JP5158356B2 - Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element - Google Patents
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Description
本発明は、液晶配向剤、液晶配向膜および液晶表示素子に関する。 The present invention relates to a liquid crystal aligning agent, a liquid crystal alignment film, and a liquid crystal display element.
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液晶の層を形成してサンドイッチ構造のセルとし、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°捻れるようにした、いわゆるTN型(Twisted Nematic)液晶セルを有するTN型液晶表示素子、TN型液晶表示素子に比して高いコントラスト比を実現できるSTN(Super Twisted Nematic)型液晶表示素子、視角依存性の少ないIPS(In−Plane Switching)型液晶表示素子、視角依存性が少ないと共に映像画面の高速応答性に優れた光学補償ベンド(Optically Compensated Birefringence=OCB)型液晶表示素子、負の誘電異方性を有するネマチック液晶を用いたVA(Vertical Alignment)型液晶表示素子などが知られている(特許文献1〜6)。
これらの液晶表示素子における液晶配向膜の材料としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステルなどが知られている。これらのうちポリイミドは、耐熱性、液晶との親和性、機械的強度などの諸特性に優れており、多くの液晶表示素子に使用されている(非特許文献1および2)。
Currently, as a liquid crystal display element, a liquid crystal alignment film is formed on the surface of a substrate on which a transparent conductive film is provided to form a liquid crystal display element substrate. A so-called TN type (twisted nematic) in which the long axis of liquid crystal molecules is continuously twisted by 90 ° from one substrate to the other substrate. ) TN type liquid crystal display element having a liquid crystal cell, STN (Super Twisted Nematic) type liquid crystal display element capable of realizing a higher contrast ratio than TN type liquid crystal display element, IPS (In-Plane Switching) type having less viewing angle dependency Optical compensation bend (Optical) with low viewing angle dependency and excellent high-speed response of video screen y Compensated Birefringence = OCB) type liquid crystal display device, such as a VA (Vertical Alignment) type liquid crystal display device using a nematic liquid crystal is known to have a negative dielectric anisotropy (Patent Documents 1 to 6).
Known materials for the liquid crystal alignment film in these liquid crystal display elements include polyimide, polyamide, and polyester. Among these, polyimide is excellent in various properties such as heat resistance, affinity with liquid crystal, and mechanical strength, and is used in many liquid crystal display elements (Non-Patent Documents 1 and 2).
ところで、液晶表示素子においては、高精細化などの表示品位向上の要求が厳しくなってきている。特に近年、大型の液晶テレビジョンの普及および動画の固定技術の進展に伴い、液晶表示素子においても高度な動画を迅速且つ精細に表示しうる性能が、従来にも増して求められるようになった。かかる観点から、液晶配向膜には高い電圧保持性能および良好な焼き付き特性が要求される。ここで、焼き付きとは、電荷の印加によって画面上に表示されたイメージが、電荷解除後も残存する現象をいい、電荷ストレス解除直後のイメージ残存の程度(ストレス解放直後の焼き付き特性)および電荷ストレス解除からイメージの消失までに要する時間の長短(焼き付き緩和性)の双方によって表現される。すなわち、ストレス解放直後の焼き付きが大きければそれだけで焼き付き特性は不良とされ、ストレス解放直後の焼き付きが小さくとも、それが長時間(例えば数日間)消えなければ、やはり焼き付き特性は不良とされる。
液晶配向膜として従来から要求されている諸性能、すなわち耐熱性、液晶との親和性、機械的強度などを具備することのほか、高い電圧保持性能を有し、さらにストレス解放直後の焼き付きおよび焼き付き緩和性のすべてに優れる液晶配向膜材料は従来知られていない。
In addition to various performances that have been conventionally required as a liquid crystal alignment film, that is, heat resistance, affinity with liquid crystal, mechanical strength, etc., it has high voltage holding performance, and also has burn-in and burn-in immediately after stress release A liquid crystal alignment film material excellent in all of relaxation properties has not been known so far.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、液晶配向膜としての諸性能を具備しつつ、さらに高い電圧保持性能、ストレス解放直後の焼き付きが抑制され、しかも焼き付き緩和性に優れる液晶配向膜、これを与える液晶配向剤ならびに高度な動画を迅速且つ精細に表示しうる表示品位に優れる液晶表示素子を提供することにある。
本発明のさらに他の目的および利点は、以下の説明から明らかになろう。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object thereof is to provide various performances as a liquid crystal alignment film, while further maintaining high voltage holding performance, seizure immediately after stress release, and seizure mitigation properties. It is an object of the present invention to provide a liquid crystal alignment film excellent in the quality, a liquid crystal alignment agent that provides the same, and a liquid crystal display element excellent in display quality capable of displaying high-quality moving images quickly and finely.
Still other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description.
本発明によれば、本発明の上記目的および利点は、第一に、
(A)1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物を含むテトラカルボン酸二無水物と、下記式(1)
In accordance with the present invention, the above objects and advantages of the present invention are primarily as follows:
(A) tetracarboxylic dianhydride including 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, and the following formula (1)
(式(1)中、RIおよびRIIは、それぞれ、水素原子または炭素数1〜4のアルキル基である。)
で表される化合物を含むジアミンとを反応させて得られるポリアミック酸、および
(B)テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを反応させて得られるポリアミック酸のイミド化重合体
を含有し、そして
(A)ポリアミック酸の有するアミック酸構造の数ならびに(B)イミド化重合体の有するイミド環の数およびアミック酸構造の数の合計に対する(B)イミド化重合体の有するイミド環の数の割合が10〜50%である液晶配向剤によって達成され、第二に
上記の液晶配向剤から形成された液晶配向膜によって達成され、第三に、
上記の液晶配向膜を具備する液晶表示素子によって達成される。
(In Formula (1), R I and R II are each a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)
And (B) a polyamic acid obtained by reacting a diamine containing a compound represented by formula (B), and an imidized polymer of polyamic acid obtained by reacting a tetracarboxylic dianhydride and a diamine, and ( The ratio of the number of imide rings of (B) imidized polymer to the total of A) the number of amic acid structures possessed by polyamic acid and (B) the number of imide rings possessed by imidized polymer and the number of amic acid structures Achieved by a liquid crystal aligning agent that is 10-50%, secondly achieved by a liquid crystal aligning film formed from the above liquid crystal aligning agent, and thirdly,
This is achieved by a liquid crystal display element comprising the above liquid crystal alignment film.
本発明に液晶配向剤から形成される液晶配向膜は、液晶配向膜としての諸性能を具備しつつ、高い電圧保持性能、ストレス解放直後の焼き付きおよび焼き付き緩和性に優れる。本発明の液晶配向剤は、TN型、STN型、VA型、IPS型、OCB型、強誘電性、反強誘電性などの各種液晶表示素子に好適に使用することができる。
本発明の液晶配向剤から形成される液晶配向膜を具備する本発明の液晶表示素子は、高度な動画を迅速且つ精細に表示することができ、表示品位に優れるものである。本発明の液晶表示素子は、種々の装置に好適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ー、液晶テレビなどの表示装置に用いることができる。
The liquid crystal alignment film formed from the liquid crystal alignment agent in the present invention has various performances as a liquid crystal alignment film, and is excellent in high voltage holding performance, burn-in immediately after stress release, and burn-in relaxation. The liquid crystal aligning agent of this invention can be used suitably for various liquid crystal display elements, such as TN type, STN type, VA type, IPS type, OCB type, ferroelectricity, and antiferroelectricity.
The liquid crystal display element of the present invention comprising a liquid crystal alignment film formed from the liquid crystal aligning agent of the present invention can display high-quality moving images quickly and finely and has excellent display quality. The liquid crystal display element of the present invention can be suitably used for various devices, and can be used for display devices such as desk calculators, watches, table clocks, counting display boards, word processors, personal computers, and liquid crystal televisions.
本発明の液晶配向剤は、
(A)1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物を含むテトラカルボン酸二無水物と、上記式(1)で表される化合物を含むジアミンとを反応させて得られるポリアミック酸、および
(B)テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを反応させて得られるポリアミック酸のイミド化重合体
を含有する。
<(A)ポリアミック酸>
[テトラカルボン酸二無水物]
(A)ポリアミック酸を合成するためのテトラカルボン酸二無水物としては、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物のみを用いてもよく、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物と他のテトラカルボン酸二無水物とを併用してもよい。ここで用いることのできる他のテトラカルボン酸二無水物としては、例えば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、
The liquid crystal aligning agent of the present invention is
(A) A polyamic acid obtained by reacting a tetracarboxylic dianhydride containing 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride with a diamine containing a compound represented by the above formula (1) And (B) an imidized polymer of polyamic acid obtained by reacting tetracarboxylic dianhydride and diamine.
<(A) Polyamic acid>
[Tetracarboxylic dianhydride]
(A) As a tetracarboxylic dianhydride for synthesizing a polyamic acid, only 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride may be used, and 1,2,3,4-cyclobutane. Tetracarboxylic dianhydride and other tetracarboxylic dianhydrides may be used in combination. Examples of other tetracarboxylic dianhydrides that can be used here include butanetetracarboxylic dianhydride, 1,2-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 3-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,3-dichloro-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4- Tetramethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride 3,3 ′, 4,4′-dicyclohexyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride, 3,5,6-tricarboxynorbornane- - acetic dianhydride, 2,3,4,5-tetrahydrofuran tetracarboxylic dianhydride,
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ニル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、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、3−オキサビシクロ[3.2.1]オクタン−2,4−ジオン−6−スピロ−3’−(テトラヒドロフラン−2’,5’−ジオン)、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロ−3−フラニル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、3,5,6−トリカルボキシ−2−カルボキシノルボルナン−2:3,5:6−二無水物、4,9−ジオキサトリシクロ[5.3.1.02,6]ウンデカン−3,5,8,10−テトラオン、下記式(T−I)および(T−II) 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, , 3,3a, 4,5,9b-Hexahydro-7-ethyl-5- (teto Hydro-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-dioxotetrahydrofuranyl) -3- Methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride, bi Chlo [2.2.2] -oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, 3-oxabicyclo [3.2.1] octane-2,4-dione-6 -Spiro-3 '-(tetrahydrofuran-2', 5'-dione), 5- (2,5-dioxotetrahydro-3-furanyl) -3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid anhydride 3,5,6-tricarboxy-2-carboxynorbornane-2: 3,5: 6-dianhydride, 4,9-dioxatricyclo [5.3.1.0 2,6 ] undecane-3 , 5, 8, 10-tetraone, the following formulas (TI) and (T-II)
(式(T−I)および(T−II)中、R1およびR3は、それぞれ、芳香環を有する2価の有機基を示し、R2およびR4は、それぞれ、水素原子またはアルキル基を示し、複数存在するR2およびR4はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。)
のそれぞれで表される化合物などの脂肪族または脂環式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、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、2,2’,3,3’−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(T−1)〜(T−4)
(In the formulas (T-I) and (T-II), R 1 and R 3 each represent a divalent organic group having an aromatic ring, and R 2 and R 4 each represent a hydrogen atom or an alkyl group. And a plurality of R 2 and R 4 may be the same or different.)
An aliphatic or alicyclic tetracarboxylic dianhydride such as a compound represented by each of the following:
Pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenylsulfone tetracarboxylic dianhydride, 1,4,5, 8-naphthalene tetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-naphthalene tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyl ether tetracarboxylic 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-dicar Boxyphenoxy) diphenylpropane dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-perfluoroisopropylidene diphthalic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2 , 2 ′, 3,3′-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 (triphenylphthalic acid) -4,4′-diphenylmethane dianhydride, ethylene glycol-bis ( Anhydrotrimellitate), propylene glycol-bis (anhydrotrimellitate), 1,4-butanediol-bis (anhydrotrimellitate) Retate), 1,6-hexanediol-bis (anhydrotrimellitate), 1,8-octanediol-bis (anhydrotrimellitate), 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane-bis ( Anhydrotrimellitate), the following formulas (T-1) to (T-4)
のそれぞれ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。これらは一種単独でまたは二種以上組み合わせて用いられる。
(A)ポリアミック酸を合成するために用いることのできる他のテトラカルボン酸二無水物としては、上記のうち、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、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、3−オキサビシクロ[3.2.1]オクタン−2,4−ジオン−6−スピロ−3’−(テトラヒドロフラン−2’,5’−ジオン)、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロ−3−フラニル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、3,5,6−トリカルボキシ−2−カルボキシノルボルナン−2:3,5:6−二無水物、4,9−ジオキサトリシクロ[5.3.1.02,6]ウンデカン−3,5,8,10−テトラオン、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、2,2’,3,3’−ビフェニル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、上記式(T−I)で表される化合物のうちの下記式(T−5)〜(T−7)
An aromatic tetracarboxylic dianhydride such as a compound represented by each of the above can be exemplified. These may be used alone or in combination of two or more.
