JP5671797B2 - Alignment agent and liquid crystalline polyimide used therefor - Google Patents

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Description

本発明は、主として液晶表示素子の製造に用いられる配向剤に関する。   The present invention relates to an aligning agent mainly used for manufacturing a liquid crystal display element.

液晶表示素子は、ノートパソコンやデスクトップパソコンのモニターをはじめ、ビデオカメラのビューファインダー、投写型のディスプレイ等の様々な液晶表示装置に使われており、最近ではテレビにも用いられるようになった。さらに、光プリンターヘッド、光フーリエ変換素子、ライトバルブ等のオプトエレクトロニクス関連素子としても利用されている。従来の液晶表示素子としては、ネマティック液晶を用いた表示素子が主流であり、一方の基板近傍にある液晶の配向方向と他方の基板近傍にある液晶のそれとが90度の角度でねじれているTN(Twisted Nematic)モード、前記配向方向が通常180度以上の角度でねじれているSTN(Super Twisted Nematic)モードなどの液晶表示素子が実用化されている。そして、薄膜トランジスタを使用した、いわゆるTFT(Thin-film-transistor)モードの液晶表示素子も実用化されている。   Liquid crystal display elements are used in various liquid crystal display devices such as monitors for notebook computers and desktop personal computers, viewfinders for video cameras, and projection displays. Recently, liquid crystal display devices have also been used for televisions. Furthermore, it is also used as an optoelectronic-related element such as an optical printer head, an optical Fourier transform element, or a light valve. As a conventional liquid crystal display element, a display element using a nematic liquid crystal is mainly used, and the alignment direction of the liquid crystal in the vicinity of one substrate and the liquid crystal in the vicinity of the other substrate are twisted at an angle of 90 degrees. Liquid crystal display elements such as (Twisted Nematic) mode and STN (Super Twisted Nematic) mode in which the alignment direction is twisted at an angle of usually 180 degrees or more have been put into practical use. A so-called TFT (Thin-film-transistor) mode liquid crystal display element using a thin film transistor has also been put into practical use.

しかしながら、これらの液晶表示素子は、画像が適正に視認できる視野角が狭く、斜め方向から見たときに、輝度やコントラストが低下することがあり、また中間調で輝度反転を生じることがある。近年では、この視野角の問題は、光学補償フィルムを用いたTN型液晶表示素子、垂直配向と突起構造物の技術を併用したMVA(Multi-domain Vertical Alignment)モード(例えば、特許文献1参照。)または横電界方式のIPS(In-Plane Switching)モード(例えば、特許文献2参照。)等により改良されている。   However, these liquid crystal display elements have a narrow viewing angle at which an image can be properly viewed, and when viewed from an oblique direction, luminance and contrast may be reduced, and luminance inversion may occur in a halftone. In recent years, this viewing angle problem has been caused by a TN type liquid crystal display element using an optical compensation film, a MVA (Multi-domain Vertical Alignment) mode in which vertical alignment and a technique of a protruding structure are used in combination (for example, see Patent Document 1). ) Or lateral electric field type IPS (In-Plane Switching) mode (see, for example, Patent Document 2).

液晶表示素子の技術の発展は、単にこれらの駆動方式や素子構造の改良のみならず、表示素子に使用される構成部材の改良によっても達成されている。表示素子に使用される構成部材のなかでも、特に液晶配向膜は、液晶表示素子の表示品位に係わる重要な要素の一つであり、表示素子の高品質化に伴って液晶配向膜の役割が年々重要になってきている。   The development of the technology of the liquid crystal display element has been achieved not only by improving the drive system and the element structure, but also by improving the components used for the display element. Among the constituent members used in display elements, the liquid crystal alignment film is one of the important elements related to the display quality of the liquid crystal display element, and the role of the liquid crystal alignment film is increasing as the quality of the display element increases. It has become important year after year.

このような液晶配向膜には、液晶表示素子の均一な表示特性のために液晶の分子配列を均一に制御することが必要であり、そのために基板上の液晶分子を一方向に均一に配向させ、更に基板面から一定の傾斜角(プレチルト角)を発現させることが求められる。このように、基板上の液晶分子の方向を一様に並べる液晶配向膜が、液晶表示素子の製造工程において重要かつ必要不可欠な技術となっている。   In such a liquid crystal alignment film, it is necessary to uniformly control the molecular arrangement of the liquid crystal for the uniform display characteristics of the liquid crystal display element. For this purpose, the liquid crystal molecules on the substrate are uniformly aligned in one direction. Furthermore, it is required to develop a certain tilt angle (pretilt angle) from the substrate surface. Thus, a liquid crystal alignment film that uniformly aligns the directions of liquid crystal molecules on a substrate is an important and indispensable technique in the manufacturing process of a liquid crystal display element.

液晶配向膜は液晶配向剤より調製される。現在主として用いられている液晶配向剤とは、ポリアミック酸または可溶性のポリイミドを有機溶剤に溶解させた溶液である。このような溶液を基板に塗布した後、加熱等の手段により成膜してポリイミド系液晶配向膜を形成する。ポリアミック酸以外の種々の液晶配向剤も検討されているが、耐熱性、耐薬品性(耐液晶性)、塗布性、液晶配向性、電気特性、光学特性、表示特性等の点から、ほとんど実用化されていない。   The liquid crystal alignment film is prepared from a liquid crystal alignment agent. The liquid crystal aligning agent mainly used at present is a solution obtained by dissolving polyamic acid or soluble polyimide in an organic solvent. After applying such a solution to a substrate, a polyimide-based liquid crystal alignment film is formed by film formation by means such as heating. Various liquid crystal aligning agents other than polyamic acid are also being studied, but they are almost practical in terms of heat resistance, chemical resistance (liquid crystal resistance), coating properties, liquid crystal alignment properties, electrical properties, optical properties, display properties, etc. It has not been converted.

工業的には、簡便で大面積の高速処理が可能なラビング法が、配向処理法として広く用いられている。ラビング法は、ナイロン、レイヨン、ポリエステル等の繊維を植毛した布を用いて液晶配向膜の表面を一方向に擦る処理であり、これによって液晶分子の一様な配向を得ることが可能になる。しかし、ラビング法による発塵、静電気の発生等の問題点が指摘されている。   Industrially, a rubbing method that is simple and capable of high-speed processing of a large area is widely used as an alignment processing method. The rubbing method is a process of rubbing the surface of the liquid crystal alignment film in one direction using a cloth in which fibers of nylon, rayon, polyester, or the like are planted, and this makes it possible to obtain uniform alignment of liquid crystal molecules. However, problems such as dust generation by static rubbing and generation of static electricity have been pointed out.

これまで、ラビング処理により配向処理を施された配向膜上における液晶の配向機構として、次の2つが提案されている。
(1)ラビング処理により発生するマイクログルーブに起因する液晶配向膜の表面形状効果
(2)ラビング処理により一軸配向した液晶配向膜とこの液晶配向膜と接する液晶単分子層との分子間相互作用
近年では(1)の表面形状効果の寄与は比較的小さく、(2)の分子間相互作用の寄与が支配的であることが確認されている。
Until now, the following two proposals have been made as alignment mechanisms of liquid crystals on alignment films that have been subjected to alignment treatment by rubbing treatment.
(1) Surface shape effect of liquid crystal alignment film caused by microgroove generated by rubbing treatment (2) Intermolecular interaction between liquid crystal alignment film uniaxially aligned by rubbing treatment and liquid crystal monolayer in contact with this liquid crystal alignment film Then, it was confirmed that the contribution of the surface shape effect of (1) is relatively small, and the contribution of the intermolecular interaction of (2) is dominant.

このようなラビング法の場合、一般的に液晶に対する大きな配向規制力(アンカリングエネルギー)をポリイミド膜に付与できることが知られている。しかしながら、この方法の場合、ラビング布に植毛された毛により膜が擦られる方向が、分子レベルで見ると均一でなく、その結果配向膜界面の液晶の配向が乱れることが問題であった。さらに布の接触により膜に生ずる傷等にも起因し、液晶表示素子を電圧無印加時に黒表示(ノーマリーブラック方式)にした時、黒レベルが理想的な場合より低下することが当業者に知られていた。   In the case of such a rubbing method, it is generally known that a large alignment regulating force (anchoring energy) for the liquid crystal can be imparted to the polyimide film. However, in this method, the direction in which the film is rubbed by the hair implanted in the rubbing cloth is not uniform at the molecular level, and as a result, the alignment of the liquid crystal at the alignment film interface is disturbed. Furthermore, due to scratches on the film due to the contact of the cloth, when the liquid crystal display element is displayed black when no voltage is applied (normally black method), the black level will be lower than the ideal case. It was known.

一方、光を照射して配向処理を施す光配向法については、光分解法、光異性化法、光二量化法、光架橋法等多くの配向機構が提案されている(例えば、非特許文献1、特許文献3および特許文献4参照。)。特に光配向法はラビング法と異なり非接触の配向方法であるので、液晶の配向機構としては(2)の分子間相互作用のみが作用すると考えられる。   On the other hand, with respect to a photo-alignment method in which alignment treatment is performed by irradiating light, many alignment mechanisms such as a photolysis method, a photoisomerization method, a photo-dimerization method, a photo-crosslinking method have been proposed (for example, Non-Patent Document 1). , See Patent Document 3 and Patent Document 4.) In particular, since the photo-alignment method is a non-contact alignment method unlike the rubbing method, it is considered that only the intermolecular interaction (2) acts as the alignment mechanism of the liquid crystal.

光配向処理法は、ラビング法に対し配向の均一性が高く、また非接触の配向法であるため膜に傷が付かず、ラビング法に対して黒レベルを向上させやすいことが当業者に知られていた。また光配向処理法は、発塵や静電気等の液晶表示素子の製造時に不良を発生させる原因を低減でき、利点が多い。しかしながら、ラビング法に対してアンカリングエネルギーが小さく、このことは応答速度の低下や焼き付きを惹起するため改善が求められていた。   Those skilled in the art know that the photo-alignment treatment method has higher alignment uniformity than the rubbing method, and is a non-contact alignment method, so that the film is not damaged and the black level is easily improved compared to the rubbing method. It was done. In addition, the photo-alignment treatment method has many advantages because it can reduce the cause of defects during the production of liquid crystal display elements such as dust generation and static electricity. However, the anchoring energy is smaller than that of the rubbing method, and this causes a decrease in response speed and seizure, and improvement has been demanded.

このような光配向の欠点を克服するため、我々は例えば特許文献3に記載された方法により、ポリアミック酸からなる液晶配向剤を基板に塗布した後、光照射し、その後焼成する方法を見出した。この方法により大きなアンカリングエネルギーを有する光配向膜を得ることができるようになったが、十分なアンカリングエネルギーを有する液晶配向膜を得るためには、光照射エネルギーを大きくしなければならず、更なる改善が必要であった。   In order to overcome such disadvantages of photo-alignment, we have found a method of applying a liquid crystal aligning agent comprising a polyamic acid to a substrate, irradiating with light, and then baking by a method described in Patent Document 3, for example. . Although it has become possible to obtain a photo-alignment film having a large anchoring energy by this method, in order to obtain a liquid crystal alignment film having a sufficient anchoring energy, the light irradiation energy must be increased, Further improvements were needed.

特許第2947350号公報Japanese Patent No. 2947350 特許第2940354号公報Japanese Patent No. 2940354 特開2005−275364号公報JP 2005-275364 A 特開平11−15001号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-15001

液晶、第3巻、第4号、262ページ、1999年Liquid Crystal, Vol. 3, No. 4, 262 pages, 1999

本発明の目的は、配向の均一性が高いラビング用配向膜を提供することである。また感度が良好で安定性の高い光配向膜を提供することである。   An object of the present invention is to provide an alignment film for rubbing with high alignment uniformity. Another object is to provide a photo-alignment film having good sensitivity and high stability.

本発明者らは鋭意研究開発を進めた結果、液晶性を有し、耐熱性の高いポリイミド材料にラビングまたは光により異方性を付与した後、このポリイミドの液晶温度まで加熱を行うことによって配向性が増大することを見出し、本発明を完成させた。本発明の本質は液晶性のポリイミドを配向膜材料として用いることにある。本発明は次の[1]項で表される。   As a result of diligent research and development, the present inventors imparted anisotropy to a polyimide material having liquid crystallinity and high heat resistance by rubbing or light, and then aligning by heating to the polyimide liquid crystal temperature. As a result, the present invention was completed. The essence of the present invention is to use liquid crystalline polyimide as an alignment film material. The present invention is represented by the following item [1].

[1] ポリアミック酸およびこのポリアミック酸の脱水反応によって得られるポリイミドから選択される少なくとも1つのポリマーを含有する組成物であって、この組成物に含まれる膜形成成分の全量を基準とする前記ポリマーの割合が50〜100重量%であり、そしてこの組成物を成膜することによって100〜300℃の間に液晶温度範囲を有する膜を形成することができる配向剤。 [1] A composition containing at least one polymer selected from a polyamic acid and a polyimide obtained by a dehydration reaction of the polyamic acid, the polymer being based on the total amount of film-forming components contained in the composition Is an aligning agent capable of forming a film having a liquid crystal temperature range of 100 to 300 ° C. by forming this composition into a film.

本発明の配向剤を例えば液晶配向剤として用いれば、配向の均一性が高いラビング用配向膜を提供することができる。また感度が良好で安定性の高い光配向膜を提供することができる。   When the alignment agent of the present invention is used as a liquid crystal alignment agent, for example, an alignment film for rubbing with high alignment uniformity can be provided. In addition, it is possible to provide a photoalignment film having good sensitivity and high stability.

本発明で用いる用語について説明する。
式(I−1)で表される化合物を化合物(I−1)と記述することがある。他の式で表される化合物についても同様に略記することがある。
化学式の定義において用いる用語「任意の」は、「位置だけでなく数においても自由に選択できること」を意味する。例えば、「任意のAがB、C、DまたはEで置き換えられてもよい」という表現は、1つのAがB、C、DまたはEで置き換えられてもよいという意味と、複数のAのどれもがB、C、DおよびEのいずれか1つで置き換えられてもよいという意味とに加えて、Bで置き換えられるA、Cで置き換えられるA、Dで置き換えられるA、およびEで置き換えられるAの少なくとも2つが混在してもよいという意味をも有する。しかしながら、任意の−CH−が他の基で置き換えられてもよいとするとき、連続する複数の−CH−が同じ基で置き換えられないことを前提条件とする。また、任意の−CH−が−O−で置き換えられてもよいとするとき、結果として結合基−O−O−が生じるような置き換えは含まれない。
化学構造式において、文字(例えばA)を六角形で囲った基は環構造の基(環A)であることを意味する。
環を構成する炭素の何れか1つと明確に結合していないように表記されている置換基は、その結合位置が化学的に問題のない範囲内で自由であることを意味する。
複数の式において同じ記号が用いられている場合は、その記号で示されている環、結合基または末端基が同じ定義範囲を有することを意味するが、すべての式において同時にその定義範囲内の同じ基でなければならないことを意味しない。そのような場合は、複数の式において同じ基が選択されてもよいし、式ごとに異なる基が選択されてもよい。
Terms used in the present invention will be described.
The compound represented by the formula (I-1) may be described as the compound (I-1). Similarly, compounds represented by other formulas may be abbreviated.
The term “arbitrary” used in the definition of chemical formula means “can be freely selected not only by position but also by number”. For example, the expression “any A may be replaced with B, C, D, or E” means that one A may be replaced with B, C, D, or E, and In addition to the meaning that any may be replaced by any one of B, C, D and E, A replaced by B, A replaced by C, A replaced by D, and E replaced It also means that at least two of A may be mixed. However, when any —CH 2 — may be replaced with another group, it is a precondition that a plurality of consecutive —CH 2 — cannot be replaced with the same group. Further, when any —CH 2 — may be replaced by —O—, such a replacement that results in the bonding group —O—O— is not included.
In the chemical structural formula, a group in which a letter (for example, A) is surrounded by a hexagon means a group having a ring structure (ring A).
A substituent which is described as not clearly bonded to any one of the carbons constituting the ring means that the bonding position is free as long as there is no chemical problem.
When the same symbol is used in more than one formula, it means that the ring, linking group or terminal group indicated by the symbol has the same defined range, but all formulas are within the defined range at the same time. It does not mean that they must be the same group. In such a case, the same group may be selected in a plurality of formulas, or different groups may be selected for each formula.

本発明は前記の[1]項と次の[2]〜[22]項で構成される。
[2] ポリアミック酸が主鎖に感光基を有するポリアミック酸である、[1]項に記載の配向剤。
The present invention comprises the above item [1] and the following items [2] to [22].
[2] The aligning agent according to the item [1], wherein the polyamic acid is a polyamic acid having a photosensitive group in the main chain.

[3] 感光基が式(I)〜式(VI)で表される基の少なくとも1つである、[2]項に記載の配向剤。

Figure 0005671797
(ここに、R、RおよびRは独立して芳香族の2価の基である。) [3] The aligning agent according to item [2], wherein the photosensitive group is at least one of groups represented by formulas (I) to (VI).

Figure 0005671797
(Here, R 1 , R 2 and R 3 are independently an aromatic divalent group.)

[4] 主鎖に感光基を有するポリアミック酸が式(I−1)〜式(I−3)、式(II−1)〜式(II−3)、式(III−1)、式(IV−1)〜式(IV−3)、式(V−1)および式(VI−1)〜式(VI−7)で表される感光基を有するジアミンの少なくとも1つとテトラカルボン酸二無水物を反応させることによって得られるポリアミック酸である、[2]項に記載の配向剤。

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797
[4] The polyamic acid having a photosensitive group in the main chain is represented by formula (I-1) to formula (I-3), formula (II-1) to formula (II-3), formula (III-1), formula ( IV-1) to formula (IV-3), formula (V-1) and formula (VI-1) to at least one diamine having a photosensitive group represented by formula (VI-7) and tetracarboxylic dianhydride The aligning agent according to item [2], which is a polyamic acid obtained by reacting a product.

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797

[5] 主鎖に感光基を有するポリアミック酸が式(IV−4)および式(VI−8)で表される感光基を有するテトラカルボン酸二無水物の少なくとも1つとジアミンを反応させることによって得られるポリアミック酸である、[2]項に記載の配向剤。

Figure 0005671797
[5] By reacting a diamine with at least one of tetracarboxylic dianhydrides having a photosensitive group represented by formula (IV-4) and formula (VI-8), a polyamic acid having a photosensitive group in the main chain The aligning agent according to item [2], which is a polyamic acid obtained.

Figure 0005671797

[6] 主鎖に感光基を有するポリアミック酸が[4]項に記載の式(I−1)〜式(I−3)、式(II−1)〜式(II−3)、式(III−1)、式(IV−1)〜式(IV−3)、式(V−1)および式(VI−1)〜式(VI−7)で表される感光基を有するジアミンの少なくとも1つと式(VII−1)〜式(VII−3)および式(VIII−1)〜式(VIII−6)で表されるジアミンの少なくとも1つとの混合物をテトラカルボン酸二無水物と反応させることによって得られるポリアミック酸である、[2]項に記載の配向剤。

Figure 0005671797

Figure 0005671797
(ここに、Rは炭素数6〜20のアルキレンであり;Rは任意の−CH−が−O−、−NH−、−N(CH)−、−Si(CHOSi(CH−または−COO−で置き換えられてもよい炭素数6〜20のアルキレンであり;そして、Meはメチルである。) [6] The polyamic acid having a photosensitive group in the main chain is represented by the formula (I-1) to formula (I-3), formula (II-1) to formula (II-3), formula (4), III-1), a diamine having a photosensitive group represented by formula (IV-1) to formula (IV-3), formula (V-1) and formula (VI-1) to formula (VI-7) A mixture of one and at least one of the diamines represented by formula (VII-1) to formula (VII-3) and formula (VIII-1) to formula (VIII-6) is reacted with tetracarboxylic dianhydride The aligning agent according to item [2], which is a polyamic acid obtained by the method.

Figure 0005671797

Figure 0005671797
(Where R 4 is alkylene having 6 to 20 carbon atoms; R 5 is optional —CH 2 — is —O—, —NH—, —N (CH 3 ) —, —Si (CH 3 ) 2. Osyl (CH 3 ) 2 — or —COO— is an alkylene having 6 to 20 carbon atoms which may be replaced; and Me is methyl.)

[7] 主鎖に感光基を有するポリアミック酸が[5]項に記載の式(IV−4)および式(VI−8)で表される感光基を有するテトラカルボン酸二無水物の少なくとも1つと式(VII−4)、式(VII−5)、式(VIII−7)および式(VIII−8)で表されるテトラカルボン酸二無水物の少なくとも1つとの混合物をジアミンと反応させることによって得られるポリアミック酸である、[2]項に記載の配向剤。

Figure 0005671797
(ここに、Rは任意の−CH−が−O−、−NH−、−N(CH)−、−Si(CHOSi(CH−または−COO−で置き換えられてもよい炭素数6〜20のアルキレンである。) [7] At least one of tetracarboxylic dianhydrides having a photosensitive group represented by formula (IV-4) and formula (VI-8) according to item [5], wherein the polyamic acid having a photosensitive group in the main chain Reacting a mixture with at least one of the tetracarboxylic dianhydrides represented by formula (VII-4), formula (VII-5), formula (VIII-7) and formula (VIII-8) with diamine The aligning agent according to the item [2], which is a polyamic acid obtained by the following step.

