JP5713008B2 - Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal display element using the same - Google Patents

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Description

本発明は、白化、異物の発生を抑制し、かつプレチルト角を低下させない液晶配向剤、それを用いた液晶配向膜及び液晶表示素子に関するものである。   The present invention relates to a liquid crystal aligning agent that suppresses whitening and generation of foreign matter and does not decrease a pretilt angle, a liquid crystal alignment film using the same, and a liquid crystal display element.

液晶表示素子は、液晶分子が基板に形成された液晶配向膜で挟まれた構造をしており、液晶配向膜によって一定方向に配向した液晶分子が、電圧によって応答することを利用した表示素子である。この液晶配向膜には、一般的に、高い信頼性を有するポリイミド膜を形成する液晶配向剤(液晶配向処理剤ともいう。)が使用されている。
かかるポリイミド膜を電極付き基板上に形成させる手段としては、ポリアミック酸などのポリイミド前駆体の溶液からなる液晶配向剤の塗膜を作成し、基板上でイミド化させる方法と、予め、イミド化させてあるポリイミドを含む溶液を使用する方法とがある。
A liquid crystal display element has a structure in which liquid crystal molecules are sandwiched between liquid crystal alignment films formed on a substrate, and is a display element utilizing the fact that liquid crystal molecules aligned in a certain direction by a liquid crystal alignment film respond with voltage. is there. In general, a liquid crystal alignment agent (also referred to as a liquid crystal alignment treatment agent) that forms a highly reliable polyimide film is used for the liquid crystal alignment film.
As a means for forming such a polyimide film on a substrate with electrodes, a method of forming a liquid crystal aligning agent coating film composed of a solution of a polyimide precursor such as polyamic acid and imidizing on the substrate, and imidizing in advance. And using a solution containing a certain polyimide.

このうち、ポリイミドを含む溶液を使用する方法は、比較的低温の焼成であっても、液晶配向膜としたときの特性が良好なポリイミド膜を形成させることが可能であるという反面、形成された膜の強度が低く、ラビング処理などの配向処理により膜表面への傷や膜の剥離が起き易い。液晶配向膜表面の傷や剥離は、液晶表示素子とした際に表示不良が起こる原因となるため重要である。
一方、ポリイミドを含む溶液を使用する方法は、ポリイミドが、ポリアミック酸などと比較して一般的に有機溶媒への溶解性に劣るため、均一な塗膜の形成が困難になる場合があり、更には液晶配向剤に通常使用される溶媒に対して不溶化し、液晶配向剤中に含有させることが困難になることも起こりうる。従って、液晶配向剤中に含有させるポリイミドの溶解性も重要となる。
Among them, the method using a polyimide-containing solution was able to form a polyimide film with good characteristics when used as a liquid crystal alignment film, even when firing at a relatively low temperature. The strength of the film is low, and the film surface is easily scratched or peeled off by an alignment process such as a rubbing process. Scratches and peeling on the surface of the liquid crystal alignment film are important because they cause display defects when the liquid crystal display element is formed.
On the other hand, the method of using a solution containing polyimide, polyimide is generally inferior in solubility in organic solvents compared to polyamic acid and the like, it may be difficult to form a uniform coating film, May become insoluble in a solvent usually used for a liquid crystal aligning agent and may be difficult to be contained in the liquid crystal aligning agent. Therefore, the solubility of the polyimide contained in the liquid crystal aligning agent is also important.

また、ポリイミドを含有する液晶配向剤を用いると、基板上に印刷するなどの場合、吸湿によりポリイミドが析出し、ワニスが白化現象を起こし、得られる塗膜に表面荒れを発生させることになる。
さらに、ポリイミドを含有する液晶配向剤の場合、ポリイミドがAPR(Asahi Photosensitive Resin)などの印刷版とも密着性が悪く、印刷工程において印刷版から塗膜が剥がれてしまい、そのまま基板に転写されることにより、剥がれたポリイミドが異物として基板上に残り、これが凝集しギャップムラを生じるという問題が起こりやすい。
Further, when a liquid crystal aligning agent containing polyimide is used, when printing on a substrate or the like, polyimide is precipitated by moisture absorption, the varnish causes a whitening phenomenon, and surface roughness occurs in the resulting coating film.
Furthermore, in the case of a liquid crystal aligning agent containing polyimide, the polyimide has poor adhesion to a printing plate such as APR (Asahi Photosensitive Resin), and the coating film is peeled off from the printing plate in the printing process and transferred to the substrate as it is. As a result, the peeled polyimide remains on the substrate as a foreign substance, which tends to agglomerate and cause gap unevenness.

上記のような課題に対して、液晶配向膜のラビング耐性やポリイミドの溶解性を改善を目的とする特定構造を有するジアミン成分を含有する液晶配向剤が提案されている(特許文献1参照)。また、ポリイミドを含有するワニスの白化現象を抑制する方法として、溶媒の50%以上にN−ビニルピロリドンやN−シクロヘキシルピロリドンなどの乾燥時間を抑制できる高沸点の溶媒を用いることが提案されている(特許文献2参照)。   In response to the above problems, a liquid crystal aligning agent containing a diamine component having a specific structure for improving the rubbing resistance of the liquid crystal alignment film and the solubility of polyimide has been proposed (see Patent Document 1). Further, as a method for suppressing the whitening phenomenon of a varnish containing polyimide, it has been proposed to use a high boiling point solvent capable of suppressing the drying time such as N-vinylpyrrolidone or N-cyclohexylpyrrolidone for 50% or more of the solvent. (See Patent Document 2).

国際公開第2006/126555号パンフレットInternational Publication No. 2006/126555 Pamphlet 特開平5−117587号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-117487

しかしながら、上記で提案されている従来の手段は必ずしも十分ではなく、例えば、特許文献2の高沸点の溶媒を用いる手段では、これらの溶媒が、一般的に吸湿性が高いために、使用量が大きくなると、液晶配向剤のワニスの上記白化現象を増大させ、また、得られる液晶配向膜のプレチルト角を低下させるという副作用を招くことがわかった。   However, the conventional means proposed above are not always sufficient. For example, in the means using a high boiling point solvent in Patent Document 2, since these solvents are generally highly hygroscopic, the amount of use is small. It has been found that when it becomes large, the above-mentioned whitening phenomenon of the varnish of the liquid crystal aligning agent is increased, and the side effect of reducing the pretilt angle of the obtained liquid crystal aligning film is caused.

上記したポリイミドを含有する液晶配向剤における白化現象、基板上に異物を発生する現象、さらには、得られる液晶配向膜のプレチルト角の低下は、近年、液晶表示素子の大型化や高精細化に伴い、品質に対する要求がますます厳しくなるなか重要な解決すべき課題になっている。
本発明は、ポリイミドを含有する液晶配向剤における、これらの白化現象や、基板上に異物を発生する現象を抑制し、さらには、得られる液晶配向膜のプレチルト角の低下を抑制し、配向性も良好である液晶配向剤を提供することを目的とする。
The whitening phenomenon in the liquid crystal aligning agent containing polyimide described above, the phenomenon of generating foreign matter on the substrate, and the decrease in the pretilt angle of the obtained liquid crystal alignment film have recently increased the size and resolution of liquid crystal display elements. Along with this, the demands for quality are becoming more and more important issues to be solved.
The present invention suppresses the whitening phenomenon and the phenomenon of generating foreign matter on the substrate in the liquid crystal alignment agent containing polyimide, and further suppresses the decrease in the pretilt angle of the obtained liquid crystal alignment film. Another object of the present invention is to provide a liquid crystal aligning agent that is also good.

本発明者は、上記の目的を達成するために鋭意研究を行った結果、本発明を完成するに至った。即ち、本発明は以下を要旨とする。
1.ジアミン成分とテトラカルボン酸二無水物とを反応させて得られるポリアミック酸をイミド化して得られるポリイミドと、3級窒素原子及び4級炭素原子を有する炭素数が3〜15のポリオール化合物と、を含有することを特徴とする液晶配向剤。
2.ポリオール化合物が、下記の式(A)で表される、上記1に記載の液晶配向剤。
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have completed the present invention. That is, the gist of the present invention is as follows.
1. A polyimide obtained by imidizing a polyamic acid obtained by reacting a diamine component and tetracarboxylic dianhydride, and a polyol compound having 3 to 15 carbon atoms having tertiary nitrogen atoms and quaternary carbon atoms, A liquid crystal aligning agent characterized by containing.
2. 2. The liquid crystal aligning agent according to 1 above, wherein the polyol compound is represented by the following formula (A).

Figure 0005713008
(式中のR1、R2はそれぞれ独立に炭素数1〜5のヒドロキシアルキル基を表し、R3、R4、R5は、それぞれ独立に炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のヒドロキシアルキル基を表す。)
3.ポリオール化合物が、水酸基を2〜8個有する上記1又は2に記載の液晶配向剤。
4.ポリイミドを1〜10質量%含有し、かつポリオール化合物をポリイミド100質量部に対し0.1〜10質量部を含有する上記1〜3のいずれかに記載の液晶配向剤。
5.ジアミン成分が、炭素数2又は3のアルケニル基で置換されたジ置換アミノ基を有するジアミノベンゼンである、上記1〜4のいずれかに記載の液晶配向剤。
6.ジアミノベンゼンが、下記の式[1]で表されるジアミンである、上記5に記載の液晶配向剤。
Figure 0005713008
(In the formula, R 1 and R 2 each independently represent a hydroxyalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 3 , R 4 and R 5 are each independently an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or 1 carbon atom. Represents a hydroxyalkyl group of ˜5.)
3. 3. The liquid crystal aligning agent according to 1 or 2 above, wherein the polyol compound has 2 to 8 hydroxyl groups.
4). The liquid crystal aligning agent in any one of said 1-3 which contains 1-10 mass% of polyimides, and contains a polyol compound 0.1-10 mass parts with respect to 100 mass parts of polyimides.
5. 5. The liquid crystal aligning agent according to any one of 1 to 4 above, wherein the diamine component is diaminobenzene having a disubstituted amino group substituted with an alkenyl group having 2 or 3 carbon atoms.
6). 6. The liquid crystal aligning agent according to 5 above, wherein the diaminobenzene is a diamine represented by the following formula [1].

Figure 0005713008
7.ジアミン成分が、さらに、下記の式[32]で表されるジアミンを含む、上記6に記載の液晶配向剤。
Figure 0005713008
7). 7. The liquid crystal aligning agent according to 6 above, wherein the diamine component further contains a diamine represented by the following formula [32].

Figure 0005713008
(上記式中、kは1〜20の整数を表す。)
8.式[1]で表されるジアミンを、全ジアミン成分中20〜90モル%含有する上記6又は7のいずれかに記載の液晶配向剤。
9.さらに、式[32]で表されるジアミンが、全ジアミン成分中5〜40モル%含有される、上記7又は8のいずれかに記載の液晶配向剤。
10.上記1〜9のいずれかに記載の液晶配向剤を電極付き基板上に塗布、焼成して得られる液晶配向膜。
11.上記10に記載の液晶配向膜を有する液晶表示素子。
Figure 0005713008
(In the above formula, k represents an integer of 1 to 20.)
8). The liquid crystal aligning agent in any one of said 6 or 7 which contains 20-90 mol% of diamine represented by Formula [1] in all the diamine components.
9. Furthermore, the liquid crystal aligning agent in any one of said 7 or 8 containing 5-40 mol% of diamine represented by Formula [32] in all the diamine components.
10. The liquid crystal aligning film obtained by apply | coating and baking the liquid crystal aligning agent in any one of said 1-9 on a board | substrate with an electrode.
11. 11. A liquid crystal display device having the liquid crystal alignment film as described in 10 above.

本発明の液晶配向剤によれば、白化現象や基板上に異物を発生させ、該異物が凝集してギャップムラを生じる現象を抑制し、さらには、得られる液晶配向膜のプレチルト角の低下を抑制し、配向性も良好である液晶配向膜が得られ、かつかかる液晶配向膜を使用することにより、大型で高精細の場合にも信頼性の高い液晶表示素子が歩留り良く生産できる。
本発明の液晶配向剤の使用により、何故に、白化現象や、基板上に異物を発生する現象を抑制し、さらには、得られる液晶配向膜のプレチルト角の低下を抑制し得るかについてのメカニズムは必ずしも明らかではないが、ほぼ次のように考えられる。
本発明の液晶配向剤に含有されるポリオール化合物は、その有する3級アミンがポリマー中のカルボン酸基と塩を形成することにより、ポリイミドを含むポリマーの水に対する溶解性が上がる結果、白化に対する耐性が向上するものと考えられる。また、ポリオール化合物の有する多数の水酸基の存在により、ポリイミドを含むポリマーとAPR版との密着性が向上することにより、印刷時の膜剥がれによる異物の発生と、それに伴う液晶表示素子のギャップムラが抑えられるものと考えられる。
According to the liquid crystal aligning agent of the present invention, whitening phenomenon or foreign matter is generated on the substrate, and the phenomenon that the foreign matter aggregates to cause gap unevenness is suppressed, and further, the pretilt angle of the obtained liquid crystal alignment film is reduced. A liquid crystal alignment film that is suppressed and has good alignment properties can be obtained, and by using such a liquid crystal alignment film, a highly reliable liquid crystal display element can be produced with a high yield even in the case of large size and high definition.
Mechanism of why the use of the liquid crystal aligning agent of the present invention can suppress the phenomenon of whitening and the generation of foreign matter on the substrate, and further suppress the decrease in the pretilt angle of the liquid crystal alignment film obtained. Is not necessarily clear, but is considered as follows.
The polyol compound contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention is resistant to whitening as a result of increasing the solubility of the polymer containing polyimide in water by forming a salt with the carboxylic acid group in the polymer. Is thought to improve. In addition, due to the presence of a large number of hydroxyl groups in the polyol compound, the adhesion between the polymer containing polyimide and the APR plate is improved, so that foreign matter is generated due to film peeling during printing and the resulting gap unevenness of the liquid crystal display element. It is thought that it can be suppressed.

