JP6638645B2 - Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal display device - Google Patents

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

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Description

本発明は、液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子に関する。   The present invention relates to a liquid crystal alignment agent, a liquid crystal alignment film, and a liquid crystal display device.

液晶配向膜は、液晶表示素子や重合性液晶を用いた位相差板等において、液晶分子の配向を一定方向に制御するための膜である。例えば、液晶表示素子は、液晶層をなす液晶分子が、一対の基板のそれぞれの表面に形成された液晶配向膜で挟まれた構造を有する。そして、液晶表示素子では、液晶分子が、液晶配向膜によってプレチルト角を伴って一定方向に配向し、基板と液晶配向膜との間に設けられた電極への電圧印加により応答をする。その結果、液晶表示素子は、液晶分子の応答による配向変化を利用して所望とする画像の表示を行う。液晶配向膜は、液晶表示素子等において、液晶分子等とともに主要な構成部材となる。   The liquid crystal alignment film is a film for controlling the alignment of liquid crystal molecules in a certain direction in a liquid crystal display element or a retardation plate using a polymerizable liquid crystal. For example, a liquid crystal display element has a structure in which liquid crystal molecules forming a liquid crystal layer are sandwiched between liquid crystal alignment films formed on respective surfaces of a pair of substrates. Then, in the liquid crystal display element, the liquid crystal molecules are aligned in a certain direction with a pretilt angle by the liquid crystal alignment film, and respond by applying a voltage to an electrode provided between the substrate and the liquid crystal alignment film. As a result, the liquid crystal display element displays a desired image using the change in alignment due to the response of the liquid crystal molecules. The liquid crystal alignment film is a main component in a liquid crystal display device and the like together with liquid crystal molecules and the like.

液晶配向膜は、基板上に高分子膜を形成して構成することができる。高分子膜としては、高耐熱性で高信頼性のポリイミド膜等を使用することができる。
基板上に液晶配向膜となる高分子膜を形成する方法としては、高分子膜形成のため成分を含む液晶配向剤を使用し、基板上にその塗膜を形成して液晶配向膜となる高分子膜を得る方法が知られている。
The liquid crystal alignment film can be formed by forming a polymer film on a substrate. As the polymer film, a polyimide film or the like having high heat resistance and high reliability can be used.
As a method of forming a polymer film to be a liquid crystal alignment film on a substrate, a liquid crystal alignment agent containing components for forming the polymer film is used, and a coating film is formed on the substrate to form a liquid crystal alignment film. Methods for obtaining molecular films are known.

例えば、基板上に液晶配向膜となる高分子膜としてポリイミド膜を形成する場合、方法としては、ポリアミック酸等のポリイミド前駆体を含有して調製されたワニスを用いた液晶配向剤を使用し、その塗膜を作製し、基板上でイミド化させる方法が知られている。また、別の方法として、予めイミド化させてあるポリイミドを溶媒に溶解して、所謂、溶媒可溶性ポリイミドワニスを調製し、そのポリイミドワニスを用いた液晶配向剤を使用してポリイミド膜を形成する方法がある。   For example, when forming a polyimide film as a polymer film to be a liquid crystal alignment film on a substrate, as a method, using a liquid crystal alignment agent using a varnish prepared by containing a polyimide precursor such as polyamic acid, A method is known in which the coating film is prepared and imidized on a substrate. Further, as another method, a method in which a polyimide which has been imidized in advance is dissolved in a solvent to prepare a so-called solvent-soluble polyimide varnish, and a polyimide film is formed using a liquid crystal alignment agent using the polyimide varnish. There is.

近年、益々進歩する液晶表示素子の分野において、液晶配向膜は、液晶分子の配向を制御する性能(以下、液晶配向性とも言う。)に加え、液晶表示素子が高い性能を発揮できるように、多様な特性が求められるようになっている。例えば、液晶表示素子の表示品位向上に関する特性として、表示不良の改善に関する特性や透過率の向上が求められている。   In recent years, in the field of liquid crystal display devices, which have been progressing more and more, liquid crystal alignment films have been developed so that liquid crystal display devices can exhibit high performance in addition to the performance of controlling the alignment of liquid crystal molecules (hereinafter, also referred to as liquid crystal alignment). Various characteristics are required. For example, as a characteristic relating to the improvement of the display quality of the liquid crystal display element, a characteristic relating to the improvement of the display defect and an improvement in the transmittance are required.

そして、液晶配向膜は製造工程への適用性が考慮され、耐熱性や耐溶剤性等が求められている。併せて、液晶配向膜は、液晶表示素子の製造工程への適用性の観点から、ラビング処理に対する高い耐性が強く求められている。ラビング処理は、液晶表示素子の製造工程において、基板上に形成された高分子膜から液晶配向膜を形成する方法として知られ、現在も工業的に広く用いられている。ラビング処理では、基板上に形成されたポリイミド等の高分子膜に対し、その表面を布で擦る配向処理が行われる。   The liquid crystal alignment film is required to have heat resistance, solvent resistance, and the like in consideration of applicability to a manufacturing process. At the same time, the liquid crystal alignment film is strongly required to have high resistance to rubbing treatment from the viewpoint of applicability to a liquid crystal display element manufacturing process. The rubbing treatment is known as a method for forming a liquid crystal alignment film from a polymer film formed on a substrate in a process of manufacturing a liquid crystal display element, and is still widely used industrially at present. In the rubbing process, an orientation process of rubbing the surface of a polymer film such as polyimide formed on a substrate with a cloth is performed.

こうしたラビング処理においては、液晶配向膜が削れることで発生する粉塵や液晶配向膜に付いた傷が、表示品位を低下させるという問題が知られている。そのため、液晶配向膜にはラビング処理に対する耐性(以下、ラビング耐性とも言う。)が求められている。   In such a rubbing treatment, there is a known problem that dust generated by scraping the liquid crystal alignment film and scratches on the liquid crystal alignment film deteriorate display quality. Therefore, resistance to rubbing treatment (hereinafter, also referred to as rubbing resistance) is required for the liquid crystal alignment film.

高いラビング耐性を有する液晶配向膜を形成するための方法としては、液晶配向膜をなすポリイミドや、そのポリイミドを形成するためのポリイミド前駆体に種々の添加剤を加える方法(特許文献1、2)や、ラビング耐性の良好なポリイミド構造を導入する方法等が提案されている(特許文献3、4)。その他にも、ポリイミド系の液晶配向剤に、ブロックイソシアネート基を有する化合物を添加することにより、形成される液晶配向膜のラビング耐性を向上させる方法も報告されている(特許文献5)。これらの方法を用いることにより、ラビング処理時の液晶配向膜の削れ(ラビング削れとも言う。)や液晶配向膜の傷(ラビング傷とも言う。)の発生を低減することができる。   As a method for forming a liquid crystal alignment film having high rubbing resistance, a method of adding various additives to a polyimide forming the liquid crystal alignment film or a polyimide precursor for forming the polyimide (Patent Documents 1 and 2) Further, a method of introducing a polyimide structure having good rubbing resistance has been proposed (Patent Documents 3 and 4). In addition, there has been reported a method of improving the rubbing resistance of a formed liquid crystal alignment film by adding a compound having a blocked isocyanate group to a polyimide-based liquid crystal alignment agent (Patent Document 5). By using these methods, generation of scraping of the liquid crystal alignment film during rubbing treatment (also referred to as rubbing scraping) and damage to the liquid crystal alignment film (also referred to as rubbing scratch) can be reduced.

日本特開平7−120769号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-120767 日本特開平9−146100号公報JP-A-9-146100 日本特開2008−90297号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-90297 日本特開平9−258229号公報JP-A-9-258229 国際公開第WO/2013/122062号パンフレットInternational Publication No. WO / 2013/122062 pamphlet

上述したように、液晶表示素子においては、強いラビング処理に対しても、ラビング削れやラビング傷の発生を防止し、強いラビング処理に適用可能な液晶配向膜が求められている。そのため、高いラビング耐性を有する液晶配向膜を形成することができる液晶配向剤が求められている。
ブロックイソシアネート基を有する化合物を添加した液晶配向剤を用いた場合、加熱することで3次元架橋が進行し、液晶配向膜の機械的強度(ラビング耐性)が向上することが知られている。しかし、一般的に、3次元架橋が進行すると、ラビング時のポリマー延伸性が低下し、配向規制力の低下が起こるとされており、良好な配向規制力と高いラビング耐性を兼ね備えた液晶配向膜が求められている。
As described above, in the liquid crystal display element, there is a demand for a liquid crystal alignment film which can prevent rubbing scraping and rubbing scratches even in strong rubbing treatment and can be applied to strong rubbing treatment. Therefore, a liquid crystal alignment agent capable of forming a liquid crystal alignment film having high rubbing resistance has been demanded.
When a liquid crystal aligning agent to which a compound having a blocked isocyanate group is added is used, it is known that three-dimensional crosslinking proceeds by heating, and the mechanical strength (rubbing resistance) of the liquid crystal alignment film is improved. However, it is generally said that as the three-dimensional cross-linking proceeds, the polymer stretchability during rubbing is reduced, and the alignment regulating force is reduced. Thus, a liquid crystal alignment film having both good alignment regulating force and high rubbing resistance. Is required.

さらに、ラビング処理の後に膜洗浄を行った場合、液晶配向膜の光学異方性が低下することが知られており、これにより、配向規制力が低下すると考えられる。
したがって、高いラビング耐性を有するだけでなく、ポリマー延伸性の阻害や膜洗浄後の光学異方性低下が少なく、良好な液晶配向性を有する液晶配向膜を形成することができる液晶配向剤が求められている。
Further, it is known that when the film is cleaned after the rubbing treatment, the optical anisotropy of the liquid crystal alignment film is reduced, and it is considered that the alignment regulating force is thereby reduced.
Therefore, a liquid crystal aligning agent which not only has a high rubbing resistance but also has a small degree of inhibition of polymer stretchability and a small decrease in optical anisotropy after film washing, and can form a liquid crystal alignment film having good liquid crystal alignment is required. Have been.

本発明者は、鋭意研究を進めたところ、従来知られていない新規な成分を液晶配向剤に添加することで、上記の課題を解決し得ることを見出し、本発明に到達した。
具体的には、ポリイミド系の液晶配向剤に、ブロックイソシアネート基を有する化合物を含有させることにより、形成される液晶配向膜のラビング耐性を向上させるだけでなく、配向規制力に優れた液晶配向膜を提供できることを見出した。
The present inventors have made intensive studies and found that the above-mentioned problems can be solved by adding a novel component which has not been known so far to the liquid crystal aligning agent, and reached the present invention.
Specifically, by including a compound having a blocked isocyanate group in a polyimide-based liquid crystal alignment agent, not only the rubbing resistance of the formed liquid crystal alignment film is improved, but also the liquid crystal alignment film excellent in alignment control force. Can be provided.

本発明は、下記の1〜7を要旨とするものである。
1.ポリイミド前駆体及び該ポリイミド前駆体をイミド化して得られるポリイミドからなる群から選ばれる少なくとも1つの重合体と、下記式(1)で表されるブロックイソシアネート基を有する化合物とを含有することを特徴とする液晶配向剤。

Figure 0006638645
(但し、Zはそれぞれ独立して、炭素数1〜3のアルキル基、水酸基又は下記式(2)で表される有機基であり、Zの少なくとも1つは、下記式(2)で表される有機基である。)
Figure 0006638645
The present invention has the following aspects 1 to 7.
1. A polyimide precursor and at least one polymer selected from the group consisting of a polyimide obtained by imidizing the polyimide precursor, and a compound having a blocked isocyanate group represented by the following formula (1): Liquid crystal aligning agent.
Figure 0006638645
(However, Z is each independently an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, a hydroxyl group or an organic group represented by the following formula (2), and at least one of Z is represented by the following formula (2) Organic group.)
Figure 0006638645

2.前記式(1)で表されるブロックイソシアネート基を有する化合物のブロック部分の熱解離温度が50〜230℃である上記1に記載の液晶配向剤。
3.前記式(1)で表されるブロックイソシアネート基を有する化合物が、下記式(X1)で表される上記1又は2に記載の液晶配向剤。

Figure 0006638645
4.前記ポリイミド前駆体が、下記式(3)で表される構造単位を有する上記1〜3のいずれか1項に記載の液晶配向剤
Figure 0006638645
(但し、Rは、水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基であり、A及びAは、それぞれ独立して、水素原子、又は置換基を有してもよい、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基若しくは炭素数2〜10のアルキニル基である。Xは、4価の有機基であり、Yは、2価の有機基である。)2. 2. The liquid crystal aligning agent according to the above 1, wherein the block portion of the compound having a blocked isocyanate group represented by the formula (1) has a thermal dissociation temperature of 50 to 230 ° C.
3. The liquid crystal aligning agent according to the above 1 or 2, wherein the compound having a blocked isocyanate group represented by the formula (1) is represented by the following formula (X1).
Figure 0006638645
4. The liquid crystal aligning agent according to any one of the above items 1 to 3, wherein the polyimide precursor has a structural unit represented by the following formula (3).
Figure 0006638645
(However, R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and A 1 and A 2 are each independently a hydrogen atom or a carbon atom having 1 to 5 carbon atoms which may have a substituent. An alkyl group, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, or an alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms. X 1 is a tetravalent organic group, and Y 1 is a divalent organic group.

5.前記ブロックイソシアネート基を有する化合物が、前記重合体100重量%に対して0.1〜10重量%含有される上記1〜4のいずれかに記載の液晶配向剤。
6.前記重合体が、一級アミン、二級アミン、カルボン酸又はウレア基を有するポリイミド前駆体及び該ポリイミド前駆体をイミド化して得られるポリイミドからなる群から選ばれる少なくとも1つである上記1〜5のいずれかに記載の液晶配向剤。
7.上記1〜6のいずれかに記載の液晶配向剤から得られる液晶配向膜。
8.上記1〜6のいずれか1項に記載の液晶配向剤を基板に塗布し、焼成して得られる
液晶配向膜。
9.上記7又は8に記載の液晶配向膜を有する液晶表示素子。
5. The liquid crystal aligning agent according to any one of the above items 1 to 4, wherein the compound having a blocked isocyanate group is contained in an amount of 0.1 to 10% by weight based on 100% by weight of the polymer.
6. The above-mentioned 1-5, wherein the polymer is at least one selected from the group consisting of a primary amine, a secondary amine, a polyimide precursor having a carboxylic acid or a urea group, and a polyimide obtained by imidizing the polyimide precursor. The liquid crystal alignment agent according to any one of the above.
7. A liquid crystal alignment film obtained from the liquid crystal alignment agent according to any one of the above 1 to 6.
8. 7. A liquid crystal alignment film obtained by applying the liquid crystal alignment agent according to any one of the above 1 to 6 to a substrate and baking it.
9. A liquid crystal display device having the liquid crystal alignment film according to the above item 7 or 8.

