JP5569441B2 - Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element - Google Patents

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

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Description

本発明は、液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子に関し、詳しくは、水平配向型液晶表示素子(水平配向モード)に好適に適用できる液晶配向剤及び液晶配向膜、並びに該液晶配向膜を具備する液晶表示素子に関する。   The present invention relates to a liquid crystal aligning agent, a liquid crystal aligning film, and a liquid crystal display element, and more specifically, a liquid crystal aligning agent and a liquid crystal aligning film that can be suitably applied to a horizontal alignment type liquid crystal display element (horizontal alignment mode), The present invention relates to a liquid crystal display element.

従来、液晶表示素子の一つとして、ツイステッドネマチック表示モード(TNモード)や横電界表示モード(IPSモード)、フリンジフィールドスイッチングモード(FFSモード)といった水平配向型液晶表示素子が知られている。この液晶表示素子では、対向配置した一対の基板間に液晶分子を封入し、基板面に対して液晶分子を平行に配向させ(水平配向させ)、これに電圧を印加することで液晶分子の向きを変化させる。これにより、液晶表示素子において、液晶分子による光スイッチング機能が発現される。   Conventionally, horizontal alignment type liquid crystal display elements such as a twisted nematic display mode (TN mode), a horizontal electric field display mode (IPS mode), and a fringe field switching mode (FFS mode) are known as one of liquid crystal display elements. In this liquid crystal display element, liquid crystal molecules are sealed between a pair of opposed substrates, liquid crystal molecules are aligned parallel to the substrate surface (horizontal alignment), and a voltage is applied to the liquid crystal molecules to align the liquid crystal molecules. To change. Thereby, in the liquid crystal display element, the optical switching function by the liquid crystal molecules is expressed.

液晶表示素子では、液晶配向膜によって液晶分子の配向制御が行われる。一般に、液晶配向膜は、ポリイミド又はポリアミック酸を含有する液晶配向剤を基板に塗布した後、これを焼成し、焼成後の薄膜表面を布で一定方向に擦る、いわゆるラビング処理を行うことによって得ることができる。   In the liquid crystal display element, alignment control of liquid crystal molecules is performed by a liquid crystal alignment film. In general, the liquid crystal alignment film is obtained by applying a liquid crystal aligning agent containing polyimide or polyamic acid to a substrate, baking the film, and rubbing the fired thin film surface in a certain direction with a cloth so-called rubbing treatment. be able to.

液晶表示素子の表示性能を向上させるには、電圧無印加時において液晶分子を特定方向に配向させる必要があり、これを達成するべく種々の液晶配向剤が提案されている(例えば特許文献1〜3参照)。特許文献1には、ピロメリット酸二無水物(PMDA)とジアミンとの重合反応により得られるポリイミドを用いた液晶配向方法について開示されている。PMDAを用いて作製された芳香族ポリイミドは、ラビング処理による一軸配向性が高く、また液晶分子が有するベンゼン環との間で相互作用が誘起される等といったことから、液晶配向性が良好であると言われている。   In order to improve the display performance of the liquid crystal display element, it is necessary to align liquid crystal molecules in a specific direction when no voltage is applied, and various liquid crystal aligning agents have been proposed to achieve this (for example, Patent Documents 1 to 3). 3). Patent Document 1 discloses a liquid crystal alignment method using polyimide obtained by polymerization reaction of pyromellitic dianhydride (PMDA) and diamine. Aromatic polyimide produced using PMDA has high uniaxial orientation due to rubbing treatment and good liquid crystal orientation due to interaction with the benzene ring of liquid crystal molecules. It is said.

また、特許文献2,3には、シクロブタンテトラカルボン酸無水物(CB)等といった脂環式構造を有する酸二無水物とジアミンとの重合により得られるポリイミド等を含む液晶配向剤が開示されている。この脂環式のポリイミド等では、特許文献1のような芳香族ポリイミドに比べて、(1)可視光領域の吸収がないため液晶配向膜の光透過率が高い、(2)ラビング耐性が良好である、(3)溶液状態での粘度を調整しやすい、等といった利点がある。   Patent Documents 2 and 3 disclose a liquid crystal aligning agent containing a polyimide obtained by polymerization of an acid dianhydride having an alicyclic structure such as cyclobutanetetracarboxylic acid anhydride (CB) and a diamine. Yes. In this alicyclic polyimide, etc., compared with the aromatic polyimide as in Patent Document 1, (1) the light transmittance of the liquid crystal alignment film is high because there is no absorption in the visible light region, and (2) the rubbing resistance is good. (3) It is easy to adjust the viscosity in a solution state.

特開昭57−128318号公報JP-A-57-128318 特許4052308号公報Japanese Patent No. 4052308 特開2010−156934号公報JP 2010-156934 A

ところで、脂環式のポリイミド等により形成した液晶配向膜では、芳香族ポリイミドに比べて上記(1)〜(3)の利点を有する反面、基板間に液晶分子を注入した際に、液晶分子が注入時の流動方向に配向する流動配向が生じやすい。そのため、流動配向に起因して液晶配向能力が低下することが懸念される。また、脂環式のポリイミド等により液晶配向膜を形成する場合、機械的強度の向上等を目的として、エポキシ化合物などの架橋剤を添加することがあるが、架橋剤の添加により重合体の一軸延伸性が低下することがあり、かかる場合、流動配向が生じやすくなると考えられる。   By the way, in the liquid crystal alignment film formed of alicyclic polyimide or the like, it has the advantages (1) to (3) as compared with the aromatic polyimide, but when the liquid crystal molecules are injected between the substrates, the liquid crystal molecules Flow orientation that is oriented in the flow direction during injection tends to occur. Therefore, there is a concern that the liquid crystal alignment ability is reduced due to the flow alignment. In addition, when the liquid crystal alignment film is formed from an alicyclic polyimide or the like, a crosslinking agent such as an epoxy compound may be added for the purpose of improving mechanical strength. In some cases, the stretchability may be lowered, and in such a case, it is considered that fluid orientation tends to occur.

さらに、液晶表示素子では、表示品質を良好にするべく高い電圧保持率が要求されており、液晶配向膜を設計する上では液晶表示素子の電圧保持特性についても検討する必要がある。ところが、本発明者が検討したところ、上記特許文献1のように酸二無水物としてPMDAを用いた場合、液晶配向性は良好であるものの、液晶の電圧保持率が低くなることが確認された。   Furthermore, a liquid crystal display element is required to have a high voltage holding ratio in order to improve display quality, and it is necessary to study the voltage holding characteristics of the liquid crystal display element when designing a liquid crystal alignment film. However, as a result of investigation by the present inventor, it was confirmed that when PMDA is used as the acid dianhydride as in Patent Document 1 described above, the liquid crystal orientation is good, but the liquid crystal voltage holding ratio is low. .

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、優れた液晶配向性と電圧保持特性とを兼ね備えた液晶表示素子を得るための液晶配向剤、その液晶配向剤により形成した液晶配向膜及び該液晶配向膜を備える液晶表示素子を提供することを主たる目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and a liquid crystal aligning agent for obtaining a liquid crystal display element having both excellent liquid crystal alignment properties and voltage holding characteristics, a liquid crystal alignment film formed with the liquid crystal aligning agent, and the liquid crystal A main object is to provide a liquid crystal display device including an alignment film.

本発明者らは、上記のような従来技術の課題を解決すべく鋭意検討した結果、特定の構造のジアミンを、脂肪族テトラカルボン酸二無水物及び脂環式テトラカルボン酸二無水物の少なくともいずれかと反応させ、この反応により得られるポリアミック酸及びそのイミド化重合体の少なくともいずれかを液晶配向剤の重合体成分として含有させることで、上記課題を解決可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明により以下の液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子が提供される。   As a result of intensive studies to solve the problems of the prior art as described above, the present inventors have determined that a diamine having a specific structure is at least one of an aliphatic tetracarboxylic dianhydride and an alicyclic tetracarboxylic dianhydride. It is found that the above-mentioned problems can be solved by containing at least one of the polyamic acid obtained by this reaction and the imidized polymer thereof as a polymer component of the liquid crystal aligning agent. It came to be completed. Specifically, the present invention provides the following liquid crystal aligning agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element.

本発明は、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及びそのイミド化重合体の少なくともいずれかを含有する液晶配向剤であって、前記テトラカルボン酸二無水物が、脂肪族テトラカルボン酸二無水物及び脂環式テトラカルボン酸二無水物の少なくともいずれかを含むものであり、前記ジアミンが、下記式(D−1)で表される化合物を含むものであることを特徴とする。   The present invention is a liquid crystal aligning agent containing at least one of a polyamic acid obtained by reacting a tetracarboxylic dianhydride and a diamine and an imidized polymer thereof, wherein the tetracarboxylic dianhydride is, It contains at least one of aliphatic tetracarboxylic dianhydride and alicyclic tetracarboxylic dianhydride, and the diamine contains a compound represented by the following formula (D-1). And

Figure 0005569441
(式中、R〜R10は、R〜Rのうちの1つ及びR〜R10のうちの1つが一級アミノ基であり、残りが、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、又は炭素数1〜6のアルキル基、アルコキシ基若しくはフルオロアルキル基である。)
Figure 0005569441
(Wherein R 1 to R 10 are one of R 1 to R 5 and one of R 6 to R 10 are primary amino groups, and the rest are each independently a hydrogen atom or a fluorine atom. Or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group, or a fluoroalkyl group.)

本発明の液晶配向剤によれば、テトラカルボン酸二無水物として脂肪族テトラカルボン酸二無水物や脂環式テトラカルボン酸二無水物を含む場合にも、液晶分子の流動配向を抑制可能な液晶配向膜を形成することができる。また、本発明の液晶配向剤により形成した液晶配向膜を液晶表示素子に用いた場合、高い電圧保持率を示す。よって、本発明の液晶配向剤によれば、液晶配向性と電圧保持特性とをバランスよく備える液晶表示素子を得ることができる。   According to the liquid crystal aligning agent of the present invention, even when an aliphatic tetracarboxylic dianhydride or an alicyclic tetracarboxylic dianhydride is included as a tetracarboxylic dianhydride, the flow alignment of liquid crystal molecules can be suppressed. A liquid crystal alignment film can be formed. Moreover, when the liquid crystal aligning film formed with the liquid crystal aligning agent of this invention is used for a liquid crystal display element, a high voltage retention is shown. Therefore, according to the liquid crystal aligning agent of the present invention, it is possible to obtain a liquid crystal display element having a good balance between liquid crystal alignment and voltage holding characteristics.

また、本発明において、テトラカルボン酸二無水物として、前記脂肪族テトラカルボン酸二無水物及び脂環式テトラカルボン酸二無水物の少なくともいずれかと、芳香族テトラカルボン酸二無水物との混合物を用いてもよい。この場合、前者を単独で用いる場合に比べて液晶配向性を高めることができる。   In the present invention, as tetracarboxylic dianhydride, a mixture of at least one of the aliphatic tetracarboxylic dianhydride and the alicyclic tetracarboxylic dianhydride and an aromatic tetracarboxylic dianhydride is used. It may be used. In this case, the liquid crystal alignment can be improved as compared with the case where the former is used alone.

さらに、本発明によれば、上記に記載の液晶配向剤から形成された液晶配向膜、及びその液晶配向膜を具備する液晶表示素子が提供される。また、脂肪族テトラカルボン酸二無水物及び脂環式テトラカルボン酸二無水物の少なくともいずれかと、上記式(D−1)で表されるジアミンとの反応により得られるポリアミック酸及びそのイミド化重合体(ポリイミド)が提供される。   Furthermore, according to this invention, the liquid crystal aligning film formed from the liquid crystal aligning agent as described above, and the liquid crystal display element which comprises the liquid crystal aligning film are provided. Moreover, the polyamic acid obtained by reaction with at least any one of an aliphatic tetracarboxylic dianhydride and an alicyclic tetracarboxylic dianhydride, and the diamine represented by the said Formula (D-1), and its imidation weight A coalescence (polyimide) is provided.

