JP3201273B2 - Method for forming liquid crystal alignment film and liquid crystal display element - Google Patents
Method for forming liquid crystal alignment film and liquid crystal display elementInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示素子の液
晶配向膜の形成方法、さらに詳しくは、液晶配向剤を用
いて印刷法などによって膜厚均一性の高い液晶配向膜を
形成することができ、良好な液晶配向性、高いプレチル
ト角および長期間の使用における信頼性を液晶表示素子
に発現させることができる液晶配向膜の形成方法、並び
に液晶表示素子に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a liquid crystal alignment film of a liquid crystal display device , and more particularly, to a method using a liquid crystal alignment agent.
Crystal orientation have a thickness uniformity high liquid crystal alignment film by a printing method can be formed by, good liquid crystal alignment property, the reliability in high pretilt angle and long-term use can be expressed on a liquid crystal display device Film formation method, arrangement
And a liquid crystal display device .
【0002】[0002]
【従来の技術】現在、液晶表示素子としては、透明導電
膜が設けられている基板の当該表面に液晶配向膜を形成
して液晶表示素子用基板とし、その2枚を対向配置して
その間隙内に、正の誘電異方性を有するネマチック型液
晶の層を形成してサンドイッチ構造のセルとし、当該液
晶分子の長軸が一方の基板から他方の基板に向かって連
続的に90度捻れるようにした、いわゆるTN(Twi
sted Nematic)型液晶セルを有するTN型
液晶表示素子が知られている。このTN型液晶表示素子
などの液晶表示素子における液晶分子の配向は、通常、
ラビング処理により液晶分子に対する配向能が付与され
た液晶配向膜により実現される。ここに、液晶表示素子
を構成する液晶配向膜の材料としては、従来より、ポリ
アミック酸、およびポリアミック酸を脱水閉環したイミ
ド化重合体が知られており、これらは、耐熱性、液晶と
の親和性、機械的強度などに優れているために多くの液
晶表示素子に使用されている。2. Description of the Related Art At present, as a liquid crystal display device, a liquid crystal alignment film is formed on a surface of a substrate on which a transparent conductive film is provided to form a substrate for a liquid crystal display device. A nematic liquid crystal layer having a positive dielectric anisotropy is formed therein to form a sandwich cell, and the major axis of the liquid crystal molecules is continuously twisted by 90 degrees from one substrate to the other substrate. The so-called TN (Twi
2. Description of the Related Art A TN-type liquid crystal display device having a stable nematic (liquid crystal) type liquid crystal cell is known. Orientation of liquid crystal molecules in a liquid crystal display device such as a TN type liquid crystal display device is usually
This is realized by a liquid crystal alignment film provided with an alignment ability for liquid crystal molecules by rubbing treatment. Here, as a material of the liquid crystal alignment film constituting the liquid crystal display element, polyamic acid and an imidized polymer obtained by dehydrating and cyclizing polyamic acid are conventionally known. These materials have heat resistance and affinity for liquid crystal. It is used in many liquid crystal display devices because of its excellent properties and mechanical strength.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来知
られているポリアミック酸および/またはイミド化重合
体を含有してなる液晶配向剤は、これを例えば印刷法な
どにより液晶表示素子用の基板に適用した場合に、膜厚
の均一性の高い薄膜を形成することが困難であって、例
えば50Åを超える相当に大きな膜厚ムラを有する状態
で薄膜が形成されるため、液晶表示素子において良好な
表示特性が得られる液晶配向膜を形成することができな
い、という問題がある。また、従来知られているポリア
ミック酸および/またはイミド化重合体を含有てなる液
晶配向剤により形成される液晶配向膜では、高いプレチ
ルト角(例えば3°以上)を発現させることが困難であ
り、最近における液晶表示素子の高輝度化・高精細化の
要請に十分対応することができない。さらに、従来知ら
れているポリアミック酸および/またはイミド化重合体
を含有してなる液晶配向剤により形成される液晶配向膜
を備えた液晶表示素子において、当該液晶表示素子を長
期間使用すると、白いシミ状の表示欠陥が発生すること
があり、これにより、液晶表示素子としての信頼性が損
なわれていた。However, a conventionally known liquid crystal aligning agent containing a polyamic acid and / or an imidized polymer is applied to a substrate for a liquid crystal display element by, for example, a printing method. In such a case, it is difficult to form a thin film having a high uniformity of the film thickness. For example, the thin film is formed in a state having a considerably large thickness unevenness exceeding 50 °. There is a problem that it is not possible to form a liquid crystal alignment film that can obtain characteristics. Further, it is difficult to develop a high pretilt angle (for example, 3 ° or more) in a liquid crystal alignment film formed by a conventionally known liquid crystal alignment agent containing a polyamic acid and / or an imidized polymer, The recent demand for higher brightness and higher definition of liquid crystal display devices cannot be sufficiently satisfied. Furthermore, in a liquid crystal display device having a liquid crystal alignment film formed by a conventionally known liquid crystal alignment agent containing a polyamic acid and / or an imidized polymer, when the liquid crystal display device is used for a long time, white A spot-like display defect may occur, which has impaired the reliability of the liquid crystal display element.
【0004】本発明は、以上のような事情に基いてなさ
れたものであって、その目的は、少量の液晶配向剤によ
って膜厚均一性の高い薄膜が形成され、液晶配向性に優
れ、液晶表示素子に高いプレチルト角を発現させること
ができる液晶配向膜の形成方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、長期間の使用によっても液晶表示
素子に表示欠陥を発生させず、高い信頼性を有する液晶
表示素子を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to use a small amount of a liquid crystal aligning agent.
As a result, a thin film with high film thickness uniformity is formed, and the liquid crystal alignment is excellent.
To achieve a high pretilt angle in the liquid crystal display device
It is an object of the present invention to provide a method for forming a liquid crystal alignment film that can be used.
Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display even after prolonged use.
Highly reliable liquid crystal that does not cause display defects in the device
It is to provide a display element.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明者らが鋭意研究を重ねた結果、液晶配向剤に
より形成される薄膜の膜厚均一性は、当該薄膜(重合体
被膜)の表面自由エネルギーのみならず、当該薄膜を得
るための液晶配向剤(重合体溶液)の表面自由エネルギ
ーにも依存すること、これら2つの表面自由エネルギー
を特定の範囲とすることにより、その範囲内において
は、溶媒の種類とは無関係に、際立って優れた膜厚均一
性が発現されることを見出し、かかる知見に基いて本発
明を完成するに至った。Means for Solving the Problems To achieve the above object, the inventors of the present invention have conducted intensive studies, and as a result, the uniformity of the thickness of a thin film formed by a liquid crystal aligning agent has been found to be small. ), It depends not only on the surface free energy of the liquid crystal alignment agent (polymer solution) for obtaining the thin film, but also by setting these two surface free energies to specific ranges. Among them, they found that outstandingly excellent film thickness uniformity was exhibited irrespective of the type of the solvent, and based on this finding, completed the present invention.
【0006】本発明の液晶配向膜の形成方法は、ポリア
ミック酸(以下「重合体A」ともいう)およびそのイミ
ド化重合体(以下「重合体B」ともいう)から選ばれた
少なくとも1種の重合体を含有し、表面自由エネルギー
が30dyn/cmを超え、38dyn/cm以下の溶
液よりなる液晶配向剤を塗布し乾燥することにより、表
面自由エネルギーが38dyn/cmを超え、50dy
n/cm以下である、膜厚の最大較差が25Å以下の薄
膜を形成することを特徴とする。 本発明の液晶表示素子
は、上記の方法によって形成された薄膜に配向能が付与
されてなる液晶配向膜を備えることを特徴とする。 [0006] The method for forming a liquid crystal alignment film of the present invention comprises at least one kind selected from polyamic acid (hereinafter also referred to as "polymer A") and its imidized polymer (hereinafter also referred to as "polymer B"). Contains polymer , surface free energy
Exceeds 30 dyn / cm, but not more than 38 dyn / cm
By applying and drying a liquid crystal alignment agent consisting of a liquid,
The surface free energy exceeds 38 dyn / cm and 50 dy
n / cm or less, with a maximum thickness difference of 25 ° or less
The method is characterized in that a film is formed. Liquid crystal display element of the present invention
Gives orientation ability to the thin film formed by the above method
It is characterized by comprising a liquid crystal alignment film formed.
【0007】[0007]
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明の方法に用いられる液晶配向剤(以下、
「本発明の液晶配向剤」ともいう)を構成する重合体A
は、テトラカルボン酸二無水物と、ジアミン化合物とを
反応させて得られるポリアミック酸であり、本発明の液
晶配向剤を構成する重合体Bは、この重合体Aを脱水閉
環した構造を有するイミド化重合体である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail. The liquid crystal aligning agent used in the method of the present invention (hereinafter, referred to as
Polymer A Constituting "Liquid Crystal Alignment Agent of the Present Invention")
Is a polyamic acid obtained by reacting a tetracarboxylic dianhydride with a diamine compound. The polymer B constituting the liquid crystal aligning agent of the present invention is an imide having a structure obtained by dehydrating and ring-closing this polymer A. Polymer.