本発明の液晶配向剤によれば、高いラビング耐性を有し、良好な液晶配向性を有する液晶配向膜を提供することができる。高いラビング耐性を有することによって、ラビング処理により液晶配向膜が削れることで発生する粉塵の問題や、液晶配向膜に付いた傷が液晶表示素子の表示品位を低下させるという問題を低減することができる。
さらに、本発明によれば、良好な残像特性を示す液晶表示素子を提供することができる。
According to the liquid crystal alignment agent of the present invention, a liquid crystal alignment film having high rubbing resistance and good liquid crystal alignment can be provided. By having high rubbing resistance, it is possible to reduce the problem of dust generated by scraping of the liquid crystal alignment film by the rubbing treatment and the problem that the scratch on the liquid crystal alignment film deteriorates the display quality of the liquid crystal display element. .
Further, according to the present invention, it is possible to provide a liquid crystal display element exhibiting good afterimage characteristics.

以下、本発明をより詳細に説明する。
本発明の液晶配向剤は、テトラカルボン酸誘導体とジアミン成分とを反応させて得られるポリイミド前駆体及びそれをイミド化して得られるポリイミドからなる群から選ばれる少なくとも1種の重合体を含有する。ポリイミド前駆体としては、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル等が含まれる。そして、本発明の液晶配向剤は、ポリイミド前駆体及びポリイミドから選ばれる少なくとも1種の重合体とともに、ブロックイソシアネート基を有する化合物(以下、単に、ブロックイソシアネート化合物とも言う。)を含有する。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
The liquid crystal aligning agent of the present invention contains at least one polymer selected from the group consisting of a polyimide precursor obtained by reacting a tetracarboxylic acid derivative with a diamine component and a polyimide obtained by imidizing the polyimide precursor. Examples of the polyimide precursor include polyamic acid and polyamic acid ester. The liquid crystal alignment agent of the present invention contains a compound having a blocked isocyanate group (hereinafter, also simply referred to as a blocked isocyanate compound) together with at least one polymer selected from a polyimide precursor and a polyimide.

以下では、本発明の液晶配向剤に含有可能な成分である、ポリイミド前駆体、ポリイミド、及びブロックイソシアネート基を有する化合物について説明する。さらに、それらを含有して構成される本発明の液晶配向剤について説明する。   Hereinafter, the polyimide precursor, the polyimide, and the compound having a blocked isocyanate group, which are components that can be contained in the liquid crystal alignment agent of the present invention, will be described. Further, the liquid crystal aligning agent of the present invention constituted by containing them will be described.

<ポリイミド前駆体>
本発明の液晶配向剤に含有されるポリイミド前駆体は、ポリアミック酸及びポリアミック酸エステルを指し、下記式(3)で表される構造単位を有する。
<Polyimide precursor>
The polyimide precursor contained in the liquid crystal alignment agent of the present invention refers to polyamic acid and polyamic acid ester, and has a structural unit represented by the following formula (3).

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上記式(3)において、Rは、水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基であり、A、Aは、それぞれ独立して、水素原子、又は置換基を有してもよい、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基若しくは炭素数2〜10のアルキニル基である。In the above formula (3), R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and A 1 and A 2 may each independently have a hydrogen atom or a substituent. An alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms or an alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms.

上記式(3)において、Rは、水素原子又は炭素数1〜5、好ましくは1〜2のアルキル基である。ポリアミック酸エステルは、アルキル基における炭素数が増えるに従ってイミド化が進行する温度が高くなる。そのため、Rは、熱によるイミド化のしやすさの観点から、メチル基が特に好ましい。In the above formula (3), R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5, preferably 1 to 2 carbon atoms. In the polyamic acid ester, as the number of carbon atoms in the alkyl group increases, the temperature at which imidization proceeds increases. Therefore, R 1 is particularly preferably a methyl group from the viewpoint of easy imidization by heat.

上記式(3)において、A及びAは、それぞれ独立して、水素原子、又は置換基を有してもよい、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基若しくは炭素数2〜10のアルキニル基である。
上記炭素数1〜10のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、t−ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ビシクロヘキシル基等が挙げられる。
上記炭素数2〜10のアルケニル基としては、上記のアルキル基に存在する1つ以上のCH−CHを、CH=CHに置き換えたものが挙げられ、より具体的には、ビニル基、アリル基、1−プロペニル基、イソプロペニル基、2−ブテニル基、1,3−ブタジエニル基、2−ペンテニル基、2−ヘキセニル基、シクロプロペニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等が挙げられる。
上記炭素数2〜10のアルキニル基としては、前記のアルキル基に存在する1つ以上のCH−CH構造をC≡C構造に置き換えたものが挙げられ、より具体的には、エチニル基、1−プロピニル基、2−プロピニル基等が挙げられる。
In the above formula (3), A 1 and A 2 each independently represent a hydrogen atom, or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, or an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms which may have a substituent. It is an alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms.
Specific examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms include methyl, ethyl, propyl, butyl, t-butyl, hexyl, octyl, decyl, cyclopentyl, cyclohexyl, and bicyclohexyl. And the like.
Examples of the alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms include one in which one or more CH 2 —CH 2 present in the above alkyl group is replaced with CH = CH, and more specifically, a vinyl group, Examples include an allyl group, a 1-propenyl group, an isopropenyl group, a 2-butenyl group, a 1,3-butadienyl group, a 2-pentenyl group, a 2-hexenyl group, a cyclopropenyl group, a cyclopentenyl group, and a cyclohexenyl group.
Examples of the alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms include one in which one or more CH 2 —CH 2 structures present in the alkyl group are replaced with a C≡C structure. More specifically, an ethynyl group , 1-propynyl group, 2-propynyl group and the like.

上記の炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基及び炭素数2〜10のアルキニル基は置換基を有していてもよく、さらには置換基によって環構造を形成してもよい。尚、置換基によって環構造を形成するとは、置換基同士又は置換基と母骨格の一部とが結合して環構造となることを意味する。   The alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, the alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms and the alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms may have a substituent, and further form a ring structure by the substituent. Is also good. Note that forming a ring structure with a substituent means that the substituents are bonded to each other or to a part of the parent skeleton to form a ring structure.

この置換基の例としては、ハロゲン基、水酸基、チオール基、ニトロ基、アリール基、オルガノオキシ基、オルガノチオ基、オルガノシリル基、アシル基、エステル基、チオエステル基、リン酸エステル基、アミド基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基等を挙げることができる。   Examples of the substituent include a halogen group, a hydroxyl group, a thiol group, a nitro group, an aryl group, an organooxy group, an organothio group, an organosilyl group, an acyl group, an ester group, a thioester group, a phosphoric ester group, an amide group, Examples thereof include an alkyl group, an alkenyl group, and an alkynyl group.

置換基であるハロゲン基としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子が挙げられる。
置換基であるアリール基としては、フェニル基が挙げられる。このアリール基には前述した他の置換基がさらに置換していてもよい。
Examples of the halogen group as a substituent include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom.
Examples of the aryl group as a substituent include a phenyl group. This aryl group may be further substituted with the other substituents described above.

置換基であるオルガノオキシ基としては、O−Rで表される構造を示すことができる。このRは同一でも異なってもよく、前述したアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基などを例示することができる。これらのRには、前述した置換基がさらに置換していてもよい。オルガノオキシ基の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基等が挙げられる。   As the organooxy group as a substituent, a structure represented by OR can be shown. R may be the same or different, and examples thereof include the aforementioned alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, and aryl group. These R may be further substituted by the above-mentioned substituents. Specific examples of the organooxy group include a methoxy group, an ethoxy group, a propyloxy group, a butoxy group, a pentyloxy group, a hexyloxy group, a heptyloxy group, and an octyloxy group.

置換基であるオルガノチオ基としては、−S−Rで表される構造を示すことができる。このRとしては、前述したアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基等を例示することができる。これらのRには、前述した置換基がさらに置換していてもよい。オルガノチオ基の具体例としては、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ブチルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、ヘプチルチオ基、オクチルチオ基等が挙げられる。   As the organothio group as a substituent, a structure represented by -SR can be shown. Examples of R include the above-described alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, and aryl group. These R may be further substituted by the above-mentioned substituents. Specific examples of the organothio group include a methylthio group, an ethylthio group, a propylthio group, a butylthio group, a pentylthio group, a hexylthio group, a heptylthio group, and an octylthio group.

置換基であるオルガノシリル基としては、−Si−(R)で表される構造を示すことができる。このRは同一でも異なってもよく、前述したアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基等を例示することができる。これらのRには、前述した置換基がさらに置換していてもよい。オルガノシリル基の具体例としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリプロピルシリル基、トリブチルシリル基、トリペンチルシリル基、トリヘキシルシリル基、ペンチルジメチルシリル基、ヘキシルジメチルシリル基等が挙げられる。As the organosilyl group as a substituent, a structure represented by -Si- (R) 3 can be shown. R may be the same or different, and examples thereof include the aforementioned alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, and aryl group. These R may be further substituted by the above-mentioned substituents. Specific examples of the organosilyl group include a trimethylsilyl group, a triethylsilyl group, a tripropylsilyl group, a tributylsilyl group, a tripentylsilyl group, a trihexylsilyl group, a pentyldimethylsilyl group, and a hexyldimethylsilyl group.

置換基であるアシル基としては、−C(O)−Rで表される構造を示すことができる。このRとしては、前述したアルキル基、アルケニル基、アリール基等を例示することができる。これらのRには、前述した置換基がさらに置換していてもよい。アシル基の具体例としては、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、バレリル基、イソバレリル基、ベンゾイル基等が挙げられる。   As the acyl group which is a substituent, a structure represented by -C (O) -R can be shown. Examples of R include the above-described alkyl group, alkenyl group, and aryl group. These R may be further substituted by the above-mentioned substituents. Specific examples of the acyl group include a formyl group, an acetyl group, a propionyl group, a butyryl group, an isobutyryl group, a valeryl group, an isovaleryl group, and a benzoyl group.

置換基であるエステル基としては、−C(O)O−R、又は−OC(O)−Rで表される構造を示すことができる。このRとしては、前述したアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基等を例示することができる。これらのRには、前述した置換基がさらに置換していてもよい。
置換基であるチオエステル基としては、−C(S)O−R、又は−OC(S)−Rで表される構造を示すことができる。このRとしては、前述したアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基などを例示することができる。これらのRには、前述した置換基がさらに置換していてもよい。
As the ester group which is a substituent, a structure represented by -C (O) OR or -OC (O) -R can be shown. Examples of R include the above-described alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, and aryl group. These R may be further substituted by the above-mentioned substituents.
As the thioester group which is a substituent, a structure represented by -C (S) OR or -OC (S) -R can be shown. Examples of R include the above-described alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, and aryl group. These R may be further substituted by the above-mentioned substituents.

置換基であるリン酸エステル基としては、−OP(O)−(OR)で表される構造を示すことができる。このRは同一でも異なってもよく、前述したアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基等を例示することができる。これらのRには、前述した置換基がさらに置換していてもよい。
置換基であるアミド基としては、−C(O)NH、−C(O)NHR、−NHC(O)R、−C(O)N(R)、又は−NRC(O)Rで表される構造を示すことができる。このRは同一でも異なってもよく、前述したアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基などを例示することができる。これらのRには、前述した置換基がさらに置換していてもよい。
As the phosphate group which is a substituent, a structure represented by -OP (O)-(OR) 2 can be shown. R may be the same or different, and examples thereof include the aforementioned alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, and aryl group. These R may be further substituted by the above-mentioned substituents.
Examples of the amide group is a substituent, -C (O) NH 2, -C (O) NHR, -NHC (O) R, -C (O) N (R) 2, or -NRC (O) R The structure represented can be shown. R may be the same or different, and examples thereof include the aforementioned alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, and aryl group. These R may be further substituted by the above-mentioned substituents.

置換基であるアリール基としては、前述したアリール基と同じものを挙げることができる。このアリール基には、前述した他の置換基がさらに置換していてもよい。
置換基であるアルキル基としては、前述したアルキル基と同じものを挙げることができる。このアルキル基には、前述した他の置換基がさらに置換していてもよい。
置換基であるアルケニル基としては、前述したアルケニル基と同じものを挙げることができる。このアルケニル基には、前述した他の置換基がさらに置換していてもよい。
置換基であるアルキニル基としては、前述したアルキニル基と同じものを挙げることができる。このアルキニル基には、前述した他の置換基がさらに置換していてもよい。
Examples of the aryl group as a substituent include the same aryl groups as those described above. This aryl group may be further substituted with the other substituents described above.
Examples of the alkyl group as a substituent include the same alkyl groups as those described above. This alkyl group may be further substituted with another substituent described above.
Examples of the alkenyl group as a substituent include the same alkenyl groups as those described above. This alkenyl group may be further substituted with the other substituents described above.
Examples of the alkynyl group as a substituent include the same alkynyl groups described above. This alkynyl group may be further substituted with the other substituents described above.

一般に、嵩高い構造を導入すると、アミノ基の反応性や液晶配向性を低下させる可能性があるため、A及びAとしては、水素原子、又は置換基を有してもよい炭素数1〜5のアルキル基がより好ましく、水素原子、メチル基又はエチル基が特に好ましい。In general, when a bulky structure is introduced, the reactivity of the amino group and the liquid crystal alignment may be reduced. Therefore, as A 1 and A 2 , a hydrogen atom or a carbon atom having 1 carbon atom which may have a substituent is used. To 5 alkyl groups are more preferable, and a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group is particularly preferable.

上記式(3)において、Xは、4価の有機基であれば、その構造は特に限定されるものではなく、2種類以上が混在していてもよい。Xの具体例を示すならば、以下に示すX−1〜X−47が挙げられる。なかでも、モノマーの入手性から、Xは、X−1、X−2、X−3、X−4、X−5、X−6、X−8、X−16、X−19、X−21、X−25、X−26、X−27、X−28、X−32又はX−47が好ましい。In the above formula (3), as long as X 1 is a tetravalent organic group, its structure is not particularly limited, and two or more kinds may be mixed. If Specific examples of X 1, include X-1 to X-47 shown below. Among them, from monomers of availability, X 1 is, X-1, X-2 , X-3, X-4, X-5, X-6, X-8, X-16, X-19, X -21, X-25, X-26, X-27, X-28, X-32 or X-47 are preferred.

