JP2022027233A - Liquid crystal aligning agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal element - Google Patents

Liquid crystal aligning agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal element Download PDF

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Abstract

To provide a liquid crystal aligning agent which offers superior coatability to base materials.SOLUTION: A liquid crystal aligning agent provided herein contains 50 mass% or more of a polymer [A] having a structural unit derived from a monomer having a polymerizable carbon-carbon unsaturated bond with respect to a total amount of the polymer component, and a compound [B] represented by the following formula (1): R1-OH ...(1), where in the formula (1), R1 represents a linear alkyl group having five or more carbon atoms.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶素子に関する。 The present invention relates to a liquid crystal alignment agent, a liquid crystal alignment film, and a liquid crystal element.

近年、液晶素子は、パーソナルコンピュータや液晶テレビ、カーナビゲーションシステム、携帯電話機、スマートフォン、インフォメーションディスプレイ等の表示装置に使用されるだけでなく、例えば光学補償フィルムや調光フィルム等といった多種の用途で使用されている。このような多用途化に伴い、液晶素子の更なる高品質化が求められており、駆動方式や素子構造の改良とともに、液晶素子の構成部材の一つである液晶配向膜の改良が進められている。 In recent years, liquid crystal elements have been used not only in display devices such as personal computers, liquid crystal televisions, car navigation systems, mobile phones, smartphones, and information displays, but also in various applications such as optical compensation films and dimming films. Has been done. With such versatility, further improvement in quality of liquid crystal elements is required, and along with improvements in drive methods and element structures, improvements in liquid crystal alignment films, which are one of the constituent members of liquid crystal elements, are being promoted. ing.

液晶配向膜は、通常、重合体成分を溶剤に溶解して重合体組成物を調製し、その調製した重合体組成物を基材上に塗布して溶剤を除去することにより形成される。液晶配向剤の重合体成分について、ポリイミド及びその前駆体であるポリアミック酸は、高耐熱性かつ耐久性に優れた液晶配向膜を形成できる点、液晶との親和性が良好である点等の理由から、配向膜材料として従来広く使用されている(例えば、特許文献1参照)。 The liquid crystal alignment film is usually formed by dissolving a polymer component in a solvent to prepare a polymer composition, and applying the prepared polymer composition on a substrate to remove the solvent. Regarding the polymer component of the liquid crystal alignment agent, the reason is that polyimide and its precursor, polyamic acid, can form a liquid crystal alignment film having high heat resistance and excellent durability, and have good affinity with liquid crystal. Therefore, it has been widely used as an alignment film material (see, for example, Patent Document 1).

特開2014-112197号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-112197

ポリイミドやポリアミック酸は溶解性がさほど良好でないため、重合体成分としてポリイミド等を用いる場合には、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)等のプロトン性極性溶媒が溶剤として用いられることが多い。しかしながら、プロトン性極性溶媒は一般に沸点が高く、液晶配向膜を形成する際に比較的高温での焼成が必要になる。このため、基材の種類が制限されたり、エネルギーコストが増大したりするといったデメリットが生じ得る。そこで、配向膜材料としては、ポリイミドに替わる新たな材料が求められている。 Since polyimide and polyamic acid do not have very good solubility, when polyimide or the like is used as a polymer component, a protic polar solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) is often used as a solvent. However, protic and aprotic solvents generally have a high boiling point and require firing at a relatively high temperature when forming a liquid crystal alignment film. Therefore, there may be disadvantages such as limitation of the type of the base material and an increase in energy cost. Therefore, as the alignment film material, a new material that replaces polyimide is required.

また近年、液晶素子の高精細化に伴い、表示品位に対する要求は更に厳しくなっており、基材上に形成されたコンタクトホールにおいて生じやすいハジキやムラ等といった不良についても、できるだけ抑制することが求められている。 Further, in recent years, with the increase in definition of liquid crystal elements, the demand for display quality has become more stringent, and it is required to suppress defects such as cissing and unevenness that are likely to occur in contact holes formed on a base material as much as possible. Has been done.

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基材に対する塗布性に優れた液晶配向剤を提供することを一つの目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and one object of the present invention is to provide a liquid crystal alignment agent having excellent coatability on a substrate.

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。 The present invention employs the following means to solve the above problems.

<1> 重合性炭素-炭素不飽和結合を有する単量体に由来する構造単位を含む重合体[A]を、重合体成分の全量に対して50質量%以上と、下記式(1)で表される化合物[B]と、を含有する、液晶配向剤。
-OH …(1)
(式(1)中、Rは、炭素数5以上の直鎖状のアルキル基である。)
<2> 上記<1>の液晶配向剤を用いて形成された液晶配向膜。
<3> 上記<2>の液晶配向膜を具備する液晶素子。
<1> The polymer [A] containing a structural unit derived from a monomer having a polymerizable carbon-carbon unsaturated bond is 50% by mass or more based on the total amount of the polymer components, according to the following formula (1). A liquid crystal aligning agent containing the represented compound [B].
R 1 -OH ... (1)
(In the formula (1), R 1 is a linear alkyl group having 5 or more carbon atoms.)
<2> A liquid crystal alignment film formed by using the liquid crystal alignment agent of <1> above.
<3> A liquid crystal element provided with the liquid crystal alignment film of <2> above.

本発明によれば、基材に対する塗布性に優れた液晶配向剤を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a liquid crystal alignment agent having excellent coatability on a substrate.

以下に、本開示の液晶配向剤に含まれる各成分、及び必要に応じて任意に配合されるその他の成分について説明する。 Hereinafter, each component contained in the liquid crystal alignment agent of the present disclosure, and other components optionally blended will be described.

なお、本明細書において「炭化水素基」とは、鎖状炭化水素基、脂環式炭化水素基及び芳香族炭化水素基を含む意味である。「鎖状炭化水素基」とは、主鎖に環状構造を含まず、鎖状構造のみで構成された直鎖状炭化水素基及び分岐状炭化水素基を意味する。ただし、飽和でも不飽和でもよい。「脂環式炭化水素基」とは、環構造としては脂環式炭化水素の構造のみを含み、芳香環構造を含まない炭化水素基を意味する。ただし、脂環式炭化水素の構造のみで構成されている必要はなく、その一部に鎖状構造を有するものも含む。「芳香族炭化水素基」とは、環構造として芳香環構造を含む炭化水素基を意味する。ただし、芳香環構造のみで構成されている必要はなく、その一部に鎖状構造や脂環式炭化水素の構造を含んでいてもよい。 In addition, in this specification, a "hydrocarbon group" means a chain hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group. The "chain hydrocarbon group" means a linear hydrocarbon group and a branched hydrocarbon group which do not contain a cyclic structure in the main chain and are composed only of a chain structure. However, it may be saturated or unsaturated. The "alicyclic hydrocarbon group" means a hydrocarbon group containing only the alicyclic hydrocarbon structure as the ring structure and not containing the aromatic ring structure. However, it does not have to be composed only of the alicyclic hydrocarbon structure, and some of them have a chain structure. The "aromatic hydrocarbon group" means a hydrocarbon group containing an aromatic ring structure as a ring structure. However, it does not have to be composed only of an aromatic ring structure, and may include a chain structure or an alicyclic hydrocarbon structure as a part thereof.

本開示の液晶配向剤は、重合体成分と溶剤成分とを含有し、好ましくは、重合体成分が溶剤成分に溶解されてなる重合体組成物である。本開示の液晶配向剤は、以下に示す重合体[A]と化合物[B]とを含有する。 The liquid crystal alignment agent of the present disclosure contains a polymer component and a solvent component, and is preferably a polymer composition in which the polymer component is dissolved in the solvent component. The liquid crystal alignment agent of the present disclosure contains the polymer [A] and the compound [B] shown below.

《重合体[A]》
本開示の液晶配向剤は、重合体成分として、重合性炭素-炭素不飽和結合を有する単量体(以下「単量体(M)」ともいう)に由来する構造単位を含む重合体[A]を含有する。なお、重合体[A]は、1種の重合体により構成されていてもよく、2種以上の重合体により構成されていてもよい。
<< Polymer [A] >>
The liquid crystal alignment agent of the present disclosure contains a polymer [A] containing a structural unit derived from a monomer having a polymerizable carbon-carbon unsaturated bond (hereinafter, also referred to as “monomer (M)”) as a polymer component. ] Is contained. The polymer [A] may be composed of one kind of polymer or two or more kinds of polymers.

単量体(M)としては、例えば、(メタ)アクリル化合物、芳香族ビニル化合物、共役ジエン化合物、マレイミド化合物、ビニル化合物等が挙げられる。透明性及び材料強度が高く、かつ液晶との親和性が高い配向膜を得る観点から、重合体[A]は、(メタ)アクリル化合物に由来する構造単位を含むことが好ましく、(メタ)アクリル化合物に由来する構造単位と、マレイミド化合物に由来する構造単位とを含むことがより好ましい。なお、本明細書において、「(メタ)アクリル」は、「アクリル」及び「メタクリル」を包含する意味である。 Examples of the monomer (M) include (meth) acrylic compounds, aromatic vinyl compounds, conjugated diene compounds, maleimide compounds, vinyl compounds and the like. From the viewpoint of obtaining an alignment film having high transparency, high material strength, and high affinity with liquid crystal, the polymer [A] preferably contains a structural unit derived from a (meth) acrylic compound, and is preferably (meth) acrylic. It is more preferable to include a structural unit derived from the compound and a structural unit derived from the maleimide compound. In addition, in this specification, "(meth) acrylic" means to include "acrylic" and "methacrylic".

重合体[A]において、(メタ)アクリル化合物に由来する構造単位の割合は、液晶配向剤に含まれる重合体[A]を構成する全構造単位に対して、25モル%以上であることが好ましく、30モル%以上であることがより好ましく、40モル%以上であることが更に好ましい。
マレイミド化合物に由来する構造単位の割合は、液晶配向剤に含まれる重合体[A]を構成する全構造単位に対して、1モル%以上であることが好ましく、2モル%以上であることがより好ましく、5モル%以上であることが更に好ましい。また、マレイミド化合物に由来する構造単位の割合は、液晶配向剤に含まれる重合体[A]を構成する全構造単位に対して、50モル%以下であることが好ましく、40モル%以下であることがより好ましい。
In the polymer [A], the ratio of the structural units derived from the (meth) acrylic compound may be 25 mol% or more with respect to all the structural units constituting the polymer [A] contained in the liquid crystal aligning agent. It is more preferably 30 mol% or more, and even more preferably 40 mol% or more.
The ratio of the structural unit derived from the maleimide compound is preferably 1 mol% or more, preferably 2 mol% or more, based on all the structural units constituting the polymer [A] contained in the liquid crystal alignment agent. More preferably, it is more preferably 5 mol% or more. The ratio of the structural units derived from the maleimide compound is preferably 50 mol% or less, preferably 40 mol% or less, based on all the structural units constituting the polymer [A] contained in the liquid crystal alignment agent. Is more preferable.

なお、本明細書において、液晶配向剤に含まれる重合体[A]を構成する全構造単位に対する割合は、液晶配向剤中に重合体[A]が2種以上含まれている場合、その2種以上の重合体[A]の全構造単位に対する割合を表す。したがって、例えば、重合体[A]として、マレイミド化合物に由来する構造単位を10モル%の割合で含む第1重合体と、マレイミド化合物を有しない第2重合体とを含有する場合、第1重合体と第2重合体との配合割合が1:9であれば、重合体[A]におけるマレイミド化合物に由来する構造単位の割合は、(10/100)×(1/10)+(0/100)×(9/10)=0.01、すなわち1モル%である。 In the present specification, the ratio of the polymer [A] contained in the liquid crystal alignment agent to all the structural units is 2 when two or more kinds of the polymer [A] are contained in the liquid crystal alignment agent. It represents the ratio of the polymer [A] of the species or more to all the structural units. Therefore, for example, when the polymer [A] contains a first polymer containing a structural unit derived from a maleimide compound at a ratio of 10 mol% and a second polymer having no maleimide compound, the first layer is used. If the blending ratio of the coalescence and the second polymer is 1: 9, the ratio of the structural unit derived from the maleimide compound in the polymer [A] is (10/100) × (1/10) + (0 /). 100) × (9/10) = 0.01, that is, 1 mol%.

重合体[A]は、単量体(M)を用いた重合により得られる重合体であればよく、単量体組成については特に限定されない。液晶配向膜に良好な液晶配向性を付与することを考慮すると、本開示の液晶配向剤は、重合体[A]として、光配向性基、液晶配向性基及び液晶性側鎖よりなる群から選択される少なくとも1種(以下「特定構造」ともいう)を有する重合体を含むことが好ましい。特定構造を有する重合体[A](以下「重合体[A1]」ともいう)は、剛直な構造により溶解性が低い傾向があるのに対し、溶剤成分の少なくとも一部として化合物[B]を用いる本開示の液晶配向剤によれば、重合体[A]が特定構造を有する場合にも、重合体[A]を十分に溶解でき、塗布性に優れた液晶配向剤を得ることができる点で好ましい。 The polymer [A] may be any polymer obtained by polymerization using the monomer (M), and the monomer composition is not particularly limited. Considering that the liquid crystal alignment film is imparted with good liquid crystal orientation, the liquid crystal alignment agent of the present disclosure is composed of a group consisting of a photoalignant group, a liquid crystal oriented group and a liquid crystal side chain as the polymer [A]. It is preferable to include a polymer having at least one selected (hereinafter, also referred to as “specific structure”). The polymer [A] having a specific structure (hereinafter, also referred to as “polymer [A1]”) tends to have low solubility due to its rigid structure, whereas the compound [B] is used as at least a part of the solvent component. According to the liquid crystal alignment agent of the present disclosure used, even when the polymer [A] has a specific structure, the polymer [A] can be sufficiently dissolved, and a liquid crystal alignment agent having excellent coatability can be obtained. Is preferable.

・光配向性基
重合体[A]に含まれる光配向性基としては、光照射による光異性化反応、光二量化反応、光フリース転位反応又は光分解反応によって膜に異方性を付与可能な官能基を用いることができる。光配向性基の具体例としては、例えば、アゾベンゼン又はその誘導体を基本骨格として含むアゾベンゼン含有基、桂皮酸又はその誘導体(桂皮酸構造)を基本骨格として含む桂皮酸構造含有基、カルコン又はその誘導体を基本骨格として含むカルコン含有基、ベンゾフェノン又はその誘導体を基本骨格として含むベンゾフェノン含有基、フェニルベンゾエート又はその誘導体を基本骨格として含むフェニルベンゾエート含有基、クマリン又はその誘導体を基本骨格として含むクマリン含有基、シクロブタン又はその誘導体を基本骨格として含むシクロブタン含有構造等が挙げられる。光に対する感度が高い点や、重合体側鎖に導入しやすい点で、光配向性基は、これらのうち、桂皮酸構造含有基であることが特に好ましい。桂皮酸構造含有基は、下記式(5)で表される桂皮酸構造を基本骨格として含む基であることが好ましい。

Figure 2022027233000001
(式(5)中、X11及びX12は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1~5のアルキル基、又は炭素数1~5のフルオロアルキル基である。R10は、置換若しくは無置換の炭素数1~10のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1~10のアルコキシ基、フッ素原子、又はシアノ基である。aは0~4の整数である。aが2以上の場合、複数のR10は、同一の基又は異なる基である。「*」は結合手を示す。) -Photo-orientation group As the photo-orientation group contained in the polymer [A], anisotropy can be imparted to the film by a photoisomerization reaction, a photodimerization reaction, a photofleece rearrangement reaction or a photodecomposition reaction by light irradiation. Functional groups can be used. Specific examples of the photoorienting group include an azobenzene-containing group containing azobenzene or a derivative thereof as a basic skeleton, a keishide structure-containing group containing keiseki acid or a derivative thereof (keiseki acid structure) as a basic skeleton, a chalcone or a derivative thereof. A chalcone-containing group containing benzophenone or a derivative thereof as a basic skeleton, a phenylbenzoate-containing group containing phenylbenzoate or a derivative thereof as a basic skeleton, a coumarin-containing group containing coumarin or a derivative thereof as a basic skeleton, Examples thereof include a cyclobutane-containing structure containing cyclobutane or a derivative thereof as a basic skeleton. Of these, the photo-oriented group is particularly preferably a cinnamic acid structure-containing group in terms of high sensitivity to light and easy introduction into the polymer side chain. The cinnamic acid structure-containing group is preferably a group containing a cinnamic acid structure represented by the following formula (5) as a basic skeleton.
Figure 2022027233000001
In formula (5), X 11 and X 12 are independently hydrogen atoms, halogen atoms, cyano groups, alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms, or fluoroalkyl groups having 1 to 5 carbon atoms. Reference numeral 10 is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a fluorine atom, or a cyano group. A is an integer of 0 to 4. When a is 2 or more, a plurality of R 10s are the same group or different groups. “*” Indicates a bond.)

