式(1−D1−5)〜(1−D1−9)を含むジアミン成分は、モノマーの柔軟性が高いため、架橋反応が進行しやすく、液晶配向膜の架橋度をより向上させることができる。
(In the formula (1-D1-9), n is an integer of 1 to 20, and R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group.)
The diamine (I) is more preferably the formula (1-D1-5) or (1-D1-9).
Since the diamine component containing the above formulas (1-D1-5) to (1-D1-9) has high flexibility of the monomer, the crosslinking reaction is likely to proceed, and the degree of crosslinking of the liquid crystal alignment film can be further improved. it can.

前記式(1−D1−5)において、Rの炭素数は6以下が好ましく、より好ましくは3以下であり、特に好ましいRは水素原子である。 In the formula (1-D1-5), R a preferably has 6 or less carbon atoms, more preferably 3 or less, and particularly preferably R a is a hydrogen atom.

前記式(1−D1−5)において、R、Rは、水素原子である方が好ましい。 In the formula (1-D1-5), R b and R c are preferably hydrogen atoms.

前記式(1−D1−5)において、Rは、炭素数6以下の直鎖状の炭化水素基、又は分岐状の炭化水素基が好ましく、より好ましくは炭素数3以下の直鎖状の炭化水素基、又は分岐状の炭化水素基である。 In the above formula (1-D1-5), R d is preferably a linear hydrocarbon group having 6 or less carbon atoms or a branched hydrocarbon group, and more preferably a linear hydrocarbon group having 3 or less carbon atoms. It is a hydrocarbon group or a branched hydrocarbon group.

前記式(1−D1−5)において、2つのアミノ基の好ましい位置は、N-アリル基に対して、ベンゼン環上の2,4の位置、2,5の位置、又は3,5の位置である。   In the formula (1-D1-5), the preferred positions of the two amino groups are 2, 4 positions, 2, 5 positions, or 3, 5 positions on the benzene ring with respect to the N-allyl group. It is.

以下に、上記式(1−D1−5)で示される構造のジアミンの具体例を、式(1−D1−5b)〜(1−D1−5g)に示すがこの限りではない。   Specific examples of the diamine having the structure represented by the above formula (1-D1-5) are shown in the following formulas (1-D1-5b) to (1-D1-5g), but are not limited thereto.

Figure 2018155920
Figure 2018155920

上記ジアミンの中でも、式(1−D1−5b)又は式(1−D1−5c)が好ましい。   Among the diamines, the formula (1-D1-5b) or the formula (1-D1-5c) is preferable.

前記式(1−D1−9)におけるnは、好ましくは1〜10の整数である。上記式(1−D1−9)で示される具体例を下記式(1−D1−9a)〜(1−D1−9b)に挙げるがこの限りではない。   N in the formula (1-D1-9) is preferably an integer of 1 to 10. Specific examples represented by the above formula (1-D1-9) are shown in the following formulas (1-D1-9a) to (1-D1-9b), but are not limited thereto.

Figure 2018155920
Figure 2018155920

なお、上記ジアミン(I)は、これらのうちの1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
<ジアミン(II)>
本発明に用いられるジアミン(II)は、下記式(H)で表される部分構造を有する。
In addition, the said diamine (I) can be used individually by 1 type in these or in combination of 2 or more types.
<Diamine (II)>
The diamine (II) used in the present invention has a partial structure represented by the following formula (H).

Figure 2018155920
Figure 2018155920

式中、Rはアミノ基の保護基である。2個の「*1」は、炭化水素基又は水素原子に結合し、少なくとも一方は炭化水素基に結合する結合手であることを示す。 In the formula, R 1 is an amino-protecting group. Two “* 1” s are bonded to a hydrocarbon group or a hydrogen atom, and at least one is a bond bonded to the hydrocarbon group.

は、アミノ基の保護基として機能する基であれば特に限定されず、例えば熱、光、酸及び塩基の少なくともいずれかで脱離する1価の有機基などが挙げられる。Rとして好ましくは、少なくとも熱により脱離する1価の有機基であり、その具体例としては、例えばカルバメート系保護基、アミド系保護基、イミド系保護基、スルホンアミド系保護基などが挙げられる。 R 1 is not particularly limited as long as it functions as a protecting group for an amino group, and examples thereof include a monovalent organic group that can be eliminated by at least one of heat, light, acid and base. R 1 is preferably a monovalent organic group that is at least eliminated by heat, and specific examples thereof include carbamate-based protecting groups, amide-based protecting groups, imide-based protecting groups, sulfonamide-based protecting groups, and the like. It is done.

熱による脱離性が高い点で、Rは、中でもカルバメート系保護基であることが好ましい。その具体例としては、例えばtert−ブトキシカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基、1,1−ジメチル−2−ハロエチルオキシカルボニル基、1,1−ジメチル−2−シアノエチルオキシカルボニル基、9−フルオレニルメチルオキシカルボニル基、アリルオキシカルボニル基、2−(トリメチルシリル)エトキシカルボニル基などが挙げられる。中でも、tert−ブトキシカルボニル基(BOC基)であることが好ましい。 R 1 is preferably a carbamate-based protecting group from the viewpoint of high heat detachability. Specific examples thereof include tert-butoxycarbonyl group, benzyloxycarbonyl group, 1,1-dimethyl-2-haloethyloxycarbonyl group, 1,1-dimethyl-2-cyanoethyloxycarbonyl group, 9-fluorenyl. Examples thereof include a methyloxycarbonyl group, an allyloxycarbonyl group, and a 2- (trimethylsilyl) ethoxycarbonyl group. Among these, a tert-butoxycarbonyl group (BOC group) is preferable.

式中の結合手「*1」が結合する炭化水素基は、鎖状炭化水素基、脂環式炭化水素基及び芳香族炭化水素基のいずれであってもよい。   The hydrocarbon group to which the bond “* 1” in the formula is bonded may be a chain hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group, or an aromatic hydrocarbon group.

前記ジアミン(II)としては、下記式(2−D1)〜(2−D3)で表されるジアミンが好ましい。   As the diamine (II), diamines represented by the following formulas (2-D1) to (2-D3) are preferable.

Figure 2018155920
Figure 2018155920

及びAはそれぞれ独立して、単結合、炭素数1〜5のアルキレン基であり、A及びAは、それぞれ独立して、炭素数1〜5のアルキレン基であり、B及びBはそれぞれ独立して、単結合、−O−、−NH−、−N(CH)−、−C(=O)−、−C(=O)O−、−C(=O)NH−、−C(=O)N(CH)−、−OC(=O)−、−NHC(=O)−、又は−N(CH)C(=O)−を表し、Cyは、2価の含窒素へテロ環化合物を表し、nは2〜8の整数であり、
は、−(CH)−、−O−、−S−、−NH−、であり;
は、−O−、−C(=O)NH−、−NHC(=O)−、−OC(=O)−、−C(=O)O−、−NH(=CO)NH−、−NH−、−C(=O)−、であり;
は、アミノ基の保護基であり、;
は、炭素数6〜12の芳香族炭化水素基、炭素数1〜6のアルキレン基、炭素数2〜6のアルケニレン基、炭素数2〜6のアルキニレン基である。
A 1 and A 5 are each independently a single bond and an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, A 2 and A 4 are each independently an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and B 1 And B 2 are each independently a single bond, —O—, —NH—, —N (CH 3 ) —, —C (═O) —, —C (═O) O—, —C (═O ) NH—, —C (═O) N (CH 3 ) —, —OC (═O) —, —NHC (═O) —, or —N (CH 3 ) C (═O) — Represents a divalent nitrogen-containing heterocyclic compound, n is an integer of 2 to 8,
C 1 is — (CH 2 ) —, —O—, —S—, —NH—;
C 2 is —O—, —C (═O) NH—, —NHC (═O) —, —OC (═O) —, —C (═O) O—, —NH (═CO) NH—. , -NH-, -C (= O)-,
D 1 is an amino-protecting group;
E 1 is an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenylene group having 2 to 6 carbon atoms, or an alkynylene group having 2 to 6 carbon atoms.

前記式(2−D1)〜(2−D3)において、アルキレン基としては、たとえばメチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトタメチレン基、ペンタメチレン基又はヘキサメチレン基等が挙げられる。Dは、前記式(H)におけるRと同義である。 In the formulas (2-D1) to (2-D3), examples of the alkylene group include a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a tetotamethylene group, a pentamethylene group, and a hexamethylene group. D 1 has the same meaning as R 1 in formula (H).

前記式(2−D1)において、2価の含窒素へテロ環化合物として、アゼチジン、ピロリジン、ピペリジン、又はヘキサメチレンイミンなどの脂肪族へテロ環から2つの水素原子を除いた基を挙げることができる。ベンゼン環におけるアミノ基の結合位置は限定されないが、アミノ基がそれぞれ、含窒素ヘテロ環化合物中の窒素原子に対して3位、又は、4位、A2とDが結合する窒素原子に対して3位、又は、4位の位置にあることが好ましく、含窒素ヘテロ環化合物中の窒素原子に対して4位、A2とDが結合する窒素原子に対して4位の位置にあることがより好ましい。 In the formula (2-D1), examples of the divalent nitrogen-containing heterocyclic compound include groups in which two hydrogen atoms have been removed from an aliphatic heterocyclic ring such as azetidine, pyrrolidine, piperidine, or hexamethyleneimine. it can. Binding position of the amino group in the benzene ring is not limited, each amino group, 3-position to the nitrogen atom of the nitrogen-containing heterocyclic compound, or 4-position, relative to the nitrogen atom to which A2 and D 1 is attached 3-position, or, preferably in the 4-position, 4-position to the nitrogen atom of the nitrogen-containing heterocyclic compound, that is in the 4-position to the nitrogen atom to which A2 and D 1 is attached More preferred.