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上記式(3)において、Yは2価の有機基であり、2種類以上が混在していてもよい。Yの具体例としては、下記のY−1〜Y−108が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの中でも、Yの具体例としては、ジアミンの反応性及びポリマーの溶解性の観点から、Y−7、Y−8、Y−13、Y−18、Y−19、Y−42,Y−43、Y−45、Y−55、Y−59、Y−74、Y−78、Y−79、Y−80、Y−81、又はY−82が好ましく、Y−19、Y−42、Y−43、Y−45、Y−74、Y−81又はY−82がより好ましい。In the above formula (3), Y 1 is a divalent organic group, and two or more kinds may be mixed. Specific examples of Y 1 include, but are not limited to, the following Y-1 to Y-108. Among these, specific examples of Y 1 include Y-7, Y-8, Y-13, Y-18, Y-19, Y-42, and Y-Y from the viewpoint of the reactivity of the diamine and the solubility of the polymer. -43, Y-45, Y-55, Y-59, Y-74, Y-78, Y-79, Y-80, Y-81, or Y-82 are preferable, and Y-19, Y-42, Y-43, Y-45, Y-74, Y-81 or Y-82 are more preferred.

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本発明の液晶配向剤に含まれるポリイミド前駆体としては、後述するブロックイソシアネート基を有する化合物との間で架橋反応が進行するのに好適な構造のポリイミド前駆体が好ましく、具体的には、一級アミン、二級アミン、カルボン酸及びウレア基のうちの少なくとも一つを有するポリイミド前駆体が好ましく、一級アミン及びウレア基のうち少なくとも一つを有するポリイミド前駆体がより好ましい。   As the polyimide precursor contained in the liquid crystal alignment agent of the present invention, a polyimide precursor having a structure suitable for a crosslinking reaction to proceed with a compound having a blocked isocyanate group described later is preferable, and specifically, a primary A polyimide precursor having at least one of an amine, a secondary amine, a carboxylic acid and a urea group is preferred, and a polyimide precursor having at least one of a primary amine and a urea group is more preferred.

<ポリイミド前駆体の製造方法―ポリアミック酸の製造>
上記式(3)で表される構造単位を有するポリイミド前駆体であるポリアミック酸は、テトラカルボン酸誘導体であるテトラカルボン酸二無水物とジアミン成分との反応により得られる。
<Production method of polyimide precursor-production of polyamic acid>
Polyamic acid, which is a polyimide precursor having a structural unit represented by the above formula (3), is obtained by reacting a tetracarboxylic dianhydride, which is a tetracarboxylic acid derivative, with a diamine component.

テトラカルボン酸二無水物とジアミン成分との反応により、ポリアミック酸を得るにあたっては、公知の合成方法を用いることができる。その合成方法は、テトラカルボン酸二無水物とジアミン成分とを有機溶媒中で反応させる方法である。テトラカルボン酸二無水物とジアミンとの反応は、有機溶媒中で比較的容易に進行し、かつ副生成物が発生しない点で有利である。   In order to obtain a polyamic acid by the reaction between the tetracarboxylic dianhydride and the diamine component, a known synthesis method can be used. The synthesis method is a method of reacting a tetracarboxylic dianhydride with a diamine component in an organic solvent. The reaction between the tetracarboxylic dianhydride and the diamine is advantageous in that it proceeds relatively easily in an organic solvent and does not generate by-products.

テトラカルボン酸二無水物とジアミン成分との反応に用いる有機溶媒としては、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。その具体例を以下に挙げる。   The organic solvent used for the reaction between the tetracarboxylic dianhydride and the diamine component is not particularly limited as long as the generated polyamic acid can be dissolved. Specific examples are given below.

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−エチル−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、ヘキサメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、イソプロピルアルコール、メトキシメチルペンタノール、ジペンテン、エチルアミルケトン、メチルノニルケトン、メチルエチルケトン、メチルイソアミルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチルカルビトール、エチルカルビトール、エチレングリコール、エチレングリコールモノアセテート、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコール、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モノメチルエーテル、プロピレングリコール−tert−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、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノプロピルエーテル、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、トリプロピレングリコールメチルエーテル、3−メチル−3−メトキシブタノール、ジイソプロピルエーテル、エチルイソブチルエーテル、ジイソブチレン、アミルアセテート、ブチルブチレート、ブチルエーテル、ジイソブチルケトン、メチルシクロへキセン、プロピルエーテル、ジヘキシルエーテル、ジオキサン、n−へキサン、n−ペンタン、n−オクタン、ジエチルエーテル、シクロヘキサノン、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、乳酸メチル、乳酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸メチルエチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸、3−メトキシプロピオン酸、3−メトキシプロピオン酸プロピル、3−メトキシプロピオン酸ブチル、ジグライム、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド、3−エトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド、3−ブトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド等が挙げられる。   N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, N-methylcaprolactam, dimethylsulfoxide, tetramethylurea, pyridine, dimethylsulfone, hexamethylsulfoxide , Γ-butyrolactone, isopropyl alcohol, methoxymethylpentanol, dipentene, ethyl amyl ketone, methyl nonyl ketone, methyl ethyl ketone, methyl isoamyl ketone, methyl isopropyl ketone, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, butyl Carbitol, ethyl carbitol, ethylene glycol, ethylene glycol monoacetate, ethylene glycol monoisopropyl ether, ethylene Glycol monobutyl ether, propylene glycol, propylene glycol monoacetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol-tert-butyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol, diethylene glycol monoacetate, diethylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol monoacetate monomethyl ether, dipropylene glycol Monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monoacetate monoethyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monoacetate monopropyl ether, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, trifluoropropyl Glycol methyl ether, 3-methyl-3-methoxybutanol, diisopropyl ether, ethyl isobutyl ether, diisobutylene, amyl acetate, butyl butyrate, butyl ether, diisobutyl ketone, methylcyclohexene, propyl ether, dihexyl ether, dioxane, n- Hexane, n-pentane, n-octane, diethyl ether, cyclohexanone, ethylene carbonate, propylene carbonate, methyl lactate, ethyl lactate, methyl acetate, ethyl acetate, n-butyl acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, methyl pyruvate, Ethyl pyruvate, methyl 3-methoxypropionate, methyl ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, 3-ethoxypropion , 3-methoxypropionic acid, propyl 3-methoxypropionate, butyl 3-methoxypropionate, diglyme, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, 3-methoxy-N, N-dimethylpropanamide, 3-ethoxy —N, N-dimethylpropanamide, 3-butoxy-N, N-dimethylpropanamide and the like.

これら例示された溶媒は、単独で使用しても、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。   These exemplified solvents may be used alone or as a mixture. 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 generated polyamic acid does not precipitate.

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。   Further, 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 organic solvent as much as possible.

テトラカルボン酸二無水物とジアミン成分とを有機溶媒中で反応させる際には、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をそのまま、又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とジアミン成分とを交互に添加する方法等が挙げられ、これらのいずれの方法を用いても良い。また、テトラカルボン酸二無水物又はジアミン成分が複数種の化合物からなる場合は、あらかじめ混合した状態で反応させても良く、個別に順次反応させても良く、さらに個別に反応させた低分子量体を混合反応させ高分子量体としても良い。   When reacting a tetracarboxylic dianhydride and a diamine component in an organic solvent, a solution obtained by dispersing or dissolving the diamine component in the organic solvent is stirred, and the tetracarboxylic dianhydride as it is or in the organic solvent. Dispersion or dissolution method of addition, and conversely, tetracarboxylic dianhydride method of adding or diamine component to a solution obtained by dispersing or dissolving in organic solvent, tetracarboxylic dianhydride and diamine component are added alternately And the like, and any of these methods may be used. Further, when the tetracarboxylic dianhydride or the diamine component is composed of a plurality of compounds, they may be reacted in a premixed state, may be reacted individually sequentially, or may be individually reacted low molecular weight compounds. May be mixed to form a high molecular weight product.

その際の重合温度は−20〜150℃の任意の温度を選択することができるが、好ましくは−5〜100℃の範囲である。
また、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とジアミン成分の反応溶液中での合計濃度は、好ましくは1〜50重量%、より好ましくは5〜30重量%である。反応初期は高濃度で行い、その後、有機溶媒を追加することができる。
The polymerization temperature at that time can be selected from any temperature in the range of -20 to 150 ° C, but is preferably in the range of -5 to 100 ° C.
The reaction can be carried out at any concentration.However, if the concentration is too low, it is difficult to obtain a polymer having a high molecular weight.If the concentration is too high, the viscosity of the reaction solution becomes too high, and uniform stirring is not achieved. Since it becomes difficult, the total concentration of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine component in the reaction solution is preferably 1 to 50% by weight, more preferably 5 to 30% by weight. The initial stage of the reaction is carried out at a high concentration, after which an organic solvent can be added.

ポリアミック酸の重合反応においては、テトラカルボン酸二無水物の合計モル数と、ジアミン成分の合計モル数の比は0.8〜1.2であることが好ましい。通常の重縮合反応と同様、このモル比が1.0に近いほど生成するポリアミック酸の分子量は大きくなる。   In the polymerization reaction of the polyamic acid, the ratio of the total number of moles of the tetracarboxylic dianhydride to the total number of moles of the diamine component is preferably 0.8 to 1.2. As in the ordinary polycondensation reaction, the molecular weight of the generated polyamic acid increases as the molar ratio approaches 1.0.

<ポリイミド前駆体の製造方法―ポリアミック酸エステルの製造>
上記式(3)で表される構造単位を有するポリイミド前駆体であるポリアミック酸エステルは、テトラカルボン酸誘導体及びジアミン化合物を用いて、次に示す(A)、(B)又は(C)の方法で製造することができる。
<Production method of polyimide precursor-production of polyamic acid ester>
The polyamic acid ester, which is a polyimide precursor having a structural unit represented by the above formula (3), is prepared by using a tetracarboxylic acid derivative and a diamine compound as shown in the following method (A), (B) or (C). Can be manufactured.

(A)ポリアミック酸から製造する場合
ポリアミック酸エステルは、テトラカルボン酸二無水物とジアミンから得られるポリアミック酸をエステル化することによって製造することができる。
具体的には、ポリアミック酸とエステル化剤を有機溶剤の存在下で−20〜150℃、好ましくは0〜50℃において、30分〜24時間、好ましくは1〜4時間反応させることによって製造することができる。
(A) When Producing from Polyamic Acid The polyamic acid ester can be produced by esterifying a polyamic acid obtained from tetracarboxylic dianhydride and diamine.
Specifically, it is produced by reacting a polyamic acid and an esterifying agent in the presence of an organic solvent at -20 to 150 ° C, preferably 0 to 50 ° C, for 30 minutes to 24 hours, preferably for 1 to 4 hours. be able to.

エステル化剤としては、精製によって容易に除去できるものが好ましく、N,N−ジメチルホルムアミドジメチルアセタール、N,N−ジメチルホルムアミドジエチルアセタール、N,N−ジメチルホルムアミドジプロピルアセタール、N,N−ジメチルホルムアミドジネオペンチルブチルアセタール、N,N−ジメチルホルムアミドジ−t−ブチルアセタール、1−メチル−3−p−トリルトリアゼン、1−エチル−3−p−トリルトリアゼン、1−プロピル−3−p−トリルトリアゼン、4−(4,6−ジメトキシー1,3,5−トリアジンー2−イル)−4−メチルモルホリニウムクロリドなどが挙げられる。エステル化剤の添加量は、ポリアミック酸の繰り返し単位1モルに対して、2〜6モル当量が好ましい。   As the esterifying agent, those which can be easily removed by purification are preferable, and N, N-dimethylformamide dimethyl acetal, N, N-dimethylformamide diethyl acetal, N, N-dimethylformamide dipropyl acetal, N, N-dimethylformamide Dineopentyl butyl acetal, N, N-dimethylformamide di-t-butyl acetal, 1-methyl-3-p-tolyltriazene, 1-ethyl-3-p-tolyltriazene, 1-propyl-3-p -Tolyltriazene, 4- (4,6-dimethoxy-1,3,5-triazin-2-yl) -4-methylmorpholinium chloride and the like. The addition amount of the esterifying agent is preferably 2 to 6 molar equivalents per 1 mol of the repeating unit of the polyamic acid.

上記の反応に用いる溶媒は、ポリマーの溶解性から、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン、又はγ−ブチロラクトンが好ましく、これらは1種又は2種以上を混合して用いてもよい。製造時の濃度は、ポリマーの析出が起こりにくく、かつ高分子量体が得やすいという観点から、1〜30重量%が好ましく、5〜20重量%がより好ましい。   The solvent used in the above reaction is preferably N, N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, or γ-butyrolactone from the viewpoint of solubility of the polymer. These solvents may be used alone or in combination of two or more. Is also good. The concentration at the time of production is preferably from 1 to 30% by weight, more preferably from 5 to 20% by weight, from the viewpoint that precipitation of a polymer hardly occurs and a high molecular weight substance is easily obtained.

(B)テトラカルボン酸ジエステルジクロリドとジアミンとの反応により製造する場合
ポリアミック酸エステルは、テトラカルボン酸ジエステルジクロリドとジアミンから製造することができる。
(B) When Producing by Reaction of Tetracarboxylic Diester Dichloride and Diamine Polyamic acid ester can be produced from tetracarboxylic diester dichloride and diamine.

具体的には、テトラカルボン酸ジエステルジクロリドとジアミンとを、塩基と有機溶剤の存在下で、−20〜150℃、好ましくは0〜50℃において、30分〜24時間、好ましくは1〜4時間反応させることによって製造することができる。
前記塩基には、ピリジン、トリエチルアミン、4−ジメチルアミノピリジンなどが使用できるが、反応が穏和に進行するためにピリジンが好ましい。塩基の添加量は、除去が容易な量で、かつ高分子量体が得やすいという観点から、テトラカルボン酸ジエステルジクロリドに対して、2〜4モル倍であることが好ましい。
Specifically, tetracarboxylic diester dichloride and diamine, in the presence of a base and an organic solvent, at -20 to 150 ° C, preferably at 0 to 50 ° C, for 30 minutes to 24 hours, preferably for 1 to 4 hours. It can be produced by reacting.
As the base, pyridine, triethylamine, 4-dimethylaminopyridine and the like can be used, but pyridine is preferable because the reaction proceeds gently. The amount of the base to be added is preferably 2 to 4 times the molar amount of the tetracarboxylic diester dichloride, from the viewpoint of easy removal and easy production of a high molecular weight compound.

上記の反応に用いる溶媒は、モノマー及びポリマーの溶解性から、N−メチル−2−ピロリドン、又はγ−ブチロラクトンが好ましく、これらは1種又は2種以上を混合して用いてもよい。製造時のポリマー濃度は、ポリマーの析出が起こりにくく、かつ高分子量体が得やすいという観点から、1〜30重量%が好ましく、5〜20重量%がより好ましい。また、テトラカルボン酸ジエステルジクロリドの加水分解を防ぐため、ポリアミック酸エステルの製造に用いる溶媒は、できるだけ脱水されていることが好ましく、反応は、窒素雰囲気中で、外気の混入を防ぐのが好ましい。   The solvent used in the above reaction is preferably N-methyl-2-pyrrolidone or γ-butyrolactone from the viewpoint of solubility of the monomer and the polymer, and these may be used alone or as a mixture of two or more. The polymer concentration at the time of production is preferably from 1 to 30% by weight, more preferably from 5 to 20% by weight, from the viewpoint that precipitation of the polymer hardly occurs and a high molecular weight substance is easily obtained. Further, in order to prevent hydrolysis of the tetracarboxylic diester dichloride, the solvent used for producing the polyamic acid ester is preferably dehydrated as much as possible, and the reaction is preferably performed in a nitrogen atmosphere to prevent outside air from being mixed.