(A) Other tetracarboxylic dianhydrides that can be used to synthesize polyamic acid include butanetetracarboxylic dianhydride, 1,3-dimethyl-1,2,3,4 among the above. -Cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid 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, 3-oxabicyclo [3.2.1] octane-2,4-dione-6-spiro-3 '-(tetrahydrofuran-2', 5'-dione) 5- (2,5-dioxotetrahydro-3-furanyl) -3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride, 3,5,6-tricarboxy-2-carboxynorbornane-2: 3,5: 6-dianhydride, 4,9-dioxatricyclo [5.3.1.0 2,6 ] undecane-3,5,8,10-tetraone, pyromellitic dianhydride, 3 , 3 ', 4,4'-Benzophenonetetracarboxylic dianhydride 3,3 ′, 4,4′-biphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, 2,2 ′, 3,3′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic acid Of the compounds represented by the dianhydride and the above formula (TI), the following formulas (T-5) to (T-7)
のそれぞれで表される化合物および上記式(T−II)で表される化合物のうちの下記式(T−8) And the following formula (T-8) among the compounds represented by formula (T-II):
で表される化合物よりなる群から選択される少なくとも一種を用いることが、形成される液晶配向膜がより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い。
特に好ましい他のテトラカルボン酸二無水物は、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、3−オキサビシクロ[3.2.1]オクタン−2,4−ジオン−6−スピロ−3’−(テトラヒドロフラン−2’,5’−ジオン)、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロ−3−フラニル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、3,5,6−トリカルボキシ−2−カルボキシノルボルナン−2:3,5:6−二無水物、4,9−ジオキサトリシクロ[5.3.1.02,6]ウンデカン−3,5,8,10−テトラオン、ピロメリット酸二無水物および上記式(T−5)で表される化合物よりなる群から選択される少なくとも一種である。
(A)ポリアミック酸を合成するために用いられるテトラカルボン酸二無水物は、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物を、全テトラカルボン酸二無水物に対して、40モル%以上含むものであることが好ましく、50モル%以上含むものであることがより好ましく、特に80モル%以上含むものであることが好ましい。
It is preferable to use at least one selected from the group consisting of the compounds represented by the above from the viewpoint that the formed liquid crystal alignment film can exhibit better liquid crystal alignment.
Other particularly preferred tetracarboxylic dianhydrides are 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid 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, 3-oxabicyclo [3.2.1] octane-2,4-dione-6-spiro-3 ′-(tetrahydrofuran) -2 ', 5'-dione), 5- (2,5-dioxotetrahydro-3-furanyl) -3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride, 3,5,6-tri Carboxy-2-carboxynorvo Nan -2: 3,5: 6-dianhydride, 4,9-dioxatricyclo [5.3.1.0 2, 6] undecane -3,5,8,10- tetraone, pyromellitic It is at least one selected from the group consisting of an anhydride and a compound represented by the above formula (T-5).
(A) The tetracarboxylic dianhydride used for synthesizing the polyamic acid is 40 moles of 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride with respect to the total tetracarboxylic dianhydride. %, Preferably 50 mol% or more, more preferably 80 mol% or more.
[ジアミン]
(A)ポリアミック酸を合成するために用いられるジアミンは、上記式(1)で表される化合物を含むものである。
上記式(1)におけるRIおよびRIIの炭素数1〜4のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基を挙げることができる。RIおよびRIIとしては、それぞれ、水素原子またはメチル基が好ましい。RIおよびRIIが炭素数1〜4のアルキル基であるときの結合位置は、それぞれ、アミド結合に対してメタ位であることが好ましい。
上記式(1)において、ベンゼン環に結合している2つのアミノ基の結合位置は、それぞれ、アミド結合に対してパラ位であることが好ましい。
上記式(1)で表される化合物の好ましい具体例としては、例えば下記式(1−1)〜(1−3)
[Diamine]
(A) The diamine used for synthesizing the polyamic acid contains a compound represented by the above formula (1).
Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms of R I and R II in the above formula (1) include a methyl group, an ethyl group, and a propyl group. R I and R II are each preferably a hydrogen atom or a methyl group. When R I and R II are alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, the bonding position is preferably a meta position with respect to the amide bond.
In the above formula (1), the bonding positions of the two amino groups bonded to the benzene ring are preferably para positions with respect to the amide bond.
Preferable specific examples of the compound represented by the above formula (1) include, for example, the following formulas (1-1) to (1-3):
で表される化合物などを挙げることができる。
(A)ポリアミック酸を合成するためのジアミンとしては、上記式(1)で表される化合物のみを用いてもよく、上記式(1)で表される化合物と他のジアミンとを併用してもよい。ここで用いることのできる他のジアミンとしては、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’−ジアミノジフェニルエーテル、1,5−ジアミノナフタレン、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ジトリフルオロメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジトリフルオロメチル−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、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、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−ジメチル-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、;
The compound etc. which are represented by these can be mentioned.
(A) As a diamine for synthesizing a polyamic acid, only the compound represented by the above formula (1) may be used, and the compound represented by the above formula (1) and another diamine may be used in combination. Also good. Examples of other diamines that can be used here include p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylethane, 4,4′-diaminodiphenyl sulfide, 4 , 4'-diaminodiphenylsulfone, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 1,5-diaminonaphthalene, 2,2'-dimethyl-4,4'- Diaminobiphenyl, 3,3′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 2,2′-ditrifluoromethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 3,3′-ditrifluoromethyl-4,4′-diamino Biphenyl, 5-amino-1- (4′-aminophenyl) -1,3,3-trimethylindane, 6-amino-1- (4′- Minophenyl) -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) hexafluoropropane, 2,2 -Bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 4,4'-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, 1,3-bis (4- Aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 9,9-bis (4-aminophenyl) -1 -Hydroanthracene, 2,7-diaminofluorene, 9,9-dimethyl-2,7-diaminofluorene, 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′-bis [( - Amino-2-trifluoromethyl) phenoxy] - aromatic diamines such as octafluoro biphenyl;
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)、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(アミノメチル)シクロヘキサンなどの脂肪族または脂環式ジアミン;
2,3−ジアミノピリジン、2,6−ジアミノピリジン、3,4−ジアミノピリジン、2,4−ジアミノピリミジン、5,6−ジアミノ−2,3−ジシアノピラジン、5,6−ジアミノ−2,4−ジヒドロキシピリミジン、2,4−ジアミノ−6−ジメチルアミノ−1,3,5−トリアジン、1,4−ビス(3−アミノプロピル)ピペラジン、2,4−ジアミノ−6−イソプロポキシ−1,3,5−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−メトキシ−1,3,5−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−フェニル−1,3,5−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−メチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−1,3,5−トリアジン、4,6−ジアミノ−2−ビニル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−5−フェニルチアゾール、2,6−ジアミノプリン、5,6−ジアミノ−1,3−ジメチルウラシル、3,5−ジアミノ−1,2,4−トリアゾール、6,9−ジアミノ−2−エトキシアクリジンラクテート、3,8−ジアミノ−6−フェニルフェナントリジン、1,4−ジアミノピペラジン、3,6−ジアミノアクリジン、ビス(4−アミノフェニル)フェニルアミン、3,6−ジアミノカルバゾール、N−メチル−3,6−ジアミノカルバゾール、N−エチル−3,6−ジアミノカルバゾール、N−フェニル−3,6−ジアミノカルバゾール、N,N’−ビス(4−アミノフェニル)−ベンジジン、N,N’−ビス(4−アミノフェニル)−N,N’−ジメチル−ベンジジン、下記式(D−I)
1,1-metaxylylenediamine, 1,3-propanediamine, tetramethylenediamine, pentamethylenediamine, hexamethylenediamine, heptamethylenediamine, octamethylenediamine, nonamethylenediamine, 4,4-diaminoheptamethylenediamine, 1 , 4-diaminocyclohexane, isophoronediamine, tetrahydrodicyclopentadienylenediamine, hexahydro-4,7-methanoindanylene methylenediamine, tricyclo [6.2.1.0 2,7 ] -undecylenedimethyldiamine, 4 Aliphatic or cycloaliphatic diamines such as 1,4′-methylenebis (cyclohexylamine), 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane, 1,4-bis (aminomethyl) cyclohexane;
2,3-diaminopyridine, 2,6-diaminopyridine, 3,4-diaminopyridine, 2,4-diaminopyrimidine, 5,6-diamino-2,3-dicyanopyrazine, 5,6-diamino-2,4 -Dihydroxypyrimidine, 2,4-diamino-6-dimethylamino-1,3,5-triazine, 1,4-bis (3-aminopropyl) piperazine, 2,4-diamino-6-isopropoxy-1,3 , 5-triazine, 2,4-diamino-6-methoxy-1,3,5-triazine, 2,4-diamino-6-phenyl-1,3,5-triazine, 2,4-diamino-6-methyl -S-triazine, 2,4-diamino-1,3,5-triazine, 4,6-diamino-2-vinyl-s-triazine, 2,4-diamino-5-phenylthiazole, 2,6- Aminopurine, 5,6-diamino-1,3-dimethyluracil, 3,5-diamino-1,2,4-triazole, 6,9-diamino-2-ethoxyacridine lactate, 3,8-diamino-6 Phenylphenanthridine, 1,4-diaminopiperazine, 3,6-diaminoacridine, bis (4-aminophenyl) phenylamine, 3,6-diaminocarbazole, N-methyl-3,6-diaminocarbazole, N-ethyl -3,6-diaminocarbazole, N-phenyl-3,6-diaminocarbazole, N, N'-bis (4-aminophenyl) -benzidine, N, N'-bis (4-aminophenyl) -N, N '-Dimethyl-benzidine, the following formula (DI)
(式(D−I)中、R5はピリジン、ピリミジン、トリアジン、ピペリジンおよびピペラジンから選ばれる窒素原子を含む環構造を有する1価の有機基を示し、X1は2価の有機基を示し、R6は炭素数1〜4のアルキル基を示し、a1は0〜3の整数を示す。)
で表される化合物、下記式(D−II)
(In the formula (DI), R 5 represents a monovalent organic group having a ring structure containing a nitrogen atom selected from pyridine, pyrimidine, triazine, piperidine and piperazine, and X 1 represents a divalent organic group. R 6 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and a1 represents an integer of 0 to 3.)
A compound represented by formula (D-II):
(式(D−II)中、R7はピリジン、ピリミジン、トリアジン、ピペリジンおよびピペラジンから選ばれる窒素原子を含む環構造を有する2価の有機基を示し、X2は、それぞれ、2価の有機基を示し、複数存在するX2はそれぞれ同一であっても異なっていてもよく、R8は、それぞれ、炭素数1〜4のアルキル基を示し、a2は、それぞれ、0〜3の整数を示す。)
で表される化合物などの分子内に2つの1級アミノ基および該1級アミノ基以外の窒素原子を有するジアミン;
下記式(D−III)
(In formula (D-II), R 7 represents a divalent organic group having a ring structure containing a nitrogen atom selected from pyridine, pyrimidine, triazine, piperidine and piperazine, and X 2 represents a divalent organic group, respectively. A plurality of X 2 may be the same or different, R 8 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and a2 represents an integer of 0 to 3, respectively. Show.)
A diamine having two primary amino groups and a nitrogen atom other than the primary amino group in a molecule such as a compound represented by:
The following formula (D-III)
(式(D−III)中、R9は−O−、−COO−、−OCO−、−NHCO−、−CONH−および−CO−から選ばれる2価の結合基を示し、R10はステロイド骨格、トリフルオロメチルフェニル基、トリフルオロメトキシフェニル基およびフルオロフェニル基から選ばれる骨格もしくは基を有する1価の有機基または炭素数6〜30のアルキル基を示し、R11は炭素数1〜4のアルキル基を示し、a3は0〜3の整数を示す。)
で表される化合物などのモノ置換フェニレンジアミン;
下記式(D−IV)
(In the formula (D-III), R 9 represents a divalent linking group selected from —O—, —COO—, —OCO—, —NHCO—, —CONH— and —CO—, and R 10 represents a steroid. R 11 represents a monovalent organic group having a skeleton or a group selected from a skeleton, a trifluoromethylphenyl group, a trifluoromethoxyphenyl group, and a fluorophenyl group, or an alkyl group having 6 to 30 carbon atoms, and R 11 represents 1 to 4 carbon atoms. And a3 represents an integer of 0 to 3.)