前記式(2−D2)の好ましい例としては、国際公開公報2015/060360の段落[0031]〜[0032]に記載の式(1−1)〜(1−21)に示される構造に2つのアミノ基が結合した構造が挙げられる。   Preferable examples of the formula (2-D2) include two structures represented by formulas (1-1) to (1-21) described in paragraphs [0031] to [0032] of International Publication No. 2015/060360. Examples include a structure in which an amino group is bonded.

前記式(2−D3)において、炭素数2〜6のアルケニレン基としては、ビニレン基、1−プロペニレン基、2−プロペニレン基、1−ブテニレン基、2−ブテニレン基、1−ペンテニレン基、2−ペンテニレン基、1−ヘキセニレン基、2−ヘキセニレン基、等が挙げられる。また、炭素数2〜6のアルキニレン基とは、例えば、エチニレン基、プロピニレン基、ブチニレン基、ペンチニレン基、ヘキシニレン基、等が挙げられる。   In the formula (2-D3), examples of the alkenylene group having 2 to 6 carbon atoms include vinylene group, 1-propenylene group, 2-propenylene group, 1-butenylene group, 2-butenylene group, 1-pentenylene group, 2- Examples include a pentenylene group, a 1-hexenylene group, and a 2-hexenylene group. Examples of the alkynylene group having 2 to 6 carbon atoms include an ethynylene group, a propynylene group, a butynylene group, a pentynylene group, and a hexynylene group.

前記式(2−D3)において炭素数6〜12の芳香族炭化水素基としては、例えばフェニレン基、ビフェニレン基又はナフチレン基、最も好ましくは、フェニレン基である。   In the formula (2-D3), the aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms is, for example, a phenylene group, a biphenylene group, or a naphthylene group, and most preferably a phenylene group.

前記ジアミン(II)が、下記式(2−D1−1)〜式(2−D3−1)から選ばれるジアミンが更に好ましい。   The diamine (II) is more preferably a diamine selected from the following formulas (2-D1-1) to (2-D3-1).

Figure 2018155920
Figure 2018155920

式中、Qは炭素数1〜5のアルキレン基を表し、Eは、炭素数1〜4のアルキレン基、又は、フェニレン基を表し、Bocは、tert−ブトキシカルボニル基を表す。 In the formula, Q 1 represents an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, E 1 represents an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms or a phenylene group, and Boc represents a tert-butoxycarbonyl group.

前記ジアミン(II)の好ましい構造としては、上記式(2−D2−1)、下記式(2−D−a)〜(2−D−c)で表される構造が挙げられる。   Preferred structures of the diamine (II) include structures represented by the above formula (2-D2-1) and the following formulas (2-Da) to (2-Dc).

Figure 2018155920
Figure 2018155920

式中、Bocは、tert−ブトキシカルボニル基を示す。
上記ジアミン(II)は、これらのうちの1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
<その他のジアミン>
重合体(P)の合成に使用するジアミン成分は前記ジアミン(I)及び前記ジアミン(II)以外のジアミン(以下、その他のジアミンと表記する)を含んでもよい。その具体例としては、国際公開公報2013/008906の段落[0036]〜[0037]に記載の式(2)で表されるウレア基を有するジアミン、3,5−ジアミノ安息香酸、2,4−ジアミノ安息香酸、2,5−ジアミノ安息香酸、4,4’−ジアミノビフェニル−3−カルボン酸、4,4’−ジアミノジフェニルメタン−3−カルボン酸、4,4’−ジアミノジフェニルエタン−3−カルボン酸、4,4’−ジアミノビフェニル−3,3’−ジカルボン酸、4,4’−ジアミノビフェニル−2,2’−ジカルボン酸、3,3’−ジアミノビフェニル−4,4’−ジカルボン酸、3,3’−ジアミノビフェニル−2,4’−ジカルボン酸、4,4’−ジアミノジフェニルメタン−3,3’−ジカルボン酸、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル−3,3’−ジカルボン酸などのカルボキシル基を含有するジアミン、1,3−ビス(3−アミノプロピル)−テトラメチルジシロキサンなどのジアミノオルガノシロキサン、国際公開公報2008/078796の段落[0009]〜[0010]の式(1)で表されるN−置換ジアミン、日本国公開公報2016−200798の段落[0025]に記載の式(−1−2)〜(N−1−8)で表される窒素含有構造を有するジアミン、国際公開公報2010/035719の段落[0135]〜[0137]に記載のジアミン(B1)〜(B12)などのピリジン環を有するジアミン、国際公開公報2015/122413の段落[0022]に記載の式(2−1)、(2−3)、(2−4)、(2−7)及び(2−9)で表されるジアミン、下記式(D−0)で表されるジアミンなどが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
In the formula, Boc represents a tert-butoxycarbonyl group.
The diamine (II) can be used alone or in combination of two or more.
<Other diamines>
The diamine component used for the synthesis of the polymer (P) may include a diamine other than the diamine (I) and the diamine (II) (hereinafter referred to as other diamine). Specific examples thereof include a diamine having a urea group represented by the formula (2) described in paragraphs [0036] to [0037] of International Publication No. 2013/008906, 3,5-diaminobenzoic acid, 2,4- Diaminobenzoic acid, 2,5-diaminobenzoic acid, 4,4′-diaminobiphenyl-3-carboxylic acid, 4,4′-diaminodiphenylmethane-3-carboxylic acid, 4,4′-diaminodiphenylethane-3-carboxylic acid Acid, 4,4′-diaminobiphenyl-3,3′-dicarboxylic acid, 4,4′-diaminobiphenyl-2,2′-dicarboxylic acid, 3,3′-diaminobiphenyl-4,4′-dicarboxylic acid, 3,3′-diaminobiphenyl-2,4′-dicarboxylic acid, 4,4′-diaminodiphenylmethane-3,3′-dicarboxylic acid, 4,4′-diaminodiphenyl ether-3, Diamine containing a carboxyl group such as' -dicarboxylic acid, diaminoorganosiloxane such as 1,3-bis (3-aminopropyl) -tetramethyldisiloxane, paragraphs [0009] to [0010] of International Publication No. 2008/078796 N-substituted diamine represented by the formula (1) of formula (1), nitrogen content represented by formulas (-1-2) to (N-1-8) described in paragraph [0025] of JP-A-2016-200798 A diamine having a structure, a diamine having a pyridine ring, such as diamines (B1) to (B12) described in paragraphs [0135] to [0137] of International Publication No. 2010/035719, and paragraph [0022] of International Publication No. 2015/122413 Diamines represented by formulas (2-1), (2-3), (2-4), (2-7) and (2-9) described in Although such diamines represented by the formula (D-0) and the like are not limited thereto.

Figure 2018155920
Figure 2018155920

式中、Yとしては、国際公開公報2015/119168の段落[0026]〜[0039]に記載の式(Y−1)〜(Y−36)、(Y−39)〜(Y−60)、(Y−62)〜(Y−97)、(Y−101)〜(Y−110)、(Y−112)〜(Y−119)の構造で表される2価の有機基を表す。   In the formula, Y is the formulas (Y-1) to (Y-36), (Y-39) to (Y-60) described in paragraphs [0026] to [0039] of International Publication No. 2015/119168, The divalent organic group represented by the structure of (Y-62)-(Y-97), (Y-101)-(Y-110), (Y-112)-(Y-119) is represented.

その他のジアミンの好ましい構造として、下記式(YB−1)〜(YB−18)を挙げることができる。   As preferred structures of other diamines, the following formulas (YB-1) to (YB-18) can be exemplified.

Figure 2018155920
Figure 2018155920

上記中、(YB−12)、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、(YB−1)〜(YB−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い。上記その他のジアミンは1種又は2種以上を適宜選択して使用することができる。   Among the above, (YB-12) is particularly preferable from the viewpoint of further improving rubbing resistance, and (YB-1) to (YB-3) are particularly preferable from the viewpoint of further improving liquid crystal alignment. The said other diamine can be used selecting 1 type (s) or 2 or more types suitably.

本発明の重合体(P)に用いるジアミン成分は、前記ジアミン(I)と、前記ジアミン(II)とを含むことが好ましく、ジアミン(I)と、ジアミン(II)の合計量が、ジアミン成分全体に対して10〜100モル%がより好ましい。   The diamine component used in the polymer (P) of the present invention preferably contains the diamine (I) and the diamine (II), and the total amount of the diamine (I) and the diamine (II) is the diamine component. 10-100 mol% is more preferable with respect to the whole.

また、前記ジアミン(I)をジアミン成分全体に対して20モル%〜60モル%含み、前記ジアミン(II)を40〜80モル%含むことが更に好ましい。   Further, it is more preferable that the diamine (I) is contained in an amount of 20 mol% to 60 mol% and the diamine (II) is contained in an amount of 40 to 80 mol% based on the entire diamine component.

前記重合体(P)を含む液晶配向剤とすることで、液晶配向剤の焼成時に上記式(H)で表される部分構造が有する保護基が脱離して架橋性を示すアミノ基が生成し、前記部分構造(p)と架橋構造を形成する。このような作用によって重合体(P)の膜密度が向上して、ラビング耐性に優れた液晶配向膜を得ることができる。
<重合体(P)>
本発明に係る液晶配向剤が含有する重合体(P)は、前記ジアミン成分を用いて合成される重合体である。
By using the liquid crystal aligning agent containing the polymer (P), the protective group of the partial structure represented by the above formula (H) is eliminated during the firing of the liquid crystal aligning agent, and an amino group showing crosslinkability is generated. And form a cross-linked structure with the partial structure (p). By such an action, the film density of the polymer (P) is improved, and a liquid crystal alignment film having excellent rubbing resistance can be obtained.
<Polymer (P)>
The polymer (P) contained in the liquid crystal aligning agent according to the present invention is a polymer synthesized using the diamine component.