本発明の液晶配向剤は、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及びそのイミド化重合体の少なくともいずれかを含有する。以下、本発明の液晶配向剤について詳細に説明する。   The liquid crystal aligning agent of this invention contains at least any one of the polyamic acid obtained by making tetracarboxylic dianhydride and diamine react, and its imidized polymer. Hereinafter, the liquid crystal aligning agent of this invention is demonstrated in detail.

<ポリアミック酸>
本発明の液晶配向剤に含まれるポリアミック酸は、テトラカルボン酸二無水物と、上記式(D−1)で表されるジアミンとを反応させることにより得ることができる。
<Polyamic acid>
The polyamic acid contained in the liquid crystal aligning agent of this invention can be obtained by making tetracarboxylic dianhydride react with the diamine represented by the said Formula (D-1).

[テトラカルボン酸二無水物]
本発明における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、脂肪族構造を有するテトラカルボン酸二無水物(以下、脂肪族テトラカルボン酸二無水物ともいう)、及び脂環式構造を有するテトラカルボン酸二無水物(以下、脂環式テトラカルボン酸二無水物ともいう)の少なくともいずれかを含む。
[Tetracarboxylic dianhydride]
The tetracarboxylic dianhydride for synthesizing the polyamic acid in the present invention includes a tetracarboxylic dianhydride having an aliphatic structure (hereinafter also referred to as an aliphatic tetracarboxylic dianhydride), and an alicyclic structure. At least one of tetracarboxylic dianhydrides (hereinafter also referred to as alicyclic tetracarboxylic dianhydrides).

ここで、「脂肪族テトラカルボン酸二無水物」は、飽和炭化水素基に結合する4つのカルボキシル基が分子内脱水することにより得られる酸二無水物をいう。ただし、脂肪族テトラカルボン酸二無水物は、鎖状構造のみで構成されている必要はなく、その一部に環状炭化水素の構造や芳香環構造を有していてもよい。また、「脂環式テトラカルボン酸二無水物」は、脂肪族環に結合する少なくとも2つのカルボキシル基が分子内脱水することにより得られる酸二無水物をいう。ただし、脂環式テトラカルボン酸二無水物は、脂環式構造や鎖状構造のみで構成されている必要はなく、その一部に芳香環構造を有していてもよい。   Here, “aliphatic tetracarboxylic dianhydride” refers to an acid dianhydride obtained by intramolecular dehydration of four carboxyl groups bonded to a saturated hydrocarbon group. However, the aliphatic tetracarboxylic dianhydride does not need to be composed only of a chain structure, and a part thereof may have a cyclic hydrocarbon structure or an aromatic ring structure. The “alicyclic tetracarboxylic dianhydride” refers to an acid dianhydride obtained by intramolecular dehydration of at least two carboxyl groups bonded to the aliphatic ring. However, the alicyclic tetracarboxylic dianhydride does not need to be composed only of an alicyclic structure or a chain structure, and may have an aromatic ring structure in a part thereof.

具体的には、脂肪族テトラカルボン酸二無水物としては、例えば1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物が挙げられる。また、脂環式テトラカルボン酸二無水物としては、例えば、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−カルボキシメチルノルボルナン−2:3,5:6−二無水物、ビシクロ[3,3,0]オクタン−2,4,6,8−テトラカルボン酸二無水物、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、シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物等を挙げることができる。その他、特開2010−97188号公報に記載の脂肪族テトラカルボン酸二無水物及び脂環式のテトラカルボン酸二無水物であって上記以外のものを用いることができる。 Specifically, examples of the aliphatic tetracarboxylic dianhydride include 1,2,3,4-butanetetracarboxylic dianhydride. Examples of the alicyclic tetracarboxylic dianhydride include 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic 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-dica Boronic acid anhydride, 3,5,6-tricarboxy-2-carboxymethylnorbornane-2: 3,5: 6-dianhydride, bicyclo [3,3,0] octane-2,4,6,8- List tetracarboxylic dianhydride, 4,9-dioxatricyclo [5.3.1.0 2,6 ] undecane-3,5,8,10-tetraone, cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, etc. Can do. In addition, aliphatic tetracarboxylic dianhydrides and alicyclic tetracarboxylic dianhydrides described in JP 2010-97188 A, other than those described above, can be used.

本発明におけるポリアミック酸を合成するために用いる脂肪族テトラカルボン酸二無水物及び脂環式テトラカルボン酸二無水物としては、これらの中でも特に、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、ビシクロ[3,3,0]オクタン−2,4,6,8−テトラカルボン酸二無水物、シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、及び1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物からなる群より選ばれる少なくとも一種が好ましい。また、電圧保持率をより高くできる観点からすると、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、(1S,2S,4R,5R)−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、(1R,2S,4S,5R)−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、及び2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物からなる群より選ばれる少なくとも一種がより好ましく、架橋剤としてのエポキシ化合物を添加した場合にも良好な液晶配向性を発現できる観点からすると、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、及び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−ジオンからなる群より選ばれる少なくとも一種がより好ましい。これらの中でも、特に好ましくは、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物である。   As the aliphatic tetracarboxylic dianhydride and alicyclic tetracarboxylic dianhydride used for synthesizing the polyamic acid in the present invention, among these, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic acid diacid is particularly preferable. Anhydride, 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, bicyclo [3,3,0] octane-2,4,6,8-tetracarboxylic dianhydride, cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, and 1, , At least one is preferably selected from the group consisting of 3,4-butane tetracarboxylic acid dianhydride. From the viewpoint of further increasing the voltage holding ratio, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, (1S, 2S, 4R, 5R) -cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, (1R, 2S, 4S, 5R) -cyclohexanetetracarboxylic dianhydride and at least one selected from the group consisting of 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride are more preferable, and an epoxy compound as a crosslinking agent was added. From the viewpoint of achieving good liquid crystal alignment, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-5- (tetrahydro- 2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione and 1,3,3a, 4,5,9b-hex Hydro-8-methyl-5- (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) - naphtho least one and more preferably selected from the group consisting of [1,2-c] furan-1,3-dione. Among these, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride is particularly preferable.

なお、上記の脂肪族テトラカルボン酸二無水物及び脂環式テトラカルボン酸二無水物は、1種単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。   In addition, said aliphatic tetracarboxylic dianhydride and alicyclic tetracarboxylic dianhydride can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

テトラカルボン酸二無水物としては、上記の脂肪族テトラカルボン酸二無水物及び脂環式テトラカルボン酸二無水物の少なくともいずれかのみを用いてもよいが、脂肪族テトラカルボン酸二無水物及び脂環式テトラカルボン酸二無水物の少なくともいずれかと、芳香環構造を有するテトラカルボン酸二無水物(芳香族テトラカルボン酸二無水物)とを組み合わせて用いてもよい。ここで、「芳香族テトラカルボン酸二無水物」は、同一の又は異なる芳香環に結合する4つのカルボキシル基が分子内脱水することにより得られる酸二無水物をいう。   As the tetracarboxylic dianhydride, at least one of the above aliphatic tetracarboxylic dianhydrides and alicyclic tetracarboxylic dianhydrides may be used, but the aliphatic tetracarboxylic dianhydrides and A combination of at least one of alicyclic tetracarboxylic dianhydrides and a tetracarboxylic dianhydride having an aromatic ring structure (aromatic tetracarboxylic dianhydride) may be used. Here, “aromatic tetracarboxylic dianhydride” refers to an acid dianhydride obtained by intramolecular dehydration of four carboxyl groups bonded to the same or different aromatic rings.

芳香族テトラカルボン酸二無水物として具体的には、ピロメリット酸二無水物(PMDA)や、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、その他、特開2010−97188号公報に記載の芳香族テトラカルボン酸二無水物を用いることができる。好ましくは、PMDAである。PMDAは液晶配向性に優れているため、脂肪族テトラカルボン酸二無水物及び脂環式テトラカルボン酸二無水物の少なくともいずれかとPMDAとを組合せることで、前者を単独で用いる場合に比べて、液晶配向膜における配向性を向上できる点で好ましい。一方、脂肪族テトラカルボン酸や脂環式テトラカルボン酸二無水物を単独で用いた場合には、芳香族テトラカルボン酸二無水物との混合系に比べて、電圧保持率を高くできる点で好ましい。   Specific examples of the aromatic tetracarboxylic dianhydride include pyromellitic dianhydride (PMDA), 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4, 4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalene tetracarboxylic dianhydride, and other aromatic tetracarboxylic dianhydrides described in JP 2010-97188 A Can do. Preferably, it is PMDA. Since PMDA is excellent in liquid crystal alignment, by combining PMDA with at least one of aliphatic tetracarboxylic dianhydride and alicyclic tetracarboxylic dianhydride, compared to the case where the former is used alone. It is preferable in that the orientation in the liquid crystal alignment film can be improved. On the other hand, when an aliphatic tetracarboxylic acid or an alicyclic tetracarboxylic dianhydride is used alone, the voltage holding ratio can be increased as compared with a mixed system with an aromatic tetracarboxylic dianhydride. preferable.

テトラカルボン酸二無水物として、脂肪族又は脂環式のものと芳香族のものとを混合して用いる場合、脂肪族又は脂環式のテトラカルボン酸二無水物の比率は、その合計量が、テトラカルボン酸二無水物の全量に対して10〜95モル%が好ましく、30〜90モル%がより好ましく、50〜85モル%が更に好ましく、60〜80モル%が特に好ましい。この場合、混合系における芳香族テトラカルボン酸二無水物の比率は、テトラカルボン酸二無水物の全量に対して5〜90モル%が好ましく、10〜70モル%がより好ましく、15〜50モル%が更に好ましく、20〜40モル%が特に好ましい。それぞれ上記範囲とすることにより、液晶配向膜としたときに高い電圧保持率と優れた液晶配向性との両者をバランスよく発現できる。また、ラビング耐性も良好となる。   When a mixture of aliphatic or alicyclic and aromatic is used as the tetracarboxylic dianhydride, the total amount of the aliphatic or alicyclic tetracarboxylic dianhydride is The amount of tetracarboxylic dianhydride is preferably 10 to 95 mol%, more preferably 30 to 90 mol%, still more preferably 50 to 85 mol%, and particularly preferably 60 to 80 mol%. In this case, the ratio of the aromatic tetracarboxylic dianhydride in the mixed system is preferably 5 to 90 mol%, more preferably 10 to 70 mol%, and more preferably 15 to 50 mol based on the total amount of tetracarboxylic dianhydride. % Is more preferable, and 20-40 mol% is especially preferable. By setting each of the above ranges, both a high voltage holding ratio and excellent liquid crystal orientation can be expressed in a well-balanced manner when the liquid crystal alignment film is formed. Also, the rubbing resistance is good.

[ジアミン]
本発明におけるポリアミック酸を合成するために使用するジアミンの少なくとも一部は、上記式(D−1)で表される化合物である。上記式(D−1)において、R〜Rのうちの1つ及びR〜R10のうちの1つは一級アミノ基である。つまり、上記式(D−1)で表される化合物は、異なるベンゼン環にそれぞれ1つの一級アミノ基が結合されたジアミンである。
[Diamine]
At least a part of the diamine used for synthesizing the polyamic acid in the present invention is a compound represented by the above formula (D-1). In the above formula (D-1), one of R 1 to R 5 and one of R 6 to R 10 are primary amino groups. That is, the compound represented by the formula (D-1) is a diamine in which one primary amino group is bonded to different benzene rings.