上記式(5)において、炭素数1~10の置換アルキル基、炭素数1~10の置換アルコキシ基が有する置換基としては、フッ素原子、シアノ基等が挙げられる。
上記式(5)で表される基としては、桂皮酸が有するカルボキシル基の水素原子1個を除去して得られる1価の基、又は当該1価の基が有するベンゼン環に置換基が導入された基(以下「順シンナメート基」ともいう)、及び、桂皮酸が有するカルボキシル基がエステル化され、かつベンゼン環に2価の有機基が結合してなる1価の基、又は当該1価の基が有するベンゼン環に置換基が導入された基(以下「逆シンナメート基」ともいう)等が挙げられる。
上記式(5)において、X11及びX12は、好ましくは水素原子、フッ素原子、シアノ基又は炭素数1~3のアルキル基である。aは0又は1が好ましく、0が特に好ましい。
In the above formula (5), examples of the substituent contained in the substituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and the substituted alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms include a fluorine atom and a cyano group.
As the group represented by the above formula (5), a monovalent group obtained by removing one hydrogen atom of the carboxyl group of cinnamic acid, or a substituent is introduced into the benzene ring of the monovalent group. A monovalent group or a monovalent group obtained by esterifying the above-mentioned group (hereinafter also referred to as "forward cinnamate group") and the carboxyl group of cinnamic acid and binding a divalent organic group to the benzene ring. Examples thereof include a group in which a substituent is introduced into the benzene ring of the group (hereinafter, also referred to as “reverse cinnamate group”).
In the above formula (5), X 11 and X 12 are preferably a hydrogen atom, a fluorine atom, a cyano group or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. 0 or 1 is preferable for a, and 0 is particularly preferable.

順シンナメート基は、例えば下記式(5-1)で表すことができ、逆シンナメート基は、例えば下記式(5-2)で表すことができる。

Figure 2022027233000002
(式(5-1)中、R14は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のアルコキシ基又はシアノ基である。R15は、フェニレン基、ビフェニレン基、ターフェニレン基若しくはシクロヘキシレン基、又はこれらの基が有する水素原子の少なくとも一部が、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1~10のアルキル基、炭素数1~10のアルコキシ基、又は当該アルコキシ基の水素原子の少なくとも一部がハロゲン原子で置換された1価の基によって置換された基である。Aは、単結合、酸素原子、硫黄原子、炭素数1~3のアルカンジイル基、-CH=CH-、-NH-、*-COO-、*-OCO-、*-NH-CO-、*-CO-NH-、*-CH-O-又は*-O-CH-(「*」はR15との結合手を示す。)である。bは0又は1である。
式(5-2)中、R16は、水素原子、炭素数1~20の1価の炭化水素基、又は当該炭化水素基が有する水素原子の少なくとも一部がアルコキシ基、ハロゲン原子若しくはシアノ基で置換された1価の基である。
式(5-1)及び式(5-2)中のX11、X12、R10及びaは、上記式(5)と同義である。「*」は結合手であることを示す。) The forward cinnamate group can be represented by, for example, the following formula (5-1), and the reverse cinnamate group can be represented by, for example, the following formula (5-2).
Figure 2022027233000002
(In the formula (5-1), R 14 is a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group or a cyano group having 1 to 20 carbon atoms, and R 15 is a phenylene group or biphenylene. A group, a terphenylene group or a cyclohexylene group, or at least a part of hydrogen atoms contained in these groups is a halogen atom, a cyano group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, or the same. At least a part of the hydrogen atom of the alkoxy group is substituted with a monovalent group substituted with a halogen atom. A 1 is a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom and an alkanediyl group having 1 to 3 carbon atoms. , -CH = CH-, -NH-, * 1-COO-, * 1 - OCO-, * 1 -NH-CO-, * 1 -CO-NH-, * 1 -CH 2 -O- or * 1 -O-CH 2- ("* 1 " indicates a bond with R 15 ). B is 0 or 1.
In the formula (5-2), in R16, at least a hydrogen atom, a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or at least a part of the hydrogen atom contained in the hydrocarbon group is an alkoxy group, a halogen atom or a cyano group. It is a monovalent group substituted with.
X 11 , X 12 , R 10 and a in the formula (5-1) and the formula (5-2) have the same meaning as the above formula (5). "*" Indicates that it is a bond. )

・液晶配向性基
液晶配向性基は、光照射によらずに液晶分子を垂直配向又は水平配向させる機能を有する基である。液晶配向性基としては、例えば、炭素数4~20のアルキル基、炭素数4~20のアルコキシ基、炭素数4~20のフルオロアルキル基、炭素数4~20のフルオロアルコキシ基、1個の環と炭素数1~20の鎖状構造とが結合された構造を有する基、2個以上の環が直接又は2価の連結基を介して結合された構造を有する基、ステロイド骨格を有する基等が挙げられる。液晶配向性基は、これらの中でも、下記式(6)で表される基であることが好ましい。
*-L31-R31-R32-R33-R34 …(6)
(式(6)中、L31は、単結合、-O-、-CO-、-COO-*、-OCO-*、-NR35-、-NR35-CO-*、-CO-NR35-*、炭素数1~6のアルカンジイル基、炭素数2~6のアルカンジイル基が有する水素原子が水酸基で置換された2価の基、-O-R36-*、又は-R36-O-*(ただし、R35は水素原子又は炭素数1~10の1価の炭化水素基であり、R36は炭素数1~3のアルカンジイル基である。「*」は、R31との結合手であることを示す。)である。R31及びR33は、それぞれ独立に、単結合、置換若しくは無置換のフェニレン基、又は置換若しくは無置換のシクロアルキレン基であり、R32は、単結合、置換若しくは無置換のフェニレン基、置換若しくは無置換のシクロアルキレン基、又は-R37-B31-R38-(ただし、R37及びR38は、それぞれ独立に、置換又は無置換のフェニレン基又はシクロアルキレン基であり、B31は単結合、-O-、-COO-*、-OCO-*、-OCH-*、-CHO-*、又は炭素数1~3のアルカンジイル基である。「*」は、R38との結合手であることを示す。)である。R34は、水素原子、フッ素原子、シアノ基、CHCOO-*(「*」は、R33との結合手であることを示す。)、炭素数1~18のアルキル基、炭素数1~18のフルオロアルキル基、炭素数1~18のアルコキシ基、炭素数1~18のフルオロアルコキシ基、ステロイド骨格を有する炭素数17~51の炭化水素基、又は、炭素数1~18のアルキル基若しくはフルオロアルキル基が有する水素原子がシアノ基で置換された1価の基である。ただし、R31、R32及びR33の全部が単結合であるか、又はR31、R32及びR33が有する置換又は無置換のフェニレン基及びシクロアルキレン基の合計が1個である場合、R34は、炭素数4~18のアルキル基、炭素数4~18のフルオロアルキル基、炭素数4~18のアルコキシ基、炭素数4~18のフルオロアルコキシ基、又はステロイド骨格を有する炭素数17~51の炭化水素基である。「*」は結合手であることを示す。)
-Liquid crystal orientation group A liquid crystal orientation group is a group having a function of vertically or horizontally orienting liquid crystal molecules without being irradiated with light. Examples of the liquid crystal orientation group include an alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 4 to 20 carbon atoms, a fluoroalkyl group having 4 to 20 carbon atoms, and a fluoroalkoxy group having 4 to 20 carbon atoms. A group having a structure in which a ring and a chain structure having 1 to 20 carbon atoms are bonded, a group having a structure in which two or more rings are bonded directly or via a divalent linking group, and a group having a steroid skeleton. And so on. Among these, the liquid crystal orientation group is preferably a group represented by the following formula (6).
* -L 31 -R 31 -R 32- R 33 -R 34 ... (6)
(In the formula (6), L 31 is a single bond, -O-, -CO-, -COO- * 1 , -OCO- * 1 , -NR 35-, -NR 35 -CO- * 1 , -CO. -NR 35- * 1 , a divalent group in which the hydrogen atom of an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms and an alkanediyl group having 2 to 6 carbon atoms is substituted with a hydroxyl group, -OR 36- * 1 , Or -R 36 -O- * 1 (where R 35 is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and R 36 is an alkanediyl group having 1 to 3 carbon atoms. 1 ”indicates that it is a bond with R 31. ) R 31 and R 33 are independently single-bonded, substituted or unsubstituted phenylene groups, or substituted or unsubstituted cycloalkylenes, respectively. R 32 is a single bond, substituted or unsubstituted phenylene group, substituted or unsubstituted cycloalkylene group, or -R 37 -B 31 -R 38- (where R 37 and R 38 are, respectively. Independently substituted or unsubstituted phenylene group or cycloalkylene group, B 31 is a single bond, -O-, -COO- * 2 , -OCO- * 2 , -OCH 2- * 2 , -CH 2 O. -* 2 or an alkanediyl group having 1 to 3 carbon atoms. "* 2 " indicates that it is a bond with R 38. ) R 34 is a hydrogen atom, a fluorine atom, or a cyano. Group, CH 3 COO- * 3 (“* 3 ” indicates a bond with R 33 ), an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, a fluoroalkyl group having 1 to 18 carbon atoms, and a carbon number of carbon atoms. An alkoxy group having 1 to 18, a fluoroalkoxy group having 1 to 18 carbon atoms, a hydrocarbon group having a steroid skeleton and having 17 to 51 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms or a hydrogen atom having a fluoroalkyl group. It is a monovalent group substituted with a cyano group, provided that all of R 31 , R 32 and R 33 are single bonds, or the substituted or unsubstituted phenylene group of R 31 , R 32 and R 33 . And when the total number of cycloalkylene groups is 1, R 34 has an alkyl group having 4 to 18 carbon atoms, a fluoroalkyl group having 4 to 18 carbon atoms, an alkoxy group having 4 to 18 carbon atoms, and 4 to 18 carbon atoms. Is a fluoroalkoxy group or a hydrocarbon group having a steroid skeleton and having 17 to 51 carbon atoms. "*" Indicates a bond.)

上記式(6)において、L31のアルカンジイル基は直鎖状であることが好ましい。R35の炭素数1~10の1価の炭化水素基としては、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が挙げられ、好ましくは炭素数1~3のアルキル基である。
34について、炭素数1~18のアルキル基、炭素数1~18のフルオロアルキル基、炭素数1~18のアルコキシ基、炭素数1~18のフルオロアルコキシ基、又は炭素数1~18のアルキル基若しくはフルオロアルキル基が有する水素原子がシアノ基で置換された1価の基は、直鎖状であることが好ましい。これらの基は、液晶素子を垂直配向型とする場合、好ましくは炭素数2~18であり、より好ましくは炭素数3~18であり、更に好ましくは炭素数4~18である。R34のステロイド骨格を有する炭素数17~51の炭化水素基としては、例えばコレスタニル基、コレステリル基、ラノスタニル基等が挙げられる。
In the above formula (6), the alkanediyl group of L 31 is preferably linear. Examples of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms of R35 include a chain hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group, and an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms is preferable. Is.
For R 34 , an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, a fluoroalkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 18 carbon atoms, a fluoroalkoxy group having 1 to 18 carbon atoms, or an alkyl having 1 to 18 carbon atoms. The monovalent group in which the hydrogen atom of the group or fluoroalkyl group is substituted with a cyano group is preferably linear. These groups preferably have 2 to 18 carbon atoms, more preferably 3 to 18 carbon atoms, and even more preferably 4 to 18 carbon atoms when the liquid crystal element is vertically oriented. Examples of the hydrocarbon group having a steroid skeleton of R 34 and having 17 to 51 carbon atoms include a cholestanyl group, a cholesteryl group, a lanostannyl group and the like.

液晶配向性基は、良好な液晶配向性を示す液晶素子を得る観点から、R31、R32及びR33が、置換又は無置換のフェニレン基及びシクロアルキレン基の少なくとも一方を合計2個以上有していることが好ましく、当該基を合計2~4個有していることがより好ましい。
液晶配向性基の具体例としては、例えば下記式(6-1)~式(6-10)のそれぞれで表される基が挙げられる。

Figure 2022027233000003
(式(6-1)~式(6-10)中、R20は、フッ素原子、シアノ基、炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のフルオロアルキル基、炭素数1~20のアルコキシ基、又は炭素数1~20のフルオロアルコキシ基である。X21は、-O-、-COO-又は炭素数1~3のアルカンジイル基である。「*」は結合手であることを表す。) As the liquid crystal orientation group, from the viewpoint of obtaining a liquid crystal element showing good liquid crystal orientation, R 31 , R 32 and R 33 have at least two substituted or unsubstituted phenylene groups and cycloalkylene groups in total. It is preferable that the group has 2 to 4 groups in total.
Specific examples of the liquid crystal orientation group include groups represented by the following formulas (6-1) to (6-10).
Figure 2022027233000003
(In formulas (6-1) to (6-10), R 20 is a fluorine atom, a cyano group, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a fluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and 1 to 20 carbon atoms. Alkoxy group or fluoroalkoxy group having 1 to 20 carbon atoms. X 21 is an -O-, -COO- or an alkanediyl group having 1 to 3 carbon atoms. "*" Is a bond. Represents.)

・液晶性側鎖
液晶性側鎖は、重合体[A]が所定の温度範囲(好ましくは、100~300℃の温度範囲)で液晶性を発現することを可能にする側鎖構造である。液晶性側鎖の具体例としては、例えば下記式(7-1)~式(7-8)のそれぞれで表される部分構造等が挙げられる。

Figure 2022027233000004
(式(7-1)~式(7-8)中、A及びAは、それぞれ独立に、単結合、-O-、-CH-、-COO-、-CONH-、又は-CH=CH-CO-O-である。Aは、環構造を有する1価の基である。Aは、水素原子、ニトロ基、シアノ基、-CH=C(CN)、-CH=CH-CN、ハロゲン原子、炭素数1~20の1価の炭化水素基、1価の複素環基、又は炭素数1~20のアルコキシ基である。Xは、単結合、-CO-、-CHO-、-CH=N-、又は-CF-である。a1及びa2は、一方が0で他方が1である。c1は、それぞれ0~3の整数である。b1は1~12の整数である。ただし、式(7-2)及び式(7-3)では、c1の合計が2以上である。式(7-4)及び式(7-5)では、c1の合計が1以上である。「*」は結合手であることを表す。) Liquid crystal side chain The liquid crystal side chain has a side chain structure that enables the polymer [A] to exhibit liquid crystallinity in a predetermined temperature range (preferably, a temperature range of 100 to 300 ° C.). Specific examples of the liquid crystal side chain include partial structures represented by the following formulas (7-1) to (7-8).
Figure 2022027233000004
(In formulas (7-1) to (7-8), A 2 and A 5 are independently single-bonded, -O-, -CH 2- , -COO-, -CONH-, or -CH. = CH-CO-O-. A 3 is a monovalent group having a ring structure. A 4 is a hydrogen atom, a nitro group, a cyano group, -CH = C (CN) 2 , -CH =. CH-CN , a halogen atom, a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a monovalent heterocyclic group, or an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms. -CH 2 O-, -CH = N-, or -CF 2- . One and a2 are 0 and the other is 1. c1 is an integer of 0 to 3, respectively. B1 is 1. It is an integer of ~ 12. However, in the formula (7-2) and the formula (7-3), the total of c1 is 2 or more. In the formula (7-4) and the formula (7-5), the total of c1 is 2. The total is 1 or more. "*" Indicates that it is a bond.)

重合体[A1]は、例えば、特定構造を有する単量体を用いて重合することにより得ることができる。特定構造を有する単量体としては、例えば、(メタ)アクリル化合物、スチレン化合物、マレイミド化合物等が挙げられる。重合体[A1]において、特定構造を有する構造単位の含有割合は、重合体[A1]を構成する全構造単位に対して、1モル%以上とすることが好ましく、2モル%以上とすることがより好ましく、5モル%以上とすることが更に好ましい。また、構造単位(X)の含有割合は、重合体[A1]を構成する全構造単位に対して、50モル%以下とすることが好ましく、40モル%以下とすることがより好ましい。 The polymer [A1] can be obtained, for example, by polymerizing using a monomer having a specific structure. Examples of the monomer having a specific structure include (meth) acrylic compounds, styrene compounds, maleimide compounds and the like. In the polymer [A1], the content ratio of the structural units having a specific structure is preferably 1 mol% or more, preferably 2 mol% or more, based on all the structural units constituting the polymer [A1]. Is more preferable, and 5 mol% or more is further preferable. The content ratio of the structural unit (X) is preferably 50 mol% or less, more preferably 40 mol% or less, based on all the structural units constituting the polymer [A1].