このような重合体としては、ジアミン化合物とジカルボン酸化合物とから合成されるポリアミド;ジアミン化合物とジイソシアネート化合物とから合成されるポリウレア;ジアミン化合物とテトラカルボン酸二無水物から合成されるポリアミック酸;前記のポリアミック酸のカルボキシル基をエステル化して得られる、もしくはジアミン化合物とテトラカルボン酸ジエステル化合物とから合成されるポリアミック酸エステル;前記のポリアミック酸やポリアミック酸エステルをイミド化して得られるポリイミド;などが挙げられる。   Examples of such a polymer include polyamides synthesized from diamine compounds and dicarboxylic acid compounds; polyureas synthesized from diamine compounds and diisocyanate compounds; polyamic acids synthesized from diamine compounds and tetracarboxylic dianhydrides; A polyamic acid ester obtained by esterifying a carboxyl group of a polyamic acid or synthesized from a diamine compound and a tetracarboxylic acid diester compound; a polyimide obtained by imidizing the above polyamic acid or polyamic acid ester; It is done.

重合体(P)の主骨格としては、液晶配向膜のラビング耐性が高い点で、中でもポリアミック酸、ポリアミック酸エステル及びポリイミドよりなる群から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。重合反応性が高い観点から、前記ジアミン(I)と前記ジアミン(II)とを含むジアミン成分と、テトラカルボン酸誘導体成分とを反応させて得られるポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、及びそのイミド化物であるポリイミドからなる重合体の少なくとも1種であることがより好ましく、
前記ジアミン(I)と前記ジアミン(II)とを含むジアミン成分と、テトラカルボン酸誘導体成分とを反応させて得られるポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、及びそのイミド化物であるポリイミドからなる重合体の少なくとも1種であることがより好ましい。テトラカルボン酸成分としては、テトラカルボン酸二無水物、テトラカルボン酸ジエステル、テトラカルボン酸ジエステルジハロゲン化物などが挙げられる。
<ポリアミック酸>
重合体(P)としてのポリアミック酸は、例えばテトラカルボン酸二無水物とジアミンとを反応させることにより得ることができる。テトラカルボン酸二無水物としては、下記式(C−0)で表される化合物を挙げることができる。
The main skeleton of the polymer (P) is preferably at least one selected from the group consisting of a polyamic acid, a polyamic acid ester, and a polyimide from the viewpoint that the rubbing resistance of the liquid crystal alignment film is high. From the viewpoint of high polymerization reactivity, a polyamic acid obtained by reacting a diamine component containing the diamine (I) and the diamine (II) with a tetracarboxylic acid derivative component, a polyamic acid ester, and an imidized product thereof. More preferably, it is at least one polymer of a certain polyimide,
At least a polymer comprising a polyamic acid obtained by reacting a diamine component containing the diamine (I) and the diamine (II) and a tetracarboxylic acid derivative component, a polyamic acid ester, and a polyimide which is an imidized product thereof. One type is more preferable. Examples of the tetracarboxylic acid component include tetracarboxylic dianhydride, tetracarboxylic acid diester, and tetracarboxylic acid diester dihalide.
<Polyamic acid>
The polyamic acid as the polymer (P) can be obtained, for example, by reacting tetracarboxylic dianhydride with diamine. Examples of the tetracarboxylic dianhydride include compounds represented by the following formula (C-0).

Figure 2018155920
Figure 2018155920

Xは4価の有機基であり、具体例を示すならば、国際公開公報WO2015/119168の段落[0042]〜[0045]に記載の(X−1)〜(X−46)で示される構造が挙げられる。   X is a tetravalent organic group, and if it shows a specific example, the structure shown by (X-1)-(X-46) as described in paragraph [0042]-[0045] of international publication gazette WO2015 / 119168. Is mentioned.

以下に、好ましいXを下記式(A−1)〜(A−21)に示すが、これらに限定されない。   Although preferable X is shown to following formula (A-1)-(A-21) below, it is not limited to these.

Figure 2018155920
Figure 2018155920

Figure 2018155920
Figure 2018155920

上記式(C−0)としては、Xが式(A−1)〜(A−8)、(A−13)〜(A−14)、(A−15)、(A−17)で表される4価の有機基であると、ラビング耐性の更なる向上という観点から特に好ましい。ポリアミック酸の合成に使用するテトラカルボン酸二無水物としては、上記の好ましいテトラカルボン酸二無水物の少なくとも1種の化合物を、合成に使用するテトラカルボン酸二無水物の合計量に対して、20モル%以上含むものが好ましく、40モル%以上含むものがより好ましい。
ポリアミック酸の合成反応に供されるテトラカルボン酸二無水物とジアミンとの使用割合は、ジアミンのアミノ基1当量に対して、テトラカルボン酸二無水物の酸無水物基が0.2〜2当量となる割合が好ましく、0.3〜1.2当量となる割合がより好ましい。
また、必要に応じて分子量調整剤とともに反応させても良い。分子量調整剤としては、例えば無水マレイン酸、無水フタル酸、無水イタコン酸などの酸一無水物、アニリン、シクロヘキシルアミン、n−ブチルアミンなどのモノアミン化合物、フェニルイソシアネート、ナフチルイソシアネートなどのモノイソシアネート化合物等を挙げることができる。
As said Formula (C-0), X is represented by Formula (A-1)-(A-8), (A-13)-(A-14), (A-15), (A-17). The tetravalent organic group is particularly preferable from the viewpoint of further improving the rubbing resistance. As the tetracarboxylic dianhydride used for the synthesis of the polyamic acid, at least one compound of the above preferred tetracarboxylic dianhydrides is used with respect to the total amount of the tetracarboxylic dianhydrides used for the synthesis. What contains 20 mol% or more is preferable, and what contains 40 mol% or more is more preferable.
The ratio of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine used in the polyamic acid synthesis reaction is 0.2 to 2 for the tetracarboxylic dianhydride acid anhydride group to 1 equivalent of the amino group of the diamine. The ratio which becomes an equivalent is preferable, and the ratio which becomes 0.3-1.2 equivalent is more preferable.
Moreover, you may make it react with a molecular weight modifier as needed. Examples of the molecular weight modifier include acid monoanhydrides such as maleic anhydride, phthalic anhydride and itaconic anhydride, monoamine compounds such as aniline, cyclohexylamine and n-butylamine, and monoisocyanate compounds such as phenyl isocyanate and naphthyl isocyanate. Can be mentioned.

ポリアミック酸の合成反応は、好ましくは有機溶媒中において行われる。このときの反応温度は、−20℃〜150℃が好ましく、0〜100℃がより好ましい。   The polyamic acid synthesis reaction is preferably carried out in an organic solvent. The reaction temperature at this time is preferably -20 ° C to 150 ° C, more preferably 0 to 100 ° C.

反応に使用する有機溶媒としては、生成したポリアミック酸が溶解するものであれば特に限定されない。具体例として、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、テトラメチル尿素、ヘキサメチルホスホルトリアミド、m−クレゾール、キシレノール及びハロゲン化フェノールよりなる群から選択される1種以上を溶媒として使用するか、あるいはこれらの1種以上と他の有機溶媒との混合物を用いることが好ましい。
<ポリアミック酸エステル>
重合体(P)としてのポリアミック酸エステルは、例えば、[I]上記合成反応により得られたポリアミック酸とエステル化剤とを反応させる公知の方法、[II]テトラカルボン酸ジエステルとジアミンとを反応させる公知の方法、[III]テトラカルボン酸ジエステルジハロゲン化物とジアミンとを反応させる公知の方法、などによって得ることができる。なお、本明細書において「テトラカルボン酸ジエステル」とは、テトラカルボン酸が有する4個のカルボキシル基のうち2個がエステル化され、残りの2個がカルボキシル基である化合物を意味する。「テトラカルボン酸ジエステルジハロゲン化物」とは、テトラカルボン酸が有する4個のカルボキシル基のうち2個がエステル化され、残りの2個がハロゲン化された化合物を意味する。
The organic solvent used for the reaction is not particularly limited as long as the produced polyamic acid dissolves. Specific examples include N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, γ-butyrolactone, tetramethylurea, hexamethylphosphortriamide, m-cresol, xylenol and halogen. It is preferable to use one or more selected from the group consisting of fluorinated phenols as a solvent, or to use a mixture of one or more of these and another organic solvent.
<Polyamic acid ester>
The polyamic acid ester as the polymer (P) is, for example, [I] a known method of reacting the polyamic acid obtained by the above synthesis reaction with an esterifying agent, or [II] reacting a tetracarboxylic acid diester with a diamine. Or a known method of reacting [III] tetracarboxylic acid diester dihalide with a diamine. In this specification, “tetracarboxylic acid diester” means a compound in which two of the four carboxyl groups of tetracarboxylic acid are esterified and the remaining two are carboxyl groups. “Tetracarboxylic acid diester dihalide” means a compound in which two of the four carboxyl groups of tetracarboxylic acid are esterified and the remaining two are halogenated.

前記[II]で使用するテトラカルボン酸ジエステルの好ましい構造として、国際公開公報2013/031857の段落[0021]〜[0033]に記載の式(A−1)〜(A−93)に示す構造を挙げることができる。   As a preferable structure of the tetracarboxylic acid diester used in the above [II], the structures shown in the formulas (A-1) to (A-93) described in paragraphs [0021] to [0033] of International Publication No. 2013/031857 are shown. Can be mentioned.

前記[III]で使用するテトラカルボン酸ジエステルジハロゲン化物の好ましい構造としては、国際公開公報2010/092989の段落[0050]〜[0051]に記載の構造を挙げることができる。   As a preferable structure of the tetracarboxylic acid diester dihalide used in the above [III], there can be mentioned the structures described in paragraphs [0050] to [0051] of International Publication No. 2010/092989.