〜R10のうち、一級アミノ基以外の残りは、水素原子、フッ素原子、又は炭素数1〜6のアルキル基、アルコキシ基若しくはフルオロアルキル基であり、それぞれ同じであってもよいし異なってもよい。炭素数1〜6のアルキル基としては、直鎖状であっても分岐状であってもよく、具体的にはメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基等が挙げられる。 Among R 1 to R 10 , the remainder other than the primary amino group is a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group, or a fluoroalkyl group, which may be the same or different. May be. The alkyl group having 1 to 6 carbon atoms may be linear or branched, and specifically includes methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl. Group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, n-hexyl group, isohexyl group and the like.

炭素数1〜6のフルオロアルキル基としては、上記の炭素数1〜6のアルキル基として挙げた基の少なくとも1つの水素原子をフッ素原子で置換したものを挙げることができる。また、炭素数1〜6のアルコキシ基としては、上記の炭素数1〜6のアルキル基として挙げた基が酸素原子に結合したものが挙げられ、具体的には、例えばメトキシ基やエトキシ基等を挙げることができる。   As a C1-C6 fluoroalkyl group, what substituted at least 1 hydrogen atom of the group quoted as said C1-C6 alkyl group by the fluorine atom can be mentioned. In addition, examples of the alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms include those in which the groups mentioned as the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms are bonded to an oxygen atom, specifically, for example, a methoxy group, an ethoxy group, and the like. Can be mentioned.

式(D−1)におけるそれぞれの一級アミノ基は、−COO−に対して4−位に結合されているのが好ましい。また、R〜R10のうち、一級アミノ基以外の残りについては、全部が水素原子であるか、又は一級アミノ基に隣接するうちの少なくとも1つが水素原子以外であって、その他が水素原子であるのが好ましい。前者の場合、ポリアミック酸やそのイミド化重合体の平面性を高めることができ、これにより液晶配向性を向上させることができる。また、後者の場合、アミノ基に隣接する基によってポリアミック酸等の平面性が低下し、これにより重合体の有機溶媒に対する溶解性を向上させることができる。平面性を適度に保つ観点からすると、アミノ基に隣接する基は、炭素数1〜3のものが好ましく、その中でも特にメチル基又はエチル基が好ましい。 Each primary amino group in formula (D-1) is preferably bonded to the 4-position with respect to —COO—. In addition, among R 1 to R 10 , the rest other than the primary amino group are all hydrogen atoms, or at least one of adjacent to the primary amino group is other than a hydrogen atom, and the others are hydrogen atoms. Is preferred. In the former case, the planarity of the polyamic acid or its imidized polymer can be increased, and thereby the liquid crystal alignment can be improved. In the latter case, the planarity of the polyamic acid or the like is lowered by the group adjacent to the amino group, whereby the solubility of the polymer in the organic solvent can be improved. From the viewpoint of keeping the flatness moderately, the group adjacent to the amino group is preferably one having 1 to 3 carbon atoms, and particularly preferably a methyl group or an ethyl group.

式(D−1)で表される化合物として具体的には、4−アミノフェニル−4’−アミノベンゾエート、3,3’−ジメチル−4−アミノフェニル−4’−アミノベンゾエート、
3,3’,5,5’−テトラメチル−4−アミノフェニル−4’−アミノベンゾエート、3−メチル−4−アミノフェニル−4’−アミノベンゾエートが好ましく、これらのうち、特に4−アミノフェニル−4’−アミノベンゾエートが好ましい。
Specific examples of the compound represented by the formula (D-1) include 4-aminophenyl-4′-aminobenzoate, 3,3′-dimethyl-4-aminophenyl-4′-aminobenzoate,
3,3 ′, 5,5′-tetramethyl-4-aminophenyl-4′-aminobenzoate and 3-methyl-4-aminophenyl-4′-aminobenzoate are preferred, and among these, 4-aminophenyl is particularly preferred. -4'-aminobenzoate is preferred.

本発明における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(D−1)で表される化合物のみを使用してもよいし、上記式(D−1)で表される化合物とともにその他のジアミンを併用してもよい。   As the diamine for synthesizing the polyamic acid in the present invention, only the compound represented by the above formula (D-1) may be used, or other compounds together with the compound represented by the above formula (D-1). A diamine may be used in combination.

ここで使用することのできるその他のジアミンとしては、例えば脂肪族ジアミン、脂環式ジアミン、芳香族ジアミン、ジアミノオルガノシロキサンなどを挙げることができる。これらの具体例としては、脂肪族ジアミンとして、例えば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などを;
脂環式ジアミンとして、例えば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)シクロヘキサンなどを;
Examples of other diamines that can be used here include aliphatic diamines, alicyclic diamines, aromatic diamines, and diaminoorganosiloxanes. Specific examples thereof include aliphatic diamines such as 1,1-metaxylylenediamine, 1,3-propanediamine, tetramethylenediamine, pentamethylenediamine, hexamethylenediamine and the like;
Examples of alicyclic diamines include 1,4-diaminocyclohexane, 4,4′-methylenebis (cyclohexylamine), 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane and the like;

芳香族ジアミンとして、例えばo−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、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、4,4’−ジアミノ−2,2’−ビス(トリフルオロメチル)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、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、1,4−ビス−(4−アミノフェニル)−ピペラジン、3,5−ジアミノ安息香酸、ドデカノキシ−2,4−ジアミノベンゼン、テトラデカノキシ−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、テトラデカノキシ−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、コレスタニルオキシ−3,5−ジアミノベンゼン、コレステニルオキシ−3,5−ジアミノベンゼン、コレスタニルオキシ−2,4−ジアミノベンゼン、コレステニルオキシ−2,4−ジアミノベンゼン、3,5−ジアミノ安息香酸コレスタニル、3,5−ジアミノ安息香酸コレステニル、3,5−ジアミノ安息香酸ラノスタニル、3,6−ビス(4−アミノベンゾイルオキシ)コレスタン、3,6−ビス(4−アミノフェノキシ)コレスタン、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、4−(4’−トリフルオロメチルベンゾイロキシ)シクロヘキシル−3,5−ジアミノベンゾエート、1,1−ビス(4−((アミノフェニル)メチル)フェニル)−4−ブチルシクロヘキサン、1,1−ビス(4−((アミノフェニル)メチル)フェニル)−4−ヘプチルシクロヘキサン、1,1−ビス(4−((アミノフェノキシ)メチル)フェニル)−4−ヘプチルシクロヘキサン、1,1−ビス(4−((アミノフェニル)メチル)フェニル)−4−(4−ヘプチルシクロヘキシル)シクロヘキサン、2,4−ジアミノーN,N―ジアリルアニリン、4−アミノベンジルアミン、3−アミノベンジルアミン、1−(2,4−ジアミノフェニル)ピペラジン−4−カルボン酸、4−(モルホリン−4−イル)ベンゼン−1,3−ジアミン、1,3−ビス(N−(4−アミノフェニル)ピペリジニル)プロパン、α−アミノ−ω−アミノフェニルアルキレン、及び下記式(A−1)   As aromatic diamines, for example, o-phenylenediamine, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 1,5-diaminonaphthalene, 2,2'- Dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 4,4′-diamino-2,2′-bis (trifluoromethyl) biphenyl, 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-phenylenediisopropyl Ridene) bisaniline, 4,4 ′-(m-phenylenediisopropylidene) bisaniline, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, 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, N′-bis (4-aminophenyl) -N, N′-dimethylbenzidine, 1,4-bis- (4-aminophenyl) -piperazine, 3,5-diaminobenzoic acid, dodecanoxy-2,4-dia Nobenzene, tetradecanoxy-2,4-diaminobenzene, pentadecanoxy-2,4-diaminobenzene, hexadecanoxy-2,4-diaminobenzene, octadecanoxy-2,4-diaminobenzene, dodecanoxy-2,5-diaminobenzene, tetradecanoxy-2 , 5-diaminobenzene, pentadecanoxy-2,5-diaminobenzene, hexadecanoxy-2,5-diaminobenzene, octadecanoxy-2,5-diaminobenzene, cholestanyloxy-3,5-diaminobenzene, cholestenyloxy-3, 5-diaminobenzene, cholestanyloxy-2,4-diaminobenzene, cholestenyloxy-2,4-diaminobenzene, cholestanyl 3,5-diaminobenzoate, cholestenyl 3,5-diaminobenzoate, 3 , 5-Diaminobenzoic acid lanostannyl, 3,6-bis (4-aminobenzoyloxy) cholestane, 3,6-bis (4-aminophenoxy) cholestane, 4- (4′-trifluoromethoxybenzoyloxy) cyclohexyl- 3,5-diaminobenzoate, 4- (4′-trifluoromethylbenzoyloxy) cyclohexyl-3,5-diaminobenzoate, 1,1-bis (4-((aminophenyl) methyl) phenyl) -4-butyl Cyclohexane, 1,1-bis (4-((aminophenyl) methyl) phenyl) -4-heptylcyclohexane, 1,1-bis (4-((aminophenoxy) methyl) phenyl) -4-heptylcyclohexane, 1, 1-bis (4-((aminophenyl) methyl) phenyl) -4- (4-heptylcyclohexane Syl) cyclohexane, 2,4-diamino-N, N-diallylaniline, 4-aminobenzylamine, 3-aminobenzylamine, 1- (2,4-diaminophenyl) piperazine-4-carboxylic acid, 4- (morpholine- 4-yl) benzene-1,3-diamine, 1,3-bis (N- (4-aminophenyl) piperidinyl) propane, α-amino-ω-aminophenylalkylene, and the following formula (A-1)

Figure 0005569441
(式中、XI及びXIIは、それぞれ、単結合、*−O−、*−COO−又は*−OCO−(但し、「*」を付した結合手がベンゼン環に結合する。)であり、Rは、単結合、メチレン基又は炭素数2若しくは3のアルキレン基であり、aは0又は1であり、bは0〜2の整数であり、cは1〜20の整数であり、nは0又は1である。ただし、a及びbが同時に0になることはない。)
で表される化合物などを;
Figure 0005569441
(In the formula, X I and X II are each a single bond, * —O—, * —COO— or * —OCO— (where a bond marked with “*” is bonded to the benzene ring). R I is a single bond, a methylene group or an alkylene group having 2 or 3 carbon atoms, a is 0 or 1, b is an integer of 0 to 2, and c is an integer of 1 to 20. , N is 0 or 1. However, a and b are not 0 at the same time.)
A compound represented by:

ジアミノオルガノシロキサンとして、例えば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を、それぞれ挙げることができるほか、特開2010−97188号公報に記載のジアミンのうち上記以外のものを用いることができる。   Examples of the diaminoorganosiloxane include 1,3-bis (3-aminopropyl) -tetramethyldisiloxane, and other diamines described in JP2010-97188A. Can be used.

上記式(A−1)における−X−R−XII−で表される2価の基としては、メチレン基、炭素数2もしくは3のアルキレン基、*−O−、*−COO−又は*−O−CHCH−O−(ただし、「*」を付した結合手がジアミノフェニル基と結合する。)であることが好ましい。基「−C2c+1」の具体例としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基、n−ノナデシル基、n−エイコシル基などを挙げることができる。ジアミノフェニル基における2つのアミノ基は、他の基に対して2,4−位又は3,5−位にあることが好ましい。 The formula -X I -R I -X II in (A-1) - Examples of the divalent group represented by a methylene group, an alkylene group having 2 or 3 carbon atoms, * - O -, * - COO- or * -O-CH 2 CH 2 -O- ( where bond marked with "*" is bonded to the diamino phenyl group.) is preferably. Specific examples of the group “—C c H 2c + 1 ” include, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, and n-octyl group. N-nonyl group, n-decyl group, n-dodecyl group, n-tridecyl group, n-tetradecyl group, n-pentadecyl group, n-hexadecyl group, n-heptadecyl group, n-octadecyl group, n-nonadecyl group , N-eicosyl group and the like. The two amino groups in the diaminophenyl group are preferably in the 2,4-position or 3,5-position with respect to other groups.