本発明の液晶配向剤は、ジアミン成分とテトラカルボン酸二無水物とを反応させて得られるポリアミック酸をイミド化して得られるポリイミドをポリマーとして含有する。本発明に使用されるポリイミドは特に限定されないが、以下のようにして得られる。   The liquid crystal aligning agent of this invention contains the polyimide obtained by imidizing the polyamic acid obtained by making a diamine component and tetracarboxylic dianhydride react as a polymer. Although the polyimide used for this invention is not specifically limited, It is obtained as follows.

[ジアミン成分]
ポリイミドを得るのに用いられるジアミン成分(単に、ジアミンともいう。)は特に限定されない。そのジアミンは一種でも複数種でも併用可能であり、種類は限定されない。ジアミンの種類としては、脂環式ジアミン、芳香族ジアミン類、複素環式ジアミン類または脂肪族ジアミンが例示される。以下にその具体例を示す。
[Diamine component]
The diamine component (also simply referred to as diamine) used for obtaining the polyimide is not particularly limited. The diamine can be used alone or in combination, and the type is not limited. Examples of the diamine include alicyclic diamines, aromatic diamines, heterocyclic diamines, and aliphatic diamines. Specific examples are shown below.

脂環式ジアミンの例としては、1,4−ジアミノシクロヘキサン、1,3−ジアミノシクロヘキサン、4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジシクロヘキシルアミン、およびイソホロンジアミン等が挙げられる。   Examples of alicyclic diamines include 1,4-diaminocyclohexane, 1,3-diaminocyclohexane, 4,4′-diaminodicyclohexylmethane, 4,4′-diamino-3,3′-dimethyldicyclohexylamine, and isophorone Examples include diamines.

芳香族ジアミン類の例としては、o−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、2,4−ジアミノトルエン、2,5−ジアミノトルエン、3,5−ジアミノトルエン、1,4−ジアミノ−2−メトキシベンゼン、2,5−ジアミノ−p−キシレン、1,3−ジアミノ−4−クロロベンゼン、3,5−ジアミノ安息香酸、1,4−ジアミノ−2,5−ジクロロベンゼン、4,4’−ジアミノ−1,2−ジフェニルエタン、4,4’−ジアミノ−2,2’−ジメチルビベンジル、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、3,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノ−3,3’―ジメチルジフェニルメタン、2,2’−ジアミノスチルベン、4,4’−ジアミノスチルベン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、3,5−ビス(4−アミノフェノキシ)安息香酸、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビベンジル、2,2−ビス[(4−アミノフェノキシ)メチル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフロロプロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、1,1−ビス(4−アミノフェニル)シクロヘキサン、α、α’−ビス(4−アミノフェニル)−1,4−ジイソプロピルベンゼン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン、2,2−ビス(3−アミノフェニル)ヘキサフロロプロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフロロプロパン、4,4’−ジアミノジフェニルアミン、2,4−ジアミノジフェニルアミン、1,8−ジアミノナフタレン、1,5−ジアミノナフタレン、1,5−ジアミノアントラキノン、1,3−ジアミノピレン、1,6−ジアミノピレン、1,8―ジアミノピレン、2,7−ジアミノフルオレン、1,3−ビス(4−アミノフェニル)テトラメチルジシロキサン、ベンジジン、2,2’−ジメチルベンジジン、1,2−ビス(4−アミノフェニル)エタン、1,3−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、1,4−ビス(4−アミノフェニル)ブタン、1,5−ビス(4−アミノフェニル)ペンタン、1,6−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサン、1,7−ビス(4−アミノフェニル)ヘプタン、1,8−ビス(4−アミノフェニル)オクタン、1,9−ビス(4−アミノフェニル)ノナン、1,10−ビス(4−アミノフェニル)デカン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)プロパン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ブタン、1,5−ビス(4−アミノフェノキシ)ペンタン、1,6−ビス(4−アミノフェノキシ)ヘキサン、1,7−ビス(4−アミノフェノキシ)ヘプタン、1,8−ビス(4−アミノフェノキシ)オクタン、1,9−ビス(4−アミノフェノキシ)ノナン、1,10−ビス(4−アミノフェノキシ)デカン、ジ(4−アミノフェニル)プロパン−1,3−ジオエート、ジ(4−アミノフェニル)ブタン−1,4−ジオエート、ジ(4−アミノフェニル)ペンタン−1,5−ジオエート、ジ(4−アミノフェニル)ヘキサン−1,6−ジオエート、ジ(4−アミノフェニル)ヘプタン−1,7−ジオエート、ジ(4−アミノフェニル)オクタン−1,8−ジオエート、ジ(4−アミノフェニル)ノナン−1,9−ジオエート、ジ(4−アミノフェニル)デカン−1,10−ジオエート、1,3−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ〕プロパン、1,4−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ〕ブタン、1,5−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ〕ペンタン、1,6−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ〕ヘキサン、1,7−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ〕ヘプタン、1,8−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ〕オクタン、1,9−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ〕ノナン、1,10−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ〕デカンなどが挙げられる。   Examples of aromatic diamines include o-phenylenediamine, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 2,4-diaminotoluene, 2,5-diaminotoluene, 3,5-diaminotoluene, 1,4-diamino. 2-methoxybenzene, 2,5-diamino-p-xylene, 1,3-diamino-4-chlorobenzene, 3,5-diaminobenzoic acid, 1,4-diamino-2,5-dichlorobenzene, 4,4 '-Diamino-1,2-diphenylethane, 4,4'-diamino-2,2'-dimethylbibenzyl, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-diaminodiphenylmethane, 3,4'-diaminodiphenylmethane 4,4'-diamino-3,3'-dimethyldiphenylmethane, 2,2'-diaminostilbene, 4,4'-diamy Stilbene, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenyl sulfide, 4,4′-diaminodiphenyl sulfone, 3,3′-diaminodiphenyl sulfone, 4,4′- Diaminobenzophenone, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 3,5-bis (4- Aminophenoxy) benzoic acid, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) bibenzyl, 2,2-bis [(4-aminophenoxy) methyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) Phenyl] hexafluoropropane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, bis [4- 3-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 1,1-bis (4-aminophenyl) cyclohexane, α, α′-bis (4-aminophenyl) -1 , 4-diisopropylbenzene, 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene, 2,2-bis (3-aminophenyl) hexafluoropropane, 2,2-bis (4-aminophenyl) hexafluoropropane, 4, , 4'-diaminodiphenylamine, 2,4-diaminodiphenylamine, 1,8-diaminonaphthalene, 1,5-diaminonaphthalene, 1,5-diaminoanthraquinone, 1,3-diaminopyrene, 1,6-diaminopyrene, , 8-diaminopyrene, 2,7-diaminofluorene, 1,3-bis (4-aminophenyl) teto Methyldisiloxane, benzidine, 2,2'-dimethylbenzidine, 1,2-bis (4-aminophenyl) ethane, 1,3-bis (4-aminophenyl) propane, 1,4-bis (4-aminophenyl) ) Butane, 1,5-bis (4-aminophenyl) pentane, 1,6-bis (4-aminophenyl) hexane, 1,7-bis (4-aminophenyl) heptane, 1,8-bis (4- Aminophenyl) octane, 1,9-bis (4-aminophenyl) nonane, 1,10-bis (4-aminophenyl) decane, 1,3-bis (4-aminophenoxy) propane, 1,4-bis ( 4-aminophenoxy) butane, 1,5-bis (4-aminophenoxy) pentane, 1,6-bis (4-aminophenoxy) hexane, 1,7-bis (4-aminopheno) C) Heptane, 1,8-bis (4-aminophenoxy) octane, 1,9-bis (4-aminophenoxy) nonane, 1,10-bis (4-aminophenoxy) decane, di (4-aminophenyl) Propane-1,3-dioate, di (4-aminophenyl) butane-1,4-dioate, di (4-aminophenyl) pentane-1,5-dioate, di (4-aminophenyl) hexane-1,6 -Dioate, di (4-aminophenyl) heptane-1,7-dioate, di (4-aminophenyl) octane-1,8-dioate, di (4-aminophenyl) nonane-1,9-dioate, di ( 4-aminophenyl) decane-1,10-dioate, 1,3-bis [4- (4-aminophenoxy) phenoxy] propane, 1,4-bis [4- (4- Aminophenoxy) phenoxy] butane, 1,5-bis [4- (4-aminophenoxy) phenoxy] pentane, 1,6-bis [4- (4-aminophenoxy) phenoxy] hexane, 1,7-bis [4 -(4-aminophenoxy) phenoxy] heptane, 1,8-bis [4- (4-aminophenoxy) phenoxy] octane, 1,9-bis [4- (4-aminophenoxy) phenoxy] nonane, 1,10 -Bis [4- (4-aminophenoxy) phenoxy] decane and the like.

複素環式ジアミン類の例としては、2,6−ジアミノピリジン、2,4−ジアミノピリジン、2,4−ジアミノ−1,3,5−トリアジン、2,7−ジアミノジベンゾフラン、3,6−ジアミノカルバゾール、2,4−ジアミノ−6−イソプロピル−1,3,5−トリアジン、2,5−ビス(4−アミノフェニル)−1,3,4−オキサジアゾールなどが挙げられる。   Examples of heterocyclic diamines include 2,6-diaminopyridine, 2,4-diaminopyridine, 2,4-diamino-1,3,5-triazine, 2,7-diaminodibenzofuran, 3,6-diamino. Examples thereof include carbazole, 2,4-diamino-6-isopropyl-1,3,5-triazine, 2,5-bis (4-aminophenyl) -1,3,4-oxadiazole.

脂肪族ジアミンの例としては、1,2−ジアミノエタン、1,3−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタン、1,5−ジアミノペンタン、1,6−ジアミノヘキサン、1,7−ジアミノヘプタン、1,8−ジアミノオクタン、1,9−ジアミノノナン、1,10−ジアミノデカン、1,3−ジアミノ−2,2−ジメチルプロパン、1,6−ジアミノ−2,5−ジメチルヘキサン、1,7−ジアミノ−2,5−ジメチルヘプタン、1,7−ジアミノ−4,4−ジメチルヘプタン、1,7−ジアミノ−3−メチルヘプタン、1,9−ジアミノ−5−メチルヘプタン、1,12−ジアミノドデカン、1,18−ジアミノオクタデカン、1,2−ビス(3−アミノプロポキシ)エタンなどが挙げられる。   Examples of aliphatic diamines include 1,2-diaminoethane, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1,5-diaminopentane, 1,6-diaminohexane, 1,7-diaminoheptane, 1,8-diaminooctane, 1,9-diaminononane, 1,10-diaminodecane, 1,3-diamino-2,2-dimethylpropane, 1,6-diamino-2,5-dimethylhexane, 1,7- Diamino-2,5-dimethylheptane, 1,7-diamino-4,4-dimethylheptane, 1,7-diamino-3-methylheptane, 1,9-diamino-5-methylheptane, 1,12-diaminododecane 1,18-diaminooctadecane, 1,2-bis (3-aminopropoxy) ethane and the like.

本発明では、ジアミンとして、炭素数2又は3のアルケニル基で置換されたジ置換アミノ基を有するジアミノベンゼン(以下、特定ジアミンともいう。)が好適に用いられる。特定ジアミンを使用した場合、ポリマーの溶解性が高まり、より異物の発生を抑えることができる。特定ジアミンとしては、特に、下記式[1]で表される、2−プロペニル基(以下、アリル基ともいう)で置換されたジ置換アミノ基を有するジアミノベンゼンが好ましい。   In the present invention, diaminobenzene having a disubstituted amino group substituted with an alkenyl group having 2 or 3 carbon atoms (hereinafter also referred to as a specific diamine) is preferably used as the diamine. When a specific diamine is used, the solubility of the polymer is increased and the generation of foreign matters can be further suppressed. As the specific diamine, diaminobenzene having a disubstituted amino group substituted with a 2-propenyl group (hereinafter also referred to as an allyl group) represented by the following formula [1] is particularly preferable.