Monosubstituted phenylenediamines such as compounds represented by:
The following formula (D-IV)
(式(D−IV)中、R12は、それぞれ、炭素数1〜12の炭化水素基を示し、複数存在するR12はそれぞれ同一であっても異なっていてもよく、pは、それぞれ、1〜3の整数であり、qは1〜20の整数である。)
で表される化合物などのジアミノオルガノシロキサン;
下記式(D−1)〜(D−5)
(In the formula (D-IV), each R 12 represents a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and a plurality of R 12 may be the same or different, and p is each 1 is an integer of 1 to 3, and q is an integer of 1 to 20.)
Diaminoorganosiloxanes such as compounds represented by:
The following formulas (D-1) to (D-5)
(式(D−4)中のyは2〜12の整数であり、式(D−5)中のzは1〜5の整数である。)
のそれぞれで表される化合物などを挙げることができる。これらの他のジアミンは、単独でまたは二種以上組み合わせて用いることができる。
上記芳香族ジアミンのベンゼン環は、一つまたは二つ以上の炭素数1〜4のアルキル基(好ましくはメチル基)で置換されていてもよい。上記式(D−I)、(D−II)および(D−III)におけるR6、R8およびR11は、それぞれ、メチル基であることが好ましく、a1、a2およびa3は、それぞれ、0または1であることが好ましく、0であることがより好ましい。
(A)ポリアミック酸を合成するために用いることのできる他のジアミンとしては、上記のうち、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、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ジトリフルオロメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、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−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、1,4−ジアミノシクロヘキサン、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、上記式(D−1)〜(D−5)のそれぞれで表される化合物、2,6−ジアミノピリジン、3,4−ジアミノピリジン、2,4−ジアミノピリミジン、3,6−ジアミノアクリジン、3,6−ジアミノカルバゾール、N−メチル−3,6−ジアミノカルバゾール、N−エチル−3,6−ジアミノカルバゾール、N−フェニル−3,6−ジアミノカルバゾール、N,N’−ビス(4−アミノフェニル)−ベンジジン、N,N’−ビス(4−アミノフェニル)−N,N’−ジメチルベンジジン、上記式(D−I)で表される化合物のうちの下記式(D−6)
(Y in the formula (D-4) is an integer of 2 to 12, and z in the formula (D-5) is an integer of 1 to 5.)
And the like, and the like. These other diamines can be used alone or in combination of two or more.
The benzene ring of the aromatic diamine may be substituted with one or two or more alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms (preferably a methyl group). In the above formulas (DI), (D-II) and (D-III), R 6 , R 8 and R 11 are each preferably a methyl group, and a1, a2 and a3 are each 0 Or it is preferable that it is 1, and it is more preferable that it is 0.
(A) Other diamines that can be used to synthesize the polyamic acid include p-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenyl sulfide, 1,5- Diaminonaphthalene, 2,2′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 2,2′-ditrifluoromethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 2,7-diaminofluorene, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 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 N) bisaniline, 4,4 ′-(m-phenylenediisopropylidene) bisaniline, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, 1,4- Diaminocyclohexane, 4,4′-methylenebis (cyclohexylamine), 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane, compounds represented by the above formulas (D-1) to (D-5), 2,6- Diaminopyridine, 3,4-diaminopyridine, 2,4-diaminopyrimidine, 3,6-diaminoacridine, 3,6-diaminocarbazole, N-methyl-3,6-diaminocarbazole, N-ethyl-3,6- Diaminocarbazole, N-phenyl-3,6-diaminocarbazole, N, N′-bis (4-aminophenyl) -benzidine, , N'- bis (4-aminophenyl) -N, N'- dimethyl benzidine, the expression formula of (D-I) compound represented by (D-6)
で表される化合物、上記式(D−II)で表される化合物のうちの下記式(D−7) Of the compounds represented by formula (D-II), the following formula (D-7)
で表される化合物、上記式(D−III)で表される化合物のうちのドデカノキシ−2,4−ジアミノベンゼン、ペンタデカノキシ−2,4−ジアミノベンゼン、ヘキサデカノキシ−2,4−ジアミノベンゼン、オクタデカノキシ−2,4−ジアミノベンゼン、ドデカノキシ−2,5−ジアミノベンゼン、ペンタデカノキシ−2,5−ジアミノベンゼン、ヘキサデカノキシ−2,5−ジアミノベンゼン、オクタデカノキシ−2,5−ジアミノベンゼン、下記式(D−8)〜(D−16) Of the compounds represented by formula (D-III), dodecanoxy-2,4-diaminobenzene, pentadecanoxy-2,4-diaminobenzene, hexadecanoxy-2,4-diaminobenzene, octadecanoxy- 2,4-diaminobenzene, dodecanoxy-2,5-diaminobenzene, pentadecanoxy-2,5-diaminobenzene, hexadecanoxy-2,5-diaminobenzene, octadecanoxy-2,5-diaminobenzene, the following formula (D-8) ~ (D-16)
のそれぞれで表される化合物および上記式(D−IV)で表される化合物のうちの1,3−ビス(3−アミノプロピル)−テトラメチルジシロキサンよりなる群から選択される少なくとも一種を用いることが好ましい。
(A)ポリアミック酸を合成するために用いることのできるジアミンは、上記式(1)であらわされる化合物を、全ジアミンに対して、5モル%以上含むものであることが好ましく、10モル%以上含むものであることがより好ましく、20モル%以上含むものであることがさらに好ましい。
And at least one selected from the group consisting of 1,3-bis (3-aminopropyl) -tetramethyldisiloxane among the compounds represented by each of the above and the compounds represented by the above formula (D-IV) It is preferable.
(A) The diamine that can be used to synthesize the polyamic acid preferably contains 5 mol% or more of the compound represented by the above formula (1) with respect to the total diamine, and contains 10 mol% or more. More preferably, it is more preferably 20 mol% or more.
[(A)ポリアミック酸の合成]
本発明の液晶配向剤に含有される(A)ポリアミック酸は、上記の如く1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物を含むテトラカルボン酸と、上記式(1)で表される化合物を含むジアミンとを反応させることにより得ることができる。
(A)ポリアミック酸の合成反応に供されるテトラカルボン酸二無水物とジアミンの使用割合は、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0.5〜2当量となる割合が好ましく、0.7〜1.2当量となる割合がさらに好ましい。
ポリアミック酸の合成反応は、有機溶媒中において、好ましくは−20〜150℃、より好ましくは0〜100℃の温度条件下で行われる。反応時間は好ましくは0.5〜48時間であり、より好ましくは1〜24時間である。有機溶媒としては、合成されるポリアミック酸を溶解できるものであれば特に制限はなく、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。また、有機溶媒の使用量(a)は、テトラカルボン酸二無水物およびジアミンの合計量(b)が、反応溶液の全量(a+b)に対して0.1〜30重量%になるような量であることが好ましい。なお、有機溶媒を次に説明する貧溶媒と併用する場合には、上記有機溶媒の使用量(a)は、有機溶媒と貧溶媒との合計量として理解されるべきである。
[(A) Synthesis of polyamic acid]
The polyamic acid (A) contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention is represented by the tetracarboxylic acid containing 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride as described above and the above formula (1). It can be obtained by reacting with a diamine containing a compound.
(A) The proportion of tetracarboxylic dianhydride and diamine used in the polyamic acid synthesis reaction is such that the acid anhydride group of tetracarboxylic dianhydride is equivalent to 1 equivalent of amino group contained in the diamine compound. A ratio of 0.5 to 2 equivalents is preferable, and a ratio of 0.7 to 1.2 equivalents is more preferable.
The synthetic reaction of polyamic acid is preferably carried out in an organic solvent under a temperature condition of -20 to 150 ° C, more preferably 0 to 100 ° C. The reaction time is preferably 0.5 to 48 hours, more preferably 1 to 24 hours. The organic solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the synthesized polyamic acid. For example, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, γ- Examples include aprotic polar solvents such as butyrolactone, tetramethylurea and hexamethylphosphortriamide; phenolic solvents such as m-cresol, xylenol, phenol and halogenated phenol. The amount of organic solvent used (a) is such that the total amount (b) of tetracarboxylic dianhydride and diamine is 0.1 to 30% by weight based on the total amount (a + b) of the reaction solution. It is preferable that In addition, when using an organic solvent together with the poor solvent demonstrated below, the usage-amount (a) of the said organic solvent should be understood as a total amount of an organic solvent and a poor solvent.
前記有機溶媒には、ポリアミック酸の貧溶媒であるアルコール、ケトン、エステル、エーテル、ハロゲン化炭化水素、炭化水素などを、生成するポリアミック酸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、エチレングリコールモノメチルエーテル、乳酸エチル、乳酸ブチル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、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、シュウ酸ジエチル、マロン酸ジエチル、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−n−プロピルエーテル、エチレングリコール−i−プロピルエーテル、エチレングリコール−n−ブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、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、イソアミルプロピオネート、イソアミルイソブチレート、ジイソペンチルエーテルなどを挙げることができる。
有機溶媒と貧溶媒とを併用する場合、貧溶媒の使用割合としては、有機溶媒と貧溶媒との合計に対して、好ましくは10重量%以下であり、より好ましくは5重量%以下である。
For the organic solvent, alcohol, ketone, ester, ether, halogenated hydrocarbon, hydrocarbon and the like, which are poor solvents for polyamic acid, can be used in combination as long as the polyamic acid to be produced does not precipitate. Specific examples of the poor solvent include, for example, methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, cyclohexanol, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, triethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethyl lactate, butyl lactate, Acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, diethyl oxalate, diethyl malonate, diethyl ether, ethylene glycol methyl ether, ethylene Glycol ethyl ether, ethylene glycol-n-propyl ether, ethylene glycol-i-propyl ether, ethylene glycol-n- Chill ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol ethyl ether acetate, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, tetrahydrofuran, dichloromethane, 1,2-dichloroethane, 1 , 4-dichlorobutane, trichloroethane, chlorobenzene, o-dichlorobenzene, hexane, heptane, octane, benzene, toluene, xylene, isoamylpropionate, isoamylisobutyrate, diisopentyl ether and the like.
When the organic solvent and the poor solvent are used in combination, the proportion of the poor solvent used is preferably 10% by weight or less, more preferably 5% by weight or less, based on the total of the organic solvent and the poor solvent.
以上のようにして、(A)ポリアミック酸を溶解してなる反応溶液が得られる。この反応溶液はそのまま液晶配向剤の調製に供してもよく、反応溶液中に含まれるポリアミック酸を単離したうえで液晶配向剤の調製に供してもよく、または単離したポリアミック酸を精製したうえで液晶配向剤の調製に供してもよい。ポリアミック酸の単離は、上記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方法、あるいは、反応溶液をエバポレーターで減圧留去する方法により行うことができる。また、このポリアミック酸を再び有機溶媒に溶解し、次いで貧溶媒で析出させる方法、あるいは、エバポレーターで減圧留去する工程を1回または数回行う方法により、ポリアミック酸を精製することができる。 As described above, a reaction solution obtained by dissolving (A) polyamic acid is obtained. This reaction solution may be used as it is for the preparation of the liquid crystal aligning agent, may be used for the preparation of the liquid crystal aligning agent after isolating the polyamic acid contained in the reaction solution, or the isolated polyamic acid was purified. You may use for preparation of a liquid crystal aligning agent. Polyamic acid can be isolated by pouring the reaction solution into a large amount of poor solvent to obtain a precipitate, and drying the precipitate under reduced pressure, or by distilling the reaction solution under reduced pressure using an evaporator. it can. Further, the polyamic acid can be purified by a method of dissolving the polyamic acid again in an organic solvent and then precipitating with a poor solvent, or a method of performing the step of distilling under reduced pressure with an evaporator once or several times.
<(B)イミド化重合体>
本発明の液晶配向剤に含有される(B)イミド化重合体は、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを反応させて得られるポリアミック酸を脱水閉環することにより得ることができる。
[テトラカルボン酸二無水物]
(B)イミド化重合体を合成するために使用されるテトラカルボン酸二無水物としては、(A)ポリアミック酸を合成するために使用されるテトラカルボン酸二無水物として上記に例示したものと同じものを挙げることができる。(B)イミド化重合体を合成するために使用されるテトラカルボン酸二無水物は、上記に例示したもののうち、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、3−オキサビシクロ[3.2.1]オクタン−2,4−ジオン−6−スピロ−3’−(テトラヒドロフラン−2’,5’−ジオン)、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロ−3−フラニル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、3,5,6−トリカルボキシ−2−カルボキシノルボルナン−2:3,5:6−二無水物および4,9−ジオキサトリシクロ[5.3.1.02,6]ウンデカン−3,5,8,10−テトラオンよりなる群から選択される少なくとも一種(以下、「特定テトラカルボン酸二無水物」という。)を含むものであること好ましい。
<(B) Imidized polymer>
The (B) imidized polymer contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention can be obtained by dehydrating and ring-closing polyamic acid obtained by reacting tetracarboxylic dianhydride and diamine.