本開示の液晶配向剤は、重合体[A]として、特定構造を有しない重合体(以下「重合体[A2]ともいう)を含んでいてもよい。特に、重合体[A]が、特定構造を有する重合体[A1]と、特定構造を有しない重合体[A2]とを含むことが、化合物[B]への溶解性を高め、液晶配向剤の塗布性を更に高くできる点で好ましい。 The liquid crystal alignment agent of the present disclosure may contain a polymer having no specific structure (hereinafter, also referred to as “polymer [A2]) as the polymer [A]. In particular, the polymer [A] is specified. It is preferable to include the polymer [A1] having a structure and the polymer [A2] having no specific structure in that the solubility in the compound [B] can be enhanced and the coatability of the liquid crystal alignment agent can be further enhanced. ..

液晶配向剤中に重合体[A1]と重合体[A2]とを含む場合、重合体[A1]の含有割合は、液晶配向性が良好な液晶配向膜を得る観点から、液晶配向剤に含まれる重合体[A]の合計量に対して、1質量%以上とすることが好ましく、2質量%以上とすることがより好ましい。また、重合体[A1]の含有割合は、塗布性が低下することを抑制する観点から、液晶配向剤に含まれる重合体[A]の合計量に対して、40質量%以下とすることが好ましく、30質量%以下とすることがより好ましい。 When the polymer [A1] and the polymer [A2] are contained in the liquid crystal alignment agent, the content ratio of the polymer [A1] is contained in the liquid crystal alignment agent from the viewpoint of obtaining a liquid crystal alignment film having good liquid crystal alignment. It is preferably 1% by mass or more, and more preferably 2% by mass or more, based on the total amount of the polymer [A]. Further, the content ratio of the polymer [A1] may be 40% by mass or less with respect to the total amount of the polymer [A] contained in the liquid crystal alignment agent from the viewpoint of suppressing the deterioration of the coatability. It is preferably 30% by mass or less, more preferably 30% by mass or less.

・架橋性基
液晶配向剤に含まれる重合体[A]の少なくとも一部は、架橋性基を有していてもよい。架橋性基を有する重合体[A]を用いた場合、液晶配向剤の塗布性と液晶素子の電気特性とをバランス良く改善できる点で好適である。
-Crosslinkable group At least a part of the polymer [A] contained in the liquid crystal alignment agent may have a crosslinkable group. When the polymer [A] having a crosslinkable group is used, it is preferable in that the coatability of the liquid crystal alignment agent and the electrical characteristics of the liquid crystal element can be improved in a well-balanced manner.

架橋性基としては、例えば、エポキシ基、環状カーボネート基、イソシアネート基、保護イソシアネート基、オキサゾリン基、β-ヒドロキシアルキルアミド基、メルドラム酸基、メチロール基、アルキルメチロール基、水酸基、保護された水酸基、カルボキシル基、保護されたカルボキシル基(以下「保護カルボキシル基」ともいう)、アミノ基、保護アミノ基、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基、アルコキシシリル基等が挙げられる。なお、本明細書において、エポキシ基は、オキセタニル基及びオキシラニル基を含む意味である。架橋性基は、熱による反応性が高い点及び保存安定性が良好な点で、これらの中でも、エポキシ基、保護イソシアネート基、オキサゾリン基、メチロール基、カルボキシル基、及び保護カルボキシル基よりなる群から選択される少なくとも1種が好ましく、エポキシ基を含むことが特に好ましい。 Examples of the crosslinkable group include an epoxy group, a cyclic carbonate group, an isocyanate group, a protected isocyanate group, an oxazoline group, a β-hydroxyalkylamide group, a merdamic acid group, a methylol group, an alkylmethylol group, a hydroxyl group, a protected hydroxyl group, and the like. Examples thereof include a carboxyl group, a protected carboxyl group (hereinafter, also referred to as “protected carboxyl group”), an amino group, a protected amino group, a vinyl group, an allyl group, a (meth) acryloyl group, an alkoxysilyl group and the like. In addition, in this specification, an epoxy group is meant to include an oxetanyl group and an oxylanyl group. The crosslinkable group is composed of an epoxy group, a protected isocyanate group, an oxazoline group, a methylol group, a carboxyl group, and a protected carboxyl group because of its high thermal reactivity and good storage stability. At least one selected is preferable, and it is particularly preferable to contain an epoxy group.

架橋性基は、重合体[A1]のみが有していてもよく、重合体[A2]のみが有していてもよく、重合体[A1]及び重合体[A2]の両方が有していてもよい。架橋性基の導入により奏される塗布性改善及び電気特性の良化の効果が高い点で、少なくとも重合体[A1]が架橋性基を有していることが好ましく、重合体[A1]及び重合体[A2]の両方が有していることがより好ましい。 The crosslinkable group may be contained only in the polymer [A1], may be contained only in the polymer [A2], and may be contained in both the polymer [A1] and the polymer [A2]. You may. It is preferable that at least the polymer [A1] has a crosslinkable group, and the polymer [A1] and the polymer [A1] and It is more preferable that both of the polymers [A2] have.

架橋性基を有する重合体[A]は、例えば、架橋性基を有する単量体を用いて重合することにより得ることができる。重合体[A]において、架橋性基を有する構造単位の含有割合は、液晶配向剤中に含まれる重合体[A]を構成する全構造単位に対して、10モル%以上であることが好ましく、20モル%以上であることがより好ましく、30モル%以上であることが更に好ましい。また、架橋性基を有する構造単位の含有割合は、液晶配向剤中に含まれる重合体[A]を構成する全構造単位に対して、99モル%以下であることが好ましく、95モル%以下であることがより好ましい。 The polymer [A] having a crosslinkable group can be obtained, for example, by polymerizing using a monomer having a crosslinkable group. In the polymer [A], the content ratio of the structural unit having a crosslinkable group is preferably 10 mol% or more with respect to all the structural units constituting the polymer [A] contained in the liquid crystal alignment agent. , 20 mol% or more is more preferable, and 30 mol% or more is further preferable. The content ratio of the structural unit having a crosslinkable group is preferably 99 mol% or less, preferably 95 mol% or less, based on all the structural units constituting the polymer [A] contained in the liquid crystal alignment agent. Is more preferable.

重合体[A]が架橋性基を有する場合の好ましい態様は、重合体[A]が、オキセタン環及びオキシラン環のうち少なくともいずれかの環構造Qと、加熱により環構造Qと反応する官能基とを同一重合体又は異なる重合体中に含む形態である。この場合、液晶素子の電圧保持率を高く維持しながら、液晶配向剤の塗布性を良好にできる点で好適である。 In a preferred embodiment when the polymer [A] has a crosslinkable group, the polymer [A] has a ring structure Q of at least one of an oxetane ring and an oxylan ring and a functional group that reacts with the ring structure Q by heating. Is contained in the same polymer or different polymers. In this case, it is preferable in that the coatability of the liquid crystal alignment agent can be improved while maintaining a high voltage retention rate of the liquid crystal element.

重合体[A]が有する環構造は、反応性が高い点でオキセタン環が好ましく、単量体の選択の自由度が高い点でオキシラン環が好ましい。
環構造Qと反応する官能基としては、カルボキシル基、水酸基、イソシアネート基及びアミノ基、並びにこれら各基が保護基で保護された基、アルコキシメチル基等が挙げられる。環構造Qと反応する官能基は、液晶配向剤の保存安定性を良好にでき、かつ加熱によるオキセタン環及びオキシラン環との反応性が高い点で、これらのうち、カルボキシル基及び保護カルボキシル基よりなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
The ring structure of the polymer [A] is preferably an oxetane ring in that it has high reactivity, and an oxylan ring is preferable in that it has a high degree of freedom in selecting a monomer.
Examples of the functional group that reacts with the ring structure Q include a carboxyl group, a hydroxyl group, an isocyanate group and an amino group, a group in which each of these groups is protected by a protecting group, an alkoxymethyl group and the like. Of these, the functional group that reacts with the ring structure Q is superior to the carboxyl group and the protective carboxyl group in that the storage stability of the liquid crystal alignment agent can be improved and the reactivity with the oxetane ring and the oxylan ring by heating is high. It is preferable that it is at least one selected from the group.

環構造Qは、重合体[A1]のみが有していてもよく、重合体[A2]のみが有していてもよく、重合体[A1]及び重合体[A2]の両方が有していてもよい。また、環構造Qと反応する官能基についても同様に、重合体[A1]のみが有していてもよく、重合体[A2]のみが有していてもよく、重合体[A1]及び重合体[A2]の両方が有していてもよい。電圧保持率を高くできる点で、少なくとも重合体[A2]が、環構造Q及び環構造Qと反応する官能基を有することが好ましく、重合体[A1]及び重合体[A2]の両方が、環構造Q及びこれと反応する官能基を有することがより好ましい。 The ring structure Q may be contained only in the polymer [A1], may be contained only in the polymer [A2], and may be contained in both the polymer [A1] and the polymer [A2]. You may. Similarly, the functional group that reacts with the ring structure Q may have only the polymer [A1] or only the polymer [A2], and may have the polymer [A1] and the weight. Both of the coalescing [A2] may have. It is preferable that at least the polymer [A2] has a ring structure Q and a functional group that reacts with the ring structure Q in that the voltage retention rate can be increased, and both the polymer [A1] and the polymer [A2] contain. It is more preferable to have a ring structure Q and a functional group that reacts with the ring structure Q.

環構造Qを有する単量体の具体例としては、(メタ)アクリル酸グリシジル、α-エチルアクリル酸グリシジル、α-n-プロピルアクリル酸グリシジル、α-n-ブチルアクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸3,4-エポキシブチル、α-エチルアクリル酸3,4-エポキシブチル、(メタ)アクリル酸3,4-エポキシシクロヘキシルメチル、(メタ)アクリル酸6,7-エポキシヘプチル、α-エチルアクリル酸6,7-エポキシヘプチル、アクリル酸4-ヒドロキシブチルグリシジルエーテル、(メタ)アクリル酸(3-エチルオキセタン-3-イル)メチル等の(メタ)アクリル化合物;4-ビニル-1-グリシジルオキシメチルベンゼン、3-ビニル-1-グリシジルオキシメチルベンゼン等のスチレン化合物が挙げられる。環構造Qを有する単量体としては、これらのうちの1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。 Specific examples of the compound having a ring structure Q include glycidyl (meth) acrylate, glycidyl α-ethyl acrylate, glycidyl α-n-propyl acrylate, glycidyl α-n-butyl acrylate, and (meth) acrylic. Acids 3,4-epoxybutyl, α-ethylacrylic acid 3,4-epoxybutyl, (meth) acrylic acid 3,4-epoxycyclohexylmethyl, (meth) acrylic acid 6,7-epoxyheptyl, α-ethylacrylic acid (Meta) acrylic compounds such as 6,7-epoxyheptyl, 4-hydroxybutylglycidyl ether acrylate, (meth) acrylic acid (3-ethyloxetane-3-yl) methyl; 4-vinyl-1-glycidyloxymethylbenzene , 3-Vinyl-1-glycidyloxymethylbenzene and the like. As the monomer having a ring structure Q, one of these may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.

環構造Qと反応する官能基を有する単量体の具体例としては、(メタ)アクリル酸、α-エチルアクリル酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル安息香酸、クロトン酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸、3-マレイミド安息香酸、3-マレイミドプロピオン酸等のカルボキシル基含有化合物;無水マレイン酸等の不飽和多価カルボン酸無水物;下記式(m-1)~式(m-7)

Figure 2022027233000005
(式(m-1)~式(m-7)中、Rは、水素原子又はメチル基である。)
のそれぞれで表される保護カルボニル基含有化合物等が挙げられる。当該単量体としては、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 Specific examples of the monomer having a functional group that reacts with the ring structure Q include (meth) acrylic acid, α-ethylacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, vinyl benzoic acid, crotonic acid, citraconic acid, and mesaconic acid. Carboxylic acid-containing compounds such as itaconic acid, 3-maleimide benzoic acid, 3-maleimide propionic acid; unsaturated polyvalent carboxylic acid anhydrides such as maleic anhydride; the following formulas (m-1) to (m-7).
Figure 2022027233000005
(In the formulas (m-1) to (m-7), R is a hydrogen atom or a methyl group.)
Examples thereof include a protected carbonyl group-containing compound represented by each of the above. As the monomer, one type can be used alone or two or more types can be used in combination.

重合体[A]において、環構造Qを有する単量体に由来する構造単位の含有割合は、液晶配向剤に含まれる重合体[A]を構成する全構造単位に対して、1~90モル%であることが好ましく、5~90モル%であることがより好ましく、10~80モル%であることが更に好ましい。
環構造Qと反応する官能基を有する単量体に由来する構造単位の含有割合は、液晶配向剤に含まれる重合体[A]の全構造単位に対して、1~90モル%とすることが好ましく、5~90モル%とすることがより好ましく、10~80モル%とすることが更に好ましい。
In the polymer [A], the content ratio of the structural units derived from the monomer having the ring structure Q is 1 to 90 mol with respect to all the structural units constituting the polymer [A] contained in the liquid crystal aligning agent. %, More preferably 5 to 90 mol%, still more preferably 10 to 80 mol%.
The content ratio of the structural unit derived from the monomer having a functional group that reacts with the ring structure Q shall be 1 to 90 mol% with respect to the total structural unit of the polymer [A] contained in the liquid crystal alignment agent. It is preferably 5 to 90 mol%, more preferably 10 to 80 mol%, and even more preferably 10 to 80 mol%.

重合体[A]は、本開示の効果を損なわない範囲において、単量体[M]として、特定構造又は架橋性基を有しない単量体(以下「他の単量体」ともいう)に由来する構造単位を有していてもよい。他の単量体の具体例としては、(メタ)アクリル化合物として、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸-2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ベンジル等の不飽和カルボン酸エステル等を;
芳香族ビニル化合物として、スチレン、メチルスチレン、ジビニルベンゼン等を;共役ジエン化合物として、例えば、1,3-ブタジエン、2-メチル-1,3-ブタジエン等を;マレイミド化合物として、マレイミド、N-メチルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミド、N-フェニルマレイミド等を;ビニル化合物として、例えば、メチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル等を、それぞれ挙げることができる。なお、単量体[M]としては、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
The polymer [A] may be a monomer having no specific structure or a crosslinkable group (hereinafter, also referred to as “another monomer”) as a monomer [M] as long as the effects of the present disclosure are not impaired. It may have a structural unit of origin. Specific examples of other monomers include (meth) acrylic compounds such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, and -2-ethylhexyl (meth) acrylate. , (Meta) cyclohexyl acrylate, (meth) phenyl acrylate, unsaturated carboxylic acid ester such as (meth) benzyl acrylate, etc.;
Aromatic vinyl compounds include styrene, methylstyrene, divinylbenzene and the like; conjugated diene compounds include, for example, 1,3-butadiene, 2-methyl-1,3-butadiene; maleimide compounds include maleimide, N-methyl. Maleimide, N-cyclohexylmaleimide, N-phenylmaleimide and the like; examples of the vinyl compound include methyl vinyl ether, benzyl vinyl ether and the like, respectively. As the monomer [M], one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

重合体[A]は、例えばラジカル重合等の公知の方法を用い、重合開始剤の存在下、単量体[M]を重合することにより得ることができる。使用する重合開始剤は、2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)等のアゾ化合物が好ましい。重合開始剤の使用割合は、反応に使用する単量体の全量100質量部に対して、0.01~30質量部とすることが好ましい。 The polymer [A] can be obtained by polymerizing the monomer [M] in the presence of a polymerization initiator using a known method such as radical polymerization. The polymerization initiators used are 2,2'-azobis (isobutyronitrile), 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), and 2,2'-azobis (4-methoxy-2,4). -Azobis compound such as dimethylvaleronitrile) is preferable. The proportion of the polymerization initiator used is preferably 0.01 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the monomers used in the reaction.

上記重合反応は、好ましくは有機溶媒中で行われる。反応に使用する有機溶媒としては、例えばアルコール、エーテル、ケトン、アミド、エステル、炭化水素化合物等が挙げられる。反応温度は、例えば30℃~120℃である。反応時間は、例えば1~36時間である。有機溶媒の使用量(a)は、反応に使用するモノマーの合計量(b)が、反応溶液の全体量(a+b)に対して、0.1~60質量%になるような量にすることが好ましい。 The polymerization reaction is preferably carried out in an organic solvent. Examples of the organic solvent used in the reaction include alcohols, ethers, ketones, amides, esters, hydrocarbon compounds and the like. The reaction temperature is, for example, 30 ° C to 120 ° C. The reaction time is, for example, 1 to 36 hours. The amount (a) of the organic solvent used should be such that the total amount (b) of the monomers used in the reaction is 0.1 to 60% by mass with respect to the total amount (a + b) of the reaction solution. Is preferable.