Figure 0005713008
式[1]で表されるジアミンにおいて、ベンゼン環上の各置換基の位置は特に限定されないが、2つのアミノ基の位置関係はメタまたはパラが好ましい。以下にこのジアミンのより好ましい具体例を挙げる。
Figure 0005713008
In the diamine represented by the formula [1], the position of each substituent on the benzene ring is not particularly limited, but the positional relationship between the two amino groups is preferably meta or para. The more preferable specific example of this diamine is given below.

Figure 0005713008
前記式[2]は、2,4−ジアミノ−N,N−ジアリルアニリンであり、前記式[3]は、3,5−ジアミノ−N,N−ジアリルアニリンであり、前記式[4]は、2,5−ジアミノ−N,N−ジアリルアニリンである。前記ジアミノベンゼンは、前記[2]、[3]及び[4]からなる群から選ばれる少なくとも一種であるのがより好ましい。なかでも、前記ジアミノベンゼンは、2,4−ジアミノ−N,N−ジアリルアニリンであるのが特に好ましい。
Figure 0005713008
The formula [2] is 2,4-diamino-N, N-diallylaniline, the formula [3] is 3,5-diamino-N, N-diallylaniline, and the formula [4] is 2,5-diamino-N, N-diallylaniline. More preferably, the diaminobenzene is at least one selected from the group consisting of [2], [3] and [4]. Of these, the diaminobenzene is particularly preferably 2,4-diamino-N, N-diallylaniline.

本発明において、ポリイミドの原料となるジアミン成分は、特定ジアミンのみであってもよく、或いは、特定ジアミンとその他のジアミンの1種または2種以上とを組み合わせでもよい。ポリイミドを得るためのジアミン成分に特定ジアミンを含有させることで、ポリイミドの有機溶媒に対する溶解性が高くなる。さらに、塗膜をラビング処理する際の膜表面への傷や膜の剥離といった問題が改善される。   In the present invention, the diamine component used as a raw material for polyimide may be only a specific diamine, or a combination of a specific diamine and one or more of other diamines. By making a diamine component for obtaining a polyimide contain a specific diamine, the solubility of the polyimide in an organic solvent is increased. Furthermore, problems such as scratches on the film surface and film peeling when the coating film is rubbed are improved.

ジアミン成分中における特定ジアミンの含有量は、20モル(mol)%以上含有することが好ましく、より好ましくは40モル%以上であり、特には50モル%以上である。ジアミン成分中の特定ジアミン含有比率が高くなるほど、ラビング処理時の配向膜表面の傷や膜の剥離を抑制する効果が高くなる。また、得られるポリイミドの有機溶媒に対する溶解性も高くなる。他方、ジアミン成分が特定ジアミンのみでも良いが、特定ジアミン以外のジアミンを併用することで、液晶配向膜に必要とされるその他の特性を付与できるので好ましい。そのため、特定ジアミンの含有量は90モル%以下がより好ましい。特に特定ジアミンと4-アミノベンジルアミン、3-アミノベンジルアミン、または4-アミノフェネチルアミンを用いると、ポリイミドの有機溶媒への溶解性が高くなり、さらに液晶配向性に優れた液晶配向剤が得られるため特に好ましい。4-アミノベンジルアミン、3-アミノベンジルアミン、または4−アミノフェネチルアミンのジアミン成分中の好ましい含有量は10モル%〜50モル%である。   The content of the specific diamine in the diamine component is preferably 20 mol (mol)% or more, more preferably 40 mol% or more, and particularly 50 mol% or more. The higher the specific diamine content ratio in the diamine component, the higher the effect of suppressing scratches on the alignment film surface and the film peeling during the rubbing treatment. Moreover, the solubility with respect to the organic solvent of the polyimide obtained also becomes high. On the other hand, the diamine component may be only the specific diamine, but it is preferable to use a diamine other than the specific diamine because other characteristics required for the liquid crystal alignment film can be imparted. Therefore, the content of the specific diamine is more preferably 90 mol% or less. In particular, when a specific diamine and 4-aminobenzylamine, 3-aminobenzylamine, or 4-aminophenethylamine are used, the solubility of polyimide in an organic solvent is increased, and a liquid crystal aligning agent having excellent liquid crystal alignment is obtained. Therefore, it is particularly preferable. The preferred content of 4-aminobenzylamine, 3-aminobenzylamine, or 4-aminophenethylamine in the diamine component is 10 mol% to 50 mol%.

また、液晶のプレチルト角を高める為に、特定の置換基を有するジアミンを組み合わせて使用することもできる。液晶のプレチルト角を高めることができる置換基としては、長鎖アルキル基、パーフルオロアルキル基、芳香族環状基、脂肪族環状基、これらを組み合わせた置換基またはステロイド骨格基などが好ましい。以下にかかる置換基を有するジアミンの具体例を挙げるが、これに限定されるものではない。なお、以下に例示する構造においてjは5〜20、好ましくは9〜17の整数を表し、kは1〜20、好ましくは4〜15の整数を表す。   In order to increase the pretilt angle of the liquid crystal, a diamine having a specific substituent can be used in combination. As the substituent capable of increasing the pretilt angle of the liquid crystal, a long-chain alkyl group, a perfluoroalkyl group, an aromatic cyclic group, an aliphatic cyclic group, a combination of these, or a steroid skeleton group is preferable. Although the specific example of the diamine which has the said substituent is given to the following, it is not limited to this. In the structures exemplified below, j represents an integer of 5 to 20, preferably 9 to 17, and k represents an integer of 1 to 20, preferably 4 to 15.

Figure 0005713008
Figure 0005713008

Figure 0005713008
Figure 0005713008

Figure 0005713008
Figure 0005713008

Figure 0005713008
Figure 0005713008

上記のジアミンの内、式〔5〕、〔32〕のジアミンは液晶配向性に優れるため好ましい。式〔12〕〜〔19〕のジアミンは、チルト発現能が非常に高いため、OCB(Optically Compensated Bend)用配向膜、VA(Vertical Alignment)用配向膜に好適に用いられる。好ましい例として、TN(Twisted Nematic)用配向膜(プレチルトが3〜5°)では、式〔5〕または〔32〕のジアミンをジアミン成分中に5〜40モル%、好ましくは10〜30モル%含有し、OCB、VA用配向膜(プレチルト10〜90°)では、式〔12〕〜〔19〕のジアミンをジアミン成分中に5〜60モル%、好ましく10〜40モル%は含有するものが挙げられる。   Among the above diamines, the diamines of the formulas [5] and [32] are preferable because of excellent liquid crystal alignment. Since the diamines represented by the formulas [12] to [19] have a very high ability to develop a tilt, they are suitably used for OCB (Optically Compensated Bend) alignment films and VA (Vertical Alignment) alignment films. As a preferred example, in a TN (twisted nematic) alignment film (pretilt is 3 to 5 °), the diamine of formula [5] or [32] is 5 to 40 mol%, preferably 10 to 30 mol% in the diamine component. In the OCB and VA alignment film (pretilt 10 to 90 °), the diamine of formula [12] to [19] is contained in the diamine component in an amount of 5 to 60 mol%, preferably 10 to 40 mol%. Can be mentioned.

上記のジアミンの中でも、特に、式〔32〕のジアミンは、チルト角が高く、かつ、前記の特定ジアミンと組み合わせて用いた場合には、ラビング条件が弱い場合でも液晶配向性に優れるために好ましい。更には、上記のようなジアミンが液晶のプレチルト角を高める効果は、液晶配向剤中にN−エチル−2−ピロリドンまたはN−シクロへキシル−2−ピロリドンを多く含有する場合に弱まる傾向にあるが、式〔32〕のジアミンはこのような影響を受けにくいという特徴があり、本発明の液晶配向剤に含有するポリイミドのジアミン成分として好適である。   Among the above diamines, the diamine of formula [32] is particularly preferable because it has a high tilt angle and is excellent in liquid crystal alignment even when the rubbing conditions are weak when used in combination with the specific diamine. . Furthermore, the effect of increasing the pretilt angle of the liquid crystal as described above tends to be weakened when the liquid crystal aligning agent contains a large amount of N-ethyl-2-pyrrolidone or N-cyclohexyl-2-pyrrolidone. However, the diamine of the formula [32] has a characteristic that it is not easily affected by the above, and is suitable as a diamine component of the polyimide contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention.

[テトラカルボン酸二無水物成分]
本発明において、ポリイミドの原料となるテトラカルボン酸二無水物成分は、1種類のテトラカルボン酸二無水物であってもよく、2種類以上のテトラカルボン酸二無水物を混合して用いても良い。
しかしながら、高イミド化率のポリイミドであっても比較的溶解性の高いポリイミドが得やすい点、及び液晶セルの電圧保持率を高くできる点などから、脂環式構造又は脂肪族構造を有するテトラカルボン酸二無水物を用いることが好ましい。
[Tetracarboxylic dianhydride component]
In the present invention, the tetracarboxylic dianhydride component used as a raw material for polyimide may be one type of tetracarboxylic dianhydride or a mixture of two or more types of tetracarboxylic dianhydrides. good.
However, even if it is a polyimide with a high imidization rate, a tetracarboxylic acid having an alicyclic structure or an aliphatic structure can be obtained because it is easy to obtain a polyimide with relatively high solubility and the voltage holding ratio of the liquid crystal cell can be increased. It is preferable to use an acid dianhydride.

脂環式構造又は脂肪族構造を有するテトラカルボン酸二無水物としては、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−テトラメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、2,3,4,5−テトラヒドロフランテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、3,4−ジカルボキシ−1−シクロヘキシルコハク酸二無水物、3,4−ジカルボキシ−1,2,3,4−テトラヒドロ−1−ナフタレンコハク酸二無水物、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[3,3,0]オクタン−2,4,6,8−テトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジシクロヘキシルテトラカルボン酸二無水物、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、シス−3,7−ジブチルシクロオクタ−1,5−ジエン−1,2,5,6−テトラカルボン酸二無水物、トリシクロ[4.2.1.02,5]ノナン−3,4,7,8−テトラカルボン酸−3,4:7,8−二無水物、ヘキサシクロ[6.6.0.12,7.03,6.19,14.010,13]ヘキサデカン−4,5,11,12−テトラカルボン酸−4,5:11,12−二無水物などが挙げられる。Examples of the tetracarboxylic dianhydride having an alicyclic structure or an aliphatic structure include 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutane. Tetracarboxylic dianhydride, 1,3-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-tetramethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetra Carboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, 2,3,4,5-tetrahydrofurantetracarboxylic dianhydride, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic Acid dianhydride, 3,4-dicarboxy-1-cyclohexyl succinic dianhydride, 3,4-dicarboxy-1,2,3,4-tetrahydro-1-naphthalene succinic dianhydride, 1, , 3,4-Butanetetracarboxylic dianhydride, bicyclo [3,3,0] octane-2,4,6,8-tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-dicyclohexyltetra Carboxylic dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentyl acetic acid dianhydride, cis-3,7-dibutylcycloocta-1,5-diene-1,2,5,6-tetracarboxylic dianhydride , Tricyclo [4.2.1.0 2,5 ] nonane-3,4,7,8-tetracarboxylic acid-3,4: 7,8-dianhydride, hexacyclo [6.6.0.1 2 , 7 . 0 3,6 . 1 9,14 . 0 10,13] hexadecane -4,5,11,12- tetracarboxylic acid-4,5: 11,12-like dianhydride.

脂環式構造又は脂肪族構造を有するテトラカルボン酸二無水物としては、特に1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、3,4−ジカルボキシ−1,2,3,4−テトラヒドロ−1−ナフタレンコハク酸二無水物、または1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物を用いると液晶配向性に優れた配向膜が得られるために特に好ましい。   Examples of tetracarboxylic dianhydrides having an alicyclic structure or an aliphatic structure include 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride and 3,4-dicarboxy-1,2,3,4. Use of tetrahydro-1-naphthalene succinic dianhydride or 1,2,3,4-butanetetracarboxylic dianhydride is particularly preferable because an alignment film having excellent liquid crystal alignment can be obtained.

更には、脂環式構造又は脂肪族構造を有するテトラカルボン酸二無水物に加えて芳香族テトラカルボン酸二無水物を併用すると、液晶配向性が向上し、かつ液晶セルの蓄積電荷を低減させることができるので好ましい。芳香族テトラカルボン酸二無水物としては、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物などが挙げられる。   Furthermore, when an aromatic tetracarboxylic dianhydride is used in combination with a tetracarboxylic dianhydride having an alicyclic structure or an aliphatic structure, the liquid crystal alignment is improved and the accumulated charge of the liquid crystal cell is reduced. This is preferable. As aromatic tetracarboxylic dianhydride, pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2 ′, 3,3′-biphenyltetracarboxylic acid Dianhydride, 2,3,3 ′, 4-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 2,3,3 ′, 4-benzophenonetetra Carboxylic dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfone dianhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride Products, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride and the like.

芳香族テトラカルボン酸二無水物としては、中でもピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、または1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物が特に好ましい。   As aromatic tetracarboxylic dianhydride, pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride, among others Or 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride is particularly preferred.