(C)テトラカルボン酸ジエステルとジアミンから製造する場合
ポリアミック酸エステルは、テトラカルボン酸ジエステルとジアミンを重縮合することにより製造することができる。
(C) When producing from a tetracarboxylic acid diester and a diamine A polyamic acid ester can be produced by polycondensing a tetracarboxylic acid diester and a diamine.

具体的には、テトラカルボン酸ジエステルとジアミンを縮合剤、塩基、及び有機溶剤の存在下で、0〜150℃、好ましくは0〜100℃において、30分〜24時間、好ましくは3〜15時間反応させることによって製造することができる。   Specifically, tetracarboxylic diester and diamine are condensed with a condensing agent, a base, and an organic solvent at 0 to 150 ° C, preferably at 0 to 100 ° C, for 30 minutes to 24 hours, preferably 3 to 15 hours. It can be produced by reacting.

前記縮合剤には、トリフェニルホスファイト、ジシクロヘキシルカルボジイミド、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩、N,N’−カルボニルジイミダゾール、ジメトキシ−1,3,5−トリアジニルメチルモルホリニウム、O−(ベンゾトリアゾール−1−イル)−N,N,N’,N’−テトラメチルウロニウム テトラフルオロボラート、O−(ベンゾトリアゾール−1−イル)−N,N,N’,N’−テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスファート、(2,3−ジヒドロ−2−チオキソ−3−ベンゾオキサゾリル)ホスホン酸ジフェニルなどが使用できる。縮合剤の添加量は、テトラカルボン酸ジエステルに対して2〜3モル倍であることが好ましく、2〜2.5モル倍がより好ましい。   Examples of the condensing agent include triphenyl phosphite, dicyclohexylcarbodiimide, 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride, N, N′-carbonyldiimidazole, dimethoxy-1,3,5-triadiazole. Nylmethylmorpholinium, O- (benzotriazol-1-yl) -N, N, N ', N'-tetramethyluronium tetrafluoroborate, O- (benzotriazol-1-yl) -N, N , N ', N'-tetramethyluronium hexafluorophosphate, diphenyl (2,3-dihydro-2-thioxo-3-benzoxazolyl) phosphonate and the like can be used. The amount of the condensing agent to be added is preferably 2 to 3 times by mole, more preferably 2 to 2.5 times by mole, based on the tetracarboxylic acid diester.

前記塩基には、ピリジン、トリエチルアミン等の3級アミンが使用できる。塩基の添加量は、除去が容易な量で、かつ高分子量体が得やすいという観点から、ジアミン成分に対して2〜4モル倍が好ましく、2.5〜3.5モル倍がより好ましい。   Tertiary amines such as pyridine and triethylamine can be used as the base. The amount of the base to be added is preferably 2 to 4 mol times, more preferably 2.5 to 3.5 mol times with respect to the diamine component, from the viewpoint of easy removal and easy production of a high molecular weight compound.

また、上記反応において、ルイス酸を添加剤として加えることで、反応が効率的に進行する。ルイス酸としては、塩化リチウム、臭化リチウム等のハロゲン化リチウムが好ましい。ルイス酸の添加量はジアミン成分に対して0〜1.0モル倍が好ましい。   In addition, in the above reaction, the reaction proceeds efficiently by adding a Lewis acid as an additive. As the Lewis acid, lithium halides such as lithium chloride and lithium bromide are preferable. The addition amount of the Lewis acid is preferably 0 to 1.0 mole times the diamine component.

上述した3つのポリアミック酸エステルの製造方法の中でも、高分子量のポリアミック酸エステルを再現性良く得るため、上記(C)の製造方法が特に好ましい。   Among the three methods for producing a polyamic acid ester described above, the production method (C) is particularly preferable because a high molecular weight polyamic acid ester is obtained with good reproducibility.

上記のようにして得られるポリアミック酸エステルの溶液は、よく撹拌させながら貧溶媒に注入することで、ポリマーを析出させることができる。析出を数回行い、貧溶媒で洗浄した後、常温又は加熱乾燥して精製されたポリアミック酸エステルの粉末を得ることができる。貧溶媒は、特に限定されないが、水、メタノール、エタノール、ヘキサン、ブチルセロソルブ、アセトン、トルエン、イソプロピルアルコール等が挙げられる。   The solution of the polyamic acid ester obtained as described above can be poured into a poor solvent with good stirring to precipitate a polymer. After performing precipitation several times, washing with a poor solvent, and drying at room temperature or under heating, purified polyamic acid ester powder can be obtained. The poor solvent is not particularly limited, and examples thereof include water, methanol, ethanol, hexane, butyl cellosolve, acetone, toluene, and isopropyl alcohol.

<ポリイミド>
本発明に用いられるポリイミドは、ポリイミド前駆体である、前記したポリアミック酸エステル又はポリアミック酸をイミド化することによって製造することができる。ポリイミド前駆体を脱水閉環させるイミド化反応は、熱イミド化又は化学的イミド化が一般的であるが、比較的低温でイミド化反応が進行する化学的イミド化が、得られるポリイミドの分子量低下が起こりにくく好ましい。
<Polyimide>
The polyimide used in the present invention can be produced by imidizing the above-mentioned polyamic acid ester or polyamic acid, which is a polyimide precursor. The imidation reaction for dehydrating and ring-closing the polyimide precursor is generally performed by thermal imidization or chemical imidization, but the chemical imidization in which the imidization reaction proceeds at a relatively low temperature reduces the molecular weight of the resulting polyimide. It is difficult to occur and is preferable.

化学的イミド化は、ポリイミド前駆体を有機溶媒中において、塩基性触媒と酸無水物の存在下で攪拌することにより行うことができる。このときの反応温度は−20〜250℃、好ましくは0〜180℃であり、反応時間は1〜100時間で行うことができる。
塩基性触媒の量はポリイミド前駆体の0.5〜30モル倍、好ましくは2〜20モル倍であり、酸無水物の量はポリイミド前駆体の1〜50モル倍、好ましくは3〜30モル倍である。塩基性触媒や酸無水物の量が少ないと反応が十分に進行せず、また多すぎると反応終了後に完全に除去することが困難となる。
イミド化に用いる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。
Chemical imidization can be carried out by stirring the polyimide precursor in an organic solvent in the presence of a basic catalyst and an acid anhydride. The reaction temperature at this time is −20 to 250 ° C., preferably 0 to 180 ° C., and the reaction time can be 1 to 100 hours.
The amount of the basic catalyst is 0.5 to 30 mol times, preferably 2 to 20 mol times of the polyimide precursor, and the amount of the acid anhydride is 1 to 50 mol times, preferably 3 to 30 mol times of the polyimide precursor. It is twice. If the amount of the basic catalyst or the acid anhydride is small, the reaction does not proceed sufficiently. If the amount is too large, it is difficult to completely remove the reaction after the reaction is completed.
Examples of the basic catalyst used for imidization include pyridine, triethylamine, trimethylamine, tributylamine, and trioctylamine. Among them, pyridine is preferable because it has an appropriate basicity for causing the reaction to proceed.

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、中でも無水酢酸を用いると反応終了後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。化学的イミド化によるイミド化率は、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。
Examples of the acid anhydride include acetic anhydride, trimellitic anhydride, and pyromellitic anhydride. Among them, acetic anhydride is preferred because purification after the reaction is facilitated.
As the organic solvent, the solvent used in the above-described polyamic acid polymerization reaction can be used. The imidation rate by chemical imidization can be controlled by adjusting the amount of the catalyst, the reaction temperature, and the reaction time.

このようにして得られたポリイミド溶液は、添加した触媒が溶液内に残存しているので、本発明の液晶配向剤に用いるためには、このポリイミド溶液を、攪拌している貧溶媒に投入し、ポリイミドを沈殿回収して使用するのが好ましい。ポリイミドの沈殿回収に用いる貧溶媒としては特に限定されないが、メタノール、アセトン、ヘキサン、ブチルセルソルブ、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、ベンゼンなどが例示できる。貧溶媒に投入することにより沈殿したポリイミドは、濾過・洗浄して回収した後、常圧あるいは減圧下で、常温あるいは加熱乾燥してパウダーとすることができる。このパウダーを更に良溶媒に溶解して、再沈殿する操作を2〜10回繰り返すと、ポリイミドを精製することもできる。一度の沈殿回収操作では不純物が除ききれないときは、この精製工程を繰り返し行うことが好ましい。繰り返し精製工程を行う際の貧溶媒として、例えば、アルコール類、ケトン類、炭化水素類など3種類以上の貧溶媒を混合もしくは順次用いることで、より一層精製の効率が上がるので好ましい。   In the polyimide solution thus obtained, since the added catalyst remains in the solution, in order to use the polyimide solution in the liquid crystal aligning agent of the present invention, the polyimide solution is poured into a stirring poor solvent. It is preferable that the polyimide be recovered by precipitation. The poor solvent used for the precipitation and recovery of the polyimide is not particularly limited, and examples thereof include methanol, acetone, hexane, butyl cellosolve, heptane, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, ethanol, toluene, and benzene. The polyimide precipitated by being introduced into the poor solvent can be recovered by filtration and washing, and then dried at normal temperature or under reduced pressure at normal temperature or under heat to form a powder. By repeating the operation of dissolving this powder in a good solvent and reprecipitating 2 to 10 times, the polyimide can be purified. When impurities cannot be completely removed by a single precipitation recovery operation, it is preferable to repeat this purification step. It is preferable to mix or sequentially use three or more kinds of poor solvents such as alcohols, ketones, and hydrocarbons as the poor solvent in the repetitive purification step, because the purification efficiency is further increased, and thus it is preferable.

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。ポリイミドの溶解性を考慮し、任意の値に設定すればよい。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、ポリイミドの分子量は小さ過ぎると、得られる塗膜の強度が不十分となる場合があり、逆にポリイミドの分子量が大き過ぎると、製造される液晶配向剤の粘度が高くなり過ぎて、塗膜形成時の作業性、塗膜の均一性が悪くなる場合がある。従って、本発明の液晶配向剤に用いるポリイミドの重量平均分子量は、2,000〜500,000が好ましく、より好ましくは5,000〜300,000である。   The imidation ratio of the polyimide contained in the liquid crystal alignment agent of the present invention is not particularly limited. Any value may be set in consideration of the solubility of the polyimide. The molecular weight of the polyimide contained in the liquid crystal alignment agent of the present invention is not particularly limited, but if the molecular weight of the polyimide is too small, the strength of the obtained coating film may be insufficient, and conversely the molecular weight of the polyimide is too large. If the viscosity of the liquid crystal aligning agent to be produced becomes too high, the workability in forming a coating film and the uniformity of the coating film may be deteriorated. Therefore, the weight average molecular weight of the polyimide used for the liquid crystal aligning agent of the present invention is preferably from 2,000 to 500,000, more preferably from 5,000 to 300,000.

<ブロックイソシアネート化合物>
本発明の液晶配向剤は、ブロックイソシアネート基を有する化合物(以下、単に、ブロックイソシアネート化合物とも言う。)を含有する。
ブロックイソシアネート化合物は、イソシアネート基(−NCO)が保護基によりブロックされたブロックイソシアネート基を分子中に有し、液晶配向膜形成時の加熱焼成に際して、高温に曝されると保護基(ブロック部分)が熱解離して外れ、生じたイソシアネート基を介して、液晶配向膜を構成するポリイミド等の重合体との間で架橋反応が進行するものである。例えば、式(4)で表される基を分子中に有する化合物が挙げられる。
<Blocked isocyanate compound>
The liquid crystal aligning agent of the present invention contains a compound having a blocked isocyanate group (hereinafter, also simply referred to as a blocked isocyanate compound).
A blocked isocyanate compound has a blocked isocyanate group in a molecule in which an isocyanate group (-NCO) is blocked by a protecting group, and when exposed to a high temperature during heating and baking during the formation of a liquid crystal alignment film, a protecting group (block portion). Is released by thermal dissociation, and a crosslinking reaction proceeds with a polymer such as polyimide constituting the liquid crystal alignment film via the generated isocyanate group. For example, a compound having a group represented by the formula (4) in a molecule is exemplified.

Figure 0006638645
(式(4)中、Rはブロック部の有機基を表す。)
Figure 0006638645
(In the formula (4), R 2 represents an organic group in a block portion.)

本発明では、上記式(1)で表されるブロックイソシアネート基を有する化合物が使用される。上記式(1)中、Zはそれぞれ独立して、炭素数1〜3のアルキル基、好ましくはメチル基、水酸基、又は下記式(2)で表される有機基であり、Zの少なくとも1つは、下記式(2)で表される有機基である。

Figure 0006638645
In the present invention, a compound having a blocked isocyanate group represented by the above formula (1) is used. In the above formula (1), Z is each independently an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, preferably a methyl group, a hydroxyl group, or an organic group represented by the following formula (2), and at least one of Z Is an organic group represented by the following formula (2).
Figure 0006638645

ブロックイソシアネート化合物は、例えば、分子中にイソシアネート基を有する化合物に対して、適当なブロック剤を作用せしめることにより得ることができる。
ブロック剤としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、2−エトキシヘキサノール、2−N,N−ジメチルアミノエタノール、2−エトキシエタノール、シクロヘキサノール等のアルコール類;フェノール、o−ニトロフェノール、p−クロロフェノール、o−、m−又はp−クレゾール等のフェノール類;ε−カプロラクタム等のラクタム類;アセトンオキシム、メチルエチルケトンオキシム、メチルイソブチルケトンオキシム、シクロヘキサノンオキシム、アセトフェノンオキシム、ベンゾフェノンオキシム等のオキシム類;ピラゾール、3,5−ジメチルピラゾール、3−メチルピラゾール等のピラゾール類;ドデカンチオール、ベンゼンチオール等のチオール類;等が挙げられる。
The blocked isocyanate compound can be obtained, for example, by reacting a compound having an isocyanate group in the molecule with an appropriate blocking agent.
Examples of the blocking agent include alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, 2-ethoxyhexanol, 2-N, N-dimethylaminoethanol, 2-ethoxyethanol and cyclohexanol; phenol, o-nitrophenol Phenols such as, p-chlorophenol, o-, m- or p-cresol; lactams such as ε-caprolactam; oximes such as acetone oxime, methyl ethyl ketone oxime, methyl isobutyl ketone oxime, cyclohexanone oxime, acetophenone oxime and benzophenone oxime. Pyrazoles such as pyrazole, 3,5-dimethylpyrazole and 3-methylpyrazole; thiols such as dodecanethiol and benzenethiol;

ブロックイソシアネート化合物は、液晶配向膜形成時の加熱焼成の温度のような高温の状態では、ブロック部分の熱解離が生じ、イソシアネート基を介して架橋反応が進行するものであるが、液晶配向剤保存時のような低温の状態では、イソシアネート基による架橋が進行しないものであることが好ましい。そのような熱反応性を実現するために、ブロックイソシアネート化合物は、ブロック部分の熱解離の温度が液晶配向剤保存時よりも相当に高いもの、例えば、50〜230℃であるものが好ましく、80〜180℃であるものがより好ましい。   In a block isocyanate compound, at a high temperature such as the temperature of heating and baking at the time of forming a liquid crystal alignment film, thermal dissociation of a block portion occurs and a crosslinking reaction proceeds through an isocyanate group. It is preferable that the crosslinking by the isocyanate group does not progress in a low temperature state such as time. In order to achieve such thermal reactivity, the blocked isocyanate compound is preferably one in which the temperature of thermal dissociation of the block portion is considerably higher than that during storage of the liquid crystal aligning agent, for example, 50 to 230 ° C. What is -180 degreeC is more preferable.