なお、重合体[A]として、特定構造を側鎖に有する重合体を合成する場合、その合成方法は特に限定されない。特定構造を有する重合体を合成する方法としては、例えば、特定構造を有する単量体を用いて重合する方法;原料の少なくとも一部にエポキシ基含有単量体を用いて、エポキシ基を側鎖に有する重合体を合成し、次いで特定構造を有するカルボン酸と反応させる方法等が挙げられる。 When synthesizing a polymer having a specific structure in a side chain as the polymer [A], the synthesizing method is not particularly limited. As a method for synthesizing a polymer having a specific structure, for example, a method of polymerizing using a monomer having a specific structure; an epoxy group-containing monomer is used as at least a part of a raw material, and an epoxy group is side-chained. Examples thereof include a method of synthesizing a polymer having a specific structure and then reacting with a carboxylic acid having a specific structure.

重合体[A]のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは1,000~500,000であり、より好ましくは2,000~300,000である。また、Mwと、GPCにより測定したポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)との比で表される分子量分布(Mw/Mn)は、好ましくは8以下であり、より好ましくは6以下である。なお、液晶配向剤の調製に際し、重合体[A]は1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。 The polystyrene-equivalent weight average molecular weight (Mw) measured by gel permeation chromatography (GPC) of the polymer [A] is preferably 1,000 to 500,000, more preferably 2,000 to 300,000. Is. The molecular weight distribution (Mw / Mn) represented by the ratio of Mw to the polystyrene-equivalent number average molecular weight (Mn) measured by GPC is preferably 8 or less, more preferably 6 or less. In preparing the liquid crystal alignment agent, the polymer [A] may be used alone or in combination of two or more.

本開示の液晶配向剤において、重合体[A]の含有割合は、液晶配向剤に含まれる重合体成分の全量に対して、50質量%以上である。重合体[A]の含有割合は、液晶配向剤に含まれる重合体成分の全量に対して、70質量%以上であることが好ましく、80質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることが更に好ましく、95質量%以上であることがより更に好ましく、99質量%以上であることが特に好ましい。 In the liquid crystal alignment agent of the present disclosure, the content ratio of the polymer [A] is 50% by mass or more with respect to the total amount of the polymer components contained in the liquid crystal alignment agent. The content ratio of the polymer [A] is preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, and 90% by mass or more, based on the total amount of the polymer components contained in the liquid crystal alignment agent. It is more preferably 95% by mass or more, further preferably 99% by mass or more, and particularly preferably 99% by mass or more.

なお、本開示の液晶配向剤は、重合体成分として、重合体[A]以外の重合体(以下「他の重合体」ともいう)を含有していてもよい。他の重合体としては、例えば、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、ポリイミド、ポリオルガノシロキサン、ポリエステル、ポリエナミン、ポリウレア、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリベンゾオキサゾール、セルロース誘導体、ポリアセタール等が挙げられる。他の重合体としては、1種を単独で含んでいてもよく、2種以上を含んでいてもよい。 The liquid crystal alignment agent of the present disclosure may contain a polymer other than the polymer [A] (hereinafter, also referred to as “another polymer”) as a polymer component. Examples of other polymers include polyamic acid, polyamic acid ester, polyimide, polyorganosiloxane, polyester, polyenamine, polyurea, polyamide, polyamideimide, polybenzoxazole precursor, polybenzoxazole, cellulose derivative, polyacetal and the like. Be done. As the other polymer, one kind may be contained alone, or two or more kinds may be contained.

液晶配向剤における他の重合体の含有割合は、液晶配向剤に含まれる重合体成分の全量に対して、30質量%以下であることが好ましく、20質量%以下であることがより好ましく、10質量%以下であることが更に好ましく、5質量%以下であることがより更に好ましく、1質量%以下であることが特に好ましい。 The content ratio of the other polymer in the liquid crystal alignment agent is preferably 30% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, based on the total amount of the polymer components contained in the liquid crystal alignment agent. It is more preferably 0% by mass or less, further preferably 5% by mass or less, and particularly preferably 1% by mass or less.

<化合物[B]>
化合物[B]は、下記式(1)で表される化合物である。化合物[B]は表面張力が適度に低く、こうした化合物[B]を、重合体[A]を溶解させる溶剤成分として用いることにより、基材に対する塗布性が良好な液晶配向剤を得ることができる。
-OH …(1)
(式(1)中、Rは、炭素数5以上の直鎖状のアルキル基である。)
<Compound [B]>
Compound [B] is a compound represented by the following formula (1). The surface tension of the compound [B] is moderately low, and by using such the compound [B] as a solvent component for dissolving the polymer [A], a liquid crystal alignment agent having good coatability on a substrate can be obtained. ..
R 1 -OH ... (1)
(In the formula (1), R 1 is a linear alkyl group having 5 or more carbon atoms.)

化合物[B]は、アルキル鎖が直鎖状の第1級アルコール又は第2級アルコールである。ここで、「アルキル鎖が直鎖状」であるとは、アルキル鎖の中に分岐が存在しないことを意味する。
ハジキ発生を抑制する観点、濡れ広がり性の低下を抑制する観点、及び融点が適度に低く溶剤としての使いやすさを確保する観点から、上記式(1)におけるRの炭素数は、5~20が好ましく、5~15がより好ましく、5~12が更に好ましく、5~10が特に好ましい。
Compound [B] is a primary alcohol or a secondary alcohol having a linear alkyl chain. Here, "the alkyl chain is linear" means that there is no branch in the alkyl chain.
From the viewpoint of suppressing the generation of repellency, suppressing the decrease in wettability, and ensuring the ease of use as a solvent with an appropriately low melting point, the carbon number of R 1 in the above formula (1) is 5 to 5. 20 is preferable, 5 to 15 is more preferable, 5 to 12 is further preferable, and 5 to 10 is particularly preferable.

の具体例としては、1-ペンチル基、2-ペンチル基、3-ペンチル基、1-ヘキシル基、2-ヘキシル基、1-ヘプチル基、2-ヘプチル基、3-ヘプチル基、4-ヘプチル基、1-オクチル基、2-オクチル基、3-オクチル基、4-オクチル基、1-ノニル基、2-ノニル基、1-デシル基、2-デシル基、1-ウンデシル基、2-ウンデシル基、1-ドデシル基、2-ドデシル基、1-トリデシル基、2-トリデシル基、1-テトラデシル基、2-テトラデシル基、1-ペンタデシル基、2-ペンタデシル基、1-ヘキサデシル基、2-ヘキサデシル基、1-ヘプタデシル基、2-ヘプタデシル基、1-オクタデシル基、2-オクタデシル基、1-ノナデシル基、2-ノナデシル基、1-イコシル基、2-イコシル基等が挙げられる。 Specific examples of R 1 include 1-pentyl group, 2-pentyl group, 3-pentyl group, 1-hexyl group, 2-hexyl group, 1-heptyl group, 2-heptyl group, 3-heptyl group, 4-. Heptyl group, 1-octyl group, 2-octyl group, 3-octyl group, 4-octyl group, 1-nonyl group, 2-nonyl group, 1-decyl group, 2-decyl group, 1-undecyl group, 2- Undecyl group, 1-dodecyl group, 2-dodecyl group, 1-tridecyl group, 2-tridecyl group, 1-tetradecyl group, 2-tetradecyl group, 1-pentadecyl group, 2-pentadecyl group, 1-hexadecyl group, 2- Examples thereof include a hexadecyl group, a 1-heptadecyl group, a 2-heptadecyl group, a 1-octadecyl group, a 2-octadecyl group, a 1-nonadecil group, a 2-nonadecil group, a 1-icosyl group and a 2-icosyl group.

化合物[B]の好ましい具体例としては、下記式(B-1)~式(B-51)のそれぞれで表される化合物等が挙げられる。

Figure 2022027233000006
Figure 2022027233000007
Figure 2022027233000008
Figure 2022027233000009
Figure 2022027233000010
Preferred specific examples of the compound [B] include compounds represented by the following formulas (B-1) to (B-51).
Figure 2022027233000006
Figure 2022027233000007
Figure 2022027233000008
Figure 2022027233000009
Figure 2022027233000010

液晶配向剤において、化合物[B]の含有割合は、液晶配向剤の塗布性の改善効果を十分に得る観点から、液晶配向剤に含有される溶剤の全量に対して、1質量%以上であることが好ましい。化合物[B]の含有割合は、より好ましくは3質量%以上であり、更に好ましくは5質量%以上であり、特に好ましくは10質量%以上である。また、化合物[B]は、液晶配向剤に含有される溶剤の全量に対して、100質量%以下の範囲で使用することができる。化合物[B]の含有割合は、液晶配向剤に含有される溶剤の全量に対して、好ましくは99質量%以下であり、より好ましくは95質量%以下であり、更に好ましくは90質量%以下であり、より更に好ましくは80質量%以下であり、一層好ましくは60質量%以下であり、より一層好ましくは50質量%以下であり、特に好ましくは30質量%以下である。化合物[B]としては、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。 In the liquid crystal alignment agent, the content ratio of the compound [B] is 1% by mass or more with respect to the total amount of the solvent contained in the liquid crystal alignment agent from the viewpoint of sufficiently obtaining the effect of improving the coatability of the liquid crystal alignment agent. Is preferable. The content ratio of the compound [B] is more preferably 3% by mass or more, further preferably 5% by mass or more, and particularly preferably 10% by mass or more. Further, the compound [B] can be used in a range of 100% by mass or less with respect to the total amount of the solvent contained in the liquid crystal alignment agent. The content ratio of the compound [B] is preferably 99% by mass or less, more preferably 95% by mass or less, still more preferably 90% by mass or less, based on the total amount of the solvent contained in the liquid crystal aligning agent. Yes, more preferably 80% by mass or less, further preferably 60% by mass or less, even more preferably 50% by mass or less, and particularly preferably 30% by mass or less. As the compound [B], one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

<化合物[C]>
液晶配向剤の調製に際し、溶剤成分としては化合物[B]のみを用いてもよいが、化合物[B]と共に、下記式(2)で表される化合物、下記式(3)で表される化合物、下記式(4)で表される化合物、及び炭素数4~7の環状ケトンよりなる群から選択される少なくとも1種の化合物[C]を使用することが好ましい。化合物[C]を併用することにより、液晶配向剤の基材に対する塗布性を更に改善できる点で好適である。
-(O-R-O-R …(2)
(式(2)中、Rは、水素原子又は炭素数1~5のアルキル基である。Rは、炭素数2~4のアルカンジイル基である。Rは、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基である。nは0~3の整数である。nが2又は3の場合、式中の複数個のRは互いに同一の基又は異なる基である。nが0の場合、Rは炭素数3~5のアルキル基であり、Rは水素原子である。)

Figure 2022027233000011
(式(3)中、Rは、炭素数1~3のアルキル基、炭素数1~3のアルコキシ基、又は炭素数2若しくは3のアルコキシアルキル基である。Xは、単結合又は酸素原子である。Rは、炭素数1~3のアルカンジイル基である。Rは、水素原子又は炭素数1~3のアルキル基である。mは0又は1である。
式(4)中、R及びRは、それぞれ独立して、炭素数1~3のアルキル基、炭素数1~3のアルコキシ基、又は炭素数2若しくは3のアルコキシアルキル基である。Xは、単結合又は炭素数1若しくは2のアルカンジイル基である。) <Compound [C]>
In the preparation of the liquid crystal aligning agent, only the compound [B] may be used as the solvent component, but the compound represented by the following formula (2) and the compound represented by the following formula (3) together with the compound [B] may be used. , The compound represented by the following formula (4), and at least one compound [C] selected from the group consisting of cyclic ketones having 4 to 7 carbon atoms are preferably used. The combined use of the compound [C] is preferable in that the coatability of the liquid crystal alignment agent to the substrate can be further improved.
R 2- (OR 3 ) n -OR 4 ... (2)
(In the formula (2), R 2 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. R 3 is an alkanediyl group having 2 to 4 carbon atoms. R 4 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. It is an alkyl group of 1 to 4. n is an integer of 0 to 3. When n is 2 or 3 , a plurality of R3s in the formula are the same group or different groups from each other. N is 0. In this case, R 2 is an alkyl group having 3 to 5 carbon atoms, and R 4 is a hydrogen atom.)
Figure 2022027233000011
(In the formula (3), R 5 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, or an alkoxyalkyl group having 2 or 3 carbon atoms. X 1 is a single bond or oxygen. It is an atom. R 6 is an alkylandyl group having 1 to 3 carbon atoms. R 7 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. M is 0 or 1.
In the formula (4), R 8 and R 9 are independently an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, or an alkoxyalkyl group having 2 or 3 carbon atoms. X 2 is a single bond or an alkanediyl group having 1 or 2 carbon atoms. )

(式(2)で表される化合物)
上記式(2)において、Rの炭素数1~5のアルキル基は、直鎖状でも分岐状でもよく、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、sec-ペンチル基等が挙げられる。Rは、nが1~3の場合には炭素数1~4のアルキル基が好ましい。nが0の場合には、Rは、n-プロピル基、n-ブチル基、イソブチル基又はイソペンチル基が好ましい。
の炭素数2~4のアルカンジイル基としては、エチレン基、プロピレン基、1-メチルエチレン基、2-メチルエチレン基、n-ブチレン基、2-メチルプロピレン基、2,2-ジメチルエチレン基等が挙げられる。Rは、これらのうち炭素数2又は3が好ましい。
の炭素数1~4のアルキル基としては、上記Rの説明において例示したアルキル基のうち炭素数1~4のものが挙げられる。Rは、水素原子又は炭素数1~3のアルキル基が好ましく、水素原子又はメチル基がより好ましく、水素原子が更に好ましい。
(Compound represented by the formula (2))
In the above formula (2), the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms of R 2 may be linear or branched, and may be, for example, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group or an n-butyl group. Examples thereof include an isobutyl group, a tert-butyl group, an n-pentyl group, an isopentyl group, a sec-pentyl group and the like. When n is 1 to 3, R 2 is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. When n is 0, R 2 is preferably an n-propyl group, an n-butyl group, an isobutyl group or an isopentyl group.
The alkandyl group having 2 to 4 carbon atoms of R 3 includes an ethylene group, a propylene group, a 1-methylethylene group, a 2-methylethylene group, an n-butylene group, a 2-methylpropylene group and a 2,2-dimethylethylene group. The group etc. can be mentioned. Of these, R 3 preferably has 2 or 3 carbon atoms.
Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms of R 4 include those having 1 to 4 carbon atoms among the alkyl groups exemplified in the above description of R 2 . R4 is preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom or a methyl group, and even more preferably a hydrogen atom.

上記式(2)で表される化合物の具体例としては、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モノエチルエーテル、エチレングリコール-n-プロピルエーテル、エチレングリコール-i-プロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル(ブチルセロソルブ)、3-メトキシ-1-ブタノール、1,3-ブチレングリコール、n-プロピルアルコール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールn-プロピルエーテル、プロピレングリコールn-ブチルエーテル、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n-プロピルエーテル、ジプロピレングリコールn-ブチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールn-ブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル等を挙げることができる。 Specific examples of the compound represented by the above formula (2) include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol-n-propyl ether, ethylene glycol-i-propyl ether, and ethylene glycol monobutyl ether (butyl cellosolve). , 3-methoxy-1-butanol, 1,3-butylene glycol, n-propyl alcohol, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol n-propyl ether, propylene glycol n-butyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, Examples thereof include dipropylene glycol n-propyl ether, dipropylene glycol n-butyl ether, tripropylene glycol methyl ether, tripropylene glycol n-butyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, and dipropylene glycol dimethyl ether.

(式(3)で表される化合物)
上記式(3)において、R、Rの炭素数1~3のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基が挙げられる。Rのアルコキシ基、アルキルアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、メトキシメチル基、エトキシエチル基等が挙げられる。これらのうち、Rはメチル基又はエチル基が好ましい。Rは、水素原子、メチル基又はエチル基が好ましい。
の炭素数1~3のアルカンジイル基は、好ましくは直鎖状であり、メチレン基又はエチレン基がより好ましい。
(Compound represented by the formula (3))
In the above formula (3), examples of the alkyl group having 1 to 3 carbon atoms of R5 and R7 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group and an isopropyl group. Examples of the alkoxy group and alkylalkoxy group of R 5 include a methoxy group, an ethoxy group, a methoxymethyl group, an ethoxyethyl group and the like. Of these, R5 is preferably a methyl group or an ethyl group. R 7 is preferably a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group.
The alkanediyl group having 1 to 3 carbon atoms of R 6 is preferably linear, and a methylene group or an ethylene group is more preferable.