Figure 0005671797
(Here, R 5 is arbitrary -CH 2 - -O -, - NH -, - N (CH 3) -, - Si (CH 3) 2 OSi (CH 3) 2 - or -COO- in replacement And alkylene having 6 to 20 carbon atoms.)

[8] 主鎖に感光基を有するポリアミック酸が[4]項に記載の式(I−1)〜式(I−3)、式(II−1)〜式(II−3)、式(III−1)、式(IV−1)〜式(IV−3)、式(V−1)および式(VI−1)〜式(VI−7)で表される感光基を有するジアミンの少なくとも1つと式(2)〜式(4)で表されるジアミンから選択される少なくとも1つとの混合物をテトラカルボン酸二無水物と反応させることによって得られるポリアミック酸である、[2]項に記載の配向剤。

Figure 0005671797
(ここに、A、A、AおよびAは独立してシクロへキシレンまたはフェニレンであり;XおよびXは独立して単結合、炭素数1〜5のアルキレンまたは−O−であり;XおよびXは独立して単結合、−CH−、−CHCH−、−O−または−S−であり;Yは−CH−、−C(R11)(R12)−、−CO−または−SO−であり、R11およびR12は独立して水素、炭素数1〜12のアルキル、または炭素数1〜12のフッ素化アルキルであり;m1、m2、m3、m4およびnは独立して0または1を表す。そして、上記のシクロヘキシレンおよびフェニレンにおいて、任意の水素は炭素数1〜4のアルキルまたはベンジルで置き換えられてもよく、これらの置換基の結合位置は任意である。但し、A、A、AおよびAのすべてが1,4−フェニレンであるとき、X、X、XおよびXはいずれも単結合ではない。)

Figure 0005671797
(ここに、XおよびXは単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−NH−、−CONH−、または炭素数1〜12のアルキレンであり;GおよびGは単結合、または炭素数6〜12の芳香族環および炭素数3〜12の脂環式環から選ばれる1〜3個の環を含む2価の基であり;Rは水素、フッ素、−CN、−OH、炭素数1〜30のアルキル、炭素数1〜30のフッ素化アルキルまたは炭素数1〜30のアルコキシであり;そして、X、G、XおよびGの全てが単結合である場合は、Rは炭素数3〜30のアルキル、炭素数3〜30のフッ素化アルキルまたは炭素数3〜30のアルコキシであり、Gが単結合でありXが単結合でもなくアルキレンでもない場合は、Rは水素または炭素数3〜30のアルキルであり、GおよびGが共に単結合である場合は、X、XおよびRの合計の炭素数が3以上である。)

Figure 0005671797
(ここに、Rは水素または炭素数1〜12のアルキルであり;環Bは任意の水素が炭素数1〜4のアルキルで置き換えられてもよい1,4−フェニレン、または任意の水素が炭素数1〜4のアルキルで置き換えられてもよい1,4−シクロへキシレンであり;Xは単結合または炭素数1〜5のアルキレンであり、そしてsは0〜3の整数であり;sが2または3であるとき、複数の環Bはすべて同じ環であってもよく、少なくとも2つの異なる環で構成されてもよく、複数のXもすべて同じ基であってもよく、少なくとも2つの異なる基で構成されてもよく;ZおよびZは独立して単結合、−CH−、−CHCH−または−O−であり、t1およびt2は独立して0〜3の整数であり;t1が2または3であるとき、複数のZはすべて同じ基であってもよく、少なくとも2つの異なる基で構成されてもよく;t2が2または3であるとき、複数のZはすべて同じ基であってもよく、少なくとも2つの異なる基で構成されてもよい。 [8] A polyamic acid having a photosensitive group in the main chain is represented by the formula (I-1) to formula (I-3), formula (II-1) to formula (II-3), formula (4), III-1), a diamine having a photosensitive group represented by formula (IV-1) to formula (IV-3), formula (V-1) and formula (VI-1) to formula (VI-7) Item [2], which is a polyamic acid obtained by reacting a mixture of one and at least one selected from diamines represented by formulas (2) to (4) with tetracarboxylic dianhydride. Orientation agent.

Figure 0005671797
(Where A 1 , A 2 , A 3 and A 4 are independently cyclohexylene or phenylene; X 3 and X 4 are independently a single bond, alkylene having 1 to 5 carbon atoms or —O— X 5 and X 6 are each independently a single bond, —CH 2 —, —CH 2 CH 2 —, —O— or —S—; Y 1 is —CH 2 —, —C (R 11 ) (R 12 ) —, —CO— or —SO 2 —, wherein R 11 and R 12 are independently hydrogen, alkyl having 1 to 12 carbons, or fluorinated alkyl having 1 to 12 carbons; m1, m2, m3, m4 and n independently represent 0 or 1. In the above cyclohexylene and phenylene, any hydrogen may be replaced by alkyl or benzyl having 1 to 4 carbon atoms. The bonding position of the substituent of It. However, when all of A 1, A 2, A 3 and A 4 is 1,4-phenylene, X 3, X 4, X 5 and X 6 are both not a single bond.)

Figure 0005671797
(Where X 1 and X 2 are a single bond, —O—, —COO—, —OCO—, —NH—, —CONH—, or alkylene having 1 to 12 carbon atoms; G 1 and G 2 are A single bond or a divalent group containing 1 to 3 rings selected from an aromatic ring having 6 to 12 carbon atoms and an alicyclic ring having 3 to 12 carbon atoms; R 6 is hydrogen, fluorine,- CN, —OH, alkyl having 1 to 30 carbons, fluorinated alkyl having 1 to 30 carbons or alkoxy having 1 to 30 carbons; and all of X 1 , G 1 , X 2 and G 2 are simple When it is a bond, R 6 is alkyl having 3 to 30 carbons, fluorinated alkyl having 3 to 30 carbons or alkoxy having 3 to 30 carbons, and G 2 is a single bond and X 2 is a single bond. If not a rather alkylene, R 6 is hydrogen or number 3-30 carbon Is alkyl, when G 1 and G 2 are both single bonds, the total number of carbon atoms of X 1, X 2 and R 6 is 3 or more.)

Figure 0005671797
(Where R 7 is hydrogen or alkyl having 1 to 12 carbons; ring B is 1,4-phenylene in which any hydrogen may be replaced by alkyl having 1 to 4 carbons, or any hydrogen is 1,4-cyclohexylene optionally substituted by alkyl having 1 to 4 carbons; X 0 is a single bond or alkylene having 1 to 5 carbons, and s is an integer of 0 to 3; When s is 2 or 3, the plurality of rings B may all be the same ring, may be composed of at least two different rings, and the plurality of X 0 may all be the same group, and at least May be composed of two different groups; Z 1 and Z 2 are independently a single bond, —CH 2 —, —CH 2 CH 2 — or —O—, and t 1 and t 2 are independently 0 to 0 An integer of 3; when t1 is 2 or 3 All of the plurality of Z 1 may be the same group, may be composed of at least two different groups; when t2 is 2 or 3, all of the plurality of Z 2 may be the same group, at least It may be composed of two different groups.

[9] 主鎖に感光基を有するポリアミック酸が[4]項に記載の式(I−1)〜式(I−3)、式(II−1)〜式(II−3)、式(III−1)、式(IV−1)〜式(IV−3)、式(V−1)および式(VI−1)〜式(VI−7)で表される感光基を有するジアミンの少なくとも1つ、[6]項に記載の式(VII−1)〜式(VII−3)および式(VIII−1)〜式(VIII−6)で表されるジアミンの少なくとも1つおよび[8]項に記載の式(2)〜式(4)で表されるジアミンから選択される少なくとも1つの混合物をテトラカルボン酸二無水物と反応させることによって得られるポリアミック酸である、[2]項に記載の配向剤。 [9] The polyamic acid having a photosensitive group in the main chain is represented by the formula (I-1) to formula (I-3), formula (II-1) to formula (II-3), formula (4), III-1), a diamine having a photosensitive group represented by formula (IV-1) to formula (IV-3), formula (V-1) and formula (VI-1) to formula (VI-7) 1, at least one of the diamines represented by the formula (VII-1) to the formula (VII-3) and the formula (VIII-1) to the formula (VIII-6) according to the item [6], and [8] In the item [2], the polyamic acid obtained by reacting at least one mixture selected from the diamines represented by the formulas (2) to (4) described in the item with a tetracarboxylic dianhydride The aligning agent described.

[10] テトラカルボン酸二無水物が式(A−1)、式(A−2)、式(A−12)、式(A−14)、式(A−18)、式(A−20)、式(A−21)、式(A−37)、式(VII−4)、式(VII−5)、式(VIII−7)および式(VIII−8)で表されるテトラカルボン酸二無水物の少なくとも1つである、[4]、[6]、[8]および[9]のいずれか1項に記載の配向剤。

Figure 0005671797

Figure 0005671797
(ここに、Rは任意の−CH−が−O−、−NH−、−N(CH)−、−Si(CHOSi(CH−または−COO−で置き換えられてもよい炭素数6〜20のアルキレンである。) [10] The tetracarboxylic dianhydride has the formula (A-1), formula (A-2), formula (A-12), formula (A-14), formula (A-18), formula (A-20). ), Formula (A-21), formula (A-37), formula (VII-4), formula (VII-5), formula (VIII-7) and tetracarboxylic acid represented by formula (VIII-8) The aligning agent according to any one of [4], [6], [8] and [9], which is at least one of dianhydrides.

Figure 0005671797

Figure 0005671797
(Here, R 5 is arbitrary -CH 2 - -O -, - NH -, - N (CH 3) -, - Si (CH 3) 2 OSi (CH 3) 2 - or -COO- in replacement And alkylene having 6 to 20 carbon atoms.)

[11] ジアミンが式(VII−1)〜式(VII−3)および式(VIII−1)〜式(VIII−6)で表されるジアミンの少なくとも1つである、[5]項または[7]項に記載の配向剤。

Figure 0005671797

Figure 0005671797
(ここに、Rは炭素数6〜20のアルキレンであり;Rは任意の−CH−が−O−、−NH−、−N(CH)−、−Si(CHOSi(CH−または−COO−で置き換えられてもよい炭素数6〜20のアルキレンであり;そして、Meはメチルである。) [11] The item [5] or [5], wherein the diamine is at least one of diamines represented by formulas (VII-1) to (VII-3) and (VIII-1) to (VIII-6): The alignment agent according to item 7].

Figure 0005671797

Figure 0005671797
(Where R 4 is alkylene having 6 to 20 carbon atoms; R 5 is optional —CH 2 — is —O—, —NH—, —N (CH 3 ) —, —Si (CH 3 ) 2. Osyl (CH 3 ) 2 — or —COO— is an alkylene having 6 to 20 carbon atoms which may be replaced; and Me is methyl.)

[12] ポリアミック酸が式(VII−1)〜式(VII−3)で表されるジアミンの少なくとも1つと式(VIII−7)および式(VIII−8)で表されるテトラカルボン酸二無水物の少なくとも1つを反応させることによって得られるポリアミック酸または式(VIII−1)〜式(VIII−6)で表されるジアミンの少なくとも1つと式(VII−4)および式(VII−5)で表されるテトラカルボン酸二無水物の少なくとも1つを反応させることによって得られるポリアミック酸である、[1]項に記載の配向剤。

Figure 0005671797
(ここに、Rは炭素数6〜20のアルキレンであり;そして、Rは任意の−CH−が−O−、−NH−、−N(CH)−、−Si(CHOSi(CH−または−COO−で置き換えられてもよい炭素数6〜20のアルキレンである。)

Figure 0005671797
(ここに、Meはメチルである。) [12] Tetracarboxylic acid dianhydride represented by formula (VIII-7) and formula (VIII-8), wherein the polyamic acid is at least one of diamines represented by formula (VII-1) to formula (VII-3) A polyamic acid obtained by reacting at least one of the compounds or at least one diamine represented by formula (VIII-1) to formula (VIII-6) with formula (VII-4) and formula (VII-5) The aligning agent according to item [1], which is a polyamic acid obtained by reacting at least one of tetracarboxylic dianhydrides represented by:

Figure 0005671797
(Where R 4 is alkylene having 6 to 20 carbon atoms; and R 5 is any —CH 2 — being —O—, —NH—, —N (CH 3 ) —, —Si (CH 3 ) 2 OSi (CH 3 ) 2 — or —COO— is an alkylene having 6 to 20 carbon atoms which may be substituted.

Figure 0005671797
(Where Me is methyl.)

[13] [1]項に記載の配向剤を基板に塗布して得られる膜にラビングまたは光照射によって異方性を付与し、その後膜の液晶温度範囲まで加熱して膜の異方性を増大させることにより得られる液晶配向膜。 [13] Anisotropy is imparted to the film obtained by applying the aligning agent according to the item [1] to the substrate by rubbing or light irradiation, and then heated to the liquid crystal temperature range of the film to change the film anisotropy. Liquid crystal alignment film obtained by increasing.

[14] [2]〜[11]のいずれか1項に記載の配向剤を基板に塗布して得られる膜に光照射によって異方性を付与し、その後膜の液晶温度範囲まで加熱して膜の異方性を増大させることにより得られる液晶配向膜。 [14] Anisotropy is imparted to the film obtained by applying the alignment agent according to any one of [2] to [11] to the substrate by light irradiation, and then heated to a liquid crystal temperature range of the film. A liquid crystal alignment film obtained by increasing the anisotropy of the film.

[15] [12]項に記載の配向剤を基板に塗布して得られる膜にラビング異方性を付与し、その後膜の液晶温度範囲まで加熱して膜の異方性を増大させることにより得られる液晶配向膜。 [15] By imparting rubbing anisotropy to the film obtained by applying the alignment agent according to item [12] to the substrate, and then heating the film to the liquid crystal temperature range to increase the film anisotropy. Obtained liquid crystal alignment film.

[16] [13]〜[15]のいずれか1項に記載の液晶配向膜を有する液晶表示素子。 [16] A liquid crystal display device having the liquid crystal alignment film according to any one of [13] to [15].

[17] 式(IX)で表される構成単位を含み、100〜300℃に液晶温度範囲を有するポリイミド、またはその前駆体であるポリアミック酸:

Figure 0005671797
ここに、Rは任意の−CH−が−O−、−NH−、−N(CH)−、−Si(CHOSi(CH−または−COO−で置き換えられてもよい炭素数6〜20のアルキレンであり;Rはジアミンの残基である。 [17] Polyamic acid containing a structural unit represented by formula (IX) and having a liquid crystal temperature range at 100 to 300 ° C., or a precursor thereof, polyamic acid:

Figure 0005671797
Here, R 5 is arbitrary -CH 2 - -O -, - NH -, - N (CH 3) -, - Si (CH 3) 2 OSi (CH 3) 2 - or -COO- in replaces Optionally alkylene of 6 to 20 carbon atoms; R 9 is a residue of a diamine.

[18] 式(X)で表される構成単位を含み、100〜300℃に液晶温度範囲を有するポリイミドまたはその前駆体であるポリアミック酸:

Figure 0005671797
ここに、Rは任意の−CH−が−O−、−NH−、−N(CH)−、−Si(CHOSi(CH−または−COO−で置き換えられてもよい炭素数6〜20のアルキレンであり;Rはジアミンの残基である。 [18] Polyamic acid that includes a structural unit represented by the formula (X) and has a liquid crystal temperature range of 100 to 300 ° C. or a precursor thereof:

Figure 0005671797
Here, R 5 is arbitrary -CH 2 - -O -, - NH -, - N (CH 3) -, - Si (CH 3) 2 OSi (CH 3) 2 - or -COO- in replaces Optionally alkylene of 6 to 20 carbon atoms; R 9 is a residue of a diamine.

[19] Rが炭素数6〜12のアルキレンであり、そしてRが式(I−1)〜式(I−3)、式(II−1)〜式(II−3)、式(III−1)、式(IV−1)〜式(IV−3)、式(V−1)および式(VI−1)〜式(VI−7)で表されるジアミンのいずれか1つの残基である、[17]項または[18]項に記載のポリイミドまたはその前駆体であるポリアミック酸。

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797
[19] R 5 is alkylene having 6 to 12 carbon atoms, and R 9 is represented by the formula (I-1) to the formula (I-3), the formula (II-1) to the formula (II-3), the formula ( III-1), the residue of any one of diamines represented by formula (IV-1) to formula (IV-3), formula (V-1) and formula (VI-1) to formula (VI-7) The polyamic acid which is a polyimide or a precursor thereof according to the item [17] or [18], which is a group.

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797

[20] Rが炭素数6〜12のアルキレンであり、そしてRが式(VIII−1)〜式(VIII−6)で表されるジアミンのいずれか1つの残基である、[17]項または[18]項に記載のポリイミドまたはその前駆体であるポリアミック酸。

Figure 0005671797
(ここに、Meはメチルである。) [20] R 5 is alkylene having 6 to 12 carbon atoms, and R 9 is any one residue of diamines represented by formula (VIII-1) to formula (VIII-6). ] The polyamic acid which is a polyimide or its precursor as described in a term or a [18] term.

Figure 0005671797
(Where Me is methyl.)

[21] 式(IX)で表される構成単位および式(XI)で表される構成単位を含み、100〜300℃に液晶温度範囲を有するポリイミドまたはその前駆体であるポリアミック酸:

Figure 0005671797

Figure 0005671797
ここに、Rは炭素数6〜12のアルキレンであり;Rは式(I−1)〜式(I−3)、式(II−1)〜式(II−3)、式(III−1)、式(IV−1)〜式(IV−3)、式(V−1)および式(VI−1)〜式(VI−7)で表されるジアミンのいずれか1つの残基であり;R10は式(VIII−1)〜式(VIII−6)で表されるジアミンのいずれか1つの残基である。

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797
(ここに、Meはメチルである。) [21] Polyamic acid which is a polyimide or a precursor thereof having a liquid crystal temperature range at 100 to 300 ° C., including a structural unit represented by formula (IX) and a structural unit represented by formula (XI):

Figure 0005671797

Figure 0005671797
Here, R 5 is alkylene having 6 to 12 carbon atoms; R 9 is represented by formula (I-1) to formula (I-3), formula (II-1) to formula (II-3), formula (III) -1), a residue of any one of diamines represented by formula (IV-1) to formula (IV-3), formula (V-1) and formula (VI-1) to formula (VI-7) R 10 is a residue of any one of the diamines represented by formula (VIII-1) to formula (VIII-6).

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797
(Where Me is methyl.)

[22] 式(X)で表される構成単位および式(XII)で表される構成単位を含み、100〜300℃に液晶温度範囲を有するポリイミドまたはその前駆体であるポリアミック酸:

Figure 0005671797

Figure 0005671797
ここに、Rは炭素数6〜12のアルキレンであり;Rは式(I−1)〜式(I−3)、式(II−1)〜式(II−3)、式(III−1)、式(IV−1)〜式(IV−3)、式(V−1)および式(VI−1)〜式(VI−7)で表されるジアミンのいずれか1つの残基であり;R10は式(VIII−1)〜式(VIII−6)で表されるジアミンのいずれか1つの残基である。

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797
(ここに、Meはメチルである。) [22] Polyamic acid, which is a polyimide or a precursor thereof, containing a structural unit represented by formula (X) and a structural unit represented by formula (XII) and having a liquid crystal temperature range at 100 to 300 ° C .:

Figure 0005671797

Figure 0005671797
Here, R 5 is alkylene having 6 to 12 carbon atoms; R 9 is represented by formula (I-1) to formula (I-3), formula (II-1) to formula (II-3), formula (III) -1), a residue of any one of diamines represented by formula (IV-1) to formula (IV-3), formula (V-1) and formula (VI-1) to formula (VI-7) R 10 is a residue of any one of the diamines represented by formula (VIII-1) to formula (VIII-6).

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797
(Where Me is methyl.)

本発明の配向剤は、ポリアミック酸およびこのポリアミック酸の脱水反応によって得られるポリイミドから選択される少なくとも1つのポリマーを含有する組成物であって、この組成物に含まれる膜形成成分の全量を基準とする前記ポリマーの割合は50〜100重量%である。そしてこの組成物を成膜することによって100℃から300℃の間に液晶温度範囲を有する膜を形成することができる。即ち、この配向剤を基板に塗布して成膜し、ラビングまたは光を照射し膜に異方性を付与した後、この膜の液晶温度範囲まで加熱することにより、配向性が増大され、高い配向性を持つ配向膜を形成できる。また、前記のポリマーを主成分として含有する配向剤を用いることにより、熱的および化学的安定性が高い膜とすることができる。   The aligning agent of the present invention is a composition containing at least one polymer selected from polyamic acid and polyimide obtained by dehydration reaction of the polyamic acid, and is based on the total amount of film-forming components contained in the composition. The ratio of the polymer is 50 to 100% by weight. By depositing this composition, a film having a liquid crystal temperature range between 100 ° C. and 300 ° C. can be formed. That is, this alignment agent is applied to a substrate to form a film, and anisotropy is given to the film by rubbing or irradiating, and then the film is heated to the liquid crystal temperature range of the film, whereby the orientation is increased and high. An alignment film having alignment properties can be formed. Moreover, it can be set as a film | membrane with high thermal and chemical stability by using the aligning agent which contains the said polymer as a main component.