液晶配向剤に含有させるポリアミック酸エステルは、アミック酸エステル構造のみを有していてもよく、アミック酸構造とアミック酸エステル構造とが併存する部分エステル化物であってもよい。
<ポリイミド>
重合体(P)としてのポリイミドは、上記の如くして合成されたポリアミック酸を脱水閉環してイミド化することにより得ることができる。ポリイミドは、その前駆体であるポリアミック酸が有していたアミック酸構造のすべてを脱水閉環した完全イミド化物であってもよく、アミック酸構造一部のみを脱水閉環し、アミック酸構造とイミド環構造が併存する部分イミド化物であってもよい。ポリイミドは、そのイミド化率が20%以上であることが好ましく、重合体の溶解性が高い観点から30〜90%であることがより好ましく、40〜80%であることが更に好ましい。このイミド化率は、ポリイミドのアミック酸構造の数とイミド環構造の数との合計に対するイミド環構造の数の占める割合を百分率で表したものである。ここで、イミド環の一部がイソイミド環であってもよい。
The polyamic acid ester contained in the liquid crystal aligning agent may have only an amic acid ester structure, or may be a partially esterified product in which an amic acid structure and an amic acid ester structure coexist.
<Polyimide>
The polyimide as the polymer (P) can be obtained by dehydrating and ring-closing and imidizing the polyamic acid synthesized as described above. Polyimide may be a completely imidized product obtained by dehydrating and ring-closing all of the amic acid structure of the polyamic acid that is the precursor, and only a part of the amic acid structure is dehydrating and ring-closing to form an amic acid structure and an imide ring. It may be a partially imidized product having a coexisting structure. The polyimide preferably has an imidation ratio of 20% or more, more preferably 30 to 90%, and even more preferably 40 to 80% from the viewpoint of high solubility of the polymer. This imidation ratio represents the ratio of the number of imide ring structures to the total of the number of polyimide amic acid structures and the number of imide ring structures in percentage. Here, a part of the imide ring may be an isoimide ring.

脱水閉環は、ポリアミック酸を有機溶媒に溶解し、この溶液中に脱水剤及び脱水閉環触媒を添加し必要に応じて加熱する方法により行われる。ポリアミック酸の溶液中に脱水剤及び脱水閉環触媒を添加する方法において、脱水剤としては、例えば無水酢酸、無水プロピオン酸、無水トリフルオロ酢酸などの酸無水物を用いることができる。脱水閉環触媒としては、例えばピリジン、コリジン、ルチジン、トリエチルアミン等の3級アミンを用いることができる。脱水閉環反応に用いられる有機溶媒としては、ポリアミック酸の合成に用いられるものとして例示した有機溶媒を挙げることができる。   Dehydration ring closure is performed by a method in which polyamic acid is dissolved in an organic solvent, a dehydrating agent and a dehydration ring closure catalyst are added to the solution, and heating is performed as necessary. In the method of adding a dehydrating agent and a dehydrating ring-closing catalyst to a polyamic acid solution, as the dehydrating agent, for example, acid anhydrides such as acetic anhydride, propionic anhydride, and trifluoroacetic anhydride can be used. As the dehydration ring closure catalyst, for example, tertiary amines such as pyridine, collidine, lutidine, triethylamine and the like can be used. Examples of the organic solvent used in the dehydration ring-closing reaction include the organic solvents exemplified as those used for the synthesis of polyamic acid.

このようにしてポリイミドを含有する反応溶液が得られる。なお、ポリイミドの合成方法は上記に限定せず、例えばポリアミック酸エステルのイミド化により行ってもよい。   In this way, a reaction solution containing polyimide is obtained. In addition, the synthesis | combining method of a polyimide is not limited above, For example, you may carry out by imidation of polyamic acid ester.

重合体(P)は、これを濃度12質量%の溶液としたときに、10〜800mPa・sの溶液粘度を持つものであることが好ましく、15〜500mPa・sの溶液粘度を持つものであることがより好ましい。なお、重合体の溶液粘度(mPa・s)は、E型回転粘度計を用いて25℃において測定した値である。   The polymer (P) preferably has a solution viscosity of 10 to 800 mPa · s when it is made into a solution having a concentration of 12% by mass, and has a solution viscosity of 15 to 500 mPa · s. It is more preferable. The solution viscosity (mPa · s) of the polymer is a value measured at 25 ° C. using an E-type rotational viscometer.

重合体(P)の分子量としては、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)で、500〜100,000であることが好ましく、1,000〜50,000であることがより好ましい。また、Mwと、数平均分子量(Mn)との比で表される分子量分布(Mw/Mn)は、好ましくは15以下、より好ましくは10以下である。このような分子量範囲にあることで、液晶表示素子の良好な配向性及び安定性を確保する点で好適である。
<その他の成分>
本発明の液晶配向剤は、必要に応じて、重合体(P)と有機溶媒以外の成分を含有してもよい。例えば、重合体(P)以外の重合体、架橋性化合物、官能性シラン化合物、界面活性剤などを挙げることができる。
The molecular weight of the polymer (P) is preferably a polystyrene-converted weight average molecular weight (Mw) measured by gel permeation chromatography (GPC), and is preferably 500 to 100,000, and preferably 1,000 to 50,000. It is more preferable that Further, the molecular weight distribution (Mw / Mn) represented by the ratio of Mw to the number average molecular weight (Mn) is preferably 15 or less, more preferably 10 or less. It exists in the point which ensures the favorable orientation and stability of a liquid crystal display element because it exists in such a molecular weight range.
<Other ingredients>
The liquid crystal aligning agent of this invention may contain components other than a polymer (P) and an organic solvent as needed. For example, polymers other than the polymer (P), crosslinkable compounds, functional silane compounds, surfactants and the like can be mentioned.

重合体(P)以外の重合体は、液晶配向剤の溶液特性や液晶配向膜の電気特性を改善したり、液晶配向膜に光配向性を付与したりすることを目的として使用できる。かかる重合体としては、例えばポリアミック酸、ポリイミド、ポリアミック酸エステル、ポリオルガノシロキサン、ポリエステル、ポリアミド、セルロース誘導体、ポリアセタール、ポリスチレン誘導体、ポリ(スチレン−フェニルマレイミド)誘導体、ポリ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。   A polymer other than the polymer (P) can be used for the purpose of improving the solution characteristics of the liquid crystal aligning agent and the electrical characteristics of the liquid crystal alignment film, or imparting photoalignment to the liquid crystal alignment film. Examples of such polymers include polyamic acid, polyimide, polyamic acid ester, polyorganosiloxane, polyester, polyamide, cellulose derivative, polyacetal, polystyrene derivative, poly (styrene-phenylmaleimide) derivative, poly (meth) acrylate, and the like. .

重合体(P)以外の重合体を液晶配向剤に添加する場合、その配合比率は、該組成物中の全重合体成分100質量部に対して70質量部以下が好ましく、0.1〜60質量部がより好ましく、0.1〜40質量部がさらに好ましい。   When a polymer other than the polymer (P) is added to the liquid crystal aligning agent, the blending ratio is preferably 70 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total polymer components in the composition, 0.1 to 60 Mass parts are more preferred, and 0.1 to 40 parts by mass are even more preferred.

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

ブロックイソシアネート化合物は、市販品として入手可能であり、例えば、コロネートAPステーブルM、コロネート2503、2515、2507、2513、2555、ミリオネートMS−50(以上、日本ポリウレタン工業(株)製)、タケネートB−830、B−815N、B−820NSU、B−842N、B−846N、B−870N、B−874N、B−882N(以上、三井化学(株)製)等を好ましく使用できる。   The block isocyanate compound is available as a commercial product. For example, Coronate AP Stable M, Coronate 2503, 2515, 2507, 2513, 2555, Millionate MS-50 (above, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.), Takenate B -830, B-815N, B-820NSU, B-842N, B-846N, B-870N, B-874N, B-882N (manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) and the like can be preferably used.

上記は架橋性化合物の一例であり、これらに限定されない。また、本発明の液晶配向剤に用いる架橋性化合物は、1種類でも、2種類以上組み合わせても良い。   The above is an example of a crosslinkable compound, but is not limited thereto. Moreover, the crosslinkable compound used for the liquid crystal aligning agent of this invention may be 1 type, or may be combined 2 or more types.

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

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

界面活性剤は、液晶配向膜の膜厚の均一性や表面平滑性を向上させることを目的として使用できる。 化合物としては、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、ノ二オン系界面活性剤などが挙げられる。これらの具体例は、国際公開公報WO2016/047771の段落[0117]に記載の界面活性剤が挙げられる。界面活性剤の使用量は、液晶配向剤に含有される全ての重合体成分100質量部に対して、好ましくは0.01〜2質量部、より好ましくは0.01〜1質量部である。   The surfactant can be used for the purpose of improving the film thickness uniformity and surface smoothness of the liquid crystal alignment film. Examples of the compound include a fluorine-based surfactant, a silicone-based surfactant, and a nonionic surfactant. Specific examples of these include surfactants described in paragraph [0117] of International Publication No. WO2016 / 047771. The amount of the surfactant used is preferably 0.01 to 2 parts by mass, more preferably 0.01 to 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of all the polymer components contained in the liquid crystal aligning agent.

更に、本発明の液晶配向剤には、液晶配向膜中の電荷移動を促進して素子の電荷抜けを促進させる化合物として、国際公開公報WO2011/132751号(2011.10.27公開)の69〜73頁に掲載される、式[M1]〜式[M156]で示される窒素含有複素環アミン化合物を添加できる。このアミン化合物は、液晶配向剤に直接添加しても構わないが、濃度0.1〜10質量%、好ましくは1〜7質量%の溶液にしてから添加することが好ましい。この溶媒は、特定重合体(P)を溶解させるならば特に限定されない。   Furthermore, in the liquid crystal aligning agent of the present invention, as a compound that promotes charge transfer in the liquid crystal aligning film and promotes charge release of the device, the international publication WO2011 / 132751 (published 2011.10.27), 69- Nitrogen-containing heterocyclic amine compounds represented by the formulas [M1] to [M156], which are listed on page 73, can be added. The amine compound may be added directly to the liquid crystal aligning agent, but it is preferable to add the amine compound after forming a solution having a concentration of 0.1 to 10% by mass, preferably 1 to 7% by mass. The solvent is not particularly limited as long as the specific polymer (P) is dissolved.