上記式(A−1)で表される化合物の具体例としては、例えば下記式(A−1−1)〜(A−1−3)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。   Specific examples of the compound represented by the formula (A-1) include compounds represented by the following formulas (A-1-1) to (A-1-3).

Figure 0005569441
Figure 0005569441

上記式(D−1)で表される化合物の比率は、ジアミンの全量に対して10〜100モル%であるのが好ましい。上記範囲とすることにより、テトラカルボン酸二無水物として脂肪族又は脂環式のものを用いた場合でも、液晶の電圧保持率を良好にしつつ、優れた液晶配向性を発現可能な液晶配向膜を形成することができる。   The ratio of the compound represented by the formula (D-1) is preferably 10 to 100 mol% with respect to the total amount of diamine. By setting the above range, even when an aliphatic or alicyclic tetracarboxylic dianhydride is used, a liquid crystal alignment film capable of exhibiting excellent liquid crystal alignment properties while improving the voltage holding ratio of the liquid crystal Can be formed.

<分子量調節剤>
ポリアミック酸を合成するに際して、上記の如きテトラカルボン酸二無水物及びジミアンとともに、適当な分子量調節剤を用いて末端修飾型の重合体を合成することとしてもよい。かかる末端修飾型の重合体とすることにより、本発明の効果を損なうことなく液晶配向剤の塗布性(印刷性)をさらに改善することができる。
<Molecular weight regulator>
When synthesizing the polyamic acid, a terminal-modified polymer may be synthesized using an appropriate molecular weight regulator together with the tetracarboxylic dianhydride and dimian as described above. By using such a terminal-modified polymer, the coating property (printability) of the liquid crystal aligning agent can be further improved without impairing the effects of the present invention.

分子量調節剤としては、例えば酸一無水物、モノアミン化合物、モノイソシアネート化合物などを挙げることができる。これらの具体例としては、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;
モノアミン化合物として、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−オクチルアミンなどを;
モノイソシアネート化合物として、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、それぞれ挙げることができる。
Examples of molecular weight regulators include acid monoanhydrides, monoamine compounds, monoisocyanate compounds, and the like. Specific examples of these acid monoanhydrides include maleic anhydride, phthalic anhydride, itaconic anhydride, n-decylsuccinic anhydride, n-dodecylsuccinic anhydride, n-tetradecylsuccinic acid. Nic acid anhydride, n-hexadecyl succinic acid anhydride, etc .;
Examples of monoamine compounds include aniline, cyclohexylamine, n-butylamine, n-pentylamine, n-hexylamine, n-heptylamine, and n-octylamine;
Examples of the monoisocyanate compound include phenyl isocyanate and naphthyl isocyanate.

分子量調節剤の使用割合は、使用するテトラカルボン酸二無水物及びジアミンの合計100重量部に対して、20重量部以下とすることが好ましく、10重量部以下とすることがより好ましい。   The use ratio of the molecular weight regulator is preferably 20 parts by weight or less, and more preferably 10 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the total of the tetracarboxylic dianhydride and diamine used.

<ポリアミック酸の合成>
ポリアミック酸の合成反応に供されるテトラカルボン酸二無水物とジアミンとの使用割合は、ジアミンのアミノ基1当量に対して、テトラカルボン酸二無水物の酸無水物基が0.2〜2当量となる割合が好ましく、0.3〜1.2当量となる割合が更に好ましい。
<Synthesis of polyamic acid>
The ratio of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine used in the polyamic acid synthesis reaction is 0.2 to 2 for the tetracarboxylic dianhydride acid anhydride group to 1 equivalent of the amino group of the diamine. The ratio which becomes an equivalent is preferable, and the ratio which becomes 0.3-1.2 equivalent is still more preferable.

ポリアミック酸の合成反応は、好ましくは有機溶媒中において行われる。このときの反応温度は−20℃〜150℃が好ましく、0〜100℃がより好ましい。また、反応時間は0.1〜24時間が好ましく、0.5〜12時間がより好ましい。   The polyamic acid synthesis reaction is preferably carried out in an organic solvent. The reaction temperature at this time is preferably −20 ° C. to 150 ° C., more preferably 0 to 100 ° C. The reaction time is preferably 0.1 to 24 hours, more preferably 0.5 to 12 hours.

ここで、有機溶媒としては、例えば非プロトン性極性溶媒、フェノール及びその誘導体、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、炭化水素などを挙げることができる。   Here, examples of the organic solvent include an aprotic polar solvent, phenol and derivatives thereof, alcohol, ketone, ester, ether, halogenated hydrocarbon, and hydrocarbon.

これら有機溶媒の具体例としては、上記非プロトン性極性溶媒として、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を;
上記フェノール誘導体として、例えばm−クレゾール、キシレノール、ハロゲン化フェノールなどを;
上記アルコールとして、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などを;
上記ケトンとして、例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどを;
Specific examples of these organic solvents include the above aprotic polar solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, γ-butyrolactone, tetramethylurea. Hexamethylphosphotriamide, etc .;
Examples of the phenol derivative include m-cresol, xylenol, halogenated phenol and the like;
Examples of the alcohol include methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, cyclohexanol, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, triethylene glycol, and ethylene glycol monomethyl ether;
Examples of the ketone include acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone;

上記エステルとして、例えば乳酸エチル、乳酸ブチル、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、マロン酸ジエチルなどを;
上記エーテルとして、例えばジエチルエーテル、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などを;
上記ハロゲン化炭化水素として、例えばジクロロメタン、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−ジクロルベンゼンなどを;
上記炭化水素として、例えばヘキサン、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、それぞれ挙げることができる。
Examples of the ester include ethyl lactate, butyl lactate, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, diethyl oxalate, and diethyl malonate;
Examples of the ether include diethyl ether, ethylene glycol methyl ether, ethylene glycol ethyl ether, ethylene glycol-n-propyl ether, ethylene glycol-i-propyl ether, ethylene glycol-n-butyl 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 and the like;
Examples of the halogenated hydrocarbon include dichloromethane, 1,2-dichloroethane, 1,4-dichlorobutane, trichloroethane, chlorobenzene, o-dichlorobenzene and the like;
Examples of the hydrocarbon include hexane, heptane, octane, benzene, toluene, xylene, isoamylpropionate, isoamylisobutyrate, and diisopentyl ether.

これらの有機溶媒のうち、非プロトン性極性溶媒並びにフェノール及びその誘導体よりなる群(第一群の有機溶媒)から選択される1種以上、又は上記第一群の有機溶媒から選択される1種以上と、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及び炭化水素よりなる群(第二群の有機溶媒)から選択される一種以上との混合物を使用することが好ましい。後者の場合、第二群の有機溶媒の使用割合は、第一群の有機溶媒及び第二群の有機溶媒の合計に対して、好ましくは50重量%以下であり、より好ましくは40重量%以下であり、更に好ましくは30重量%以下である。   Among these organic solvents, an aprotic polar solvent and one or more selected from the group consisting of phenol and derivatives thereof (first group organic solvent), or one selected from the first group of organic solvents It is preferable to use a mixture of the above and one or more selected from the group consisting of alcohols, ketones, esters, ethers, halogenated hydrocarbons and hydrocarbons (second group organic solvent). In the latter case, the use ratio of the second group of organic solvents is preferably 50% by weight or less, more preferably 40% by weight or less, based on the total of the first group of organic solvents and the second group of organic solvents. More preferably, it is 30% by weight or less.

有機溶媒の使用量(a)は、テトラカルボン酸二無水物及びジアミンの合計量(b)が、反応溶液の全量(a+b)に対して0.1〜50重量%になるような量とすることが好ましい。   The amount of organic solvent used (a) is such that the total amount (b) of tetracarboxylic dianhydride and diamine is 0.1 to 50% by weight based on the total amount (a + b) of the reaction solution. It is preferable.

以上のようにして、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上で液晶配向剤の調製に供してもよい。あるいは、単離したポリアミック酸を精製した上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及び精製は公知の方法に従って行うことができる。   As described above, a reaction solution obtained by dissolving polyamic acid is obtained. This reaction solution may be used for the preparation of the liquid crystal aligning agent as it is, or may be used for the preparation of the liquid crystal aligning agent after isolating the polyamic acid contained in the reaction solution. Or you may use for preparation of a liquid crystal aligning agent, after refine | purifying the isolated polyamic acid. Isolation and purification of the polyamic acid can be performed according to known methods.

<イミド化重合体>
本発明におけるイミド化重合体(ポリイミド)は、上記合成したポリアミック酸を脱水閉環してイミド化することにより得ることができる。この場合、ポリアミック酸を溶解してなる上記反応溶液をそのまま脱水閉環反応に供してもよく、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脱水閉環反応に供してもよい。あるいは、単離したポリアミック酸を精製したうえで脱水閉環反応に供してもよい。
<Imidized polymer>
The imidized polymer (polyimide) in the present invention can be obtained by dehydrating and ring-closing the synthesized polyamic acid to imidize it. In this case, the reaction solution obtained by dissolving the polyamic acid may be used for the dehydration ring-closing reaction as it is, or the polyamic acid contained in the reaction solution may be isolated and then used for the dehydration ring-closing reaction. Alternatively, the isolated polyamic acid may be purified and then subjected to a dehydration ring closure reaction.

本発明におけるポリイミドは、その前駆体であるポリアミック酸が有していたアミック酸構造のすべてを脱水閉環した完全イミド化物であってもよく、アミック酸構造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が併存する部分イミド化物であってもよい。本発明におけるポリイミドは、そのイミド化率が30%以上であることが好ましく、50〜99%であることがより好ましく、65〜99%であることがより好ましい。このイミド化率は、ポリイミドのアミック酸構造の数とイミド環構造の数との合計に対するイミド環構造の数の占める割合を百分率で表したものである。ここで、イミド環の一部がイソイミド環であってもよい。   The polyimide in the present invention may be a completely imidized product obtained by dehydrating and cyclizing all of the amic acid structure that the polyamic acid that is a precursor thereof has, or by dehydrating and cyclizing only a part of the amic acid structure, A partially imidized product in which a structure and an imide ring structure coexist may be used. The polyimide in the present invention preferably has an imidation rate of 30% or more, more preferably 50 to 99%, and more preferably 65 to 99%. This imidation ratio represents the ratio of the number of imide ring structures to the total of the number of polyimide amic acid structures and the number of imide ring structures in percentage. Here, a part of the imide ring may be an isoimide ring.

ポリアミック酸の脱水閉環は、好ましくはポリアミック酸を加熱する方法により、又はポリアミック酸を有機溶媒に溶解し、この溶液中に脱水剤及び脱水閉環触媒を添加し必要に応じて加熱する方法により行われる。このうち、後者の方法によることが好ましい。   The polyamic acid is preferably dehydrated and closed by heating the polyamic acid, or by dissolving the polyamic acid in an organic solvent, adding a dehydrating agent and a dehydrating ring-closing catalyst to the solution, and heating the solution as necessary. . Of these, the latter method is preferred.