ポリイミドの溶解性、液晶の配向性、電圧保持率、蓄積電荷などの各特性のバランスを考慮するならば、脂環式構造又は脂肪族構造を有するテトラカルボン酸二無水物と、芳香族テトラカルボン酸二無水物との比率は、前者/後者のモル比で90/10〜50/50が好ましく、より好ましくは80/20〜60/40である。   Considering the balance of properties such as polyimide solubility, liquid crystal orientation, voltage holding ratio, accumulated charge, tetracarboxylic dianhydride having an alicyclic structure or aliphatic structure, and aromatic tetracarboxylic The ratio with the acid dianhydride is preferably 90/10 to 50/50, more preferably 80/20 to 60/40 in terms of the former / the latter molar ratio.

[ポリイミド及びその製造方法]
本発明の液晶配向剤に用いられるポリイミドは、上記したジアミン成分とテトラカルボン酸二無水物成分とを反応させて得られるポリアミック酸をイミド化したポリイミドである。ここで、ポリアミック酸は、テトラカルボン酸二無水物成分とジアミン成分とを有機溶媒中で混合し、反応させることで得ることができる。
[Polyimide and its production method]
The polyimide used for the liquid crystal aligning agent of this invention is a polyimide which imidized the polyamic acid obtained by making the above-mentioned diamine component and the tetracarboxylic dianhydride component react. Here, the polyamic acid can be obtained by mixing and reacting a tetracarboxylic dianhydride component and a diamine component in an organic solvent.

テトラカルボン酸二無水物成分とジアミン成分とを有機溶媒中で混合させる方法としては、ジアミン成分を有機溶媒に分散あるいは溶解させた溶液を攪拌させ、テトラカルボン酸二無水物成分をそのまま、または有機溶媒に分散あるいは溶解させて添加する方法、逆にテトラカルボン酸二無水物成分を有機溶媒に分散あるいは溶解させた溶液にジアミン成分を添加する方法、テトラカルボン酸二無水物成分とジアミン成分とを交互に添加する方法などが挙げられる。また、テトラカルボン酸二無水物成分またはジアミン成分が複数種の化合物からなる場合は、これら複数種の成分をあらかじめ混合した状態で重合反応させても良く、個別に順次重合反応させても良い。   As a method of mixing the tetracarboxylic dianhydride component and the diamine component in an organic solvent, a solution in which the diamine component is dispersed or dissolved in the organic solvent is stirred, and the tetracarboxylic dianhydride component is used as it is or in an organic solvent. A method of adding by dispersing or dissolving in a solvent, a method of adding a diamine component to a solution in which a tetracarboxylic dianhydride component is dispersed or dissolved in an organic solvent, and a tetracarboxylic dianhydride component and a diamine component. The method of adding alternately etc. are mentioned. When the tetracarboxylic dianhydride component or the diamine component is composed of a plurality of types of compounds, the plurality of types of components may be preliminarily mixed, or may be individually polymerized sequentially.

テトラカルボン酸二無水物成分とジアミン成分を有機溶剤中で重合反応させる際の温度は、通常0〜150℃、好ましくは5〜100℃、より好ましくは10〜80℃である。温度が高い方が重合反応は早く終了するが、高すぎると高分子量の重合体が得られない場合がある。   The temperature at which the tetracarboxylic dianhydride component and the diamine component are subjected to a polymerization reaction in an organic solvent is usually 0 to 150 ° C, preferably 5 to 100 ° C, more preferably 10 to 80 ° C. When the temperature is higher, the polymerization reaction is completed earlier, but when it is too high, a high molecular weight polymer may not be obtained.

また、重合反応は任意の濃度で行うことができるが、濃度が低すぎると高分子量の重合体を得ることが難しくなり、濃度が高すぎると反応液の粘性が高くなり過ぎて均一な攪拌が困難となるので、テトラカルボン酸二無水物成分とジアミン成分との合計量の濃度が、好ましくは1〜50質量%、より好ましくは5〜30質量%である。重合反応初期は高濃度で行い、その後、有機溶媒を追加しても構わない。   The polymerization reaction can be carried out at any concentration, but if the concentration is too low, it will be difficult to obtain a high molecular weight polymer, and if the concentration is too high, the viscosity of the reaction solution will become too high and uniform stirring will occur. Since it becomes difficult, the density | concentration of the total amount of a tetracarboxylic dianhydride component and a diamine component becomes like this. Preferably it is 1-50 mass%, More preferably, it is 5-30 mass%. The initial stage of the polymerization reaction may be performed at a high concentration, and then an organic solvent may be added.

上記反応の際に用いられる有機溶媒は、生成したポリアミック酸が溶解するものであれば特に限定されないが、N−エチル−2−ピロリドンもしくはN−シクロヘキシル−2−ピロリドン、もしくはその他の溶媒を用いてもよい。その具体例を挙げると、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、N−メチルカプロラクタム、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、ピリジン、ジメチルスルホン、ヘキサメチルリン酸トリアミド、γ−ブチロラクトン、1,3−ジメチルイミダゾリジノン等を挙げることができる。これらは単独でも、また混合して使用してもよい。さらに、ポリアミック酸を溶解させない溶媒であっても、生成したポリアミック酸が析出しない範囲で、上記溶媒に混合して使用してもよい。また、有機溶媒中の水分は重合反応を阻害し、さらには生成したポリアミック酸を加水分解させる原因となるので、有機溶媒はなるべく脱水乾燥させたものを用いることが好ましい。   The organic solvent used in the above reaction is not particularly limited as long as the produced polyamic acid can be dissolved, but N-ethyl-2-pyrrolidone or N-cyclohexyl-2-pyrrolidone, or other solvent is used. Also good. Specific examples include N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-methylcaprolactam, dimethylsulfoxide, tetramethylurea, pyridine, dimethylsulfone, hexamethylphosphoric acid. Triamide, γ-butyrolactone, 1,3-dimethylimidazolidinone and the like can be mentioned. These may be used alone or in combination. Furthermore, even if the solvent does not dissolve the polyamic acid, it may be used by mixing with the above solvent as long as the produced polyamic acid does not precipitate. In addition, since water in the organic solvent inhibits the polymerization reaction and further causes hydrolysis of the generated polyamic acid, it is preferable to use a dehydrated and dried organic solvent as much as possible.

ポリアミック酸の重合反応に用いるテトラカルボン酸二無水物成分とジアミン成分の比率は、モル比で1:0.8〜1:1.2であることが好ましく、このモル比が1:1に近いほど得られるポリアミック酸の分子量は大きくなる。このポリアミック酸の分子量を制御することで、イミド化後に得られるポリイミドの分子量を調整することができる。   The ratio of the tetracarboxylic dianhydride component to the diamine component used for the polymerization reaction of the polyamic acid is preferably 1: 0.8 to 1: 1.2 in terms of molar ratio, and this molar ratio is close to 1: 1. The molecular weight of the polyamic acid obtained increases. By controlling the molecular weight of this polyamic acid, the molecular weight of the polyimide obtained after imidation can be adjusted.

本発明の液晶配向剤に含有されるポリイミドの分子量は特に限定されないが、塗膜の強度と液晶配向剤としての取り扱いのしやすさの観点から、重量平均分子量で2,000〜200,000が好ましく、より好ましくは5,000〜50,000である。
上記のようにして得られたポリアミック酸のイミド化は、有機溶媒中において、塩基性触媒と酸無水物の存在下で1〜100時間攪拌することにより可能である。
Although the molecular weight of the polyimide contained in the liquid crystal aligning agent of this invention is not specifically limited, From a viewpoint of the intensity | strength of a coating film and the ease of handling as a liquid crystal aligning agent, 2,000-200,000 are weight average molecular weights. Preferably, it is 5,000 to 50,000.
The imidization of the polyamic acid obtained as described above can be performed by stirring in an organic solvent for 1 to 100 hours in the presence of a basic catalyst and an acid anhydride.

塩基性触媒としてはピリジン、トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン等を挙げることができる。中でもピリジンは、反応を進行させるのに適度な塩基性を持つので好ましい。また、酸無水物としては無水酢酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸などを挙げることができる。中でも無水酢酸は、イミド化終了後に、得られたポリイミドの精製が容易となるので好ましい。有機溶媒としては前述したポリアミック酸重合反応時に用いる溶媒を使用することができる。   Examples of the basic catalyst include pyridine, triethylamine, trimethylamine, tributylamine, trioctylamine and the like. Of these, pyridine is preferable because it has an appropriate basicity for proceeding with the reaction. Examples of the acid anhydride include acetic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, and the like. Among them, acetic anhydride is preferable because the obtained polyimide can be easily purified after imidization. As an organic solvent, the solvent used at the time of the polyamic acid polymerization reaction mentioned above can be used.

ポリイミドのイミド化率は、触媒量と反応温度、反応時間を調節することにより制御することができる。このときの塩基性触媒の量は、原料のポリアミック酸の有するアミック酸基の0.2〜10倍モルが好ましく、より好ましくは0.5〜5倍モルである。また、酸無水物の量は、原料のポリアミック酸の有するアミック酸基の1〜30倍モルが好ましく、より好ましくは1〜10倍モルである。反応温度は−20〜250℃が好ましく、より好ましくは0〜180℃である。   The imidation ratio of polyimide can be controlled by adjusting the amount of catalyst, reaction temperature, and reaction time. The amount of the basic catalyst at this time is preferably 0.2 to 10 times mol, more preferably 0.5 to 5 times mol of the amic acid group of the raw polyamic acid. Moreover, the amount of the acid anhydride is preferably 1 to 30 times mol, more preferably 1 to 10 times mol of the amic acid group of the raw polyamic acid. The reaction temperature is preferably -20 to 250 ° C, more preferably 0 to 180 ° C.

本発明の液晶配向剤に含有されるポリイミドのイミド化率は特に限定されないが、電気特性を考慮すると40%以上であることが好ましく、高い電圧保持率を得るためには60%以上がより好ましく、さらに好ましくは80%以上である。
このようにして得られたポリイミドの溶液中には、添加した触媒などが残存しているので、ポリイミドを回収し、洗浄してから本発明の液晶配向剤に用いることが好ましい。
The imidization ratio of the polyimide contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention is not particularly limited, but is preferably 40% or more in consideration of electrical characteristics, and more preferably 60% or more in order to obtain a high voltage holding ratio. More preferably, it is 80% or more.
Since the added catalyst or the like remains in the polyimide solution thus obtained, the polyimide is preferably recovered and washed before use in the liquid crystal aligning agent of the present invention.

ポリイミドの回収は、イミド化後の溶液を攪拌している貧溶媒に投入し、ポリイミドを析出させた後にろ過することで可能である。このときの貧溶媒としてはメタノール、アセトン、ヘキサン、ブチルセロソルブ、ヘプタン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、エタノール、トルエン、ベンゼンなどを挙げることができる。回収したポリイミドの洗浄も、この貧溶媒で行うことができる。
このようにして回収し洗浄したポリイミドは、常圧あるいは減圧下で、常温あるいは加熱乾燥して粉末とすることができる。
The polyimide can be recovered by putting the solution after imidization into a poor solvent that is being stirred and precipitating the polyimide, followed by filtration. Examples of the poor solvent at this time include methanol, acetone, hexane, butyl cellosolve, heptane, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, ethanol, toluene, and benzene. The recovered polyimide can also be washed with this poor solvent.
The polyimide recovered and washed in this way can be powdered by drying at normal temperature or under reduced pressure at room temperature or by heating.

[3級窒素及び4級炭素を有するポリオール化合物]
本発明の液晶配向剤には、3級窒素及び4級炭素を有するポリオール化合物が含有される。かかるポリオール化合物は、3級窒素及び4級炭素を有することが必要であり、その両方を有しない場合、本発明の上記した目的が達成されないか、又は達成される程度が小さくなる。例えば、後に記載される比較例に示されるように、複数の水酸基及び3級窒素原子を有していても、4級炭素原子を有しないトリエタノールアミンの場合は本発明の上記した目的が達成されない。
[Polyol compound having tertiary nitrogen and quaternary carbon]
The liquid crystal aligning agent of the present invention contains a polyol compound having tertiary nitrogen and quaternary carbon. Such a polyol compound needs to have tertiary nitrogen and quaternary carbon, and when it does not have both, the above-mentioned object of the present invention is not achieved or the degree to which it is achieved becomes small. For example, as shown in a comparative example described later, the above-described object of the present invention is achieved in the case of triethanolamine having a plurality of hydroxyl groups and a tertiary nitrogen atom but not having a quaternary carbon atom. Not.