【0008】<テトラカルボン酸二無水物>上記重合体
Aの合成に用いられるテトラカルボン酸二無水物は、特
に限定されるものではなく、例えばブタンテトラカルボ
ン酸二無水物、1,2,3,4−シクロブタンテトラカ
ルボン酸二無水物、1,2−ジメチル−1,2,3,4
−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3−ジ
メチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン
酸二無水物、1,3−ジクロロ−1,2,3,4−シク
ロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−
テトラメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカ
ルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロペンタンテ
トラカルボン酸二無水物、1,2,4,5−シクロヘキ
サンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−
ジシクロヘキシルテトラカルボン酸二無水物、2,3,
5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、3,
5,6−トリカルボキシノルボルナン−2−酢酸二無水
物、2,3,4,5−テトラヒドロフランテトラカルボ
ン酸二無水物、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒ
ドロ−5(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラ
ニル)−ナフト[1,2−c]−フラン−1,3−ジオ
ン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5−
メチル−5(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フ
ラニル)−ナフト[1,2−c]−フラン−1,3−ジ
オン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5
−エチル−5(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−
フラニル)−ナフト[1,2−c]−フラン−1,3−
ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−
7−メチル−5(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3
−フラニル)−ナフト[1,2−c]−フラン−1,3
−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ
−7−エチル−5(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−
3−フラニル)−ナフト[1,2−c]−フラン−1,
3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒド
ロ−8−メチル−5(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ
−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]−フラン−
1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサ
ヒドロ−8−エチル−5(テトラヒドロ−2,5−ジオ
キソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]−フラン
−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキ
サヒドロ−5,8−ジメチル−5(テトラヒドロ−2,
5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]
−フラン−1,3−ジオン、5−(2,5−ジオキソテ
トラヒドロフラル)−3−メチル−3−シクロヘキセン
−1,2−ジカルボン酸二無水物、ビシクロ[2,2,
2]−オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカル
ボン酸二無水物、下記一般式〔I〕〜〔II〕で表される
化合物などの脂肪族テトラカルボン酸二無水物および脂
環式テトラカルボン酸二無水物;<Tetracarboxylic dianhydride> The tetracarboxylic dianhydride used in the synthesis of the polymer A is not particularly limited. For example, butanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3 , 4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2-dimethyl-1,2,3,4
-Cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,3-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,3-dichloro-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride Anhydride, 1,2,3,4-
Tetramethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride Thing, 3,3 ', 4,4'-
Dicyclohexyltetracarboxylic dianhydride, 2,3
5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride, 3,
5,6-tricarboxynorbornane-2-acetic acid dianhydride, 2,3,4,5-tetrahydrofurantetracarboxylic dianhydride, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-5 (tetrahydro-2 , 5-Dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] -furan-1,3-dione, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-5-
Methyl-5 (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] -furan-1,3-dione, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-5
-Ethyl-5 (tetrahydro-2,5-dioxo-3-
Furanyl) -naphtho [1,2-c] -furan-1,3-
Dione, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-
7-methyl-5 (tetrahydro-2,5-dioxo-3
-Furanyl) -naphtho [1,2-c] -furan-1,3
-Dione, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-7-ethyl-5 (tetrahydro-2,5-dioxo-
3-furanyl) -naphtho [1,2-c] -furan-1,
3-dione, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-8-methyl-5 (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] -furan-
1,3-dione, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-8-ethyl-5 (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] -furan- 1,3-dione, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-5,8-dimethyl-5 (tetrahydro-2,
5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c]
-Furan-1,3-dione, 5- (2,5-dioxotetrahydrofural) -3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic dianhydride, bicyclo [2,2,
2] -oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, aliphatic tetracarboxylic dianhydrides such as compounds represented by the following general formulas [I] to [II], and Alicyclic tetracarboxylic dianhydride;
【0009】ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,
4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,
3’,4,4’−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸
二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン
酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボ
ン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルエーテ
ルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジ
メチルジフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、
3,3’,4,4’−テトラフェニルシランテトラカル
ボン酸二無水物、1,2,3,4−フランテトラカルボ
ン酸二無水物、4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシ
フェノキシ)ジフェニルスルフィド二無水物、4,4’
−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニル
スルホン二無水物、4,4’−ビス(3,4−ジカルボ
キシフェノキシ)ジフェニルプロパン二無水物、3,
3’,4,4’−パーフルオロイソプロピリデンジフタ
ル酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラ
カルボン酸二無水物、ビス(フタル酸)フェニルホスフ
ィンオキサイド二無水物、p−フェニレン−ビス(トリ
フェニルフタル酸)二無水物、m−フェニレン−ビス
(トリフェニルフタル酸)二無水物、ビス(トリフェニ
ルフタル酸)−4,4’−ジフェニルエーテル二無水
物、ビス(トリフェニルフタル酸)−4,4’−ジフェ
ニルメタン二無水物、エチレングリコール−ビス(アン
ヒドロトリメリテート)、プロピレングリコール−ビス
(アンヒドロトリメリテート)、1,4−ブタンジオー
ル−ビス(アンヒドロトリメリテート)、1,6−ヘキ
サンジオール−ビス(アンヒドロトリメリテート)、
1,8−オクタンジオール−ビス(アンヒドロトリメリ
テート)、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プ
ロパン−ビス(アンヒドロトリメリテート)、下記式
(1)〜(4)で表される化合物などの芳香族テトラカ
ルボン酸二無水物を挙げることができる。これらは1種
単独でまたは2種以上組み合わせて用いられる。Pyromellitic dianhydride, 3,3 ', 4
4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 3,
3 ', 4,4'-biphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 3 , 3 ′, 4,4′-biphenylethertetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-dimethyldiphenylsilanetetracarboxylic dianhydride,
3,3 ', 4,4'-tetraphenylsilanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-furantetracarboxylic dianhydride, 4,4'-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) ) Diphenyl sulfide dianhydride, 4,4 '
-Bis (3,4-dicarboxyphenoxy) diphenylsulfone dianhydride, 4,4′-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) diphenylpropane dianhydride, 3,
3 ', 4,4'-perfluoroisopropylidene diphthalic dianhydride, 3,3', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, bis (phthalic acid) phenylphosphine oxide dianhydride, p -Phenylene-bis (triphenylphthalic acid) dianhydride, m-phenylene-bis (triphenylphthalic acid) dianhydride, bis (triphenylphthalic acid) -4,4'-diphenyl ether dianhydride, bis (tri Phenylphthalic acid) -4,4′-diphenylmethane dianhydride, ethylene glycol-bis (anhydrotrimellitate), propylene glycol-bis (anhydrotrimellitate), 1,4-butanediol-bis (anhydrotrimeritate) Trimellitate), 1,6-hexanediol-bis (anhydrotrimellitate),
1,8-octanediol-bis (anhydrotrimellitate), 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane-bis (anhydrotrimellitate), represented by the following formulas (1) to (4) And aromatic tetracarboxylic dianhydrides such as These are used alone or in combination of two or more.
【0010】[0010]
【化1】 Embedded image
【0011】(式中、R1 およびR3 は、芳香環を有す
る2価の有機基を示し、R2 およびR 4 は、水素原子ま
たはアルキル基を示す。複数存在するR2 およびR
4 は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。)(Where R1And RThreeHas an aromatic ring
A divalent organic group represented byTwoAnd R FourIs a hydrogen atom
Or an alkyl group. Multiple RTwoAnd R
FourMay be the same or different. )
【0012】[0012]
【化2】 Embedded image
【0013】これらのうち、ブタンテトラカルボン酸二
無水物、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン
酸二無水物、1,3−ジメチル−1,2,3,4−シク
ロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−
シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、2,3,5
−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、5−
(2,5−ジオキソテトラヒドロフラル)−3−メチル
−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸二無水
物、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5−
(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−
ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、1,
3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−8−メチル−
5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニ
ル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、
1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5,8−
ジメチル−5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3
−フラニル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−
ジオン、ビシクロ[2,2,2]−オクト−7−エン−
2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、ピロメリ
ット酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノン
テトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフ
ェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、1,4,
5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、上記一
般式〔I〕で表される化合物のうち下記式(5)〜
(7)で表される化合物および上記一般式〔II〕で表さ
れる化合物のうち下記式(8)で表される化合物が、良
好な液晶配向性を発現させることができる観点から好ま
しく、特に好ましいものとして、1,2,3,4−シク
ロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3−ジメチル
−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無
水物、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸
二無水物、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ
−5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニ
ル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、
1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−8−メチ
ル−5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラ
ニル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオ
ン、ピロメリット酸二無水物および下記式(5)で表さ
れる化合物を挙げることができる。Of these, butanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,3-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride Anhydride, 1,2,3,4-
Cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, 2,3,5
-Tricarboxycyclopentylacetic dianhydride, 5-
(2,5-dioxotetrahydrofural) -3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic dianhydride, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-5-
(Tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl)-
Naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione, 1,
3,3a, 4,5,9b-hexahydro-8-methyl-
5- (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione;
1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-5,8-
Dimethyl-5- (tetrahydro-2,5-dioxo-3
-Furanyl) -naphtho [1,2-c] furan-1,3-
Dione, bicyclo [2,2,2] -oct-7-ene-
2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′- Biphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, 1,4
5,8-Naphthalenetetracarboxylic dianhydride, among the compounds represented by the above general formula [I], the following formulas (5) to
Of the compounds represented by the formula (7) and the compounds represented by the above general formula [II], the compounds represented by the following formula (8) are preferable from the viewpoint that good liquid crystal alignment can be exhibited. Preferred are 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,3-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride and 2,3,5-tricarboxy. Cyclopentylacetic acid dianhydride, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-5- (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] furan-1,3- Zeon,
1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-8-methyl-5- (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione; Examples thereof include pyromellitic dianhydride and a compound represented by the following formula (5).
【0014】[0014]
【化3】 Embedded image
【0015】<ジアミン化合物>上記重合体Aの合成に
用いられるジアミン化合物は、特に限定されるものでは
なく、例えばp−フェニレンジアミン、m−フェニレン
ジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,
4’−ジアミノジフェニルエタン、4,4’−ジアミノ
ジフェニルスルフィド、4,4’−ジアミノジフェニル
スルホン、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノビ
フェニル、4,4’−ジアミノベンズアニリド、4,
4’−ジアミノジフェニルエーテル、1,5−ジアミノ
ナフタレン、3,3−ジメチル−4,4’−ジアミノビ
フェニル、5−アミノ−1−(4’−アミノフェニル)
−1,3,3−トリメチルインダン、6−アミノ−1−
(4’−アミノフェニル)−1,3,3−トリメチルイ
ンダン、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,
3’−ジアミノベンゾフェノン、3,4’−ジアミノベ
ンゾフェノン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、
2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニ
ル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノ
キシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビ
ス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、
2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニ
ル]スルホン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)
ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベン
ゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼ
ン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)−10−ヒド
ロアントラセン、2,7−ジアミノフルオレン、9,9
−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン、4,4’−
メチレン−ビス(2−クロロアニリン)、2,2’,
5,5’−テトラクロロ−4,4’−ジアミノビフェニ
ル、2,2’−ジクロロ−4,4’−ジアミノ−5,
5’−ジメトキシビフェニル、3,3’−ジメトキシ−
4,4’−ジアミノビフェニル、1,4.4’−(p−
フェニレンイソプロピリデン)ビスアニリン、4,4’
−(m−フェニレンイソプロピリデン)ビスアニリン、
2,2’−ビス[4−(4−アミノ−2−トリフルオロ
メチルフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパ
ン、4,4’−ジアミノ−2,2’−ビス(トリフルオ
ロメチル)ビフェニル、4,4’−ビス[(4−アミノ
−2−トリフルオロメチル)フェノキシ]−オクタフル
オロビフェニルなどの芳香族ジアミン;<Diamine Compound> The diamine compound used for the synthesis of the polymer A is not particularly limited, and for example, p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane,
4'-diaminodiphenylethane, 4,4'-diaminodiphenylsulfide, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 4,4'-diaminobenzanilide, 4 ,
4'-diaminodiphenyl ether, 1,5-diaminonaphthalene, 3,3-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 5-amino-1- (4'-aminophenyl)
-1,3,3-trimethylindane, 6-amino-1-
(4′-aminophenyl) -1,3,3-trimethylindane, 3,4′-diaminodiphenyl ether, 3,
3′-diaminobenzophenone, 3,4′-diaminobenzophenone, 4,4′-diaminobenzophenone,
2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 2,2-bis (4-aminophenyl) hexa Fluoropropane,
2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 1,4-bis (4-aminophenoxy)
Benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 9,9-bis (4-aminophenyl) -10-hydroanthracene, 2,7-diamino Fluorene, 9,9
-Bis (4-aminophenyl) fluorene, 4,4'-
Methylene-bis (2-chloroaniline), 2,2 ′,
5,5′-tetrachloro-4,4′-diaminobiphenyl, 2,2′-dichloro-4,4′-diamino-5
5'-dimethoxybiphenyl, 3,3'-dimethoxy-
4,4'-diaminobiphenyl, 1,4.4 '-(p-
Phenyleneisopropylidene) bisaniline, 4,4 '
-(M-phenyleneisopropylidene) bisaniline,
2,2′-bis [4- (4-amino-2-trifluoromethylphenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 4,4′-diamino-2,2′-bis (trifluoromethyl) biphenyl, 4,4 Aromatic diamines such as' -bis [(4-amino-2-trifluoromethyl) phenoxy] -octafluorobiphenyl;
【0016】1,1−メタキシリレンジアミン、1,3
−プロパンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタ
メチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメ
チレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレ
ンジアミン、4,4−ジアミノヘプタメチレンジアミ
ン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、イソホロンジア
ミン、テトラヒドロジシクロペンタジエニレンジアミ
ン、ヘキサヒドロ−4,7−メタノインダニレンジメチ
レンジアミン、トリシクロ[6,2,1,02.7]−
ウンデシレンジメチルジアミン、4,4’−メチレンビ
ス(シクロヘキシルアミン)などの脂肪族および脂環式
ジアミン;下記一般式〔III 〕で表されるモノ置換フェ
ニレンジアミン類;下記一般式〔IV〕で表されるジアミ
ノオルガノシロキサン;下記式(9)〜(13)で表さ
れる化合物などを挙げることができる。これらのジアミ
ン化合物は、単独でまたは2種以上組み合わせて用いる
ことができる。1,1-meta-xylylenediamine, 1,3
-Propanediamine, tetramethylenediamine, pentamethylenediamine, hexamethylenediamine, heptamethylenediamine, octamethylenediamine, nonamethylenediamine, 4,4-diaminoheptamethylenediamine, 1,4-diaminocyclohexane, isophoronediamine, tetrahydrodicyclo Pentadienylenediamine, hexahydro-4,7-methanoindanylene dimethylenediamine, tricyclo [6,2,1,02.7]-
Aliphatic and alicyclic diamines such as undecylenedimethyldiamine and 4,4'-methylenebis (cyclohexylamine); monosubstituted phenylenediamines represented by the following general formula [III]; represented by the following general formula [IV] Diaminoorganosiloxane; and compounds represented by the following formulas (9) to (13). These diamine compounds can be used alone or in combination of two or more.