ブロックイソシアネート化合物は、上記したように、それを含有する液晶配向剤を用いて形成される液晶配向膜において、ラビング耐性の向上を実現することができる。その場合、特に、1分子中、ブロックイソシアネート基を3つ以上有するブロックイソシアネート化合物が、液晶配向膜のラビング耐性の向上に有効となる。   As described above, the blocked isocyanate compound can improve rubbing resistance in a liquid crystal alignment film formed using a liquid crystal alignment agent containing the compound. In this case, a blocked isocyanate compound having three or more blocked isocyanate groups in one molecule is particularly effective for improving the rubbing resistance of the liquid crystal alignment film.

1分子中にブロックイソシアネート基を3つ以上有する化合物は、例えば、1分子中3個以上のイソシアネート基を有する化合物に対して、上記したブロック剤を作用せしめることにより、得ることができる。   The compound having three or more blocked isocyanate groups in one molecule can be obtained, for example, by reacting the above-mentioned blocking agent with a compound having three or more isocyanate groups in one molecule.

そのような1分子中にブロックイソシアネート基を3つ以上有する化合物の具体例としては、次の式(X1)で表される化合物が挙げられる。   Specific examples of such a compound having three or more blocked isocyanate groups in one molecule include a compound represented by the following formula (X1).

Figure 0006638645
Figure 0006638645

本発明の液晶配向剤にブロックイソシアネート化合物を含有させる場合、ブロックイソシアネート化合物は1種単独で用いてもよく、また2種以上を組合せて用いてもよい。
また、ブロックイソシアネート化合物は、液晶配向剤中の重合体成分100重量%に対して、0.1〜10重量%、好ましくは0.2〜8重量%の割合で含有される。
ブロックイソシアネート化合物の含有量が前記範囲の下限未満であると、熱硬化が不十分となって、満足な液晶配向膜でのラビング耐性向上効果が得られない。一方、ブロックイソシアネート化合物の含有量が前記範囲の上限を超えると、ポリマーの延伸性が低下し、形成される液晶配向膜の液晶配向性が低下する懸念がある。一方、液晶配向膜の有機溶剤安定性は、ブロックイソシアネート化合物の含有量が多いほど、良好であると考えられる。
When the liquid crystal aligning agent of the present invention contains a blocked isocyanate compound, the blocked isocyanate compound may be used alone or in combination of two or more.
Further, the blocked isocyanate compound is contained at a ratio of 0.1 to 10% by weight, preferably 0.2 to 8% by weight, based on 100% by weight of the polymer component in the liquid crystal aligning agent.
If the content of the blocked isocyanate compound is less than the lower limit of the above range, thermal curing becomes insufficient, and a satisfactory effect of improving rubbing resistance in a liquid crystal alignment film cannot be obtained. On the other hand, when the content of the blocked isocyanate compound exceeds the upper limit of the above range, there is a concern that the stretchability of the polymer is reduced and the liquid crystal alignment of the formed liquid crystal alignment film is reduced. On the other hand, the organic solvent stability of the liquid crystal alignment film is considered to be better as the content of the blocked isocyanate compound is larger.

<液晶配向剤>
本発明の液晶配向剤は、液晶配向膜を形成するための塗布液であり、樹脂被膜を形成するための樹脂成分が有機溶媒に溶解した溶液である。ここで、前記の樹脂成分は、上述したポリイミド前駆体及びポリイミドからなる群から選ばれる少なくとも1種の重合体を含む樹脂成分である。樹脂成分の液晶配向剤中の含有量は、1〜20重量%が好ましく、より好ましくは3〜15重量%、さらに好ましくは3〜10重量%である。
<Liquid crystal aligning agent>
The liquid crystal alignment agent of the present invention is a coating liquid for forming a liquid crystal alignment film, and is a solution in which a resin component for forming a resin film is dissolved in an organic solvent. Here, the resin component is a resin component containing at least one polymer selected from the group consisting of the above-mentioned polyimide precursor and polyimide. The content of the resin component in the liquid crystal alignment agent is preferably 1 to 20% by weight, more preferably 3 to 15% by weight, and further preferably 3 to 10% by weight.

尚、本発明において、前記の樹脂成分は、全てが上述した重合体であってもよく、それ以外の他の重合体が混合されていてもよい。その際、樹脂成分中における上述した重合体以外の他の重合体の含有量は0.5〜15重量%、好ましくは1〜10重量%である。   In the present invention, all of the above resin components may be the above-mentioned polymers, or other polymers may be mixed. At that time, the content of the polymer other than the above-mentioned polymer in the resin component is 0.5 to 15% by weight, preferably 1 to 10% by weight.

本発明の液晶配向剤に用いる有機溶媒は、上述した重合体等の樹脂成分及び上述したブロックイソシアネート化合物を溶解させる有機溶媒であれば特に限定されない。その具体例を以下に挙げる。   The organic solvent used for the liquid crystal aligning agent of the present invention is not particularly limited as long as it is an organic solvent that dissolves the above-mentioned resin component such as a polymer and the above-mentioned blocked isocyanate compound. Specific examples are given below.

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−エチルピロリドン、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、ピリジン、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、3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド、3−エトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド、3−ブトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド、1,3−ジメチル−イミダゾリジノン、エチルアミルケトン、メチルノニルケトン、メチルエチルケトン、メチルイソアミルケトン、メチルイソプロピルケトン、シクロヘキサノン、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジグライム、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン等が挙げられる。これらは単独で使用しても、混合して使用してもよい。   N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-methylcaprolactam, 2-pyrrolidone, N-ethylpyrrolidone, N-vinylpyrrolidone, dimethylsulfoxide, tetramethylurea, pyridine, Dimethyl sulfone, hexamethyl sulfoxide, γ-butyrolactone, 3-methoxy-N, N-dimethylpropanamide, 3-ethoxy-N, N-dimethylpropanamide, 3-butoxy-N, N-dimethylpropanamide, 1,3 -Dimethyl-imidazolidinone, ethyl amyl ketone, methyl nonyl ketone, methyl ethyl ketone, methyl isoamyl ketone, methyl isopropyl ketone, cyclohexanone, ethylene carbonate, propylene carbonate, diglyme, 4-hydroxy-4 Methyl-2-pentanone and the like. These may be used alone or as a mixture.

本発明の液晶配向剤は、上記以外の成分を含有してもよい。その例としては、液晶配向剤を塗布した際の膜厚均一性や表面平滑性を向上させる溶媒や化合物、液晶配向膜と基板との密着性を向上させる化合物などである。   The liquid crystal aligning agent of the present invention may contain components other than those described above. Examples thereof include solvents and compounds that improve the uniformity of the film thickness and surface smoothness when the liquid crystal alignment agent is applied, and compounds that improve the adhesion between the liquid crystal alignment film and the substrate.

膜厚の均一性や表面平滑性を向上させる溶媒(貧溶媒)の具体例としては次のものが挙げられる。
例えば、イソプロピルアルコール、メトキシメチルペンタノール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチルカルビトール、エチルカルビトール、エチルカルビトールアセテート、エチレングリコール、エチレングリコールモノアセテート、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコール、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モノメチルエーテル、プロピレングリコール−tert−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、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノプロピルエーテル、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、トリプロピレングリコールメチルエーテル、3−メチル−3−メトキシブタノール、ジイソプロピルエーテル、エチルイソブチルエーテル、ジイソブチレン、アミルアセテート、ブチルブチレート、ブチルエーテル、ジイソブチルケトン、メチルシクロへキセン、プロピルエーテル、ジヘキシルエーテル、1−ヘキサノール、n−へキサン、n−ペンタン、n−オクタン、ジエチルエーテル、乳酸メチル、乳酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸メチルエチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸、3−メトキシプロピオン酸、3−メトキシプロピオン酸プロピル、3−メトキシプロピオン酸ブチル、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、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、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等の低表面張力を有する溶媒等が挙げられる。
Specific examples of the solvent (poor solvent) for improving the uniformity of the film thickness and the surface smoothness include the following.
For example, isopropyl alcohol, methoxymethyl pentanol, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, butyl carbitol, ethyl carbitol, ethyl carbitol acetate, ethylene glycol, ethylene glycol monoacetate, ethylene glycol monoacetate Isopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol, propylene glycol monoacetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol-tert-butyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol, diethylene glycol monoacetate, diethylene glycol dimethyl ether, dipro Lenglycol monoacetate monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monoacetate monoethyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monoacetate monopropyl ether, 3-methyl-3 -Methoxybutyl acetate, tripropylene glycol methyl ether, 3-methyl-3-methoxybutanol, diisopropyl ether, ethyl isobutyl ether, diisobutylene, amyl acetate, butyl butyrate, butyl ether, diisobutyl ketone, methylcyclohexene, propyl ether, dihexyl Ether, 1-hexanol, n-hexane, n-pentane, n-octane Diethyl ether, methyl lactate, ethyl lactate, methyl acetate, ethyl acetate, n-butyl acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl 3-methoxypropionate, methyl ethyl 3-ethoxypropionate, Ethyl 3-methoxypropionate, 3-ethoxypropionic acid, 3-methoxypropionic acid, propyl 3-methoxypropionate, butyl 3-methoxypropionate, 1-methoxy-2-propanol, 1-ethoxy-2-propanol, 1 -Butoxy-2-propanol, 1-phenoxy-2-propanol, propylene glycol monoacetate, propylene glycol diacetate, propylene glycol-1-monomethyl ether-2-acetate, propylene glycol- 1-monoethyl ether-2-acetate, dipropylene glycol, 2- (2-ethoxypropoxy) propanol, methyl lactate, ethyl lactate, n-propyl lactate, n-butyl lactate, n-butyl lactate, isoamyl lactate, etc. Solvents having a surface tension are exemplified.

これらの貧溶媒は1種類でも複数種類を混合して用いてもよい。上記のような溶媒を用いる場合、その含有量は、液晶配向剤に含まれる溶媒全体の5〜80重量%であることが好ましく、より好ましくは20〜60重量%である。   These poor solvents may be used alone or in combination of two or more. When the above-mentioned solvent is used, its content is preferably 5 to 80% by weight, more preferably 20 to 60% by weight, based on the entire solvent contained in the liquid crystal aligning agent.

膜厚の均一性や表面平滑性を向上させる化合物としては、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、ノ二オン系界面活性剤等が挙げられる。
より具体的には、例えば、エフトップEF301、EF303、EF352(以上は、トーケムプロダクツ社商標)、メガファック(F171、F173、R−30(以上は、大日本インキ社商標)、フロラードFC430、FC431(以上は、住友スリーエム社商標)、アサヒガードAG710、サーフロンS−382、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105、SC106(以上は、旭硝子社商標)等が挙げられる。
Examples of the compound that improves the uniformity of the film thickness and the surface smoothness include a fluorine-based surfactant, a silicone-based surfactant, and a nonionic surfactant.
More specifically, for example, F-top EF301, EF303, EF352 (the above are trademarks of Tochem Products), Megafac (F171, F173, R-30 (the above is a trademark of Dainippon Ink), Florard FC430, FC431 (the above is a trademark of Sumitomo 3M), Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC101, SC102, SC103, SC104, SC105, SC106 (the above is a trademark of Asahi Glass Co., Ltd.) and the like.

これらの界面活性剤の使用割合は、液晶配向剤に含有される樹脂成分の100重量部に対して、好ましくは0.01〜2重量部、より好ましくは0.01〜1重量部である。   The use ratio of these surfactants is preferably 0.01 to 2 parts by weight, more preferably 0.01 to 1 part by weight, based on 100 parts by weight of the resin component contained in the liquid crystal aligning agent.

液晶配向膜と基板との密着性を向上させる化合物の具体例としては、次に示す官能性シラン含有化合物やエポキシ基含有化合物等が挙げられる。
例えば、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、2−アミノプロピルトリメトキシシラン、2−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、N−エトキシカルボニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−エトキシカルボニル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−トリエトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、N−トリメトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、10−トリメトキシシリル−1,4,7−トリアザデカン、10−トリエトキシシリル−1,4,7−トリアザデカン、9−トリメトキシシリル−3,6−ジアザノニルアセテート、9−トリエトキシシリル−3,6−ジアザノニルアセテート、N−ベンジル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ベンジル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−ビス(オキシエチレン)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ビス(オキシエチレン)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、2,2−ジブロモネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,3,5,6−テトラグリシジル−2,4−ヘキサンジオール、N,N,N’,N’,−テトラグリシジル−m−キシレンジアミン、1,3−ビス(N,N−ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、N,N,N’,N’,−テトラグリシジル−4、4’−ジアミノジフェニルメタン等が挙げられる。
Specific examples of the compound that improves the adhesion between the liquid crystal alignment film and the substrate include the following functional silane-containing compounds and epoxy group-containing compounds.
For example, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 2-aminopropyltrimethoxysilane, 2-aminopropyltriethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-ureidopropyltrimethoxysilane, 3-ureidopropyltriethoxysilane, N-ethoxycarbonyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-ethoxy Carbonyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-triethoxysilylpropyltriethylenetriamine, N-trimethoxysilylpropyltriethylenetriamine, 10-trimethoxysilyl-1,4,7-triazadecane, 10-to Ethoxysilyl-1,4,7-triazadecane, 9-trimethoxysilyl-3,6-diazanonyl acetate, 9-triethoxysilyl-3,6-diazanonyl acetate, N-benzyl-3-aminopropyl triacetate Methoxysilane, N-benzyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-bis (oxyethylene) -3-amino Propyltrimethoxysilane, N-bis (oxyethylene) -3-aminopropyltriethoxysilane, ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, tripropylene glycol diglycidyl ether , Polypropylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, glycerin diglycidyl ether, 2,2-dibromoneopentyl glycol diglycidyl ether, 1,3,5,6-tetra Glycidyl-2,4-hexanediol, N, N, N ′, N ′,-tetraglycidyl-m-xylenediamine, 1,3-bis (N, N-diglycidylaminomethyl) cyclohexane, N, N, N ', N',-tetraglycidyl-4,4'-diaminodiphenylmethane and the like.