[Tetracarboxylic dianhydride]
(B) As the tetracarboxylic dianhydride used for synthesizing the imidized polymer, (A) the tetracarboxylic dianhydride used for synthesizing the polyamic acid and those exemplified above The same can be mentioned. (B) The tetracarboxylic dianhydride used for synthesizing the imidized polymer may be 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride among those exemplified above, 2,3, 5-Tricarboxycyclopentyl acetic acid 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, 3-oxabicyclo [3.2.1] octane-2,4-dione-6-spiro-3 ′-(tetrahydrofuran-2 ′, 5′-dione), 5- (2,5 -Dioxotetrahydro-3-furanyl) 3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride, 3,5,6-tricarboxy-2-carboxynorbornane-2: 3,5: 6-dianhydride and 4,9-dioxatri Includes at least one selected from the group consisting of cyclo [5.3.1.0 2,6 ] undecane-3,5,8,10-tetraone (hereinafter referred to as “specific tetracarboxylic dianhydride”). It is preferable.
特に好ましい特定テトラカルボン酸二無水物は、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物および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−ジオンよりなる群から選択される少なくとも一種である。
(B)イミド化重合体を合成するために使用されるテトラカルボン酸二無水物は、上記の如き特定テトラカルボン酸二無水物を、全テトラカルボン酸二無水物に対して、30モル%以上含むものであることが好ましく、50モル%以上含むものであることがより好ましく、特に80モル%以上含むものであることが好ましい。
Particularly preferred specific tetracarboxylic dianhydrides are 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride and 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-8-methyl-5- (tetrahydro-2, 5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] -furan-1,3-dione.
(B) The tetracarboxylic dianhydride used to synthesize the imidized polymer is 30 mol% or more of the specific tetracarboxylic dianhydride as described above with respect to the total tetracarboxylic dianhydride. It is preferable that it is contained, more preferably 50 mol% or more, and particularly preferably 80 mol% or more.
[ジアミン]
(B)イミド化重合体を合成するために使用されるジアミンとしては、(A)ポリアミック酸を合成するために使用することのできる他のジアミンとして上記に例示したものと同じものを挙げることができる。
(B)イミド化重合体を合成するために使用されるジアミンは、上記に例示したもののうち、上記式(D−III)で表される化合物、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、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ジトリフルオロメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、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−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、1,4−ジアミノシクロヘキサン、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、2,6−ジアミノピリジン、3,4−ジアミノピリジン、2,4−ジアミノピリミジン、3,6−ジアミノアクリジン、N,N‘−ビス(4−アミノフェニル)−ベンジジン、N,N’−ビス(4−アミノフェニル)−N,N‘−ジメチル−ベンジジン、上記式(D−1)〜(D−5)のそれぞれで表される化合物、上記式(D−I)で表される化合物のうちの上記式(D−6)で表される化合物、上記式(D−II)で表される化合物のうちの上記式(D−7)で表される化合物、上記式(D−IV)で表される化合物のうちの1,3−ビス(3−アミノプロピル)−テトラメチルジシロキサンなどが挙げられ、これらのうちの少なくとも一種を全ジアミンに対して20モル%以上の範囲で含むものであることがより好ましく、50モル%以上含むものであることがさらに好ましく、特に70モル%以上含むものであることが好ましい。
[Diamine]
(B) Examples of the diamine used for synthesizing the imidized polymer include (A) the same ones as exemplified above as other diamines that can be used for synthesizing the polyamic acid. it can.
(B) Among the compounds exemplified above, the diamine used for synthesizing the imidized polymer is a compound represented by the above formula (D-III), p-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane. 4,4′-diaminodiphenyl sulfide, 1,5-diaminonaphthalene, 2,2′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 2,2′-ditrifluoromethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 2, , 7-diaminofluorene, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 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-phenylenediisopropylidene) bisaniline, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 4,4'-bis (4-amino) Phenoxy) biphenyl, 1,4-diaminocyclohexane, 4,4′-methylenebis (cyclohexylamine), 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane, 2,6-diaminopyridine, 3,4-diaminopyridine, 2,4 -Diaminopyrimidine, 3,6-diaminoacridine, N, N'-bis (4-aminophenyl) -benzidine, N, N'-bis (4-aminophenyl) -N, N'-dimethyl-benzidine, the above formula Of the compounds represented by each of (D-1) to (D-5) and the compound represented by the above formula (DI), the above formula (D-6) 1, of the compounds represented by the formula (D-7), the compound represented by the formula (D-IV), 3-bis (3-aminopropyl) -tetramethyldisiloxane and the like, and it is more preferable that at least one of these is included in a range of 20 mol% or more with respect to the total diamine, and 50 mol% or more is included. More preferably, it is preferable to contain 70 mol% or more.
上記式(D−III)で表される化合物としては、上記式(D−8)〜(D−16)のそれぞれで表される化合物が好ましい。
(B)イミド化重合体を合成するために使用されるジアミンは、上記式(1)で表される化合物を含まないものであることが好ましい。
(B)イミド化重合体を合成するために使用されるジアミンとして特に好ましくは、上記式(D−III)で表される化合物と、p−フェニレンジアミン、1,3−ビス(3−アミノプロピル)−テトラメチルジシロキサン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニルおよび4,4’−ジアミノジフェニルエーテルよりなる群から選択される少なくとも一種とからなるジアミンであり、その中でも上記式(D−III)で表される化合物を全ジアミンに対して0.5〜40モル%含むものであることが好ましく、1〜15モル%含むものであることがとりわけ好ましい。
As the compound represented by the above formula (D-III), compounds represented by the above formulas (D-8) to (D-16) are preferable.
(B) It is preferable that the diamine used for synthesizing the imidized polymer does not include the compound represented by the above formula (1).
(B) The diamine used for synthesizing the imidized polymer is particularly preferably a compound represented by the above formula (D-III), p-phenylenediamine, and 1,3-bis (3-aminopropyl). ) -Tetramethyldisiloxane, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 2,2′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl and diamine comprising at least one selected from the group consisting of 4,4′-diaminodiphenyl ether Among them, the compound represented by the above formula (D-III) is preferably contained in an amount of 0.5 to 40 mol%, particularly preferably 1 to 15 mol%, based on the total diamine.
[(B)イミド化重合体の合成]
(B)イミド化重合体は、上記の如きテトラカルボン酸二無水物とジアミンとの反応させて得られるポリアミック酸を脱水閉環することにより得ることができる。ここで、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとの反応は、(A)ポリアミック酸の合成方法として上記したところと同様にして行うことができる。
ポリアミック酸の脱水閉環は、例えば(i)ポリアミック酸を加熱する方法、(ii)ポリアミック酸を有機溶媒に溶解し、この溶液中に脱水剤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などにより行うことができる。
上記(i)のポリアミック酸を加熱する方法における反応温度は、好ましくは50〜200℃であり、より好ましくは60〜170℃である。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イミド化重合体の分子量が低下することがある。反応時間は好ましくは0.5〜24時間であり、より好ましくは1〜12時間である。
一方、上記(ii)のポリアミック酸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、ポリアミック酸の繰り返し単位1モルに対して0.01〜20モルとすることが好ましい。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。しかし、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モルとすることが好ましい。なお、脱水閉環反応に用いられる有機溶媒としては、ポリアミック酸の合成に用いられるものとして例示した有機溶媒を挙げることができる。そして、脱水閉環反応の反応温度は、好ましくは0〜180℃、より好ましくは10〜150℃である。反応時間は好ましくは0.5〜24時間であり、より好ましくは1〜12時間である。
[Synthesis of (B) imidized polymer]
(B) The imidized polymer can be obtained by dehydrating and ring-closing the polyamic acid obtained by reacting the tetracarboxylic dianhydride and diamine as described above. Here, the reaction of tetracarboxylic dianhydride and diamine can be carried out in the same manner as described above as the method for synthesizing (A) polyamic acid.
For example, (i) a method in which polyamic acid is heated, (ii) a method in which polyamic acid is dissolved in an organic solvent, a dehydrating agent and a dehydrating ring-closing catalyst are added to the solution, and heating is performed as necessary. Etc.
The reaction temperature in the method of heating the polyamic acid (i) is preferably 50 to 200 ° C, more preferably 60 to 170 ° C. When the reaction temperature is less than 50 ° C., the dehydration ring-closing reaction does not proceed sufficiently, and when the reaction temperature exceeds 200 ° C., the molecular weight of the imidized polymer obtained may decrease. The reaction time is preferably 0.5 to 24 hours, more preferably 1 to 12 hours.
On the other hand, in the method (ii) of adding a dehydrating agent and a dehydrating ring-closing catalyst to the polyamic acid solution, an acid anhydride such as acetic anhydride, propionic anhydride, or trifluoroacetic anhydride is used as the dehydrating agent. Can do. It is preferable that the usage-amount of a dehydrating agent shall be 0.01-20 mol with respect to 1 mol of repeating units of a polyamic acid. Moreover, as a dehydration ring closure catalyst, tertiary amines, such as a pyridine, a collidine, a lutidine, a triethylamine, can be used, for example. However, it is not limited to these. It is preferable that the usage-amount of a dehydration ring-closing catalyst shall be 0.01-10 mol with respect to 1 mol of dehydrating agents to be used. In addition, as an organic solvent used for dehydration ring closure reaction, the organic solvent illustrated as what is used for the synthesis | combination of a polyamic acid can be mentioned. And the reaction temperature of dehydration ring closure reaction becomes like this. Preferably it is 0-180 degreeC, More preferably, it is 10-150 degreeC. The reaction time is preferably 0.5 to 24 hours, more preferably 1 to 12 hours.
上記方法(i)において得られる(B)イミド化重合体は、これをそのまま液晶配向剤の調製に供してもよく、あるいは得られるイミド化重合体を精製したうえで液晶配向剤の調製に供してもよい。一方、上記方法(ii)においてはイミド化重合体を含有する反応溶液が得られる。この反応溶液は、これをそのまま液晶配向剤の調製に供してもよく、反応溶液から脱水剤及び脱水閉環触媒を除いたうえで液晶配向剤の調製に供してもよく、イミド化重合体を単離したうえで液晶配向剤の調製に供してもよく、または単離したイミド化重合体を精製したうえで液晶配向剤の調製に供してもよい。反応溶液から脱水剤及び脱水閉環触媒を除くには、例えば溶媒置換などの方法を適用することができる。(B)イミド化重合体の単離、精製は、(A)ポリアミック酸の単離、精製方法として上記したのと同様の操作を行うことにより行うことができる。
本発明の液晶配向剤に含有される(B)イミド化重合体は、原料であるポリアミック酸が有していたアミック酸構造のすべてを脱水閉環した完全イミド化物であってもよく、アミック酸構造の一部のみを脱水閉環し、アミック酸構造とイミド環構造とが併存する部分イミド化物であってもよい。
本発明の液晶配向剤に含有される(B)イミド化重合体は、イミド化率が40%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましい。ここで、 「イミド化率」とは、イミド化重合体のアミック酸構造の数とイミド環構造の数との合計に対するイミド環構造の数の占める割合を百分率で表したものである。このとき、イミド環の一部がイソイミド環であってもよい。
The (B) imidized polymer obtained in the above method (i) may be used for the preparation of a liquid crystal aligning agent as it is, or after the obtained imidized polymer is purified, it is used for the preparation of a liquid crystal aligning agent. May be. On the other hand, in the method (ii), a reaction solution containing an imidized polymer is obtained. This reaction solution may be directly used for the preparation of the liquid crystal aligning agent, or may be used for the preparation of the liquid crystal aligning agent after removing the dehydrating agent and the dehydrating ring-closing catalyst from the reaction solution. After separating, it may be used for preparing a liquid crystal aligning agent, or the isolated imidized polymer may be purified and then used for preparing a liquid crystal aligning agent. In order to remove the dehydrating agent and the dehydrating ring-closing catalyst from the reaction solution, for example, a method such as solvent replacement can be applied. (B) Isolation and purification of the imidized polymer can be performed by performing the same operation as described above as the method for isolating and purifying (A) polyamic acid.
The (B) imidized polymer contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention may be a completely imidized product obtained by dehydrating and cyclizing all of the amic acid structure that the polyamic acid as a raw material had, and the amic acid structure A partially imidized product in which only a part of is dehydrated and closed and an amic acid structure and an imide ring structure coexist may be used.
The (B) imidized polymer contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention preferably has an imidization rate of 40% or more, and more preferably 80% or more. Here, the “imidation rate” is a percentage of the number of imide ring structures to the total of the number of amic acid structures and the number of imide ring structures in the imidized polymer. At this time, a part of the imide ring may be an isoimide ring.