ポリオール化合物の有する全体の炭素数は、3〜15であることが必要であり、好ましくは3〜13であり、より好ましくは6〜12である。ポリオール化合物の有する水酸基の数は重要であり、水酸基は好ましくは2〜8個、より好ましくは2〜7個、特に好ましくは2〜5個である。水酸基が多すぎると液晶表示素子の表示特性が悪くなり、逆に少な過ぎるとAPR版との密着性が悪くなり好ましくない。3級窒素原子、及び4級炭素原子の数は、いずれも1個以上含有していればよく5個以下が好ましく、3個以下がより好ましい。また、ポリオール化合物は、脂肪族の飽和炭化水素構造を有するのが好ましいが、全体の炭素数が大きい場合には、一部に不飽和結合を有していてもよく、また、一部に環状構造を有していてもよい。   The total carbon number of the polyol compound is required to be 3 to 15, preferably 3 to 13, and more preferably 6 to 12. The number of hydroxyl groups possessed by the polyol compound is important, and the number of hydroxyl groups is preferably 2 to 8, more preferably 2 to 7, and particularly preferably 2 to 5. When the number of hydroxyl groups is too large, the display characteristics of the liquid crystal display element are deteriorated. On the other hand, when the amount is too small, the adhesion with the APR plate is deteriorated. The number of tertiary nitrogen atoms and quaternary carbon atoms may be one or more, preferably 5 or less, and more preferably 3 or less. The polyol compound preferably has an aliphatic saturated hydrocarbon structure. However, when the total number of carbon atoms is large, the polyol compound may partially have an unsaturated bond, and may partially have a cyclic structure. You may have a structure.

かかるポリオール化合物は、好ましくは、下記の式(A)で表される化合物である。

Figure 0005713008
上記式(A)において、R1、R2は、それぞれ独立に、炭素数1〜5、好ましくは1〜3のヒドロキシアルキル基を表し、R3、R4、R5は、それぞれ独立に、炭素数1〜5、好ましくは1〜3のアルキル基、又は炭素数1〜5、好ましくは1〜3のヒドロキシアルキル基を表す。Such a polyol compound is preferably a compound represented by the following formula (A).
Figure 0005713008
In the above formula (A), R 1 and R 2 each independently represents a hydroxyalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, preferably 1 to 3 carbon atoms, and R 3 , R 4 and R 5 are each independently An alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, preferably 1 to 3 carbon atoms, or a hydroxyalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, preferably 1 to 3 carbon atoms.

かかる式(A)で表される化合物の好ましい例としては、下記の化合物が挙げられる。

Figure 0005713008
Preferable examples of the compound represented by the formula (A) include the following compounds.
Figure 0005713008

[液晶配向剤]
本発明の液晶配向剤は、前記したポリイミドをポリマー成分とし、3級窒素及び4級炭素を有するポリオール化合物を添加成分とし、これらを溶媒に溶解してなるものである。液晶配向剤におけるポリイミドに対するポリオール化合物の含有量は、ポリイミド100質量部に対して、0.1〜10質量部が好ましく、0.5〜5質量部がより好ましい。ポリオール化合物が過度に含有される場合には、得られる液晶表示素子の特性が悪くなり、逆に、少な過ぎる場合には、本発明で目的とする効果が小さい。
[Liquid crystal aligning agent]
The liquid crystal aligning agent of the present invention comprises the aforementioned polyimide as a polymer component, a polyol compound having tertiary nitrogen and quaternary carbon as an additional component, and these are dissolved in a solvent. 0.1-10 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of polyimides, and, as for content of the polyol compound with respect to the polyimide in a liquid crystal aligning agent, 0.5-5 mass parts is more preferable. When the polyol compound is excessively contained, the characteristics of the obtained liquid crystal display element are deteriorated. Conversely, when the amount is too small, the effect intended by the present invention is small.

液晶配向剤中におけるポリイミドの含有量(濃度)は、形成する液晶配向膜の厚みの設定によって適宜変更することができるが、ポリイミド1質量部に対して溶媒が好ましくは9〜99質量部、より好ましくは11.5〜49質量部であるのが好適である。溶媒が99質量部よりも多いと均一で欠陥のない塗膜を形成させることが困難となり、逆に、9質量部未満であると溶液の保存安定性が悪くなる場合がある。また、本発明の液晶配向剤における、溶媒の含有量は、液晶配向剤全体の好ましくは90〜99質量%、より好ましくは92〜98質量部である。   The content (concentration) of the polyimide in the liquid crystal aligning agent can be appropriately changed depending on the thickness of the liquid crystal alignment film to be formed, but the solvent is preferably 9 to 99 parts by mass with respect to 1 part by mass of the polyimide. The amount is preferably 11.5 to 49 parts by mass. When the amount of the solvent is more than 99 parts by mass, it is difficult to form a uniform and defect-free coating film. Conversely, when the amount is less than 9 parts by mass, the storage stability of the solution may be deteriorated. The content of the solvent in the liquid crystal aligning agent of the present invention is preferably 90 to 99% by mass, more preferably 92 to 98 parts by mass with respect to the entire liquid crystal aligning agent.

本発明の液晶配向剤に使用する溶媒としては、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、N−メチルカプロラクタム、2−ピロリドン、N−ビニルピロリドン、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、ジメチルスルホン、ヘキサメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、1,3−ジメチル−イミダゾリジノンなどが挙げられる。なかでもN−メチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチルイミダゾリジノン、γ−ブチロラクトンはポリイミドの溶解性が高いために好適に用いられる。またγ−ブチロラクトンは白化を抑制するために好適に用いられる。   As the solvent used in the liquid crystal aligning agent of the present invention, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-methylcaprolactam, 2-pyrrolidone, N-vinylpyrrolidone, dimethyl Examples thereof include sulfoxide, tetramethylurea, dimethylsulfone, hexamethylsulfoxide, γ-butyrolactone, 1,3-dimethyl-imidazolidinone. Of these, N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethylimidazolidinone, and γ-butyrolactone are preferably used because of the high solubility of polyimide. Further, γ-butyrolactone is preferably used for suppressing whitening.

また、本発明の液晶配向剤に使用する溶媒として、N−エチル−2−ピロリドン又はN−シクロヘキシル−2−ピロリドンを含有する場合には、塗膜の白化や印刷エッジ付近の膜厚のムラを抑制し得るので好ましい。これらの溶媒の量は、ポリマーの1質量部に対して0.5質量部以上である場合に凝集物の発生を抑制する改善効果がみられ、好ましくは1〜80重量部、より好ましくは2〜70重量部である。   Further, when N-ethyl-2-pyrrolidone or N-cyclohexyl-2-pyrrolidone is contained as a solvent used in the liquid crystal aligning agent of the present invention, the coating film is whitened and the film thickness is uneven near the printing edge. Since it can suppress, it is preferable. When the amount of these solvents is 0.5 parts by mass or more with respect to 1 part by mass of the polymer, an improvement effect for suppressing the generation of aggregates is observed, preferably 1 to 80 parts by weight, more preferably 2 parts by weight. -70 parts by weight.

本発明の液晶配向剤に含有されるポリイミドは、構造の異なる2種類以上のポリイミドの混合物であってもよく、また、電気特性を損なわず、ワニスの保存安定性を低下させず、そして、印刷時に液晶パネルのギャップムラの原因となる凝集物を発生させない程度に、ポリアミック酸や他のポリマーを併用してもよい。かかる併用するポリマーの使用量は、ポリイミドの1質量部に対して、0.05〜7質量部が好ましく、より好ましくは0.1〜4質量部である。本発明の液晶配向剤における、ポリイミドを含むポリマーの含有量は、液晶配向剤全体の好ましくは1〜10質量%、より好ましくは2〜8質量%である。   The polyimide contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention may be a mixture of two or more kinds of polyimides having different structures, does not impair electrical characteristics, does not deteriorate the storage stability of the varnish, and is printed. A polyamic acid or other polymer may be used in combination so as not to generate aggregates that sometimes cause gap unevenness in the liquid crystal panel. The amount of the polymer to be used in combination is preferably 0.05 to 7 parts by mass, more preferably 0.1 to 4 parts by mass with respect to 1 part by mass of the polyimide. The content of the polymer containing polyimide in the liquid crystal aligning agent of the present invention is preferably 1 to 10% by mass, more preferably 2 to 8% by mass of the entire liquid crystal aligning agent.

本発明の液晶配向剤に使用する溶媒としては、低表面張力を有する溶媒も一部含有することができる。溶媒成分に低表面張力を有する溶媒を適度に混合させることにより、基板への塗布時に塗膜均一性を向上させることができる。
低表面張力を有する溶媒としては、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、エチルカルビトールアセテート、エチレングリコール、1−メトキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノール、1−ブトキシ−2−プロパノール、1−フェノキシ−2−プロパノール、ジエチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールジアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコール−1−モノメチルエーテル−2−アセテート、プロピレングリコール−1−モノエチルエーテル−2−アセテート、ジプロピレングリコール、2−(2−エトキシプロポキシ)プロパノール、乳酸メチルエステル、乳酸エチルエステル、乳酸n−プロピルエステル、乳酸n−ブチルエステル、乳酸イソアミルエステルなどが挙げられる。この中でも基板への塗布性の観点から、ブチルセロソルブ、エチルカルビトール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、またはジエチレングリコールジエチルエーテルが特に好ましい。
As a solvent used for the liquid crystal aligning agent of this invention, the solvent which has a low surface tension can also partially contain. By appropriately mixing a solvent having a low surface tension with the solvent component, the coating film uniformity can be improved during application to the substrate.
As the solvent having a low surface tension, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, ethyl carbitol, butyl carbitol, ethyl carbitol acetate, ethylene glycol, 1-methoxy-2-propanol, 1-ethoxy-2-propanol, 1-butoxy- 2-propanol, 1-phenoxy-2-propanol, diethylene glycol diethyl ether, propylene glycol monoacetate, propylene glycol diacetate, dipropylene glycol monomethyl ether, propylene glycol-1-monomethyl ether-2-acetate, propylene glycol-1-mono Ethyl ether-2-acetate, dipropylene glycol, 2- (2-ethoxypropoxy) propanol, lactate methyl ester, lactate ethyl ester Lactate n- propyl ester, lactate n- butyl ester, and the like lactic isoamyl ester. Among these, butyl cellosolve, ethyl carbitol, dipropylene glycol monomethyl ether, or diethylene glycol diethyl ether is particularly preferable from the viewpoint of applicability to the substrate.

低表面張力を有する溶媒は基板への塗布性を改善させるが、量が多すぎるとポリマーの析出が生じるため、その含有量は溶媒成分の60質量%以下が好ましく、より好ましくは50質量%以下である。樹脂成分の溶解性確保のための溶媒と低表面張力を有する溶媒を組み合わせて用いる場合、それぞれの溶媒のより好ましい含有量は、樹脂成分の溶解性確保のための溶媒が5〜70質量%であり、低表面張力を有する溶媒が10〜60質量%であり、さらに好ましくは樹脂成分の溶解性確保のための溶媒が10〜45質量%であり、低表面張力を有する溶媒が20〜50質量%である。   A solvent having a low surface tension improves the coating property to the substrate, but if the amount is too large, precipitation of the polymer occurs, so the content is preferably 60% by mass or less, more preferably 50% by mass or less of the solvent component. It is. When using in combination the solvent for ensuring the solubility of the resin component and the solvent having a low surface tension, the more preferable content of each solvent is 5 to 70% by mass of the solvent for ensuring the solubility of the resin component. Yes, the solvent having a low surface tension is 10 to 60% by mass, more preferably the solvent for ensuring the solubility of the resin component is 10 to 45% by mass, and the solvent having a low surface tension is 20 to 50% by mass. %.

本発明の液晶配向剤には、3−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、3−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、(アミノエチルアミノメチル)フェネチルトリメトキシシランなどのシランカップリング剤が挙げられる。これらシランカップリング剤の添加により、基板に対する塗膜の密着性を更に向上させることができる。シランカップリング剤の含有量は、好ましくはポリマーの100質量部に対して0.1〜20質量部、より好ましくは0.2〜10質量部である。   The liquid crystal aligning agent of the present invention includes silane couplings such as 3-aminopropylmethyldiethoxysilane, 3-phenylaminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, (aminoethylaminomethyl) phenethyltrimethoxysilane, and the like. Agents. By adding these silane coupling agents, the adhesion of the coating film to the substrate can be further improved. Content of a silane coupling agent becomes like this. Preferably it is 0.1-20 mass parts with respect to 100 mass parts of a polymer, More preferably, it is 0.2-10 mass parts.

[液晶配向剤の調製方法]
本発明の液晶配向剤の調製方法は、上記したポリイミドを始めとする各成分が液晶配向剤中で均一な状態となるならば特に限定されない。その一例を挙げると、ポリイミドの粉末を溶媒に溶解させてポリイミド溶液とし、次いで、所望の濃度まで溶媒を添加して希釈する方法などである。この希釈工程において、基板への塗布性を制御する為の溶媒組成の調整や、塗膜の特性を改善する為の添加物の追加などを行うことができる。上記のようにして得られた液晶配向剤は、基板に塗布する前に濾過することが好ましい。
[Method for preparing liquid crystal aligning agent]
The preparation method of the liquid crystal aligning agent of this invention will not be specifically limited if each component including above-mentioned polyimide will be in a uniform state in a liquid crystal aligning agent. One example is a method in which polyimide powder is dissolved in a solvent to obtain a polyimide solution, and then the solvent is added to a desired concentration for dilution. In this dilution step, adjustment of the solvent composition for controlling the coating property to the substrate, addition of an additive for improving the properties of the coating film, and the like can be performed. The liquid crystal aligning agent obtained as described above is preferably filtered before being applied to the substrate.