上記ポリアミック酸の溶液中に脱水剤及び脱水閉環触媒を添加する方法において、脱水剤としては、例えば無水酢酸、無水プロピオン酸、無水トリフルオロ酢酸などの酸無水物を用いることができる。脱水剤の使用量は、ポリアミック酸のアミック酸構造の1モルに対して0.01〜20モルとすることが好ましい。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。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。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。脱水閉環反応の反応温度は好ましくは0〜180℃であり、より好ましくは10〜150℃である。反応時間は好ましくは1.0〜120時間であり、より好ましくは2.0〜30時間である。   In the method of adding a dehydrating agent and a dehydrating ring-closing catalyst to the polyamic acid solution, for example, an acid anhydride such as acetic anhydride, propionic anhydride, or trifluoroacetic anhydride can be used as the dehydrating agent. It is preferable that the usage-amount of a dehydrating agent shall be 0.01-20 mol with respect to 1 mol of the amic acid structure of a polyamic acid. As the dehydration ring closure catalyst, for example, tertiary amines such as pyridine, collidine, lutidine, and triethylamine can be used. 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. Examples of the organic solvent used in the dehydration ring-closing reaction include the organic solvents exemplified as those used for the synthesis of polyamic acid. The reaction temperature of the dehydration ring closure reaction is preferably 0 to 180 ° C, more preferably 10 to 150 ° C. The reaction time is preferably 1.0 to 120 hours, more preferably 2.0 to 30 hours.

このようにしてポリイミドを含有する反応溶液が得られる。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、ポリイミドを単離したうえで液晶配向剤の調製に供してもよく、又は単離したポリイミドを精製したうえで液晶配向剤の調製に供してもよい。これらの精製操作は公知の方法に従って行うことができる。   In this way, a reaction solution containing polyimide is obtained. This reaction solution may be used as it is 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. May be used for the preparation of a liquid crystal aligning agent, or may be used for the preparation of a liquid crystal aligning agent after purifying the isolated polyimide. These purification operations can be performed according to known methods.

<重合体の溶液粘度>
以上のようにして得られる本発明におけるポリアミック酸及びイミド化重合体(以下、特定重合体ともいう)は、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。
<Solution viscosity of polymer>
The polyamic acid and imidized polymer (hereinafter also referred to as a specific polymer) obtained in the above manner in the present invention have a solution viscosity of 20 to 800 mPa · s when this is a 10% by weight solution. Preferably, it has a solution viscosity of 30 to 500 mPa · s.

なお、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。   In addition, the solution viscosity (mPa · s) of the above polymer is based on a polymer solution having a concentration of 10% by weight prepared using a good solvent for the polymer (eg, γ-butyrolactone, N-methyl-2-pyrrolidone, etc.). The value measured at 25 ° C. using an E-type rotational viscometer.

<その他の添加剤>
本発明の液晶配向剤は特定重合体を含有するが、必要に応じてその他の成分を含有していてもよい。かかるその他の成分としては、例えば、上記の特定重合体以外のその他の重合体、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。
<Other additives>
Although the liquid crystal aligning agent of this invention contains a specific polymer, it may contain the other component as needed. Examples of such other components include other polymers other than the above specific polymer, compounds having at least one epoxy group in the molecule (hereinafter referred to as “epoxy compound”), functional silane compounds, and the like. be able to.

[その他の重合体]
上記その他の重合体は、溶液特性及び電気特性の改善のために使用することができる。かかるその他の重合体は、特定重合体以外の重合体であり、例えば式(D−1)で表される化合物を含まないジアミンとテトラカルボン酸二無水物とを反応させて得られるポリアミック酸及び芳香族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(以下、「他のポリアミック酸」という。)、該他のポリアミック酸を脱水閉環してなるポリイミド(以下、「他のポリイミド」という。)、ポリアミック酸エステル、ポリエステル、ポリアミド、ポリシロキサン、セルロース誘導体、ポリアセタール、ポリスチレン誘導体、ポリ(スチレン−フェニルマレイミド)誘導体、ポリ(メタ)アクリレートなどを挙げることができる。これらのうち、他のポリアミック酸又は他のポリイミドが好ましく、他のポリアミック酸がより好ましい。なお、他のポリアミック酸及び他のポリイミドを合成するために用いるテトラカルボン酸二無水物及びジアミンとしては、上記特定重合体を合成するために用いられる化合物を挙げることができる。
[Other polymers]
These other polymers can be used to improve solution and electrical properties. Such other polymer is a polymer other than the specific polymer, for example, a polyamic acid obtained by reacting a diamine not containing the compound represented by the formula (D-1) with tetracarboxylic dianhydride, and Polyamic acid obtained by reacting aromatic tetracarboxylic dianhydride and diamine (hereinafter referred to as “other polyamic acid”), polyimide obtained by dehydrating and ring-closing the other polyamic acid (hereinafter referred to as “other polyamic acid”) Polyimide ”), polyamic acid ester, polyester, polyamide, polysiloxane, cellulose derivative, polyacetal, polystyrene derivative, poly (styrene-phenylmaleimide) derivative, poly (meth) acrylate, and the like. Of these, other polyamic acids or other polyimides are preferred, and other polyamic acids are more preferred. In addition, the compound used in order to synthesize | combine the said specific polymer can be mentioned as tetracarboxylic dianhydride and diamine used in order to synthesize | combine another polyamic acid and another polyimide.

その他の重合体を液晶配向剤に添加する場合、その配合比率は、液晶配向剤中の全重合体量に対して50重量%以下が好ましく、0.1〜40重量%がより好ましく、0.1〜30重量%が更に好ましい。   When other polymers are added to the liquid crystal aligning agent, the blending ratio is preferably 50% by weight or less, more preferably 0.1 to 40% by weight, more preferably 0.1% by weight to the total amount of the polymer in the liquid crystal aligning agent. 1 to 30% by weight is more preferable.

[エポキシ化合物]
エポキシ化合物は、液晶配向膜における機械的強度の向上のために使用することができる。これにより、ラビング処理に際し膜の剥離等を抑制することができ(ラビング耐性を向上でき)、ひいては、液晶表示素子における表示不良を抑制できる。また、エポキシ化合物は、液晶配向膜と基材との接着性向上を目的として使用することもできる。
[Epoxy compound]
The epoxy compound can be used for improving the mechanical strength of the liquid crystal alignment film. Thereby, peeling of the film or the like can be suppressed during the rubbing process (rubbing resistance can be improved), and consequently display defects in the liquid crystal display element can be suppressed. Moreover, an epoxy compound can also be used for the purpose of the adhesive improvement of a liquid crystal aligning film and a base material.

上記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、トリメチロールプロパントリ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、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−m−キシレンジアミン、1,3−ビス(N,N−ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、N,N−ジグリシジル−ベンジルアミン、N,N−ジグリシジル−アミノメチルシクロヘキサン、N,N−ジグリシジル−シクロヘキシルアミンなどを好ましいものとして挙げることができる。   Examples of the epoxy compound 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, trimethylolpropane triglycidyl ether, 2,2-dibromoneopentyl glycol diglycidyl ether, N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-m-xylenediamine, 1,3 -Bis (N, N-diglycidylaminomethyl) cyclohexane, N, N, N ', N'-tetraglycidyl-4,4'-diaminodiphe Rumetan, N, N-diglycidyl - benzylamine, N, N-diglycidyl - aminomethyl cyclohexane, N, N-diglycidyl - cyclohexyl amine may be mentioned as preferred.

これらエポキシ化合物を液晶配向剤に添加する場合、その配合比率は、液晶配向剤中に含まれる重合体の合計100重量部に対して40重量部以下が好ましく、0.1〜30重量部がより好ましい。   When these epoxy compounds are added to the liquid crystal aligning agent, the blending ratio is preferably 40 parts by weight or less, more preferably 0.1 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total of the polymers contained in the liquid crystal aligning agent. preferable.

[官能性シラン化合物]
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、9−トリメトキシシリル−3,6−ジアザノナン酸メチル、9−トリエトキシシリル−3,6−ジアザノナン酸メチル、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、グリシドキシメチルトリメトキシシラン、グリシドキシメチルトリエトキシシラン、2―グリシドキシエチルトリメトキシシラン、2―グリシドキシエチルトリエトキシシラン、3―グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3―グリシドキシ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。
[Functional silane compounds]
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-trimethoxysilyl-3,6-diazanonyl acetate, 9- Triethoxysilyl-3,6-diazanonyl acetate, methyl 9-trimethoxysilyl-3,6-diazananoate, methyl 9-triethoxysilyl-3,6-diazananoate, N-benzyl-3-aminopropyltri Methoxysilane, N-benzyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltriethoxysilane, glycidoxymethyltrimethoxysilane, glycidoxy Methyltriethoxysilane, 2-glycidoxyethyltrimeth Shishiran, 2-glycidoxyethyl triethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, and 3-glycidoxypropyl triethoxy silane and the like.

これら官能性シラン化合物を液晶配向剤に添加する場合、その配合比率は、重合体の合計100重量部に対して2重量部以下が好ましく、0.02〜0.2重量部がより好ましい。   When these functional silane compounds are added to the liquid crystal aligning agent, the blending ratio is preferably 2 parts by weight or less, more preferably 0.02 to 0.2 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total polymer.

[有機溶媒]
本発明の液晶配向剤は、特定重合体及び必要に応じて任意的に配合されるその他の添加剤が、好ましくは有機溶媒中に溶解含有されて構成される。
[Organic solvent]
The liquid crystal aligning agent of the present invention is constituted by dissolving a specific polymer and other additives optionally blended as necessary, preferably dissolved in an organic solvent.

本発明の液晶配向剤に使用される有機溶媒としては、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、ジイソブチルケトン、イソアミルプロピオネート、イソアミルイソブチレート、ジイソペンチルエーテル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなど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、又は2種以上を混合して使用することができる。   Examples of the organic solvent used in the liquid crystal aligning agent of the present invention include 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 dimethyl Ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diisobutyl ketone, isoamyl propionate, isoamyl isobutyrate, diisopentyl ether, ethylene carbonate, propylene carbonate, etc. Can be mentioned. These can be used alone or in combination of two or more.

液晶配向剤における固形分濃度(液晶配向剤の溶媒以外の成分の合計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、後述するように基板表面に塗布され、好ましくは加熱されることにより液晶配向膜である塗膜又は液晶配向膜となる塗膜が形成されるが、このとき、固形分濃度が1重量%未満である場合には、塗膜の膜厚が過小となって良好な液晶配向膜を得にくい。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良好な液晶配向膜を得にくく、また、液晶配向剤の粘性が増大して塗布特性が劣るおそれがある。   The solid content concentration in the liquid crystal aligning agent (the ratio of the total weight of components other than the 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, etc. It is in the range of 1 to 10% by weight. That is, the liquid crystal aligning agent of the present invention is applied to the substrate surface as described later, and preferably, when heated, a liquid crystal alignment film or a liquid crystal alignment film is formed. When the solid content concentration is less than 1% by weight, it is difficult to obtain a good liquid crystal alignment film because the film thickness is too small. On the other hand, when the solid content concentration exceeds 10% by weight, it is difficult to obtain a good liquid crystal alignment film due to excessive film thickness, and the viscosity of the liquid crystal aligning agent may increase, resulting in poor coating characteristics. There is.

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固形分濃度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の範囲とすることが特に好ましい。インクジェット法による場合には、固形分濃度を1〜5重量%の範囲とし、それにより、溶液粘度を3〜15mPa・sの範囲とすることが特に好ましい。   The particularly preferable range of the solid content concentration varies depending on the method used when the liquid crystal aligning agent is applied to the substrate. For example, when the spinner method is used, the solid content concentration is particularly preferably in the range of 1.5 to 4.5% by weight. 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 inkjet 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.

本発明の液晶配向剤を調製する際の温度は、好ましくは10〜50℃であり、より好ましくは20〜30℃である。   The temperature at the time of preparing the liquid crystal aligning agent of this invention becomes like this. Preferably it is 10-50 degreeC, More preferably, it is 20-30 degreeC.