上記式(3)で表される化合物の好ましい具体例としては、ダイアセトンアルコール、4-メトキシ-4-メチル-2-ペンタノン、3-メトキシ-3-メチルブチルアセテートを挙げることができる。 Preferred specific examples of the compound represented by the above formula (3) include diacetone alcohol, 4-methoxy-4-methyl-2-pentanone, and 3-methoxy-3-methylbutyl acetate.

(式(4)で表される化合物)
上記式(4)において、R及びRの炭素数1~3のアルキル基、炭素数1~3のアルコキシ基、及び炭素数2又は3のアルコキシアルキル基の具体例については、上記式(3)中のRの説明で例示した基を挙げることができる。R及びRは、好ましくはメトキシ基又はエトキシ基である。
(Compound represented by the formula (4))
In the above formula (4), specific examples of the alkyl group having 1 to 3 carbon atoms of R8 and R9, the alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, and the alkoxyalkyl group having 2 or 3 carbon atoms are described in the above formula (4). 3 ) Examples of the groups exemplified in the explanation of R5 in the above can be mentioned. R 8 and R 9 are preferably a methoxy group or an ethoxy group.

上記式(4)で表される化合物の具体例としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチル-n-プロピルケトン、ジエチルケトン、ジエチルオキサレート、ジマロン酸ジメチル等が挙げられる。これらのうち、好ましくは、ジエチルオキサレート、ジマロン酸ジメチルである。
炭素数4~7の環状ケトンとしては、シクロブタノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノンを挙げることができる。
Specific examples of the compound represented by the above formula (4) include acetone, methyl ethyl ketone, methyl-n-propyl ketone, diethyl ketone, diethyl oxalate, dimethyl dimaronate and the like. Of these, diethyl oxalate and dimethyl dimalonate are preferable.
Examples of the cyclic ketone having 4 to 7 carbon atoms include cyclobutanone, cyclopentanone, cyclohexanone, and cycloheptanone.

化合物[C]は、上記の中でも、上記式(2)で表される化合物を好ましく用いることができる。上記式(2)で表される化合物の中でも、ジエチ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モノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、3-メトキシ-1-ブタノール、1,3-ブチレングリコール、n-プロピルアルコール、プロピレングリコールn-プロピルエーテル、プロピレングリコールn-ブチルエーテル、ジプロピレングリコールn-プロピルエーテル、ジプロピレングリコールn-ブチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、及びトリプロピレングリコールn-ブチルエーテルよりなる群から選択される少なくとも1種が好ましく、ジエチ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モノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、3-メトキシ-1-ブタノール、プロピレングリコールn-プロピルエーテル、プロピレングリコールn-ブチルエーテル、ジプロピレングリコールn-プロピルエーテル、及びジプロピレングリコールn-ブチルエーテルよりなる群から選択される少なくとも1種がより好ましい。 Among the above, the compound represented by the above formula (2) can be preferably used as the compound [C]. Among the compounds represented by the above formula (2), diethylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, 3-methoxy-1-butanol, 1,3-butylene glycol, n-propyl alcohol, propylene. At least one selected from the group consisting of glycol n-propyl ether, propylene glycol n-butyl ether, dipropylene glycol n-propyl ether, dipropylene glycol n-butyl ether, tripropylene glycol methyl ether, and tripropylene glycol n-butyl ether. Is preferable, diethylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, 3-methoxy-1-butanol, propylene glycol n-propyl ether, propylene glycol n-butyl ether, dipropylene glycol n-propyl ether, and di. At least one selected from the group consisting of propylene glycol n-butyl ether is more preferable.

化合物[C]の含有割合は、液晶配向剤の基材に対する塗布性の改善効果を十分に得る観点から、液晶配向剤に含有される溶剤の全量に対して、5質量%以上であることが好ましい。化合物[C]の含有割合は、より好ましくは10質量%以上であり、更に好ましくは20質量%以上であり、より更に好ましくは40質量%以上であり、特に好ましくは50質量%以上である。また、化合物[C]は、液晶配向剤に含有される溶剤の全量に対して、好ましくは99質量%以下であり、より好ましくは97質量%以下であり、更に好ましくは95質量%以下であり、より更に好ましくは90質量%以下である。化合物[C]としては、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。 The content ratio of the compound [C] is 5% by mass or more with respect to the total amount of the solvent contained in the liquid crystal alignment agent from the viewpoint of sufficiently obtaining the effect of improving the coatability of the liquid crystal alignment agent on the substrate. preferable. The content ratio of the compound [C] is more preferably 10% by mass or more, further preferably 20% by mass or more, still more preferably 40% by mass or more, and particularly preferably 50% by mass or more. Further, the compound [C] is preferably 99% by mass or less, more preferably 97% by mass or less, still more preferably 95% by mass or less, based on the total amount of the solvent contained in the liquid crystal alignment agent. , More preferably 90% by mass or less. As the compound [C], one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

本開示の液晶配向剤は、化合物[B]及び化合物[C]とは異なる溶剤(以下「他の溶剤」ともいう)を更に含有していてもよい。他の溶剤としては、液晶配向剤の調製に使用される公知の溶剤を用いることができる。他の溶剤の具体例としては、主に重合体の溶解性及びレベリング性を改善するために用いられる溶剤(以下「第1溶剤」ともいう)、及び濡れ広がり性を改善するために用いられる溶剤(以下「第2溶剤」ともいう)が挙げられる。 The liquid crystal alignment agent of the present disclosure may further contain a solvent different from the compound [B] and the compound [C] (hereinafter, also referred to as “another solvent”). As another solvent, a known solvent used for preparing a liquid crystal alignment agent can be used. Specific examples of other solvents include a solvent mainly used for improving the solubility and leveling property of a polymer (hereinafter, also referred to as “first solvent”), and a solvent used for improving wettability and spreading property. (Hereinafter also referred to as "second solvent").

他の溶剤の具体例としては、第1溶剤として、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン、γ-ブチロラクトン、γ-ブチロラクタム、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン等を;
第2溶剤として、ジイソペンチルエーテル等のエーテル系溶剤;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸n-ブチル、酢酸i-ブチル、酢酸sec-ブチル、酢酸t-ブチル、酢酸3-メトキシブチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸n-ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n-ブチル、メチルメトキシプロピオネ-ト、エチルエトキシプロピオネ-ト、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジ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テート(PGMEA)、イソアミルプロピオネート、イソアミルイソブチレート、プロピレングリコールジアセテート等のエステル系溶剤等;メチル-n-ブチルケトン、ジ-n-ブチルケトン、メチル-i-ブチルケトン、メチル-n-ペンチルケトン、エチル-n-ブチルケトン、メチル-n-ヘキシルケトン、ジイソブチルケトン、トリメチルノナノン等のケトン系溶剤を、それぞれ挙げることができる。なお、他の溶剤としては、1種を単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。
Specific examples of other solvents include N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, γ-butyrolactam, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethyl as the first solvent. Acetamide, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, etc.;
As the second solvent, an ether solvent such as diisopentyl ether; methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, n-butyl acetate, i-butyl acetate, sec-butyl acetate, t-butyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, Methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, ethyl propionate, n-butyl propionate, methyl lactate, ethyl lactate, n-butyl lactate, methylmethoxypropionate, ethylethoxypropionate, ethylene glycol ethyl ether acetate, diethylene glycol Ester solvents such as monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol diethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), isoamyl propionate, isoamyl isobutyrate, propylene glycol diacetate; methyl-n-butylketone , Di-n-butylketone, methyl-i-butylketone, methyl-n-pentylketone, ethyl-n-butylketone, methyl-n-hexylketone, diisobutylketone, trimethylnonanone and other ketone solvents can be mentioned. can. As the other solvent, one type may be used alone, or two or more types may be mixed and used.

溶剤として他の溶剤を使用する場合、他の溶剤の含有割合(2種以上使用する場合にはその合計量)は、液晶配向剤に含まれる溶剤の全量に対して、80質量%以下が好ましく、50質量%以下がより好ましく、20質量%以下が更に好ましく、10質量%以下が特に好ましい。 When another solvent is used as the solvent, the content ratio of the other solvent (the total amount when two or more kinds are used) is preferably 80% by mass or less with respect to the total amount of the solvent contained in the liquid crystal alignment agent. , 50% by mass or less is more preferable, 20% by mass or less is further preferable, and 10% by mass or less is particularly preferable.

膜形成時の加熱温度の低温化を図る観点、及び環境規制や健康への影響等の観点から、本開示の液晶配向剤は、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)を実質的に含有しないことが好ましい。具体的には、本開示の液晶配向剤におけるNMPの含有割合は、液晶配向剤に含有される溶剤の全量に対して、5質量%以下であることが好ましく、1質量%以下であることがより好ましく、0.5質量%以下であることが更に好ましい。 From the viewpoint of lowering the heating temperature during film formation, environmental regulation, health effects, etc., the liquid crystal alignment agent of the present disclosure does not substantially contain N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). Is preferable. Specifically, the content ratio of NMP in the liquid crystal alignment agent of the present disclosure is preferably 5% by mass or less, and preferably 1% by mass or less, based on the total amount of the solvent contained in the liquid crystal alignment agent. It is more preferably 0.5% by mass or less, and further preferably 0.5% by mass or less.

<その他の成分>
液晶配向剤は、上記で説明した成分のほか、必要に応じて、上記成分とは異なる成分(以下「その他の成分」ともいう)を更に含有していてもよい。
<Other ingredients>
In addition to the components described above, the liquid crystal alignment agent may further contain a component different from the above component (hereinafter, also referred to as “other component”), if necessary.

<架橋剤>
本開示の液晶配向剤は、添加剤成分として架橋剤を更に含有していてもよい。架橋剤を含む場合、液晶素子の電気特性を向上できる点で好適である。架橋剤としては、環状エーテル基、環状カーボネート基、イソシアネート基、保護イソシアネート基、オキサゾリン基、β-ヒドロキシアルキルアミド基、メルドラム酸基、メチロール基及びアルキルメチロール基よりなる群から選択される少なくとも1種の架橋性基を有する分子量1000以下の化合物であることが好ましい。架橋剤1分子あたりの架橋性基の数は、2個以上が好ましく、3個以上がより好ましい。架橋剤は、これらのうち、環状エーテル基、保護イソシアネート基、β-ヒドロキシアルキルアミド基、メチロール基及びアルキルメチロール基よりなる群から選択される少なくとも1種を有する化合物が好ましく、保護イソシアネート基、β-ヒドロキシアルキルアミド基、メチロール基及びアルキルメチロール基よりなる群から選択される少なくとも1種を有する化合物がより好ましい。
<Crosslinking agent>
The liquid crystal alignment agent of the present disclosure may further contain a cross-linking agent as an additive component. When a cross-linking agent is contained, it is preferable in that the electrical characteristics of the liquid crystal element can be improved. As the cross-linking agent, at least one selected from the group consisting of a cyclic ether group, a cyclic carbonate group, an isocyanate group, a protected isocyanate group, an oxazoline group, a β-hydroxyalkylamide group, a merdamic acid group, a methylol group and an alkylmethylol group. It is preferable that the compound has a cross-linking group of 1000 or less and has a molecular weight of 1000 or less. The number of crosslinkable groups per molecule of the cross-linking agent is preferably 2 or more, and more preferably 3 or more. The cross-linking agent is preferably a compound having at least one selected from the group consisting of a cyclic ether group, a protected isocyanate group, a β-hydroxyalkylamide group, a methylol group and an alkylmethylol group, preferably a protected isocyanate group and β. -A compound having at least one selected from the group consisting of a hydroxyalkylamide group, a methylol group and an alkylmethylol group is more preferable.

架橋剤の具体例としては、環状エーテル基を有する化合物として、例えばエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、N,N,N’,N’-テトラグリシジル-m-キシレンジアミン、1,3-ビス(N,N-ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、N,N,N’,N’-テトラグリシジル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、N,N-ジグリシジル-ベンジルアミン、N,N-ジグリシジル-アミノメチルシクロヘキサン、N,N-ジグリシジル-シクロヘキシルアミン等を;環状カーボネート基を有する化合物として、例えばN,N,N’,N’-テトラ[(2-オキソ-1,3-ジオキソラン-4-イル)エチル]-4,4’-ジアミノジフェニルメタン等を;
イソシアネート基又は保護イソシアネート基を有する化合物として、例えばトリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、クロルフェニレンジイソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナート、テトラメチレンジイソシアナート、イソホロンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、及びこれらの多価イソシアネートを保護基で保護した保護イソシアネート化合物等を;オキサゾリン基を有する化合物として、例えば2,2'-ビス(4-プロピル-2-オキサゾリン)、2,2'-ビス(4-フェニル-2-オキサゾリン)、1,2-ビス(2-オキサゾリン-2-イル)エタン、1,4-ビス(2-オキサゾリン-2-イル)シクロヘキサン、1,3-ビス(2-オキサゾリン-2-イル)ベンゼン、1,3-ビス(4,5-ジヒドロ-2-オキサゾリル)ベンゼン、1,3-ビス(4-メチル-2-オキサゾリン-2-イル)ベンゼン等を;β-ヒドロキシアルキルアミド基を有する化合物として、例えばN,N,N’,N’-テトラキス(2-ヒドロキシエチル)アジパミド等を;メチロール基又はアルキルメチロール基を有する化合物として、例えばトリメチロールプロパン、ビス[2-エチル-2,2-ビス(ヒドロキシメチル)エチル]エーテル、2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス[2-エチル-1,3-プロパンジオール]、2,2-ビス(4-ヒドロキシメチルフェニル)プロパン、2,2-ビス(2,3,4-トリヒドロキシメチルフェニル)プロパン、2,4,6-トリス[ビス(メトキシメチル)アミノ]-1,3,5-トリアジン等を、それぞれ挙げることができる。架橋剤としては、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
Specific examples of the cross-linking agent include, for example, ethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, N, N, as compounds having a cyclic ether group. N', N'-tetraglycidyl-m-xylene diamine, 1,3-bis (N, N-diglycidylaminomethyl) cyclohexane, N, N, N', N'-tetraglycidyl-4,4'-diamino Diphenylmethane, N, N-diglycidyl-benzylamine, N, N-diglycidyl-aminomethylcyclohexane, N, N-diglycidyl-cyclohexylamine and the like; as compounds having a cyclic carbonate group, for example, N, N, N', N' -Tetra [(2-oxo-1,3-dioxolan-4-yl) ethyl] -4,4'-diaminodiphenylmethane, etc.;
Compounds having an isocyanate group or a protected isocyanate group include, for example, tolylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, chlorphenylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, and polyvalent isocyanates thereof. Protected isocyanate compounds protected with a protective group; examples of compounds having an oxazoline group include 2,2'-bis (4-propyl-2-oxazoline) and 2,2'-bis (4-phenyl-2-oxazoline). ), 1,2-Bis (2-oxazoline-2-yl) ethane, 1,4-bis (2-oxazoline-2-yl) cyclohexane, 1,3-bis (2-oxazoline-2-yl) benzene, 1,3-Bis (4,5-dihydro-2-oxazolyl) benzene, 1,3-bis (4-methyl-2-oxazolin-2-yl) benzene, etc.; as compounds having a β-hydroxyalkylamide group. For example, N, N, N', N'-tetrakis (2-hydroxyethyl) adipamide and the like; as a compound having a methylol group or an alkylmethylol group, for example, trimethylolpropane, bis [2-ethyl-2,2-bis (Hydroxymethyl) ethyl] ether, 2,2'-[oxybis (methylene)] bis [2-ethyl-1,3-propanediol], 2,2-bis (4-hydroxymethylphenyl) propane, 2,2 -Bis (2,3,4-trihydroxymethylphenyl) propane, 2,4,6-tris [bis (methoxymethyl) amino] -1,3,5-triazine and the like can be mentioned, respectively. As the cross-linking agent, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

架橋剤を使用する場合、液晶配向剤における架橋剤の含有割合は、安定した液晶配向膜を形成し、得られる液晶素子の電気特性を高くする効果を十分に得る観点から、重合体[A]の全量100質量部に対して、0.5質量部以上が好ましく、1質量部以上がより好ましい。また、架橋剤の含有割合は、塗布性の低下を抑制する観点から、重合体[A]の全量100質量部に対して、40質量部以下が好ましく、30質量部以下がより好ましい。なお、架橋剤としては、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 When a cross-linking agent is used, the content ratio of the cross-linking agent in the liquid crystal alignment agent is a polymer [A] from the viewpoint of forming a stable liquid crystal alignment film and sufficiently obtaining the effect of enhancing the electrical characteristics of the obtained liquid crystal element. 0.5 parts by mass or more is preferable, and 1 part by mass or more is more preferable with respect to 100 parts by mass of the total amount of. Further, the content ratio of the cross-linking agent is preferably 40 parts by mass or less, more preferably 30 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the total amount of the polymer [A] from the viewpoint of suppressing deterioration of coatability. As the cross-linking agent, one type may be used alone or two or more types may be used in combination.