本発明の液晶配向剤は、基板に塗布し、乾燥、焼成することで塗膜とすることができ、この塗膜面をラビング処理することにより、ラビング用の液晶配向膜として使用される。また、ラビング処理の代りに、VA用液晶配向膜、または光配向膜としても使用される。
この際、用いる基板としては透明性の高い基板であれば特に限定されず、ガラス基板、アクリル基板やポリカーボネート基板などのプラスチック基板などを用いることができ、液晶駆動のためのITO電極などが形成された基板を用いることがプロセスの簡素化の観点から好ましい。また、反射型の液晶表示素子では片側の基板のみにならばシリコンウエハー等の不透明な物でも使用でき、この場合の電極は金属アルミニウム等の光を反射する材料も使用できる。
The liquid crystal aligning agent of this invention can be made into a coating film by apply | coating to a board | substrate, drying and baking, and is used as a liquid crystal aligning film for rubbing by rubbing this coating-film surface. Further, it is also used as a VA liquid crystal alignment film or a photo alignment film instead of the rubbing treatment.
At this time, the substrate to be used is not particularly limited as long as it is a highly transparent substrate, and a glass substrate, a plastic substrate such as an acrylic substrate or a polycarbonate substrate can be used, and an ITO electrode for driving a liquid crystal is formed. It is preferable to use a new substrate from the viewpoint of simplification of the process. Further, in the reflective liquid crystal display element, an opaque material such as a silicon wafer can be used as long as only one substrate is used. In this case, a material that reflects light such as metal aluminum can be used as the electrode.

液晶配向剤の塗布方法としては、スピンコート法、印刷法、インクジェット法などが挙げられるが、生産性の面から工業的にはフレキソ印刷法が広く用いられており、本発明の液晶配向剤においても好適に用いられる。
液晶配向剤を塗布した後の乾燥の工程は、必ずしも必要とされないが、塗布後から焼成までの時間が基板ごとに一定していない場合や、塗布後ただちに焼成されない場合には、乾燥工程を含める方が好ましい。この乾燥は、基板の搬送等により塗膜形状が変形しない程度に溶媒が蒸発していれば良く、その乾燥手段については特に限定されない。具体例を挙げるならば、50〜150℃、好ましくは80〜120℃のホットプレート上で、0.5〜30分、好ましくは1〜5分乾燥させる方法がとられる。
Examples of the method for applying the liquid crystal aligning agent include a spin coating method, a printing method, and an ink jet method, but the flexographic printing method is widely used industrially from the viewpoint of productivity. In the liquid crystal aligning agent of the present invention, Are also preferably used.
The drying process after applying the liquid crystal aligning agent is not necessarily required, but if the time from application to baking is not constant for each substrate, or if baking is not performed immediately after application, a drying process is included. Is preferred. The drying is not particularly limited as long as the solvent is evaporated to such an extent that the shape of the coating film is not deformed by the conveyance of the substrate or the like. If a specific example is given, the method of drying on a hotplate of 50-150 degreeC, Preferably 80-120 degreeC for 0.5 to 30 minutes, Preferably it is 1 to 5 minutes is taken.

液晶配向剤を塗布した基板の焼成は、100〜350℃の任意の温度で行うことができるが、好ましくは150℃〜300℃であり、さらに好ましくは180℃〜250℃である。液晶配向剤中にアミック酸基が存在する場合は、この焼成温度によってアミック酸からイミドへ変化するが、この場合、必ずしも100%イミド化させる必要は無い。
焼成後の塗膜の厚みは、厚すぎると液晶表示素子の消費電力の面で不利となり、薄すぎると液晶表示素子の信頼性が低下する場合があるので、好ましくは10〜200nm、より好ましくは50〜100nmである。
Although baking of the board | substrate which apply | coated the liquid crystal aligning agent can be performed at 100-350 degreeC arbitrary temperatures, Preferably it is 150 to 300 degreeC, More preferably, it is 180 to 250 degreeC. When an amic acid group is present in the liquid crystal aligning agent, the calcination temperature changes from an amic acid to an imide, but in this case, it is not always necessary to 100% imidize.
The thickness of the coating film after baking is disadvantageous in terms of power consumption of the liquid crystal display element if it is too thick, and if it is too thin, the reliability of the liquid crystal display element may be lowered, so it is preferably 10 to 200 nm, more preferably 50-100 nm.

上記のようにして基板上に形成された塗膜面のラビング処理は、既存のラビング装置を使用することができる。この際のラビング布の材質としては、コットン、レーヨン、ナイロンなどが挙げられる。
本発明の液晶表示素子は、上記した手法により本発明の液晶配向剤から液晶配向膜付き基板を得た後、公知の方法で液晶セルを作製し、液晶表示素子としたものである。液晶セルの作製の一例を挙げるならば、液晶配向膜の形成された1対の基板を、好ましくは1〜30μm、より好ましくは2〜10μmのスペーサーを挟んで、配向処理方向が0〜270°の任意の角度となるように設置して周囲をシール剤で固定し、液晶を注入して封止する方法が一般的である。液晶封入の方法については特に制限されず、作製した液晶セル内を減圧にした後液晶を注入する真空法、液晶を滴下した後封止を行う滴下法などが例示できる。
An existing rubbing apparatus can be used for rubbing the coating surface formed on the substrate as described above. Examples of the material of the rubbing cloth at this time include cotton, rayon, and nylon.
The liquid crystal display element of the present invention is a liquid crystal display element obtained by obtaining a substrate with a liquid crystal alignment film from the liquid crystal aligning agent of the present invention by the method described above, and then preparing a liquid crystal cell by a known method. To give an example of the production of a liquid crystal cell, a pair of substrates on which a liquid crystal alignment film is formed is preferably 1 to 30 μm, more preferably 2 to 10 μm across an alignment treatment direction of 0 to 270 °. A method is generally used in which the angle is set at an arbitrary angle, the periphery is fixed with a sealant, and liquid crystal is injected and sealed. The method for enclosing the liquid crystal is not particularly limited, and examples thereof include a vacuum method of injecting liquid crystal after reducing the pressure inside the produced liquid crystal cell, and a dropping method of sealing after dropping the liquid crystal.

このようにして得られた液晶表示素子は、TN液晶表示素子、STN液晶表示素子、TFT液晶表示素子、OCB液晶表示素子、更には、横電界型の液晶表示素子、VA液晶表示素子など、種々の方式による表示素子に好適に用いられる。   The liquid crystal display elements thus obtained include various types such as TN liquid crystal display elements, STN liquid crystal display elements, TFT liquid crystal display elements, OCB liquid crystal display elements, lateral electric field type liquid crystal display elements, and VA liquid crystal display elements. It is suitably used for a display element by the method.

以下に実施例を挙げ、本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらに限定して解釈されるものではない。
実施例及び比較例で使用する略号は以下の通りである。
<テトラカルボン酸二無水物>
A−1: 1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物
A−2: ピロメリット酸二無水物
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention should not be construed as being limited thereto.
Abbreviations used in Examples and Comparative Examples are as follows.
<Tetracarboxylic dianhydride>
A-1: 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride A-2: pyromellitic dianhydride

<ジアミン>
B−1: 2,4−ジアミノ−N,N−ジアリルアニリン

Figure 0005713008
<Diamine>
B-1: 2,4-Diamino-N, N-diallylaniline
Figure 0005713008

B−2:3−アミノベンジルアミン
B−3:4−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)ベンズアミド−2’,4’−フェニレンジアミン

Figure 0005713008
B−4:4−テトラデシルオキシー1,3−ジアミノベンゼンB-2: 3-aminobenzylamine B-3: 4- (trans-4-pentylcyclohexyl) benzamide-2 ′, 4′-phenylenediamine
Figure 0005713008
B-4: 4-tetradecyloxy-1,3-diaminobenzene

<添加物>
化合物-1:ビス(2-ヒドロキシエチル)アミノトリス(ヒドロキシメチル)メタン

Figure 0005713008
化合物-2:N-tert-ブチルジエタノールアミン
Figure 0005713008
<Additives>
Compound-1: Bis (2-hydroxyethyl) aminotris (hydroxymethyl) methane
Figure 0005713008
Compound-2: N-tert-butyldiethanolamine
Figure 0005713008

化合物-3:トリエタノールアミン

Figure 0005713008
化合物-4: プロピルアミン
Figure 0005713008
Compound-3: Triethanolamine
Figure 0005713008
Compound-4: Propylamine
Figure 0005713008

<有機溶媒>
NMP: N−メチル−2−ピロリドン
NEP: N−エチル−2−ピロリドン
GBL: γ−ブチロラクトン
DMI:1,3−ジメチルイミダゾリジノン
BS: ブチルセロソルブ
<Organic solvent>
NMP: N-methyl-2-pyrrolidone NEP: N-ethyl-2-pyrrolidone GBL: γ-butyrolactone DMI: 1,3-dimethylimidazolidinone BS: Butyl cellosolve

<分子量の測定>
ポリイミドの分子量は、該ポリイミドをGPC(常温ゲル浸透クロマトグラフィー)装置によって測定し、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド換算値として数平均分子量と重量平均分子量を算出した。
GPC装置:Shodex社製 (GPC−101)
カラム:Shodex社製 (KD803、KD805の直列)
カラム温度:50℃
溶離液:N,N-ジメチルホルムアミド(添加剤として、臭化リチウム−水和物(LiBr・HO)が30mmol/l、リン酸・無水結晶(o-リン酸)が30mmol/l、テトラヒドロフラン(THF)が10ml/l)
流速:1.0ml/分
検量線作成用標準サンプル:東ソー社製 TSK 標準ポリエチレンオキサイド(重量平均分子量 約900,000、150,000、100,000、30,000)、及び、ポリマーラボラトリー社製 ポリエチレングリコール(重量平均分子量 約12,000、4,000、1,000)。
<Measurement of molecular weight>
The molecular weight of the polyimide was measured with a GPC (normal temperature gel permeation chromatography) apparatus, and the number average molecular weight and weight average molecular weight were calculated as polyethylene glycol and polyethylene oxide equivalent values.
GPC device: manufactured by Shodex (GPC-101)
Column: manufactured by Shodex (series of KD803 and KD805)
Column temperature: 50 ° C
Eluent: N, N-dimethylformamide (as additives, lithium bromide-hydrate (LiBr · H 2 O) 30 mmol / l, phosphoric acid / anhydrous crystal (o-phosphoric acid) 30 mmol / l, tetrahydrofuran (THF) is 10 ml / l)
Flow rate: 1.0 ml / min Standard sample for preparing calibration curve: TSK standard polyethylene oxide (weight average molecular weight: about 900,000, 150,000, 100,000, 30,000) manufactured by Tosoh Corporation, and polyethylene manufactured by Polymer Laboratories Glycol (weight average molecular weight about 12,000, 4,000, 1,000).

<イミド化率の測定>
ポリイミドのイミド化率は次のようにして測定した。ポリイミド粉末20mgをNMRサンプル管に入れ、重水素化ジメチルスルホキシド(DMSO−d、0.05%TMS混合品)0.53mlを添加し、完全に溶解させた。この溶液を日本電子データム社製NMR測定器(JNM-ECA500)にて500MHzのプロトンNMRを測定した。イミド化率は、イミド化前後で変化しない構造に由来するプロトンを基準プロトンとして決め、このプロトンのピーク積算値と、9.5〜10.0ppm付近に現れるアミック酸のNH基に由来するプロトンピーク積算値とを用い次式によって求めた。
イミド化率(%)=(1−α・x/y)×100
上記式において、xはアミック酸のNH基由来のプロトンピーク積算値、yは基準プロトンのピーク積算値、αはポリアミック酸(イミド化率が0%)の場合におけるアミック酸のNH基プロトン一個に対する基準プロトンの個数割合である。
<Measurement of imidization ratio>
The imidation ratio of polyimide was measured as follows. 20 mg of the polyimide powder was put in an NMR sample tube, and 0.53 ml of deuterated dimethyl sulfoxide (DMSO-d 6 , 0.05% TMS mixed product) was added and completely dissolved. This solution was measured for proton NMR at 500 MHz with an NMR measuring instrument (JNM-ECA500) manufactured by JEOL Datum. The imidation rate is determined based on protons derived from a structure that does not change before and after imidation as a reference proton, and the peak integrated value of this proton and the proton peak integrated value derived from the NH group of the amic acid that appears in the vicinity of 9.5 to 10.0 ppm. Was obtained by the following equation.
Imidation ratio (%) = (1−α · x / y) × 100
In the above formula, x is the proton peak integrated value derived from the NH group of the amic acid, y is the peak integrated value of the reference proton, and α is one NH group proton of the amic acid in the case of polyamic acid (imidation rate is 0%). The number ratio of the reference protons.