<液晶配向膜及び液晶表示素子>
本発明の液晶配向膜は、上記の液晶配向剤により形成される。また、本発明の液晶表示素子は、該液晶配向膜を具備するものである。本発明の液晶表示素子は、IPS型やTN型、STN型、FFS型といった水平配向型の動作モードに適用してもよいし、VA型のような垂直配向型の動作モードに適用してもよいが、好ましくは水平配向型であり、その中でも特にIPS型に適用するのが好ましい。
<Liquid crystal alignment film and liquid crystal display element>
The liquid crystal alignment film of the present invention is formed by the above liquid crystal aligning agent. Moreover, the liquid crystal display element of this invention comprises this liquid crystal aligning film. The liquid crystal display element of the present invention may be applied to a horizontal alignment type operation mode such as IPS type, TN type, STN type, or FFS type, or to a vertical alignment type operation mode such as VA type. Although it is good, it is preferably a horizontal alignment type, and it is particularly preferable to apply to the IPS type.

以下に、本発明の液晶表示素子の製造方法を説明するとともに、その説明の中で本発明の液晶配向膜の製造方法についても説明する。本発明の液晶表示素子は、例えば以下(1)〜(3)の工程により製造することができる。工程(1)は、所望の動作モードによって使用基板が異なる。工程(2)及び(3)は各動作モードに共通である。   Below, while explaining the manufacturing method of the liquid crystal display element of this invention, the manufacturing method of the liquid crystal aligning film of this invention is also demonstrated in the description. The liquid crystal display element of the present invention can be produced, for example, by the following steps (1) to (3). In step (1), the substrate to be used varies depending on the desired operation mode. Steps (2) and (3) are common to each operation mode.

[工程(1):塗膜の形成]
先ず基板上に本発明の液晶配向剤を塗布し、次いで塗布面を加熱することにより基板上に塗膜を形成する。
[Step (1): Formation of coating film]
First, the liquid crystal aligning agent of this invention is apply | coated on a board | substrate, Then, a coating film is formed on a board | substrate by heating an application surface.

(1−1)TN型、STN型又はVA型液晶表示素子を製造する場合、パターニングされた透明導電膜が設けられている基板二枚を一対として、その各透明性導電膜形成面上に、本発明の液晶配向剤を、好ましくはオフセット印刷法、スピンコート法、ロールコーター法又はインクジェット印刷法によりそれぞれ塗布し、次いで、各塗布面を加熱(好ましくは予備加熱(プレベーク)及び焼成(ポストベーク)からなる二段階加熱)することにより塗膜を形成する。ここに、基板としては、例えばフロートガラス、ソーダガラスなどのガラス;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリ(脂環式オレフィン)などのプラスチックからなる透明基板を用いることができる。基板の一面に設けられる透明導電膜としては、酸化スズ(SnO)からなるNESA膜(米国PPG社登録商標)、酸化インジウム−酸化スズ(In−SnO)からなるITO膜などを用いることができ、パターニングされた透明導電膜を得るには、例えばパターンなし透明導電膜を形成した後フォト・エッチングによりパターンを形成する方法、透明導電膜を形成する際に所望のパターンを有するマスクを用いる方法などによることができる。液晶配向剤の塗布に際しては、基板表面及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、基板表面のうち塗膜を形成するべき面に、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する前処理を施しておいてもよい。 (1-1) When manufacturing a TN type, STN type, or VA type liquid crystal display element, a pair of two substrates provided with a patterned transparent conductive film is used as a pair on each transparent conductive film formation surface. The liquid crystal aligning agent of the present invention is preferably applied by an offset printing method, a spin coating method, a roll coater method, or an ink jet printing method, and then each coated surface is heated (preferably pre-heated (pre-baked) and fired (post-baked). ) To form a coating film. Here, as the substrate, for example, a glass such as float glass or soda glass; a transparent substrate made of a plastic such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethersulfone, polycarbonate, or poly (alicyclic olefin) can be used. As a transparent conductive film provided on one surface of the substrate, an NESA film (registered trademark of PPG, USA) made of tin oxide (SnO 2 ), an ITO film made of indium oxide-tin oxide (In 2 O 3 —SnO 2 ), etc. In order to obtain a patterned transparent conductive film which can be used, for example, a method of forming a pattern by photo-etching after forming a transparent conductive film without a pattern, a mask having a desired pattern when forming the transparent conductive film The method using can be used. 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 or functional titanium is formed on the surface of the substrate surface on which the coating film is to be formed. You may give the pretreatment which apply | coats a compound etc. previously.

液晶配向剤塗布後の塗布面を、次いで予備加熱(プレベーク)し、さらに焼成(ポストベーク)することにより塗膜を形成する。プレベーク条件は、例えば40〜120℃において0.1〜5分であり、ポストベーク条件は、好ましくは120〜300℃、より好ましくは150〜250℃において、好ましくは5〜200分、より好ましくは10〜100分である。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。   The coated surface after application of the liquid crystal aligning agent is then pre-heated (pre-baked) and further baked (post-baked) to form a coating film. The pre-bake conditions are, for example, 0.1 to 5 minutes at 40 to 120 ° C., and the post-bake conditions are preferably 120 to 300 ° C., more preferably 150 to 250 ° C., preferably 5 to 200 minutes, more preferably 10 to 100 minutes. The film thickness of the formed coating film is preferably 0.001-1 μm, more preferably 0.005-0.5 μm.

(1−2)一方、IPS型液晶表示素子を製造する場合、櫛歯型にパターニングされた透明導電膜が設けられている基板の導電膜形成面と、導電膜が設けられていない対向基板の一面とに、本発明の液晶配向剤をそれぞれ塗布し、次いで各塗布面を加熱することにより塗膜を形成する。このとき使用される基板及び透明導電膜の材質、塗布方法、塗布後の加熱条件、透明導電膜のパターニング方法、基板の前処理ならびに形成される塗膜の好ましい膜厚については上記(1−1)と同様である。   (1-2) On the other hand, when manufacturing an IPS type liquid crystal display element, the conductive film forming surface of the substrate provided with the comb-shaped transparent conductive film and the counter substrate provided with no conductive film The liquid crystal aligning agent of this invention is apply | coated to one surface, respectively, Then, a coating film is formed by heating each application surface. Regarding the material used for the substrate and the transparent conductive film, the coating method, the heating conditions after coating, the patterning method for the transparent conductive film, the pretreatment of the substrate, and the preferred film thickness of the coating film to be formed is as described in (1-1 ).

上記(1−1)及び(1−2)のいずれの場合も、基板上に液晶配向剤を塗布した後、有機溶媒を除去することによって配向膜となる塗膜が形成される。このとき、本発明の液晶配向剤に含有される重合体が、ポリアミック酸であるか、又はイミド環構造とアミック酸構造とを有するイミド化重合体である場合には、塗膜形成後に更に加熱することによって脱水閉環反応を進行させ、よりイミド化された塗膜としてもよい。   In both cases (1-1) and (1-2), after applying a liquid crystal aligning agent on the substrate, a coating film to be an alignment film is formed by removing the organic solvent. At this time, when the polymer contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention is a polyamic acid or an imidized polymer having an imide ring structure and an amic acid structure, heating is further performed after the coating film is formed. By doing so, the dehydration ring-closing reaction may be advanced to form a more imidized coating film.

[工程(2):ラビング処理]
TN型、STN型又はIPS型液晶表示素子を製造する場合には、上記工程(1)で形成した塗膜を、例えばナイロン、レーヨン、コットンなどの繊維からなる布を巻き付けたロールで一定方向に擦るラビング処理を施す。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。
[Step (2): rubbing treatment]
When manufacturing a TN type, STN type, or IPS type liquid crystal display element, the coating film formed in the step (1) is fixed in a certain direction with a roll wound with a cloth made of fibers such as nylon, rayon, and cotton. Apply rubbing rubbing treatment. Thereby, the orientation ability of liquid crystal molecules is imparted to the coating film to form a liquid crystal orientation film.

さらに、上記の液晶配向膜に対し、液晶配向膜の一部に紫外線を照射することによって液晶配向膜の一部の領域のプレチルト角を変化させる処理や、液晶配向膜表面の一部にレジスト膜を形成した上で先のラビング処理と異なる方向にラビング処理を行った後にレジスト膜を除去する処理を行い、液晶配向膜が領域ごとに異なる液晶配向能を持つようにしてもよい。この場合、得られる液晶表示素子の視界特性を改善することが可能である。   Furthermore, with respect to the liquid crystal alignment film, a treatment for changing the pretilt angle of a part of the liquid crystal alignment film by irradiating a part of the liquid crystal alignment film with ultraviolet rays, or a resist film on a part of the surface of the liquid crystal alignment film In addition, after performing the rubbing process in a direction different from the previous rubbing process, a process of removing the resist film may be performed so that the liquid crystal alignment film has different liquid crystal alignment ability for each region. In this case, it is possible to improve the visibility characteristics of the obtained liquid crystal display element.

なお、VA型液晶表示素子を製造する場合には、上記工程(1)で形成した塗膜をそのまま液晶配向膜として使用することができるが、該塗膜に対しラビング処理を施してもよい。   In addition, when manufacturing a VA type liquid crystal display element, although the coating film formed at the said process (1) can be used as a liquid crystal aligning film as it is, you may perform a rubbing process with respect to this coating film.

[工程(3):液晶セルの構築]
上記のようにして液晶配向膜が形成された一対の基板につき、二枚の基板の液晶配向膜のラビング方向が直交又は逆平行となるように間隙(セルギャップ)を介して対向配置し、二枚の基板の周辺部をシール剤を用いて貼り合わせ、基板表面及びシール剤により区画されたセルギャップ内に液晶を注入充填し、注入孔を封止して液晶セルを構成する。そして、液晶セルの外表面に、偏光板を、その偏光方向が各基板に形成された液晶配向膜のラビング方向と一致又は直交するように貼り合わせることにより、液晶表示素子を得ることができる。
[Step (3): Construction of liquid crystal cell]
The pair of substrates on which the liquid crystal alignment films are formed as described above are arranged to face each other through a gap (cell gap) so that the rubbing directions of the liquid crystal alignment films of the two substrates are orthogonal or antiparallel. A peripheral portion of a single substrate is bonded using a sealant, and liquid crystal is injected and filled into the cell gap defined by the substrate surface and the sealant, and the injection hole is sealed to form a liquid crystal cell. And a liquid crystal display element can be obtained by bonding a polarizing plate on the outer surface of a liquid crystal cell so that the polarization direction thereof matches or is orthogonal to the rubbing direction of the liquid crystal alignment film formed on each substrate.

シール剤としては、例えば硬化剤及びスペーサーとしての酸化アルミニウム球を含有するエポキシ樹脂などを用いることができる。   As the sealing agent, for example, an epoxy resin containing a curing agent and aluminum oxide spheres as a spacer can be used.

液晶としては、ネマチック液晶及びスメクチック液晶を挙げることができ、その中でもネマチック液晶が好ましく、例えばシッフベース系液晶、アゾキシ系液晶、ビフェニル系液晶、フェニルシクロヘキサン系液晶、エステル系液晶、ターフェニル系液晶、ビフェニルシクロヘキサン系液晶、ピリミジン系液晶、ジオキサン系液晶、ビシクロオクタン系液晶、キュバン系液晶などを用いることができる。また、これらの液晶に、例えばコレスチルクロライド、コレステリルノナエート、コレステリルカーボネートなどのコレステリック液晶;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、添加して使用してもよい。   Examples of the liquid crystal include nematic liquid crystal and smectic liquid crystal. Among them, nematic liquid crystal is preferable. For example, Schiff base liquid crystal, azoxy liquid crystal, biphenyl liquid crystal, phenylcyclohexane liquid crystal, ester liquid crystal, terphenyl liquid crystal, biphenyl. Cyclohexane liquid crystals, pyrimidine liquid crystals, dioxane liquid crystals, bicyclooctane liquid crystals, cubane liquid crystals, and the like can be used. Further, 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” (manufactured by Merck & Co., Inc.). A ferroelectric liquid crystal such as p-decyloxybenzylidene-p-amino-2-methylbutylcinnamate may be added and used.