液晶配向剤に含有されるその他の成分としては、上記のほか、例えば酸化防止剤、金属キレート化合物、硬化促進剤、界面活性剤、充填剤、分散剤、光増感剤等が挙げられる。その他の成分の配合割合は、本開示の効果を損なわない範囲で各化合物に応じて適宜選択することができる。 In addition to the above, examples of other components contained in the liquid crystal alignment agent include antioxidants, metal chelate compounds, curing accelerators, surfactants, fillers, dispersants, photosensitizers and the like. The blending ratio of the other components can be appropriately selected according to each compound as long as the effects of the present disclosure are not impaired.

液晶配向剤における固形分濃度(液晶配向剤の溶媒以外の成分の合計質量が液晶配向剤の全質量に占める割合)は、粘性、揮発性等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。固形分濃度が1質量%以上であると、塗膜の膜厚を十分に確保でき、良好な液晶配向性を示す液晶配向膜が得られやすい。一方、固形分濃度が10質量%以下であると、塗膜を適度な厚みとすることができ、良好な液晶配向性を示す液晶配向膜が得られやすい。また、液晶配向剤の粘性が適度となり、塗布性を良好にできる傾向がある。 The solid content concentration in the liquid crystal alignment agent (the ratio of the total mass of the components other than the solvent of the liquid crystal alignment agent to the total mass of the liquid crystal alignment agent) is appropriately selected in consideration of viscosity, volatility, etc., but is preferable. It is in the range of 1 to 10% by mass. When the solid content concentration is 1% by mass or more, the film thickness of the coating film can be sufficiently secured, and a liquid crystal alignment film showing good liquid crystal alignment can be easily obtained. On the other hand, when the solid content concentration is 10% by mass or less, the coating film can be made to have an appropriate thickness, and a liquid crystal alignment film showing good liquid crystal orientation can be easily obtained. In addition, the viscosity of the liquid crystal alignment agent becomes appropriate, and the coatability tends to be good.

≪液晶配向膜及び液晶素子≫
本開示の液晶配向膜は、上記のように調製された液晶配向剤により形成される。また、本開示の液晶素子は、上記で説明した液晶配向剤を用いて形成された液晶配向膜を具備する。液晶素子における液晶の動作モードは特に限定されず、例えばTN型、STN型、VA型(VA-MVA型、VA-PVA型などを含む。)、IPS(In-Plane Switching)型、FFS(Fringe Field Switching)型、OCB(Optically Compensated Bend)型、PSA型(Polymer Sustained Alignment)など種々のモードに適用することができる。液晶素子は、例えば以下の工程1~工程3を含む方法により製造することができる。工程1は、所望の動作モードによって使用基板が異なる。工程2及び工程3は、各動作モード共通である。
≪Liquid crystal alignment film and liquid crystal element≫
The liquid crystal alignment film of the present disclosure is formed by the liquid crystal alignment agent prepared as described above. Further, the liquid crystal element of the present disclosure includes a liquid crystal alignment film formed by using the liquid crystal alignment agent described above. The operation mode of the liquid crystal in the liquid crystal element is not particularly limited, and for example, TN type, STN type, VA type (including VA-MVA type, VA-PVA type, etc.), IPS (In-Plane Switching) type, FFS (Fringe). It can be applied to various modes such as Field Switching) type, OCB (Optically Compensated Bend) type, and PSA type (Polymer Sustained Alignment). The liquid crystal element can be manufactured, for example, by a method including the following steps 1 to 3. In step 1, the substrate used differs depending on the desired operation mode. Step 2 and step 3 are common to each operation mode.

<工程1:塗膜の形成>
まず、基材上に液晶配向剤を塗布し、好ましくは塗布面を加熱することにより基材上に塗膜を形成する。基材としては、例えばフロートガラス、ソーダガラス等のガラス;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)等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。基材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。TN型、STN型又はVA型の液晶素子を製造する場合には、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用いる。一方、IPS型又はFFS型の液晶素子を製造する場合には、櫛歯型にパターニングされた電極が設けられている基板と、電極が設けられていない対向基板とを用いる。
<Step 1: Formation of coating film>
First, a liquid crystal alignment agent is applied onto the substrate, and preferably the coated surface is heated to form a coating film on the substrate. As the base material, for example, glass such as float glass and soda glass; a transparent substrate made of plastic such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyether sulfone, polycarbonate, and poly (lipid ring type olefin) can be used. As the transparent conductive film provided on one surface of the base material, a NESA film made of tin oxide (SnO 2 ) (registered trademark of PPG, USA), an ITO film made of indium oxide-tin oxide (In 2 O 3 -SnO 2 ), etc. Can be used. When manufacturing a TN type, STN type or VA type liquid crystal element, two substrates provided with a patterned transparent conductive film are used. On the other hand, in the case of manufacturing an IPS type or FFS type liquid crystal element, a substrate provided with a comb-shaped patterned electrode and a facing substrate not provided with an electrode are used.

基材への液晶配向剤の塗布方法は特に限定されず、例えばスピンコート方式、印刷方式(例えば、オフセット印刷方式、フレキソ印刷方式等)、インクジェット方式、スリットコート方式、バーコーター方式、エクストリューションダイ方式、ダイレクトグラビアコーター方式、チャンバードクターコーター方式、オフセットグラビアコーター方式、含浸コーター方式、MBコーター方式法等により行うことができる。 The method of applying the liquid crystal alignment agent to the substrate is not particularly limited, and is, for example, a spin coating method, a printing method (for example, an offset printing method, a flexographic printing method, etc.), an inkjet method, a slit coating method, a bar coater method, and an extension. It can be performed by a die method, a direct gravure coater method, a chamber doctor coater method, an offset gravure coater method, an impregnation coater method, an MB coater method, or the like.

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、プレベーク時間は、好ましくは0.25~10分である。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80~280℃であり、より好ましくは80~250℃である。ポストベーク時間は、好ましくは5~200分である。形成される膜の膜厚は、好ましくは0.001~1μmである。 After the liquid crystal alignment agent is applied, preheating is preferably performed for the purpose of preventing the applied liquid crystal alignment agent from dripping. The prebake temperature is preferably 30 to 200 ° C., and the prebake time is preferably 0.25 to 10 minutes. After that, a firing (post-baking) step is carried out for the purpose of completely removing the solvent. The firing temperature (post-baking temperature) at this time is preferably 80 to 280 ° C, more preferably 80 to 250 ° C. The post-bake time is preferably 5 to 200 minutes. The film thickness of the formed film is preferably 0.001 to 1 μm.

<工程2:配向処理>
TN型、STN型、IPS型又はFFS型の液晶素子を製造する場合、上記工程1で形成した塗膜に対し、液晶配向能を付与する処理(配向処理)を実施する。これにより、液晶分子の配向能が塗膜に付与されて液晶配向膜となる。配向処理としては、基板上に形成した塗膜の表面をコットン等で擦るラビング処理、又は塗膜に光照射を行って液晶配向能を付与する光配向処理を用いることが好ましい。一方、垂直配向型の液晶素子を製造する場合には、上記工程1で形成した塗膜をそのまま液晶配向膜として使用してもよく、液晶配向能をさらに高めるために該塗膜に対し配向処理を施してもよい。
<Step 2: Orientation treatment>
When manufacturing a TN type, STN type, IPS type or FFS type liquid crystal element, a treatment (alignment treatment) for imparting a liquid crystal alignment ability to the coating film formed in the above step 1 is performed. As a result, the alignment ability of the liquid crystal molecules is imparted to the coating film to form a liquid crystal alignment film. As the alignment treatment, it is preferable to use a rubbing treatment in which the surface of the coating film formed on the substrate is rubbed with cotton or the like, or a photoalignment treatment in which the coating film is irradiated with light to impart a liquid crystal alignment ability. On the other hand, in the case of manufacturing a vertically oriented liquid crystal element, the coating film formed in the above step 1 may be used as it is as a liquid crystal alignment film, and the coating film is oriented with respect to further enhance the liquid crystal alignment ability. May be applied.

光配向のための光照射は、ポストベーク工程後の塗膜に対して照射する方法、プレベーク工程後であってポストベーク工程前の塗膜に対して照射する方法、プレベーク工程及びポストベーク工程の少なくともいずれかにおいて塗膜の加熱中に塗膜に対して照射する方法、等により行うことができる。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。好ましくは、200~400nmの波長の光を含む紫外線である。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。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。非偏光の放射線の場合の照射方向は斜め方向とする。 The light irradiation for photo-alignment includes a method of irradiating the coating film after the post-baking process, a method of irradiating the coating film after the pre-baking process and before the post-baking process, and a pre-baking process and a post-baking process. At least one of them can be used by a method of irradiating the coating film while heating the coating film, or the like. As the radiation to irradiate the coating film, for example, ultraviolet rays including light having a wavelength of 150 to 800 nm and visible light can be used. Preferably, it is ultraviolet light containing light having a wavelength of 200 to 400 nm. When the radiation is polarized, it may be linearly polarized or partially polarized. When the radiation to be used is linearly polarized light or partially polarized radiation, the irradiation may be performed from a direction perpendicular to the substrate surface, may be performed from an oblique direction, or may be performed in combination thereof. In the case of unpolarized radiation, the irradiation direction is diagonal.

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、エキシマーレーザー等が挙げられる。放射線の照射量は、好ましくは400~50,000J/mであり、より好ましくは1,000~20,000J/mである。配向能付与のための光照射後において、基板表面を例えば水、有機溶媒(例えば、メタノール、イソプロピルアルコール、1-メトキシ-2-プロパノールアセテート、ブチルセロソルブ、乳酸エチル等)又はこれらの混合物を用いて洗浄する処理や、基板を加熱する処理を行ってもよい。 Examples of the light source used include 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 and the like. The irradiation amount of radiation is preferably 400 to 50,000 J / m 2 , and more preferably 1,000 to 20,000 J / m 2 . After irradiation with light to impart orientation ability, the surface of the substrate is washed with, for example, water, an organic solvent (eg, methanol, isopropyl alcohol, 1-methoxy-2-propanol acetate, butyl cellosolve, ethyl lactate, etc.) or a mixture thereof. Or a process of heating the substrate may be performed.

<工程3:液晶セルの構築>
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、液晶配向膜が対向するように間隙を介して2枚の基材を対向配置し、2枚の基材の周辺部をシール剤により貼り合わせ、基材表面とシール剤で囲まれたセルギャップ内に液晶を注入充填し注入孔を封止する方法、ODF方式による方法等が挙げられる。シール剤としては、例えば硬化剤及びスペーサとしての酸化アルミニウム球を含有するエポキシ樹脂等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。
<Step 3: Construction of LCD cell>
A liquid crystal cell is manufactured by preparing two substrates on which a liquid crystal alignment film is formed as described above and arranging the liquid crystal between the two substrates arranged opposite to each other. In order to manufacture a liquid crystal cell, for example, two base materials are arranged facing each other through a gap so that the liquid crystal alignment films face each other, and the peripheral portions of the two base materials are bonded with a sealing agent to form a surface of the base material. A method of injecting and filling a liquid crystal in a cell gap surrounded by a sealant and sealing an injection hole, a method of using an ODF method, and the like can be mentioned. 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 a nematic liquid crystal and a smectic liquid crystal, and among them, the nematic liquid crystal is preferable.

PSAモードでは、液晶とともに重合性化合物(例えば、多官能(メタ)アクリレート化合物等)をセルギャップ内に充填するとともに、液晶セルの構築後、一対の基材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処理を行う。PSAモードの液晶素子の製造に際し、重合性化合物の使用割合は、液晶の合計100質量部に対して、0.01~3質量部、好ましくは0.1~1質量部である。 In the PSA mode, a polymerizable compound (for example, a polyfunctional (meth) acrylate compound) is filled in the cell gap together with the liquid crystal display, and a voltage is applied between the conductive films of the pair of base materials after the liquid crystal cell is constructed. In this state, the liquid crystal cell is irradiated with light. In the production of the liquid crystal element in the PSA mode, the ratio of the polymerizable compound used is 0.01 to 3 parts by mass, preferably 0.1 to 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the liquid crystal.

液晶素子を表示装置として用いる場合、続いて、必要に応じて液晶セルの外側表面に偏光板を貼り合わせ、液晶素子とする。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が挙げられる。 When the liquid crystal element is used as a display device, a polarizing plate is subsequently attached to the outer surface of the liquid crystal cell as needed to form a liquid crystal element. Examples of the polarizing plate include a polarizing plate in which a polarizing film called "H film" in which polyvinyl alcohol is stretched and oriented and iodine is absorbed is sandwiched between a cellulose acetate protective film, or a polarizing plate made of the H film itself.

以上詳述した本開示の液晶素子は、種々の用途に有効に適用することができる。具体的には、例えば、時計、携帯型ゲーム機、ワードプロセッサ(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、携帯電話機、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等の各種表示装置や、調光装置、位相差フィルム等として用いることができる。 The liquid crystal element of the present disclosure described in detail above can be effectively applied to various uses. Specifically, for example, various types of clocks, portable game machines, word processors (word processors), notebook computers, car navigation systems, camcorders, PDAs, digital cameras, mobile phones, smartphones, various monitors, LCD TVs, information displays, etc. It can be used as a display device, a dimming device, a retardation film, or the like.

以下、実施例に基づき実施形態をより詳しく説明するが、以下の実施例によって本発明が限定的に解釈されるものではない。 Hereinafter, embodiments will be described in more detail based on the examples, but the present invention is not limitedly interpreted by the following examples.

以下の例において、重合体の重量平均分子量Mw及び数平均分子量Mn、並びに重合体溶液の溶液粘度は以下の方法により測定した。以下の実施例で用いた原料化合物及び重合体の必要量は、下記の合成例に示す合成スケールでの合成を必要に応じて繰り返すことにより確保した。
[重合体の重量平均分子量Mw及び数平均分子量Mn]
重量平均分子量Mw及び数平均分子量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。
カラム:東ソー(株)製、TSKgelGRCXLII
溶剤:テトラヒドロフラン(ポリオルガノシロキサン、バインダー樹脂)
リチウムブロミド及びリン酸含有のN,N-ジメチルホルムアミド溶液(ポリアミック酸)
温度:40℃
圧力:68kgf/cm
[重合体溶液の溶液粘度]
重合体溶液の溶液粘度(mPa・s)は、E型回転粘度計を用いて25℃で測定した。
In the following examples, the weight average molecular weight Mw and the number average molecular weight Mn of the polymer, and the solution viscosity of the polymer solution were measured by the following methods. The required amounts of the raw material compounds and polymers used in the following examples were secured by repeating the synthesis on the synthetic scale shown in the following synthesis examples as necessary.
[Weight average molecular weight Mw and number average molecular weight Mn of polymer]
The weight average molecular weight Mw and the number average molecular weight Mn are polystyrene-equivalent values measured by GPC under the following conditions.
Column: TSKgelGRCXLII manufactured by Tosoh Corporation
Solvent: Tetrahydrofuran (polyorganosiloxane, binder resin)
N, N-dimethylformamide solution containing lithium bromide and phosphoric acid (polyamic acid)
Temperature: 40 ° C
Pressure: 68kgf / cm 2
[Solution viscosity of polymer solution]
The solution viscosity (mPa · s) of the polymer solution was measured at 25 ° C. using an E-type rotational viscometer.

化合物の略号は以下の通りである。なお、以下では、式(X)で表される化合物を単に「化合物(X)」と示すことがある。

Figure 2022027233000012
Figure 2022027233000013
Figure 2022027233000014
The abbreviations of the compounds are as follows. In the following, the compound represented by the formula (X) may be simply referred to as “compound (X)”.
Figure 2022027233000012
Figure 2022027233000013
Figure 2022027233000014

<重合体の合成>
1.重合体[A]の合成
[合成例1]
窒素下、200mL二口フラスコに、重合モノマーとして、化合物(MX-2)13.3mmol、及びメタクリル酸メチル(MMA)120mmol、ラジカル重合開始剤として2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)2.4mmol、並びに溶媒としてテトラヒドロフラン80mlを加え、70℃で5時間重合した。n-ヘキサンに再沈殿した後、沈殿物を濾過し、室温で8時間真空乾燥することで目的の重合体(PA-1)を得た。GPCによるポリスチレン換算で測定される重量平均分子量Mwは45,300、分子量分布Mw/Mnは2.3であった。
<Synthesis of polymer>
1. 1. Synthesis of polymer [A] [Synthesis Example 1]
In a 200 mL two-necked flask under nitrogen, 13.3 mmol of compound (MX-2) and 120 mmol of methyl methacrylate (MMA) as a polymerization monomer, and 2,2'-azobis (2,4-dimethylvalero) as a radical polymerization initiator. 2.4 mmol of nitrile and 80 ml of tetrahydrofuran were added as a solvent, and the mixture was polymerized at 70 ° C. for 5 hours. After reprecipitation to n-hexane, the precipitate was filtered and vacuum dried at room temperature for 8 hours to obtain the desired polymer (PA-1). The weight average molecular weight Mw measured by GPC in terms of polystyrene was 45,300, and the molecular weight distribution Mw / Mn was 2.3.