【0017】[0017]
【化4】 Embedded image
【0018】(式中、R5 は、−O−、−COO−、−
OCO−、−NHCO−、−CONH−および−CO−
から選ばれる2価の有機基を示し、R6 は、ステロイド
骨格またはトリフルオロメチル基を有する1価の有機基
を示す。)(Wherein R 5 represents —O—, —COO—,
OCO-, -NHCO-, -CONH- and -CO-
And R 6 represents a monovalent organic group having a steroid skeleton or a trifluoromethyl group. )
【0019】[0019]
【化5】 Embedded image
【0020】(式中、R7 は炭素数1〜12の炭化水素
基を示し、複数存在するR7 は、それぞれ同一であって
も異なっていてもよい。pは1〜3の整数であり、qは
1〜20の整数である。)(Wherein, R 7 represents a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and a plurality of R 7 s may be the same or different. P is an integer of 1 to 3) , Q is an integer of 1 to 20.)
【0021】[0021]
【化6】 Embedded image
【0022】(式中、yは2〜12の整数であり、zは
1〜5の整数である。)(In the formula, y is an integer of 2 to 12, and z is an integer of 1 to 5.)
【0023】これらのうち、p−フェニレンジアミン、
4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジア
ミノジフェニルスルフィド、1,5−ジアミノナフタレ
ン、2,7−ジアミノフルオレン、4,4’−ジアミノ
ジフェニルエーテル、2,2−ビス[4−(4−アミノ
フェノキシ)フェニル]プロパン、9,9−ビス(4−
アミノフェニル)フルオレン、2,2−ビス[4−(4
−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパ
ン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオ
ロプロパン、4,4’−(p−フェニレンジイソプロピ
リデン)ビスアニリン、4,4’−(m−フェニレンジ
イソプロピリデン)ビスアニリン、1,4−シクロヘキ
サンジアミン、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシ
ルアミン)、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベ
ンゼン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフ
ェニル、上記式(9)〜(13)で表される化合物、上
記一般式〔III 〕で表される化合物のうち下記式(1
4)〜(18)で表される化合物が好ましい。Of these, p-phenylenediamine,
4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylsulfide, 1,5-diaminonaphthalene, 2,7-diaminofluorene, 4,4'-diaminodiphenylether, 2,2-bis [4- (4- Aminophenoxy) phenyl] propane, 9,9-bis (4-
Aminophenyl) fluorene, 2,2-bis [4- (4
-Aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 2,2-bis (4-aminophenyl) hexafluoropropane, 4,4 ′-(p-phenylenediisopropylidene) bisaniline, 4,4 ′-(m-phenylene Isopropylidene) bisaniline, 1,4-cyclohexanediamine, 4,4′-methylenebis (cyclohexylamine), 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, Among the compounds represented by the above formulas (9) to (13) and the compound represented by the above general formula [III], the following formula (1)
Compounds represented by 4) to (18) are preferred.
【0024】[0024]
【化7】 Embedded image
【0025】<重合体A>重合体Aの合成反応に供され
るテトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物の使用割
合は、ジアミン化合物に含まれるアミノ基1当量に対し
て、テトラカルボン酸二無水物の酸無水物基が0.2〜
2当量となる割合であることが好ましく、更に好ましく
は0.3〜1.2当量となる割合である。<Polymer A> The ratio of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine compound used in the synthesis reaction of the polymer A is such that the tetracarboxylic dianhydride is equivalent to 1 equivalent of the amino group contained in the diamine compound. Acid anhydride groups of 0.2 to
The ratio is preferably 2 equivalents, more preferably 0.3 to 1.2 equivalents.
【0026】重合体Aの合成反応は、有機溶媒中で、通
常0〜150℃、好ましくは0〜100℃の反応温度で
1〜48時間にわたって行われる。上記有機溶媒として
は、反応で生成する重合体Aを溶解しうるものであれば
特に制限はない。具体的には、例えばN−メチル−2−
ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−
ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、γ−ブ
チロラクトン、テトラメチル尿素、ヘキサメチルホスホ
ルトリアミドなどの非プロトン系極性溶媒;m−クレゾ
ール、キシレノール、フェノール、ハロゲン化フェノー
ルなどのフェノール系溶媒を挙げることができる。有機
溶媒の使用量は、通常、テトラカルボン酸二無水物およ
びジアミン化合物の総量が、反応溶液の全量に対して
0.1〜30重量%になる量であることが好ましい。The synthesis reaction of the polymer A is carried out in an organic solvent at a reaction temperature of usually 0 to 150 ° C., preferably 0 to 100 ° C. for 1 to 48 hours. The organic solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the polymer A produced by the reaction. Specifically, for example, N-methyl-2-
Pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-
Aprotic polar solvents such as dimethylformamide, dimethylsulfoxide, γ-butyrolactone, tetramethylurea, and hexamethylphosphortriamide; and phenolic solvents such as m-cresol, xylenol, phenol and halogenated phenol. Usually, the amount of the organic solvent used is preferably such that the total amount of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine compound is 0.1 to 30% by weight based on the total amount of the reaction solution.
【0027】なお、上記有機溶媒には、重合体Aの貧溶
媒であるアルコール類、ケトン類、エステル類、エーテ
ル類、ハロゲン化炭化水素類、炭化水素類などを、生成
する重合体Aが析出しない範囲で併用することができ
る。かかる貧溶媒の具体例としては、例えばメチルアル
コール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、
シクロヘキサノール、エチレングリコール、プロピレン
グリコール、1,4−ブタンジオール、トリエチレング
リコール、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキ
サノン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、シュウ
酸ジエチル、マロン酸ジエチル、乳酸メチル、乳酸エチ
ル、乳酸プルピル、乳酸ブチル、乳酸ペンチル、ジエチ
ルエーテル、エチレングリコールメチルエーテル、エチ
レングリコールエチルエーテル、エチレングリコールブ
チルエーテル、エチレングリコールヘキシルエーテル、
エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレング
リコールメチルフェニルエーテル、エチレングリコール
エチルフェニルエーテル、ジエチレングリコールジメチ
ルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、
ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレン
グリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコール
モノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコール
モノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールメ
チルエーテルアセテート、エチレングリコールエチルエ
ーテルアセテート、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−
ペンタノン、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、2−
ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、2−ヒド
ロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸
エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2−ヒドロキシ−3−
メチルブタン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸メチ
ル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプ
ロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、
3−メチル−3−メトキシブタノール、3−エチル−3
−メトキシブタノール、2−メチル−2−メトキシブタ
ノール、2−エチル−2−メトキシブタノール、3−メ
チル−3−エトキシブタノール、3−エチル−3−エト
キシブタノール、2−メチル−2−メトキシブタノー
ル、2−エチル−2−エトキシブタノール、テトラヒド
ロフラン、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、
1,4−ジクロロブタン、トリクロロエタン、クロルベ
ンゼン、o−ジクロルベンゼン、ヘキサン、ヘプタン、
オクタン、ベンゼン、トルエン、キシレンなどを挙げる
ことができる。これらは単独でまたは2種以上を組み合
わせて用いられる。The above-mentioned organic solvent precipitates polymer A, which produces alcohols, ketones, esters, ethers, halogenated hydrocarbons, hydrocarbons, etc., which are poor solvents for polymer A. It can be used together within the range not to do. Specific examples of such poor solvents include, for example, methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol,
Cyclohexanol, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, triethylene glycol, acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, diethyl oxalate, diethyl malonate, methyl lactate, ethyl lactate, lactic acid Purpyl, butyl lactate, pentyl lactate, diethyl ether, ethylene glycol methyl ether, ethylene glycol ethyl ether, ethylene glycol butyl ether, ethylene glycol hexyl ether,
Ethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol methyl phenyl ether, ethylene glycol ethyl phenyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether,
Diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol methyl ether acetate, ethylene glycol ethyl ether acetate, 4-hydroxy-4-methyl-2-
Pentanone, ethyl 2-hydroxypropionate, 2-
Ethyl hydroxy-2-methylpropionate, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl ethoxyacetate, ethyl hydroxyacetate, 2-hydroxy-3-
Methyl methylbutanoate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate,
3-methyl-3-methoxybutanol, 3-ethyl-3
-Methoxybutanol, 2-methyl-2-methoxybutanol, 2-ethyl-2-methoxybutanol, 3-methyl-3-ethoxybutanol, 3-ethyl-3-ethoxybutanol, 2-methyl-2-methoxybutanol, 2 -Ethyl-2-ethoxybutanol, tetrahydrofuran, dichloromethane, 1,2-dichloroethane,
1,4-dichlorobutane, trichloroethane, chlorobenzene, o-dichlorobenzene, hexane, heptane,
Octane, benzene, toluene, xylene and the like can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
【0028】以上の合成反応によって、重合体Aを溶解
してなる反応溶液が得られる。そして、この反応溶液を
大量の貧溶媒中に注いで析出物を得、この析出物を減圧
下乾燥することにより重合体Aを得ることができる。ま
た、この重合体Aを再び有機溶媒に溶解させ、次いで貧
溶媒で析出する工程を1回または数回行うことにより、
重合体Aの精製を行うことができる。By the above synthesis reaction, a reaction solution obtained by dissolving the polymer A is obtained. The reaction solution is poured into a large amount of a poor solvent to obtain a precipitate, and the precipitate is dried under reduced pressure to obtain a polymer A. Further, by performing the step of dissolving the polymer A again in the organic solvent and then precipitating with the poor solvent once or several times,
Purification of polymer A can be performed.
【0029】<重合体B>本発明の液晶配向剤を構成す
る重合体Bは、上記重合体Aを脱水閉環することにより
調製することができる。重合体Aの脱水閉環は、(i)
重合体Aを加熱する方法により、または(ii)重合体A
を有機溶媒に溶解し、この溶液中に脱水剤および脱水閉
環触媒を添加し必要に応じて加熱する方法により行われ
る。<Polymer B> The polymer B constituting the liquid crystal aligning agent of the present invention can be prepared by subjecting the polymer A to dehydration and ring closure. The dehydration ring closure of the polymer A is performed by (i)
By heating polymer A, or (ii) polymer A
Is dissolved in an organic solvent, a dehydrating agent and a dehydration ring-closing catalyst are added to the solution, and the solution is heated if necessary.
【0030】上記(i)の重合体Aを加熱する方法にお
ける反応温度は、通常50〜200℃とされ、好ましく
は60〜170℃とされる。反応温度が50℃未満では
脱水閉環反応が十分に進行せず、反応温度が200℃を
超えると得られる重合体Bの分子量が低下することがあ
る。The reaction temperature in the method (i) for heating the polymer A is usually 50 to 200 ° C., preferably 60 to 170 ° C. When the reaction temperature is lower than 50 ° C., the dehydration ring-closing reaction does not sufficiently proceed, and when the reaction temperature exceeds 200 ° C., the molecular weight of the obtained polymer B may decrease.