基板との密着性を向上させる化合物を使用する場合、その使用量は、液晶配向剤に含有される樹脂成分の100重量部に対して0.1〜30重量部であることが好ましく、より好ましくは1〜20重量部である。使用量が0.1重量部未満であると密着性向上の効果は期待できず、30重量部よりも多くなると形成される液晶配向膜の液晶配向性が低下する場合がある。   When a compound that improves the adhesion to the substrate is used, the amount used is preferably 0.1 to 30 parts by weight, more preferably 100 parts by weight, of the resin component contained in the liquid crystal aligning agent. Is 1 to 20 parts by weight. If the amount is less than 0.1 part by weight, the effect of improving the adhesion cannot be expected, and if the amount exceeds 30 parts by weight, the liquid crystal alignment of the formed liquid crystal alignment film may be reduced.

本発明の液晶配向剤には、上記の他、本発明の効果が損なわれない範囲であれば、液晶配向膜の誘電率や導電性などの電気特性を変化させる目的で、誘電体や導電物質、さらには、液晶配向膜にした際の膜の硬度や緻密度を高める目的の架橋性化合物を添加してもよい。   In addition to the above, the liquid crystal aligning agent of the present invention may be a dielectric or conductive substance for the purpose of changing the electrical properties of the liquid crystal alignment film, such as the dielectric constant or conductivity, as long as the effects of the present invention are not impaired. Further, a cross-linkable compound for the purpose of increasing the hardness and denseness of the liquid crystal alignment film may be added.

<液晶配向膜>
本発明の液晶配向剤は、好ましくは、基板に塗布する前に濾過した後、基板に塗布し、プリベークによる乾燥、次いで、加熱焼成をすることで塗膜とすることができる。そして、この塗膜面をラビング処理することにより、液晶配向膜を形成することができる。
本発明の液晶配向剤は、上述したブロックイソシアネート化合物を含有し、形成される液晶配向膜は高いラビング耐性を有する。
<Liquid crystal alignment film>
Preferably, the liquid crystal aligning agent of the present invention can be formed into a coating film by filtering before coating on a substrate, coating the substrate, drying by pre-baking, and then heating and baking. Then, a liquid crystal alignment film can be formed by rubbing the coating film surface.
The liquid crystal alignment agent of the present invention contains the above-described blocked isocyanate compound, and the formed liquid crystal alignment film has high rubbing resistance.

本発明の液晶配向剤を基板に塗布する場合、使用する基板としては、透明性の高い基板を使用することができる。基板としては、例えば、ガラス基板の他、アクリル基板やポリカーボネート基板等のプラスチック基板を用いることができる。液晶表示素子の製造において、本発明の液晶配向剤を用いる場合、液晶駆動のためのITO(Indium Tin Oxide)電極等が形成された基板を用い、液晶配向膜を形成することが好ましい。また、反射型の液晶表示素子を製造する場合は、片側の基板のみにならば、シリコンウエハ等の不透明な基板でも使用でき、この場合の電極は、アルミニウム等の光を反射する材料を使用することもできる。   When the liquid crystal aligning agent of the present invention is applied to a substrate, a highly transparent substrate can be used as the substrate to be used. As the substrate, for example, a plastic substrate such as an acrylic substrate or a polycarbonate substrate other than a glass substrate can be used. In the case of using the liquid crystal alignment agent of the present invention in manufacturing a liquid crystal display element, it is preferable to form a liquid crystal alignment film using a substrate on which an ITO (Indium Tin Oxide) electrode for driving liquid crystal is formed. When a reflective liquid crystal display element is manufactured, an opaque substrate such as a silicon wafer can be used as long as only one substrate is used. In this case, the electrode uses a material that reflects light such as aluminum. You can also.

本発明の液晶配向剤を基板上に塗布する方法としては、例えば、スクリーン印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷又はインクジェット法が挙げられる。その他の塗布方法としては、ディップ法、ロールコータ法、スリットコータ法、スピンナー法又はスプレー法等があり、目的に応じてこれらを用いてもよい。   As a method of applying the liquid crystal aligning agent of the present invention on a substrate, for example, screen printing, offset printing, flexographic printing, or an inkjet method may be used. Other coating methods include a dip method, a roll coater method, a slit coater method, a spinner method, a spray method and the like, and these may be used according to the purpose.

液晶配向剤を塗布した後のプリベークによる乾燥の工程は、必ずしも必要とされないが、塗布後から加熱焼成までの時間が基板ごとに一定していない場合や、塗布後ただちに加熱焼成されない場合には、乾燥工程を含める方が好ましい。このプリベークによる乾燥は、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よく、また、液晶配向剤に含有される上述したブロックイソシアネート化合物が反応しない温度で行われることが好ましい。   The step of drying by pre-baking after applying the liquid crystal aligning agent is not necessarily required, but when the time from application to heating and firing is not constant for each substrate, or when heating and firing are not performed immediately after application, It is preferable to include a drying step. The drying by prebaking may be performed at a temperature at which the solvent is evaporated to such an extent that the shape of the coating film is not deformed due to the transfer of the substrate or the like, and the above-mentioned blocked isocyanate compound contained in the liquid crystal aligning agent does not react. Is preferred.

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、50〜120℃、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好ましい。   The drying means is not particularly limited. As a specific example, a method of drying on a hot plate at 50 to 120 ° C., preferably 80 to 120 ° C. for 0.5 to 30 minutes, preferably 1 to 5 minutes is preferable.

液晶配向剤を塗布した基板の焼成は、ホットプレート、熱循環型オーブン又はIR(赤外線)型オーブンの加熱手段により、120〜350℃の温度で行うことができる。焼成温度は、液晶配向剤に含有されるブロックイソシアネート化合物の反応性を考慮し、好ましくは140〜300℃であり、さらに好ましくは180〜250℃である。ただし、液晶表示素子の製造工程で必要とされる、シール剤硬化などの熱処理温度より、10℃以上高い温度で焼成することが好ましい。   The baking of the substrate coated with the liquid crystal aligning agent can be performed at a temperature of 120 to 350 ° C. by a heating means of a hot plate, a heat circulation type oven or an IR (infrared) type oven. The firing temperature is preferably 140 to 300C, more preferably 180 to 250C, in consideration of the reactivity of the blocked isocyanate compound contained in the liquid crystal alignment agent. However, it is preferable that the baking is performed at a temperature higher by 10 ° C. or more than a heat treatment temperature such as a curing of a sealant required in a manufacturing process of the liquid crystal display element.

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。   If the thickness of the coating film after firing is too thick, it is disadvantageous in terms of power consumption of the liquid crystal display element, and if too thin, the reliability of the liquid crystal display element may be reduced. It is 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、ナイロン等が挙げられる。ラビング処理の条件としては、一般的に、回転速度300〜2000rpm、送り速度5〜100mm/s、押し込み量0.1〜1.0mmという条件が用いられる。その後、純水やアルコールなどを用いて超音波洗浄により、ラビングにより生じた残渣が除去される。   The rubbing treatment of the surface of the coating film formed on the substrate as described above can use an existing rubbing device. The material of the rubbing cloth at this time includes cotton, rayon, nylon and the like. As the conditions of the rubbing treatment, generally, the conditions of a rotation speed of 300 to 2000 rpm, a feed speed of 5 to 100 mm / s, and a pushing amount of 0.1 to 1.0 mm are used. Thereafter, the residue generated by the rubbing is removed by ultrasonic cleaning using pure water or alcohol.

本発明の液晶配向剤は、上記した方法により基板上に液晶配向膜を形成した後は、その液晶配向膜付き基板を用い、公知の方法で液晶表示素子を製造することができる。   After the liquid crystal aligning agent of the present invention forms a liquid crystal alignment film on a substrate by the above-described method, a liquid crystal display element can be manufactured by a known method using the substrate with the liquid crystal alignment film.

<液晶表示素子>
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。
液晶表示素子の作製方法の一例は、以下の通りである。まず、液晶配向膜の形成された1対の基板を用意し、それらを、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、ラビング方向が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する。次いで、基板間に液晶を注入して封止する。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に液晶を注入する真空法、液晶を滴下した後に封止を行う滴下法等が例示できる。
<Liquid crystal display device>
The liquid crystal display element of the present invention is obtained by obtaining a substrate with a liquid crystal alignment film from the liquid crystal alignment agent of the present invention by the above-mentioned method, and then manufacturing a liquid crystal cell by a known method to obtain a liquid crystal display element.
An example of a method for manufacturing a liquid crystal display element is as follows. First, a pair of substrates on which a liquid crystal alignment film is formed is prepared, and the rubbing direction is set to an arbitrary angle of 0 ° to 270 ° with a spacer of preferably 1 to 30 μm, more preferably 2 to 10 μm interposed therebetween. And fix the periphery with a sealant. Next, liquid crystal is injected between the substrates and sealed. The method of sealing liquid crystal is not particularly limited, and examples thereof include a vacuum method in which liquid crystal is injected after reducing the pressure in the manufactured liquid crystal cell and a dropping method in which liquid crystal is dropped and then sealed.

以下に実施例を挙げ、本発明をさらに詳しく説明する。尚、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主な化合物の構造と略号は以下のとおりである。
<テトラカルボン酸ジエステル、テトラカルボン酸二無水物>
Y-1:1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物
Y-2:ピロメリット酸二無水物
Y-3:2,5-ビス(エトキシカルボニル)ベンゼン-1,4-ジカルボン酸
Y-4:2,4−ビス(メトキシカルボニル)シクロブタン−1,3−ジカルボン酸
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. Note that the present invention is not construed as being limited to these.
The structures and abbreviations of main compounds used in Examples and Comparative Examples are as follows.
<Tetracarboxylic diester, tetracarboxylic dianhydride>
Y-1: 1,2,3,4-butanetetracarboxylic dianhydride Y-2: Pyromellitic dianhydride Y-3: 2,5-bis (ethoxycarbonyl) benzene-1,4-dicarboxylic acid Y-4: 2,4-bis (methoxycarbonyl) cyclobutane-1,3-dicarboxylic acid

<ジアミン>
Z-1:ビス(4−アミノフェノキシ)メタン
Z-2:1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)プロパン
Z-3:4,4’-ジアミノジフェニルアミン
Z-4:1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン
Z-5:1,3−ビス(4−アミノフェネチル)ウレア
<縮合剤>
DBOP:ジフェニル(2,3−ジヒドロ−2−チオキソ−3−ベンゾオキサゾリル)ホスホナート
<Diamine>
Z-1: bis (4-aminophenoxy) methane Z-2: 1,3-bis (4-aminophenoxy) propane Z-3: 4,4′-diaminodiphenylamine Z-4: 1,3-bis (4 -Aminophenoxy) benzene Z-5: 1,3-bis (4-aminophenethyl) urea <condensing agent>
DBOP: diphenyl (2,3-dihydro-2-thioxo-3-benzoxazolyl) phosphonate

<構造式>

Figure 0006638645
<Structural formula>
Figure 0006638645

<ブロックイソシアネート化合物>

Figure 0006638645
<Blocked isocyanate compound>
Figure 0006638645

Figure 0006638645
Figure 0006638645

以下に、本実施例及び比較例で行った評価方法について示す。   Hereinafter, evaluation methods performed in the present example and the comparative example will be described.

[粘度]
ポリアミック酸溶液、ポリイミド溶液又はポリアミック酸エステル溶液の粘度は、E型粘度計TVE−22H(東機産業社製)を用い、サンプル量1.1mL、コーンロータTE−1(1°34’、R24)、温度25℃で測定した。
[固形分濃度]
ポリアミック酸溶液、ポリイミド溶液又はポリアミック酸エステル溶液の固形分濃度の算出は以下のようにして行った。
持手付アルミカップNo.2(アズワン社製)に、ポリアミック酸溶液、ポリイミド溶液又はポリアミック酸エステル溶液をおよそ1.1g取り、オーブンDNF400(ヤマト科学社製)にて2時間、200℃の温度で加熱した。その後、室温5分間放置し、アルミカップ内に残った固形分の重量を計量した。この固形分重量、及び元の溶液重量の値から固形分濃度を算出した。
[viscosity]
The viscosity of the polyamic acid solution, polyimide solution or polyamic acid ester solution was measured using an E-type viscometer TVE-22H (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) using a sample volume of 1.1 mL and a cone rotor TE-1 (1 ° 34 ′, R24). ) At a temperature of 25 ° C.
[Solid content concentration]
Calculation of the solid concentration of the polyamic acid solution, the polyimide solution or the polyamic acid ester solution was performed as follows.
About 1.1 g of a polyamic acid solution, a polyimide solution or a polyamic acid ester solution is placed in an aluminum cup No. 2 with a handle (manufactured by AS ONE Corporation) and placed in an oven DNF400 (manufactured by Yamato Kagaku) at a temperature of 200 ° C. for 2 hours. Heated. Then, the mixture was left at room temperature for 5 minutes, and the weight of the solid content remaining in the aluminum cup was measured. The solid content concentration was calculated from the solid content weight and the original solution weight value.

[分子量]
ポリアミック酸溶液、ポリイミド溶液又はポリアミック酸エステル溶液の分子量は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(以下、Mnとも言う。)と重量平均分子量(以下、Mwとも言う。)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(Mw): 約900,000、150,000、100,000及び30,000)、並びにポリマーラボラトリー社製 ポリエチレングリコール(ピークトップ分子量(Mp):約12,000、4,000及び1,000)。測定は、ピークが重なるのを避けるため、900,000、100,000、12,000及び1,000の4種類を混合したサンプル、並びに150,000、30,000及び4,000の3種類を混合したサンプルの2サンプルを別々に測定。
[Molecular weight]
The molecular weight of the polyamic acid solution, the polyimide solution or the polyamic acid ester solution is measured by a GPC (room temperature gel permeation chromatography) apparatus, and the number average molecular weight (hereinafter, also referred to as Mn) and weight average molecular weight are calculated as polyethylene glycol or polyethylene oxide. (Hereinafter, also referred to as Mw).
GPC device: manufactured by Shodex (GPC-101)
Column: Shodex (KD803, KD805 in series)
Column temperature: 50 ° C
Eluent: N, N-dimethylformamide (as an additive, 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 a calibration curve: TSK standard polyethylene oxide (weight average molecular weight (Mw): about 900,000, 150,000, 100,000 and 30,000) manufactured by Tosoh Corporation, and polymer laboratory Polyethylene glycol (Peak top molecular weight (Mp): about 12,000, 4,000 and 1,000). For the measurement, in order to avoid overlapping peaks, four kinds of samples of 900,000, 100,000, 12,000 and 1,000 were mixed, and three kinds of 150,000, 30,000 and 4,000 were used. Two samples of the mixed sample are measured separately.