本発明で用いるポリアミック酸をポリイミドとしたときのガラス転移点は、ポリマー主鎖が動きやすいため通常のポリイミドより小さく、液晶温度以下である。従って、このようなポリアミック酸を主成分とする本発明の配向剤では、比較的低温の焼成でもイミド化率の高い膜を得ることができる。以下の説明では、特に断らない限り、「本発明で用いるポリアミック酸」を単に「ポリアミック酸」と表記する。   When the polyamic acid used in the present invention is polyimide, the glass transition point is smaller than that of normal polyimide because the polymer main chain is easy to move, and is below the liquid crystal temperature. Therefore, with the aligning agent of the present invention having such a polyamic acid as a main component, a film having a high imidization ratio can be obtained even by firing at a relatively low temperature. In the following description, unless otherwise specified, “polyamic acid used in the present invention” is simply referred to as “polyamic acid”.

上述のように、本発明の配向膜は材料の液晶温度範囲まで加熱することによりその性能を発揮する。ラビング法で膜に異方性を付与する場合、配向剤を基板に塗布し、予備焼成によって溶媒を除去した後、200℃程度で焼成した後にラビングを行うことが、膜の削れを防ぐために一般的に行われる。しかしながら、材料の選択により膜の削れを防ぐことができれば、予備焼成後にラビングを行い、200℃程度で焼成と異方性増大のための加熱処理を同時に行っても差し支えない。   As described above, the alignment film of the present invention exhibits its performance by heating to the liquid crystal temperature range of the material. When anisotropy is imparted to a film by a rubbing method, an orientation agent is applied to the substrate, the solvent is removed by pre-baking, and then rubbing is performed after baking at about 200 ° C. in order to prevent the film from being scraped. Done. However, if it is possible to prevent the film from being scraped by selecting materials, it is possible to perform rubbing after pre-baking and simultaneously perform baking and heat treatment for increasing anisotropy at about 200 ° C.

光配向法は非接触で配向膜に異方性を付与できるため、膜削れの心配がない。即ち、光配向法は、ポリアミック酸を用い、光配向させた後に熱イミド化および加熱処理を同時に行えるので、本発明の配向膜への異方性付与方法としてより好ましい。この理由から熱イミド化の温度が液晶温度範囲内にある材料を選択することが好ましい。   Since the photo-alignment method can impart anisotropy to the alignment film in a non-contact manner, there is no fear of film scraping. That is, the photo-alignment method is more preferable as a method for imparting anisotropy to the alignment film of the present invention, since polyamic acid is used and photo-alignment can be followed by thermal imidization and heat treatment at the same time. For this reason, it is preferable to select a material whose thermal imidation temperature is within the liquid crystal temperature range.

基材の種類によっては加熱処理の限界温度が制約されることがあるが、本発明の配向剤を用いることによって、100〜300℃の範囲に液晶温度範囲を有する膜を形成させることができる。このとき、使用されるネマチック液晶に対する配向膜を形成させるときは、配向の安定性を保持するため、好ましくは150〜300℃、より好ましくは180℃〜300℃の範囲に液晶温度範囲を有する材料を選択することが望ましい。   Although the limit temperature of the heat treatment may be restricted depending on the type of the substrate, a film having a liquid crystal temperature range in the range of 100 to 300 ° C. can be formed by using the alignment agent of the present invention. At this time, when forming an alignment film for the nematic liquid crystal used, a material having a liquid crystal temperature range of preferably 150 to 300 ° C., more preferably 180 to 300 ° C. in order to maintain alignment stability. It is desirable to select.

前記の光配向法を利用するためには、本発明の配向剤は感光基を有するポリマーを含有することが好ましい。この感光基としては、光配向能を有する公知の全ての感光基を選択することができる。しかしながら、光2量化または光分解により配向能を発現する感光基を用いると、光照射条件に伴い材料の液晶温度範囲が変化してしまう可能性が高い。従って、本発明には光異性化型の感光基を用いることが好ましい。   In order to use the photo-alignment method, the aligning agent of the present invention preferably contains a polymer having a photosensitive group. As this photosensitive group, all known photosensitive groups having photo-alignment ability can be selected. However, when a photosensitive group that exhibits orientation ability by photodimerization or photolysis is used, the liquid crystal temperature range of the material is likely to change with the light irradiation conditions. Therefore, it is preferable to use a photoisomerization type photosensitive group in the present invention.

即ち、本発明では、下記の感光基の少なくとも1つを主鎖に有するポリマーを用いることが好ましい。

Figure 0005671797
That is, in the present invention, it is preferable to use a polymer having at least one of the following photosensitive groups in the main chain.

Figure 0005671797

、RおよびRは独立して芳香族の2価の基であり、その好ましい例は1,4−フェニレン、1,3−フェニレン、4,4’−ビフェニレンおよびジフェニルメタン−4,4’−ジイルである。これらの環の任意の水素はメチル、メトキシ、トリフルオロメチル、メチルオキシカルボニル、フッ素または塩素で置き換えられてもよい。そして、これらの基のうち1,4−フェニレンおよび1,3−フェニレンがより好ましく、1,4−フェニレンが最も好ましい。 R 1 , R 2 and R 3 are independently aromatic divalent groups, preferred examples of which are 1,4-phenylene, 1,3-phenylene, 4,4′-biphenylene and diphenylmethane-4,4. '-Diyl. Any hydrogen in these rings may be replaced with methyl, methoxy, trifluoromethyl, methyloxycarbonyl, fluorine or chlorine. Of these groups, 1,4-phenylene and 1,3-phenylene are more preferred, and 1,4-phenylene is most preferred.

式(I)〜式(VI)で表される感光基を選択することにより、光配向性が大きく感度が高いという本発明の光配向剤の特性を最大限に発現させることが可能である。式(III)および式(V)の感光基の二重結合には、シスまたはトランスの2つの異性体が存在するが、本発明の光配向剤はこれらのどちらの異性体を用いても構わない。   By selecting the photosensitive groups represented by the formulas (I) to (VI), it is possible to maximize the characteristics of the photo-alignment agent of the present invention that have high photo-alignment properties and high sensitivity. There are two isomers of cis or trans in the double bond of the photosensitive group of formula (III) and formula (V), and any of these isomers may be used for the photoalignment agent of the present invention. Absent.

式(I)〜式(VI)で表される感光基の少なくとも1つを主鎖に有するポリアミック酸を得るためには、このような感光基を有するジアミンまたは/およびカルボン酸二無水物を原料として用いればよい。特に高い光配向性を得るために、ジアミンに感光基を有する原料を使用することが好ましい。   In order to obtain a polyamic acid having at least one photosensitive group represented by formulas (I) to (VI) in the main chain, a diamine or / and carboxylic dianhydride having such a photosensitive group is used as a raw material. May be used. In order to obtain particularly high photo-alignment properties, it is preferable to use a raw material having a photosensitive group in diamine.

このような感光基を有するジアミンおよびテトラカルボン酸二無水物の好ましい例は、化合物(I−1)〜化合物(I−3)、化合物(II−1)〜化合物(II−3)、化合物(III−1)、化合物(IV−1)〜化合物(IV−4)、化合物(V−1)、および化合物(VI−1)〜化合物(VI−8)である。なお、以下の説明では、テトラカルボン酸二無水物を酸無水物と略称することがある。

Figure 0005671797
Preferred examples of the diamine having such a photosensitive group and tetracarboxylic dianhydride include compound (I-1) to compound (I-3), compound (II-1) to compound (II-3), compound ( III-1), Compound (IV-1) to Compound (IV-4), Compound (V-1), and Compound (VI-1) to Compound (VI-8). In the following description, tetracarboxylic dianhydride may be abbreviated as acid anhydride.

Figure 0005671797


Figure 0005671797

Figure 0005671797


Figure 0005671797

Figure 0005671797


Figure 0005671797

Figure 0005671797

ポリアミック酸を製造するに当たっては、感光基を持たないジアミンや酸無水物を上記の化合物と併用することができる。このとき、このポリアミック酸の脱水反応によって得られるポリイミドのTgを低下させ易くするために、ポリマーの主鎖に炭素数6〜20のアルキレンを導入できるジアミンまたは酸無水物を選択することが好ましい。Tgをより低下させるため、このアルキレンの任意の−CH−が−O−、−NH−、−N(CH)−、−Si(CHOSi(CH−または−COO−で置き換えられてもよい。このようなジアミンおよび酸無水物として、以下の式(VII−1)〜式(VII−5)で表させる化合物が特に好ましい。 In producing a polyamic acid, a diamine or acid anhydride having no photosensitive group can be used in combination with the above compound. At this time, in order to easily reduce the Tg of the polyimide obtained by the dehydration reaction of the polyamic acid, it is preferable to select a diamine or acid anhydride that can introduce an alkylene having 6 to 20 carbon atoms into the main chain of the polymer. For more reducing the tg, any -CH 2 in the alkylene - is -O -, - NH -, - N (CH 3) -, - Si (CH 3) 2 OSi (CH 3) 2 - or -COO It may be replaced with-. As such diamine and acid anhydride, compounds represented by the following formulas (VII-1) to (VII-5) are particularly preferable.


Figure 0005671797
ここに、Rは炭素数6〜20のアルキレンであり、好ましい炭素数は6〜12である。Rは任意の−CH−が−O−、−NH−、−N(CH)−、−Si(CHOSi(CH−または−COO−で置き換えられてもよい炭素数6〜20のアルキレンである。好ましいRは1つの−CH−が−O−で置き換えられてもよい炭素数6〜12のアルキレンである。そして、Rのより好ましい例は基中の−CH−に関する置き換えがない炭素数6〜12のアルキレン、即ち−C12−〜−C1224−である。
Figure 0005671797
Here, R 4 is alkylene having 6 to 20 carbon atoms, and preferably 6 to 12 carbon atoms. R 5 is arbitrary -CH 2 - -O -, - NH -, - N (CH 3) -, - Si (CH 3) 2 OSi (CH 3) 2 - or -COO- in may be replaced It is alkylene having 6 to 20 carbon atoms. Preferred R 5 is alkylene having 6 to 12 carbons in which one —CH 2 — may be replaced by —O—. A more preferred example of R 5 is alkylene having 6 to 12 carbon atoms, ie, —C 6 H 12 — to —C 12 H 24 —, in which —CH 2 — in the group is not replaced.

そして、液晶性を発現し易くするために、芳香環集合体と2つのアミノ基または2つのカルボキシル基ができるだけ直列的に結合したジアミンまたは酸無水物を併用することも好ましい。このようなジアミンおよび酸無水物として以下の式(VIII−1)〜式(VIII−8)で表させる化合物が特に好ましい。   And in order to make liquid crystallinity easy to express, it is also preferable to use together the diamine or acid anhydride which combined the aromatic ring assembly and two amino groups or two carboxyl groups in series as much as possible. As such diamines and acid anhydrides, compounds represented by the following formulas (VIII-1) to (VIII-8) are particularly preferable.


Figure 0005671797
これらの式において、Meはメチルである。
Figure 0005671797
In these formulas, Me is methyl.

本発明では、ここまでの説明で挙げたジアミン以外のジアミンも併用することができる。例えば、配向膜が液晶ディスプレイ用途において、ネマチック液晶組成物用の配向膜として使用される場合、電圧保持率(VHR)が高く焼き付きを起こし難いなどの特性を示す、いわゆる電気特性に優れた公知のジアミンを用いることができる。   In the present invention, diamines other than the diamines mentioned above can be used in combination. For example, when an alignment film is used as an alignment film for a nematic liquid crystal composition in a liquid crystal display application, it has a high voltage holding ratio (VHR) and exhibits characteristics such as hardly causing seizure. Diamines can be used.

このような公知のジアミンの好適なものとして、式(2)で表されるジアミンを挙げることができる。

Figure 0005671797
式(2)において、A、A、AおよびAは独立してシクロへキシレンまたはフェニレンであり;XおよびXは独立して単結合、炭素数1〜5のアルキレンまたは−O−であり;XおよびXは独立して単結合、−CH−、−CHCH−、−O−または−S−であり;Yは−CH−、−C(R11)(R12)−、−CO−または−SO−であり、R11およびR12は独立して水素、炭素数1〜12のアルキル、または炭素数1〜12のフッ素化アルキルであり、好ましくは水素、メチルまたは−CFであり;m1、m2、m3、m4およびnは独立して0または1を表す。そして、上記のシクロヘキシレンおよびフェニレンにおいて、任意の水素は炭素数1〜4のアルキルまたはベンジルで置き換えられてもよく、これらの置換基の結合位置は化学的に問題のない範囲内で自由である。ただし、A、A、AおよびAが1,4−フェニレンの場合、X、X、X、およびXが単結合であることはない。 Suitable examples of such known diamines include diamines represented by the formula (2).

Figure 0005671797
In formula (2), A 1 , A 2 , A 3 and A 4 are each independently cyclohexylene or phenylene; X 3 and X 4 are each independently a single bond, alkylene having 1 to 5 carbon atoms or — X 5 and X 6 are each independently a single bond, —CH 2 —, —CH 2 CH 2 —, —O— or —S—; Y 1 is —CH 2 —, —C ( R 11 ) (R 12 ) —, —CO— or —SO 2 —, wherein R 11 and R 12 are independently hydrogen, alkyl having 1 to 12 carbons, or fluorinated alkyl having 1 to 12 carbons. Yes, preferably hydrogen, methyl or —CF 3 ; m1, m2, m3, m4 and n independently represent 0 or 1. In the above cyclohexylene and phenylene, any hydrogen may be replaced by alkyl or benzyl having 1 to 4 carbon atoms, and the bonding position of these substituents is free as long as there is no chemical problem. . However, when A 1 , A 2 , A 3, and A 4 are 1,4-phenylene, X 3 , X 4 , X 5 , and X 6 are not single bonds.

式(2)で表されるジアミンの好ましい例を次に示す。

Figure 0005671797
Preferred examples of the diamine represented by the formula (2) are shown below.

Figure 0005671797


Figure 0005671797

Figure 0005671797


Figure 0005671797

Figure 0005671797

これらのうち、高いVHRを液晶配向膜に付与し焼き付き現象を抑制する観点から、式(2−6)〜式(2−24)、式(2−36)、式(2−42)、式(2−43)または式(2−48)〜式(2−52)で表されるジアミンがより好ましく、式(2−6)、式(2−11)、式(2−12)、式(2−13)、式(2−17)、式(2−22)、式(2−23)、式(2−24)、または式(2−49)で表されるジアミンがさらに好ましい。   Among these, from the viewpoint of imparting a high VHR to the liquid crystal alignment film and suppressing the image sticking phenomenon, Formula (2-6) to Formula (2-24), Formula (2-36), Formula (2-42), Formula Diamines represented by (2-43) or formula (2-48) to formula (2-52) are more preferred, and formula (2-6), formula (2-11), formula (2-12), formula The diamine represented by (2-13), formula (2-17), formula (2-22), formula (2-23), formula (2-24), or formula (2-49) is more preferable.

本発明における前記式(2)のジアミンの使用割合は、目的とする配向性、電気特性に合わせて任意に選定できる。しかしながら、これらのジアミンの使用割合が大きいと液晶性が低下するので、この使用割合は、ポリアミック酸を合成する際に用いる全ジアミン量の内0〜30モル%の範囲であることが好ましく、0〜10モル%であることがより好ましい。   The proportion of the diamine of formula (2) in the present invention can be arbitrarily selected according to the target orientation and electrical characteristics. However, since the liquid crystallinity is lowered when the use ratio of these diamines is large, the use ratio is preferably in the range of 0 to 30 mol% of the total amount of diamine used when synthesizing the polyamic acid. More preferably, it is 10 mol%.

ポリアミック酸を製造するのに好適に使用できる感光基を持たないジアミンの別の例は、式(3)または式(4)で表される側鎖基を有するジアミンである。

Figure 0005671797
Another example of a diamine having no photosensitive group that can be suitably used for producing a polyamic acid is a diamine having a side chain group represented by Formula (3) or Formula (4).

Figure 0005671797

式(3)において、XおよびXは独立して単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−NH−、−CONH−または炭素数1〜12のアルキレンであり;GおよびGは独立して単結合、または炭素数6〜12の芳香族環および炭素数3〜12の脂環式環から選ばれる1〜3個の環を含む2価の基であり;Rは水素、フッ素、−CN、−OH、炭素数1〜30のアルキル、炭素数1〜30のフッ素化アルキルまたは炭素数1〜30のアルコキシを表す。ただし、X、G、XおよびGの全てが単結合である場合は、Rは炭素数3〜30のアルキル、炭素数3〜30のフッ素化アルキルまたは炭素数3〜30のアルコキシであり;Gが単結合であってXが単結合でもなくアルキレンでもない場合は、Rは水素またはアルキルであり;また、GおよびGが共に単結合である場合は、X、XおよびRの合計の炭素数が3以上である。 In Formula (3), X 1 and X 2 are each independently a single bond, —O—, —COO—, —OCO—, —NH—, —CONH—, or alkylene having 1 to 12 carbons; G 1 And G 2 each independently represents a single bond or a divalent group containing 1 to 3 rings selected from an aromatic ring having 6 to 12 carbon atoms and an alicyclic ring having 3 to 12 carbon atoms; R 6 represents hydrogen, fluorine, —CN, —OH, alkyl having 1 to 30 carbons, fluorinated alkyl having 1 to 30 carbons or alkoxy having 1 to 30 carbons. However, when all of X 1 , G 1 , X 2 and G 2 are a single bond, R 6 is alkyl having 3 to 30 carbons, fluorinated alkyl having 3 to 30 carbons or 3 to 30 carbons. When G 2 is a single bond and X 2 is neither a single bond nor alkylene; R 6 is hydrogen or alkyl; and when G 1 and G 2 are both single bonds, The total carbon number of X 1 , X 2 and R 6 is 3 or more.

前記の式(3)において、2つのアミノ基はベンゼン環の炭素に結合しているが、2つのアミノ基の結合位置関係がメタまたはパラであることが好ましい。そして、2つのアミノ基はそれぞれ、Xの結合位置を1位としたときに3位と5位、または2位と5位に結合していることが好ましく、3位と5位に結合していることが特に好ましい。 In the above formula (3), the two amino groups are bonded to the carbon of the benzene ring, but the bonding position relationship between the two amino groups is preferably meta or para. The two amino groups are preferably bonded to the 3rd and 5th positions or the 2nd and 5th positions, respectively, when the bonding position of X1 is the 1st position. It is particularly preferable.


Figure 0005671797
式(4)において、Rは水素または炭素数1〜12のアルキルであり;環Bは任意の水素が炭素数1〜4のアルキルで置き換えられてもよい1,4−フェニレン、または任意の水素が炭素数1〜4のアルキルで置き換えられてもよい1,4−シクロへキシレンであり;Xは単結合または炭素数1〜5のアルキレンであり、そしてsは0〜3の整数であり;sが2または3であるとき、複数の環Bはすべて同じ環であってもよく、少なくとも2つの異なる環で構成されてもよく、複数のXもすべて同じ基であってもよく、少なくとも2つの異なる基で構成されてもよく;ZおよびZは独立して単結合、−CH−、−CHCH−または−O−であり、t1およびt2は独立して0〜3の整数であり;t1が2または3であるとき、複数のZはすべて同じ基であってもよく、少なくとも2つの異なる基で構成されてもよく;t2が2または3であるとき、複数のZはすべて同じ基であってもよく、少なくとも2つの異なる基で構成されてもよい。
Figure 0005671797
In the formula (4), R 7 is hydrogen or alkyl having 1 to 12 carbons; ring B is 1,4-phenylene in which any hydrogen may be replaced by alkyl having 1 to 4 carbons, or any Hydrogen is 1,4-cyclohexylene optionally substituted with alkyl having 1 to 4 carbons; X 0 is a single bond or alkylene having 1 to 5 carbons, and s is an integer of 0 to 3 Yes; when s is 2 or 3, the plurality of rings B may all be the same ring, may be composed of at least two different rings, and the plurality of X 0 may all be the same group May be composed of at least two different groups; Z 1 and Z 2 are independently a single bond, —CH 2 —, —CH 2 CH 2 — or —O—, and t 1 and t 2 are independently An integer from 0 to 3; t1 is 2 or 3 Rutoki, all of the plurality of Z 1 may be the same group, may be composed of at least two different groups; when t2 is 2 or 3, even all of the plurality of Z 2 are the same group It may well be composed of at least two different groups.

式(3)で表されるジアミンの好ましい例を次に示す。

Figure 0005671797
Preferred examples of the diamine represented by the formula (3) are shown below.