【0031】一方、上記(ii)の重合体Aの溶液中に脱
水剤および脱水閉環触媒を添加する方法において、脱水
剤としては、例えば無水酢酸、無水プロピオン酸、無水
トリフルオロ酢酸などの酸無水物を用いることができ
る。脱水剤の使用量は、重合体Aの繰り返し単位1モル
に対して0.01〜20モルとするのが好ましい。ま
た、脱水閉環触媒としては、例えばピリジン、コリジ
ン、ルチジン、トリエチルアミンなどの3級アミンを用
いることができるが、これらに限定されるものではな
い。脱水閉環触媒の使用量は、使用する脱水剤1モルに
対して0.01〜10モルとするのが好ましい。なお、
脱水閉環反応に用いられる有機溶媒としては、重合体A
の合成に用いられるものとして例示した有機溶媒を挙げ
ることができる。そして、脱水閉環反応の反応温度は、
通常0〜180℃、好ましくは10〜150℃とされ
る。また、このようにして得られる反応溶液に対し、重
合体Aの精製方法と同様の操作を行うことにより、重合
体Bを精製することができる。On the other hand, in the method (ii) of adding a dehydrating agent and a dehydration ring-closing catalyst to the solution of the polymer A, the dehydrating agent may be, for example, an acid anhydride such as acetic anhydride, propionic anhydride, or trifluoroacetic anhydride. Things can be used. The amount of the dehydrating agent used is preferably 0.01 to 20 mol per 1 mol of the repeating unit of the polymer A. Examples of the dehydration ring-closing catalyst include, but are not limited to, tertiary amines such as pyridine, collidine, lutidine, and triethylamine. The amount of the dehydration ring-closing catalyst used is preferably 0.01 to 10 mol per 1 mol of the dehydrating agent used. In addition,
The organic solvent used in the dehydration ring closure reaction includes polymer A
The organic solvents exemplified as those used in the synthesis of can be mentioned. And the reaction temperature of the dehydration ring closure reaction is
Usually, it is 0 to 180 ° C, preferably 10 to 150 ° C. The polymer B can be purified by performing the same operation as the method for purifying the polymer A on the reaction solution thus obtained.
【0032】<末端修飾型の重合体>本発明の液晶配向
剤を構成する重合体は、分子量が調節された末端修飾型
のものであってもよい。この末端修飾型の重合体を用い
ることにより、本発明の効果が損われることなく液晶配
向剤の塗布特性などを改善することができる。このよう
な末端修飾型のものは、重合体Aを合成する際に、酸一
無水物、モノアミン化合物、モノイソシアネート化合物
などを反応系に添加することにより合成することができ
る。ここで、酸一無水物としては、例えば無水マレイン
酸、無水フタル酸、無水イタコン酸、n−デシルサクシ
ニック酸無水物、n−ドデシルサクシニック酸無水物、
n−テトラデシルサクシニック酸無水物、n−ヘキサデ
シルサクシニック酸無水物などを挙げることができる。
また、モノアミン化合物としては、例えばアニリン、シ
クロヘキシルアミン、n−ブチルアミン、n−ペンチル
アミン、n−ヘキシルアミン、n−ヘプチルアミン、n
−オクチルアミン、n−ノニルアミン、n−デシルアミ
ン、n−ウンデシルアミン、n−ドデシルアミン、n−
トリデシルアミン、n−テトラデシルアミン、n−ペン
タデシルアミン、n−ヘキサデシルアミン、n−ヘプタ
デシルアミン、n−オクタデシルアミン、n−エイコシ
ルアミンなどを挙げることができる。また、モノイソシ
アネート化合物としては、例えばフェニルイソシアネー
ト、ナフチルイソシアネートなどを挙げることができ
る。<Terminal-Modified Polymer> The polymer constituting the liquid crystal aligning agent of the present invention may be a terminal-modified polymer having a controlled molecular weight. By using this terminal-modified polymer, the coating characteristics of the liquid crystal aligning agent can be improved without impairing the effects of the present invention. Such a terminal-modified type can be synthesized by adding an acid monoanhydride, a monoamine compound, a monoisocyanate compound, or the like to the reaction system when synthesizing the polymer A. Here, as the acid monoanhydride, for example, maleic anhydride, phthalic anhydride, itaconic anhydride, n-decylsuccinic anhydride, n-dodecylsuccinic anhydride,
Examples thereof include n-tetradecyl succinic anhydride and n-hexadecyl succinic anhydride.
Examples of the monoamine compound include aniline, cyclohexylamine, n-butylamine, n-pentylamine, n-hexylamine, n-heptylamine, and n-butylamine.
-Octylamine, n-nonylamine, n-decylamine, n-undecylamine, n-dodecylamine, n-
Examples thereof include tridecylamine, n-tetradecylamine, n-pentadecylamine, n-hexadecylamine, n-heptadecylamine, n-octadecylamine, and n-eicosylamine. In addition, examples of the monoisocyanate compound include phenyl isocyanate and naphthyl isocyanate.
【0033】<重合体の対数粘度>本発明の液晶配向剤
を構成する重合体は、その対数粘度(ηln)の値が、
好ましくは0.05〜10dl/g、さらに好ましくは
0.05〜5dl/gのものである。ここに、対数粘度
(ηln)の値は、N−メチル−2−ピロリドンを溶媒
として用い、重合体の濃度が0.5g/100ミリリッ
トルである溶液について30℃で粘度の測定を行い、下
記数式によって求められるものである。<Logarithmic Viscosity of Polymer> The polymer constituting the liquid crystal aligning agent of the present invention has a logarithmic viscosity (ηln) of:
It is preferably 0.05 to 10 dl / g, more preferably 0.05 to 5 dl / g. Here, the value of the logarithmic viscosity (ηln) is obtained by measuring the viscosity at 30 ° C. of a solution having a polymer concentration of 0.5 g / 100 ml using N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent. Is required by
【0034】[0034]
【数1】 (Equation 1)
【0035】<液晶配向剤>本発明の液晶配向剤は、重
合体Aおよび/または重合体Bが有機溶媒に含有された
溶液(重合体溶液)よりなるものである。本発明の液晶
配向剤を、例えば印刷法、スピンコート法などにより基
板表面に塗布し、塗膜を乾燥して溶媒を除去することに
より、配向膜材料である薄膜が形成される。<Liquid Crystal Alignment Agent> The liquid crystal alignment agent of the present invention comprises a solution (polymer solution) containing the polymer A and / or the polymer B in an organic solvent. The liquid crystal alignment agent of the present invention is applied to the substrate surface by, for example, a printing method or a spin coating method, and the coating film is dried to remove the solvent, thereby forming a thin film as an alignment film material.
【0036】本発明の液晶配向剤における重合体(重合
体Aおよび/または重合体B)の含有割合は、粘性、揮
発性などを考慮して選択されるが、好ましくは液晶配向
剤の0.1〜20重量%、さらに好ましくは1〜10重
量%の範囲とされる。重合体の含有割合が0.1重量%
未満である場合には、形成される薄膜の膜厚が過小とな
って良好な液晶配向膜を得ることができないことがあ
り、20重量%を超える場合には、薄膜の膜厚が過大と
なって良好な液晶配向膜を得難く、また、液晶配向剤の
粘度が増大して塗布特性に劣るものとなることがある。The content ratio of the polymer (Polymer A and / or Polymer B) in the liquid crystal aligning agent of the present invention is selected in consideration of viscosity, volatility, and the like. The content is in the range of 1 to 20% by weight, more preferably 1 to 10% by weight. 0.1% by weight of polymer
If it is less than 10%, the thickness of the formed thin film may be too small to obtain a good liquid crystal alignment film, and if it exceeds 20% by weight, the thickness of the thin film may become too large. In some cases, it is difficult to obtain a good liquid crystal alignment film, and the viscosity of the liquid crystal alignment agent is increased, resulting in poor coating characteristics.
【0037】重合体を溶解させる有機溶媒としては、重
合体を溶解して、表面自由エネルギーが30dyn/c
mを超え、38dyn/cm以下である溶液が得られる
ものの中から、1種単独で、または2種以上を混合して
用いることができる。溶液の表面自由エネルギーが38
dyn/cmを超える場合には、基板に対する溶液のぬ
れ性が十分でなく、30dyn/cm以下の場合には、
溶媒に対する重合体の相溶性が十分でないため、得られ
る薄膜はいずれも膜厚均一性に劣るものとなる。As the organic solvent for dissolving the polymer, the polymer is dissolved and the surface free energy is 30 dyn / c.
m can be used alone or in combination of two or more from among those capable of obtaining a solution having a viscosity of more than m and not more than 38 dyn / cm. The surface free energy of the solution is 38
If it exceeds dyn / cm, the wettability of the solution to the substrate is not sufficient, and if it is 30 dyn / cm or less,
Since the compatibility of the polymer with the solvent is not sufficient, the resulting thin films are all poor in film thickness uniformity.
【0038】本発明の液晶配向剤は、溶液としての表面
自由エネルギーが30dyn/cmを超え、38dyn
/cm以下とされ、好ましくは32〜38dyn/cm
とされる。なお、この表面自由エネルギーは、25℃に
おける値をいうものとする。溶液としての表面自由エネ
ルギーを当該範囲とすることにより、形成される薄膜の
膜厚均一性は際立って優れたものとなる。そして、この
結果、最終的に得られる液晶表示素子において優れた表
示特性が発現されると共に、基板に対する塗布量が少量
である場合であっても、当該液晶表示素子に優れた諸特
性(膜厚均一性,液晶配向性,高プレチルト角)を発現
させることができる。この表面自由エネルギーが30d
yn/cm以下である場合、およびこの表面自由エネル
ギーが38dyn/cmを超える場合の何れにおいて
も、形成される薄膜の膜厚均一性が急激に低下すると共
に、得られる液晶表示素子が良好な液晶配向性を有する
ものとならない。The liquid crystal aligning agent of the present invention has a surface free energy as a solution of more than 30 dyn / cm and 38 dyn / cm.
/ Cm or less, preferably 32 to 38 dyn / cm
It is said. The surface free energy refers to a value at 25 ° C. By setting the surface free energy of the solution within the above range, the uniformity of the thickness of the formed thin film becomes remarkably excellent. As a result, excellent display characteristics are exhibited in the finally obtained liquid crystal display element, and various characteristics (film thickness) excellent in the liquid crystal display element even when the amount of application to the substrate is small. Uniformity, liquid crystal alignment, and high pretilt angle). This surface free energy is 30d
In both cases where the surface free energy is not more than 38 dynes / cm and when the surface free energy exceeds 38 dynes / cm, the uniformity of the thickness of the formed thin film is sharply reduced and the obtained liquid crystal display device has excellent liquid crystal. It does not have orientation.
【0039】溶液としての表面自由エネルギーを上記範
囲に調整する方法としては、例えば、重合体を溶解しう
る有機溶媒と、重合体の貧溶媒とを併用して液晶配向剤
を得る方法が用いられる。重合体を溶解しうる有機溶媒
としては、重合体Aの合成反応や脱水閉環反応に用いら
れるものとして例示した溶媒を挙げることができる。ま
た、貧溶媒としては、重合体Aの合成反応の際に併用す
ることができるものとして例示した貧溶媒を挙げること
ができ、これらの貧溶媒を併用することによって、溶液
の表面自由エネルギーを減少させ、上記範囲に調整する
ことができる。As a method of adjusting the surface free energy of the solution to the above range, for example, a method of obtaining a liquid crystal aligning agent by using an organic solvent capable of dissolving a polymer and a poor solvent for the polymer is used. . Examples of the organic solvent capable of dissolving the polymer include the solvents exemplified as those used in the synthesis reaction of polymer A and the dehydration ring closure reaction. Examples of the poor solvent include the poor solvents exemplified as those that can be used in combination during the synthesis reaction of the polymer A. By using these poor solvents together, the surface free energy of the solution is reduced. And can be adjusted to the above range.
【0040】本発明の液晶配向剤は、表面自由エネルギ
ーが38dyn/cmを超え、50dyn/cm以下で
ある薄膜を形成するものとされる。液晶配向剤が、38
dyn/cm以下の表面自由エネルギーの薄膜を与える
ものであるときは、発泡しやすいものとなり、膜厚均一
性が損なわれるとともに、得られる液晶表示素子が良好
な液晶配向性を有するものとならない。一方、液晶配向
剤が、50dyn/cmを超える表面自由エネルギーの
薄膜を与えるものであるときは、得られる液晶表示素子
に高いプレチルト角を発現させることができず、更に当
該液晶表示素子を長期間の使用に供する場合に表示欠陥
が発生する。The liquid crystal aligning agent of the present invention forms a thin film having a surface free energy of more than 38 dyn / cm and not more than 50 dyn / cm. When the liquid crystal aligning agent is 38
When a thin film having a surface free energy of dyn / cm or less is applied, the film tends to foam, the uniformity of the film thickness is impaired, and the obtained liquid crystal display element does not have good liquid crystal alignment. On the other hand, when the liquid crystal aligning agent gives a thin film having a surface free energy exceeding 50 dyn / cm, a high pretilt angle cannot be exhibited in the obtained liquid crystal display element, and the liquid crystal display element cannot be used for a long time. Display defects occur when the device is used.