[ポリイミドのイミド化率の測定]
ポリイミド粉末20mgをNMR(核磁気共鳴)サンプル管(NMRサンプリングチューブスタンダード,φ5(草野科学社製))に入れ、重水素化ジメチルスルホキシド(DMSO−d6,0.05重量%TMS(テトラメチルシラン)混合品)(0.53ml)を添加し、超音波をかけて完全に溶解させた。この溶液をNMR測定機(JNW−ECA500)(日本電子データム社製)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付近に現れるアミド酸のNH基に由来するプロトンピーク積算値とを用い以下の式によって求めた。
イミド化率(%)=(1−α・x/y)×100
上記式において、xはアミド酸の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ド酸のNH基プロトン1個に対する基準プロトンの個数割合である。
[Measurement of imidation ratio of polyimide]
20 mg of the polyimide powder is placed in an NMR (nuclear magnetic resonance) sample tube (NMR sampling tube standard, φ5 (manufactured by Kusano Science)), and deuterated dimethyl sulfoxide (DMSO-d6, 0.05% by weight TMS (tetramethylsilane)) (Mixture) (0.53 ml) was added and the mixture was completely dissolved by sonication. The solution was subjected to proton NMR measurement at 500 MHz using an NMR measuring device (JNW-ECA500) (manufactured by JEOL Datum). The imidation rate is determined by using a proton derived from a structure that does not change before and after imidation as a reference proton, and a peak integrated value of this proton and a proton peak derived from an NH group of amic acid appearing in the vicinity of 9.5 to 10.0 ppm. It was determined by the following equation using the integrated value.
Imidation ratio (%) = (1−α · x / y) × 100
In the above formula, x is the integrated value of the proton peak derived from the NH group of the amic acid, y is the integrated value of the peak of the reference proton, α is one proton of the NH group of the amic acid in the case of polyamic acid (imidation ratio is 0%). Is the ratio of the number of reference protons to

[ラビング耐性]
ラビング耐性の評価は、基板上に形成されたポリイミド膜のラビング処理後の付着物量を観察することにより行った。具体的には、後述する実施例及び比較例により得られた液晶配向剤を1.0μmのフィルターで濾過した後、ITO蒸着ガラス基板上にスピンコートし、温度80℃のホットプレート上で5分間の乾燥、温度230℃で20分間の焼成を経て膜厚100nmのポリイミド膜を得た。このポリイミド膜をレーヨン布でラビング(ロール径120mm、回転数1000rpm、移動速度20mm/sec、押し込み長0.5mm)し、液晶配向膜を形成した。
次いで、共焦点レーザー顕微鏡を用いて液晶配向膜の膜表面状態を観察し、倍率10倍での付着物を観察した(観察領域:約680μm×680μm、顕微鏡倍率:100倍)。付着物がほぼ無い場合は「○」、付着物が観察される場合は「×」とした。
[Rubbing resistance]
The rubbing resistance was evaluated by observing the amount of deposits on the polyimide film formed on the substrate after the rubbing treatment. Specifically, after a liquid crystal aligning agent obtained in Examples and Comparative Examples to be described later is filtered through a 1.0 μm filter, it is spin-coated on an ITO-deposited glass substrate, and is placed on a hot plate at a temperature of 80 ° C. for 5 minutes. Was dried and baked at a temperature of 230 ° C. for 20 minutes to obtain a polyimide film having a thickness of 100 nm. This polyimide film was rubbed with a rayon cloth (roll diameter: 120 mm, rotation speed: 1000 rpm, moving speed: 20 mm / sec, indentation length: 0.5 mm) to form a liquid crystal alignment film.
Next, the film surface state of the liquid crystal alignment film was observed using a confocal laser microscope, and attached matter was observed at a magnification of 10 times (observation area: about 680 μm × 680 μm, microscope magnification: 100 times). When there was almost no attached matter, "O" was given, and when attached matter was observed, "x" was given.

[液晶配向性−1]光学異方性の有機溶剤安定性
実施例及び比較例により得られた液晶配向剤を1.0μmのフィルターで濾過した後、ITO蒸着ガラス基板上にスピンコートし、温度80℃のホットプレート上で5分間の乾燥、温度230℃で20分間の焼成を経て膜厚100nmのポリイミド膜を得た。このポリイミド膜をレーヨン布でラビング(ロール径120mm、回転数1000rpm、移動速度20mm/sec、押し込み長0.4mm)し、液晶配向膜を形成した。
モリテックス社製の液晶配向膜評価システム「レイ・スキャン ラボH」(LYS−LH30S−1A)を用いて光学異方性の測定を行った。
次いで、イソプロピルアルコール/純水=50/50(重量比)の混合溶液中にて1分間超音波洗浄を行い、80℃で10分間乾燥した。
その後、再度、モリテックス社製の液晶配向膜評価システム「レイ・スキャン ラボH」(LYS−LH30S−1A)を用いて光学異方性の測定を行った。
イソプロピルアルコール/純水=50/50混合溶液洗浄前後での、LAW-ANISOTROPYの変化量が5%未満の場合は「○」、5%以上の場合は「×」とした。
[Liquid Crystal Alignment-1] Organic Solvent Stability of Optical Anisotropy The liquid crystal alignment agent obtained in each of Examples and Comparative Examples was filtered through a 1.0 μm filter, and then spin-coated on an ITO vapor-deposited glass substrate. After drying on a hot plate at 80 ° C. for 5 minutes and baking at 230 ° C. for 20 minutes, a polyimide film having a thickness of 100 nm was obtained. This polyimide film was rubbed with a rayon cloth (roll diameter: 120 mm, rotation speed: 1000 rpm, moving speed: 20 mm / sec, indentation length: 0.4 mm) to form a liquid crystal alignment film.
The optical anisotropy was measured using a liquid crystal alignment film evaluation system “Ray Scan Lab H” (LYS-LH30S-1A) manufactured by Moritex Corporation.
Next, ultrasonic cleaning was performed for 1 minute in a mixed solution of isopropyl alcohol / pure water = 50/50 (weight ratio), and drying was performed at 80 ° C. for 10 minutes.
Thereafter, the optical anisotropy was measured again using a liquid crystal alignment film evaluation system “Ray Scan Lab H” (LYS-LH30S-1A) manufactured by Moritex Corporation.
When the change amount of the LAW-ANISOTROPY before and after the washing of the mixed solution of isopropyl alcohol / pure water = 50/50 was evaluated as “」 ”when the change amount was less than 5%,“ X ”when the change amount was 5% or more.

[液晶セルの作製]
FFS方式の液晶表示素子の構成を備えた液晶セルを作製する。
初めに電極付きの基板を準備した。基板は、30mm×35mmの大きさで、厚さが0.7mmのガラス基板である。基板上には第1層目として対向電極を構成する、ベタ状のパターンを備えたIZO電極が形成されている。第1層目の対向電極の上には第2層目として、CVD法により成膜されたSiN(窒化珪素)膜が形成されている。第2層目のSiN膜の膜厚は500nmであり、層間絶縁膜として機能する。第2層目のSiN膜の上には、第3層目としてIZO膜をパターニングして形成された櫛歯状の画素電極が配置され、第1画素及び第2画素の2つの画素を形成している。各画素のサイズは、縦10mmで横約5mmである。このとき、第1層目の対向電極と第3層目の画素電極とは、第2層目のSiN膜の作用により電気的に絶縁されている。
[Production of liquid crystal cell]
A liquid crystal cell having a configuration of an FFS type liquid crystal display element is manufactured.
First, a substrate with electrodes was prepared. The substrate is a glass substrate having a size of 30 mm × 35 mm and a thickness of 0.7 mm. As a first layer, an IZO electrode having a solid pattern and constituting a counter electrode is formed on the substrate. On the counter electrode of the first layer, an SiN (silicon nitride) film formed by a CVD method is formed as a second layer. The thickness of the second-layer SiN film is 500 nm, and functions as an interlayer insulating film. A comb-shaped pixel electrode formed by patterning an IZO film as a third layer is disposed on the second layer of the SiN film, and two pixels of a first pixel and a second pixel are formed. ing. Each pixel is about 10 mm long and about 5 mm wide. At this time, the first layer counter electrode and the third layer pixel electrode are electrically insulated by the action of the second layer SiN film.

第3層目の画素電極は、中央部分が屈曲した、くの字形状の電極要素を複数配列して構成された櫛歯状の形状を有する。各電極要素の短手方向の幅は3μmであり、電極要素間の間隔は6μmである。各画素を形成する画素電極が、中央部分の屈曲した、くの字形状の電極要素を複数配列して構成されているため、各画素の形状は長方形状ではなく、電極要素と同様に中央部分で屈曲する、太字のくの字に似た形状を備える。そして、各画素は、その中央の屈曲部分を境にして上下に分割され、屈曲部分の上側の第1領域と下側の第2領域を有する。   The third-layer pixel electrode has a comb-like shape formed by arranging a plurality of U-shaped electrode elements having a bent central portion. The width in the lateral direction of each electrode element is 3 μm, and the interval between the electrode elements is 6 μm. Since the pixel electrode forming each pixel is formed by arranging a plurality of electrode elements in the shape of a V-shape bent at the center, the shape of each pixel is not rectangular, but is similar to the electrode element. With a shape resembling a bold U-shape. Each pixel is vertically divided by a center bent portion, and has a first region above the bent portion and a second region below the bent portion.

各画素の第1領域と第2領域とを比較すると、それらを構成する画素電極の電極要素の形成方向が異なるものとなっている。すなわち、後述する液晶配向膜のラビング方向を基準とした場合、画素の第1領域では画素電極の電極要素が+10°の角度(時計回り)をなすように形成され、画素の第2領域では画素電極の電極要素が−10°の角度(時計回り)をなすように形成されている。すなわち、各画素の第1領域と第2領域とでは、画素電極と対向電極との間の電圧印加によって誘起される液晶の、基板面内での回転動作(インプレーン・スイッチング)の方向が互いに逆方向となるように構成されている。   When the first region and the second region of each pixel are compared, the formation directions of the electrode elements of the pixel electrodes constituting the first region and the second region are different. That is, when the rubbing direction of the liquid crystal alignment film described later is used as a reference, the electrode element of the pixel electrode is formed so as to form an angle of + 10 ° (clockwise) in the first region of the pixel, and is formed in the second region of the pixel. The electrode element of the electrode is formed so as to form an angle of -10 ° (clockwise). That is, in the first region and the second region of each pixel, the directions of the rotation operation (in-plane switching) of the liquid crystal induced by the application of the voltage between the pixel electrode and the counter electrode in the substrate plane are mutually different. It is configured to be in the opposite direction.

次に、得られた液晶配向剤を1.0μmのフィルターで濾過した後、準備された上記電極付き基板に、スピンコート塗布にて塗布した。100℃のホットプレート上で100秒間乾燥させた後、230℃の熱風循環式オーブンで20分間焼成を行い、膜厚60nmのポリイミド膜を得た。このポリイミド膜をレーヨン布でラビング(ローラー直径:120mm、ローラー回転数:500rpm、移動速度:30mm/sec、押し込み長:0.3mm、ラビング方向:3層目IZO櫛歯電極に対して10°傾いた方向)した後、イソプロピルアルコールと純水の3/7(体積比)の混合溶媒中にて、1分間超音波照射をして洗浄を行い、エアブローにて水滴を除去した後、80℃で15分間乾燥して液晶配向膜付き基板を得た。また、対向基板として、裏面にITO電極が形成されている高さ4μmの柱状スペーサーを有するガラス基板にも、上記と同様にしてポリイミド膜を形成し、上記と同様の手順で、配向処理が施された液晶配向膜付き基板を得た。これら2枚の液晶配向膜付き基板を1組とし、基板上に液晶注入口を残した形でシール剤を印刷し、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逆平行になるようにして張り合わせた後、シール剤を硬化させてセルギャップが4μmの空セルを作製した。この空セルに減圧注入法によって、液晶MLC−2041(メルク社製)を注入し、注入口を封止して、FFS方式の液晶セルを得た。その後、得られた液晶セルを110℃で30分加熱し、23℃で一晩放置してから各評価に使用した。   Next, the obtained liquid crystal aligning agent was filtered through a 1.0 μm filter, and then applied to the prepared substrate with electrodes by spin coating. After drying on a hot plate at 100 ° C. for 100 seconds, baking was performed in a hot air circulation oven at 230 ° C. for 20 minutes to obtain a polyimide film having a thickness of 60 nm. This polyimide film is rubbed with rayon cloth (roller diameter: 120 mm, roller rotation speed: 500 rpm, moving speed: 30 mm / sec, indentation length: 0.3 mm, rubbing direction: inclined by 10 ° with respect to the third-layer IZO comb-teeth electrode. After washing in a mixed solvent of isopropyl alcohol and pure water at a volume ratio of 3/7 (volume ratio), ultrasonic irradiation was performed for 1 minute to remove water droplets by air blow. After drying for 15 minutes, a substrate with a liquid crystal alignment film was obtained. In addition, a polyimide film is formed in the same manner as described above on a glass substrate having a columnar spacer having a height of 4 μm and having an ITO electrode formed on the back surface, and orientation treatment is performed in the same procedure as described above. The obtained substrate with a liquid crystal alignment film was obtained. A pair of these two substrates with a liquid crystal alignment film was formed, and a sealant was printed on the substrate while leaving a liquid crystal injection port, and the other substrate was aligned with the liquid crystal alignment film surfaces facing in the anti-parallel rubbing direction. After bonding, the sealant was cured to form an empty cell having a cell gap of 4 μm. Liquid crystal MLC-2041 (manufactured by Merck) was injected into the empty cell by a reduced pressure injection method, and the injection port was sealed to obtain an FFS type liquid crystal cell. Thereafter, the obtained liquid crystal cell was heated at 110 ° C. for 30 minutes, left at 23 ° C. overnight, and then used for each evaluation.