[末端修飾型の重合体]
上記(A)ポリアミック酸および(B)イミド化重合体は、それぞれ、分子量が調節された末端修飾型の重合体であってもよい。このような末端修飾型の重合体は、ポリアミック酸((A)ポリアミック酸、または(B)イミド化重合体の前駆体としてのポリアミック酸をいう。)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。上記の如き分子量調節剤の使用割合は、ポリアミック酸を合成する際に使用されるテトラカルボン酸二無水物およびジアミンの合計100重量部に対して、好ましくは10重量部以下であり、より好ましくは5重量部以下である。
[End-modified polymer]
The (A) polyamic acid and (B) imidized polymer may each be a terminal-modified polymer having a controlled molecular weight. When such a terminal-modified polymer is synthesized with a polyamic acid ((A) polyamic acid or (B) polyamic acid as a precursor of an imidized polymer), acid monoanhydride, It can be synthesized by adding a monoamine compound, a monoisocyanate compound or the like to the reaction system. Here, as the acid monoanhydride, for example, maleic anhydride, phthalic anhydride, itaconic anhydride, n-decyl succinic anhydride, n-dodecyl succinic anhydride, n-tetradecyl succinic anhydride , N-hexadecyl succinic anhydride and the like. Examples of the monoamine compound include aniline, cyclohexylamine, n-butylamine, n-pentylamine, n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine, n-decylamine, and n-undecyl. Amine, n-dodecylamine, n-tridecylamine, n-tetradecylamine, n-pentadecylamine, n-hexadecylamine, n-heptadecylamine, n-octadecylamine, n-eicosylamine, etc. be able to. Examples of the monoisocyanate compound include phenyl isocyanate and naphthyl isocyanate. The use ratio of the molecular weight regulator as described above is preferably 10 parts by weight or less, more preferably 100 parts by weight or less, more preferably 100 parts by weight of the total of tetracarboxylic dianhydride and diamine used when synthesizing the polyamic acid. 5 parts by weight or less.
[溶液粘度]
上記(A)ポリアミック酸および(B)イミド化重合体は、それぞれ、これを濃度10重量%の溶液としたときに、20〜800mPa・sの溶液粘度を持つものであることが好ましく、30〜500mPa・sの溶液粘度を持つものであることがより好ましい。
上記重合体の溶液粘度(mPa・s)は、当該重合体の良溶媒(例えばγ−ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドンなど)を用いて調製した濃度10重量%の重合体溶液につき、E型回転粘度計を用いて25℃において測定した値である。
[(A)ポリアミック酸および(B)イミド化重合体の使用割合]
本発明の液晶配向剤は、上記の如き(A)ポリアミック酸および(B)イミド化重合体を含有するが、これらの使用割合は、(A)ポリアミック酸の有するアミック酸構造の数ならびに(B)イミド化重合体の有するイミド環の数およびアミック酸構造の数の合計に対する(B)イミド化重合体の有するイミド環の数の割合(以下、「平均イミド化率」という。)が10〜50%となる割合である。平均イミド化率は、さらに10〜40%であることが好ましい。
(A)ポリアミック酸および(B)イミド化重合体の使用割合を上記の範囲とすることにより、良好な焼き付き特性、すなわち電荷ストレス解放直後の焼き付きが抑制され、しかも焼き付き緩和性に優れる液晶配向膜を与える液晶配向剤とすることができる。
[Solution viscosity]
The (A) polyamic acid and the (B) imidized polymer preferably have a solution viscosity of 20 to 800 mPa · s, respectively, when this is a 10% by weight solution. More preferably, it has a solution viscosity of 500 mPa · s.
The solution viscosity (mPa · s) of the above polymer is E for a polymer solution having a concentration of 10% by weight prepared using a good solvent for the polymer (for example, γ-butyrolactone, N-methyl-2-pyrrolidone, etc.). It is a value measured at 25 ° C. using a mold rotational viscometer.
[Use ratio of (A) polyamic acid and (B) imidized polymer]
The liquid crystal aligning agent of the present invention contains (A) polyamic acid and (B) imidized polymer as described above, and the ratio of use thereof depends on the number of (A) the number of amic acid structures possessed by polyamic acid and (B The ratio of the number of imide rings of the (B) imidized polymer to the total number of imide rings and imamic acid structures of the imidized polymer (hereinafter referred to as “average imidization ratio”) is 10 to 10. The ratio is 50%. The average imidization rate is preferably 10 to 40%.
By adjusting the use ratio of (A) polyamic acid and (B) imidized polymer in the above range, good image sticking characteristics, that is, image sticking immediately after release of charge stress is suppressed, and the liquid crystal alignment film is excellent in image sticking relaxation properties. The liquid crystal aligning agent which gives can be made.
<その他の成分>
本発明の液晶配向剤は、上記のように、(A)ポリアミック酸および(B)イミド化重合体を、上記の割合で含有するが、本発明の効果および利点を損なわない限りにおいて、これら以外に他の成分を含有していてもよい。かかる他の成分としては、例えば分子内に少なくとも一つのエポキシ基を有する化合物(以下「エポキシ化合物」という。)、官能性シラン化合物などを挙げることができる。
上記エポキシ化合物は、形成される液晶配向膜の基板表面に対する接着性をより向上する観点から本発明の液晶配向剤に含有されることができる。かかるエポキシ化合物としては、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、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などを、好ましいものとして挙げることができる。これらエポキシ化合物の配合割合は、重合体((A)ポリアミック酸および(B)イミド化重合体の合計をいう。以下同じ。)100重量部に対して、好ましくは40重量部以下であり、より好ましくは0.1〜30重量部である。
<Other ingredients>
As described above, the liquid crystal aligning agent of the present invention contains (A) a polyamic acid and (B) an imidized polymer in the above proportions, but other than these unless the effects and advantages of the present invention are impaired. May contain other components. Examples of such other components include a compound having at least one epoxy group in the molecule (hereinafter referred to as “epoxy compound”), a functional silane compound, and the like.
The said epoxy compound can be contained in the liquid crystal aligning agent of this invention from a viewpoint of improving the adhesiveness with respect to the substrate surface of the liquid crystal aligning film formed. Examples of such epoxy compounds include ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, tripropylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, and 1,6-hexane. Diol 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′-dia Bruno diphenylmethane, N, N-diglycidyl - benzylamine, N, N-diglycidyl - aminomethyl cyclohexane, etc., it may be mentioned as being preferred. The blending ratio of these epoxy compounds is preferably 40 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the polymer (the total of (A) polyamic acid and (B) imidized polymer). Preferably it is 0.1-30 weight part.
上記官能性シラン化合物としては、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、10−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。
これら官能性シラン化合物の配合割合は、重合体の合計100重量部に対して、好ましくは2重量部以下であり、より好ましくは0.2重量部以下である。
Examples of the functional silane compound include 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 2-aminopropyltrimethoxysilane, 2-aminopropyltriethoxysilane, N- (2-aminoethyl)- 3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-ureidopropyltrimethoxysilane, 3-ureidopropyltriethoxysilane, N-ethoxycarbonyl-3-aminopropyl Trimethoxysilane, N-ethoxycarbonyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-triethoxysilylpropyltriethylenetriamine, N-trimethoxysilylpropyltriethylenetriamine, 10-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-aminopropyltriethoxysilane, N-bis ( Examples thereof include oxyethylene) -3-aminopropyltrimethoxysilane and N-bis (oxyethylene) -3-aminopropyltriethoxysilane.
The blending ratio of these functional silane compounds is preferably 2 parts by weight or less, more preferably 0.2 parts by weight or less, with respect to 100 parts by weight of the total polymer.
<液晶配向剤>
本発明の液晶配向剤は、上記の如き(A)ポリアミック酸および(B)イミド化重合体を必須成分として含有し、さらに場合によりその他の成分を含有するものであるが、各成分が有機溶媒中に溶解されて含有されることにより構成されることが好ましい。
本発明の液晶配向剤に使用することのできる有機溶媒としては、(A)ポリアミック酸の合成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、(A)ポリアミック酸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も適宜選択して併用することができる。
本発明の液晶配向剤に使用される好ましい有機溶媒としては、例えばN−メチル−2−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、γ−ブチロラクタム、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、エチレングリコールモノメチルエーテル、乳酸ブチル、酢酸ブチル、メチルメトキシプロピオネ−ト、エチルエトキシプロピオネ−ト、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコール−n−プロピルエーテル、エチレングリコール−i−プロピルエーテル、エチレングリコール−n−ブチルエーテル(ブチルセロソルブ)、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、イソアミルプロピオネート、イソアミルイソブチレート、ジイソペンチルエーテルなどを挙げることができる。これらは単独で使用することができ、または二種以上を混合して使用することができる。
<Liquid crystal aligning agent>
The liquid crystal aligning agent of the present invention contains (A) polyamic acid and (B) imidized polymer as essential components as described above, and further contains other components depending on the case, but each component is an organic solvent. It is preferable to be constituted by being dissolved and contained therein.
As an organic solvent which can be used for the liquid crystal aligning agent of this invention, the solvent illustrated as what is used for the synthesis reaction of (A) polyamic acid can be mentioned. Moreover, the poor solvent illustrated as what can be used together in the synthesis reaction of (A) polyamic acid can also be selected suitably, and can be used together.
Preferred organic solvents used in the liquid crystal aligning agent of the present invention include, for example, N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, γ-butyrolactam, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, 4-hydroxy -4-methyl-2-pentanone, ethylene glycol monomethyl ether, butyl lactate, butyl acetate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, ethylene glycol methyl ether, ethylene glycol ethyl ether, ethylene glycol-n-propyl Ether, ethylene glycol-i-propyl ether, ethylene glycol-n-butyl ether (butyl cellosolve), ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol ethyl ether acetate, diethylene glycol Examples thereof include dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, isoamyl propionate, isoamyl isobutyrate, and diisopentyl ether. These can be used alone or in admixture of two or more.
特に好ましい溶媒組成は、上記の溶媒を組み合わせて得られる溶媒組成であって、液晶配向剤中で各成分が析出せず、且つ液晶配向剤の表面張力が25〜40mN/mの範囲となるような溶媒組成である。
本発明の液晶配向剤の固形分濃度、すなわち液晶配向剤の有機溶媒以外の成分の合計重量が液晶配向剤の全重量に占める割合は、粘性、揮発性などを考慮して適宜に選択されるが、好ましくは1〜10重量%の範囲である。すなわち、本発明の液晶配向剤は、これを基板表面に塗布し、有機溶媒を除去することによって液晶配向膜となる塗膜が形成されるが、固形分濃度が1重量%未満である場合には、この塗膜の膜厚が過小となって良好な液晶配向膜を得難くなる場合があり、一方、固形分濃度が10重量%を超える場合には、塗膜の膜厚が過大となって同様に良好な液晶配向膜を得難くなる場合があり、また、液晶配向剤の粘性が増大して塗布特性が劣るものとなる場合がある。
特に好ましい固形分濃度の範囲は、基板に液晶配向剤を塗布する際に用いる方法によって異なる。例えば、スピンナー法による場合には1.5〜4.5重量%の範囲が特に好ましい。印刷法による場合には、固形分濃度を3〜9重量%の範囲とし、それにより、溶液粘度を12〜50mPa・sの範囲とするのが特に好ましい。インクジェット法による場合には、固形分濃度を1〜5重量%の範囲とし、それにより、溶液粘度を3〜15mPa・sの範囲とするのが特に好ましい。
本発明の液晶配向剤を調製する際の温度は、好ましくは0℃〜100℃、より好ましくは20℃〜60℃である。
A particularly preferable solvent composition is a solvent composition obtained by combining the above-mentioned solvents, in which each component does not precipitate in the liquid crystal aligning agent, and the surface tension of the liquid crystal aligning agent is in the range of 25 to 40 mN / m. The solvent composition.
The solid content concentration of the liquid crystal aligning agent of the present invention, that is, the ratio of the total weight of components other than the organic solvent of the liquid crystal aligning agent to the total weight of the liquid crystal aligning agent is appropriately selected in consideration of viscosity, volatility and the like. However, it is preferably in the range of 1 to 10% by weight. That is, when the liquid crystal aligning agent of the present invention is applied to the substrate surface and the organic solvent is removed to form a coating film that becomes a liquid crystal aligning film, the solid content concentration is less than 1% by weight. The film thickness of this coating film may be too small to obtain a good liquid crystal alignment film. On the other hand, when the solid content concentration exceeds 10% by weight, the film thickness of the coating film becomes excessive. Similarly, it may be difficult to obtain a good liquid crystal alignment film, and the viscosity of the liquid crystal aligning agent may increase, resulting in poor coating characteristics.