【0041】形成される薄膜の表面自由エネルギーを上
記範囲に調整する方法としては、例えば、液晶配向剤を
構成する重合体として、表面自由エネルギーの高い薄膜
を与える重合体と、表面自由エネルギーの低い薄膜を与
える重合体とを、適宜の割合で混合して使用する方法を
挙げることができる。特に、重合体の合成に用いられる
テトラカルボン酸二無水物および/またはジアミン化合
物中に、フッ素原子または長鎖アルキル基を含有する化
合物を導入することにより、表面自由エネルギーの低い
薄膜を与える重合体が得られる。As a method of adjusting the surface free energy of the formed thin film to the above range, for example, as a polymer constituting the liquid crystal aligning agent, a polymer giving a thin film having a high surface free energy and a polymer having a low surface free energy are used. A method in which a polymer for forming a thin film is mixed with an appropriate ratio and used. In particular, a polymer that gives a thin film with low surface free energy by introducing a compound containing a fluorine atom or a long-chain alkyl group into a tetracarboxylic dianhydride and / or a diamine compound used for the synthesis of the polymer Is obtained.
【0042】本発明の液晶配向剤には、基板表面に対す
る薄膜の接着性を向上させる観点から、官能性シラン含
有化合物やエポキシ基含有化合物が配合されていてもよ
い。このような官能性シラン含有化合物としては、例え
ば3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノ
プロピルトリエトキシシラン、2−アミノプロピルトリ
メトキシシラン、2−アミノプロピルトリエトキシシラ
ン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルト
リメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−ア
ミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−ウレイドプ
ロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリ
エトキシシラン、N−エトキシカルボニル−3−アミノ
プロピルトリメトキシシラン、N−エトキシカルボニル
−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−トリエ
トキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、N−ト
リメトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、1
0−トリメトキシシリル−1,4,7−トリアザデカ
ン、10−トリエトキシシリル−1,4,7−トリアザ
デカン、9−トリメトキシシリル−3,6−ジアザノニ
ルアセテート、9−トリエトキシシリル−3,6−ジア
ザノニルアセテート、N−ベンジル−3−アミノプロピ
ルトリメトキシシラン、N−ベンジル−3−アミノプロ
ピルトリエトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプ
ロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−3−アミノ
プロピルトリエトキシシラン、N−ビス(オキシエチレ
ン)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ビ
ス(オキシエチレン)−3−アミノプロピルトリエトキ
シシランなどを挙げることができる。また、エポキシ基
含有化合物としては、例えばエチレングリコールジグリ
シジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジル
エーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテ
ル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、
ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオ
ペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘ
キサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリンジグ
リシジルエーテル、2,2−ジブロモネオペンチルグリ
コールジグリシジルエーテル、1,3,5,6−テトラ
グリシジル−2,4−ヘキサンジオール、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などを
好ましいものとして挙げることができる。これら官能性
シラン含有化合物やエポキシ基含有化合物の配合割合
は、重合体100重量部に対して、通常40重量部以下
とされ、好ましくは0.1〜30重量部とされる。The liquid crystal aligning agent of the present invention may contain a functional silane-containing compound or an epoxy group-containing compound from the viewpoint of improving the adhesion of the thin film to the substrate surface. Examples of such functional silane-containing compounds include 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 2-aminopropyltrimethoxysilane, 2-aminopropyltriethoxysilane, N- (2-amino Ethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-ureidopropyltrimethoxysilane, 3-ureidopropyltriethoxysilane, N-ethoxycarbonyl-3 -Aminopropyltrimethoxysilane, N-ethoxycarbonyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-triethoxysilylpropyltriethylenetriamine, N-trimethoxysilylpropyltriethylenetriamine, 1
0-trimethoxysilyl-1,4,7-triazadecane, 10-triethoxysilyl-1,4,7-triazadecane, 9-trimethoxysilyl-3,6-diazanonyl acetate, 9-triethoxysilyl-3 , 6-Diazanonyl acetate, N-benzyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-benzyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-3- Examples thereof include aminopropyltriethoxysilane, N-bis (oxyethylene) -3-aminopropyltrimethoxysilane, and N-bis (oxyethylene) -3-aminopropyltriethoxysilane. Further, as the epoxy group-containing compound, for example, ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, tripropylene glycol diglycidyl ether,
Polypropylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, glycerin diglycidyl ether, 2,2-dibromoneopentyl glycol diglycidyl ether, 1,3,5,6-tetraglycidyl −2,4-hexanediol, N, N,
N ', N',-tetraglycidyl-m-xylenediamine, 1,3-bis (N, N-diglycidylaminomethyl) cyclohexane, N, N, N ', N',-tetraglycidyl-4,4 ' -Diaminodiphenylmethane and the like can be mentioned as preferred. The mixing ratio of these functional silane-containing compounds and epoxy group-containing compounds is usually 40 parts by weight or less, preferably 0.1 to 30 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polymer.
【0043】<液晶表示素子> 本発明による液晶配向膜を有する液晶表示素子は、例え
ば次の方法によって製造することができる。 (1)パターニングされた透明導電膜が設けられた基板
の透明導電膜側に、本発明の液晶配向剤を、例えばロー
ルコーター法、スピンナー法、印刷法などの方法によっ
て塗布し、次いで塗布面を加熱することにより被膜を形
成する。ここに基板としては、例えばフロートガラス、
ソーダガラスなどのガラス、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホ
ン、ポリカーボネートなどのプラスチックフィルムなど
からなる透明基板を用いることができる。基板の一面に
設けられた透明導電膜としては、SnO2 からなるNE
SA膜、In2 O3 −SnOからなるITO膜などを用
いることができ、これらの透明導電膜のパターニングに
は、フォト・エッチング法、予めマスクを用いる方法な
どが用いられる。液晶配向剤の塗布に際しては、基板お
よび透明導電膜と薄膜との接着性をさらに良好にするた
めに、基板及び透明導電膜上に、予め官能性シラン含有
化合物、チタネートなどを塗布することもできる。また
加熱温度は、80〜250℃とされ、好ましくは120
〜200℃とされる。形成される被膜の膜厚は、通常、
0.001〜1μm、好ましくは0.005〜0.5μ
mである。<Liquid Crystal Display Device> A liquid crystal display device having a liquid crystal alignment film according to the present invention can be manufactured, for example, by the following method. (1) The liquid crystal aligning agent of the present invention is applied to the transparent conductive film side of the substrate on which the patterned transparent conductive film is provided, for example, by a method such as a roll coater method, a spinner method, or a printing method. A film is formed by heating. Here, as the substrate, for example, float glass,
A transparent substrate made of glass such as soda glass, a plastic film of polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyether sulfone, polycarbonate, or the like can be used. As the transparent conductive film provided on one surface of the substrate, NE made of SnO 2 is used.
An SA film, an ITO film made of In 2 O 3 —SnO, or the like can be used. For the patterning of these transparent conductive films, a photo-etching method, a method using a mask in advance, or the like is used. In applying the liquid crystal aligning agent, a functional silane-containing compound, titanate, or the like may be applied on the substrate and the transparent conductive film in advance to further improve the adhesion between the substrate and the transparent conductive film and the thin film. . The heating temperature is set to 80 to 250 ° C., preferably 120 to 250 ° C.
~ 200 ° C. The thickness of the formed film is usually
0.001 to 1 μm, preferably 0.005 to 0.5 μm
m.
【0044】(2)形成された被膜は、ナイロン、レー
ヨンなどの合成繊維からなる布を巻き付けたロールで一
定方向に擦るラビング処理を行うことにより、液晶分子
の配向能が被膜に付与されて液晶配向膜となる。また、
ラビング処理による方法以外に、被膜表面に偏光紫外線
を照射して配向能を付与する方法や、一軸延伸法、ラン
グミュア・ブロジェット法などで被膜を得る方法などに
より、液晶配向膜を形成することもできる。なお、ラビ
ング処理時に発生する微粉末(異物)を除去して表面を
清浄な状態とするために、形成された液晶配向膜をイソ
プロピルアルコールなどによって洗浄することが好まし
い。また、本発明の液晶配向剤により形成された液晶配
向膜に、例えば特開平6−222366号公報や特開平
6−281937号公報に示されているような、紫外線
を部分的に照射することによってプレチルト角を変化さ
せるような処理、あるいは特開平5−107544号公
報に示されているような、ラビング処理された液晶配向
膜上にレジスト膜を部分的に形成し、先行のラビング処
理とは異なる方向にラビング処理を行った後、前記レジ
スト膜を除去して、液晶配向膜の配向能を変化させるよ
うな処理を行うことによって、液晶表示素子の視界特性
を改善することが可能である。(2) The formed film is subjected to a rubbing treatment of rubbing in a certain direction with a roll around which a cloth made of a synthetic fiber such as nylon or rayon is wound, so that the film is provided with the ability to align liquid crystal molecules. It becomes an alignment film. Also,
In addition to the rubbing method, a liquid crystal alignment film may be formed by irradiating the surface of the film with polarized ultraviolet rays to impart alignment ability, or by a method of obtaining a film by a uniaxial stretching method, a Langmuir-Blodgett method, or the like. it can. Note that the formed liquid crystal alignment film is preferably washed with isopropyl alcohol or the like in order to remove fine powder (foreign matter) generated during the rubbing treatment and keep the surface clean. Further, by partially irradiating the liquid crystal alignment film formed by the liquid crystal alignment agent of the present invention with ultraviolet rays as shown in, for example, JP-A-6-222366 and JP-A-6-281937. A process in which a pretilt angle is changed or a resist film is partially formed on a rubbed liquid crystal alignment film as shown in JP-A-5-107544, which is different from the preceding rubbing process. After performing the rubbing process in the direction, by removing the resist film and performing a process for changing the alignment ability of the liquid crystal alignment film, the visibility characteristics of the liquid crystal display element can be improved.
【0045】(3)上記のようにして液晶配向膜が形成
された基板を2枚作成し、それぞれの液晶配向膜におけ
るラビング方向が直交または逆平行となるように、2枚
の基板を間隙(セルギャップ)を介して対向させ、2枚
の基板の周辺部をシール剤を用いて貼り合わせ、基板の
表面およびシール剤により区画されたセルギャップ内に
液晶を充填し、充填孔を封止して液晶セルを構成する。
そして、液晶セルの外表面、すなわち、液晶セルを構成
するそれぞれの基板の他面側に、偏光板を、その偏光方
向が当該基板の一面に形成された液晶配向膜のラビング
方向と一致または直交するように貼り合わせることによ
り、液晶表示素子が得られる。上記シール剤としては、
例えば硬化剤およびスペーサーとしての酸化アルミニウ
ム球を含有したエポキシ樹脂などを用いることができ
る。上記液晶としては、ネマティック型液晶、スメクテ
ィック型液晶を挙げることができ、その中でもネマティ
ック型液晶が好ましく、例えばシッフベース系液晶、ア
ゾキシ系液晶、ビフェニル系液晶、フェニルシクロヘキ
サン系液晶、エステル系液晶、ターフェニル系液晶、ビ
フェニルシクロヘキサン系液晶、ピリミジン系液晶、ジ
オキサン系液晶、ビシクロオクタン系液晶、キュバン系
液晶などが用いられる。また、これらの液晶に、例えば
コレスチルクロライド、コレステリルノナエート、コレ
ステリルカーボネートなどのコレステリック液晶や商品
名「C−15」、「CB−15」(メルク社製)として
販売されているようなカイラル剤などを添加して使用す
ることもできる。さらに、p−デシロキシベンジリデン
−p−アミノ−2−メチルブチルシンナメートなどの強
誘電性液晶も使用することができる。また、液晶セルの
外側に使用される偏光板としては、ポリビニルアルコー
ルを延伸配向させながら、ヨウ素を吸収させたH膜と呼
ばれる偏光膜を酢酸セルロース保護膜で挟んだ偏光板、
またはH膜そのものからなる偏光板などを挙げることが
できる。(3) Two substrates on which the liquid crystal alignment films are formed as described above are prepared, and the two substrates are separated by a gap (so that the rubbing directions of the respective liquid crystal alignment films are orthogonal or antiparallel). (A cell gap), the peripheral portions of the two substrates are bonded together with a sealant, and liquid crystal is filled into the surface of the substrate and the cell gap defined by the sealant, and the filling hole is sealed. To form a liquid crystal cell.