Figure 0005671797


Figure 0005671797

Figure 0005671797

式(3−1)〜式(3−25)において、R20は炭素数1〜20のアルキルまたはアルコキシであり、好ましくは炭素数5〜16のアルキルである。R21は炭素数1〜20のアルキルまたはアルコキシであり、好ましくは炭素数3〜10のアルキルである。R22は炭素数4〜20のアルキルであり、好ましくは炭素数6〜16のアルキルである。R23は炭素数6〜20のアルキルであり、好ましくは炭素数8〜20のアルキルである。R24は炭素数3〜20のアルキルまたはアルコキシであり、好ましくは炭素数5〜12のアルキルである。R25は炭素数1〜20のアルキルまたはアルコキシであり、好ましくは炭素数3〜10のアルキルである。 In the formula (3-1) to the formula (3-25), R 20 is alkyl or alkoxy having 1 to 20 carbons, preferably alkyl having 5 to 16 carbons. R 21 is alkyl or alkoxy having 1 to 20 carbons, preferably alkyl having 3 to 10 carbons. R 22 is alkyl having 4 to 20 carbons, preferably alkyl having 6 to 16 carbons. R 23 is alkyl having 6 to 20 carbon atoms, preferably alkyl having 8 to 20 carbon atoms. R 24 is alkyl or alkoxy having 3 to 20 carbon atoms, preferably alkyl having 5 to 12 carbon atoms. R 25 is alkyl having 1 to 20 carbons or alkoxy, preferably alkyl having 3 to 10 carbons.

これらのジアミンのうち、より好ましい例は、式(3−1)、式(3−2)、式(3−4)、式(3−5)および式(3−6)のそれぞれで表されるジアミンであり、さらに好ましい例は、式(3−1)および式(3−2)のそれぞれで表されるジアミンである。   Among these diamines, more preferred examples are represented by each of formula (3-1), formula (3-2), formula (3-4), formula (3-5), and formula (3-6). More preferred examples are diamines represented by formula (3-1) and formula (3-2), respectively.

式(4)で表されるジアミンの好ましい例を次に示す。

Figure 0005671797
Preferred examples of the diamine represented by the formula (4) are shown below.

Figure 0005671797


Figure 0005671797

Figure 0005671797

式(4−1)〜式(4−16)において、R26は水素、または炭素数1〜12のアルキルまたはアルコキシであり、好ましくは炭素数4〜7のアルキルである。 In Formula (4-1) to Formula (4-16), R 26 is hydrogen, alkyl having 1 to 12 carbons or alkoxy, and preferably alkyl having 4 to 7 carbons.

本発明における前記式(3)または式(4)の側鎖基を有するジアミンの使用割合は、目的とする配向性、電気特性、またはプレチルト角に合わせて任意に選定できる。特に2度以上のプレチルト角を発現させるためには、この使用割合を、ポリアミック酸を製造する際に用いるジアミン全量中の1〜50モル%とすることが好ましく、5〜30モル%とすることがより好ましい。しかしながら、前記(3)または(4)の側鎖基を有するジアミンの使用割合が大きいと液晶性が低下するので、必要最小限とすることが好ましい。   The ratio of the diamine having a side chain group represented by formula (3) or formula (4) in the present invention can be arbitrarily selected according to the desired orientation, electrical characteristics, or pretilt angle. In particular, in order to express a pretilt angle of 2 degrees or more, the use ratio is preferably 1 to 50 mol%, and preferably 5 to 30 mol%, based on the total amount of diamine used in producing the polyamic acid. Is more preferable. However, if the ratio of the diamine having a side chain group of (3) or (4) is large, the liquid crystallinity is lowered, so that it is preferable to minimize the amount.

前記式(3)または式(4)の側鎖基を有するジアミンの内、本発明の配向膜の持つ液晶性を保持するためには、式(3−5)、式(3−6)または式(3−10)のジアミンを選択することが好ましい。   Of the diamines having a side chain group of formula (3) or formula (4), in order to maintain the liquid crystal properties of the alignment film of the present invention, formula (3-5), formula (3-6) or It is preferred to select a diamine of formula (3-10).

本発明では、上記のジアミンに加えてシロキサン系ジアミンの少なくとも1つを使用してもよい。このシロキサン系ジアミンの好ましい例として、式(15)で表されるジアミンを挙げることができる。

Figure 0005671797
式(15)において、R30およびR31はそれぞれ独立して炭素数1〜3のアルキルまたはフェニルであり、R32は炭素数1〜6のアルキレン、フェニレンまたはアルキル置換されたフェニレンであり、yは1〜10の整数である。 In the present invention, in addition to the above diamine, at least one of siloxane-based diamines may be used. Preferable examples of the siloxane-based diamine include diamine represented by the formula (15).

Figure 0005671797
In the formula (15), R 30 and R 31 are each independently alkyl or phenyl having 1 to 3 carbon atoms, R 32 is alkylene, phenylene or alkyl-substituted phenylene having 1 to 6 carbon atoms, y Is an integer from 1 to 10.

式(15)で表されるジアミンの具体例として、下記の化合物またはポリマーが挙げられる。

Figure 0005671797
これらの式において、Meはメチルであり、式(15−2)のポリマーの分子量は850〜3000である。 Specific examples of the diamine represented by the formula (15) include the following compounds or polymers.

Figure 0005671797
In these formulas, Me is methyl and the molecular weight of the polymer of formula (15-2) is 850 to 3000.

これらのシロキサン系ジアミンの添加量は、上記効果を発現しその他の特性の悪化を防ぐ目的で、ポリアミック酸を製造する際に原料として使用するジアミンの全量に対し0.5〜30モル%が好適であり、1〜10モル%がより好適である。   The addition amount of these siloxane-based diamines is preferably 0.5 to 30 mol% with respect to the total amount of diamine used as a raw material when producing polyamic acid for the purpose of expressing the above effects and preventing deterioration of other properties. 1 to 10 mol% is more preferable.

配向膜の要求特性に応じ、ポリアミック酸を製造するに際して、電圧保持率(VHR)が高く焼き付きを起こし難いなどの特性を示す、いわゆる電気特性に優れた公知の酸無水物を用いることができる。   According to the required characteristics of the alignment film, a known acid anhydride having excellent electric characteristics, such as high voltage holding ratio (VHR) and hardly causing seizure, can be used when producing polyamic acid.

ポリアミック酸製造の原料である酸無水物は、公知の化合物から制限なく選択することができる。酸無水物は、芳香族系(複素芳香環系を含む)の酸無水物、および脂肪族系(複素環系を含む)の酸無水物の何れの群に属するものであってもよい。ポリイミドまたはポリアミック酸は、液晶表示素子の電気特性の低下原因となりやすいエステルやエーテル結合等の酸素や硫黄を含まない構造のものが好ましい。したがって、酸無水物も酸素や硫黄を含まない構造のものが好ましい。しかし、そのような構造を有していても電気特性に悪影響を与えない範囲内の量であれば何ら問題とはならない。   The acid anhydride which is a raw material for producing polyamic acid can be selected from known compounds without limitation. The acid anhydride may belong to any group of aromatic (including heteroaromatic ring) acid anhydrides and aliphatic (including heterocyclic) acid anhydrides. The polyimide or polyamic acid preferably has a structure that does not contain oxygen or sulfur such as an ester or ether bond that tends to cause a decrease in the electrical characteristics of the liquid crystal display element. Therefore, it is preferable that the acid anhydride also has a structure containing no oxygen or sulfur. However, even if it has such a structure, there is no problem as long as the amount is within a range that does not adversely affect the electrical characteristics.

酸無水物は、式(20)で表される。

Figure 0005671797
The acid anhydride is represented by the formula (20).

Figure 0005671797

式(20)におけるR40の好ましい例は、式(21)〜式(29)で表される4価の基である。

Figure 0005671797
(Gは単結合、炭素数1〜12のアルキレン、1,4−フェニレン、または1,4−シクロヘキシレンであり、Xは独立して単結合または−CH−を表す。)

Figure 0005671797
(R41、R42、R43およびR44は独立して水素、メチル、エチルまたはフェニルを表す。)

Figure 0005671797
(環Dはシクロヘキサン環またはベンゼン環を表す。) Preferred examples of R 40 in formula (20) are tetravalent groups represented by formula (21) to formula (29).

Figure 0005671797
(G 3 is a single bond, alkylene having 1 to 12 carbon atoms, 1,4-phenylene, or 1,4-cyclohexylene, and X 7 independently represents a single bond or —CH 2 —.)

Figure 0005671797
(R 41 , R 42 , R 43 and R 44 independently represent hydrogen, methyl, ethyl or phenyl.)

Figure 0005671797
(Ring D 1 represents a cyclohexane ring or a benzene ring.)


Figure 0005671797
(Gは単結合、−CH−、−CHCH−、−O−、−CO−、−S−、−C(CH−、または−C(CF−であり、環Dは独立してシクロヘキサン環またはベンゼン環を表す。)

Figure 0005671797
(R45は水素またはメチルを表す。)

Figure 0005671797
(Xは独立して単結合または−CH−であり、vは1または2を表す。)
Figure 0005671797
(G 4 represents a single bond, -CH 2 -, - CH 2 CH 2 -, - O -, - CO -, - S -, - C (CH 3) 2 -, or -C (CF 3) 2 - with And ring D 2 independently represents a cyclohexane ring or a benzene ring.)

Figure 0005671797
(R 45 represents hydrogen or methyl.)

Figure 0005671797
(X 8 is independently a single bond or —CH 2 —, and v represents 1 or 2.)


Figure 0005671797
(Xは単結合または−CH−を表す。)

Figure 0005671797
(R46は水素、メチル、エチルまたはフェニルであり、環Dはシクロヘキサン環またはベンゼン環を表す。)

Figure 0005671797
(w1およびw2は独立して0または1を表す。)
Figure 0005671797
(X 6 represents a single bond or —CH 2 —).

Figure 0005671797
(R 46 is hydrogen, methyl, ethyl or phenyl, and ring D 3 represents a cyclohexane ring or a benzene ring.)

Figure 0005671797
(W1 and w2 independently represent 0 or 1)

上記の酸無水物の具体例として、以下の式(A−1)〜式(A−44)の化合物が挙げられる。

Figure 0005671797
Specific examples of the acid anhydride include compounds of the following formulas (A-1) to (A-44).

Figure 0005671797


Figure 0005671797

Figure 0005671797


Figure 0005671797

Figure 0005671797


Figure 0005671797

Figure 0005671797

これらの酸無水物において、ポリアミック酸の液晶性を保つ目的には、式(A−1)、式(A−2)、式(A−12)、式(A−14)、式(A−18)、式(A−20)、式(A−21)または式(A−37)の化合物を用いることが好ましい。また配向膜の光配向能を向上させる観点から、式(A−1)、式(A−2)、式(A−12)、式(A−14)、式(A−18)、式(A−20)、式(A−21)、式(A−28)、式(A−30)、式(A−37)または式(A−40)の化合物を用いることが好ましく、式(A−1)、式(A−12)、式(A−14)または式(A−18)の化合物を用いることが特に好ましい。さらに、液晶配向膜のVHRを向上させるまたは着色を軽減させる観点から、式(A−14)、式(A−18)、式(A−19)、式(A−20)、式(A−21)、式(A−28)、式(A−29)、式(A−30)、式(A−32)、式(A−39)、式(A−40)、式(A−41)、式(A−43)、または式(A−44)の化合物を用いることが好ましく、式(A−14)、式(A−18)、式(A−21)、または式(A−44)の化合物を用いることが特に好ましい。酸無水物はこれらに限定されることなく、本発明の目的が達成される範囲内で他の公知の化合物を用いてもよい。またこれらの酸無水物は単独で、または二種以上を組み合わせて用いることもできる。   In these acid anhydrides, for the purpose of maintaining the liquid crystallinity of the polyamic acid, the formula (A-1), formula (A-2), formula (A-12), formula (A-14), formula (A- 18), a compound of formula (A-20), formula (A-21) or formula (A-37) is preferably used. From the viewpoint of improving the photo-alignment ability of the alignment film, the formula (A-1), the formula (A-2), the formula (A-12), the formula (A-14), the formula (A-18), the formula ( A-20), a formula (A-21), a formula (A-28), a formula (A-30), a formula (A-37) or a compound of the formula (A-40) is preferably used. -1), a compound of formula (A-12), formula (A-14) or formula (A-18) is particularly preferably used. Furthermore, from the viewpoint of improving VHR of the liquid crystal alignment film or reducing coloring, the formula (A-14), the formula (A-18), the formula (A-19), the formula (A-20), and the formula (A- 21), Formula (A-28), Formula (A-29), Formula (A-30), Formula (A-32), Formula (A-39), Formula (A-40), Formula (A-41) ), The formula (A-43), or the compound of the formula (A-44) is preferably used. The formula (A-14), the formula (A-18), the formula (A-21), or the formula (A- It is particularly preferred to use the compound 44). The acid anhydride is not limited to these, and other known compounds may be used as long as the object of the present invention is achieved. These acid anhydrides may be used alone or in combination of two or more.

本発明では、上記のジアミンおよび酸無水物を適宜組み合わせて反応させることによりポリアミック酸を製造する。このポリアミック酸の最初の好ましい例は、感光基を有するジアミンである化合物(I−1)〜化合物(I−3)、化合物(II−1)〜化合物(II−3)、化合物(III−1)、化合物(IV−1)〜化合物(IV−3)、化合物(V−1)および化合物(VI−1)〜化合物(VI−7)の少なくとも1つと酸無水物を反応させることによって得られるポリアミック酸である。

Figure 0005671797
In the present invention, a polyamic acid is produced by reacting the above diamine and acid anhydride in appropriate combination. The first preferable example of this polyamic acid is compound (I-1) to compound (I-3), compound (II-1) to compound (II-3), compound (III-1) which are diamines having a photosensitive group. ), Compound (IV-1) to compound (IV-3), compound (V-1) and compound (VI-1) to compound (VI-7), and an acid anhydride. Polyamic acid.

Figure 0005671797


Figure 0005671797

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Figure 0005671797

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Figure 0005671797

Figure 0005671797

このとき用いられる酸無水物の好ましい例は、化合物(A−1)、化合物(A−2)、化合物(A−12)、化合物(A−14)、化合物(A−18)、化合物(A−20)、化合物(A−21)、化合物(A−37)、化合物(VII−4)、化合物(VII−5)、化合物(VIII−7)および化合物(VIII−8)から選択される酸無水物である。そして、化合物(VII−4)および化合物(VII−5)が特に好ましい。

Figure 0005671797
Preferred examples of the acid anhydride used at this time include compound (A-1), compound (A-2), compound (A-12), compound (A-14), compound (A-18), and compound (A -20), compound (A-21), compound (A-37), compound (VII-4), compound (VII-5), compound (VIII-7) and acid selected from compound (VIII-8) Anhydrous. Compound (VII-4) and compound (VII-5) are particularly preferable.

Figure 0005671797


Figure 0005671797
(ここに、Rは任意の−CH−が−O−、−NH−、−N(CH)−、−Si(CHOSi(CH−または−COO−で置き換えられてもよい炭素数6〜20のアルキレンである。そして、Rは−C12−〜−C1224−のいずれか1つであることが好ましい。)
Figure 0005671797
(Here, R 5 is arbitrary -CH 2 - -O -, - NH -, - N (CH 3) -, - Si (CH 3) 2 OSi (CH 3) 2 - or -COO- in replacement And C 5-20 alkylene which may be used, and R 5 is preferably any one of —C 6 H 12 — to —C 12 H 24 —.

ポリアミック酸の2番目の好ましい例は、前記の感光基を有する酸無水物である式(IV−4)および式(VI−8)で表される酸無水物の少なくとも1つとジアミンを反応させることによって得られるポリアミック酸である。

Figure 0005671797
The second preferred example of the polyamic acid is a reaction of diamine with at least one of the acid anhydrides represented by the formulas (IV-4) and (VI-8), which are acid anhydrides having the above-mentioned photosensitive group. Is a polyamic acid obtained.

Figure 0005671797

このとき用いられるジアミンの好ましい例は、式(VII−1)〜式(VII−3)および式(VIII−1)〜式(VIII−6)で表される化合物から選択されるジアミンである。

Figure 0005671797
(ここに、Rは炭素数6〜20のアルキレンであり、好ましい炭素数は6〜12である。Rは任意の−CH−が−O−、−NH−、−N(CH)−、−Si(CHOSi(CH−または−COO−で置き換えられてもよい炭素数6〜20のアルキレンである。そして、Rは−C12−〜−C1224−のいずれか1つであることが好ましい。) Preferable examples of the diamine used at this time are diamines selected from the compounds represented by formula (VII-1) to formula (VII-3) and formula (VIII-1) to formula (VIII-6).

Figure 0005671797
(Here, R 4 is alkylene having 6 to 20 carbon atoms, and preferably 6 to 12 carbon atoms. R 5 is optional —CH 2 — is —O—, —NH—, —N (CH 3 )-, —Si (CH 3 ) 2 OSi (CH 3 ) 2 — or —COO— is alkylene having 6 to 20 carbon atoms, and R 5 is —C 6 H 12 — to —. it is preferably one of) - C 12 H 24.


Figure 0005671797
(これらの式におけるMeはメチルである。)
Figure 0005671797
(Me in these formulas is methyl.)

ポリアミック酸の3番目の好ましい例は、前記の化合物(I−1)〜化合物(I−3)、化合物(II−1)〜化合物(II−3)、化合物(III−1)、化合物(IV−1)〜化合物(IV−3)、化合物(V−1)および化合物(VI−1)〜化合物(VI−7)から選択されるジアミンの少なくとも1つと前記の化合物(VII−1)〜化合物(VII−3)および化合物(VIII−1)〜化合物(VIII−6)から選択されるジアミンの少なくとも1つとの混合物を酸無水物と反応させることによって得られるポリアミック酸である。この酸無水物の好ましい例は、前記の化合物(A−1)、化合物(A−2)、化合物(A−12)、化合物(A−14)、化合物(A−18)、化合物(A−20)、化合物(A−21)、化合物(A−37)、化合物(VII−4)、化合物(VII−5)、化合物(VIII−7)および化合物(VIII−8)から選択される酸無水物である。そして、感光基を有するジアミンと組み合わせるジアミンが化合物(VII−1)〜化合物(VII−3)から選択されるとき、特に好ましい酸無水物は化合物(VIII−7)または化合物(VIII−8)であり、感光基を有するジアミンと組み合わせるジアミンが化合物(VIII−1)〜化合物(VIII−6)から選択されるとき、特に好ましい酸無水物は化合物(VII−4)または化合物(VII−5)である。   A third preferred example of the polyamic acid is the compound (I-1) to compound (I-3), compound (II-1) to compound (II-3), compound (III-1), compound (IV). -1) to compound (IV-3), compound (V-1) and compound (VI-1) to compound (VI-7) and at least one diamine selected from the compound (VII-1) to compound A polyamic acid obtained by reacting a mixture of (VII-3) and at least one diamine selected from compound (VIII-1) to compound (VIII-6) with an acid anhydride. Preferred examples of the acid anhydride include the compound (A-1), the compound (A-2), the compound (A-12), the compound (A-14), the compound (A-18), and the compound (A- 20) Acid anhydride selected from Compound (A-21), Compound (A-37), Compound (VII-4), Compound (VII-5), Compound (VIII-7) and Compound (VIII-8) It is a thing. And when the diamine combined with the diamine which has a photosensitive group is selected from a compound (VII-1)-a compound (VII-3), especially preferable acid anhydride is a compound (VIII-7) or a compound (VIII-8). When the diamine combined with the diamine having a photosensitive group is selected from the compound (VIII-1) to the compound (VIII-6), the particularly preferred acid anhydride is the compound (VII-4) or the compound (VII-5). is there.

ポリアミック酸の4番目の好ましい例は、前記の(IV−4)および式(VI−8)で表される感光基を有する酸無水物の少なくとも1つと式(VII−4)、式(VII−5)、式(VIII−7)および式(VIII−8)で表される酸無水物の少なくとも1つとの混合物をジアミンと反応させることによって得られるポリアミック酸である。このジアミンの好ましい例は、前記の式(VII−1)〜式(VII−3)および式(VIII−1)〜式(VIII−6)で表される化合物から選択されるジアミンである。

Figure 0005671797
(これらの式におけるRの意味は前記の通りである) A fourth preferred example of the polyamic acid includes at least one acid anhydride having a photosensitive group represented by the above (IV-4) and the formula (VI-8), the formula (VII-4) and the formula (VII- 5) A polyamic acid obtained by reacting a mixture with at least one of the acid anhydrides represented by formula (VIII-7) and formula (VIII-8) with diamine. Preferred examples of the diamine are diamines selected from the compounds represented by the formulas (VII-1) to (VII-3) and (VIII-1) to (VIII-6).

Figure 0005671797
(The meaning of R 5 in these formulas is as described above.)