本発明の液晶配向剤にポリアミック酸やポリアミック酸エステルを含有する場合は、塗膜を焼成する際に加熱によるイミド化を効率よく進行させる目的でイミド化促進剤等を添加しても良い。
<有機溶媒>
本発明に係る液晶配向剤は、重合体(P)及び必要に応じて使用されるその他の成分が、適当な有機溶媒中に分散又は溶解してなる液状の組成物として調製される。
When the liquid crystal aligning agent of the present invention contains a polyamic acid or a polyamic acid ester, an imidization accelerator or the like may be added for the purpose of efficiently proceeding imidization by heating when the coating film is baked.
<Organic solvent>
The liquid crystal aligning agent according to the present invention is prepared as a liquid composition in which the polymer (P) and other components used as necessary are dispersed or dissolved in an appropriate organic solvent.

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

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

液晶配向剤における固形分濃度(液晶配向剤の有機溶媒以外の成分の合計質量が液晶配向剤の全質量に占める割合)は、粘性、揮発性などを考慮して適宜に選択されるが、好ましくは1〜10質量%の範囲である。   The solid content concentration in the liquid crystal aligning agent (the ratio of the total mass of components other than the organic solvent of the liquid crystal aligning agent to the total mass of the liquid crystal aligning agent) is appropriately selected in consideration of viscosity, volatility, etc. Is in the range of 1-10% by weight.

特に好ましい固形分濃度の範囲は、基板に液晶配向剤を塗布する際に用いる方法によって異なる。例えばスピンナー法による場合、固形分濃度は1.5〜4.5質量%の範囲が特に好ましい。印刷法による場合には、固形分濃度を3〜9質量%の範囲とし、それにより溶液粘度を12〜50mPa・sの範囲とすることが特に好ましい。インクジェット法による場合には、固形分濃度を1〜5質量%の範囲とし、それにより、溶液粘度を3〜15mPa・sの範囲とすることが特に好ましい。
<液晶配向膜及び液晶表示素子>
本発明に係る液晶配向膜は、上記のように調製した液晶配向剤により形成される。また、本発明に係る液晶表示素子は、上記液晶配向剤を用いて形成された液晶配向膜を具備する。液晶表示素子の駆動モードは特に限定せず、例えばTN型、STN型、VA型(VA−MVA型、VA−PVA型などを含む。)、IPS型、FFS型、OCB型など種々の動作モードに適用できる。
The particularly preferable range of the solid content concentration varies depending on the method used when the liquid crystal aligning agent is applied to the substrate. For example, when the spinner method is used, the solid content concentration is particularly preferably in the range of 1.5 to 4.5% by mass. In the case of the printing method, it is particularly preferable that the solid content concentration is in the range of 3 to 9% by mass, and thereby the solution viscosity is in the range of 12 to 50 mPa · s. In the case of the inkjet method, it is particularly preferable that the solid content concentration is in the range of 1 to 5% by mass, and thereby the solution viscosity is in the range of 3 to 15 mPa · s.
<Liquid crystal alignment film and liquid crystal display element>
The liquid crystal alignment film according to the present invention is formed by the liquid crystal aligning agent prepared as described above. Moreover, the liquid crystal display element which concerns on this invention comprises the liquid crystal aligning film formed using the said liquid crystal aligning agent. The driving mode of the liquid crystal display element is not particularly limited, and various operation modes such as TN type, STN type, VA type (including VA-MVA type, VA-PVA type, etc.), IPS type, FFS type, OCB type, etc. Applicable to.

液晶表示素子は、例えば以下の工程(1−1)〜(1−3)を含む工程により製造できる。工程(1−1)は、所望の動作モードによって使用基板が異なる。工程(1−2)及び工程(1−3)は各動作モード共通である。
[工程(1−1):塗膜の形成]
先ず、基板上に液晶配向剤を塗布し、次いで塗布面を加熱することにより基板上に塗膜を形成する。
(1−1A)例えばTN型、STN型又はVA型の液晶表示素子を製造する場合、まず、パターニングされた透明導電膜が設けられている基板二枚を一対として、その各透明性導電膜形成面上に液晶配向剤を、好ましくはオフセット印刷法、スピンコート法、ロールコーター法又はインクジェット印刷法によりそれぞれ塗布する。
A liquid crystal display element can be manufactured by the process including the following processes (1-1)-(1-3), for example. In the step (1-1), a substrate to be used is different depending on a desired operation mode. Step (1-2) and step (1-3) are common to each operation mode.
[Step (1-1): Formation of coating film]
First, a liquid crystal aligning agent is apply | coated on a board | substrate, Then, a coating film is formed on a board | substrate by heating an application surface.
(1-1A) When manufacturing a TN-type, STN-type, or VA-type liquid crystal display element, for example, first, a pair of two substrates on which patterned transparent conductive films are provided, and each transparent conductive film is formed. A liquid crystal aligning agent is preferably applied on the surface by an offset printing method, a spin coating method, a roll coater method or an ink jet printing method, respectively.

基板としては、例えばフロートガラス、ソーダガラスなどのガラス;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリ(脂環式オレフィン)などのプラスチックからなる透明基板を用いることができる。
基板の一面に設けられる透明導電膜としては、酸化スズ(SnO)からなるNESA膜(米国PPG社登録商標)、酸化インジウム−酸化スズ(In−SnO)からなるITO膜などを用いることができる。
As the substrate, for example, glass such as float glass or soda glass; a transparent substrate made of plastic such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethersulfone, polycarbonate, poly (cycloaliphatic olefin) can be used.
As a transparent conductive film provided on one surface of the substrate, an NESA film (registered trademark of PPG, USA) made of tin oxide (SnO 2 ), an ITO film made of indium oxide-tin oxide (In 2 O 3 —SnO 2 ), etc. Can be used.

液晶配向剤を塗布した後、塗布した液晶配向剤の液垂れ防止などの目的で、好ましくは予備加熱(プレベーク)が実施される。プレベーク温度は、好ましくは30〜200℃であり、より好ましくは40〜150℃であり、特に好ましくは40〜100℃である。その後、溶剤を完全に除去することを目的として焼成(ポストベーク)工程が実施される。このときの焼成温度(ポストベーク温度)は、好ましくは80〜300℃であり、より好ましくは120〜250℃である。ポストベーク時間は、好ましくは5〜200分であり、より好ましくは10〜100分である。このようにして形成される膜の膜厚は、好ましくは1〜1000nmであり、より好ましくは5〜500nmである。
(1−1B)IPS型又はFFS型の液晶表示素子を製造する場合、櫛歯型にパターニングされた透明導電膜又は金属膜からなる電極が設けられている基板の電極形成面と、電極が設けられていない対向基板の一面とに液晶配向剤をそれぞれ塗布し、次いで各塗布面を加熱することにより塗膜を形成する。金属膜としては、例えばクロムなどの金属からなる膜を使用できる。
[工程(1−2):配向能付与処理]
TN型、STN型、IPS型又はFFS型の液晶表示素子を製造する場合、上記工程(1−1)で形成した塗膜に液晶配向能を付与する処理を実施する。配向能付与処理としては、塗膜を例えばナイロン、レーヨン、コットンなどの繊維からなる布を巻き付けたロールで一定方向に擦るラビング処理、塗膜に対して偏光又は非偏光の放射線を照射する光配向処理などが挙げられる。一方、VA型液晶表示素子を製造する場合には、上記工程(1−1)で形成した塗膜をそのまま液晶配向膜として使用できるが、該塗膜に対し配向能付与処理を施してもよい。
After applying the liquid crystal aligning agent, preheating (pre-baking) is preferably performed for the purpose of preventing dripping of the applied liquid crystal aligning agent. The pre-baking temperature is preferably 30 to 200 ° C, more preferably 40 to 150 ° C, and particularly preferably 40 to 100 ° C. Thereafter, a firing (post-baking) step is performed for the purpose of completely removing the solvent. The firing temperature (post-bake temperature) at this time is preferably 80 to 300 ° C, more preferably 120 to 250 ° C. The post-bake time is preferably 5 to 200 minutes, more preferably 10 to 100 minutes. The thickness of the film thus formed is preferably 1 to 1000 nm, more preferably 5 to 500 nm.
(1-1B) When manufacturing an IPS type or FFS type liquid crystal display element, an electrode forming surface of a substrate provided with an electrode made of a transparent conductive film or a metal film patterned in a comb shape, and an electrode are provided. A liquid crystal aligning agent is apply | coated to one surface of the counter substrate which is not formed, respectively, Then, each coating surface is heated, and a coating film is formed. As the metal film, for example, a film made of a metal such as chromium can be used.
[Step (1-2): Orientation ability imparting treatment]
When manufacturing a TN type, STN type, IPS type, or FFS type liquid crystal display element, the process which provides liquid crystal aligning ability to the coating film formed at the said process (1-1) is implemented. Examples of the orientation-imparting treatment include rubbing treatment in which the coating film is rubbed in a fixed direction with a roll wound with a cloth made of fibers such as nylon, rayon, and cotton, and photo-alignment in which the coating film is irradiated with polarized or non-polarized radiation. Processing. On the other hand, when manufacturing a VA type liquid crystal display element, the coating film formed in the step (1-1) can be used as it is as a liquid crystal alignment film, but the coating film may be subjected to alignment ability imparting treatment. .

光配向処理において、塗膜に照射する放射線としては、例えば150〜800nmの波長の光を含む紫外線及び可視光線を用いることができる。放射線が偏光である場合、直線偏光であっても部分偏光であってもよい。また、用いる放射線が直線偏光又は部分偏光である場合には、照射は基板面に垂直の方向から行ってもよく、斜め方向から行ってもよく、又はこれらを組み合わせて行ってもよい。非偏光の放射線を照射する場合には、照射の方向は斜め方向とする。   In the photo-alignment treatment, ultraviolet rays and visible rays including light having a wavelength of 150 to 800 nm can be used as the radiation applied to the coating film, for example. When the radiation is polarized light, it may be linearly polarized light or partially polarized light. When the radiation used is linearly polarized light or partially polarized light, irradiation may be performed from a direction perpendicular to the substrate surface, an oblique direction, or a combination thereof. When non-polarized radiation is irradiated, the irradiation direction is an oblique direction.