The particularly preferable range of the solid content concentration varies depending on the method used when the liquid crystal aligning agent is applied to the substrate. For example, when the spinner method is used, the range of 1.5 to 4.5% by weight is particularly preferable. In the case of the printing method, it is particularly preferable that the solid content concentration is in the range of 3 to 9% by weight, and thereby the solution viscosity is in the range of 12 to 50 mPa · s. In the case of the ink jet method, it is particularly preferable that the solid content concentration is in the range of 1 to 5% by weight, and thereby the solution viscosity is in the range of 3 to 15 mPa · s.
The temperature at which the liquid crystal aligning agent of the present invention is prepared is preferably 0 ° C to 100 ° C, more preferably 20 ° C to 60 ° C.
<液晶表示素子>
本発明の液晶表示素子は、上記の如き本発明の液晶配向剤から形成された液晶配向膜を具備する。
本発明の液晶表示素子は、例えば以下の方法によって製造することができる。
(1)先ず一対の基板上に本発明の液晶配向膜を塗布し、溶媒を除去して塗膜を形成する。ここで、製造されるべき液晶表示素子の表示モードがTN型、STN型、VA型などの垂直電界方式である場合には、片面にパターニングされた透明導電膜が設けられている基板の2枚を一対の基板として用いる。一方、製造されるべき液晶表示素子の表示モードが横電界方式である場合には、櫛歯状のパターンを有する透明導電膜が設けられている基板と透明導電膜を有さない基板とを一対の基板として用いる。
上記いずれの場合においても、基板上に(基板が透明導電膜を有する場合には基板の透明導電膜を有する方の面上に)、液晶配向剤を塗布する。基板としては、例えばフロートガラス、ソーダガラスなどのガラス;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリ(脂環式オレフィン)などのプラスチックからなる透明基板を用いることができる。基板の一面に設けられる透明導電膜としては、例えば酸化スズ(SnO2)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(In2O3−SnO2)からなるITO膜などを用いることができる。また、これらのパターニングされた透明導電膜を得るには、パターンのない透明導電膜を形成した後にフォト・エッチング法によりパターンを形成する方法、透明導電膜形成の際に所望のパターンを有するマスクを用いるなどして、パターン化された透明導電膜を直接形成する方法などを採用することができる。
基板上への液晶配向剤の塗布は、ロールコーター法、スピンナー法、印刷法、インクジェット法などの適宜の塗布方法によって行われる。液晶配向剤の塗布に際しては、基板表面および透明導電膜と塗膜との接着性をさらに良好にするために、基板の被塗布面に、官能性シラン化合物、官能性チタン化合物などを予め塗布しておいてもよい。
<Liquid crystal display element>
The liquid crystal display element of the present invention comprises a liquid crystal alignment film formed from the liquid crystal aligning agent of the present invention as described above.
The liquid crystal display element of the present invention can be produced, for example, by the following method.
(1) First, the liquid crystal alignment film of the present invention is applied onto a pair of substrates, and the solvent is removed to form a coating film. Here, when the display mode of the liquid crystal display element to be manufactured is a vertical electric field system such as a TN type, an STN type, or a VA type, two substrates on which a transparent conductive film patterned on one side is provided. Are used as a pair of substrates. On the other hand, when the display mode of the liquid crystal display element to be manufactured is a horizontal electric field method, a pair of a substrate provided with a transparent conductive film having a comb-like pattern and a substrate not having a transparent conductive film is used. Used as a substrate.
In any of the above cases, the liquid crystal aligning agent is applied onto the substrate (on the surface having the transparent conductive film of the substrate when the substrate has a transparent conductive film). As the substrate, for example, glass such as float glass or soda glass; a transparent substrate made of plastic such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethersulfone, polycarbonate, poly (cycloaliphatic olefin) can be used. Examples of the transparent conductive film provided on one surface of the substrate include an NESA film (registered trademark of PPG, USA) made of tin oxide (SnO 2 ), an ITO film made of indium oxide-tin oxide (In 2 O 3 —SnO 2 ), and the like. Can be used. In addition, in order to obtain these patterned transparent conductive films, a method of forming a pattern by a photo-etching method after forming a transparent conductive film without a pattern, and a mask having a desired pattern when forming the transparent conductive film. For example, a method of directly forming a patterned transparent conductive film can be employed.
The liquid crystal aligning agent is applied onto the substrate by an appropriate application method such as a roll coater method, a spinner method, a printing method, or an ink jet method. When applying the liquid crystal aligning agent, in order to further improve the adhesion between the substrate surface and the transparent conductive film and the coating film, a functional silane compound, a functional titanium compound, or the like is applied in advance to the coated surface of the substrate. You may keep it.
塗布後、塗布した配向剤の液垂れ防止などの目的で、好ましくは予備加熱(プレベーク)が実施される。プレベーク温度は、好ましくは30〜200℃であり、より好ましくは40〜150℃であり、特に好ましくは40〜100℃である。プレベーク時間は、使用する加熱機器の種類により適宜に設定されるベきであるが、例えばホットプレートを使用する場合には、好ましくは45秒〜30分であり、より好ましくは45秒〜20分である。その後、溶剤を完全に除去することなどを目的として焼成(ポストベーク)工程を行う。このポルトベークは、塗膜から溶媒を完全に除去することを目的とするほか、加熱により本発明の液晶配向剤に含有される重合体のアミック酸構造の脱水閉環をより進行させ、塗膜の平均イミド化率をより高めることをも目的として行うことができる。ポストベークの温度は、好ましくは80〜300℃であり、より好ましくは120〜250℃である。ポストベーク時間は、使用する加熱機器の種類により適宜に設定されるベきであるが、例えばホットプレートを使用する場合には、好ましくは3〜60分であり、より好ましくは7〜30分である。
このようにして、液晶配向膜となる塗膜を形成することができる。形成される塗膜の膜厚は、好ましくは0.001〜1μmであり、より好ましくは0.005〜0.5μmである。
本発明の液晶配向剤を適用する液晶表示素子がVA型の液晶表示素子である場合には、例えば特許文献7(特開2002−327058号公報)に記載されている如き突起状の建造物を基板上に形成した後に液晶配向剤を塗布し、視野角特性の改善を図ってもよい。
After application, preheating (pre-baking) is preferably performed for the purpose of preventing dripping of the applied alignment agent. The pre-baking temperature is preferably 30 to 200 ° C, more preferably 40 to 150 ° C, and particularly preferably 40 to 100 ° C. The pre-bake time should be appropriately set according to the type of heating equipment to be used. For example, when a hot plate is used, it is preferably 45 seconds to 30 minutes, more preferably 45 seconds to 20 minutes. It is. Thereafter, a baking (post-baking) step is performed for the purpose of completely removing the solvent. In addition to the purpose of completely removing the solvent from the coating film, this Portobake further promotes dehydration and cyclization of the amic acid structure of the polymer contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention by heating. It can also be performed for the purpose of further increasing the imidization rate. The post-baking temperature is preferably 80 to 300 ° C, more preferably 120 to 250 ° C. The post-bake time should be appropriately set depending on the type of heating equipment to be used. For example, when a hot plate is used, it is preferably 3 to 60 minutes, more preferably 7 to 30 minutes. is there.
Thus, the coating film used as a liquid crystal aligning film can be formed. The film thickness of the formed coating film is preferably 0.001-1 μm, more preferably 0.005-0.5 μm.
When the liquid crystal display element to which the liquid crystal aligning agent of the present invention is applied is a VA type liquid crystal display element, a projecting building as described in, for example, Patent Document 7 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-327058) is used. After forming on a substrate, a liquid crystal aligning agent may be applied to improve viewing angle characteristics.
(2)製造されるべき液晶表示素子の表示モードがVA型である場合には、上記のようにして形成された塗膜はそのまま液晶配向膜として用いることができるが、必要に応じて次に述べるラビング処理を行ってもよい。一方、製造されるべき液晶表示素子の表示モードがVA型以外の垂直電界方式である場合および横電界方式である場合には、形成された塗膜面に対して、ラビング処理を行う。
ラビング処理は、例えばナイロン、レーヨン、コットンなどの繊維からなる布を巻き付けたロールで一定方向に擦る方法により行うことができる。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。さらに、ラビング処理後の塗膜に対し、例えば特許文献8(特開平6−222366号公報)や特許文献9(特開平6−281937号公報)に示されているような液晶配向膜の一部に紫外線を照射することによって液晶配向膜の一部の領域のプレチルト角を変化させる処理や、特許文献10(特開平5−107544号公報)に示されているような液晶配向膜表面の一部にレジスト膜を形成したうえで先のラビング処理と異なる方向にラビング処理を行った後にレジスト膜を除去する処理を行い、液晶配向膜が領域ごとに異なる液晶配向能を持つようにすることにより、得られる液晶表示素子の視界特性を改善することが可能である。
(2) When the display mode of the liquid crystal display element to be manufactured is the VA type, the coating film formed as described above can be used as a liquid crystal alignment film as it is. The rubbing process described may be performed. On the other hand, when the display mode of the liquid crystal display element to be manufactured is a vertical electric field method other than the VA type or a horizontal electric field method, a rubbing process is performed on the formed coating film surface.
The rubbing treatment can be performed by a method of rubbing in a certain direction with a roll around which a cloth made of fibers such as nylon, rayon, and cotton is wound. Thereby, the orientation ability of a liquid crystal molecule is provided to a coating film, and it becomes a liquid crystal aligning film. Furthermore, a part of the liquid crystal alignment film as shown in, for example, Patent Document 8 (Japanese Patent Laid-Open No. 6-222366) or Patent Document 9 (Japanese Patent Laid-Open No. 6-281937) is applied to the coating film after the rubbing treatment. Or a part of the surface of the liquid crystal alignment film as disclosed in Patent Document 10 (Japanese Patent Laid-Open No. 5-107544) By forming a resist film on the top and performing a rubbing treatment in a direction different from the previous rubbing treatment, and then removing the resist film so that the liquid crystal alignment film has different liquid crystal alignment capabilities for each region, It is possible to improve the visibility characteristics of the obtained liquid crystal display element.
(3)上記のようにして液晶配向膜が形成された基板を二枚準備し、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。ここで、塗膜に対してラビング処理を行った場合には、二枚の基板は、各塗膜におけるラビング方向が互いに所定の角度、例えば直交または逆平行となるように対向配置される。
液晶セルを製造するには、例えば以下の二つの方法が挙げられる。
第一の方法は、従来から知られている方法である。先ず、それぞれの液晶配向膜が対向するように間隙(セルギャップ)を介して2枚の基板を対向配置し、2枚の基板の周辺部をシール剤を用いて貼り合わせ、基板表面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注入充填した後、注入孔を封止することにより、液晶セルを製造することができる。
第二の方法は、ODF(One Drop Fill)方式と呼ばれる手法である。液晶配向膜を形成した2枚の基板のうちの一方の基板上の所定の場所に例えば紫外光硬化性のシール材を塗布し、さらに液晶配向膜面上に液晶を滴下した後、液晶配向膜が対向するように他方の基板を貼り合わせ、次いで基板の全面に紫外光を照射してシール剤を硬化することにより、液晶セルを製造することができる。
いずれの方法による場合でも、上記のようにして製造した液晶セルにつき、さらに、用いた液晶が等方相をとる温度まで加熱した後、室温まで徐冷することにより、液晶注入時の流動配向を除去することが望ましい。
そして、液晶セルの外側表面に偏光板を貼り合わせることにより、本発明の液晶表示素子を得ることができる。
(3) A liquid crystal cell is manufactured by preparing two substrates on which a liquid crystal alignment film is formed as described above, and disposing a liquid crystal between the two substrates facing each other. Here, when the rubbing process is performed on the coating film, the two substrates are disposed to face each other so that the rubbing directions in the respective coating films are at a predetermined angle, for example, orthogonal or antiparallel.
In order to manufacture a liquid crystal cell, the following two methods are mentioned, for example.
The first method is a conventionally known method. First, two substrates are arranged to face each other through a gap (cell gap) so that the respective liquid crystal alignment films are opposed to each other, and the peripheral portions of the two substrates are bonded using a sealant, and the substrate surface and the sealant are bonded. A liquid crystal cell can be manufactured by injecting and filling liquid crystal into the cell gap partitioned by the step, and then sealing the injection hole.
The second method is a method called an ODF (One Drop Fill) method. For example, an ultraviolet light curable sealing material is applied to a predetermined location on one of the two substrates on which the liquid crystal alignment film is formed, and liquid crystal is dropped on the liquid crystal alignment film surface. The other substrate is bonded so as to face each other, and then the entire surface of the substrate is irradiated with ultraviolet light to cure the sealant, whereby a liquid crystal cell can be manufactured.
Regardless of which method is used, the liquid crystal cell produced as described above is further heated to a temperature at which the liquid crystal used takes an isotropic phase, and then gradually cooled to room temperature, so that the flow alignment during liquid crystal injection is achieved. It is desirable to remove.
And the liquid crystal display element of this invention can be obtained by bonding a polarizing plate on the outer surface of a liquid crystal cell.