ポリアミック酸の5番目の好ましい例は、前記の式(I−1)〜式(I−3)、式(II−1)〜式(II−3)、式(III−1)、式(IV−1)〜式(IV−3)、式(V−1)および式(VI−1)〜式(VI−7)で表される感光基を有するジアミンの少なくとも1つと前記の式(2)〜式(4)で表されるジアミンから選択される少なくとも1つとの混合物を酸無水物と反応させることによって得られるポリアミック酸である。この酸無水物の好ましい例は、前記の式(A−1)、式(A−2)、式(A−12)、式(A−14)、式(A−18)、式(A−20)、式(A−21)、式(A−37)、式(VII−4)、式(VII−5)、式(VIII−7)および式(VIII−8)で表される化合物から選択される酸無水物である。そして、化合物(VII−4)および化合物(VII−5)が特に好ましい。   The fifth preferred examples of the polyamic acid include the above formulas (I-1) to (I-3), the formula (II-1) to the formula (II-3), the formula (III-1) and the formula (IV). -1) to formula (IV-3), formula (V-1) and formula (VI-1) to at least one diamine having a photosensitive group represented by formula (VI-7) and the above formula (2) A polyamic acid obtained by reacting a mixture of at least one selected from diamines represented by formula (4) with an acid anhydride. Preferred examples of the acid anhydride include the above formula (A-1), formula (A-2), formula (A-12), formula (A-14), formula (A-18), formula (A- 20) From the compounds represented by formula (A-21), formula (A-37), formula (VII-4), formula (VII-5), formula (VIII-7) and formula (VIII-8) The acid anhydride selected. Compound (VII-4) and compound (VII-5) are particularly preferable.

ポリアミック酸の6番目の好ましい例は、前記の式(I−1)〜式(I−3)、式(II−1)〜式(II−3)、式(III−1)、式(IV−1)〜式(IV−3)、式(V−1)および式(VI−1)〜式(VI−7)で表される感光基を有するジアミンの少なくとも1つ、前記の式(VII−1)〜式(VII−3)および式(VIII−1)〜式(VIII−6)で表されるジアミンの少なくとも1つおよび前記の式(2)〜式(4)で表されるジアミンから選択される少なくとも1つの混合物を酸無水物と反応させることによって得られるポリアミック酸である。この酸無水物の好ましい例は前記の式(A−1)、式(A−2)、式(A−12)、式(A−14)、式(A−18)、式(A−20)、式(A−21)、式(A−37)、式(VII−4)、式(VII−5)、式(VIII−7)および式(VIII−8)で表される化合物から選択される酸無水物である。   The sixth preferred examples of the polyamic acid include the above formulas (I-1) to (I-3), formulas (II-1) to (II-3), formula (III-1), and formula (IV). -1) to formula (IV-3), formula (V-1) and formula (VI-1) to at least one diamine having a photosensitive group represented by formula (VI-7), the above formula (VII) -1) to formula (VII-3) and at least one of diamines represented by formula (VIII-1) to formula (VIII-6) and the diamines represented by the above formulas (2) to (4) A polyamic acid obtained by reacting at least one mixture selected from Preferred examples of the acid anhydride include the above formula (A-1), formula (A-2), formula (A-12), formula (A-14), formula (A-18), formula (A-20). ), Formula (A-21), Formula (A-37), Formula (VII-4), Formula (VII-5), Formula (VIII-7) and Formula (VIII-8) Acid anhydride.

ポリアミック酸の7番目の好ましい例は、式(VII−1)〜式(VII−3)で表されるジアミンの少なくとも1つと式(VIII−7)および式(VIII−8)で表されるテトラカルボン酸二無水物の少なくとも1つを反応させることによって得られるポリアミック酸または式(VIII−1)〜式(VIII−6)で表されるジアミンの少なくとも1つと式(VII−4)および式(VII−5)で表されるテトラカルボン酸二無水物の少なくとも1つを反応させることによって得られるポリアミック酸である。

Figure 0005671797
(これらの式におけるRおよびRの意味は前記の通りである。) A seventh preferred example of the polyamic acid is at least one of diamines represented by formulas (VII-1) to (VII-3) and tetra represented by formulas (VIII-7) and (VIII-8). Polyamic acid obtained by reacting at least one of carboxylic dianhydrides or at least one of diamines represented by formula (VIII-1) to formula (VIII-6) and formula (VII-4) and formula ( It is a polyamic acid obtained by reacting at least one of tetracarboxylic dianhydrides represented by VII-5).

Figure 0005671797
(The meanings of R 4 and R 5 in these formulas are as described above.)


Figure 0005671797
(Meはメチルを意味する。)
Figure 0005671797
(Me means methyl)

そして、本発明の配向剤の好ましい例は、上記の7つの好ましいポリアミック酸から選択される1つのポリアミック酸またはこれの脱水反応によって得られるポリイミドを含有する配向剤であるが、選択されるポリアミック酸は2つ以上であってもよい。さらに、本発明の効果を阻害しない範囲内であれば、本発明の配向剤は、上記の7つのポリアミック酸の少なくとも1つに加えて、上記の例以外の一般的なポリアミック酸を含有してもよい。即ち、本発明では、100℃から300℃の間に液晶温度範囲を有する膜を形成するという条件を満たす限りは、上記のポリアミック酸に加えて主鎖に感光基を持たないポリアミック酸や100℃から300℃の間に液晶温度範囲を有する膜を形成できないポリアミック酸などを併用することができる。このような上記の例以外のポリアミック酸を使用するとき、その割合は、配向剤中の膜形成成分全量中の50重量%未満であり、好ましくは20重量%未満である。   A preferred example of the aligning agent of the present invention is an aligning agent containing one polyamic acid selected from the above seven preferable polyamic acids or a polyimide obtained by a dehydration reaction thereof. May be two or more. Furthermore, if it is in the range which does not inhibit the effect of this invention, in addition to at least 1 of said 7 polyamic acid, the orientation agent of this invention contains general polyamic acid other than said example. Also good. That is, in the present invention, as long as the condition of forming a film having a liquid crystal temperature range between 100 ° C. and 300 ° C. is satisfied, in addition to the above polyamic acid, polyamic acid having no photosensitive group in the main chain or 100 ° C. To 300 ° C., polyamic acid that cannot form a film having a liquid crystal temperature range can be used in combination. When such a polyamic acid other than the above examples is used, the proportion thereof is less than 50% by weight, preferably less than 20% by weight, based on the total amount of the film-forming component in the alignment agent.

本発明の配向剤は、配向膜のガラス基板への密着性を調節する観点から、有機ケイ素化合物をさらに含有していてもよい。有機ケイ素化合物の例は、アミノプロピルトリメトキシシラン、アミノプロピルトリエトキシシラン、ビニ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、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、ビニルトリエトキシシラン、3−メタクリロ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メトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤、およびジメチルポリシロキサン、ポリジメチルシロキサン、ポリジフェニルシロキサン等のシリコーンオイルである。   The alignment agent of the present invention may further contain an organosilicon compound from the viewpoint of adjusting the adhesion of the alignment film to the glass substrate. Examples of organosilicon compounds are aminopropyltrimethoxysilane, aminopropyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N- (2-aminoethyl)- 3-aminopropyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 2- (3,4-epoxy A silane coupling agent such as (cyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, and a silicone oil such as dimethylpolysiloxane, polydimethylsiloxane, and polydiphenylsiloxane.

この有機ケイ素化合物の配向剤への添加割合は、本発明の効果が得られる範囲であれば特に制限はない。しかしながら、前記有機ケイ素化合物を多く添加すると、配向膜としたとき液晶の配向不良が生ずることがある。したがって、有機ケイ素化合物を添加するとき、その濃度は配向剤に含有されるポリマー成分の合計量に対し、0.01〜5重量%の範囲であることが好ましく、特に好ましくは0.1〜3重量%の範囲である。   The addition ratio of the organosilicon compound to the alignment agent is not particularly limited as long as the effect of the present invention is obtained. However, when a large amount of the organosilicon compound is added, liquid crystal alignment failure may occur when the alignment film is formed. Therefore, when the organosilicon compound is added, its concentration is preferably in the range of 0.01 to 5% by weight, particularly preferably 0.1 to 3%, based on the total amount of polymer components contained in the aligning agent. It is in the range of wt%.

本発明の配向剤は、特性の経時劣化や環境による劣化を防ぐ観点から、ポリアミック酸のカルボン酸残基と反応する官能基を2つ以上有する化合物、いわゆる架橋剤をさらに含有していてもよい。このような架橋剤の例としては、特許第3049699号公報、特開2005−275360号公報、特開平10−212484号公報等に記載されているような多官能エポキシ、イソシアネート材料等が挙げられる。   The aligning agent of the present invention may further contain a compound having two or more functional groups that react with the carboxylic acid residue of the polyamic acid, so-called cross-linking agent, from the viewpoint of preventing deterioration with time and deterioration due to the environment. . Examples of such a crosslinking agent include polyfunctional epoxies and isocyanate materials as described in Japanese Patent No. 3049699, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-275360, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-212484, and the like.

また架橋剤自身が反応して網目構造のポリマーとなり、ポリアミック酸またはポリイミドの膜強度を向上するような架橋剤も上記と同様な目的に使用することができる。このような架橋剤としては、特開平10−310608号公報、特開2004−341030号公報等に記載されているような多官能ビニルエーテル、マレイミド、またはビスアリルナジイミド誘導体等が挙げられる。これらの架橋剤の好ましい割合は、ポリマー成分の合計量に対し0〜50重量%であり、より好ましくは0〜30重量%である。   A crosslinking agent that reacts with itself to form a polymer having a network structure and improves the film strength of polyamic acid or polyimide can also be used for the same purpose as described above. Examples of such a crosslinking agent include polyfunctional vinyl ethers, maleimides, and bisallyl nadiimide derivatives as described in JP-A-10-310608, JP-A-2004-341030, and the like. A desirable ratio of these crosslinking agents is 0 to 50% by weight, more preferably 0 to 30% by weight, based on the total amount of the polymer components.

本発明の配向剤は、ポリアミック酸を溶解する能力を持った溶剤を含有する。かかる溶剤はポリアミック酸またはその誘導体の製造や使用において通常使用されている溶剤を広く含み、使用目的に応じて、適宜選択できる。これらの溶剤を例示すれば以下のとおりである。   The aligning agent of the present invention contains a solvent having the ability to dissolve the polyamic acid. Such solvents widely include solvents usually used in the production and use of polyamic acid or derivatives thereof, and can be appropriately selected according to the purpose of use. Examples of these solvents are as follows.

ポリアミック酸に対し良溶剤である非プロトン性極性有機溶剤の例としては、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、ジメチルイミダゾリジノン、N−メチルカプロラクタム、N−メチルプロピオンアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジエチルホルムアミド、N,N−ジエチルアセトアミド(DMAc)、およびγ−ブチロラクトン(GBL)等のラクトンが挙げられる。   Examples of aprotic polar organic solvents that are good solvents for polyamic acids include N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylimidazolidinone, N-methylcaprolactam, N-methylpropionamide, N, N- Examples include lactones such as dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-diethylformamide, N, N-diethylacetamide (DMAc), and γ-butyrolactone (GBL).

上記の溶剤以外の溶剤であって、塗布性改善等を目的とした他の溶剤の例としては、乳酸アルキル、3−メチル−3−メトキシブタノール、テトラリン、イソホロン、エチレングリコールモノブチルエーテル(BCS)等のエチレングリコールモノアルキルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル等のジエチレングリコールモノアルキルエーテル、エチレングリコールモノアルキルおよびフェニルアセテート、トリエチレングリコールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル、マロン酸ジエチル等のマロン酸ジアルキル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル等のジプロピレングリコールモノアルキルエーテル、並びにこれらグリコールモノエーテル類等のエステル化合物が挙げられる。これらの中で、前記溶剤には、NMP、ジメチルイミダゾリジノン、GBL、BCS、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル等を特に好ましく用いることができる。   Examples of other solvents other than the above-mentioned solvents for the purpose of improving coatability include alkyl lactate, 3-methyl-3-methoxybutanol, tetralin, isophorone, ethylene glycol monobutyl ether (BCS), etc. Ethylene glycol monoalkyl ether, diethylene glycol monoalkyl ether such as diethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoalkyl and phenyl acetate, triethylene glycol monoalkyl ether, propylene glycol monoalkyl ether such as propylene glycol monobutyl ether, diethyl malonate, etc. Dipropylene glycol monoalkyl ethers such as dialkyl malonate and dipropylene glycol monomethyl ether, and these glycol monoethers Ester compounds such as Le acids and the like. Among these, NMP, dimethylimidazolidinone, GBL, BCS, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether and the like can be particularly preferably used as the solvent.

本発明の配向剤は、所望により各種の添加剤をさらに含有していてもよい。例えば、塗布性のさらなる向上を望むときにはかかる目的に沿った界面活性剤を、帯電防止のさらなる向上を必要とするときは帯電防止剤を適量含有していてもよい。   The alignment agent of the present invention may further contain various additives as desired. For example, when a further improvement in coatability is desired, a surfactant suitable for such purpose may be contained, and when a further improvement in antistatic property is required, an appropriate amount of an antistatic agent may be contained.

本発明の配向剤中のポリアミック酸の濃度は0.1〜40重量%であることが好ましい。この配向剤を基板に塗布するときには、膜厚の調整のために、含有されているポリアミック酸を予め溶剤により希釈する操作が必要とされることがある。   The concentration of the polyamic acid in the alignment agent of the present invention is preferably 0.1 to 40% by weight. When this aligning agent is applied to the substrate, an operation of diluting the contained polyamic acid with a solvent in advance may be required to adjust the film thickness.

本発明配向剤における固形分濃度は特に限定されるものではなく、下記の種々の塗布法に合わせ最適な値を選べばよい。通常、塗布時のムラやピンホール等を抑えるため、ワニス重量に対し、好ましくは0.1〜30重量%、より好ましくは1〜10重量%である。   The solid content concentration in the alignment agent of the present invention is not particularly limited, and an optimum value may be selected according to the following various coating methods. Usually, in order to suppress unevenness and pinholes at the time of application, the content is preferably 0.1 to 30% by weight, more preferably 1 to 10% by weight, based on the varnish weight.

本発明の配向膜は、上記の配向剤を基板に塗布して得られる膜にラビングまたは光照射により膜によって異方性を付与し、その後膜の液晶温度範囲まで加熱して膜の異方性を増大させることにより得られる。   The alignment film of the present invention imparts anisotropy to the film obtained by applying the above aligning agent to the substrate by rubbing or light irradiation, and then heats the film to the liquid crystal temperature range to form the film anisotropy. Is obtained by increasing.

このとき十分な配向性を発現する観点から、以下の手順で製造されることが好ましい。
(1)前記ワニスを刷毛塗り法、浸漬法、スピンナー法、スプレー法、印刷法等により基板上に塗布する。
(2)基板上に形成された膜を50〜120℃、好ましくは80〜100℃で加熱し、溶剤を蒸発させる。
(3)光を前記膜に照射して前記膜中のポリアミック酸を配向させる。
(4)ポリアミック酸を配向させた前記膜を150〜300℃、好ましくは180〜250℃で加熱しイミド化する。
At this time, from the viewpoint of expressing sufficient orientation, it is preferably produced by the following procedure.
(1) The varnish is applied onto a substrate by a brush coating method, a dipping method, a spinner method, a spray method, a printing method, or the like.
(2) The film formed on the substrate is heated at 50 to 120 ° C., preferably 80 to 100 ° C., to evaporate the solvent.
(3) The film is irradiated with light to orient the polyamic acid in the film.
(4) The film in which the polyamic acid is oriented is heated at 150 to 300 ° C., preferably 180 to 250 ° C., and imidized.

なお、配向膜を用いた液晶表示素子において所定のプレチルト角を発現させたい場合、光を照射する際に基板に対し任意の角度から直線偏光を照射する方法や、基盤に対し垂直方向からの直線偏光照射と任意の角度からの無偏光照射とを組み合わせる方法で行うことができる。   In addition, when a predetermined pretilt angle is to be expressed in a liquid crystal display element using an alignment film, a method of irradiating a substrate with linearly polarized light from an arbitrary angle when irradiating light, or a straight line from a direction perpendicular to the substrate It can be performed by combining polarized light irradiation and non-polarized light irradiation from an arbitrary angle.

本発明の配向膜の製造において、前記ポリアミック酸の配向には直線偏光が用いられる。ポリアミック酸主鎖は、直線偏光の照射によって、直線偏光の偏光方向に対して垂直な方向に配向する。前記直線偏光は、前記膜中のポリアミック酸を配向させることができる光であれば特に限定されない。本発明の配向膜は低エネルギーの光照射によって膜を配向することができる。そこで前記ポリアミック酸の光配向処理における直線偏光の照射量は0.5〜10J/cm2であることが好ましい。また直線偏光の波長は300〜400nmであることが好ましい。直線偏光の膜表面に対する照射角度は特に限定されないが、液晶に対する強い配向規制力を発現させたい場合、膜表面に対してなるべく垂直であることが配向処理時間短縮の観点から好ましい。   In the production of the alignment film of the present invention, linearly polarized light is used for the alignment of the polyamic acid. The polyamic acid main chain is oriented in a direction perpendicular to the polarization direction of the linearly polarized light by irradiation with the linearly polarized light. The linearly polarized light is not particularly limited as long as it is light capable of orienting the polyamic acid in the film. The alignment film of the present invention can be aligned by low energy light irradiation. Therefore, the irradiation amount of linearly polarized light in the photo-alignment treatment of the polyamic acid is preferably 0.5 to 10 J / cm 2. The wavelength of linearly polarized light is preferably 300 to 400 nm. Although the irradiation angle with respect to the film surface of linearly polarized light is not particularly limited, it is preferable from the viewpoint of shortening the alignment processing time that it is as perpendicular as possible to the film surface in order to develop a strong alignment regulating force for the liquid crystal.

また本発明の配向膜の製造において、プレチルト角を発現させたい場合に前記膜に照射される光は、偏光であっても無偏光であってもよい。プレチルト角を発現させたい場合に前記膜に照射される光の照射量は0.5〜10J/cm2であることが好ましく、その波長は300〜400nmであることが好ましい。プレチルト角を発現させたい場合に前記膜に照射される光の前記膜表面に対する照射角度は特に限定されないが、30〜60度であることが配向処理時間短縮の観点から好ましい。   In the production of the alignment film of the present invention, the light applied to the film when it is desired to express the pretilt angle may be polarized light or non-polarized light. When it is desired to develop a pretilt angle, the amount of light applied to the film is preferably 0.5 to 10 J / cm2, and the wavelength is preferably 300 to 400 nm. When it is desired to express the pretilt angle, the irradiation angle of the light irradiated to the film with respect to the film surface is not particularly limited, but is preferably 30 to 60 degrees from the viewpoint of shortening the alignment processing time.

本発明の配向膜は特に大きな配向の異方性を持つことを特徴とする。このような異方性の大きさは特開2005−275364等に記載の偏光IRを用いた方法で評価する事ができる。また以下の実施例に示すようにエリプソメトリーを用いた方法によっても評価することができる。本発明の配向膜を液晶組成物用配向膜として使用した場合、より大きな膜の異方性を持つ材料が液晶組成物に対し大きな配向規制力を持つと考えられる。   The alignment film of the present invention is particularly characterized by having a large orientation anisotropy. The magnitude of such anisotropy can be evaluated by a method using polarized IR described in JP-A-2005-275364. Further, as shown in the following examples, evaluation can also be made by a method using ellipsometry. When the alignment film of the present invention is used as an alignment film for a liquid crystal composition, a material having a larger film anisotropy is considered to have a large alignment regulating force for the liquid crystal composition.

本発明の配向膜は、液晶ディスプレイ用の液晶組成物の配向用途以外に、光学補償材やその他すべての液晶材料の配向制御に用いることができる。また本発明の配向膜は大きな異方性を有するので、単独で光学補償材用途に使用することができる。   The alignment film of the present invention can be used for alignment control of an optical compensation material and all other liquid crystal materials in addition to the alignment use of a liquid crystal composition for a liquid crystal display. Further, since the alignment film of the present invention has large anisotropy, it can be used alone for an optical compensator application.

本発明は、対向配置されている一対の基板と、前記一対の基板それぞれの対向している面の一方または両方に形成されている電極と、前記一対の基板それぞれの対向している面に形成された液晶配向膜と、前記一対の基板間に形成された液晶層とを有する液晶表示素子において、前記液晶配向膜が本発明の配向膜である液晶表示素子を提供する。   The present invention is formed on a pair of substrates disposed opposite to each other, an electrode formed on one or both of the surfaces opposed to each of the pair of substrates, and a surface opposed to each of the pair of substrates. A liquid crystal display element having a liquid crystal alignment film formed and a liquid crystal layer formed between the pair of substrates, wherein the liquid crystal alignment film is the alignment film of the present invention.