(実施例1)
テトラカルボン酸二無水物成分として、A−1を13.53g(0.069mol)、A−2を6.54g(0.030mol)、ジアミン成分として、B−1を6.10g(0.030mol)、B−2を4.89g(0.040mol)、B−4を9.62g(0.030mol)用い、NMP162.7g中、室温で24時間反応させポリアミック酸溶液を得た。
このポリアミック酸溶液142.8gに、NMPを255.64g加えて希釈し、無水酢酸20.64gとピリジン8.8gを加え、温度50℃で3時間反応させてイミド化した。
Example 1
As tetracarboxylic dianhydride component, A-1 was 13.53 g (0.069 mol), A-2 was 6.54 g (0.030 mol), and diamine component was B-1 6.10 g (0.030 mol). ), 4.89 g (0.040 mol) of B-2 and 9.62 g (0.030 mol) of B-4, and reacted for 24 hours at room temperature in 162.7 g of NMP to obtain a polyamic acid solution.
The polyamic acid solution 142.8 g was diluted with 255.64 g of NMP, and 20.64 g of acetic anhydride and 8.8 g of pyridine were added and reacted at a temperature of 50 ° C. for 3 hours to imidize.

この反応溶液を室温程度まで冷却後、メタノール1498.8ml中に投入し、沈殿した固形物を回収した。さらに、この固形物をメタノールで数回洗浄した後、温度100℃で減圧乾燥して、ポリイミド(SPI-1)の白色粉末を得た。このポリイミドの数平均分子量は13,653、重量平均分子量は33,847であった。また、イミド化率は90%であった。
この得られたポリイミドSPI−1粉末5gにGBLを65g加え完全に溶解した後にBSを30g加え、温度50℃で24時間攪拌した。攪拌終了時点でポリイミドは完全に溶解していた。これを室温に戻した後、化合物-1を0.25g加え3時間攪拌して液晶配向剤を得た。
The reaction solution was cooled to about room temperature and then poured into 1498.8 ml of methanol to recover the precipitated solid. The solid was washed several times with methanol and then dried under reduced pressure at a temperature of 100 ° C. to obtain a white powder of polyimide (SPI-1). The number average molecular weight of this polyimide was 13,653, and the weight average molecular weight was 33,847. Moreover, the imidation ratio was 90%.
65 g of GBL was added to 5 g of the obtained polyimide SPI-1 powder and completely dissolved, then 30 g of BS was added and stirred at a temperature of 50 ° C. for 24 hours. The polyimide was completely dissolved at the end of stirring. After returning this to room temperature, 0.25 g of Compound-1 was added and stirred for 3 hours to obtain a liquid crystal aligning agent.

(実施例2)
ポリイミドSPI−1粉末5gにNMPを65g加え完全に溶解した後にBSを30g加え、温度50℃で24時間攪拌した。攪拌終了時点でポリイミドは完全に溶解していた。これを室温に戻した後、化合物-1を0.25g加え3時間攪拌して液晶配向剤を得た。
(実施例3)
ポリイミドSPI−1粉末5gにNEPを65g加え完全に溶解した後にBSを30g加え、温度50℃で24時間攪拌した。攪拌終了時点でポリイミドは完全に溶解していた。これを室温に戻した後、化合物-1を0.25g加え3時間攪拌して液晶配向剤を得た。
(Example 2)
After adding 65 g of NMP to 5 g of polyimide SPI-1 powder and completely dissolving it, 30 g of BS was added and stirred at a temperature of 50 ° C. for 24 hours. The polyimide was completely dissolved at the end of stirring. After returning this to room temperature, 0.25 g of Compound-1 was added and stirred for 3 hours to obtain a liquid crystal aligning agent.
(Example 3)
65 g of NEP was added to 5 g of polyimide SPI-1 powder and completely dissolved, and then 30 g of BS was added and stirred at a temperature of 50 ° C. for 24 hours. The polyimide was completely dissolved at the end of stirring. After returning this to room temperature, 0.25 g of Compound-1 was added and stirred for 3 hours to obtain a liquid crystal aligning agent.

(実施例4)
テトラカルボン酸二無水物成分として、A−1を8.18g(42mmol)、A−2を1.63g(7.5mmol)、ジアミン成分として、B−2を1.22g(10mmol)を用い、B−1を5.08g(25mmol)、B−3を6.11g(15mmol)、を用い、NMP88.96g中、室温で24時間反応させポリアミック酸溶液を得た。このポリアミック酸溶液95.8gに、NMPを228.5g加えて希釈し、無水酢酸15.1gとピリジン6.4gを加え、温度50℃で3時間反応させてイミド化した。
Example 4
As tetracarboxylic dianhydride component, A-1 was used in 8.18 g (42 mmol), A-2 was used in 1.63 g (7.5 mmol), and diamine component was used in B-2 as 1.22 g (10 mmol). Using 5.08 g (25 mmol) of B-1 and 6.11 g (15 mmol) of B-3, the mixture was reacted in 88.96 g of NMP at room temperature for 24 hours to obtain a polyamic acid solution. 228.5 g of NMP was added to 95.8 g of this polyamic acid solution for dilution, 15.1 g of acetic anhydride and 6.4 g of pyridine were added, and the mixture was reacted at 50 ° C. for 3 hours to imidize.

この反応溶液を室温程度まで冷却後、メタノール1259.1ml中に投入し、沈殿した固形物を回収した。さらに、この固形物をメタノールで数回洗浄した後、温度100℃で減圧乾燥して、可溶性ポリイミド(SPI−2)の白色粉末を得た。このポリイミドの数平均分子量は18,195、重量平均分子量は57,063であった。また、イミド化率は93%であった。
得られたポリイミドSPI−2粉末5gにGBLを65g加え完全に溶解した後にBSを30g加え、温度50℃で24時間攪拌した。攪拌終了時点でポリイミドは完全に溶解していた。これを室温に戻した後、化合物-1を0.25g加え3時間攪拌して液晶配向剤を得た。
The reaction solution was cooled to about room temperature and then poured into 1259.1 ml of methanol to recover the precipitated solid. Further, the solid was washed several times with methanol and then dried under reduced pressure at a temperature of 100 ° C. to obtain a white powder of soluble polyimide (SPI-2). The number average molecular weight of this polyimide was 18,195, and the weight average molecular weight was 57,063. Moreover, the imidation ratio was 93%.
65 g of GBL was added to 5 g of the obtained polyimide SPI-2 powder and completely dissolved, then 30 g of BS was added, and the mixture was stirred at a temperature of 50 ° C. for 24 hours. The polyimide was completely dissolved at the end of stirring. After returning this to room temperature, 0.25 g of Compound-1 was added and stirred for 3 hours to obtain a liquid crystal aligning agent.

(実施例5)
ポリイミドSPI−2粉末5gにNMPを65g加え完全に溶解した後にBSを30g加え、温度50℃で24時間攪拌した。攪拌終了時点でポリイミドは完全に溶解していた。これを室温に戻した後、化合物-1を0.25g加え3時間攪拌して液晶配向剤を得た。
(実施例6)
ポリイミドSPI−2粉末5gにNEPを65g加え完全に溶解した後にBSを30g加え、温度50℃で24時間攪拌した。攪拌終了時点でポリイミドは完全に溶解していた。これを室温に戻した後、化合物-1を0.25g加え3時間攪拌して液晶配向剤を得た。
(Example 5)
After adding 65 g of NMP to 5 g of polyimide SPI-2 powder and completely dissolving it, 30 g of BS was added and stirred at a temperature of 50 ° C. for 24 hours. The polyimide was completely dissolved at the end of stirring. After returning this to room temperature, 0.25 g of Compound-1 was added and stirred for 3 hours to obtain a liquid crystal aligning agent.
(Example 6)
65 g of NEP was added to 5 g of polyimide SPI-2 powder and completely dissolved, and then 30 g of BS was added and stirred at a temperature of 50 ° C. for 24 hours. The polyimide was completely dissolved at the end of stirring. After returning this to room temperature, 0.25 g of Compound-1 was added and stirred for 3 hours to obtain a liquid crystal aligning agent.

(実施例7)
ポリイミドSPI−1粉末5gにGBLを65g加え完全に溶解した後にBSを30g加え、温度50℃で24時間攪拌した。攪拌終了時点でポリイミドは完全に溶解していた。これを室温に戻したのち、化合物-2を0.25g加え3時間攪拌した。
(実施例8)
ポリイミドSPI−1粉末5gにNMPを65g加え完全に溶解した後にBSを30g加え、温度50℃で24時間攪拌した。攪拌終了時点でポリイミドは完全に溶解していた。これを室温に戻したのち、化合物-2を0.25g加え3時間攪拌した。
(比較例1)
ポリイミドSPI−1粉末5gにGBLを65g加え完全に溶解した後にBSを30g加え、温度50℃で24時間攪拌して液晶配向剤を得た。攪拌終了時点でポリイミドは完全に溶解していた。
(比較例2)
ポリイミドSPI−1粉末5gにNMPを65g加え完全に溶解した後にBSを30g加え、温度50℃で24時間攪拌して液晶配向剤を得た。攪拌終了時点でポリイミドは完全に溶解していた。
(Example 7)
After adding 65 g of GBL to 5 g of polyimide SPI-1 powder and completely dissolving it, 30 g of BS was added and stirred at a temperature of 50 ° C. for 24 hours. The polyimide was completely dissolved at the end of stirring. After returning this to room temperature, 0.25 g of compound-2 was added and stirred for 3 hours.
(Example 8)
65 g of NMP was added to 5 g of polyimide SPI-1 powder and completely dissolved, and then 30 g of BS was added and stirred at a temperature of 50 ° C. for 24 hours. The polyimide was completely dissolved at the end of stirring. After returning this to room temperature, 0.25 g of compound-2 was added and stirred for 3 hours.
(Comparative Example 1)
After adding 65 g of GBL to 5 g of polyimide SPI-1 powder and completely dissolving it, 30 g of BS was added and stirred at a temperature of 50 ° C. for 24 hours to obtain a liquid crystal aligning agent. The polyimide was completely dissolved at the end of stirring.
(Comparative Example 2)
After adding 65 g of NMP to 5 g of polyimide SPI-1 powder and completely dissolving it, 30 g of BS was added and stirred at a temperature of 50 ° C. for 24 hours to obtain a liquid crystal aligning agent. The polyimide was completely dissolved at the end of stirring.

(比較例3)
ポリイミドSPI−1粉末5gにNEPを65g加え完全に溶解した後にBSを30g加え、温度50℃で24時間攪拌して液晶配向剤を得た。攪拌終了時点でポリイミドは完全に溶解していた。
(比較例4)
ポリイミドSPI−1粉末5gにGBLを65g加え完全に溶解した後にBSを30g加え、温度50℃で24時間攪拌して液晶配向剤を得た。攪拌終了時点でポリイミドは完全に溶解していた。これを室温に戻した後、化合物-3を0.25g加え3時間攪拌して液晶配向剤を得た。
(比較例5)
ポリイミドSPI−1粉末5gにNMPを65g加え完全に溶解した後にBSを30g加え、温度50℃で24時間攪拌した。攪拌終了時点でポリイミドは完全に溶解していた。これを室温に戻したのち、化合物−3を0.25g加え3時間攪拌した。
(Comparative Example 3)
After adding 65 g of NEP to 5 g of polyimide SPI-1 powder and completely dissolving it, 30 g of BS was added and stirred at a temperature of 50 ° C. for 24 hours to obtain a liquid crystal aligning agent. The polyimide was completely dissolved at the end of stirring.
(Comparative Example 4)
After adding 65 g of GBL to 5 g of polyimide SPI-1 powder and completely dissolving it, 30 g of BS was added and stirred at a temperature of 50 ° C. for 24 hours to obtain a liquid crystal aligning agent. The polyimide was completely dissolved at the end of stirring. After returning this to room temperature, 0.25 g of compound-3 was added and stirred for 3 hours to obtain a liquid crystal aligning agent.
(Comparative Example 5)
65 g of NMP was added to 5 g of polyimide SPI-1 powder and completely dissolved, and then 30 g of BS was added and stirred at a temperature of 50 ° C. for 24 hours. The polyimide was completely dissolved at the end of stirring. After returning this to room temperature, 0.25 g of compound-3 was added and stirred for 3 hours.

(比較例6)
ポリイミドSPI−2粉末5gにGBLを65g加え完全に溶解した後にBSを30g加え、温度50℃で24時間攪拌して液晶配向剤を得た。攪拌終了時点でポリイミドは完全に溶解していた。
(比較例7)
ポリイミドSPI−2粉末5gにNEPを65g加え完全に溶解した後にBSを30g加え、温度50℃で24時間攪拌して液晶配向剤を得た。攪拌終了時点でポリイミドは完全に溶解していた。
(Comparative Example 6)
After adding 65 g of GBL to 5 g of polyimide SPI-2 powder and completely dissolving it, 30 g of BS was added and stirred at a temperature of 50 ° C. for 24 hours to obtain a liquid crystal aligning agent. The polyimide was completely dissolved at the end of stirring.
(Comparative Example 7)
After adding 65 g of NEP to 5 g of polyimide SPI-2 powder and completely dissolving it, 30 g of BS was added and stirred at a temperature of 50 ° C. for 24 hours to obtain a liquid crystal aligning agent. The polyimide was completely dissolved at the end of stirring.