Then, a polarizing plate is provided on the outer surface of the liquid crystal cell, that is, on the other surface side of each substrate constituting the liquid crystal cell, and the polarization direction thereof coincides with or is orthogonal to the rubbing direction of the liquid crystal alignment film formed on one surface of the substrate. Thus, a liquid crystal display element is obtained. As the sealant,
For example, an epoxy resin containing a hardening 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, a nematic liquid crystal is preferable, for example, a Schiff base liquid crystal, an azoxy liquid crystal, a biphenyl liquid crystal, a phenylcyclohexane liquid crystal, an ester liquid crystal, and a terphenyl liquid crystal. Liquid crystal, biphenylcyclohexane liquid crystal, pyrimidine liquid crystal, dioxane liquid crystal, bicyclooctane liquid crystal, cubane liquid crystal and the like are used. In addition, cholesteric liquid crystals such as cholesteryl chloride, cholesteryl nonaate and cholesteryl carbonate, and chiral agents such as those sold under the trade names "C-15" and "CB-15" (manufactured by Merck & Co.) It can also be used by adding thereto. In addition, ferroelectric liquid crystals such as p-decyloxybenzylidene-p-amino-2-methylbutylcinnamate can be used. Further, as a polarizing plate used outside the liquid crystal cell, a polarizing plate in which a polarizing film called an H film absorbing iodine is sandwiched between cellulose acetate protective films while stretching and aligning polyvinyl alcohol,
Alternatively, a polarizing plate composed of the H film itself can be used.
【0046】[0046]
【実施例】以下、本発明を実施例により、さらに具体的
に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるも
のではない。また、以下の実施例および比較例によって
調製された液晶配向剤、作製された液晶表示素子につい
ての測定方法および評価方法は下記のとおりである。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. The measuring method and evaluation method for the liquid crystal aligning agents prepared by the following Examples and Comparative Examples and the manufactured liquid crystal display devices are as follows.
【0047】〔液晶配向剤(溶液)の表面自由エネルギ
ー〕白金リングを備えた吊環法による表面自由エネルギ
ー計〔協和界面科学(株)製〕を用いて、温度25℃に
おいて測定した。[Surface Free Energy of Liquid Crystal Alignment Agent (Solution)] The surface free energy was measured at a temperature of 25 ° C. using a surface free energy meter (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) equipped with a platinum ring by a suspension ring method.
【0048】〔薄膜の表面自由エネルギー〕文献「JO
URNAL OF APPLIED POLYMER
SCIENCE VOL.13,PP.1741−17
47(1969)」に記載されている、D.K.OWE
NSらの方法に従い、薄膜上における純水の接触角およ
びヨウ化メチレンの接触角から、次のようにして求め
た。[Surface Free Energy of Thin Film] Reference "JO
URNAL OF APPLIED POLYMER
SCIENCE VOL. 13, PP. 1741-17
47 (1969) ". K. OWE
According to the method of NS et al., It was determined from the contact angle of pure water and the contact angle of methylene iodide on the thin film as follows.
【0049】固体の表面に液体が接触している系におい
て、当該液体の表面自由エネルギー(表面張力ともいわ
れる。)と、固体の表面自由エネルギーと、接触角との
関係は、下記数式(1)で表わされる。In a system in which a liquid is in contact with the surface of a solid, the relationship between the surface free energy (also referred to as surface tension) of the liquid, the surface free energy of the solid, and the contact angle is given by the following equation (1). Is represented by
【数2】 (Equation 2)
【0050】ここで、γL :液体の表面自由エネルギ
ー γL d :液体の表面自由エネルギーの分散成分 γL p :液体の表面自由エネルギーの極性成分 γS d :固体の表面自由エネルギーの分散成分 γS p :固体の表面自由エネルギーの極性成分 θ :接触角Here, γ L : surface free energy of liquid γ L d : dispersion component of surface free energy of liquid γ L p : polar component of surface free energy of liquid γ S d : dispersion component of surface free energy of solid γ S p : Polar component of surface free energy of solid θ: Contact angle
【0051】而して、20℃において、純水について
は、γL =72.8、γL d =21.8およびγL p =
51.0(単位はdyn/cm)であり、ヨウ化メチレ
ンについては、γL =50.8、γL d =49.5およ
びγL p =1.3である。これらの値を数式(1)に代
入すると、純水の場合には下記数式(2)が、ヨウ化メ
チレンの場合には数式(3)が得られる。ここで、θ1
およびθ2 は、それぞれ純水およびヨウ化メチレンの接
触角である。Thus, at 20 ° C., for pure water, γ L = 72.8, γ L d = 21.8 and γ L p =
51.0 (unit is dyn / cm). For methylene iodide, γ L = 50.8, γ L d = 49.5, and γ L p = 1.3. When these values are substituted into Expression (1), Expression (2) below is obtained in the case of pure water, and Expression (3) is obtained in the case of methylene iodide. Where θ 1
And θ 2 are the contact angles of pure water and methylene iodide, respectively.
【0052】[0052]
【数3】 (Equation 3)
【0053】従って、数式(2)および数式(3)に、
接触角の測定値を代入し、この連立方程式からγS d お
よびγS p を求め、さらに下記数式(4)により薄膜の
表面自由エネルギーγS を求めた。Therefore, in the equations (2) and (3),
By substituting the measured value of the contact angle to obtain the gamma S d and gamma S p from the simultaneous equations to determine the surface free energy gamma S of the thin film by further following formula (4).
【0054】[0054]
【数4】 (Equation 4)
【0055】なお、接触角は、接触角測定装置「CA−
A型」(協和界面科学(株)製)を用いて、水またはヨ
ウ化メチレンを薄膜上に4マイクロリットル滴下し、1
分間経過後の接触角を測定することにより求めた。The contact angle was measured using a contact angle measuring device “CA-
Using Type A (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.), 4 microliters of water or methylene iodide was dropped on the thin film, and 1
It was determined by measuring the contact angle after a lapse of minutes.
【0056】〔薄膜の膜厚均一性〕 シリコーンウェハよりなる基板上に液晶配向剤を印刷法
によって塗布し、当該基板を180℃で1時間乾燥して
形成された薄膜について、測定点10点を選び触針式膜
厚計「アルファステップ」(米国TENCOR INS
TRUMENTS社製)で膜厚を測定し、薄膜の膜厚の
平均値および最大較差(最大膜厚と最小膜厚との差)を
求めた。[Thickness uniformity of thin film] A liquid crystal aligning agent is applied on a substrate made of a silicone wafer by a printing method, and the substrate is dried at 180 ° C. for 1 hour. Selective stylus type film thickness meter "Alpha Step" (Tencor INS, USA)
The thickness of the thin film was measured using a TRUMENTS company, and the average value and the maximum difference (difference between the maximum film thickness and the minimum film thickness) of the thin film were determined.
【0057】〔液晶配向剤の必要塗布量〕ITO膜電極
が設けられた透明基板(10インチ角)に液晶配向剤を
印刷法により塗布するに際し、当該基板100枚の表面
に塗布するのに要した液晶配向剤の量を求めた。[Required Amount of Liquid Crystal Alignment Agent] When a liquid crystal alignment agent is applied to a transparent substrate (10 inch square) provided with an ITO film electrode by a printing method, it is necessary to apply the liquid crystal alignment agent to the surface of 100 substrates. The amount of the liquid crystal alignment agent thus obtained was determined.
【0058】〔液晶の配向性〕液晶表示素子に電圧をオ
ン・オフさせた時の液晶セル中の異常ドメインの有無を
偏光顕微鏡で観察し、異常ドメインのない場合を「良
好」と、ある場合を「不良」と判定した。[Orientation of Liquid Crystal] The presence or absence of an abnormal domain in the liquid crystal cell when the voltage is turned on / off in the liquid crystal display element is observed with a polarizing microscope. Was determined to be "poor".
【0059】〔液晶表示素子のプレチルト角〕「T.
J.Schffer,et.al.,J.Appl.P
hys.,vol.19,2013(1980)」に記
載の方法に準拠し、He−Neレーザー光を用いる結晶
回転法により測定した。[Pretilt Angle of Liquid Crystal Display Element]
J. Schffer, et. al. , J. et al. Appl. P
hys. , Vol. 19, 2013 (1980) ", and measured by a crystal rotation method using a He-Ne laser beam.
【0060】〔長期間使用における信頼性(表示欠陥の
有無)〕高温高湿環境(温度80℃,相対湿度80%)
下において、液晶表示素子を、5V、60Hzの矩形波
で駆動させ、1000時間経過後における白いシミ状の
表示欠陥の有無を目視により観察した。[Reliability in long-term use (presence or absence of display defects)] High-temperature and high-humidity environment (temperature 80 ° C., relative humidity 80%)
Below, the liquid crystal display element was driven by a rectangular wave of 5 V, 60 Hz, and the presence or absence of a white spot-like display defect after 1000 hours was visually observed.
【0061】〔合成例1〕2,3,5−トリカルボキシ
シクロペンチル酢酸二無水物224.17g(1.00
モル)、p−フェニレンジアミン21.63g(0.2
0モル)、4,4’−ジアミノジフェニルメタン14
8.70g(0.75モル)および3,5−ジアミノ安
息香酸コレステリル26.04g(0.05モル)をN
−メチル−2−ピロリドン2000gに溶解させ、この
溶液を50℃で6時間反応させた。次いで、得られた反
応溶液を大過剰の純水に注いで反応生成物を沈澱させ
た。その後、固形物を分離して純水で洗浄し、減圧下4
0℃で15時間乾燥させることにより、対数粘度(ηl
n)1.28dl/gの重合体(A−1)386.9g
を得た。Synthesis Example 1 224.17 g of 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride (1.00
Mol), 21.63 g of p-phenylenediamine (0.2
0 mol), 4,4'-diaminodiphenylmethane 14
8.70 g (0.75 mol) and 26.04 g (0.05 mol) of cholesteryl 3,5-diaminobenzoate in N
-Methyl-2-pyrrolidone was dissolved in 2000 g, and this solution was reacted at 50 ° C. for 6 hours. Next, the obtained reaction solution was poured into a large excess of pure water to precipitate a reaction product. Thereafter, the solid is separated, washed with pure water, and dried under reduced pressure for 4 hours.
By drying at 0 ° C. for 15 hours, the logarithmic viscosity (ηl
n) 386.9 g of 1.28 dl / g polymer (A-1)
I got
【0062】〔合成例2〕合成例1で得られた重合体
(A−1)30.0gをγ−ブチロラクトン570gに
溶解させ、ピリジン33.3gおよび無水酢酸25.8
gを添加して110℃で3時間脱水閉環させた。次い
で、合成例1と同様にして、反応生成物の沈殿・分離・
洗浄・乾燥を行うことにより、対数粘度(ηln)1.
31dl/gの重合体(B−1)28.0gを得た。[Synthesis Example 2] 30.0 g of the polymer (A-1) obtained in Synthesis Example 1 was dissolved in 570 g of γ-butyrolactone, 33.3 g of pyridine and 25.8 acetic anhydride.
g was added and dehydration ring closure was performed at 110 ° C. for 3 hours. Next, in the same manner as in Synthesis Example 1, precipitation, separation,
By performing washing and drying, logarithmic viscosity (ηln) 1.
28.0 g of a polymer (B-1) of 31 dl / g was obtained.