[合成例2~7]
使用するモノマーの種類及び量を下記表1に記載のとおり変更した以外は合成例1と同様の操作を行い、重合体(PA-2)~(PA-7)を得た。
[Synthesis Examples 2 to 7]
Polymers (PA-2) to (PA-7) were obtained by performing the same operations as in Synthesis Example 1 except that the type and amount of the monomers used were changed as shown in Table 1 below.

Figure 2022027233000015
Figure 2022027233000015

表1中の数値は、重合体の合成に使用した単量体の全量に対する各単量体の使用割合(モル%)を表す。表1中、単量体の略称は以下の化合物を表す。
MX-1~MX-4:上記式(MX-1)~式(MX-4)のそれぞれで表される化合物
MA:メタクリル酸
GMA:メタクリル酸グリシジル
MMA:メタクリル酸メチル
PMI:N-フェニルマレイミド
St:スチレン
The numerical values in Table 1 represent the ratio (mol%) of each monomer to the total amount of the monomers used for the synthesis of the polymer. In Table 1, the abbreviations for the monomers represent the following compounds.
MX-1 to MX-4: Compounds represented by the above formulas (MX-1) to (MX-4) MA: GMA methacrylate: Glycydyl methacrylate MMA: Methyl methacrylate PMI: N-phenylmaleimide St. :styrene

2.ポリアミック酸の合成
[合成例8]
テトラカルボン酸二無水物として1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物(CB)100モル部、ジアミンとして4,4’-ジアミノジフェニルメタン(上記式(DA-1)で表される化合物)80モル部、及び化合物(DA-2)20モル部を、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)に溶解し、60℃で6時間反応を行い、ポリアミック酸を30質量%含有する溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、NMPを加えてポリアミック酸濃度20質量%の溶液として測定した溶液粘度は800mPa・sであった。次いで、反応溶液を大過剰のメタノール中に注ぎ、反応生成物を沈殿させた。この沈殿物をメタノールで洗浄し、減圧下40℃で15時間乾燥させることにより重合体(PB-1)を得た。
2. 2. Synthesis of polyamic acid [Synthesis example 8]
100 mol parts of 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride (CB) as a tetracarboxylic dianhydride, and 4,4'-diaminodiphenylmethane as a diamine (represented by the above formula (DA-1)). A solution containing 80 mol parts of compound) and 20 mol parts of compound (DA-2) dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and reacted at 60 ° C. for 6 hours to contain 30% by mass of polyamic acid. Got A small amount of the obtained polyamic acid solution was taken, NMP was added, and the solution viscosity measured as a solution having a polyamic acid concentration of 20% by mass was 800 mPa · s. The reaction solution was then poured into a large excess of methanol to precipitate the reaction product. The precipitate was washed with methanol and dried under reduced pressure at 40 ° C. for 15 hours to obtain a polymer (PB-1).

[合成例9]
テトラカルボン酸二無水物として1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物(tc-1)100モル部、ジアミンとして4,4’-ジアミノジフェニルメタン(da-1)100モル部を使用した以外は合成例8と同様の操作を行い、重合体(PB-2)を得た。
[Synthesis Example 9]
100 parts of 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride (tc-1) was used as the tetracarboxylic dianhydride, and 100 parts of 4,4'-diaminodiphenylmethane (da-1) was used as the diamine. The same operation as in Synthesis Example 8 was carried out except for the above, to obtain a polymer (PB-2).

<液晶配向剤の調製及び評価>
[実施例1]
1.液晶配向剤の調製
上記合成例1で得た重合体(PA-1)100質量部に、2-ヘプタノール(B1)、及びジエチレングリコールモノエチルエーテル(C1)を加えて、固形分濃度4.0質量%、溶剤の混合比がB1:C1=20:80(質量比)の溶液とした。この溶液を十分に撹拌した後、孔径0.2μmのフィルターで濾過することにより液晶配向剤(S-1)を調製した。
<Preparation and evaluation of liquid crystal alignment agent>
[Example 1]
1. 1. Preparation of liquid crystal alignment agent 2-Heptanol (B1) and diethylene glycol monoethyl ether (C1) were added to 100 parts by mass of the polymer (PA-1) obtained in the above synthesis example 1, and the solid content concentration was 4.0% by mass. %, The solvent mixture ratio was B1: C1 = 20: 80 (mass ratio). After sufficiently stirring this solution, a liquid crystal alignment agent (S-1) was prepared by filtering with a filter having a pore size of 0.2 μm.

2.塗布性の評価
芝浦製インクジェット装置に液晶配向剤(S-1)を充填し、コンタクトホール(C/H)及びITO層を有するガラス基板上にインクジェット塗布を実施した。コンタクトホールは、ガラス基板上に感光性樹脂を塗布して膜厚3.5μmの樹脂層を形成し、ホール径20μm、ホール間距離200μmとなるようにマスクを介して露光した後に現像することにより形成した。コンタクトホールの形成後、ガラス基板におけるコンタクトホール形成面にスパッタリングを行うことによりITO層を形成した。
液晶配向剤(S-1)の塗布後、次いで、80℃のホットプレートで1分間プレベークを行った。その後、庫内を窒素置換したオーブン中、200℃で1時間加熱して、膜厚0.1μmの液晶配向膜を形成した。この液晶配向膜を走査電子顕微鏡(SEM)により倍率50倍で目視により200個をカウントし、このうち、コンタクトホール部分においてハジキがなく正常に塗布できたコンタクトホールの全体に対する割合(塗布率α[%])により塗布性を評価した。
α[%]=〔(正常に塗布できたコンタクトホール数)/200個〕×100
評価基準は、塗布率αが50%以上である場合を良好とし、50%未満である場合を不良とした。その結果、この実施例ではα=72%であり、塗布性は良好であった。
2. 2. Evaluation of Applyability An inkjet device manufactured by Shibaura was filled with a liquid crystal alignment agent (S-1), and inkjet coating was performed on a glass substrate having a contact hole (C / H) and an ITO layer. Contact holes are formed by applying a photosensitive resin on a glass substrate to form a resin layer having a thickness of 3.5 μm, exposing the contact holes through a mask so that the hole diameter is 20 μm and a distance between holes of 200 μm, and then developing the contact holes. Formed. After forming the contact holes, the ITO layer was formed by performing sputtering on the contact hole forming surface of the glass substrate.
After the application of the liquid crystal alignment agent (S-1), prebaking was performed for 1 minute on a hot plate at 80 ° C. Then, the inside of the oven was heated at 200 ° C. for 1 hour in a nitrogen-substituted oven to form a liquid crystal alignment film having a film thickness of 0.1 μm. 200 pieces of this liquid crystal alignment film were visually counted at a magnification of 50 times with a scanning electron microscope (SEM), and among them, the ratio to the whole of the contact holes that could be normally applied without repellency in the contact hole portion (application rate α [ %]) To evaluate the coatability.
α [%] = [(number of contact holes that could be applied normally) / 200] x 100
As the evaluation criteria, the case where the coating rate α was 50% or more was regarded as good, and the case where the coating rate α was less than 50% was regarded as poor. As a result, in this example, α = 72%, and the coatability was good.

3.光垂直型液晶表示素子の製造
ITO膜からなる透明電極付きガラス基板の透明電極面上に、上記1.で調製した液晶配向剤(S-1)を、スピンナーを用いて塗布し、80℃のホットプレートで1分間プレベークを行った。その後、庫内を窒素置換したオーブン中、200℃で1時間加熱して膜厚0.1μmの塗膜を形成した。
次いで、この塗膜表面に、Hg-Xeランプ及びグランテーラープリズムを用いて313nmの輝線を含む偏光紫外線20J/mを、基板法線から40°傾いた方向から照射して液晶配向能を付与した。同じ操作を繰り返して、ITO膜及び液晶配向膜を有する基板を一対(2枚)作成した。
上記基板のうちの1枚の液晶配向膜を有する面の外周に、直径3.5μmの酸化アルミニウム球入りエポキシ樹脂接着剤をスクリーン印刷により塗布した後、一対の基板の液晶配向膜面を対向させ、各基板の紫外線の光軸の基板面への投影方向が逆平行となるように圧着し、150℃で1時間かけて接着剤を熱硬化させた。次いで、液晶注入口より基板間の間隙にネガ型液晶(メルク社製、MLC-6608)を充填した後、エポキシ系接着剤で液晶注入口を封止した。さらに、液晶注入時の流動配向を除くために、これを130℃で加熱してから室温まで徐冷し、液晶表示素子を製造した。
3. 3. Manufacture of optical vertical liquid crystal display element On the transparent electrode surface of a glass substrate with a transparent electrode made of an ITO film, the above 1. The liquid crystal alignment agent (S-1) prepared in 1 was applied using a spinner and prebaked on a hot plate at 80 ° C. for 1 minute. Then, the inside of the oven was heated at 200 ° C. for 1 hour in a nitrogen-substituted oven to form a coating film having a film thickness of 0.1 μm.
Next, the surface of the coating film is irradiated with 20 J / m 2 of polarized ultraviolet rays containing a emission line of 313 nm using an Hg-Xe lamp and a Gran Tailor prism from a direction inclined by 40 ° from the normal of the substrate to impart liquid crystal alignment ability. did. The same operation was repeated to prepare a pair (two sheets) of substrates having an ITO film and a liquid crystal alignment film.
After applying an epoxy resin adhesive containing aluminum oxide spheres having a diameter of 3.5 μm by screen printing on the outer periphery of the surface of one of the above substrates having a liquid crystal alignment film, the liquid crystal alignment film surfaces of the pair of substrates are opposed to each other. The adhesive was heat-cured at 150 ° C. for 1 hour by pressure-bonding so that the projection directions of the optical axes of the ultraviolet rays of each substrate on the substrate surface were antiparallel. Next, a negative liquid crystal display (MLC-6608, manufactured by Merck) was filled in the gap between the substrates from the liquid crystal injection port, and then the liquid crystal injection port was sealed with an epoxy adhesive. Further, in order to remove the flow orientation at the time of liquid crystal injection, this was heated at 130 ° C. and then slowly cooled to room temperature to manufacture a liquid crystal display element.

4.電気特性の評価
上記3.で製造した液晶表示素子を恒温槽中に置き、東洋テクニカ製のVHR測定装置「VHR-1」を用いて、60℃において、1Vの電圧を60マイクロ秒の印加時間、167ミリ秒のスパンで印加した後、印加解除から1000ミリ秒後の電圧保持率(VHR)を測定した。評価基準は、VHRが80%以上である場合を良好とし、80%未満である場合を不良とした。その結果、この実施例ではVHR=81%であり、電気特性は良好であった。
4. Evaluation of electrical characteristics 3. Place the liquid crystal display element manufactured in the above in a constant temperature bath, and use the VHR measuring device "VHR-1" manufactured by Toyo Technica to apply a voltage of 1 V at 60 ° C. for an application time of 60 microseconds and a span of 167 milliseconds. After the application, the voltage retention rate (VHR) 1000 milliseconds after the application was released was measured. As the evaluation criteria, the case where the VHR was 80% or more was regarded as good, and the case where the VHR was less than 80% was regarded as poor. As a result, VHR = 81% in this example, and the electrical characteristics were good.

[実施例2~12及び比較例1~5]
液晶配向剤の組成を下記表2のとおりに変更した以外は上記実施例1と同様にして液晶配向剤を調製した。また、得られた液晶配向剤を用いて、実施例1と同様にして光垂直型液晶表示素子を製造するとともに、塗布性及び電気特性の評価を行った。それらの結果を下記表2に示した。
[Examples 2 to 12 and Comparative Examples 1 to 5]
A liquid crystal alignment agent was prepared in the same manner as in Example 1 above, except that the composition of the liquid crystal alignment agent was changed as shown in Table 2 below. Further, using the obtained liquid crystal alignment agent, an optical vertical liquid crystal display element was manufactured in the same manner as in Example 1, and the coatability and electrical characteristics were evaluated. The results are shown in Table 2 below.

[実施例14]
1.液晶配向剤の調製
配合処方を下記表2に記載のとおりに変更した以外は実施例1と同様にして、液晶配向剤(S-14)を調製した。
2.液晶組成物の調製
ネマチック液晶(メルク社製、MLC-6608)10gに対し、下記式(L1-1) で表される液晶性化合物を5質量%、及び下記式(L2-1)で表される光重合性化合物 を0.3質量%添加して混合することにより液晶組成物LC1を得た。

Figure 2022027233000016
[Example 14]
1. 1. Preparation of liquid crystal alignment agent A liquid crystal alignment agent (S-14) was prepared in the same manner as in Example 1 except that the formulation was changed as shown in Table 2 below.
2. 2. Preparation of liquid crystal composition 5% by mass of the liquid crystal compound represented by the following formula (L1-1) and the following formula (L2-1) are expressed with respect to 10 g of nematic liquid crystal (MLC-6608 manufactured by Merck Group). The liquid crystal composition LC1 was obtained by adding 0.3% by mass of the photopolymerizable compound and mixing them.
Figure 2022027233000016

3.PSA型液晶表示素子の製造
上記1.で調製した液晶配向剤(S-13)を、ITO膜からなる透明電極付きガラス基板の透明電極面上にスピンナーを用いて塗布し、80℃のホットプレートで1分間プレベークを行った後、窒素に置換したオーブン中、200℃で1時間加熱して溶媒を除去することにより、膜厚0.08μmの塗膜(液晶配向膜)を形成した。この塗膜に対し、レーヨン布を巻き付けたロールを有するラビングマシーンにより、ロール回転数400rpm、ステージ移動速度3cm/秒、毛足押し込み長さ0.1mmでラビング処理を行った。その後、超純水中で1分間超音波洗浄を行い、次いで、100℃クリーンオーブン中で10分間乾燥することにより、液晶配向膜を有する基板を得た。この操作を繰り返し、液晶配向膜を有する基板を一対(2枚)得た。なお、このラビング処理は、液晶の倒れ込みを制御し、配向分割を簡易な方法で行う目的で行った弱いラビング処理である。
上記基板のうちの1枚の液晶配向膜を有する面の外周に、直径3.5μmの酸化アルミニウム球入りエポキシ樹脂接着剤をスクリーン印刷により塗布した後、一対の基板の液晶配向膜面を対向させ、重ね合わせて圧着し、150℃で1時間加熱して接着剤を熱硬化した。次いで、液晶注入口より基板の間隙に液晶組成物LC1を充填した後、エポキシ系接着剤で液晶注入口を封止し、さらに液晶注入時の流動配向を除くために、これを150℃で10分間加熱した後に室温まで徐冷した。
次いで、得られた液晶セルに対し、電極間に周波数60Hzの交流10Vを印加し、液晶が駆動している状態で、光源にメタルハライドランプを使用した紫外線照射装置を用いて、紫外線を50,000/mの照射量にて照射した。なお、この照射量は、波長365nm基準で計測される光量計を用いて計測した値である。これにより、PSA型液晶表示素子を製造した。
4.評価
上記で製造した液晶配向剤(S-13)及びPSA型液晶表示素子につき、実施例1と同様にして塗布性及び電気特性の評価を行った。それらの結果を下記表3に示した。
3. 3. Manufacture of PSA type liquid crystal display element 1. The liquid crystal alignment agent (S-13) prepared in 1) was applied onto the transparent electrode surface of a glass substrate with a transparent electrode made of an ITO film using a spinner, prebaked on a hot plate at 80 ° C. for 1 minute, and then nitrogen. A coating film (liquid crystal alignment film) having a film thickness of 0.08 μm was formed by removing the solvent by heating at 200 ° C. for 1 hour in an oven replaced with. This coating film was subjected to a rubbing treatment using a rubbing machine having a roll wrapped with rayon cloth at a roll rotation speed of 400 rpm, a stage moving speed of 3 cm / sec, and a hair-foot pushing length of 0.1 mm. Then, ultrasonic cleaning was performed in ultrapure water for 1 minute, and then the substrate was dried in a 100 ° C. clean oven for 10 minutes to obtain a substrate having a liquid crystal alignment film. This operation was repeated to obtain a pair (two) of substrates having a liquid crystal alignment film. It should be noted that this rubbing process is a weak rubbing process performed for the purpose of controlling the collapse of the liquid crystal display and performing the orientation division by a simple method.
An epoxy resin adhesive containing aluminum oxide spheres having a diameter of 3.5 μm is applied by screen printing to the outer periphery of the surface of one of the above substrates having a liquid crystal alignment film, and then the liquid crystal alignment film surfaces of the pair of substrates are opposed to each other. The adhesive was heat-cured by stacking and crimping and heating at 150 ° C. for 1 hour. Next, the liquid crystal composition LC1 is filled in the gaps between the substrates from the liquid crystal injection port, the liquid crystal injection port is sealed with an epoxy adhesive, and the liquid crystal display is further sealed at 150 ° C. at 10 ° C. to eliminate the flow orientation during liquid crystal injection. After heating for a minute, it was slowly cooled to room temperature.
Next, an AC 10V having a frequency of 60 Hz was applied between the electrodes to the obtained liquid crystal cell, and in a state where the liquid crystal was driven, 50,000 ultraviolet rays were emitted using an ultraviolet irradiation device using a metal halide lamp as a light source. Irradiation was performed with an irradiation amount of / m 2 . It should be noted that this irradiation amount is a value measured using a photometer measured based on a wavelength of 365 nm. As a result, a PSA type liquid crystal display element was manufactured.
4. Evaluation The coatability and electrical characteristics of the liquid crystal alignment agent (S-13) and PSA type liquid crystal display element manufactured above were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3 below.