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又はH膜そのものからなる偏光板を挙げることができる。   As a polarizing plate to be bonded to the outer surface of the liquid crystal cell, a polarizing film or an H film itself in which a polarizing film called an “H film” in which iodine is absorbed while stretching and aligning polyvinyl alcohol is sandwiched between cellulose acetate protective films The polarizing plate which consists of can be mentioned.

本発明の液晶表示素子は、種々の装置に有効に適用することができ、例えば、時計、携帯型ゲーム、ワープロ、ノート型パソコン、カーナビゲーションシステム、カムコーダー、PDA、デジタルカメラ、携帯電話、各種モニター、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 display element of the present invention can be effectively applied to various devices such as watches, portable games, word processors, notebook computers, car navigation systems, camcorders, PDAs, digital cameras, mobile phones, various monitors. It can be used for a display device such as a liquid crystal television.

以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

なお、以下の各合成例における重合体の溶液粘度は、いずれもE型回転粘度計を用いて25℃において測定した値である。また、ポリイミドのイミド化率は、次のようにして測定した。
[ポリイミドのイミド化率]
ポリイミドの溶液を純水に投入し、得られた沈殿を室温で十分に減圧乾燥した後、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H−NMRを測定した。得られたH−NMRスペクトルから、下記数式(1)で示される式によりイミド化率を求めた。
イミド化率(%)=(1−A/A×α)×100 …(1)
(数式(1)中、Aは化学シフト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、Aはその他のプロトン由来のピーク面積であり、αは重合体の前駆体(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。)
The solution viscosity of the polymer in each of the following synthesis examples is a value measured at 25 ° C. using an E-type rotational viscometer. Moreover, the imidation ratio of polyimide was measured as follows.
[Imidation rate of polyimide]
The polyimide solution was poured into pure water, and the resulting precipitate was sufficiently dried under reduced pressure at room temperature, then dissolved in deuterated dimethyl sulfoxide, and 1 H-NMR was measured at room temperature using tetramethylsilane as a reference substance. From the obtained 1 H-NMR spectrum, the imidization ratio was determined by the formula shown by the following formula (1).
Imidation ratio (%) = (1-A 1 / A 2 × α) × 100 (1)
(In Formula (1), A 1 is a peak area derived from protons of NH groups appearing near a chemical shift of 10 ppm, A 2 is a peak area derived from other protons, and α is a precursor of a polymer (polyamic acid). The number ratio of other protons to one proton of NH group in)

<重合体の合成>
[合成例1〜7及び比較合成例1〜11]
N−メチル−2−ピロリドンに、下記表1に示す量のジアミン及びテトラカルボン酸二無水物を、この順で加えて、モノマー濃度15重量%の溶液とした。その後、室温において6時間の反応を行って、ポリアミック酸(PA−1)〜(PA−9)及び(PAR−1)〜(PAR−11)を含有する溶液をそれぞれ得た。各溶液を少量分取し、N−メチル−2−ピロリドンを加え、ポリアミック酸濃度10重量%の溶液とした。その溶液粘度を測定した結果を下記表1に示す。なお、これらポリアミック酸溶液のうちの各半量を確保し、それぞれ、以降の実施例1〜9及び比較例1〜11で使用した。
<Synthesis of polymer>
[Synthesis Examples 1 to 7 and Comparative Synthesis Examples 1 to 11]
To N-methyl-2-pyrrolidone, the amounts of diamine and tetracarboxylic dianhydride shown in Table 1 below were added in this order to obtain a solution having a monomer concentration of 15% by weight. Thereafter, the reaction was performed at room temperature for 6 hours to obtain solutions containing polyamic acids (PA-1) to (PA-9) and (PAR-1) to (PAR-11), respectively. A small amount of each solution was taken and N-methyl-2-pyrrolidone was added to obtain a solution having a polyamic acid concentration of 10% by weight. The results of measuring the solution viscosity are shown in Table 1 below. In addition, each half amount of these polyamic acid solutions was ensured, and it used in subsequent Examples 1-9 and Comparative Examples 1-11, respectively.

上記ポリアミック酸溶液のうち、(PA−2)〜(PA−4)及び(PAR−5)〜(PAR−7)について、その残りの半量にN−メチル−2−ピロリドンを加え、ポリアミック酸濃度6重量%の溶液とした。ここに、ピリジン及び無水酢酸を、それぞれポリアミック酸の有するアミック酸単位1モルに対して、下記表1に記載のモル比となるように添加した後、110℃に加熱して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N−メチル−2−ピロリドンで溶媒置換(本操作にて脱水閉環反応に使用したピリジン及び無水酢酸を系外に除去)することにより、ポリイミド(PI−1)〜(PI−3)及び(PIR−1)〜(PIR−3)をそれぞれ15重量%含有する溶液を得た。これらポリイミド溶液に含まれる各ポリイミドのイミド化率を測定するとともに、各溶液を少量分取し、N−メチル−2−ピロリドンを加えてポリイミド濃度10重量%の溶液としたときの溶液粘度を測定した。それぞれの測定結果を下記表1に示す。なお、これらポリイミド溶液は、それぞれ、以降の実施例10〜12及び比較例12〜14で使用した。   Among the polyamic acid solutions, for (PA-2) to (PA-4) and (PAR-5) to (PAR-7), N-methyl-2-pyrrolidone is added to the remaining half, and the polyamic acid concentration The solution was 6% by weight. Here, pyridine and acetic anhydride were added to each mole of the amic acid unit possessed by the polyamic acid so as to have the molar ratio shown in Table 1 below, and then heated to 110 ° C. for 4 hours for dehydration ring closure reaction. Went. After the dehydration ring-closing reaction, the solvent in the system was replaced with new N-methyl-2-pyrrolidone (removing pyridine and acetic anhydride used in the dehydration ring-closing reaction outside of the system in this operation) to obtain polyimide (PI -1) to (PI-3) and (PIR-1) to (PIR-3) containing 15% by weight, respectively. While measuring the imidation ratio of each polyimide contained in these polyimide solutions, a small fraction of each solution was added, and the solution viscosity when N-methyl-2-pyrrolidone was added to make a solution having a polyimide concentration of 10% by weight was measured. did. The respective measurement results are shown in Table 1 below. These polyimide solutions were used in the following Examples 10 to 12 and Comparative Examples 12 to 14, respectively.

Figure 0005569441
Figure 0005569441

表1中、ジアミン及びテトラカルボン酸無水物の略称は、それぞれ以下の意味である。
<ジアミン>
d−1:4−アミノフェニル−4’−アミノベンゾエート
d−2:4,4’−ジアミノジフェニルエーテル
d−3:4,4’−ジアミノジフェニルメタン
d−4:2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン
d−5:p−フェニレンジアミン
<テトラカルボン酸二無水物>
t−1:1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物(CB)
t−2:2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物
t−3:1,3,3a,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
t−4:1,3,3a,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
t−5:(1S,2S,4R,5R)−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物
t−6:(1R,2S,4S,5R)−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物
t−7:1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物
t−8:ピロメリット酸二無水物(PMDA)
In Table 1, the abbreviations of diamine and tetracarboxylic acid anhydride have the following meanings, respectively.
<Diamine>
d-1: 4-aminophenyl-4′-aminobenzoate d-2: 4,4′-diaminodiphenyl ether d-3: 4,4′-diaminodiphenylmethane d-4: 2,2-bis [4- (4 -Aminophenoxy) phenyl] propane d-5: p-phenylenediamine <tetracarboxylic dianhydride>
t-1: 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride (CB)
t-2: 2,3,5-tricarboxycyclopentyl acetic acid dianhydride t-3: 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-8-methyl-5- (tetrahydro-2,5-dioxo- 3-furanyl) -naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione t-4: 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-5- (tetrahydro-2,5-dioxo-3 -Furanyl) naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione t-5: (1S, 2S, 4R, 5R) -cyclohexanetetracarboxylic dianhydride t-6: (1R, 2S, 4S, 5R) -cyclohexanetetracarboxylic dianhydride t-7: 1,2,3,4-butanetetracarboxylic dianhydride t-8: pyromellitic dianhydride (PMDA)

(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(PA−1)を含有する溶液にγ−ブチロラクトン(BL)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)及びブチルセロソルブ(BC)を加え、さらに架橋剤(接着性向上剤)として、エポキシ化合物である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10重量部加えて、溶媒比がBL:NMP:BC=40:40:20(重量比)、固形分濃度4.0重量%の溶液とした。この溶液を十分に撹拌後、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を調製した。このときの配向剤を「架橋剤あり」とし、上記、液晶配向剤の調製で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加えないものを「架橋剤なし」とした。
Example 1
<Preparation of liquid crystal aligning agent>
Γ-butyrolactone (BL), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and butyl cellosolve (BC) are added to the solution containing the polyamic acid (PA-1) obtained in Synthesis Example 1, and a crosslinking agent (adhesive) As an improvement agent), N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, which is an epoxy compound, is added in an amount of 10 parts by weight, and the solvent ratio is BL: NMP: BC = 40: 40: 20 (weight ratio) and a solid content concentration of 4.0% by weight were obtained. After sufficiently stirring this solution, a liquid crystal aligning agent was prepared by filtering using a filter having a pore size of 1 μm. The alignment agent at this time is “with a crosslinking agent”, and in the preparation of the liquid crystal alignment agent described above, N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-4,4′-diaminodiphenylmethane is not added. "

<液晶セルの製造及び評価>
この液晶配向剤を用いて液晶セルを製造し、以下のようにして評価を行った。
[液晶セルの製造]
片面に櫛歯状に設けられたクロム電極を有する厚さ1mmのガラス基板上に、上記で調製した液晶配向剤をスピンナーにより塗布し、80℃のホットプレート上で1分間のプレベークを行った後、230℃のホットプレート上で10分間ポストベークして、膜厚約800Åの塗膜を形成した。形成された塗膜面に対し、ナイロン製の布を巻き付けたロールを有するラビングマシーンを用いて、ロールの回転数1,000rpm、ステージの移動速度25mm/秒、毛足押し込み長さ0.4mmにてラビング処理を行い、液晶配向能を付与した。さらにこの基板を超純水中で1分間超音波洗浄し、100℃クリーンオーブンで10分間乾燥することにより、櫛歯状のクロム電極を有する面上に液晶配向膜を有する基板を製造した。この液晶配向膜を有する基板を「基板A」とした。
<Manufacture and evaluation of liquid crystal cells>
A liquid crystal cell was produced using this liquid crystal aligning agent and evaluated as follows.
[Manufacture of liquid crystal cells]
After applying the liquid crystal aligning agent prepared above on a glass substrate having a thickness of 1 mm having a comb electrode on one side with a spinner and prebaking on a hot plate at 80 ° C. for 1 minute. The film was post-baked on a hot plate at 230 ° C. for 10 minutes to form a coating film having a thickness of about 800 mm. Using a rubbing machine having a roll around which a nylon cloth is wound on the formed coating surface, the roll rotation speed is 1,000 rpm, the stage moving speed is 25 mm / second, and the length of pushing the hair foot is 0.4 mm. A rubbing treatment was performed to give liquid crystal alignment ability. Further, this substrate was ultrasonically cleaned in ultrapure water for 1 minute and dried in a 100 ° C. clean oven for 10 minutes to produce a substrate having a liquid crystal alignment film on the surface having comb-like chrome electrodes. The substrate having this liquid crystal alignment film was referred to as “substrate A”.