【0063】〔合成例3〕合成例1において用いたテト
ラカルボン酸二無水物に代えて、1,3,3a,4,
5,9b−ヘキサヒドロ−8−メチル−5(テトラヒド
ロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,
2−c]−フラン−1,3−ジオン314.30g
(1.00モル)を用いたこと以外は合成例1と同様に
して、対数粘度(ηln)1.08dl/gの重合体
(A−2)469.8gを得た。その後、重合体(A−
1)に代えて重合体(A−2)30.0gを用いたこと
以外は合成例2と同様にして、対数粘度(ηln)1.
01dl/gの重合体(B−2)26.9gを得た。[Synthesis Example 3] Instead of the tetracarboxylic dianhydride used in Synthesis Example 1, 1,3,3a, 4,4
5,9b-Hexahydro-8-methyl-5 (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,
2-c] -furan-1,3-dione 314.30 g
In the same manner as in Synthesis Example 1 except that (1.00 mol) was used, 469.8 g of a polymer (A-2) having an intrinsic viscosity (ηln) of 1.08 dl / g was obtained. Then, the polymer (A-
Except that 30.0 g of the polymer (A-2) was used in place of 1), the logarithmic viscosity (ηln) was 1.
26.9 g of a polymer (B-2) of 01 dl / g was obtained.
【0064】〔合成例4〕合成例3において用いたジア
ミン化合物に代えて、p−フェニレンジアミン81.1
1g(0.75モル)、4,4’−ジアミノジフェニル
メタン39.65g(0.20モル)および3,5−ジ
アミノ安息香酸コレステリル26.04g(0.05モ
ル)を用いたこと以外は合成例3と同様にして、対数粘
度(ηln)1.18dl/gの重合体(A−3)42
4.1gを得た。その後、重合体(A−1)に代えて重
合体(A−3)30.0gを用いたこと以外は合成例2
と同様にして、対数粘度(ηln)1.11dl/gの
重合体(B−3)27.2gを得た。[Synthesis Example 4] Instead of the diamine compound used in Synthesis Example 3, p-phenylenediamine 81.1 was used.
Synthesis example except that 1 g (0.75 mol), 39.65 g (0.20 mol) of 4,4′-diaminodiphenylmethane and 26.04 g (0.05 mol) of cholesteryl 3,5-diaminobenzoate were used. Polymer (A-3) 42 having a logarithmic viscosity (ηln) of 1.18 dl / g in the same manner as in Example 3.
4.1 g were obtained. Thereafter, Synthesis Example 2 was repeated except that 30.0 g of the polymer (A-3) was used instead of the polymer (A-1).
In the same manner as in the above, 27.2 g of a polymer (B-3) having a logarithmic viscosity (ηln) of 1.11 dl / g was obtained.
【0065】〔合成例5〕合成例3において用いたジア
ミン化合物に代えて、p−フェニレンジアミン21.6
3g(0.20モル)、4,4’−ジアミノジフェニル
メタン138.79g(0.70モル)および3,5−
ジアミノ安息香酸コレステリル52.08g(0.10
モル)を用いたこと以外は合成例3と同様にして、対数
粘度(ηln)0.88dl/gの重合体(A−4)4
84.8gを得た。その後、重合体(A−1)に代えて
重合体(A−4)30.0gを用いたこと以外は合成例
2と同様にして、対数粘度(ηln)0.74dl/g
の重合体(B−4)26.8gを得た。[Synthesis Example 5] In place of the diamine compound used in Synthesis Example 3, p-phenylenediamine 21.6 was used.
3g (0.20 mol), 138.79 g (0.70 mol) of 4,4'-diaminodiphenylmethane and 3,5-
52.08 g of cholesteryl diaminobenzoate (0.10 g)
(A-4) 4 having a logarithmic viscosity (ηln) of 0.88 dl / g in the same manner as in Synthesis Example 3 except that (mol) was used.
84.8 g were obtained. Thereafter, logarithmic viscosity (ηln) 0.74 dl / g was obtained in the same manner as in Synthesis Example 2 except that 30.0 g of polymer (A-4) was used instead of polymer (A-1).
26.8 g of a polymer (B-4) was obtained.
【0066】〔合成例6〕合成例1において用いたテト
ラカルボン酸二無水物に代えて、ピロメリット酸二無水
物218.12(1.00モル)を用いたこと以外は合
成例1と同様にして、対数粘度(ηln)1.58dl
/gの重合体(A−5)385.4gを得た。[Synthesis Example 6] The same as Synthesis Example 1 except that pyromellitic dianhydride 218.12 (1.00 mol) was used in place of the tetracarboxylic dianhydride used in Synthesis Example 1. And logarithmic viscosity (ηln) 1.58 dl
/ G of polymer (A-5) 385.4 g was obtained.
【0067】〔合成例7〕合成例1において用いたジア
ミン化合物に代えて、p−フェニレンジアミン107.
06g(0.99モル)を用いたこと以外は合成例1と
同様にして、対数粘度(ηln)1.39dl/gの重
合体(A−6)315.7gを得た。[Synthesis Example 7] Instead of the diamine compound used in Synthesis Example 1, p-phenylenediamine 107.
315.7 g of a polymer (A-6) having an intrinsic viscosity (ηln) of 1.39 dl / g was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that 06 g (0.99 mol) was used.
【0068】〔合成例8〕合成例3において用いたジア
ミン化合物に代えて、p−フェニレンジアミン21.6
3g(0.20モル)、4,4’−ジアミノジフェニル
メタン118.96g(0.60モル)および3,5−
ジアミノ安息香酸コレステリル104.16g(0.2
0モル)を用いたこと以外は合成例1と同様にして、対
数粘度(ηln)0.68dl/gの重合体(A−7)
508.7gを得た。その後、重合体(A−1)に代え
て重合体(A−7)30.0gを用いたこと以外は合成
例2と同様にして、対数粘度(ηln)0.54dl/
gの重合体(B−7)26.5gを得た。[Synthesis Example 8] Instead of the diamine compound used in Synthesis Example 3, p-phenylenediamine 21.6 was used.
3g (0.20 mol), 118.96 g (0.60 mol) of 4,4'-diaminodiphenylmethane and 3,5-
104.16 g of cholesteryl diaminobenzoate (0.2
Polymer (A-7) having an logarithmic viscosity (ηln) of 0.68 dl / g in the same manner as in Synthesis Example 1 except that 0 mol) was used.
508.7 g were obtained. Thereafter, the logarithmic viscosity (ηln) was 0.54 dl / in the same manner as in Synthesis Example 2 except that 30.0 g of the polymer (A-7) was used instead of the polymer (A-1).
Thus, 26.5 g of a polymer (B-7) was obtained.
【0069】<実施例1> (1)液晶配向剤の調製:合成例1で得られた重合体
(A−1)1gを、N−メチル−2−ピロリドンと3−
エトキシプロピオン酸エチルとの混合溶媒(混合重量
比:60/40)に溶解させて、固形分濃度4重量%の
溶液とし、この溶液を孔径1μmのフィルターで濾過し
て液晶配向剤を調製した。得られた液晶配向剤(溶液)
の表面自由エネルギーは35.2dyn/cmであっ
た。<Example 1> (1) Preparation of liquid crystal aligning agent: 1 g of the polymer (A-1) obtained in Synthesis Example 1 was mixed with N-methyl-2-pyrrolidone and 3-
It was dissolved in a mixed solvent with ethyl ethoxypropionate (mixing weight ratio: 60/40) to obtain a solution having a solid content of 4% by weight, and this solution was filtered through a filter having a pore size of 1 μm to prepare a liquid crystal aligning agent. The obtained liquid crystal aligning agent (solution)
Had a surface free energy of 35.2 dyn / cm.
【0070】(2)薄膜の形成: この液晶配向剤を、ITO膜からなる透明電極が設けら
れたガラス基板の当該透明電極面に配向剤塗布用印刷機
を用いて塗布し、180℃のホットプレート上で20分
間乾燥することにより薄膜を形成した。この薄膜の膜厚
の平均値は500Å、膜厚の最大較差が15Åであり、
膜厚均一性に優れているものであった。この薄膜の表面
自由エネルギーは45.3dyn/cmであった。(2) Formation of Thin Film: This liquid crystal aligning agent is applied to the transparent electrode surface of a glass substrate provided with a transparent electrode made of an ITO film using a printing machine for applying an aligning agent. A thin film was formed by drying on a plate for 20 minutes. The average value of the film thickness of this thin film is 500 °, the maximum thickness difference is 15 °,
The film had excellent film thickness uniformity. The surface free energy of this thin film was 45.3 dyn / cm.
【0071】(3)液晶配向膜の形成:形成された薄膜
の表面に対し、レーヨン製の布を巻き付けたロールを有
するラビングマシーンを用いてラビング処理を行うこと
により、液晶分子の配向能を当該薄膜に付与して液晶配
向膜を形成した。ここに、ラビング処理条件は、ロール
の回転数500rpm、ステージの移動速度1cm/
秒、毛足押し込み長さ0.4mmとした。(3) Formation of liquid crystal alignment film: The surface of the formed thin film is subjected to a rubbing treatment using a rubbing machine having a roll around which a cloth made of rayon is wound, so that the alignment ability of the liquid crystal molecules is reduced. It was applied to a thin film to form a liquid crystal alignment film. Here, the rubbing treatment conditions were as follows: the number of rotations of the roll was 500 rpm, and the moving speed of the stage was 1 cm /
Seconds, the length of the pressed foot was 0.4 mm.
【0072】(4)液晶表示素子の作製:上記のように
して液晶配向膜が形成された基板を2枚作製し、それぞ
れの基板の外縁部に、直径17μmの酸化アルミニウム
球を含有するエポキシ樹脂をスクリーン印刷法によって
塗布した後、それぞれの液晶配向膜におけるラビング方
向が逆平行となるように2枚の基板を間隙を介して対向
配置し、外縁部同士を当接させて圧着して接着剤を硬化
させた。次いで、基板の表面および外縁部の接着剤によ
り区画されたセルギャップ内に、ネマティック型液晶
「ZLI−5080」(メルク社製)を注入充填し、次
いで、注入孔をエポキシ系接着剤で封止して液晶セルを
構成した。次いで、液晶セルの外表面、すなわち、液晶
セルを構成するそれぞれの基板の他面に、偏光方向が当
該基板の一面に形成された液晶配向膜のラビング方向と
一致するように偏光板を貼り合わせることにより、液晶
表示素子を作製した。(4) Production of liquid crystal display element: Two substrates on which a liquid crystal alignment film was formed as described above were produced, and an epoxy resin containing aluminum oxide spheres having a diameter of 17 μm on the outer edge of each substrate. Is applied by a screen printing method, and two substrates are opposed to each other with a gap therebetween so that the rubbing directions of the respective liquid crystal alignment films are antiparallel. Was cured. Next, a nematic liquid crystal “ZLI-5080” (manufactured by Merck) is injected and filled into the cell gap defined by the adhesive on the surface of the substrate and the outer edge, and the injection hole is sealed with an epoxy adhesive. Thus, a liquid crystal cell was formed. Next, a polarizing plate is attached to the outer surface of the liquid crystal cell, that is, the other surface of each substrate constituting the liquid crystal cell, such that the polarization direction matches the rubbing direction of the liquid crystal alignment film formed on one surface of the substrate. Thus, a liquid crystal display element was manufactured.
【0073】(5)液晶表示素子の評価:以上のように
して作製された液晶表示素子について、液晶配向性を調
べたところ、電圧をオン・オフさせた時に液晶セル中に
異常ドメインは認められず、優れた配向性を有するもの
であることが認められた。また、この液晶表示素子にお
けるプレチルト角は5.3°と高い値を示し、高温高湿
下において長期間使用しても白いシミ状の表示欠陥は認
められず、信頼性の高いものであった。(5) Evaluation of liquid crystal display element: The liquid crystal display element produced as described above was examined for liquid crystal orientation. When the voltage was turned on and off, abnormal domains were found in the liquid crystal cell. It was confirmed that the composition had excellent orientation. In addition, the pretilt angle of this liquid crystal display element was as high as 5.3 °, and white stain-like display defects were not observed even after long-term use under high temperature and high humidity, which was highly reliable. .