ここに、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するエポキシ樹脂などを用いることができる。
前記液晶としては、例えばネマティック型液晶、スメクティック型液晶などを用いることができ、これらのうちネマティック型液晶が好ましい。VA型液晶セルの場合、負の誘電異方性を有するネマティック型液晶が好ましく、例えばジシアノベンゼン系液晶、ピリダジン系液晶、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などが用いられる。TN型液晶セルまたはSTN型液晶セルの場合には、正の誘電異方性を有するネマティック型液晶が好ましく、例えばビフェニル系液晶、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。これらの液晶に、例えばコレスチルクロライド、コレステリルノナエート、コレステリルカーボネートなどのコレステリック液晶;商品名C−15、CB−15(メルク社製)として販売されているようなカイラル剤;p−デシロキシベンジリデン−p−アミノ−2−メチルブチルシンナメートなどの強誘電性液晶などを、さらに添加して使用してもよい。
液晶セルの外表面に貼り合わされる偏光板としては、ポリビニルアルコールを延伸配向させながら、ヨウ素を吸収させた「H膜」と称される偏光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を挙げることができる。
Here, as the sealing agent, for example, an epoxy resin containing a curing agent and aluminum oxide spheres as a spacer can be used.
As the liquid crystal, for example, a nematic liquid crystal, a smectic liquid crystal, or the like can be used, and among these, a nematic liquid crystal is preferable. In the case of a VA liquid crystal cell, a nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy is preferable. For example, a dicyanobenzene liquid crystal, a pyridazine liquid crystal, a Schiff base liquid crystal, an azoxy liquid crystal, a biphenyl liquid crystal, or a phenylcyclohexane liquid crystal is used. It is done. In the case of a TN type liquid crystal cell or an STN type liquid crystal cell, a nematic type liquid crystal having positive dielectric anisotropy is preferable. For example, biphenyl type liquid crystal, phenyl cyclohexane type liquid crystal, ester type liquid crystal, terphenyl type liquid crystal, biphenyl cyclohexane type A liquid crystal, a pyrimidine liquid crystal, a dioxane liquid crystal, a bicyclooctane liquid crystal, a cubane liquid crystal, or the like is used. For example, cholesteric liquid crystals such as cholestyl chloride, cholesteryl nonate, and cholesteryl carbonate; chiral agents such as those sold under the trade names C-15 and CB-15 (Merck); p-decyloxybenzylidene Ferroelectric liquid crystals such as -p-amino-2-methylbutyl cinnamate may be further added and used.
As a polarizing plate bonded to the outer surface of the liquid crystal cell, a polarizing film or an H film in which a polarizing film called an “H film” that absorbs iodine while stretching and aligning polyvinyl alcohol is sandwiched between protective films of cellulose acetate The polarizing plate which consists of itself can be mentioned.
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。
以下の合成例における重合体の溶液粘度は、各合成例で指摘した重業態溶液につき、E型粘度計を用いて25℃で測定した値である。
イミド化重合体のイミド化率は、イミド化重合体を室温で減圧乾燥した後、重水素化ジメチルスルホキシドに溶解し、テトラメチルシランを基準物質として室温で測定した1H−NMRから、下記数式(i)により求めた。
イミド化率(%)=(1−A1/A2×α)×100 (i)
(数式(i)中、A1は10ppm付近に現れるNH基のプロトン由来のピーク面積であり、A2はその他のプロトン由来のピーク面積であり、αはイミド化重合体の前駆体(ポリアミック酸)におけるNH基のプロトン1個に対するその他のプロトンの個数割合である。)
<(A)ポリアミック酸の合成>
合成例1
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200g(1.0モル)ならびにジアミンとして2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル150g(0.7モル)および4,4’−ジアミノベンズアニリド68g(0.3モル)をγ―ブチロラクトン3,300gおよびN−メチル−2−ピロリドン370gからなる混合溶媒に溶解し、40℃で3時間反応を行うことにより、ポリアミック酸(A−1)を10重量%含有する溶液約4,000gを得た。この溶液の溶液粘度は190mPa・sであった。
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 polymer solution viscosity in the following synthesis examples is a value measured at 25 ° C. using an E-type viscometer for the heavy duty solution pointed out in each synthesis example.
The imidation rate of the imidized polymer was calculated by the following formula from 1 H-NMR measured at room temperature using tetramethylsilane as a reference substance after the imidized polymer was dried under reduced pressure at room temperature and then dissolved in deuterated dimethyl sulfoxide. Obtained by (i).
Imidation rate (%) = (1-A 1 / A 2 × α) × 100 (i)
(In Formula (i), A 1 is a peak area derived from protons of NH groups appearing in the vicinity of 10 ppm, A 2 is a peak area derived from other protons, and α is a precursor of an imidized polymer (polyamic acid). The number ratio of other protons to one proton of NH group in)
<(A) Synthesis of polyamic acid>
Synthesis example 1
200 g (1.0 mol) of 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride as tetracarboxylic dianhydride and 150 g of 2,2′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl as diamine (0. 7 mol) and 4,4′-diaminobenzanilide 68 g (0.3 mol) are dissolved in a mixed solvent consisting of 3,300 g of γ-butyrolactone and 370 g of N-methyl-2-pyrrolidone, and the reaction is carried out at 40 ° C. for 3 hours. By performing, about 4,000 g of a solution containing 10% by weight of polyamic acid (A-1) was obtained. The solution viscosity of this solution was 190 mPa · s.
<ポリアミック酸の比較合成例>
合成例2
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200g(1.0モル)およびジアミンとして2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル210g(1.0モル)をN−メチル−2−ピロリドン370gおよびγ―ブチロラクトン3,300gからなる混合溶媒に溶解し、40℃で3時間反応を行うことにより、ポリアミック酸(A−2)を10重量%含有する溶液約3,700gを得た。この溶液の溶液粘度は160mPa・sであった。
合成例3
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98g(0.50モル)およびピロメリット酸二無水物110g(0.50モル)ならびにジアミンとして4,4’−ジアミノジフェニルメタン200g(1.0モル)をN−メチル−2−ピロリドン230gおよびγ―ブチロラクトン2,100gからなる混合溶媒に溶解し、40℃で3時間反応を行った後、γ―ブチロラクトン1,350gを追加することにより、ポリアミック酸(A−3)を10重量%含有する溶液約3,800gを得た。この溶液の溶液粘度は125mPa・sであった。
<Comparative synthesis example of polyamic acid>
Synthesis example 2
200 g (1.0 mol) of 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride as tetracarboxylic dianhydride and 210 g of 2,2′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl as diamine (1. 0 mol) is dissolved in a mixed solvent consisting of 370 g of N-methyl-2-pyrrolidone and 3,300 g of γ-butyrolactone, and reacted at 40 ° C. for 3 hours to contain 10% by weight of polyamic acid (A-2) About 3,700 g of a solution was obtained. The solution viscosity of this solution was 160 mPa · s.
Synthesis example 3
1,2,3,4-Cyclobutanetetracarboxylic dianhydride 98 g (0.50 mol) and pyromellitic dianhydride 110 g (0.50 mol) as tetracarboxylic dianhydride and 4,4 ′ as diamine -200 g (1.0 mol) of diaminodiphenylmethane was dissolved in a mixed solvent consisting of 230 g of N-methyl-2-pyrrolidone and 2,100 g of γ-butyrolactone, reacted at 40 ° C. for 3 hours, γ-butyrolactone 1, By adding 350 g, about 3,800 g of a solution containing 10% by weight of polyamic acid (A-3) was obtained. The solution viscosity of this solution was 125 mPa · s.
<(B)イミド化重合体の合成>
合成例4
テトラカルボン酸二無水物として2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物110g(0.50モル)および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160g(0.50モル)、ジアミンとしてp−フェニレンジアミン94g(0.87モル)、1,3−ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン25g(0.10モル)および3,6−ビス(4−アミノベンゾイルオキシ)コレスタン9.6g(0.015モル)ならびにモノアミンとしてオクタデシルアミン8.1g(0.030モル)をN−メチル−2−ピロリドン960gに溶解し、60℃で6時間反応を行うことにより、ポリアミック酸を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、N−メチル−2−ピロリドンを加えてポリアミック酸濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は60mPa・sであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にN−メチル−2−ピロリドン2,700gを追加し、ピリジン400gおよび無水酢酸410gを添加して110℃で4時間脱水閉環反応を行った。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなγ―ブチロラクトンで溶媒置換(この溶媒置換操作ににより、脱水閉環反応に使用したピリジンおよび無水酢酸を系外に除去した。以下同じ。)することにより、イミド化率約95%のイミド化重合体(B−1)を15重量%含有する溶液約2,400gを得た。このイミド化重合体溶液を少量分取し、γ―ブチロラクトンを加えてイミド化重合体含量10重量%の溶液として測定した溶液粘度は70mPa・sであり、イミド化重合体含量6.0重量%の溶液として測定した溶液粘度は16.0mPa・sであった。
<(B) Synthesis of imidized polymer>
Synthesis example 4
110 g (0.50 mol) of 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride as tetracarboxylic dianhydride and 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-8-methyl-5- (tetrahydro -2,5-dioxo-3-furanyl) naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione 160 g (0.50 mol), p-phenylenediamine 94 g (0.87 mol) as diamine, 1, 25 g (0.10 mol) of 3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane and 9.6 g (0.015 mol) of 3,6-bis (4-aminobenzoyloxy) cholestane and octadecylamine as monoamine. 1 g (0.030 mol) was dissolved in 960 g of N-methyl-2-pyrrolidone and reacted at 60 ° C. for 6 hours, To obtain a solution containing click acid. A small amount of the obtained polyamic acid solution was collected, and N-methyl-2-pyrrolidone was added to measure the solution viscosity as a solution having a polyamic acid concentration of 10% by weight of 60 mPa · s.
Next, 2,700 g of N-methyl-2-pyrrolidone was added to the obtained polyamic acid solution, 400 g of pyridine and 410 g of acetic anhydride were added, and dehydration ring closure reaction was performed at 110 ° C. for 4 hours. After the dehydration ring closure reaction, the solvent in the system was replaced with new γ-butyrolactone (by this solvent replacement operation, pyridine and acetic anhydride used in the dehydration ring closure reaction were removed from the system, the same applies hereinafter). Thus, about 2,400 g of a solution containing 15% by weight of the imidized polymer (B-1) having an imidation ratio of about 95% was obtained. A small amount of this imidized polymer solution was taken, and γ-butyrolactone was added thereto to measure the solution viscosity as a solution having an imidized polymer content of 10% by weight. The solution viscosity was 70 mPa · s, and the imidized polymer content was 6.0% by weight. The solution viscosity measured as a solution was 16.0 mPa · s.
合成例5
テトラカルボン酸二無水物として2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物112g(0.50モル)および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157g(0.50モル)、ジアミンとしてp−フェニレンジアミン88g(0.81モル)、ビスアミノプロピルテトラメチルジシロキサン25g(0.10モル)および4−(4’−トリフルオロメトキシベンゾイロキシ)シクロヘキシル−3,5−ジアミノベンゾエート35g(0.080モル)ならびにモノアミンとしてアニリン1.4g(0.015モル)をN−メチル−2−ピロリドン1,250gに溶解し、60℃で6時間反応を行うことにより、ポリアミック酸を含有する溶液を得た。この溶液を少量分取し、N−メチル−2−ピロリドンを加えてポリアミック酸濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は55mPa・sであった。
得られたポリアミック酸溶液にN−メチル−2−ピロリドン2,500gを追加し、さらにピリジン400gおよび無水酢酸408gを添加して110℃で4時間脱水閉環反応を行なった。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなN−メチル−2−ピロリドンで溶媒置換することにより、イミド化率95%のイミド化重合体(B−2)を17重量%含有する溶液約1,800gを得た。この溶液を少量分取し、N−メチル−2−ピロリドンを加えてイミド化重合体濃度6.0重量%の溶液として測定した溶液粘度は13.0mPa・sであった。
Synthesis example 5
2,3,5-tricarboxycyclopentyl acetic acid dianhydride 112 g (0.50 mol) and 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-8-methyl-5- (tetrahydro) as tetracarboxylic dianhydride -2,5-dioxo-3-furanyl) naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione 157 g (0.50 mol), p-phenylenediamine 88 g (0.81 mol) as diamine, bisamino 25 g (0.10 mol) of propyltetramethyldisiloxane and 35 g (0.080 mol) of 4- (4′-trifluoromethoxybenzoyloxy) cyclohexyl-3,5-diaminobenzoate and 1.4 g of aniline as monoamine (0 .015 mol) is dissolved in 1,250 g of N-methyl-2-pyrrolidone and reacted at 60 ° C. for 6 hours. Thus, a solution containing a polyamic acid was obtained. A small amount of this solution was taken, N-methyl-2-pyrrolidone was added, and the solution viscosity measured as a solution having a polyamic acid concentration of 10% by weight was 55 mPa · s.