これとは別に、電極を有さない厚さ1mmのガラス基板の一面に、上記と同様にして液晶配向剤の塗膜を形成し、ラビング処理を行い、洗浄、乾燥して、片面上に液晶配向膜を有する基板を製造した。この液晶配向膜を有する基板を「基板B」とした。   Separately, a liquid crystal aligning agent coating film is formed on one surface of a 1 mm thick glass substrate having no electrodes in the same manner as described above, rubbed, washed and dried, and a liquid crystal on one side. A substrate having an alignment film was manufactured. The substrate having this liquid crystal alignment film was referred to as “substrate B”.

続いて、基板のラビング処理された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、各液晶配向膜におけるラビング方向が逆平行となるように2枚の基板A,Bを間隙を介して対向配置し、外縁部同士を当接して圧着して接着剤を硬化した。次いで、液晶注入口より一対の基板間に、ネマチック液晶(メルク社製、MLC−2042)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、IPS型液晶セルを製造した。   Subsequently, an epoxy resin adhesive containing aluminum oxide spheres having a diameter of 5.5 μm is applied to the outer edge of the surface having the liquid crystal alignment film subjected to the rubbing treatment so that the rubbing direction in each liquid crystal alignment film becomes antiparallel. The two substrates A and B were placed opposite to each other with a gap between them, and the outer edge portions were brought into contact with each other and pressed to cure the adhesive. Next, a nematic liquid crystal (MLC-2042, manufactured by Merck & Co., Inc.) is filled between the pair of substrates from the liquid crystal injection port, and then the liquid crystal injection port is sealed with an acrylic photo-curing adhesive, whereby an IPS type liquid crystal cell is obtained. Manufactured.

[液晶表示素子の評価]
・液晶配向性の評価
上記で製造した液晶セルにつき、偏光顕微鏡を用いて観察した。液晶配向性の評価は、光漏れがほとんど認められなかったものを「優良」、光漏れがごくわずかに認められたものを「良好」、流動配向・光漏れが明確に認められたものを「不良」として行った。また、液晶配向性「優良」と評価したものについては、更に3段階評価を行い、液晶配向性が良好な順に1,2,3と評価した。その結果を下記表2に示す。
[Evaluation of liquid crystal display elements]
-Evaluation of liquid crystal orientation About the liquid crystal cell manufactured above, it observed using the polarizing microscope. Evaluation of liquid crystal alignment was `` excellent '' when almost no light leakage was observed, `` good '' when very little light leakage was observed, and `` good '' when fluid leakage was clearly recognized. Went as "bad". Moreover, about what evaluated liquid crystal orientation "excellent", three-step evaluation was performed and it evaluated as 1, 2, 3 in order with favorable liquid crystal orientation. The results are shown in Table 2 below.

・電圧保持特性の評価
上記で製造した液晶セルのうち「架橋剤あり」のものについて、60℃において1Vの電圧を30秒印加し、印加解除後の電圧保持率を1V,60℃においてフレーム周期167msecにて測定した。その測定結果を下記表2に示す。なお、表2には、電圧保持率の値と併せて電圧保持特性の3段階評価の結果を示し、電圧保持率が99%以上のものを◎、98%以上99%未満のものを○、98%未満のものを×と示した。
・ Evaluation of voltage holding characteristics Among the liquid crystal cells manufactured as described above, a voltage of 1V was applied for 30 seconds at 60 ° C., and the voltage holding ratio after release of the voltage was 1 V and the frame period at 60 ° C. Measurement was performed at 167 msec. The measurement results are shown in Table 2 below. Table 2 shows the results of the three-stage evaluation of the voltage holding characteristics together with the value of the voltage holding ratio. A voltage holding ratio of 99% or more is ◎, 98% or more and less than 99% is ◯, Those with less than 98% were shown as x.

(実施例2〜12及び比較例1〜14)
上記実施例1において、重合体溶液として上記表1に示した重合体を含有する溶液をそれぞれ使用したほかは実施例1と同様にして液晶配向剤を調製し、液晶セルを製造して、液晶配向性及び電圧保持特性の評価を行った。評価結果を下記表2に示す。
(Examples 2-12 and Comparative Examples 1-14)
In Example 1 above, a liquid crystal aligning agent was prepared in the same manner as in Example 1 except that a solution containing the polymer shown in Table 1 was used as the polymer solution. The orientation and voltage holding characteristics were evaluated. The evaluation results are shown in Table 2 below.

Figure 0005569441
Figure 0005569441

液晶配向性について、架橋剤なしの場合では、実施例1〜12のいずれも光漏れがほとんど認められなかった。これらの中でも、実施例1,3,4,8,10〜12では、架橋剤ありの場合にも光漏れがほとんど認められず、架橋剤の添加に起因する流動配向が生じにくいことが分かった。また、架橋剤ありの場合の電圧保持率については、実施例1,2,5,6,10において特に高い値を示した。   Regarding the liquid crystal orientation, in the case of no crosslinking agent, light leakage was hardly observed in any of Examples 1 to 12. Among these, in Examples 1, 3, 4, 8, and 10 to 12, it was found that almost no light leakage was observed even in the presence of the crosslinking agent, and that the flow orientation due to the addition of the crosslinking agent hardly occurred. . In addition, the voltage holding ratio in the case of the presence of the crosslinking agent showed a particularly high value in Examples 1, 2, 5, 6, and 10.

その中でも、テトラカルボン酸二無水物としてCBを単独で用いた実施例1,10では電圧保持率についても99.4%以上と高く、液晶配向性と電圧保持特性とを両立できる点において特に優れていた。また、CBとPMDAとの混合系である実施例8では、実施例1〜12の中で液晶配向性が最も良好であり、電圧保持率についても、実施例1,10よりは低いものの十分に高かった。   Among them, in Examples 1 and 10 in which CB was used alone as the tetracarboxylic dianhydride, the voltage holding ratio was as high as 99.4% or more, and particularly excellent in that both the liquid crystal orientation and the voltage holding characteristics can be achieved. It was. Moreover, in Example 8 which is a mixed system of CB and PMDA, the liquid crystal orientation is the best among Examples 1 to 12, and the voltage holding ratio is also lower than those of Examples 1 and 10, but sufficiently. it was high.

一方、比較例1〜10,12〜14では、電圧保持率は実施例1〜12と同等であったが、液晶配向性において実施例1〜12のものよりも劣っていた。特に、ポリアミック酸PAR−1〜PAR−10をそれぞれ含む比較例1〜10では、架橋剤を添加した場合に流動配向・光漏れが明確に認められた。このことから、PAR−1〜PAR−10では、架橋剤を添加することにより液晶配向性の低下が生じやすくなると言える。   On the other hand, in Comparative Examples 1 to 10 and 12 to 14, the voltage holding ratio was equivalent to that of Examples 1 to 12, but inferior to that of Examples 1 to 12 in liquid crystal alignment. In particular, in Comparative Examples 1 to 10 including polyamic acids PAR-1 to PAR-10, fluid orientation and light leakage were clearly observed when a crosslinking agent was added. From this, it can be said that in PAR-1 to PAR-10, the addition of a crosslinking agent tends to cause a decrease in liquid crystal alignment.

また、芳香環テトラカルボン酸二無水物を用いたもの(比較例11)では、液晶配向性については優れているものの、電圧保持率が98%未満と低かった。   Moreover, although the thing using the aromatic ring tetracarboxylic dianhydride (comparative example 11) was excellent about liquid crystal aligning property, the voltage holding rate was as low as less than 98%.

Claims (8)

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及びそのイミド化重合体の少なくともいずれかを含有する液晶配向剤であって、
前記テトラカルボン酸二無水物が、脂肪族テトラカルボン酸二無水物及び脂環式テトラカルボン酸二無水物の少なくともいずれかを含むものであり、
前記ジアミンが、下記式(D−1)で表される化合物を含むものであることを特徴とする液晶配向剤。
Figure 0005569441
(式中、R〜R10は、R〜Rのうちの1つ及びR〜R10のうちの1つが一級アミノ基であり、残りが、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、又は炭素数1〜6のアルキル基、アルコキシ基若しくはフルオロアルキル基である。)
A liquid crystal aligning agent containing at least one of a polyamic acid obtained by reacting a tetracarboxylic dianhydride and a diamine and an imidized polymer thereof,
The tetracarboxylic dianhydride includes at least one of an aliphatic tetracarboxylic dianhydride and an alicyclic tetracarboxylic dianhydride,
The liquid crystal aligning agent characterized by the said diamine containing the compound represented by a following formula (D-1).
Figure 0005569441
(Wherein R 1 to R 10 are one of R 1 to R 5 and one of R 6 to R 10 are primary amino groups, and the rest are each independently a hydrogen atom or a fluorine atom. Or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group, or a fluoroalkyl group.)
前記脂肪族テトラカルボン酸二無水物が、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物であり、
前記脂環式テトラカルボン酸二無水物が、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−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−(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[3,3,0]オクタン−2,4,6,8−テトラカルボン酸二無水物、及びシクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物からなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項1に記載の液晶配向剤。
The aliphatic tetracarboxylic dianhydride is 1,2,3,4-butanetetracarboxylic dianhydride;
The alicyclic tetracarboxylic dianhydride is 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride, 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- (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione, bicyclo [3,3,0] octane-2,4 The liquid crystal aligning agent according to claim 1, which is at least one selected from the group consisting of 1,6,8-tetracarboxylic dianhydride and cyclohexanetetracarboxylic dianhydride.
前記テトラカルボン酸二無水物が、前記脂肪族テトラカルボン酸二無水物及び脂環式テトラカルボン酸二無水物の少なくともいずれかと、芳香族テトラカルボン酸二無水物との混合物である請求項1又は2に記載の液晶配向剤。   The tetracarboxylic dianhydride is a mixture of at least one of the aliphatic tetracarboxylic dianhydride and the alicyclic tetracarboxylic dianhydride and an aromatic tetracarboxylic dianhydride. 2. A liquid crystal aligning agent according to 2. 前記脂環式テトラカルボン酸二無水物が、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、(1S,2S,4R,5R)−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、(1R,2S,4S,5R)−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、及び2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物からなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項1乃至3のいずれか一項に記載の液晶配向剤。   The alicyclic tetracarboxylic dianhydride is 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, (1S, 2S, 4R, 5R) -cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, (1R, 2S , 4S, 5R) -cyclohexanetetracarboxylic dianhydride and at least one selected from the group consisting of 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride. The liquid crystal aligning agent of description. 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の液晶配向剤により形成された液晶配向膜。   The liquid crystal aligning film formed with the liquid crystal aligning agent as described in any one of Claims 1 thru | or 4. 請求項5に記載の液晶配向膜を具備する液晶表示素子。   A liquid crystal display device comprising the liquid crystal alignment film according to claim 5. 脂肪族テトラカルボン酸二無水物及び脂環式テトラカルボン酸二無水物の少なくともいずれかと、下記式(D−1)で表されるジアミンとを反応させて得られるポリアミック酸。
Figure 0005569441
(式中、R〜R10は、R〜Rのうちの1つ及びR〜R10のうちの1つが一級アミノ基であり、残りが、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、又は炭素数1〜6のアルキル基、アルコキシ基若しくはフルオロアルキル基である。)
A polyamic acid obtained by reacting at least one of an aliphatic tetracarboxylic dianhydride and an alicyclic tetracarboxylic dianhydride with a diamine represented by the following formula (D-1).
Figure 0005569441
(Wherein R 1 to R 10 are one of R 1 to R 5 and one of R 6 to R 10 are primary amino groups, and the rest are each independently a hydrogen atom or a fluorine atom. Or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group, or a fluoroalkyl group.)
請求項7に記載のポリアミック酸をイミド化することにより得られるポリイミド。   A polyimide obtained by imidizing the polyamic acid according to claim 7.
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