使用する光源としては、例えば低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、重水素ランプ、メタルハライドランプ、アルゴン共鳴ランプ、キセノンランプ、エキシマレーザー、LEDランプなどを使用することができる。好ましい波長領域の紫外線は、光源を、例えばフィルター、回折格子などと併用する手段などにより得ることができる。放射線の照射量は、好ましくは100〜50,000J/mであり、より好ましくは300〜20,000J/mである。
また、塗膜に対する光照射は、反応性を高めるために塗膜を加温しながら行ってもよい。加温の際の温度は、通常30〜250℃であり、好ましくは40〜200℃であり、より好ましくは50〜150℃である。
As a light source to be used, for example, a low-pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, a deuterium lamp, a metal halide lamp, an argon resonance lamp, a xenon lamp, an excimer laser, an LED lamp, or the like can be used. Ultraviolet rays in a preferable wavelength region can be obtained by means of using a light source in combination with, for example, a filter or a diffraction grating. The radiation dose is preferably 100 to 50,000 J / m 2 , more preferably 300 to 20,000 J / m 2 .
Moreover, you may perform light irradiation with respect to a coating film, heating a coating film, in order to improve the reactivity. The temperature at the time of heating is 30-250 degreeC normally, Preferably it is 40-200 degreeC, More preferably, it is 50-150 degreeC.

光配向処理は、光照射時に加熱処理を施してもよく、光配向処理後に加熱処理を行っても良い。このときの加熱温度は、好ましくは80〜300℃であり、より好ましくは120〜250℃である。加熱時間は、好ましくは5〜200分であり、より好ましくは10〜100分である。また、前記加熱処理の代わりに、有機溶媒や水による洗浄処理を行ってもよく、洗浄処理と加熱処理を組み合わせても良い。   In the photo-alignment treatment, heat treatment may be performed at the time of light irradiation, or heat treatment may be performed after the photo-alignment treatment. The heating temperature at this time is preferably 80 to 300 ° C, more preferably 120 to 250 ° C. The heating time is preferably 5 to 200 minutes, more preferably 10 to 100 minutes. Further, instead of the heat treatment, a washing treatment with an organic solvent or water may be performed, or the washing treatment and the heat treatment may be combined.

ラビング処理後の液晶配向膜に対して更に、液晶配向膜の一部に紫外線を照射することによって液晶配向膜の一部の領域のプレチルト角を変化させる処理や、液晶配向膜表面の一部にレジスト膜を形成した上で先のラビング処理と異なる方向にラビング処理を行った後にレジスト膜を除去する処理を行い、液晶配向膜が領域ごとに異なる液晶配向能を持つようにしてもよい。この場合、得られる液晶表示素子の視界特性を改善することが可能である。VA型の液晶表示素子に好適な液晶配向膜は、PSA(Polymersustainedalignment)型の液晶表示素子にも好適に用いることができる。
[工程(1−3):液晶セルの構築]
(1−3A)上記のようにして液晶配向膜が形成された基板を2枚準備し、対向配置した2枚の基板間に液晶を配置することにより液晶セルを製造する。液晶セルを製造するには、例えば以下の2つの方法が挙げられる。第一の方法は、それぞれの液晶配向膜が対向するように間隙(セルギャップ)を介して2枚の基板を対向配置し、2枚の基板の周辺部をシール剤を用いて貼り合わせ、基板表面及びシール剤により区画されたセルギャップ内に液晶を注入充填した後、注入孔を封止することにより、液晶セルを製造できる。また、第二の方法は、ODF(One Drop Fill)方式と呼ばれる手法である。液晶配向膜を形成した2枚の基板のうちの一方の基板上の所定の場所に、例えば紫外光硬化性のシール剤を塗布し、更に液晶配向膜面上の所定の数箇所に液晶を滴下した後、液晶配向膜が対向するように他方の基板を貼り合わせるとともに液晶を基板の全面に押し広げ、次いで基板の全面に紫外光を照射してシール剤を硬化することにより、液晶セルを製造できる。いずれの方法による場合でも、上記のようにして製造した液晶セルにつき更に、用いた液晶が等方相をとる温度まで加熱した後、室温まで徐冷することにより、液晶充填時の流動配向を除去することが望ましい。
In addition to the liquid crystal alignment film after the rubbing treatment, a part of the liquid crystal alignment film is irradiated with ultraviolet rays to change the pretilt angle of a part of the liquid crystal alignment film, After the resist film is formed, a rubbing process is performed in a direction different from the previous rubbing process, and then a process of removing the resist film may be performed so that the liquid crystal alignment film has different liquid crystal alignment capabilities for each region. In this case, it is possible to improve the visibility characteristics of the obtained liquid crystal display element. A liquid crystal alignment film suitable for a VA liquid crystal display element can also be suitably used for a PSA (Polymer Sustained Alignment) type liquid crystal display element.
[Step (1-3): Construction of liquid crystal cell]
(1-3A) Two substrates on which the liquid crystal alignment film is formed as described above are prepared, and a liquid crystal cell is manufactured by disposing a liquid crystal between the two substrates facing each other. In order to manufacture a liquid crystal cell, the following two methods are mentioned, for example. In the first method, two substrates are arranged to face each other through a gap (cell gap) so that the respective liquid crystal alignment films are opposed to each other, and the peripheral portions of the two substrates are bonded together using a sealing agent. A liquid crystal cell can be manufactured by sealing the injection hole after injecting and filling the liquid crystal in the cell gap defined by the surface and the sealing agent. The second method is a method called an ODF (One Drop Fill) method. For example, an ultraviolet light curable sealant is applied to a predetermined location on one of the two substrates on which the liquid crystal alignment film is formed, and liquid crystal is dropped to a predetermined location on the liquid crystal alignment film surface. After that, the other substrate is bonded so that the liquid crystal alignment film faces, and the liquid crystal is spread over the entire surface of the substrate, and then the entire surface of the substrate is irradiated with ultraviolet light to cure the sealant, thereby manufacturing a liquid crystal cell. it can. Regardless of which method is used, the liquid crystal cell produced as described above is further heated to a temperature at which the used liquid crystal takes an isotropic phase, and then slowly cooled to room temperature, thereby removing the flow alignment at the time of filling the liquid crystal. It is desirable to do.

シール剤としては、例えば硬化剤及びスペーサーとしての酸化アルミニウム球を含有するエポキシ樹脂などを用いることができる。 液晶としては、ネマチック液晶及びスメクチック液晶を挙げることができ、その中でもネマチック液晶が好ましい。   As the sealing agent, for example, an epoxy resin containing a curing agent and aluminum oxide spheres as a spacer can be used. Examples of the liquid crystal include nematic liquid crystals and smectic liquid crystals. Among them, nematic liquid crystals are preferable.

(1−3B)PSA型液晶表示素子を製造する場合には、液晶と共に光重合性化合物を注入又は滴下する点以外は上記(1−3A)と同様にして液晶セルを構築する。その後、一対の基板の有する導電膜間に電圧を印加した状態で液晶セルに光照射する。ここで印加する電圧は、例えば5〜50Vの直流又は交流とすることができる。また、照射する光としては、300〜400nmの波長の光を含む紫外線が好ましい。照射光の光源としては、例えば低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、重水素ランプ、メタルハライドランプ、アルゴン共鳴ランプ、キセノンランプ、エキシマレーザーなどを使用することができる。光の照射量としては、好ましくは1,000J/m以上200,000J/m未満であり、より好ましくは1,000〜100,000J/mである。 (1-3B) When manufacturing a PSA type liquid crystal display element, a liquid crystal cell is constructed in the same manner as in the above (1-3A) except that a photopolymerizable compound is injected or dropped together with liquid crystal. Thereafter, the liquid crystal cell is irradiated with light while a voltage is applied between the conductive films of the pair of substrates. The voltage applied here can be, for example, 5 to 50 V direct current or alternating current. Moreover, as light to irradiate, the ultraviolet-ray containing light with a wavelength of 300-400 nm is preferable. As a light source of irradiation light, for example, a low pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, a deuterium lamp, a metal halide lamp, an argon resonance lamp, a xenon lamp, an excimer laser, or the like can be used. The irradiation dose of light, preferably less than 1,000 J / m 2 or more 200,000 J / m 2, more preferably from 1,000~100,000J / m 2.

(1−3C)光重合性基を有する化合物(重合体又は添加剤)を含む液晶配向剤を用いて基板上に塗膜を形成した場合、上記(1−3A)と同様にして液晶セルを構築し、その後、一対の基板の有する導電膜間に電圧を印加した状態で液晶セルに光照射する工程を経ることにより液晶表示素子を製造する方法を採用してもよい。この方法によれば、PSAモードのメリットを少ない光照射量で実現可能である。印加する電圧や、照射する光の条件は上記(1−3B)の説明を適用できる。   (1-3C) When a coating film is formed on a substrate using a liquid crystal aligning agent containing a compound (polymer or additive) having a photopolymerizable group, a liquid crystal cell is formed in the same manner as (1-3A) above. Then, a method of manufacturing a liquid crystal display element may be adopted by performing a step of irradiating light to the liquid crystal cell in a state where a voltage is applied between the conductive films of the pair of substrates. According to this method, the merit of the PSA mode can be realized with a small amount of light irradiation. The description of (1-3B) above can be applied to the voltage to be applied and the conditions of the light to be irradiated.