(比較例8)
ポリイミドSPI−2粉末5gにGBLを65g加え完全に溶解した後にBSを30g加え、温度50℃で24時間攪拌した。攪拌終了時点でポリイミドは完全に溶解していた。これを室温に戻した後、化合物-4を0.25g加え3時間攪拌して液晶配向剤を得た。
(Comparative Example 8)
After adding 65 g of GBL to 5 g of polyimide SPI-2 powder and completely dissolving it, 30 g of BS was added and stirred at a temperature of 50 ° C. for 24 hours. The polyimide was completely dissolved at the end of stirring. After returning this to room temperature, 0.25 g of compound-4 was added and stirred for 3 hours to obtain a liquid crystal aligning agent.

上記で得られた実施例1〜8及び比較例1〜8液晶配向剤について、下記のように、チルド角の測定、白化特性の評価、及び印刷時の異物評価を行った。その結果を、表1及び表2に示した。   About the Examples 1-8 obtained by the above and Comparative Examples 1-8 liquid crystal aligning agent, the measurement of the chilled angle, evaluation of the whitening characteristic, and the foreign material evaluation at the time of printing were performed as follows. The results are shown in Tables 1 and 2.

<プレチルト角の測定>
液晶配向処理剤を透明電極付きガラス基板にスピンコートし、温度70℃のホットプレート上で70秒乾燥させた後、210℃のホットプレートで10分間焼成を行い、膜厚100nmの塗膜を形成させた。この塗膜面をロール径120mmのラビング装置でレーヨン布を用いて、ロール回転数1000rpm、ロール進行速度50mm/sec、押し込み量0.3mmの条件でラビングし、液晶配向膜付き基板を得た。この基板を2枚用意し、その1枚の液晶配向膜面上に6μmのスペーサーを散布し、その上からシール剤を印刷し、もう1枚の基板を液晶配向膜面が向き合いラビング方向が直行するようにして張り合わせた後、シール剤を硬化させて空セルを作製した。この空セルに減圧注入法によって、液晶MLC−2003(メルク・ジャパン社製)を注入し、注入口を封止して、ツイストネマティック液晶セルを得た。
上記方法にて得られた液晶セルを用いてプレチルト角の測定を行った。測定にはautronic社製のTBA107を用いた。
<Measurement of pretilt angle>
A liquid crystal alignment treatment agent is spin-coated on a glass substrate with a transparent electrode, dried on a hot plate at a temperature of 70 ° C. for 70 seconds, and then baked on a hot plate at 210 ° C. for 10 minutes to form a coating film having a thickness of 100 nm. I let you. This coating film surface was rubbed with a rubbing apparatus having a roll diameter of 120 mm using a rayon cloth under the conditions of a roll rotation speed of 1000 rpm, a roll traveling speed of 50 mm / sec, and an indentation amount of 0.3 mm to obtain a substrate with a liquid crystal alignment film. Prepare two sheets of this substrate, spray a 6μm spacer on the surface of the liquid crystal alignment film, print a sealant on it, and the other substrate faces the liquid crystal alignment film and the rubbing direction is perpendicular. After the lamination, the sealing agent was cured to produce an empty cell. Liquid crystal MLC-2003 (Merck Japan Co., Ltd.) was injected into this empty cell by a reduced pressure injection method, and the injection port was sealed to obtain a twisted nematic liquid crystal cell.
The pretilt angle was measured using the liquid crystal cell obtained by the above method. For the measurement, TBA107 manufactured by autotronic was used.

<白化特性の評価>
上記の液晶配向剤を、Cr基板上にそれぞれ約0.1ml滴下し、温度23℃、湿度70%の環境に放置した。この液滴の端近傍及び中央付近を1時間ごとに顕微鏡で観察した。なお、液滴の端近傍は100倍で、液滴の中央付近は50倍の倍率で観察を行った。6時間以内に液滴の端及び中央付近に凝集物が見られた場合は×、6時間経過しても見られない場合を○とし、6時間以内に液滴の端に僅かではあるが凝集物が見られた場合を△と評価した。結果を表2に記載した。
<印刷時の異物評価>
上記と同様な装置を用いて、印刷を実施した。空運転を10回実施した後、10分間印刷機を止め、印刷版を乾燥させた。その後、Cr基板1枚印刷し、上記と同様に焼成した。焼成した基板は共焦点レーザー顕微鏡(レーザーテック社製、商品名:VL2000) で印刷エッジ付近を観察し、印刷エッジ付近に、異物が発生していないものを0.1〜3μmの異物が発生したものを△、3μm以上の異物が発生したものを×と評価した。結果を表2に記載した。
<Evaluation of whitening characteristics>
About 0.1 ml of the above liquid crystal aligning agent was dropped on each Cr substrate and left in an environment of a temperature of 23 ° C. and a humidity of 70%. The vicinity of the end and the center of the droplet were observed with a microscope every hour. The observation was performed at a magnification of 100 times near the edge of the droplet and at a magnification of 50 times near the center of the droplet. If aggregates are observed near the edge and center of the droplet within 6 hours, X is indicated when no aggregation is observed even after 6 hours, and aggregation is slightly observed at the edge of the droplet within 6 hours. When a thing was seen, it evaluated as (triangle | delta). The results are shown in Table 2.
<Foreign matter evaluation during printing>
Printing was performed using the same apparatus as described above. After performing the idling 10 times, the printing machine was stopped for 10 minutes and the printing plate was dried. Thereafter, one Cr substrate was printed and fired in the same manner as described above. The fired substrate was observed with a confocal laser microscope (trade name: VL2000, manufactured by Lasertec Co., Ltd.) in the vicinity of the printing edge, and in the vicinity of the printing edge, no foreign matter was generated. △ was evaluated as x when a foreign matter of 3 μm or more was generated. The results are shown in Table 2.

Figure 0005713008
Figure 0005713008

Figure 0005713008
表中の括弧内の値は、GBL主溶媒系と比較した際のプレチルト角の低下の値を表わす。
Figure 0005713008
The value in parentheses in the table represents the value of decrease in pretilt angle when compared to the GBL main solvent system.

本発明の液晶配向剤を用いて作製した液晶表示素子は、信頼性の高い液晶表示デバイスとすることができ、TN液晶表示素子、STN液晶表示素子、TFT液晶表示素子、OCB液晶表示素子など、種々の方式による表示素子に好適に用いられる。   The liquid crystal display element produced using the liquid crystal aligning agent of the present invention can be a highly reliable liquid crystal display device, such as a TN liquid crystal display element, an STN liquid crystal display element, a TFT liquid crystal display element, an OCB liquid crystal display element, It is suitably used for display elements using various methods.

Claims (13)

ジアミン成分とテトラカルボン酸二無水物とを反応させて得られるポリアミック酸をイミド化して得られるポリイミドと、3級窒素原子及び4級炭素原子を有する炭素数が3〜15のポリオール化合物と、を含有することを特徴とする液晶配向剤。   A polyimide obtained by imidizing a polyamic acid obtained by reacting a diamine component and tetracarboxylic dianhydride, and a polyol compound having 3 to 15 carbon atoms having tertiary nitrogen atoms and quaternary carbon atoms, A liquid crystal aligning agent characterized by containing. ポリオール化合物が、下記の式(A)で表される請求項1に記載の液晶配向剤。
Figure 0005713008
(式中のR1、R2はそれぞれ独立に炭素数1〜5のヒドロキシアルキル基を表し、R3、R4、R5は、それぞれ独立に炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のヒドロキシアルキル基を表す。)
The liquid crystal aligning agent of Claim 1 by which a polyol compound is represented by a following formula (A).
Figure 0005713008
(In the formula, R 1 and R 2 each independently represent a hydroxyalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 3 , R 4 and R 5 are each independently an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or 1 carbon atom. Represents a hydroxyalkyl group of ˜5.)
ポリオール化合物が、水酸基を2〜8個有する化合物である請求項1又は2に記載の液晶配向剤。   The liquid crystal aligning agent according to claim 1 or 2, wherein the polyol compound is a compound having 2 to 8 hydroxyl groups. ポリオール化合物が、下記のいずれかの化合物である請求項1〜3のいずれかに記載の液晶配向剤。
Figure 0005713008
The liquid crystal aligning agent according to any one of claims 1 to 3, wherein the polyol compound is any one of the following compounds.
Figure 0005713008
ポリオール化合物をポリイミド100質量部に対し0.1〜10質量部を含有する請求項1〜4のいずれかに記載の液晶配向剤。   The liquid crystal aligning agent in any one of Claims 1-4 which contains a 0.1-10 mass part polyol compound with respect to 100 mass parts of polyimides. ジアミン成分が、炭素数2又は3のアルケニル基で置換されたジ置換アミノ基を有するジアミノベンゼンである、請求項1〜5のいずれかに記載の液晶配向剤。   The liquid crystal aligning agent in any one of Claims 1-5 whose diamine component is diaminobenzene which has a disubstituted amino group substituted by the C2-C3 alkenyl group. ジアミノベンゼンが、下記の式[1]で表されるジアミンである、請求項6に記載の液晶配向剤。
Figure 0005713008
The liquid crystal aligning agent of Claim 6 whose diaminobenzene is diamine represented by following formula [1].
Figure 0005713008
ジアミン成分が、さらに、下記の式[32]で表されるジアミンを含む、請求項7に記載の液晶配向剤。
Figure 0005713008
(上記式中、kは1〜20の整数を表す。)
The liquid crystal aligning agent of Claim 7 in which a diamine component contains the diamine represented by following formula [32] further.
Figure 0005713008
(In the above formula, k represents an integer of 1 to 20.)
式[1]で表されるジアミンを、全ジアミン成分中20〜90モル%含有する請求項7又は8のいずれかに記載の液晶配向剤。   The liquid crystal aligning agent in any one of Claim 7 or 8 which contains 20-90 mol% of diamine represented by Formula [1] in all the diamine components. さらに、式[32]で表されるジアミンが、全ジアミン成分中5〜40モル%含有される、請求項8又は9のいずれかに記載の液晶配向剤。   Furthermore, the liquid crystal aligning agent in any one of Claim 8 or 9 with which the diamine represented by Formula [32] is contained 5-40 mol% in all the diamine components. ポリイミドを含むポリマーの含有量が、溶媒を含む液晶配向剤中、1〜10質量%である請求項1〜10のいずれかに記載の液晶配向剤。   The content of the polymer containing polyimide is 1 to 10% by mass in the liquid crystal aligning agent containing the solvent. 請求項1〜11のいずれかに記載の液晶配向剤を電極付き基板上に塗布、焼成して得られる液晶配向膜。   The liquid crystal aligning film obtained by apply | coating and baking the liquid crystal aligning agent in any one of Claims 1-11 on a board | substrate with an electrode. 請求項12に記載の液晶配向膜を有する液晶表示素子。   The liquid crystal display element which has a liquid crystal aligning film of Claim 12.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102224531B1 (en) * 2011-09-08 2021-03-05 닛산 가가쿠 가부시키가이샤 Liquid crystal aligning agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element
CN106232733B (en) * 2014-04-09 2018-12-18 日产化学工业株式会社 Aligning agent for liquid crystal, liquid crystal orientation film and liquid crystal indicate element
CN105087018B (en) * 2014-07-21 2018-01-19 中节能万润股份有限公司 Aligning agent for liquid crystal, liquid crystal orientation film and its liquid crystal display cells
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CN111575023B (en) * 2020-06-12 2022-03-01 江苏三月科技股份有限公司 Compound additive, liquid crystal aligning agent prepared from compound additive and liquid crystal aligning film
CN111647412A (en) * 2020-06-12 2020-09-11 江苏三月科技股份有限公司 Liquid crystal aligning agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62283153A (en) * 1986-06-02 1987-12-09 Toray Ind Inc Polyimide coating agent composition

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5612450A (en) * 1994-05-17 1997-03-18 Japan Synthetic Rubber Co., Ltd. Liquid crystal aligning agent and liquid crystal display device
US6238752B1 (en) * 1998-07-29 2001-05-29 Chisso Corporation Diamino compounds, polyamic acids, polyimides, liquid crystal aligning films using said polyimide films and liquid crystal display devices using said aligning films
JP5019038B2 (en) * 2007-04-18 2012-09-05 Jsr株式会社 Liquid crystal aligning agent, liquid crystal display element, and polymer and raw material diamine for the same
JP2009040984A (en) 2007-08-13 2009-02-26 Dainippon Printing Co Ltd Liquid crystal composition, retardation-controlling members using the same, and liquid crystal display
KR101488265B1 (en) * 2007-09-28 2015-02-02 삼성디스플레이 주식회사 Composition for stripping and stripping method
JP2009104065A (en) 2007-10-25 2009-05-14 Nippon Zeon Co Ltd Luminance enhancing film and liquid crystal display device
WO2010117223A2 (en) 2009-04-09 2010-10-14 주식회사 엘지화학 Alignment layer composition, alignment layer prepared with the same, preparation method of alignment layer, optical film containing the same, and display device including the optical film

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62283153A (en) * 1986-06-02 1987-12-09 Toray Ind Inc Polyimide coating agent composition

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