【0074】<実施例2〜実施例10>表1に示す重合
体Aおよび重合体Bの各々を同表に示す組成の混合溶媒
の各々に溶解させて固形分濃度4重量%の溶液を得、こ
の溶液を用いたこと以外は実施例1と同様にして、本発
明の液晶配向剤を調製し、基板上に薄膜を形成し、当該
薄膜にラビング処理を行って液晶配向膜を形成し、当該
液晶配向膜を備えてなる液晶表示素子を作製した。<Examples 2 to 10> Each of the polymers A and B shown in Table 1 was dissolved in each of the mixed solvents having the compositions shown in Table 1 to obtain a solution having a solid concentration of 4% by weight. In the same manner as in Example 1 except that this solution was used, a liquid crystal alignment agent of the present invention was prepared, a thin film was formed on a substrate, and a rubbing treatment was performed on the thin film to form a liquid crystal alignment film. A liquid crystal display device including the liquid crystal alignment film was manufactured.
【0075】<比較例1〜比較例6>表2に示す重合体
Aおよび重合体Bの各々を同表に示す組成の混合溶媒の
各々に溶解させて固形分濃度4重量%の溶液を得、この
溶液を用いたこと以外は実施例1と同様にして、比較用
の液晶配向剤を調製し、基板上に薄膜を形成し、当該薄
膜にラビング処理を行って液晶配向膜を形成し、当該液
晶配向膜を備えてなる液晶表示素子を作製した。Comparative Examples 1 to 6 Polymers A and B shown in Table 2 were each dissolved in each of the mixed solvents having the compositions shown in Table 2 to obtain a solution having a solid content of 4% by weight. A liquid crystal alignment agent for comparison was prepared in the same manner as in Example 1 except that this solution was used, a thin film was formed on a substrate, and a rubbing process was performed on the thin film to form a liquid crystal alignment film. A liquid crystal display device including the liquid crystal alignment film was manufactured.
【0076】上記実施例1〜10および比較例1〜6に
より調製された液晶配向剤(溶液)の各々についての表
面自由エネルギー、形成された薄膜の表面自由エネルギ
ー、当該薄膜の膜厚均一性、前記液晶配向剤の必要塗布
量、作製された液晶表示素子の液晶配向性、プレチルト
角および長期使用における表示欠陥の有無について、測
定結果および評価結果を表1〜表2に示す。The surface free energy of each of the liquid crystal aligning agents (solutions) prepared in Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 6, the surface free energy of the formed thin film, the film thickness uniformity of the thin film, Measurement results and evaluation results are shown in Tables 1 and 2 for the required coating amount of the liquid crystal alignment agent, the liquid crystal alignment property of the manufactured liquid crystal display element, the pretilt angle, and the presence or absence of display defects during long-term use.
【0077】なお、表1〜表2において、混合溶媒を構
成する溶媒(a)〜(e)の種類は下記のとおりであ
る。 ・溶媒(a):N−メチル−2−ピロリドン ・溶媒(b):3−エトキシプロピオン酸エチル ・溶媒(c):エチレングリコールモノヘキシルエーテ
ル ・溶媒(d):γ−ブチロラクトン ・溶媒(e):エチレングリコールブチルエーテルIn Tables 1 and 2, the types of the solvents (a) to (e) constituting the mixed solvent are as follows. Solvent (a): N-methyl-2-pyrrolidone Solvent (b): ethyl 3-ethoxypropionate Solvent (c): ethylene glycol monohexyl ether Solvent (d): γ-butyrolactone Solvent (e) : Ethylene glycol butyl ether
【0078】[0078]
【表1】 [Table 1]
【0079】[0079]
【表2】 [Table 2]
【0080】<液晶配向剤(溶液)の表面自由エネルギ
ーと膜厚均一性との関係>実施例3〜5および比較例3
〜4により調製された液晶配向剤について、液晶配向剤
(溶液)の表面自由エネルギーと、形成された薄膜の膜
厚均一性との関係を図1に示す。上記実施例および比較
例に係る液晶配向剤は、何れも、溶媒(a)と溶媒
(c)との混合溶媒に重合体(A−1)を溶解させて調
製したものであり、表面自由エネルギーが45.3dy
n/cmの薄膜を形成するものである。図1に示すよう
に、実施例3〜5に係る液晶配向剤と、比較例3〜4に
係る液晶配向剤とでは、形成される薄膜の膜厚均一性の
効果に関して、顕著な差異が認められる。<Relationship between Surface Free Energy of Liquid Crystal Alignment Agent (Solution) and Uniformity of Film Thickness> Examples 3 to 5 and Comparative Example 3
FIG. 1 shows the relationship between the surface free energy of the liquid crystal aligning agent (solution) and the thickness uniformity of the formed thin film for the liquid crystal aligning agents prepared in Nos. 1 to 4. Each of the liquid crystal alignment agents according to the above Examples and Comparative Examples is prepared by dissolving the polymer (A-1) in a mixed solvent of the solvent (a) and the solvent (c), and has a surface free energy of Is 45.3 dy
It forms a thin film of n / cm. As shown in FIG. 1, a remarkable difference was observed between the liquid crystal aligning agents according to Examples 3 to 5 and the liquid crystal aligning agents according to Comparative Examples 3 and 4 with respect to the effect of uniformity of the thickness of the formed thin film. Can be
【0081】さらに、実施例1〜10および比較例1〜
4により調製された液晶配向剤について、液晶配向剤
(溶液)の表面自由エネルギーと、形成された薄膜の膜
厚均一性との関係を図2に示す。図2に示すように、液
晶配向剤(溶液)の表面自由エネルギーを特定の範囲
(30dyn/cmを超え38dyn/cm以下)に制
御することにより、重合体の種類および溶媒の種類とは
無関係に、格段に優れた膜厚均一性の効果が認められ
る。Further, Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to
FIG. 2 shows the relationship between the surface free energy of the liquid crystal aligning agent (solution) and the thickness uniformity of the formed thin film for the liquid crystal aligning agent prepared in 4 above. As shown in FIG. 2, by controlling the surface free energy of the liquid crystal aligning agent (solution) to a specific range (more than 30 dyn / cm and less than 38 dyn / cm), regardless of the type of the polymer and the type of the solvent. A remarkable effect of uniformity of film thickness is recognized.
【0082】[0082]
【発明の効果】本発明の液晶配向膜の形成方法によれ
ば、基板に対する液晶配向剤の塗布量が少量であって
も、膜厚均一性の高い薄膜を形成することができ、優れ
た表示特性を液晶表示素子に発現させることができる液
晶配向膜が得られる。また、本発明の液晶配向膜の形成
方法によれば、液晶配向性に優れた液晶配向膜を形成す
ることができると共に、液晶表示素子に高いプレチルト
角を発現させることができる。さらに、本発明の方法に
よる液晶配向膜によれば、長期間の使用によっても液晶
表示素子に表示欠陥を発生させず、当該液晶表示素子に
高い信頼性を発現させることができる。According to the method for forming a liquid crystal alignment film of the present invention, a thin film having a high uniformity of the film thickness can be formed even when the amount of the liquid crystal alignment agent applied to the substrate is small, resulting in excellent display. A liquid that can exhibit properties in a liquid crystal display device
A crystalline orientation film is obtained. Further, formation of the liquid crystal alignment film of the present invention
According to the method , a liquid crystal alignment film having excellent liquid crystal alignment properties can be formed, and a high pretilt angle can be exhibited in a liquid crystal display device. Further, the method of the present invention
According to such a liquid crystal alignment film , a display defect does not occur in the liquid crystal display element even after long-term use, and the liquid crystal display element can exhibit high reliability.
【0083】本発明の方法により形成される液晶配向膜
は、TN型液晶表示素子のみならずSTN(Super
Twisted Nematic)型液晶表示素子、
SH(Super Homeotropic)型液晶表
示素子、IPS(In−Plane−Switchin
g)型液晶表示素子、強誘電性液晶表示素子および反強
誘電性液晶表示素子など種々の液晶表示素子を構成する
ために好適に使用することができる。また、当該液晶配
向膜を備えた液晶表示素子は、液晶の配向性および信頼
性にも優れ、種々の装置に有効に使用することができ、
例えば卓上計算機、腕時計、置時計、計数表示板、ワー
ドプロセッサ、パーソナルコンピュータ、液晶テレビな
どの表示装置として好適に用いることができる。The liquid crystal alignment film formed by the method of the present invention can be used not only for TN type liquid crystal display devices but also for STN (Super
(Twisted Nematic) type liquid crystal display element,
SH (Super Homeotropic) type liquid crystal display device, IPS (In-Plane-Switchin)
It can be suitably used for forming various liquid crystal display elements such as a g) type liquid crystal display element, a ferroelectric liquid crystal display element, and an antiferroelectric liquid crystal display element. In addition, a liquid crystal display device provided with the liquid crystal alignment film has excellent liquid crystal alignment and reliability, and can be effectively used for various devices.
For example, it can be suitably used as a display device such as a desk calculator, a wristwatch, a clock, a counting display, a word processor, a personal computer, and a liquid crystal television.
【図1】実施例3〜5および比較例3〜4により調製さ
れた液晶配向剤について、液晶配向剤(溶液)の表面自
由エネルギーと、形成された薄膜の膜厚均一性との関係
を示すグラフである。FIG. 1 shows the relationship between the surface free energy of a liquid crystal aligning agent (solution) and the thickness uniformity of a formed thin film for liquid crystal aligning agents prepared in Examples 3 to 5 and Comparative Examples 3 and 4. It is a graph.
【図2】実施例1〜10および比較例1〜4により調製
された液晶配向剤について、液晶配向剤(溶液)の表面
自由エネルギーと、形成された薄膜の膜厚均一性との関
係を示すグラフである。FIG. 2 shows the relationship between the surface free energy of a liquid crystal aligning agent (solution) and the thickness uniformity of a formed thin film for the liquid crystal aligning agents prepared in Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 4. It is a graph.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河村 繁生 東京都中央区築地2丁目11番24号 日本 合成ゴム株式会社内 (72)発明者 松木 安生 東京都中央区築地2丁目11番24号 日本 合成ゴム株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−178213(JP,A) 特開 昭59−121023(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1337 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Shigeo Kawamura 2--11-24 Tsukiji, Chuo-ku, Tokyo Japan Synthetic Rubber Co., Ltd. (72) Inventor Yasuo Matsuki 2-11-24 Tsukiji, Chuo-ku, Tokyo Japan Synthetic Rubber Co., Ltd. (56) References JP-A-63-178213 (JP, A) JP-A-59-121023 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G02F 1 / 1337
Claims (2)
体から選ばれた少なくとも1種の重合体を含有し、表面
自由エネルギーが30dyn/cmを超え、38dyn
/cm以下の溶液よりなる液晶配向剤を塗布し乾燥する
ことにより、表面自由エネルギーが38dyn/cmを
超え、50dyn/cm以下である、膜厚の最大較差が
25Å以下の薄膜を形成することを特徴とする液晶配向
膜の形成方法。 1. A surface containing at least one polymer selected from a polyamic acid and an imidized polymer thereof.
Free energy exceeds 30 dyn / cm and 38 dyn
/ Cm or less solution of liquid crystal aligning agent and dry
As a result, the surface free energy becomes 38 dyn / cm
Exceeds 50 dyn / cm, the maximum thickness difference
Liquid crystal alignment characterized by forming a thin film of 25 ° or less
Method of forming a film.
た薄膜に配向能が付与されてなる液晶配向膜を備えるこ
とを特徴とする液晶表示素子。 2. Formed by the method of claim 1.
Liquid crystal alignment film in which alignment ability is imparted to a thin film.
A liquid crystal display device characterized by the following.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23180996A JP3201273B2 (en) | 1996-09-02 | 1996-09-02 | Method for forming liquid crystal alignment film and liquid crystal display element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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