前記電極は、基板の一面に形成される電極であれば特に限定されない。このような電極には、例えばITOや金属の蒸着膜等が挙げられる。また電極は、基板の一方の面の全面に形成されていてもよいし、例えばパターン化されている所望の形状に形成されていてもよい。電極の前記所望の形状には、例えば櫛型またはジグザグ構造等が挙げられる。電極は、一対の基板のうちの一方の基板に形成されていてもよいし、両方の基板に形成されていてもよい。電極の形成の形態は液晶表示素子の種類に応じて異なり、例えばIPS型液晶表示素子の場合は前記一対の基板の一方に電極が配置され、その他の液晶表示素子の場合は前記一対の基板の双方に電極が配置される。前記基板または電極の上に前記液晶配向膜が形成される。   The electrode is not particularly limited as long as it is an electrode formed on one surface of the substrate. Examples of such electrodes include ITO and metal vapor deposition films. Further, the electrode may be formed on the entire surface of one surface of the substrate, or may be formed in a desired shape that is patterned, for example. Examples of the desired shape of the electrode include a comb shape or a zigzag structure. The electrode may be formed on one of the pair of substrates, or may be formed on both substrates. The form of electrode formation varies depending on the type of liquid crystal display element. For example, in the case of an IPS liquid crystal display element, an electrode is disposed on one of the pair of substrates, and in the case of other liquid crystal display elements, the electrodes of the pair of substrates are arranged. Electrodes are arranged on both sides. The liquid crystal alignment film is formed on the substrate or electrode.

前記液晶層は、液晶配向膜が形成された面が対向している前記一対の基板によって液晶組成物が挟持される形で形成される。液晶層の形成では、微粒子や樹脂シート等の、前記一対の基板の間に介在して適当な間隔を形成するスペーサを必要に応じて用いることができる。前記液晶組成物には、特に限定されず公知の液晶組成物を用いることができる。   The liquid crystal layer is formed in such a manner that the liquid crystal composition is sandwiched between the pair of substrates facing each other on which the liquid crystal alignment film is formed. In the formation of the liquid crystal layer, a spacer such as fine particles or a resin sheet that is interposed between the pair of substrates to form an appropriate interval can be used as necessary. The liquid crystal composition is not particularly limited, and a known liquid crystal composition can be used.

本発明の配向膜は、液晶配向膜として液晶表示素子を形成したときに、公知の全ての液晶組成物に対してその特性を改善できるが、前述した方法によって製造された本発明の配向膜は、特に、ラビング処理の行いにくい大画面ディスプレイの配向欠陥改善に効果が大きい。このような大画面ディスプレイはTFTにより駆動制御されている。またこのようなTFT型液晶表示素子に使用される液晶組成物は、特許第3086228号公報、特許2635435号公報、特表平5−501735号公報、および特開平9−255956号公報に記載されている。したがって本発明の配向膜は、これらに記載された液晶組成物と組み合わせて用いるのが好ましい。   The alignment film of the present invention can improve the characteristics of all known liquid crystal compositions when a liquid crystal display element is formed as a liquid crystal alignment film. In particular, it is highly effective in improving alignment defects of large screen displays that are difficult to rub. Such a large screen display is driven and controlled by TFTs. Liquid crystal compositions used for such TFT type liquid crystal display elements are described in Japanese Patent No. 3086228, Japanese Patent No. 2635435, Japanese Patent Laid-Open No. 5-501735, and Japanese Patent Laid-Open No. 9-255556. Yes. Therefore, the alignment film of the present invention is preferably used in combination with the liquid crystal composition described therein.

本発明の液晶表示素子におけるプレチルト角は、例えば中央精機製液晶特性評価装置OMS−CA3型を用いて、Journal of Applied Physics, Vol.48, No.5, p.1783-1792 (1977)に記載されているクリスタルローテーション法によって測定することができる。   The pretilt angle in the liquid crystal display element of the present invention is described in, for example, Journal of Applied Physics, Vol. 48, No. 5, p.1783-1792 (1977) using a liquid crystal characteristic evaluation apparatus OMS-CA3 manufactured by Chuo Seiki. It can be measured by the crystal rotation method.

本発明の液晶表示素子は、液晶表示素子の信頼性に係る電気特性において優れている。このような電気特性としては、電圧保持率およびイオン密度が挙げられる。   The liquid crystal display element of the present invention is excellent in electrical characteristics relating to the reliability of the liquid crystal display element. Such electrical characteristics include voltage holding ratio and ion density.

電圧保持率(VHR)は、フレーム周期間に液晶表示素子に印加された電圧が液晶表示素子に保持される割合であり、液晶表示素子の表示特性を示す。本発明の液晶表示素子は、5Vおよび周波数30Hzの矩形波を用い、60℃の温度条件で測定される電圧保持率が90.0%以上であり、5Vおよび周波数0.3Hzの矩形波を用い、60℃の温度の条件で測定される電圧保持率が85.0%以上であることが、表示不良を防ぐ観点から好ましい。   The voltage holding ratio (VHR) is a ratio at which the voltage applied to the liquid crystal display element during the frame period is held in the liquid crystal display element, and indicates display characteristics of the liquid crystal display element. The liquid crystal display element of the present invention uses a rectangular wave of 5 V and a frequency of 30 Hz, has a voltage holding ratio measured at a temperature of 60 ° C. of 90.0% or more, and uses a rectangular wave of 5 V and a frequency of 0.3 Hz. From the viewpoint of preventing display defects, it is preferable that the voltage holding ratio measured at a temperature of 60 ° C. is 85.0% or more.

イオン密度は、液晶表示素子に電圧を掛けたときに生ずる液晶の駆動に起因する以外の過渡電流であり、液晶表示素子中の液晶に含まれるイオン性不純物の濃度の大小を示す。本発明の液晶表示素子は、イオン密度が500pC以下であることが、液晶表示素子の焼き付きを防ぐ観点から好ましい。   The ion density is a transient current other than that caused by driving of the liquid crystal generated when a voltage is applied to the liquid crystal display element, and indicates the magnitude of the concentration of ionic impurities contained in the liquid crystal in the liquid crystal display element. The liquid crystal display element of the present invention preferably has an ion density of 500 pC or less from the viewpoint of preventing image sticking of the liquid crystal display element.

以下、本発明を実施例および比較例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。ピロメリット酸無水物(PMDA、化合物(A−1))、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸(CBTA、化合物(A−14))、および化合物(2−13)は市販の化合物を再結晶で精製して実験に用いた。1,8−ジアミノオクタン(DAO、化合物(VII−1−1))は市販品を蒸留して使用した。化合物(II−1)、化合物(A−21)はそれぞれ特公平5−65530号公報、および特開昭58−109479号公報に従って合成した。以下の化合物(VII−2−1)、化合物(VII−2−2)、および化合物(VII−5−1)は特開平11−160712号公報、およびBulletin de la Societe Chimique de France, 9-10, Pr. 2, 2195 (1975)に記載の方法に従って合成した。化合物(VIII−5)および化合物(VIII−6)は市販品を精製せずに実験に用いた。化合物(VIII−8)は市販品をエタノールから再結晶して実験に用いた。化合物(2−22)および化合物(3−5−1)はJournal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, 30 (6), 1099 (1992)、特開2002−162630公報に記載の方法と同様な方法で合成した。化合物(A−21)は特開昭58−109479号公報に従って合成した。ポリマーの調製は窒素気流中で行った。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention, this invention is not limited to these Examples. Pyromellitic anhydride (PMDA, compound (A-1)), 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic acid (CBTA, compound (A-14)), and compound (2-13) are commercially available compounds. Was purified by recrystallization and used in experiments. 1,8-diaminooctane (DAO, compound (VII-1-1)) was used by distilling a commercially available product. Compound (II-1) and compound (A-21) were synthesized according to Japanese Patent Publication No. 5-65530 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-109479, respectively. The following compound (VII-2-1), compound (VII-2-2), and compound (VII-5-1) are disclosed in JP-A-11-160712 and Bulletin de la Societe Chimique de France, 9-10. , Pr. 2, 2195 (1975). Compound (VIII-5) and compound (VIII-6) were used in the experiment without purification of commercial products. Compound (VIII-8) was recrystallized from ethanol and used in the experiment. Compound (2-22) and Compound (3-5-1) are the same methods as those described in Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, 30 (6), 1099 (1992), JP 2002-162630 A Was synthesized. Compound (A-21) was synthesized according to JP-A-58-109479. The polymer was prepared in a nitrogen stream.


Figure 0005671797

Figure 0005671797

光照射は井内盛栄堂から販売されている250W高圧水銀灯を用い、波長300〜380nm付近の紫外線を照射した。照射は室温、空気中で行った。   For the light irradiation, a 250 W high-pressure mercury lamp sold by Iuchi Seieido was used, and ultraviolet rays having a wavelength of about 300 to 380 nm were irradiated. Irradiation was performed in air at room temperature.

以下に実施例で用いた液晶表示素子の評価法を示す。
<配向膜のリタデーションおよび膜厚測定>
分光エリプソメータM−2000U(J.A.Woollam Co. Inc.製)を使用して求めた。本実施例の場合、膜のリタデーション値はポリマー主鎖の配向度に比例して大きくなる。すなわち大きなリタデーション値を持つものは、大きな配向度を持つ。
<UV−Visスペクトルの測定>
UV−Visスペクトル測定装置(日本分光V−660)を用い、配向膜を形成していないガラス基板をリファレンスとして測定した。
<電圧保持率>
「水嶋他、第14回液晶討論会予稿集 p78(1988)」に記載の方法で行った。測定は、波高±4.5Vの矩形波をセルに印加して行った。測定は60℃で行った。この値は、印加した電圧がフレーム周期後どの程度保持されているかを示す指標であり、この値が100%ならば全ての電荷が保持されていることを示す。
<液晶中のイオン量測定(イオン密度)>
応用物理、第65巻、第10号、1065(1996)に記載の方法に従い、東陽テクニカ社製、液晶物性測定システム6254型を用いて測定した。周波数0.01Hzの三角波を用い、±10Vの電圧範囲、温度60℃で測定した。イオン密度が大きいとイオン性不純物による焼き付き等の不具合が発生しやすい。即ちイオン密度は焼き付き発生を予測する指標となる物性値である。
<粘度>
回転粘度計(TV−22L、東機産業社製)を用い測定した。
<重量平均分子量(Mw)>
液晶配向剤におけるポリアミック酸の重量平均分子量(Mw)は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)を用いて、溶出液として0.6重量%リン酸含有DMFを用い、カラム温度50℃、ポリスチレンを標準溶液として測定した。カラムはShodex GF-7M HQ(昭和電工社製)を用いた。
<高分子液晶の確認>
基板に成膜した薄膜(膜厚約70nm)を230℃、10分焼成した後、偏光顕微鏡で観察した。なお、昇温速度は3℃/分とした。
<ガラス転移温度>
示差走査熱量測定装置(DSC)を用い測定した。昇温速度は8℃/分とした。
<セルの黒レベル確認>
作成したセルについて偏光顕微鏡観察を行ない、判定は以下の表に従った。

Figure 0005671797
The evaluation method of the liquid crystal display element used in the examples is shown below.
<Measurement of retardation and thickness of alignment film>
It was determined using a spectroscopic ellipsometer M-2000U (manufactured by JAWoollam Co. Inc.). In this example, the retardation value of the film increases in proportion to the degree of orientation of the polymer main chain. That is, those having a large retardation value have a large degree of orientation.
<Measurement of UV-Vis spectrum>
Using a UV-Vis spectrum measuring device (JASCO V-660), a glass substrate on which no alignment film was formed was measured as a reference.
<Voltage holding ratio>
It carried out by the method as described in "Mizushima et al., The 14th Liquid Crystal Discussion Meeting Proceedings p78 (1988)". The measurement was performed by applying a rectangular wave having a wave height of ± 4.5 V to the cell. The measurement was performed at 60 ° C. This value is an index indicating how much the applied voltage is retained after the frame period. If this value is 100%, it indicates that all charges are retained.
<Measurement of ion content in liquid crystal (ion density)>
According to the method described in Applied Physics, Vol. 65, No. 10, 1065 (1996), measurement was performed using a liquid crystal property measuring system 6254 type manufactured by Toyo Technica. Using a triangular wave with a frequency of 0.01 Hz, measurement was performed at a voltage range of ± 10 V and a temperature of 60 ° C. If the ion density is high, defects such as seizure due to ionic impurities are likely to occur. That is, the ion density is a physical property value that is an index for predicting the occurrence of image sticking.
<Viscosity>
It measured using the rotational viscometer (TV-22L, the Toki Sangyo company make).
<Weight average molecular weight (Mw)>
The weight average molecular weight (Mw) of the polyamic acid in the liquid crystal aligning agent was determined by using gel permeation chromatography (GPC), 0.6 wt% phosphoric acid-containing DMF as an eluent, a column temperature of 50 ° C., and polystyrene. Was measured as a standard solution. As the column, Shodex GF-7M HQ (manufactured by Showa Denko) was used.
<Confirmation of polymer liquid crystal>
The thin film (film thickness: about 70 nm) formed on the substrate was baked at 230 ° C. for 10 minutes, and then observed with a polarizing microscope. The temperature rising rate was 3 ° C./min.
<Glass transition temperature>
Measurement was performed using a differential scanning calorimeter (DSC). The heating rate was 8 ° C./min.
<Check the black level of the cell>
The prepared cell was observed with a polarizing microscope and judged according to the following table.
Figure 0005671797

[合成例1]
化合物(VII−2−3)の合成

Figure 0005671797
(VII−2−2)の化合物と同様に合成した。融点;98.0−99.2℃。 [Synthesis Example 1]
Synthesis of compound (VII-2-3)

Figure 0005671797
The compound was synthesized in the same manner as the compound (VII-2-2). Melting point: 98.0-99.2 ° C.

[合成例2]
化合物(VII−4−1)の合成

Figure 0005671797
4−ブロモフタル酸ジエチルエステル(50g、166mmol)、1,7−オクタジイン(8.7g、82mmol)、ジクロロトリフェニルフォスフィンパラジウム(II)(290mg、0.41mmol)、およびヨウ化銅(158mmol、0.83mmol)の混合物を、窒素気流下、トリエチルアミン(200ml)中、4時間還流した。反応終了後、トルエン(500ml)および純水(500ml)を加え、抽出を行った。有機層を純水(300ml)で一回洗浄したのち、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。ろ過および溶媒を減圧留去し、目的物である1,4−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エチニルブタン テトラエチルエステルを得た。収量42g、収率95%。この化合物は精製せずにそのまま次の反応に用いた。 [Synthesis Example 2]
Synthesis of compound (VII-4-1)

Figure 0005671797
4-Bromophthalic acid diethyl ester (50 g, 166 mmol), 1,7-octadiyne (8.7 g, 82 mmol), dichlorotriphenylphosphine palladium (II) (290 mg, 0.41 mmol), and copper iodide (158 mmol, 0 .83 mmol) was refluxed in triethylamine (200 ml) under nitrogen flow for 4 hours. After completion of the reaction, toluene (500 ml) and pure water (500 ml) were added for extraction. The organic layer was washed once with pure water (300 ml) and then dried over anhydrous magnesium sulfate. Filtration and the solvent were distilled off under reduced pressure to obtain 1,4-bis (3,4-dicarboxyphenyl) ethynylbutane tetraethyl ester as a target product. Yield 42 g, 95% yield. This compound was used in the next reaction without purification.

1,4−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エチニルブタン テトラエチルエステル(42g、77mmol)に5wt%Pd/C(2.1g)を加え、トルエン/エタノール混合溶媒(300ml/300ml)中、水素圧720MPaで水素添加反応を行った。反応終了後、触媒をろ別し、溶媒を減圧留去した。残さをカラムクロマトグラフィー(シリカゲル/トルエン:酢酸エチル=10:1v/v)で精製し、目的とする1,8−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)オクタン テトラエチルエステルを得た。収量43g、収率100%。   5 wt% Pd / C (2.1 g) was added to 1,4-bis (3,4-dicarboxyphenyl) ethynylbutane tetraethyl ester (42 g, 77 mmol) and hydrogen in a toluene / ethanol mixed solvent (300 ml / 300 ml). The hydrogenation reaction was performed at a pressure of 720 MPa. After completion of the reaction, the catalyst was filtered off and the solvent was distilled off under reduced pressure. The residue was purified by column chromatography (silica gel / toluene: ethyl acetate = 10: 1 v / v) to obtain the desired 1,8-bis (3,4-dicarboxyphenyl) octane tetraethyl ester. Yield 43 g, yield 100%.

1,8−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)オクタン テトラエチルエステル(43g、77mmol)をエタノール(250ml)に溶解し、5.7%水酸化ナトリウム水溶液(250ml)を加え、2時間還流した。反応後、溶媒を減圧留去した後、濃塩酸をpHが1になるまで加えた。生じた沈殿をろ過した後、沈殿を純水(200ml)で3回洗浄した。得られた結晶を減圧乾燥することによって1,8−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)オクタンを得た。収量31g、収率90%。   1,8-bis (3,4-dicarboxyphenyl) octane tetraethyl ester (43 g, 77 mmol) was dissolved in ethanol (250 ml), 5.7% aqueous sodium hydroxide solution (250 ml) was added, and the mixture was refluxed for 2 hours. After the reaction, the solvent was distilled off under reduced pressure, and concentrated hydrochloric acid was added until the pH reached 1. After the produced precipitate was filtered, the precipitate was washed with pure water (200 ml) three times. The obtained crystals were dried under reduced pressure to obtain 1,8-bis (3,4-dicarboxyphenyl) octane. Yield 31 g, yield 90%.

1,8−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)オクタン(10g、23mmol)に無水酢酸(50ml)を加え、2時間還流した。無水酢酸を減圧留去した後、残さにシクロヘキサン(50ml)を加え、生じた沈殿をろ過した。得られた結晶を減圧乾燥することによって化合物(VII−4−1)を得た。収量9.2g、収率97%。融点;109.7−111.2℃。
1H NMR (500Hz, CDCl3);δ(ppm) 7.92(d,4H, J=7.80Hz)、7.70(d, 4H, J=8.1Hz)、2.82(t, 4H, J=7.65Hz)、1.3-1.7(m, 12H).
Acetic anhydride (50 ml) was added to 1,8-bis (3,4-dicarboxyphenyl) octane (10 g, 23 mmol) and refluxed for 2 hours. After acetic anhydride was distilled off under reduced pressure, cyclohexane (50 ml) was added to the residue, and the resulting precipitate was filtered. The obtained crystal was dried under reduced pressure to obtain Compound (VII-4-1). Yield 9.2 g, 97% yield. Melting point: 109.7-11.
1 H NMR (500Hz, CDCl3); δ (ppm) 7.92 (d, 4H, J = 7.80Hz), 7.70 (d, 4H, J = 8.1Hz), 2.82 (t, 4H, J = 7.65Hz), 1.3 -1.7 (m, 12H).

[合成例3]
<ポリアミック酸ワニスAの調製>
化合物(II−1)(0.1818g、0.7827mmol)をN−メチル−2−ピロリドン(NMP、3.0g)に溶解し、化合物(VII−4−1)(0.3182g、0.7829mmol)を室温以下に保ちながら加えた。一晩攪拌後、NMP(3.5g)およびエチレングリコールモノブチルエーテル(BSC、3.0g)を加えてワニスAを調製した。ワニスAの粘度は49.8mPa・sであった。このワニスのポリアミック酸の重量平均分子量は74,000であり、200−300℃の範囲に液晶層が発現した。
[Synthesis Example 3]
<Preparation of polyamic acid varnish A>
Compound (II-1) (0.1818 g, 0.7827 mmol) was dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP, 3.0 g) to give compound (VII-4-1) (0.3182 g, 0.7829 mmol). ) Was added while keeping the temperature below room temperature. After stirring overnight, varnish A was prepared by adding NMP (3.5 g) and ethylene glycol monobutyl ether (BSC, 3.0 g). The viscosity of varnish A was 49.8 mPa · s. The weight average molecular weight of the polyamic acid of this varnish was 74,000, and the liquid crystal layer was expressed in the range of 200-300 ° C.

[合成例4〜14]
<ポリアミック酸ワニスB〜Lの調製>
表1に示す原料組成で、合成例1と同様な方法によって、ポリアミック酸のワニスB〜Lを調製し、合成例1と同様に物性を測定した。カッコ内はモル%を示す。なお、これら全てのワニスを上記の測定法に従い、液晶相を確認した所、170−250℃の範囲に液晶相が存在した。
[Synthesis Examples 4 to 14]
<Preparation of polyamic acid varnishes B to L>
Polyamic acid varnishes B to L were prepared in the same manner as in Synthesis Example 1 with the raw material compositions shown in Table 1, and the physical properties were measured in the same manner as in Synthesis Example 1. Figures in parentheses indicate mol%. In addition, when all these varnishes confirmed the liquid crystal phase according to said measuring method, the liquid crystal phase existed in the range of 170-250 degreeC.