To the obtained polyamic acid solution, 2,500 g of N-methyl-2-pyrrolidone was added, 400 g of pyridine and 408 g of acetic anhydride were further added, and dehydration ring closure reaction was performed at 110 ° C. for 4 hours. After the dehydration ring-closing reaction, the solvent in the system was replaced with new N-methyl-2-pyrrolidone, whereby a solution containing about 17% by weight of an imidized polymer (B-2) having an imidization rate of 95% was obtained. , 800 g was obtained. A small amount of this solution was taken, N-methyl-2-pyrrolidone was added, and the solution viscosity measured as a solution having an imidized polymer concentration of 6.0% by weight was 13.0 mPa · s.
合成例6
テトラカルボン酸二無水物として2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物224g(1.0モル)ならびにジアミンとしてp−フェニレンジアミン106g(0・99モル)およびコレスタ二ル−3,5−ジアミノベンゾエート7.8g(0.015モル)をN−メチル−2−ピロリドン3,050gに溶解し、室温で3時間反応させることにより、溶液粘度210mPa・sのポリアミック酸溶液を得た。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にN−メチル−2−ピロリドン3,400gを追加し、さらにピリジン400gおよび無水酢酸300gを添加して110℃で4時間脱水閉環反応を行った。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなγ―ブチロラクトンで溶媒置換することにより、イミド化率90%のポリイミド(B−4)を9重量%含有する溶液3,100gを得た。この溶液を少量分取し、γ―ブチロラクトンを加えてポリイミド濃度3.1重量%の溶液として測定した溶液粘度は15.0mPa・sであった。
Synthesis Example 6
224 g (1.0 mol) of 2,3,5-tricarboxycyclopentyl acetic acid dianhydride as tetracarboxylic dianhydride and 106 g (0.99 mol) of p-phenylenediamine as diamine and cholestayl-3,5- 7.8 g (0.015 mol) of diaminobenzoate was dissolved in 3,050 g of N-methyl-2-pyrrolidone and reacted at room temperature for 3 hours to obtain a polyamic acid solution having a solution viscosity of 210 mPa · s.
Next, 3,400 g of N-methyl-2-pyrrolidone was added to the obtained polyamic acid solution, 400 g of pyridine and 300 g of acetic anhydride were further added, and dehydration ring closure reaction was performed at 110 ° C. for 4 hours. After the dehydration ring-closing reaction, the solvent in the system was replaced with new γ-butyrolactone to obtain 3,100 g of a solution containing 9% by weight of polyimide (B-4) having an imidization ratio of 90%. A small amount of this solution was collected, and γ-butyrolactone was added to measure the solution viscosity as a solution having a polyimide concentration of 3.1% by weight of 15.0 mPa · s.
実施例1
<液晶配向剤の調製>
上記合成例1で得られたポリアミック酸(A−1)を含有する溶液および上記合成例3で得られたポリイミド(B−1)を含有する溶液を、それぞれの含有する重合体に換算した量が(A−1):(B−1)=80:20(重量比)となるように混合し、ここにγ−ブチロラクトン(BL)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)およびブチルセロソルブ(BC)を加え、さらにエポキシ化合物として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を、重合体の合計100重量部に対して2重量部加え、溶媒組成がBL:NMP:BC=71:17:12(重量比)、固形分濃度6重量%の溶液とした。この溶液を孔径1μmのフィルターを用いて濾過することにより、液晶配向剤(S−1)を調製した。
なお、液晶配向剤(S−1)における重合体の平均イミド化率は、19%であった。
<液晶セルの製造>
上記で調製した液晶配向剤(S−1)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により塗布し、次いで80℃で1分間プレベークし、さらに210℃で10分間ポストベークすることにより、膜厚60nmの塗膜を形成した。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を用いて、ロール回転数400rpm、ステージ移動速度3cm/秒、毛足押しこみ長さ0.4mmの条件でラビング処理を行った。次いでこの基板を超純水中で1分間超音波洗浄し、100℃クリーンオーブン中で10分間乾燥することにより、ガラス基板の透明電極面上に液晶配向膜を形成した。この操作を繰り返し、透明電極面上に液晶配向膜を有するガラス基板を一対(二枚)製造した。
上記一対の基板それぞれの液晶配向膜を有する面の外縁に、直径5.5μmの酸化アルミニウム球入りエポキシ樹脂接着剤を塗布した後、液晶配向膜面が相対し且つ両基板の有する液晶配向膜のラビング方向が直行するように重ね合わせて圧着し、接着剤を硬化させた。次いで、液晶注入口より一対の基板間に、ネマチック型液晶(メルク社製、MLC−6221)を充填した後、アクリル系光硬化接着剤で液晶注入口を封止することにより、液晶セルを製造した。
Example 1
<Preparation of liquid crystal aligning agent>
The quantity which converted the solution containing the polyamic acid (A-1) obtained by the said synthesis example 1 and the solution containing the polyimide (B-1) obtained by the said synthesis example 3 into the polymer which each contains. Are mixed such that (A-1) :( B-1) = 80: 20 (weight ratio), where γ-butyrolactone (BL), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and butyl cellosolve (BC ), And 2 parts by weight of N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-4,4′-diaminodiphenylmethane as an epoxy compound is added to a total of 100 parts by weight of the polymer, and the solvent composition is BL: A solution having NMP: BC = 71: 17: 12 (weight ratio) and a solid concentration of 6% by weight was obtained. A liquid crystal aligning agent (S-1) was prepared by filtering this solution using a filter having a pore diameter of 1 μm.
In addition, the average imidation ratio of the polymer in the liquid crystal aligning agent (S-1) was 19%.
<Manufacture of liquid crystal cells>
The liquid crystal aligning agent (S-1) prepared above was applied onto the transparent electrode surface of the glass substrate with a transparent electrode made of an ITO film by a spinner, then pre-baked at 80 ° C. for 1 minute, and further post-baked at 210 ° C. for 10 minutes. As a result, a coating film having a film thickness of 60 nm was formed. The coating film was rubbed using a rubbing machine having a roll wrapped with a rayon cloth under the conditions of a roll rotation speed of 400 rpm, a stage moving speed of 3 cm / second, and a hair foot indentation length of 0.4 mm. Next, this substrate was ultrasonically cleaned in ultrapure water for 1 minute and dried in a clean oven at 100 ° C. for 10 minutes to form a liquid crystal alignment film on the transparent electrode surface of the glass substrate. This operation was repeated to produce a pair (two) of glass substrates having a liquid crystal alignment film on the transparent electrode surface.
After applying an epoxy resin adhesive containing aluminum oxide spheres having a diameter of 5.5 μm to the outer edge of the surface having the liquid crystal alignment film of each of the pair of substrates, the liquid crystal alignment film surfaces face each other and the liquid crystal alignment film of both substrates has The adhesive was cured by overlapping and pressing so that the rubbing direction was perpendicular. Next, after filling nematic liquid crystal (MLC-6221 manufactured by Merck & Co., Inc.) between a pair of substrates from the liquid crystal injection port, the liquid crystal injection port is sealed with an acrylic photo-curing adhesive to produce a liquid crystal cell. did.
<電圧保持率の評価>
上記で製造した液晶セルにつき、60℃において5Vの電圧を60マイクロ秒の印加時間、167ミリ秒のスパンで印加した後、印加解除から167ミリ秒後の電圧保持率を測定した。測定装置は、(株)東陽テクニカ製、VHR−1を使用した。
なお、表1において「>99」とは、電圧保持率の測定値が99%を超え、100%以下であったことを示す。
<焼き付き特性の評価>
図1に示したようなパターンの透明電極を有する基板を用いたほかは上記と同様にして液晶セルを製造した。
[電荷ストレス解放直後の焼き付き特性の評価]
この液晶セルにつき、25℃において、電極Aに直流電圧17V、電極Bに直流電圧0Vを20時間印加した。電圧印加を解除した直後に、電極AおよびBに0.1〜3.0Vの直流電圧を0.1V刻みに印加した。このとき、各電圧における両電極間の輝度差を調べ、電極間の輝度差が最も大きくなる電圧にて電荷ストレス解放直後の焼き付き特性を評価した。すなわち、両電極間の輝度差が観察されなかった場合をストレス解放直後の焼き付き特性「優」、輝度差がわずかに観察された場合を焼き付き特性「良」、明らかに輝度差が観察された場合を焼き付き特性「不良」とした。結果は表1に示した。
[焼き付き緩和性の評価]
上記の焼き付き特性の評価に供した液晶セルを、電荷ストレス解放から2日間(48時間)、25℃において静置した。その後、上記電荷ストレス解放直後の焼き付き特性の評価において両電圧間の輝度差が最も大きかった電圧を電極AおよびBに印加し、両電極間の輝度差を調べた。この輝度差につき、上記基準と同様に三段階で評価した結果を焼き付き緩和性の評価結果とした。結果は表1に示した。
<Evaluation of voltage holding ratio>
With respect to the liquid crystal cell produced above, a voltage of 5 V was applied at 60 ° C. with an application time of 60 microseconds and a span of 167 milliseconds, and then the voltage holding ratio after 167 milliseconds from the release of application was measured. As a measuring device, VHR-1 manufactured by Toyo Corporation was used.
In Table 1, “> 99” indicates that the measured value of the voltage holding ratio exceeds 99% and is 100% or less.
<Evaluation of seizure characteristics>
A liquid crystal cell was produced in the same manner as described above except that a substrate having a transparent electrode with a pattern as shown in FIG. 1 was used.
[Evaluation of seizure characteristics immediately after release of charge stress]
For this liquid crystal cell, a DC voltage of 17 V was applied to the electrode A and a DC voltage of 0 V was applied to the electrode B for 20 hours at 25 ° C. Immediately after the voltage application was canceled, a direct current voltage of 0.1 to 3.0 V was applied to the electrodes A and B in increments of 0.1 V. At this time, the luminance difference between the two electrodes at each voltage was examined, and the burn-in characteristic immediately after the release of the charge stress was evaluated at a voltage at which the luminance difference between the electrodes was the largest. That is, when the difference in brightness between the electrodes is not observed, the image sticking characteristic “excellent” immediately after the stress is released, and when the difference in brightness is slightly observed, the image sticking characteristic “good”, when the difference in brightness is clearly observed. The seizure characteristic was “bad”. The results are shown in Table 1.
[Evaluation of seizure mitigation]
The liquid crystal cell subjected to the evaluation of the image sticking property was allowed to stand at 25 ° C. for 2 days (48 hours) after releasing the charge stress. Thereafter, a voltage having the largest luminance difference between the two voltages in the evaluation of the burn-in characteristic immediately after the release of the charge stress was applied to the electrodes A and B, and the luminance difference between the two electrodes was examined. About this brightness | luminance difference, the result evaluated in three steps similarly to the said reference | standard was made into the evaluation result of burn-in relaxation. The results are shown in Table 1.
実施例2および比較例1〜5
重合体を含有する溶液として、表1に摘示した重合体を含有する溶液を、これに含有される重合体に換算した重量がそれぞれ表1に記載の値となるような量だけ用いたほかは実施例1と同様にして液晶配向剤(S−2)および(R−1)〜(R−5)をそれぞれ調製し、評価した。評価結果は表1に示した。
Example 2 and Comparative Examples 1-5
As the polymer-containing solution, a solution containing the polymer shown in Table 1 was used in such an amount that the weight converted into the polymer contained in the polymer was a value shown in Table 1, respectively. In the same manner as in Example 1, liquid crystal aligning agents (S-2) and (R-1) to (R-5) were prepared and evaluated. The evaluation results are shown in Table 1.
Claims (5)
で表される化合物を含むジアミンとを反応させて得られるポリアミック酸、および
(B)テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを反応させて得られるポリアミック酸のイミド化重合体
を含有し、そして
(A)ポリアミック酸の有するアミック酸構造の数ならびに(B)イミド化重合体の有するイミド環の数およびアミック酸構造の数の合計に対する(B)イミド化重合体の有するイミド環の数の割合が10〜50%であることを特徴とする、液晶配向剤。 (A) tetracarboxylic dianhydride including 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, and the following formula (1)
And (B) a polyamic acid obtained by reacting a diamine containing a compound represented by formula (B), and an imidized polymer of polyamic acid obtained by reacting a tetracarboxylic dianhydride and a diamine, and ( The ratio of the number of imide rings of (B) imidized polymer to the total of A) the number of amic acid structures possessed by polyamic acid and (B) the number of imide rings possessed by imidized polymer and the number of amic acid structures The liquid crystal aligning agent characterized by being 10 to 50%.
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