そして、液晶セルの外側表面に偏光板を貼り合わせることにより液晶表示素子を得ることができる。液晶セルの外表面に貼り合わされる偏光板としては、ポリビニルアルコールを延伸配向させながらヨウ素を吸収させた「H膜」と称される偏光フィルムを酢酸セルロース保護膜で挟んだ偏光板又はH膜そのものからなる偏光板を挙げることができる。   And a liquid crystal display element can be obtained by sticking a polarizing plate on the outer surface of a liquid crystal cell. As a polarizing plate to be bonded to the outer surface of the liquid crystal cell, a polarizing film or an H film itself in which a polarizing film called an “H film” in which iodine is absorbed while stretching and aligning polyvinyl alcohol is sandwiched between cellulose acetate protective films The polarizing plate which consists of can be mentioned.

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

以下に本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
本実施例及び比較例で使用した化合物の略号、及び特性評価の方法は、以下のとおりである。
CA−1:ピロメリット酸無水物
CA−2:1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物
DA−1:下記構造式(DA−1)で表される化合物
DA−2:下記構造式(DA−2)で表される化合物
DA−3:下記構造式(DA−3)で表される化合物
DA−4:下記構造式(DA−4)で表される化合物
DA−5:下記構造式(DA−5)で表される化合物
Examples The present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
The abbreviations of the compounds used in the examples and comparative examples, and the method of property evaluation are as follows.
CA-1: pyromellitic anhydride CA-2: 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride DA-1: compound DA-2 represented by the following structural formula (DA-1): Compound DA-3 represented by Structural Formula (DA-2): Compound DA-4 represented by Structural Formula (DA-3) below: Compound DA-5 represented by Structural Formula (DA-4) below: Compound represented by Structural Formula (DA-5)

Figure 2018155920
Figure 2018155920

Bocはtert-ブトキシカルボニル基を示す。
<有機溶媒>
NMP:N−メチル−2−ピロリドン
BCS:ブチルセロソルブ
<添加剤>
LS−4668:3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン
<粘度測定>
合成例及び比較合成例において、重合体の粘度は、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)で測定した。
<重合体の分子量の測定>
重合体の重量平均分子量Mw又は数平均分子量Mnは、以下の条件におけるGPCにより測定したポリスチレン換算値である。
GPC装置:Shodex社製(GPC−101)
カラム: Shodex社製(KD−803およびKD−805)
カラム温度:50℃
溶離液:N,N−ジメチルホルムアミド(添加剤として、臭化リチウム−水和物(LiBr・HO)が30mmol/L、リン酸・無水結晶(o−リン酸)が30mmol/L、テトラヒドロフラン(THF)が10ml/L)
流速:1.0ml/分
検量線作成用標準サンプル:TSK(東ソー(株)登録商標)標準ポリエチレンオキサイド(重量平均分子量(Mw);約900,000、150,000、100,000及び30,000)、及びポリマーラボラトリー社製 ポリエチレングリコール(ピークトップ分子量(Mp);約12,000、4,000及び1,000)。
<重合体の合成>
[合成例1]
撹拌装置付き及び窒素導入管付きの100mlの四つ口フラスコにジアミン成分としてDA−1(1.02g,5.0mmol)及びDA−3(1.98g,5.0mmol)を加えた後、NMP(28g)を加え、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。この溶液を撹拌しながら、テトラカルボン酸成分としてCA−1(0.87g,4.0mmol)、CA−2(1.18g,6.0mmol)、及びNMPを10g加えた後、さらに50℃条件下にて12時間攪拌することでポリアミック酸溶液(PAA−A1)を得た。このポリアミック酸溶液の温度25℃における粘度は320mPa・sであった。また、このポリアミック酸の分子量は、数平均分子量Mn=24096、重量平均分子量Mw=73614であった。
[合成例2〜6]
表1にそれぞれ示す、ジアミン化合物、テトラカルボン酸化合物、及び溶媒を使用した他は、合成例1と同様に実施することにより、ポリアミック酸溶液(PAA−A2)、(PAA−A3)及びポリアミック酸溶液(PAA−B1)〜(PAA−B5)を得た。また、得られたポリアミック酸溶液の温度25℃における粘度と分子量を表2に示す。
Boc represents a tert-butoxycarbonyl group.
<Organic solvent>
NMP: N-methyl-2-pyrrolidone BCS: Butyl cellosolve <Additive>
LS-4668: 3-glycidoxypropyltriethoxysilane <viscosity measurement>
In the synthesis example and the comparative synthesis example, the viscosity of the polymer is an E-type viscometer TVE-22H (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.), a sample amount of 1.1 mL, and a cone rotor TE-1 (1 ° 34 ′, R24). Measured with
<Measurement of molecular weight of polymer>
The weight average molecular weight Mw or number average molecular weight Mn of a polymer is a polystyrene conversion value measured by GPC under the following conditions.
GPC device: manufactured by Shodex (GPC-101)
Column: manufactured by Shodex (KD-803 and KD-805)
Column temperature: 50 ° C
Eluent: N, N-dimethylformamide (as additives, lithium bromide-hydrate (LiBr · H 2 O) 30 mmol / L, phosphoric acid / anhydrous crystal (o-phosphoric acid) 30 mmol / L, tetrahydrofuran) (THF) is 10 ml / L)
Flow rate: 1.0 ml / min Standard sample for preparing calibration curve: TSK (Tosoh Co., Ltd.) standard polyethylene oxide (weight average molecular weight (Mw); about 900,000, 150,000, 100,000 and 30,000 ), And polyethylene glycol (Peak Top Molecular Weight (Mp); about 12,000, 4,000 and 1,000) manufactured by Polymer Laboratory.
<Synthesis of polymer>
[Synthesis Example 1]
After adding DA-1 (1.02 g, 5.0 mmol) and DA-3 (1.98 g, 5.0 mmol) as a diamine component to a 100 ml four-necked flask with a stirrer and a nitrogen inlet tube, NMP (28 g) was added and dissolved by stirring while feeding nitrogen. While stirring this solution, CA-1 (0.87 g, 4.0 mmol), CA-2 (1.18 g, 6.0 mmol) and 10 g of NMP were added as tetracarboxylic acid components, and the conditions were further increased to 50 ° C. Under stirring for 12 hours, a polyamic acid solution (PAA-A1) was obtained. The viscosity of this polyamic acid solution at a temperature of 25 ° C. was 320 mPa · s. Moreover, the molecular weight of this polyamic acid was number average molecular weight Mn = 24096, and weight average molecular weight Mw = 73614.
[Synthesis Examples 2 to 6]
The polyamic acid solution (PAA-A2), (PAA-A3), and polyamic acid are shown in Table 1 except that the diamine compound, tetracarboxylic acid compound, and solvent are used in the same manner as in Synthesis Example 1. Solutions (PAA-B1) to (PAA-B5) were obtained. Further, Table 2 shows the viscosity and molecular weight of the obtained polyamic acid solution at a temperature of 25 ° C.

Figure 2018155920
Figure 2018155920

Figure 2018155920
Figure 2018155920

<液晶配向剤の調製>
[実施例1]
上記合成例1で得られたポリアミック酸溶液(PAA−A1)に、LS−4668が重合体成分に対して1質量%となるようにLS−4668のNMP希釈溶液を加え、更にNMPおよびBCSを加えることにより、重合体の合計濃度が4.5質量%、溶媒組成がNMP:BCS=75:25(質量比)の液晶配向剤を得た。
<ラビング耐性の評価>
上記の実施例で得られた液晶配向剤をITO電極付きガラス基板にスピンコートし、80℃のホットプレート上で100秒間乾燥させた後、230℃で1000秒間焼成を行い、膜厚100nmの塗膜を形成させた。この塗膜面を、レーヨン布YA−20−R(吉川化工株式会社製)を取り付けたロール径120mmのラビング装置を用いて、ロール回転数1000rpm、ロール進行速度20mm/sec、押し込み量0.6mmの条件でラビングし、液晶配向膜付き基板を得た。この液晶配向膜表面を、レーザーテック株式会社製リアルタイム走査型レーザー顕微鏡1LM21D(倍率100倍)にて観察した。
基板表面から無作為に5箇所観察し、観察視野である約6.5mm四方の範囲に確認されるラビング傷及びラビング削れカス(付着物)量の平均値から、ラビング耐性を評価した。尚、評価基準は次のように定めた。傷や削れカスが少ないほど、良好とした。傷や削れカスが12個であり、評価はAであった。
(評価基準)
A:傷や削れカス20個以下
B:傷や削れカス21〜39個
C:傷や削れカス40個以上
[実施例2〜6]及び[比較例1〜3]
上記合成例3〜10で得られたポリアミック酸溶液(PAA−A3)〜(PAA−A7)、及び(PAA−B1)〜(PAA−B3)を、それぞれ表3及び表4に示す組成に変更した以外は、実施例1と同様にして、液晶配向剤を得た。
<Preparation of liquid crystal aligning agent>
[Example 1]
To the polyamic acid solution (PAA-A1) obtained in Synthesis Example 1, an NMP diluted solution of LS-4668 is added so that LS-4668 is 1% by mass with respect to the polymer component, and NMP and BCS are further added. By adding, the liquid crystal aligning agent whose total concentration of a polymer is 4.5 mass% and whose solvent composition is NMP: BCS = 75: 25 (mass ratio) was obtained.
<Evaluation of rubbing resistance>
The liquid crystal aligning agent obtained in the above example was spin-coated on a glass substrate with an ITO electrode, dried on a hot plate at 80 ° C. for 100 seconds, and then baked at 230 ° C. for 1000 seconds. A film was formed. Using a rubbing apparatus with a roll diameter of 120 mm to which a rayon cloth YA-20-R (manufactured by Yoshikawa Chemical Co., Ltd.) was attached, the coating surface was rolled at a rotational speed of 1000 rpm, a roll traveling speed of 20 mm / sec, and an indentation amount of 0.6 mm. The substrate was rubbed under the above conditions to obtain a substrate with a liquid crystal alignment film. The liquid crystal alignment film surface was observed with a real-time scanning laser microscope 1LM21D (100 times magnification) manufactured by Lasertec Corporation.
Rubbing resistance was evaluated from the average value of rubbing scratches and rubbing scraps (adhered matter) confirmed in a range of about 6.5 mm square, which is the observation field of view, at five locations randomly observed from the substrate surface. The evaluation criteria were determined as follows. The smaller the scratches and scraps, the better. There were 12 scratches and scraps and the evaluation was A.
(Evaluation criteria)
A: 20 or less scratches and scraps B: 21 to 39 scratches and scraps C: 40 or more scraps and scraps [Examples 2 to 6] and [Comparative Examples 1 to 3]
The polyamic acid solutions (PAA-A3) to (PAA-A7) and (PAA-B1) to (PAA-B3) obtained in Synthesis Examples 3 to 10 were changed to the compositions shown in Table 3 and Table 4, respectively. A liquid crystal aligning agent was obtained in the same manner as in Example 1 except that.