<表1>

Figure 0005671797
<Table 1>
Figure 0005671797

[実施例1]
サンプル瓶にワニスAを1.0g計り取り、NMP/BC=1/1(重量比)を加え1.67gとした。透明ガラス基板上に、この約3重量%のポリアミック酸溶液を滴下し、スピンナー法により塗布した(2,000rpm、15秒)。塗布後、基板を80℃で3分間加熱し、溶剤を蒸発させた後、偏光板を介して直線偏光を照射した(365nmでエネルギー約1.3J/cm2)。光照射後の基板をオーブン中で210℃、15分間加熱処理し、膜厚約100nmの配向膜Aを得た。この配向膜Aのリタデーションを測定したところ、12.9nmであった。
[Example 1]
1.0 g of varnish A was weighed into a sample bottle and NMP / BC = 1/1 (weight ratio) was added to make 1.67 g. The polyamic acid solution of about 3% by weight was dropped on a transparent glass substrate and applied by a spinner method (2,000 rpm, 15 seconds). After coating, the substrate was heated at 80 ° C. for 3 minutes to evaporate the solvent, and then irradiated with linearly polarized light through the polarizing plate (at 365 nm, energy of about 1.3 J / cm 2). The substrate after light irradiation was heat-treated in an oven at 210 ° C. for 15 minutes to obtain an alignment film A having a thickness of about 100 nm. When the retardation of this alignment film A was measured, it was 12.9 nm.

[実施例2〜6]
表2に示すワニスを用い、実施例1と同様にして配向膜B〜Fを得た。リタデーションを測定した結果を実施例1の結果と共に示す。
<表2>

Figure 0005671797
[Examples 2 to 6]
Using the varnish shown in Table 2, alignment films B to F were obtained in the same manner as in Example 1. The result of measuring the retardation is shown together with the result of Example 1.
<Table 2>
Figure 0005671797

[実施例7]
ワニスAの代わりにワニスAとワニスBとをそれぞれ各0.5gずつ混合したワニスMを用いた以外は、実施例1と同様な方法に従って配向膜Mを作製した。この配向膜Mのリタデーション値は30.5nmであった。
[Example 7]
An alignment film M was produced according to the same method as in Example 1 except that varnish M in which 0.5 g of varnish A and varnish B was mixed was used instead of varnish A. The retardation value of the alignment film M was 30.5 nm.

[比較例1]
化合物(II−1)(2.6432g、11.38mmol)をNMP(35.0g)に溶解し、PMDA(1.2410g、5.690mmol)およびCBTA(1.1158g、5.690mmol)を室温以下に保ちながら加えた。室温で一晩攪拌後、NMP(35g)およびBSC(25g)を加えた。このものの粘度は120mPa・sであった。この溶液を60℃で約4時間攪拌して、粘度28.0mPa・sのワニスNを得た。このワニスのポリアミック酸の重量平均分子量は37,000であり、またガラス転移温度(Tg)は300℃を越えていた。
[Comparative Example 1]
Compound (II-1) (2.6432 g, 11.38 mmol) was dissolved in NMP (35.0 g), and PMDA (1.2410 g, 5.690 mmol) and CBTA (1.1158 g, 5.690 mmol) were added at room temperature or lower. Added while keeping. After stirring at room temperature overnight, NMP (35 g) and BSC (25 g) were added. The viscosity of this product was 120 mPa · s. This solution was stirred at 60 ° C. for about 4 hours to obtain varnish N having a viscosity of 28.0 mPa · s. The weight average molecular weight of the polyamic acid of this varnish was 37,000, and the glass transition temperature (Tg) exceeded 300 ° C.

ワニスNを用い、実施例1と同様にして配向膜Nを得、そのリタデーションを測定した。その結果は0.4nmであった。   Using the varnish N, the alignment film N was obtained in the same manner as in Example 1, and the retardation thereof was measured. The result was 0.4 nm.

[比較例2]
化合物(II−1)の代わりに化合物(VI−1)を用い、その他は比較例1と同様にして粘度34.0mPa・sのワニスPを得た。このワニスのポリアミック酸の重量平均分子量は54,000であり、ガラス転移温度(Tg)は300℃を越えていた。
[Comparative Example 2]
A varnish P having a viscosity of 34.0 mPa · s was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the compound (VI-1) was used instead of the compound (II-1). The weight average molecular weight of the polyamic acid of this varnish was 54,000, and the glass transition temperature (Tg) exceeded 300 ° C.

ワニスPを用い、実施例1と同様にして配向膜Pを得、そのリタデーションを測定した。その結果は0.8nmであった。   Using the varnish P, the alignment film P was obtained in the same manner as in Example 1, and the retardation thereof was measured. The result was 0.8 nm.

実施例と比較例1および2を比べると、本発明ポリマーを用いて得られる本発明の配向膜が、液晶性を持たないポリマーから製作された配向膜に比べ、少ない照射エネルギー量でも、非常に大きなリタデーション値を持つことが分かる。   Comparing the examples with Comparative Examples 1 and 2, the alignment film of the present invention obtained using the polymer of the present invention is very low in the amount of irradiation energy compared to the alignment film manufactured from a polymer having no liquid crystallinity. It can be seen that it has a large retardation value.

[実施例8]
ガラス基板を片面にITO電極を設けた透明ガラス基板に代えた以外は、実施例1と同様にして、膜厚約100nmの配向膜Aを得た。ITO電極上にこれらの配向膜が形成された基板2枚を、それぞれの配向膜について照射された直線偏光の偏光方向が平行になるように、かつ配向膜が形成されている面を対向させ、さらに対向する配向膜の間に液晶組成物を注入させるための空隙を形成して貼り合わせ、セル厚7μmの液晶セルA(液晶表示素子)を組み立てた。そして、これらのセルに下記に示す液晶組成物Aを注入した。
[Example 8]
An alignment film A having a thickness of about 100 nm was obtained in the same manner as in Example 1 except that the glass substrate was replaced with a transparent glass substrate provided with an ITO electrode on one side. The two substrates on which the alignment films are formed on the ITO electrode are opposed to each other so that the polarization directions of the linearly polarized light irradiated to the respective alignment films are parallel to each other, and the surfaces on which the alignment films are formed are opposed to each other. Further, a gap for injecting the liquid crystal composition was formed between the opposing alignment films and bonded together to assemble a liquid crystal cell A (liquid crystal display element) having a cell thickness of 7 μm. Then, a liquid crystal composition A shown below was injected into these cells.

<液晶組成物A>

Figure 0005671797
<Liquid crystal composition A>

Figure 0005671797

この液晶セルAを目視により観察したところ、液晶が流動した方向に沿って液晶が並ぶいわゆる流動配向は全く観察されなかった。偏光顕微鏡をクロスニコル状態にし、液晶セルAを回転させると明瞭な明および暗状態が観察された。この液晶セルAのプレチルト角は0.0°であった。またVHR(電圧保持率)およびイオン密度は、99.0%(30Hz)、85.0%(0.3Hz)および120pCであった。
また、この液晶セルAの黒レベルを観察したところ、小さなぶつぶつムラが観察した全領域に見られたが、良好な黒レベルであった。
When this liquid crystal cell A was visually observed, no so-called flow alignment in which the liquid crystals were aligned along the direction in which the liquid crystals flowed was not observed at all. When the polarizing microscope was set in a crossed Nicol state and the liquid crystal cell A was rotated, clear bright and dark states were observed. The pretilt angle of the liquid crystal cell A was 0.0 °. VHR (voltage holding ratio) and ion density were 99.0% (30 Hz), 85.0% (0.3 Hz) and 120 pC.
Further, when the black level of the liquid crystal cell A was observed, a small crushing unevenness was observed in all the observed areas, but the black level was satisfactory.

[実施例9]
使用したワニスをワニスBに代えた以外は実施例8と同様にして、液晶セルBを作製した。この液晶セルBのプレチルト角は0.0°であった。またVHR(電圧保持率)およびイオン密度は、92.2%(30Hz)、76.3%(0.3Hz)および340pCであった。
また、この液晶セルBの黒レベルを観察したところ、ぶつぶつムラは観察した全領域に全く見られず、非常に良好な黒レベルであった。
[Example 9]
A liquid crystal cell B was produced in the same manner as in Example 8 except that the varnish used was replaced with varnish B. The pretilt angle of the liquid crystal cell B was 0.0 °. VHR (voltage holding ratio) and ion density were 92.2% (30 Hz), 76.3% (0.3 Hz) and 340 pC.
Further, when the black level of the liquid crystal cell B was observed, no crushing unevenness was found at all in the observed region, and the black level was very good.

[実施例10]
使用したワニスをワニスFに代えた以外は実施例8と同様にして、液晶セルFを作製した。この液晶セルFのプレチルト角は0.0°であった。またVHR(電圧保持率)およびイオン密度は、99.2%(30Hz)、85.3%(0.3Hz)および80pCであった。
この液晶セルFの黒レベルを観察したところ、ぶつぶつムラは観察した全領域に全く見られず、非常に良好な黒レベルであった。
[Example 10]
A liquid crystal cell F was produced in the same manner as in Example 8 except that the varnish used was replaced with the varnish F. The pretilt angle of the liquid crystal cell F was 0.0 °. VHR (voltage holding ratio) and ion density were 99.2% (30 Hz), 85.3% (0.3 Hz), and 80 pC.
When the black level of the liquid crystal cell F was observed, the crushing unevenness was not observed at all in the observed region, and the black level was very good.

[実施例11]
使用したワニスをワニスLに代えた以外は実施例8と同様にして、液晶セルLを作製した。これらの液晶セルLのプレチルト角は0.0°であった。またVHR(電圧保持率)およびイオン密度は、99.4%(30Hz)、88.2%(0.3Hz)および35pCであった。
また、この液晶セルLの黒レベルを観察したところ、ぶつぶつムラは観察した全領域に全く見られず、非常に良好な黒レベルであった。
[Example 11]
A liquid crystal cell L was produced in the same manner as in Example 8 except that the varnish used was replaced with the varnish L. These liquid crystal cells L had a pretilt angle of 0.0 °. VHR (voltage holding ratio) and ion density were 99.4% (30 Hz), 88.2% (0.3 Hz), and 35 pC.
Further, when the black level of the liquid crystal cell L was observed, no crushing unevenness was observed at all in the observed region, and the black level was very good.

[実施例12]
使用したワニスをワニスMに代えた以外は実施例8と同様にして、液晶セルMを作製した。これらの液晶セルMのプレチルト角は0.1°であった。またVHR(電圧保持率)およびイオン密度は、99.0%(30Hz)、82.1%(0.3Hz)および120pCであった。
また、この液晶セルMの黒レベルを観察したところ、ぶつぶつムラは観察した全領域に全く見られず、非常に良好な黒レベルであった。
[Example 12]
A liquid crystal cell M was produced in the same manner as in Example 8 except that the varnish used was replaced with the varnish M. These liquid crystal cells M had a pretilt angle of 0.1 °. VHR (voltage holding ratio) and ion density were 99.0% (30 Hz), 82.1% (0.3 Hz), and 120 pC.
Further, when the black level of the liquid crystal cell M was observed, no crushing unevenness was found at all in the observed region, and the black level was very good.

[比較例3]
使用したワニスをワニスNに代えた以外は実施例8と同様にして、液晶セルNを作製した。この液晶セルNのプレチルト角は0.1°であった。またVHR(電圧保持率)およびイオン密度は、99.1%(30Hz)、76.0%(0.3Hz)および300pCであった。
また、この液晶セルNの黒レベルを観察したところ、大きなぶつぶつムラが観察した全領域に見られ、本発明の配向膜を用いた液晶表示素子に比べ非常に悪い黒レベルであった。
[Comparative Example 3]
A liquid crystal cell N was produced in the same manner as in Example 8 except that the varnish used was replaced with varnish N. The pretilt angle of the liquid crystal cell N was 0.1 °. VHR (voltage holding ratio) and ion density were 99.1% (30 Hz), 76.0% (0.3 Hz), and 300 pC.
Further, when the black level of the liquid crystal cell N was observed, large crushing unevenness was observed in all the observed regions, and the black level was much worse than that of the liquid crystal display element using the alignment film of the present invention.

[比較例4]
使用したワニスをワニスPに代えた以外は実施例8と同様にして、液晶セルPを作製した。この液晶セルPのプレチルト角は0.0°であった。またVHR(電圧保持率)およびイオン密度は、92.4%(30Hz)、85.3%(0.3Hz)および110pCであった。
また、この液晶セルPの黒レベルを観察したところ、大きなぶつぶつムラが観察した全領域に見られ、本発明の配向膜を用いた液晶表示素子に比べ悪い黒レベルであった。
[Comparative Example 4]
A liquid crystal cell P was produced in the same manner as in Example 8 except that the varnish used was replaced with the varnish P. The pretilt angle of the liquid crystal cell P was 0.0 °. VHR (voltage holding ratio) and ion density were 92.4% (30 Hz), 85.3% (0.3 Hz) and 110 pC.
Further, when the black level of the liquid crystal cell P was observed, large crushing unevenness was observed in all the observed regions, and the black level was worse than that of the liquid crystal display element using the alignment film of the present invention.

[実施例13]
片面にITO電極を設けた透明ガラス基板に、実施例1と同様にして、ワニスAをスピンコートし、その後基板を80℃で3分間加熱し、溶剤を蒸発させた後、オーブン中で210℃、15分間加熱焼成した。得られた膜厚約100nmのポリイミド膜をラビング処理した(押し込み;0.3mm、ステージ送り速度;60m/s、回転数;1000rpm、ラビング布;YA−18−R(レーヨン))。その後、配向膜を超純水中で5分間超音波洗浄してからオーブン中200℃で15分間乾燥した。
ITO電極上にこれらの配向膜が形成された基板2枚を、それぞれの配向膜についてラビング方向が逆平行になるように、かつ配向膜が形成されている面を対向させ、さらに対向する配向膜の間に液晶組成物を注入させるための空隙を形成して貼り合わせ、セル厚7μmの液晶セルArを組み立てた。そして、これらのセルに上記の液晶組成物Aを注入した。
[Example 13]
A transparent glass substrate provided with an ITO electrode on one side was spin-coated with varnish A in the same manner as in Example 1, and then the substrate was heated at 80 ° C. for 3 minutes to evaporate the solvent and then 210 ° C. in an oven. Baked for 15 minutes. The obtained polyimide film having a film thickness of about 100 nm was rubbed (indentation: 0.3 mm, stage feed speed: 60 m / s, rotation speed: 1000 rpm, rubbing cloth: YA-18-R (rayon)). Thereafter, the alignment film was ultrasonically cleaned in ultrapure water for 5 minutes and then dried in an oven at 200 ° C. for 15 minutes.
Two substrates having these alignment films formed on ITO electrodes are opposed to each other so that the rubbing directions of the respective alignment films are antiparallel to each other, and the surfaces on which the alignment films are formed are opposed to each other. A gap for injecting the liquid crystal composition was formed between and bonded together to assemble a liquid crystal cell Ar having a cell thickness of 7 μm. Then, the liquid crystal composition A was injected into these cells.

この液晶セルArのプレチルト角は0.3°であり、VHR(電圧保持率)およびイオン密度は、98.7%(30Hz)、80.2%(0.3Hz)および230pCであった。また、この液晶セルArの黒レベルを観察したところ、観察した全領域にラビングによる傷が全く見られず、更に非常に良好な黒レベルであった。   The pretilt angle of the liquid crystal cell Ar was 0.3 °, and the VHR (voltage holding ratio) and ion density were 98.7% (30 Hz), 80.2% (0.3 Hz) and 230 pC. Further, when the black level of the liquid crystal cell Ar was observed, scratches due to rubbing were not observed at all in the observed region, and the black level was further excellent.

[実施例14]
ワニスAのかわりにワニスJを用いた以外は実施例13と同様にして、セル厚7μmの液晶セルJrを組み立てた。この液晶セルJrのプレチルト角は0.5度であり、VHR(電圧保持率)およびイオン密度は、99.1%(30Hz)、87.5%(0.3Hz)および78pCであった。
また、この液晶セルJrの黒レベルを観察したところ、観察した全領域にラビングによる傷が全く見られず、更に非常に良好な黒レベルであった。
[Example 14]
A liquid crystal cell Jr having a cell thickness of 7 μm was assembled in the same manner as in Example 13 except that varnish J was used instead of varnish A. The pretilt angle of this liquid crystal cell Jr was 0.5 degree, and VHR (voltage holding ratio) and ion density were 99.1% (30 Hz), 87.5% (0.3 Hz) and 78 pC.
Further, when the black level of the liquid crystal cell Jr was observed, no scratches due to rubbing were observed at all in the observed area, and the black level was very good.

このように、本発明の配向膜を液晶表示素子用の配向膜に応用した場合、黒レベルを大きく向上させることができる。また実用に耐えうる十分な電気特性を有していることが分かる。   Thus, when the alignment film of the present invention is applied to an alignment film for a liquid crystal display element, the black level can be greatly improved. In addition, it can be seen that it has sufficient electrical characteristics to withstand practical use.

Claims (18)

主鎖に感光基を有するポリアミック酸およびこのポリアミック酸の脱水反応によって得られるポリイミドから選択される少なくとも1つのポリマーを含有する組成物であって、このポリマーは、主鎖の構造単位に炭素数6〜20のアルキレン結合を持ち、この組成物に含まれる膜形成成分の全量を基準とする前記ポリマーの割合が50〜100重量%であり、そしてこの組成物を成膜することによって100℃から300℃の間に液晶温度範囲を有する膜を形成することができる液晶配向剤。 A composition containing at least one polymer selected from a polyamic acid having a photosensitive group in the main chain and a polyimide obtained by a dehydration reaction of the polyamic acid, wherein the polymer has 6 carbon atoms in the structural unit of the main chain. The proportion of the polymer having an alkylene bond of ˜20 and based on the total amount of film-forming components contained in the composition is 50 to 100% by weight, and the composition is formed into a film at 100 to 300 ° C. A liquid crystal aligning agent capable of forming a film having a liquid crystal temperature range between ° C. 感光基が式(I)〜式(VI)で表される基の少なくとも1つである、請求項に記載の液晶配向剤。

Figure 0005671797
(ここに、R、RおよびRは独立して芳香族の2価の基である。)
Photosensitive group is at least one of the groups represented by the formula (I) ~ formula (VI), the liquid crystal aligning agent of claim 1.

Figure 0005671797
(Here, R 1 , R 2 and R 3 are independently an aromatic divalent group.)
主鎖に感光基を有するポリアミック酸が式(I−1)〜式(I−3)、式(II−1)〜式(II−3)、式(III−1)、式(IV−1)〜式(IV−3)、式(V−1)および式(VI−1)〜式(VI−7)で表される感光基を有するジアミンの少なくとも1つとテトラカルボン酸二無水物を反応させることによって得られるポリアミック酸である、請求項に記載の液晶配向剤。

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797
The polyamic acid having a photosensitive group in the main chain is represented by formula (I-1) to formula (I-3), formula (II-1) to formula (II-3), formula (III-1), formula (IV-1) ) To Formula (IV-3), Formula (V-1), and Formula (VI-1) to Formula (VI-7) are reacted with at least one diamine having a photosensitive group and tetracarboxylic dianhydride. a polyamic acid obtained by the liquid crystal alignment agent of claim 1.

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797
主鎖に感光基を有するポリアミック酸が式(IV−4)および式(VI−8)で表される感光基を有するテトラカルボン酸二無水物の少なくとも1つとジアミンを反応させることによって得られるポリアミック酸である、請求項に記載の液晶配向剤。

Figure 0005671797
A polyamic acid obtained by reacting a diamine with at least one of tetracarboxylic dianhydrides having a photosensitive group represented by formulas (IV-4) and (VI-8), wherein the polyamic acid having a photosensitive group in the main chain it is an acid, the liquid crystal aligning agent of claim 1.

Figure 0005671797
主鎖に感光基を有するポリアミック酸が請求項に記載の式(I−1)〜式(I−3)、式(II−1)〜式(II−3)、式(III−1)、式(IV−1)〜式(IV−3)、式(V−1)および式(VI−1)〜式(VI−7)で表される感光基を有するジアミンの少なくとも1つと式(VII−1)〜式(VII−3)および式(VIII−1)〜式(VIII−6)で表されるジアミンの少なくとも1つとの混合物をテトラカルボン酸二無水物と反応させることによって得られるポリアミック酸である、請求項に記載の液晶配向剤。

Figure 0005671797

Figure 0005671797
(ここに、Rは炭素数6〜20のアルキレンであり;Rは任意の−CH−が−O−、−NH−、−N(CH)−、−Si(CHOSi(CH−または−COO−で置き換えられてもよい炭素数6〜20のアルキレンであり;そして、Meはメチルである。)
Expression of the main chain is a polyamic acid having a photosensitive group claim 3 (I-1) ~ formula (I-3), formula (II-1) ~ formula (II-3), formula (III-1) At least one diamine having a photosensitive group represented by formula (IV-1) to formula (IV-3), formula (V-1) and formula (VI-1) to formula (VI-7); Obtained by reacting a mixture of at least one of the diamines represented by formula (VII-1) to formula (VII-3) and formula (VIII-1) to formula (VIII-6) with tetracarboxylic dianhydride a polyamic acid, a liquid crystal aligning agent of claim 1.