[比較例6]
液晶配向剤の組成を下記表2のとおりに変更した以外は上記実施例1と同様にして液晶配向剤を調製した。また、得られた液晶配向剤を用いて、実施例13と同様にしてPSA型液晶表示素子を製造するとともに、塗布性及び電気特性の評価を行った。それらの結果を下記表2に示した。
[Comparative Example 6]
A liquid crystal alignment agent was prepared in the same manner as in Example 1 above, except that the composition of the liquid crystal alignment agent was changed as shown in Table 2 below. Further, using the obtained liquid crystal alignment agent, a PSA type liquid crystal display element was manufactured in the same manner as in Example 13, and the coatability and electrical characteristics were evaluated. The results are shown in Table 2 below.

[実施例14]
1.液晶配向剤の調製
配合処方を下記表2に記載のとおりに変更した以外は実施例1と同様にして、液晶配向剤(S-14)を調製した。
2.光水平型液晶表示素子の製造
ITO膜からなる透明電極付きガラス基板の透明電極面上に、上記で調製した液晶配向剤(S-14)を、スピンナーを用いて塗布し、50℃のホットプレートで2分間プレベークを行った。その後、庫内を窒素置換したオーブン中、200℃で30分間加熱して膜厚0.1μmの塗膜を形成した。次いで、この塗膜表面に、Hg-Xeランプ及びグランテーラープリズムを用いて313nmの輝線を含む偏光紫外線50J/mを、基板法線から90°傾いた方向から照射するとともに、偏光紫外線の照射後、150℃で10分間、ホットプレートにて加熱処理を行った。これら一連の操作を繰り返して、液晶配向膜を有する基板を一対(2枚)作成した。
上記基板のうちの1枚の液晶配向膜を有する面の外周に直径3.5μmの酸化アルミニウム球入りエポキシ樹脂接着剤をスクリーン印刷により塗布した後、一対の基板の液晶配向膜面を対向させ、各基板の紫外線の光軸の基板面への投影方向が水平となるように圧着し、150℃で1時間かけて接着剤を熱硬化させた。次いで、液晶注入口より基板間の間隙にポジ型液晶(メルク社製、MLC-7028-100)を充填した後、エポキシ系接着剤で液晶注入口を封止した。さらに、液晶注入時の流動配向を除くために、これを130℃で加熱してから室温まで徐冷し、液晶表示素子を製造した。
3.評価
上記で製造した液晶配向剤(S-14)及び光水平型液晶表示素子につき、実施例1と同様にして塗布性及び電気特性の評価を行った。それらの結果を下記表2に示した。
[Example 14]
1. 1. Preparation of liquid crystal alignment agent A liquid crystal alignment agent (S-14) was prepared in the same manner as in Example 1 except that the formulation was changed as shown in Table 2 below.
2. 2. Manufacture of Optical Horizontal Liquid Crystal Display Element The liquid crystal alignment agent (S-14) prepared above is applied to the transparent electrode surface of a glass substrate with a transparent electrode made of an ITO film using a spinner, and a hot plate at 50 ° C. is applied. Pre-baked for 2 minutes. Then, the inside of the oven was heated at 200 ° C. for 30 minutes in a nitrogen-substituted oven to form a coating film having a film thickness of 0.1 μm. Next, the surface of the coating film is irradiated with 50 J / m 2 of polarized ultraviolet rays containing a emission line of 313 nm using an Hg-Xe lamp and a Gran Tailor prism from a direction inclined by 90 ° from the normal of the substrate, and irradiation with polarized ultraviolet rays. After that, heat treatment was performed on a hot plate at 150 ° C. for 10 minutes. By repeating these series of operations, a pair (two sheets) of substrates having a liquid crystal alignment film were produced.
An epoxy resin adhesive containing aluminum oxide spheres having a diameter of 3.5 μm was applied by screen printing to the outer periphery of the surface of one of the above substrates having a liquid crystal alignment film, and then the liquid crystal alignment film surfaces of the pair of substrates were opposed to each other. The adhesive was pressure-bonded so that the projection direction of the optical axis of the ultraviolet rays of each substrate on the substrate surface was horizontal, and the adhesive was thermally cured at 150 ° C. for 1 hour. Next, a positive liquid crystal display (MLC-7028-100, manufactured by Merck) was filled in the gap between the substrates from the liquid crystal injection port, and then the liquid crystal injection port was sealed with an epoxy adhesive. Further, in order to remove the flow orientation at the time of liquid crystal injection, this was heated at 130 ° C. and then slowly cooled to room temperature to manufacture a liquid crystal display element.
3. 3. Evaluation The coatability and electrical characteristics of the liquid crystal alignment agent (S-14) and the optical horizontal liquid crystal display element manufactured above were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2 below.

Figure 2022027233000017
Figure 2022027233000017

表2中、実施例10~14及び比較例5,6では、重合体成分として2種類の重合体を使用した。これらのうち、実施例10~14では、A1:A2=10:90(質量部)の比率で配合した。比較例5では、A1:他の重合体=90:10(質量部)の比率で配合し、比較例6では、A2:他の重合体=90:10(質量部)の比率で配合した。
溶剤成分の欄の数値は、液晶配向剤の調製に使用した溶剤成分の全量100質量部に対する各化合物の配合割合(質量部)を表す。
実施例11では、重合体成分の全量100質量部に対して、架橋剤を10質量部配合した。
化合物の略号は以下の通りである。
<溶剤>
B1:2-ヘプタノール
B2:1-ドデカノール
B3:1-テトラデカノール
C1:ジエチレングリコールモノエチルエーテル
C2:ジプロピレングリコールモノメチルエーテル
DIBC:ジイソブチルカルビノール
2BuOH:2-ブタノール
NMP:N-メチル-2-ピロリドン
BC:エチレングリコールモノブチルエーテル

Figure 2022027233000018
<架橋剤>
D1:N,N,N’,N’-テトラキス(2-ヒドロキシエチル)ヘキサンジアミド In Table 2, in Examples 10 to 14 and Comparative Examples 5 and 6, two kinds of polymers were used as polymer components. Of these, in Examples 10 to 14, A1: A2 = 10: 90 (parts by mass) was blended. In Comparative Example 5, A1: the other polymer was blended at a ratio of 90:10 (parts by mass), and in Comparative Example 6, A2: another polymer was blended at a ratio of 90:10 (parts by mass).
The numerical value in the column of the solvent component represents the compounding ratio (part by mass) of each compound with respect to 100 parts by mass of the total amount of the solvent component used for preparing the liquid crystal alignment agent.
In Example 11, 10 parts by mass of the cross-linking agent was added to 100 parts by mass of the total amount of the polymer components.
The abbreviations of the compounds are as follows.
<Solvent>
B1: 2-Heptanol B2: 1-Dodecanol B3: 1-Tetradecanol C1: Diethylene glycol monoethyl ether C2: Dipropylene glycol monomethyl ether DIBC: Diisobutylcarbinol 2BuOH: 2-Butanol NMP: N-methyl-2-pyrrolidone BC : Ethylene glycol monobutyl ether
Figure 2022027233000018
<Crosslinking agent>
D1: N, N, N', N'-Tetrakis (2-hydroxyethyl) hexanediamide

表2から明らかなように、実施例1~14の液晶配向剤は、コンタクトホールが形成された基板に塗布した場合にも、コンタクトホール部分においてハジキが生じにくく、良好な塗布性を示した。また、実施例1~14では、液晶表示素子の電圧保持率も高く、電気特性が良好であった。特に、実施例7,8,10~14の液晶配向剤は、塗布率αが80%以上と高い値を示し、塗布性に優れていた。また、実施例8と実施例9とを対比すると、化合物[C]を更に含む実施例8の液晶配向剤の方が、化合物[C]の代わりにNMPを含む実施例9の液晶配向剤に比べて、塗布性が良好であった。
これに対し、化合物[B]を含まない比較例1~4の液晶配向剤は、塗布率αが22~45%程度と低く、塗布性が十分でなかった。また、化合物[B]を含むがポリアミック酸の含有量が多い比較例5の液晶配向剤は、塗布率αが11%であり、比較例1~4よりも更に低い値を示した。NMPを含む比較例6は、塗布率αが7%と更に低い値を示した。
As is clear from Table 2, the liquid crystal alignment agents of Examples 1 to 14 showed good coatability with less repellency in the contact hole portion even when applied to the substrate on which the contact hole was formed. Further, in Examples 1 to 14, the voltage holding ratio of the liquid crystal display element was high, and the electrical characteristics were good. In particular, the liquid crystal alignment agents of Examples 7, 8, 10 to 14 showed a high coating rate α of 80% or more, and were excellent in coatability. Further, when comparing Example 8 and Example 9, the liquid crystal alignment agent of Example 8 further containing compound [C] becomes the liquid crystal alignment agent of Example 9 containing NMP instead of compound [C]. In comparison, the coatability was good.
On the other hand, the liquid crystal alignment agents of Comparative Examples 1 to 4 containing no compound [B] had a low coating rate α of about 22 to 45%, and the coating property was not sufficient. Further, the liquid crystal alignment agent of Comparative Example 5 containing the compound [B] but having a high content of polyamic acid had a coating rate α of 11%, which was even lower than that of Comparative Examples 1 to 4. In Comparative Example 6 containing NMP, the coating rate α showed an even lower value of 7%.

以上の結果から、重合体成分の主成分として重合体[A]を含み、かつ化合物[B]を含有する液晶配向剤は、基材に対する塗布性に優れていることが明らかとなった。 From the above results, it was clarified that the liquid crystal alignment agent containing the polymer [A] as the main component of the polymer component and containing the compound [B] has excellent coatability to the substrate.

Claims (11)

重合性炭素-炭素不飽和結合を有する単量体に由来する構造単位を含む重合体[A]を、重合体成分の全量に対して50質量%以上と、
下記式(1)で表される化合物[B]と、
を含有する、液晶配向剤。
-OH …(1)
(式(1)中、Rは、炭素数5以上の直鎖状のアルキル基である。)
The amount of the polymer [A] containing a structural unit derived from a monomer having a polymerizable carbon-carbon unsaturated bond is 50% by mass or more based on the total amount of the polymer components.
Compound [B] represented by the following formula (1) and
A liquid crystal alignment agent containing.
R 1 -OH ... (1)
(In the formula (1), R 1 is a linear alkyl group having 5 or more carbon atoms.)
前記重合体[A]は、光配向性基、液晶配向性基及び液晶性側鎖よりなる群から選択される少なくとも1種の特定構造を有する重合体を含む、請求項1に記載の液晶配向剤。 The liquid crystal orientation according to claim 1, wherein the polymer [A] contains a polymer having at least one specific structure selected from the group consisting of a photo-oriented group, a liquid crystal oriented group and a liquid crystal side chain. Agent. 前記重合体[A]は、前記特定構造を有する重合体と、前記特定構造を有しない重合体とを含む、請求項2に記載の液晶配向剤。 The liquid crystal alignment agent according to claim 2, wherein the polymer [A] contains a polymer having the specific structure and a polymer having no specific structure. 前記重合体[A]は、架橋性基を有する重合体を含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の液晶配向剤。 The liquid crystal alignment agent according to any one of claims 1 to 3, wherein the polymer [A] contains a polymer having a crosslinkable group. 前記重合体[A]は、オキセタン環及びオキシラン環のうち少なくともいずれかの環構造と、加熱によりオキセタン環及びオキシラン環のうち少なくともいずれかと反応する官能基とを同一重合体又は異なる重合体中に含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の液晶配向剤。 The polymer [A] has a ring structure of at least one of an oxetane ring and an oxylan ring and a functional group that reacts with at least one of the oxetane ring and the oxylan ring by heating in the same polymer or a different polymer. The liquid crystal alignment agent according to any one of claims 1 to 4, which comprises. 前記化合物[B]の含有割合が、前記液晶配向剤に含まれる溶剤成分の全量に対して、1~95質量%である、請求項1~5のいずれか1項に記載の液晶配向剤。 The liquid crystal alignment agent according to any one of claims 1 to 5, wherein the content ratio of the compound [B] is 1 to 95% by mass with respect to the total amount of the solvent component contained in the liquid crystal alignment agent. 下記式(2)で表される化合物、下記式(3)で表される化合物、下記式(4)で表される化合物、及び炭素数4~7の環状ケトンよりなる群から選択される少なくとも1種の化合物[C]を更に含有する、請求項1~6のいずれか1項に記載の液晶配向剤。
-(O-R-O-R …(2)
(式(2)中、Rは、水素原子又は炭素数1~5のアルキル基である。Rは、炭素数2~4のアルカンジイル基である。Rは、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基である。nは0~3の整数である。nが2又は3の場合、式中の複数個のRは互いに同一の基又は異なる基である。nが0の場合、Rは炭素数3~5のアルキル基であり、Rは水素原子である。)
Figure 2022027233000019
(式(3)中、Rは、炭素数1~3のアルキル基、炭素数1~3のアルコキシ基、又は炭素数2若しくは3のアルコキシアルキル基である。Xは、単結合又は酸素原子である。Rは、炭素数1~3のアルカンジイル基である。Rは、水素原子又は炭素数1~3のアルキル基である。mは0又は1である。
式(4)中、R及びRは、それぞれ独立して、炭素数1~3のアルキル基、炭素数1~3のアルコキシ基、又は炭素数2若しくは3のアルコキシアルキル基である。Xは、単結合又は炭素数1若しくは2のアルカンジイル基である。)
At least selected from the group consisting of a compound represented by the following formula (2), a compound represented by the following formula (3), a compound represented by the following formula (4), and a cyclic ketone having 4 to 7 carbon atoms. The liquid crystal alignment agent according to any one of claims 1 to 6, further comprising one compound [C].
R 2- (OR 3 ) n -OR 4 ... (2)
(In the formula (2), R 2 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. R 3 is an alkanediyl group having 2 to 4 carbon atoms. R 4 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. It is an alkyl group of 1 to 4. n is an integer of 0 to 3. When n is 2 or 3 , a plurality of R3s in the formula are the same group or different groups from each other. N is 0. In this case, R 2 is an alkyl group having 3 to 5 carbon atoms, and R 4 is a hydrogen atom.)
Figure 2022027233000019
(In the formula (3), R 5 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, or an alkoxyalkyl group having 2 or 3 carbon atoms. X 1 is a single bond or oxygen. It is an atom. R 6 is an alkylandyl group having 1 to 3 carbon atoms. R 7 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. M is 0 or 1.
In the formula (4), R 8 and R 9 are independently an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, or an alkoxyalkyl group having 2 or 3 carbon atoms. X 2 is a single bond or an alkanediyl group having 1 or 2 carbon atoms. )
前記化合物[C]の含有割合が、前記液晶配向剤に含まれる溶剤成分の全量に対して、5~95質量%である、請求項7に記載の液晶配向剤。 The liquid crystal alignment agent according to claim 7, wherein the content ratio of the compound [C] is 5 to 95% by mass with respect to the total amount of the solvent component contained in the liquid crystal alignment agent. 架橋剤を更に含有する、請求項1~8のいずれか1項に記載の液晶配向剤。 The liquid crystal alignment agent according to any one of claims 1 to 8, further comprising a cross-linking agent. 請求項1~9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。 A liquid crystal alignment film formed by using the liquid crystal alignment agent according to any one of claims 1 to 9. 請求項10に記載の液晶配向膜を具備する液晶素子。 A liquid crystal element comprising the liquid crystal alignment film according to claim 10.
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