また、調製した液晶配向剤の各々について、上記実施例1と同様にしてラビング耐性評価を行った。それらの結果を表3に示した。   In addition, each of the prepared liquid crystal aligning agents was evaluated for rubbing resistance in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.

Figure 2018155920
Figure 2018155920

※1:液晶配向剤に配合した重合体成分の全体量100質量部に対する各重合体の使用割合(質量部)を示す。
※2:重合体成分の全体量100質量部に対する添加剤の添加量(質量部)を示す。
※3:溶媒の全体量に対する各溶媒の使用量(質量比)を示す。
実施例1〜6の液晶配向剤から得られる液晶配向膜は、比較例の液晶配向剤から得られる液晶配向膜に対して、ラビング耐性が向上していた。
* 1: The usage ratio (parts by mass) of each polymer with respect to 100 parts by mass of the total amount of polymer components blended in the liquid crystal aligning agent.
* 2: Indicates the additive amount (parts by mass) of additives relative to 100 parts by mass of the total amount of polymer components.
* 3: Indicates the amount of each solvent used (mass ratio) relative to the total amount of solvent.
The liquid crystal alignment films obtained from the liquid crystal alignment agents of Examples 1 to 6 had improved rubbing resistance compared to the liquid crystal alignment films obtained from the liquid crystal alignment agents of the comparative examples.

本発明の液晶配向剤から得られる液晶配向膜を用いた液晶表示素子は、様々な液晶モードの表示素子に、好適に用いることができる。     The liquid crystal display element using the liquid crystal aligning film obtained from the liquid crystal aligning agent of this invention can be used suitably for the display element of various liquid crystal modes.

Claims (10)

メタクリル基、アクリル基、ビニル基、炭素数1〜12の炭化水素基で置換された置換ビニル基及びシンナモイル基から選択される少なくとも一種の部分構造(p)を側鎖に有するジアミン(I)と、下記式(H)で表される部分構造を有するジアミン(II)とを含むジアミン成分を用いて合成される重合体(P)と、有機溶媒とを含有することを特徴とする液晶配向剤。
Figure 2018155920

式中、Rはアミノ基の保護基である。2個の「*1」は、炭化水素基又は水素原子に結合し、少なくとも一方は炭化水素基に結合する結合手であることを示す。
A diamine (I) having at least one partial structure (p) selected from a methacryl group, an acrylic group, a vinyl group, a substituted vinyl group substituted with a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms and a cinnamoyl group in the side chain; A liquid crystal aligning agent comprising: a polymer (P) synthesized using a diamine component containing a diamine (II) having a partial structure represented by the following formula (H); and an organic solvent .
Figure 2018155920

In the formula, R 1 is an amino-protecting group. Two “* 1” s are bonded to a hydrocarbon group or a hydrogen atom, and at least one is a bond bonded to the hydrocarbon group.
部分構造(p)が下記式(1−1)〜(1−4)で表される構造から選ばれる少なくとも1種である、請求項1に記載の液晶配向剤。
Figure 2018155920
式中、Rは水素原子又はメチル基を表し、式(1−2)中、Rは水素原子、炭素数1〜12の直鎖状の炭化水素基、または炭素数1〜12の分岐状の炭化水素基を表す。R、Rはそれぞれ独立して水素原子またはメチル基を表す。「*1」は結合手を示す。
The liquid crystal aligning agent of Claim 1 whose partial structure (p) is at least 1 sort (s) chosen from the structure represented by following formula (1-1)-(1-4).
Figure 2018155920
In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and in formula (1-2), R 2 represents a hydrogen atom, a linear hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, or a branch having 1 to 12 carbon atoms. Represents a hydrocarbon group. R 3 and R 4 each independently represents a hydrogen atom or a methyl group. “* 1” indicates a bond.
ジアミン(I)が下記式(1−D1−5)及び(1−D1−6)から選ばれる少なくとも1種である、請求項1または2に記載の液晶配向剤。
Figure 2018155920
式中、Rは水素原子、炭素数1〜12の直鎖状の炭化水素基、または炭素数1〜12の分岐状の炭化水素基を表す。R,Rはそれぞれ独立して水素原子またはメチル基を表し、Rは炭素数1〜12の直鎖状の炭化水素基、または炭素数1〜12の分岐状の炭化水素基を表し、式(1−D1−6)中、nは1〜20の整数であり、Rは水素原子又はメチル基を表す。
The liquid crystal aligning agent of Claim 1 or 2 whose diamine (I) is at least 1 sort (s) chosen from following formula (1-D1-5) and (1-D1-6).
Figure 2018155920
In the formula, R a represents a hydrogen atom, a linear hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, or a branched hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms. R b and R c each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, and R d represents a linear hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or a branched hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms. In the formula (1-D1-6), n is an integer of 1 to 20, and R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group.
ジアミン(II)が、下記式(2−D1)〜(2−D3)から選ばれる少なくとも1種である、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の液晶配向剤。
Figure 2018155920
式中、A及びAはそれぞれ独立して、単結合、炭素数1〜5のアルキレン基であり、A及びAはそれぞれ独立して、炭素数1〜5のアルキレン基であり、B1及びB2は、それぞれ独立して、単結合、−O−、−NH−、−N(CH)−、−C(=O)−、−C(=O)O−、−C(=O)NH−、−C(=O)N(CH)−、−OC(=O)−、−NHC(=O)−、又は−N(CH)C(=O)−を表し、Cyは、2価の含窒素へテロ環化合物を示して、nは2〜8の整数であり、
式(2−D3)において、Cは、−(CH)−、−O−、−S−、−NH−、であり;
は、−O−、−C(=O)NH−、−NHC(=O)−、−OC(=O)−、−C(=O)O−、−NH(=CO)NH−、−NH−、−C(=O)−、であり;
は、アミノ基の保護基であり、;
は、炭素数6〜12の芳香族炭化水素基、炭素数1〜6のアルキレン基、炭素数2〜6のアルケニレン基、炭素数2〜6のアルキニレン基である。
The liquid crystal aligning agent of any one of Claim 1 to 3 whose diamine (II) is at least 1 sort (s) chosen from following formula (2-D1)-(2-D3).
Figure 2018155920
In the formula, A 1 and A 5 are each independently a single bond and an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, A 2 and A 4 are each independently an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, B1 and B2 are each independently a single bond, —O—, —NH—, —N (CH 3 ) —, —C (═O) —, —C (═O) O—, —C (= O) NH—, —C (═O) N (CH 3 ) —, —OC (═O) —, —NHC (═O) —, or —N (CH 3 ) C (═O) — Cy represents a divalent nitrogen-containing heterocyclic compound, n is an integer of 2 to 8,
In formula (2-D3), C 1 is — (CH 2 ) —, —O—, —S—, —NH—;
C 2 is —O—, —C (═O) NH—, —NHC (═O) —, —OC (═O) —, —C (═O) O—, —NH (═CO) NH—. , -NH-, -C (= O)-,
D 1 is an amino-protecting group;
E 1 is an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenylene group having 2 to 6 carbon atoms, or an alkynylene group having 2 to 6 carbon atoms.
ジアミン(II)が、下記式(2−D1−1)〜式(2−D3−1)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 2018155920
式中、Qは炭素数1〜5のアルキレン基を表し、Eは、炭素数1〜4のアルキレン基、又は、フェニレン基を表し、Bocは、tert−ブトキシカルボニル基を示す。
The liquid crystal aligning agent of Claim 4 whose diamine (II) is at least 1 sort (s) chosen from following formula (2-D1-1)-a formula (2-D3-1).
Figure 2018155920
In the formula, Q 1 represents an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, E 1 represents an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms or a phenylene group, and Boc represents a tert-butoxycarbonyl group.
ジアミン(I)とジアミン(II)との合計量が、ジアミン成分全体に対して10〜100モル%である、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の液晶配向剤。 The liquid crystal aligning agent of any one of Claims 1-5 whose total amount of diamine (I) and diamine (II) is 10-100 mol% with respect to the whole diamine component. ジアミン成分は、前記ジアミン(I)をジアミン成分全体に対して20モル%〜60モル%含み、前記ジアミン(II)を40〜80モル%含む、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の液晶配向剤。 The diamine component contains 20 to 60 mol% of the diamine (I) with respect to the entire diamine component, and contains 40 to 80 mol% of the diamine (II). Liquid crystal aligning agent as described in. 重合体(P)が、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、及びポリイミドから選ばれる少なくとも1種である、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の液晶配向剤。 The liquid crystal aligning agent of any one of Claims 1-7 whose polymer (P) is at least 1 sort (s) chosen from a polyamic acid, polyamic acid ester, and a polyimide. 請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の液晶配向剤を用いて形成された、液晶配向膜。 The liquid crystal aligning film formed using the liquid crystal aligning agent of any one of Claims 1-8. 請求項9に記載の液晶配向膜を具備する、液晶表示素子。 A liquid crystal display device comprising the liquid crystal alignment film according to claim 9.
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