Figure 0005671797

Figure 0005671797
(Where R 4 is alkylene having 6 to 20 carbon atoms; R 5 is optional —CH 2 — is —O—, —NH—, —N (CH 3 ) —, —Si (CH 3 ) 2. Osyl (CH 3 ) 2 — or —COO— is an alkylene having 6 to 20 carbon atoms which may be replaced; and Me is methyl.)
主鎖に感光基を有するポリアミック酸が請求項に記載の式(IV−4)および式(VI−8)で表される感光基を有するテトラカルボン酸二無水物の少なくとも1つと式(VII−4)、式(VII−5)、式(VIII−7)および式(VIII−8)で表されるテトラカルボン酸二無水物の少なくとも1つとの混合物をジアミンと反応させることによって得られるポリアミック酸である、請求項に記載の液晶配向剤。

Figure 0005671797
(ここに、Rは任意の−CH−が−O−、−NH−、−N(CH)−、−Si(CHOSi(CH−または−COO−で置き換えられてもよい炭素数6〜20のアルキレンである。)
The polyamic acid having a photosensitive group in the main chain is at least one tetracarboxylic dianhydride having a photosensitive group represented by the formula (IV-4) and the formula (VI-8) according to claim 4 and the formula (VII -4), polyamics obtained by reacting a mixture with at least one of tetracarboxylic dianhydrides represented by formula (VII-5), formula (VIII-7) and formula (VIII-8) with diamine it is an acid, the liquid crystal aligning agent of claim 1.

Figure 0005671797
(Here, R 5 is arbitrary -CH 2 - -O -, - NH -, - N (CH 3) -, - Si (CH 3) 2 OSi (CH 3) 2 - or -COO- in replacement And alkylene having 6 to 20 carbon atoms.)
主鎖に感光基を有するポリアミック酸が請求項に記載の式(I−1)〜式(I−3)、式(II−1)〜式(II−3)、式(III−1)、式(IV−1)〜式(IV−3)、式(V−1)および式(VI−1)〜式(VI−7)で表される感光基を有するジアミンの少なくとも1つと式(2)〜式(4)で表されるジアミンから選択される少なくとも1つとの混合物をテトラカルボン酸二無水物と反応させることによって得られるポリアミック酸である、請求項に記載の液晶配向剤。

Figure 0005671797
(ここに、A、A、AおよびAは独立してシクロへキシレンまたはフェニレンであり;XおよびXは独立して単結合、炭素数1〜5のアルキレンまたは−O−であり;XおよびXは独立して単結合、−CH−、−CHCH−、−O−または−S−であり;Yは−CH−、−C(R11)(R12)−、−CO−または−SO−であり、R11およびR12は独立して水素、炭素数1〜12のアルキル、または炭素数1〜12のフッ素化アルキルであり;m1、m2、m3、m4およびnは独立して0または1を表す。そして、上記のシクロヘキシレンおよびフェニレンにおいて、任意の水素は炭素数1〜4のアルキルまたはベンジルで置き換えられてもよく、これらの置換基の結合位置は任意である。但し、A、A、AおよびAのすべてが1,4−フェニレンであるとき、X、X、XおよびXはいずれも単結合ではない。)

Figure 0005671797
(ここに、XおよびXは単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−NH−、−CONH−、または炭素数1〜12のアルキレンであり;GおよびGは単結合、または炭素数6〜12の芳香族環および炭素数3〜12の脂環式環から選ばれる1〜3個の環を含む2価の基であり;Rは水素、フッ素、−CN、−OH、炭素数1〜30のアルキル、炭素数1〜30のフッ素化アルキルまたは炭素数1〜30のアルコキシであり;そして、X、G、XおよびGの全てが単結合である場合は、Rは炭素数3〜30のアルキル、炭素数3〜30のフッ素化アルキルまたは炭素数3〜30のアルコキシであり、Gが単結合でありXが単結合でもなくアルキレンでもない場合は、Rは水素または炭素数3〜30のアルキルであり、GおよびGが共に単結合である場合は、X、XおよびRの合計の炭素数が3以上である。)

Figure 0005671797
(ここに、Rは水素または炭素数1〜12のアルキルであり;環Bは任意の水素が炭素数1〜4のアルキルで置き換えられてもよい1,4−フェニレン、または任意の水素が炭素数1〜4のアルキルで置き換えられてもよい1,4−シクロへキシレンであり;Xは単結合または炭素数1〜5のアルキレンであり、そしてsは0〜3の整数であり;sが2または3であるとき、複数の環Bはすべて同じ環であってもよく、少なくとも2つの異なる環で構成されてもよく、複数のXもすべて同じ基であってもよく、少なくとも2つの異なる基で構成されてもよく;ZおよびZは独立して単結合、−CH−、−CHCH−または−O−であり、t1およびt2は独立して0〜3の整数であり;t1が2または3であるとき、複数のZはすべて同じ基であってもよく、少なくとも2つの異なる基で構成されてもよく;t2が2または3であるとき、複数のZはすべて同じ基であってもよく、少なくとも2つの異なる基で構成されてもよい。)
Expression of the main chain is a polyamic acid having a photosensitive group claim 3 (I-1) ~ formula (I-3), formula (II-1) ~ formula (II-3), formula (III-1) At least one diamine having a photosensitive group represented by formula (IV-1) to formula (IV-3), formula (V-1) and formula (VI-1) to formula (VI-7); 2) to (at least one of the mixture is selected from diamines represented by 4) a polyamic acid obtained by reacting a tetracarboxylic dianhydride, a liquid crystal aligning agent of claim 1.

Figure 0005671797
(Where A 1 , A 2 , A 3 and A 4 are independently cyclohexylene or phenylene; X 3 and X 4 are independently a single bond, alkylene having 1 to 5 carbon atoms or —O— X 5 and X 6 are each independently a single bond, —CH 2 —, —CH 2 CH 2 —, —O— or —S—; Y 1 is —CH 2 —, —C (R 11 ) (R 12 ) —, —CO— or —SO 2 —, wherein R 11 and R 12 are independently hydrogen, alkyl having 1 to 12 carbons, or fluorinated alkyl having 1 to 12 carbons; m1, m2, m3, m4 and n independently represent 0 or 1. In the above cyclohexylene and phenylene, any hydrogen may be replaced by alkyl or benzyl having 1 to 4 carbon atoms. The bonding position of the substituent of It. However, when all of A 1, A 2, A 3 and A 4 is 1,4-phenylene, X 3, X 4, X 5 and X 6 are both not a single bond.)

Figure 0005671797
(Where X 1 and X 2 are a single bond, —O—, —COO—, —OCO—, —NH—, —CONH—, or alkylene having 1 to 12 carbon atoms; G 1 and G 2 are A single bond or a divalent group containing 1 to 3 rings selected from an aromatic ring having 6 to 12 carbon atoms and an alicyclic ring having 3 to 12 carbon atoms; R 6 is hydrogen, fluorine,- CN, —OH, alkyl having 1 to 30 carbons, fluorinated alkyl having 1 to 30 carbons or alkoxy having 1 to 30 carbons; and all of X 1 , G 1 , X 2 and G 2 are simple When it is a bond, R 6 is alkyl having 3 to 30 carbons, fluorinated alkyl having 3 to 30 carbons or alkoxy having 3 to 30 carbons, and G 2 is a single bond and X 2 is a single bond. If not a rather alkylene, R 6 is hydrogen or number 3-30 carbon Is alkyl, when G 1 and G 2 are both single bonds, the total number of carbon atoms of X 1, X 2 and R 6 is 3 or more.)

Figure 0005671797
(Where R 7 is hydrogen or alkyl having 1 to 12 carbons; ring B is 1,4-phenylene in which any hydrogen may be replaced by alkyl having 1 to 4 carbons, or any hydrogen is 1,4-cyclohexylene optionally substituted by alkyl having 1 to 4 carbons; X 0 is a single bond or alkylene having 1 to 5 carbons, and s is an integer of 0 to 3; When s is 2 or 3, the plurality of rings B may all be the same ring, may be composed of at least two different rings, and the plurality of X 0 may all be the same group, and at least May be composed of two different groups; Z 1 and Z 2 are independently a single bond, —CH 2 —, —CH 2 CH 2 — or —O—, and t 1 and t 2 are independently 0 to 0 An integer of 3; when t1 is 2 or 3 All of the plurality of Z 1 may be the same group, may be composed of at least two different groups; when t2 is 2 or 3, all of the plurality of Z 2 may be the same group, at least It may be composed of two different groups.)
主鎖に感光基を有するポリアミック酸が請求項に記載の式(I−1)〜式(I−3)、式(II−1)〜式(II−3)、式(III−1)、式(IV−1)〜式(IV−3)、式(V−1)および式(VI−1)〜式(VI−7)で表される感光基を有するジアミンの少なくとも1つ、請求項6に記載の式(VII−1)〜式(VII−3)および式(VIII−1)〜式(VIII−6)で表されるジアミンの少なくとも1つおよび請求項に記載の式(2)〜式(4)で表されるジアミンから選択される少なくとも1つの混合物をテトラカルボン酸二無水物と反応させることによって得られるポリアミック酸である、請求項に記載の液晶配向剤。 Expression of the main chain is a polyamic acid having a photosensitive group claim 3 (I-1) ~ formula (I-3), formula (II-1) ~ formula (II-3), formula (III-1) At least one diamine having a photosensitive group represented by formula (IV-1) to formula (IV-3), formula (V-1) and formula (VI-1) to formula (VI-7), At least one of the diamines represented by the formula (VII-1) to the formula (VII-3) and the formula (VIII-1) to the formula (VIII-6) according to the item 6, and the formula ( 2) to (at least one mixture selected from diamines represented by 4) a polyamic acid obtained by reacting a tetracarboxylic dianhydride, a liquid crystal aligning agent of claim 1. テトラカルボン酸二無水物が式(A−1)、式(A−2)、式(A−12)、式(A−14)、式(A−18)、式(A−20)、式(A−21)、式(A−37)、式(VII−4)、式(VII−5)、式(VIII−7)および式(VIII−8)で表されるテトラカルボン酸二無水物の少なくとも1つである、請求項およびのいずれか1項に記載の液晶配向剤。

Figure 0005671797

Figure 0005671797
(ここに、Rは任意の−CH−が−O−、−NH−、−N(CH)−、−Si(CHOSi(CH−または−COO−で置き換えられてもよい炭素数6〜20のアルキレンである。)
Tetracarboxylic dianhydride has formula (A-1), formula (A-2), formula (A-12), formula (A-14), formula (A-18), formula (A-20), formula Tetracarboxylic dianhydrides represented by (A-21), formula (A-37), formula (VII-4), formula (VII-5), formula (VIII-7) and formula (VIII-8) at least one of the liquid crystal alignment agent according to any one of claims 3, 5, 7 and 8.

Figure 0005671797

Figure 0005671797
(Here, R 5 is arbitrary -CH 2 - -O -, - NH -, - N (CH 3) -, - Si (CH 3) 2 OSi (CH 3) 2 - or -COO- in replacement And alkylene having 6 to 20 carbon atoms.)
ジアミンが式(VII−1)〜式(VII−3)および式(VIII−1)〜式(VIII−6)で表されるジアミンの少なくとも1つである、請求項またはに記載の液晶配向剤。

Figure 0005671797

Figure 0005671797
(ここに、Rは炭素数6〜20のアルキレンであり;Rは任意の−CH−が−O−、−NH−、−N(CH)−、−Si(CHOSi(CH−または−COO−で置き換えられてもよい炭素数6〜20のアルキレンであり;そして、Meはメチルである。)
The liquid crystal according to claim 4 or 6 , wherein the diamine is at least one of diamines represented by formula (VII-1) to formula (VII-3) and formula (VIII-1) to formula (VIII-6). Alignment agent.

Figure 0005671797

Figure 0005671797
(Where R 4 is alkylene having 6 to 20 carbon atoms; R 5 is optional —CH 2 — is —O—, —NH—, —N (CH 3 ) —, —Si (CH 3 ) 2. Osyl (CH 3 ) 2 — or —COO— is an alkylene having 6 to 20 carbon atoms which may be replaced; and Me is methyl.)
ポリアミック酸およびこのポリアミック酸の脱水反応によって得られるポリイミドから選択される少なくとも1つのポリマーを含有する組成物であって、このポリマーは、主鎖の構造単位に炭素数6〜20のアルキレン結合を持ち、この組成物に含まれる膜形成成分の全量を基準とする前記ポリマーの割合が50〜100重量%であり、そしてこの組成物を成膜することによって100℃から300℃の間に液晶温度範囲を有する膜を形成することができる液晶配向剤を基板に塗布して得られる膜にラビングまたは光照射によって異方性を付与し、その後膜の液晶温度範囲まで加熱して膜の異方性を増大させることにより得られる液晶配向膜。 A composition comprising at least one polymer selected from a polyamic acid and a polyimide obtained by a dehydration reaction of the polyamic acid, wherein the polymer has an alkylene bond having 6 to 20 carbon atoms in the structural unit of the main chain. The ratio of the polymer based on the total amount of the film-forming components contained in the composition is 50 to 100% by weight, and the liquid crystal temperature range is between 100 ° C. and 300 ° C. by forming the composition. Anisotropy is imparted to the film obtained by applying a liquid crystal aligning agent capable of forming a film having a surface to the substrate by rubbing or light irradiation, and then heated to the liquid crystal temperature range of the film to increase the film anisotropy. Liquid crystal alignment film obtained by increasing. 請求項10のいずれか1項に記載の液晶配向剤を基板に塗布して得られる膜に光照射によって異方性を付与し、その後膜の液晶温度範囲まで加熱して膜の異方性を増大させることにより得られる液晶配向膜。 Anisotropy of the film by applying anisotropy to the film obtained by applying the liquid crystal aligning agent according to any one of claims 1 to 10 to a substrate by light irradiation, and then heating to a liquid crystal temperature range of the film Liquid crystal alignment film obtained by increasing the property. ポリアミック酸およびこのポリアミック酸の脱水反応によって得られるポリイミドから選択される少なくとも1つのポリマーを含有する組成物であって、このポリマーは、主鎖の構造単位に炭素数6〜20のアルキレン結合を持ち、この組成物に含まれる膜形成成分の全量を基準とする前記ポリマーの割合が50〜100重量%であり、そしてこの組成物を成膜することによって100℃から300℃の間に液晶温度範囲を有する膜を形成することができる液晶配向剤を基板に塗布して得られる膜にラビング異方性を付与し、その後膜の液晶温度範囲まで加熱して膜の異方性を増大させることにより得られる液晶配向膜であり;
前記ポリアミック酸は式(VII−1)〜式(VII−3)で表されるジアミンの少なくとも1つと式(VIII−7)および式(VIII−8)で表されるテトラカルボン酸二無水物の少なくとも1つを反応させることによって得られるポリアミック酸または式(VIII−1)〜式(VIII−6)で表されるジアミンの少なくとも1つと式(VII−4)および式(VII−5)で表されるテトラカルボン酸二無水物の少なくとも1つを反応させることによって得られる。

Figure 0005671797
(ここに、R は炭素数6〜20のアルキレンであり;そして、R は任意の−CH −が−O−、−NH−、−N(CH )−、−Si(CH OSi(CH −または−COO−で置き換えられてもよい炭素数6〜20のアルキレンである。)

Figure 0005671797
(ここに、Meはメチルである。)
A composition comprising at least one polymer selected from a polyamic acid and a polyimide obtained by a dehydration reaction of the polyamic acid, wherein the polymer has an alkylene bond having 6 to 20 carbon atoms in the structural unit of the main chain. The ratio of the polymer based on the total amount of the film-forming components contained in the composition is 50 to 100% by weight, and the liquid crystal temperature range is between 100 ° C. and 300 ° C. by forming the composition. By applying rubbing anisotropy to a film obtained by applying a liquid crystal aligning agent capable of forming a film having a film to a substrate, and then heating to the liquid crystal temperature range of the film to increase the film anisotropy A liquid crystal alignment film obtained ;
The polyamic acid comprises at least one of diamines represented by formulas (VII-1) to (VII-3) and tetracarboxylic dianhydrides represented by formulas (VIII-7) and (VIII-8). A polyamic acid obtained by reacting at least one or at least one diamine represented by formula (VIII-1) to formula (VIII-6) and a formula (VII-4) or formula (VII-5) Obtained by reacting at least one of the tetracarboxylic dianhydrides prepared.

Figure 0005671797
(Where R 4 is alkylene having 6 to 20 carbon atoms; and R 5 is any —CH 2 — being —O—, —NH—, —N (CH 3 ) —, —Si (CH 3 ) 2 OSi (CH 3 ) 2 — or —COO— is an alkylene having 6 to 20 carbon atoms which may be substituted.

Figure 0005671797
(Where Me is methyl.)
請求項1113のいずれか1項に記載の液晶配向膜を有する液晶表示素子。 The liquid crystal display device having a liquid crystal alignment film according to any one of claims 11 to 13. 式(IX)で表される構成単位を含み、100〜300℃に液晶温度範囲を有するポリイミド、またはその前駆体であるポリアミック酸:

Figure 0005671797
ここに、Rは炭素数6〜20のアルキレンであり;R式(I−1)〜式(I−3)、式(II−1)〜式(II−3)、式(III−1)、式(IV−1)〜式(IV−3)、式(V−1)および式(VI−1)〜式(VI−7)で表されるジアミンのいずれか1つの残基である。

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797
Polyamic acid containing a structural unit represented by the formula (IX) and having a liquid crystal temperature range at 100 to 300 ° C. or a precursor thereof, polyamic acid:

Figure 0005671797
Here, R 5 is alkylene having 6 to 20 carbon atoms; R 9 is represented by formula (I-1) to formula (I-3), formula (II-1) to formula (II-3), formula (III) -1), formula (IV-1) to formula (IV-3), formula (V-1) and formula (VI-1) one of the remaining diamine represented by - formula (VI-7) It is a group.

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797
式(X)で表される構成単位を含み、100〜300℃に液晶温度範囲を有するポリイミド、またはその前駆体であるポリアミック酸:

Figure 0005671797
ここに、Rは炭素数6〜20のアルキレンであり;R式(I−1)〜式(I−3)、式(II−1)〜式(II−3)、式(III−1)、式(IV−1)〜式(IV−3)、式(V−1)および式(VI−1)〜式(VI−7)で表されるジアミンのいずれか1つの残基である。

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797
Polyamic acid containing a structural unit represented by the formula (X) and having a liquid crystal temperature range at 100 to 300 ° C. or a precursor thereof, polyamic acid:

Figure 0005671797
Here, R 5 is alkylene having 6 to 20 carbon atoms; R 9 is represented by formula (I-1) to formula (I-3), formula (II-1) to formula (II-3), formula (III) -1), formula (IV-1) to formula (IV-3), formula (V-1) and formula (VI-1) one of the remaining diamine represented by - formula (VI-7) It is a group.

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797
式(IX)で表される構成単位および式(XI)で表される構成単位を含み、100〜300℃に液晶温度範囲を有するポリイミドまたはその前駆体であるポリアミック酸:

Figure 0005671797

Figure 0005671797
ここに、Rは炭素数6〜12のアルキレンであり;Rは式(I−1)〜式(I−3)、式(II−1)〜式(II−3)、式(III−1)、式(IV−1)〜式(IV−3)、式(V−1)および式(VI−1)〜式(VI−7)で表されるジアミンのいずれか1つの残基であり;R10は式(VIII−1)〜式(VIII−6)で表されるジアミンのいずれか1つの残基である。

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797
(ここに、Meはメチルである。)
Polyamic acid, which is a polyimide or a precursor thereof, containing a structural unit represented by formula (IX) and a structural unit represented by formula (XI) and having a liquid crystal temperature range of 100 to 300 ° C .:

Figure 0005671797

Figure 0005671797
Here, R 5 is alkylene having 6 to 12 carbon atoms; R 9 is represented by formula (I-1) to formula (I-3), formula (II-1) to formula (II-3), formula (III) -1), a residue of any one of diamines represented by formula (IV-1) to formula (IV-3), formula (V-1) and formula (VI-1) to formula (VI-7) R 10 is a residue of any one of the diamines represented by formula (VIII-1) to formula (VIII-6).

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797
(Where Me is methyl.)
式(X)で表される構成単位および式(XII)で表される構成単位を含み、100〜300℃に液晶温度範囲を有するポリイミドまたはその前駆体であるポリアミック酸:

Figure 0005671797

Figure 0005671797
ここに、Rは炭素数6〜12のアルキレンであり;Rは式(I−1)〜式(I−3)、式(II−1)〜式(II−3)、式(III−1)、式(IV−1)〜式(IV−3)、式(V−1)および式(VI−1)〜式(VI−7)で表されるジアミンのいずれか1つの残基であり;R10は式(VIII−1)〜式(VIII−6)で表されるジアミンのいずれか1つの残基である。

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797
(ここに、Meはメチルである。)
Polyamic acid, which is a polyimide or precursor thereof, containing a structural unit represented by formula (X) and a structural unit represented by formula (XII) and having a liquid crystal temperature range of 100 to 300 ° C .:

Figure 0005671797

Figure 0005671797
Here, R 5 is alkylene having 6 to 12 carbon atoms; R 9 is represented by formula (I-1) to formula (I-3), formula (II-1) to formula (II-3), formula (III) -1), a residue of any one of diamines represented by formula (IV-1) to formula (IV-3), formula (V-1) and formula (VI-1) to formula (VI-7) R 10 is a residue of any one of the diamines represented by formula (VIII-1) to formula (VIII-6).

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797

Figure 0005671797
(Where Me is methyl.)
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