[液晶配向性−2]長期駆動FFSセルでの配向規制力
上記した方法により作製した液晶セルに対して、60℃の恒温環境下、周波数30Hzで相対透過率が100%となる交流電圧を100時間印加した。
その後、液晶セルの画素電極と対向電極との間をショートさせた状態にし、そのまま室温に一日放置した。
放置の後、液晶セルを偏光軸が直交するように配置された2枚の偏光板の間に設置し、電圧無印加の状態でバックライトを点灯させておき、透過光の輝度が最も小さくなるように液晶セルの配置角度を調整した。そして、第1画素の第2領域が最も暗くなる角度から第1領域が最も暗くなる角度まで液晶セルを回転させたときの回転角度を角度Δとして算出した。第2画素でも同様に、第2領域と第1領域とを比較し、同様の角度Δを算出した。そして、第1画素と第2画素の角度Δ値の平均値を液晶セルの角度Δとして算出した。この液晶セルの角度Δの値が0.2度以下の場合を○、0.2度以上の場合を×と定義した。
[Liquid Crystal Alignment-2] Alignment Control Force in Long-Term Driving FFS Cell An AC voltage at which relative transmittance becomes 100% at a frequency of 30 Hz under a constant temperature environment of 60 ° C. is applied to a liquid crystal cell manufactured by the above-described method. Time applied.
Thereafter, the pixel electrode of the liquid crystal cell and the counter electrode were short-circuited and left at room temperature for one day.
After standing, the liquid crystal cell is placed between two polarizing plates arranged so that the polarization axes are orthogonal to each other, and the backlight is turned on in a state where no voltage is applied so that the luminance of transmitted light is minimized. The arrangement angle of the liquid crystal cell was adjusted. Then, the rotation angle when the liquid crystal cell was rotated from the angle at which the second area of the first pixel was darkest to the angle at which the first area was darkest was calculated as the angle Δ. Similarly, the second pixel was compared with the second region and the first region, and the same angle Δ was calculated. Then, the average value of the angle Δ values of the first pixel and the second pixel was calculated as the angle Δ of the liquid crystal cell. The case where the value of the angle Δ of the liquid crystal cell was 0.2 degrees or less was defined as ○, and the case where the value of the angle Δ was 0.2 degrees or more was defined as x.

(合成例1)
撹拌子を入れた2000mLのセパラブルフラスコに、Z-1を97.92g(425.3mmol)取り、N−メチル−2−ピロリドン924.8gを加え、窒素を送りながら撹拌して溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら、Y-1を83.41g(420.7mmol)添加し、更にN−メチル−2−ピロリドンを102.8g加え、窒素雰囲気下、23℃で15時間撹拌してポリアミック酸溶液を得た。このポリアミック酸溶液の温度25℃における粘度は172mPa・sであった。
得られたポリアミック酸溶液562.0gに、NMPを加え6重量%に希釈した後、イミド化触媒として無水酢酸197.5g及びピリジン76.55gを加え、50℃で5時間反応させた。この反応溶液をメタノール5772ml中に投入し、得られた沈殿物を濾別した。この沈殿物をメタノールで洗浄し、100℃で減圧乾燥しポリイミド粉末を得た。このポリイミド粉末のイミド化率は85%であり、Mnは9,800、Mwは19,300であった。
(Synthesis example 1)
97.92 g (425.3 mmol) of Z-1 was placed in a 2000 mL separable flask containing a stirrer, and 924.8 g of N-methyl-2-pyrrolidone was added thereto. While stirring this diamine solution, 83.41 g (420.7 mmol) of Y-1 was added, and 102.8 g of N-methyl-2-pyrrolidone was further added. The mixture was stirred at 23 ° C. for 15 hours under a nitrogen atmosphere to obtain a polyamic acid. An acid solution was obtained. The viscosity at a temperature of 25 ° C. of this polyamic acid solution was 172 mPa · s.
NMP was added to 562.0 g of the obtained polyamic acid solution to dilute the solution to 6% by weight, and then 197.5 g of acetic anhydride and 76.55 g of pyridine were added as imidation catalysts, followed by a reaction at 50 ° C. for 5 hours. This reaction solution was poured into 5772 ml of methanol, and the obtained precipitate was separated by filtration. The precipitate was washed with methanol and dried at 100 ° C. under reduced pressure to obtain a polyimide powder. The imidation ratio of this polyimide powder was 85%, Mn was 9,800, and Mw was 19,300.

(合成例2)
撹拌子を入れた1000mLの四つ口フラスコに、Z-2を51.7g(200.0mmol)取り、N−メチル−2−ピロリドン672.2gを加え、窒素を送りながら撹拌して溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら、Y-2を41.7g(191.2mmol)添加し、更にN−メチル−2−ピロリドンを168.1g加え、窒素雰囲気下、23℃で2時間撹拌した後に、50℃で24時間撹拌してポリアミック酸溶液(PA−1)を得た。このポリアミック酸溶液の温度25℃における粘度は135mPa・sであった。また、このポリアミック酸のMnは12,600、Mwは0,900であった。
(Synthesis example 2)
In a 1000 mL four-necked flask containing a stirrer, 51.7 g (200.0 mmol) of Z-2 was added, 672.2 g of N-methyl-2-pyrrolidone was added, and the mixture was stirred and dissolved while sending nitrogen. . While stirring this diamine solution, 41.7 g (191.2 mmol) of Y-2 was added, and 168.1 g of N-methyl-2-pyrrolidone was further added. After stirring at 23 ° C. for 2 hours under a nitrogen atmosphere, The mixture was stirred at 50 ° C. for 24 hours to obtain a polyamic acid solution (PA-1). The viscosity of this polyamic acid solution at a temperature of 25 ° C. was 135 mPa · s. Further, Mn of this polyamic acid was 12,600 and Mw was 0,900.

(合成例3)
撹拌子を入れた5000mLのセパラブルフラスコに、Y-3を 51.2g(165.0mmol)、Y-4を 91.6g(352.0mmol)投入した後、N−メチル−2−ピロリドン2739gを加えて撹拌して溶解させた。次いで、トリエチルアミンを109.6g(1083mmol)、Z-3を32.9g(165.0mmol)、Z-4を48.2g(165.0mmol)、及びZ-5を65.6g(220.0mmol)を加えて撹拌して溶解させた。
この溶液を撹拌しながら、DBOPを415.4g(1084mmol)添加し、更にN−メチル−2−ピロリドンを376.3g加え、室温で16時間撹拌してポリアミック酸エステルの溶液を得た。このポリミック酸エステル溶液の温度25℃における粘度は26.2mPa・sであった。
このポリミック酸エステル溶液をイソプロピルアルコールの23579g中に投入し、得られた沈殿物を濾別した。この沈殿物をイソプロピルアルコールで洗浄した後に温度100℃で減圧乾燥し、ポリアミック酸エステルの粉末を得た。このポリアミック酸エステルのMnは10,300、Mwは20,600であった。
(Synthesis example 3)
After putting 51.2 g (165.0 mmol) of Y-3 and 91.6 g (352.0 mmol) of Y-4 into a 5000 mL separable flask containing a stirrer, 2739 g of N-methyl-2-pyrrolidone was added. The mixture was stirred and dissolved. Next, 109.6 g (1083 mmol) of triethylamine, 32.9 g (165.0 mmol) of Z-3, 48.2 g (165.0 mmol) of Z-4, and 65.6 g (220.0 mmol) of Z-5. Was added and stirred to dissolve.
While stirring the solution, 415.4 g (1084 mmol) of DBOP was added, 376.3 g of N-methyl-2-pyrrolidone was further added, and the mixture was stirred at room temperature for 16 hours to obtain a solution of a polyamic acid ester. The viscosity at a temperature of 25 ° C. of this polymic acid ester solution was 26.2 mPa · s.
This polymic acid ester solution was put into 23579 g of isopropyl alcohol, and the obtained precipitate was separated by filtration. The precipitate was washed with isopropyl alcohol and then dried under reduced pressure at a temperature of 100 ° C. to obtain a polyamic acid ester powder. Mn of this polyamic acid ester was 10,300 and Mw was 20,600.

(比較例1)
合成例1で得たポリイミド粉末41.8gを、撹拌子の入った1000mL三角フラスコに取り、N−メチル−2−ピロリドン306.3gを加え、室温で18時間撹拌して溶解させた。続いて、N−メチル−2−ピロリドン194.9g、及びブチルセロソルブ30.88gを加え、2時間撹拌して固形分濃度7.11重量%のポリイミド溶液を得て、比較例1の液晶配向剤(C−1)とした。
液晶配向剤(C−1)を用いてポリイミド膜を作製し、該ポリイミド膜のラビング耐性、光学異方性の有機溶剤安定性、及び長期駆動FFSセルでの配向規制力を、上記した方法に基づいて評価した。得られた結果を表1に示す。
(Comparative Example 1)
41.8 g of the polyimide powder obtained in Synthesis Example 1 was placed in a 1000 mL Erlenmeyer flask containing a stirrer, 306.3 g of N-methyl-2-pyrrolidone was added, and the mixture was stirred at room temperature for 18 hours to dissolve. Subsequently, 194.9 g of N-methyl-2-pyrrolidone and 30.88 g of butyl cellosolve were added, and the mixture was stirred for 2 hours to obtain a polyimide solution having a solid content concentration of 7.11% by weight. C-1).
A polyimide film is prepared using the liquid crystal aligning agent (C-1), and the rubbing resistance of the polyimide film, the organic solvent stability of optical anisotropy, and the alignment regulating force in a long-term driving FFS cell are determined by the methods described above. It was evaluated based on: Table 1 shows the obtained results.

(実施例1)
ポリイミドの固形分に対して3.00重量%となる量で、添加成分であるブロックイソシアネート化合物(X1)を加えた以外は、比較例1と同様にして、合成例1で得たポリイミド粉末を用いて、実施例1の液晶配向剤(E−1)を調製した。
液晶配向剤(E−1)を用いてポリイミド膜を作製し、該ポリイミド膜のラビング耐性、光学異方性の有機溶剤安定性、及び長期駆動FFSセルでの配向規制力を、上記した方法に基づいて評価した。得られた結果を表1に示す。
(Example 1)
The polyimide powder obtained in Synthesis Example 1 was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that the block isocyanate compound (X1) as an additional component was added in an amount of 3.00% by weight based on the solid content of the polyimide. Using this, the liquid crystal aligning agent (E-1) of Example 1 was prepared.
A polyimide film is prepared using the liquid crystal aligning agent (E-1), and the rubbing resistance of the polyimide film, the organic solvent stability of optical anisotropy, and the alignment regulating force in a long-term driving FFS cell are determined by the above-described method. It was evaluated based on: Table 1 shows the obtained results.

(比較例2)
合成例2で得たポリアミック酸溶液12.5gを、撹拌子の入った100mL三角フラスコに取り、N−メチル−2−ピロリドン1.21g、及びブチルセロソルブ5.87gを加え、2時間撹拌して固形分濃度6.06重量%のポリアミック酸溶液を得て、比較例2の液晶配向剤(C−2)とした。
液晶配向剤(C−2)を用いてポリイミド膜を作製し、該ポリイミド膜のラビング耐性、光学異方性の有機溶剤安定性、及び長期駆動FFSセルでの配向規制力を、上記した方法に基づいて評価した。得られた結果を表1に示す。
(Comparative Example 2)
12.5 g of the polyamic acid solution obtained in Synthesis Example 2 was placed in a 100 mL Erlenmeyer flask containing a stirrer, 1.21 g of N-methyl-2-pyrrolidone and 5.87 g of butyl cellosolve were added, and the mixture was stirred for 2 hours and solidified. A polyamic acid solution having a concentration of 6.06% by weight was obtained, and used as a liquid crystal aligning agent (C-2) of Comparative Example 2.
A polyimide film is prepared using the liquid crystal aligning agent (C-2), and the rubbing resistance of the polyimide film, the organic solvent stability of optical anisotropy, and the alignment regulating force in the long-term driving FFS cell are determined by the above-described method. It was evaluated based on: Table 1 shows the obtained results.

(実施例2)
ポリアミック酸の固形分に対して3.00重量%となる量で、添加成分であるブロックイソシアネート化合物(X1)を加えた以外は、比較例2と同様にして、合成例2で得たポリアミック酸溶液を用いて、実施例2の液晶配向剤(E−2)を調製した。
液晶配向剤(E−2)を用いてポリイミド膜を作製し、該ポリイミド膜のラビング耐性、光学異方性の有機溶剤安定性、及び長期駆動FFSセルでの配向規制力を、上記した方法に基づいて評価した。得られた結果を表1に示す。
(Example 2)
The polyamic acid obtained in Synthesis Example 2 in the same manner as in Comparative Example 2 except that the block isocyanate compound (X1) as an additional component was added in an amount of 3.00% by weight based on the solid content of the polyamic acid. Using the solution, a liquid crystal aligning agent (E-2) of Example 2 was prepared.
A polyimide film is prepared using the liquid crystal aligning agent (E-2), and the rubbing resistance of the polyimide film, the organic solvent stability of optical anisotropy, and the alignment regulating force in the long-term driving FFS cell are determined by the method described above. It was evaluated based on: Table 1 shows the obtained results.

(比較例3)
合成例3で得たポリアミック酸エステル粉末5.81gを、撹拌子の入った100mL三角フラスコに取り、N−メチル−2−ピロリドン42.6gを加え、室温で18時間撹拌して溶解させた。続いて、N−メチル−2−ピロリドン18.8g、及びブチルセロソルブ22.4gを加え、2時間撹拌して固形分濃度6.00重量%のポリアミック酸エステル溶液を得て、比較例3の液晶配向剤(C−3)とした。
液晶配向剤(C−3)を用いてポリイミド膜を作製し、該ポリイミド膜のラビング耐性、光学異方性の有機溶剤安定性、及び長期駆動FFSセルでの配向規制力を、上記した方法に基づいて評価した。得られた結果を表1に示す。
(Comparative Example 3)
5.81 g of the polyamic acid ester powder obtained in Synthesis Example 3 was placed in a 100 mL Erlenmeyer flask containing a stirrer, 42.6 g of N-methyl-2-pyrrolidone was added, and the mixture was stirred at room temperature for 18 hours to dissolve. Subsequently, 18.8 g of N-methyl-2-pyrrolidone and 22.4 g of butyl cellosolve were added, and the mixture was stirred for 2 hours to obtain a polyamic acid ester solution having a solid content of 6.00% by weight. Agent (C-3) was obtained.
A polyimide film is prepared using the liquid crystal aligning agent (C-3), and the rubbing resistance of the polyimide film, the organic solvent stability of optical anisotropy, and the alignment regulating force in the long-term driving FFS cell are determined by the method described above. It was evaluated based on: Table 1 shows the obtained results.

(実施例3)
ポリアミック酸エステルの固形分に対して3.00重量%となる量で、添加成分であるブロックイソシアネート化合物(X1)を加えた以外は、比較例3と同様にして、合成例3で得たポリアミック酸エステル粉末を用いて、実施例3の液晶配向剤(E−3)を調製した。
液晶配向剤(E−3)を用いてポリイミド膜を作製し、該ポリイミド膜のラビング耐性、光学異方性の有機溶剤安定性、及び長期駆動FFSセルでの配向規制力を、上記した方法に基づいて評価した。得られた結果を表1に示す。
(Example 3)
Polyamic acid obtained in Synthesis Example 3 in the same manner as in Comparative Example 3 except that a blocked isocyanate compound (X1) as an additive component was added in an amount of 3.00% by weight based on the solid content of the polyamic acid ester. The liquid crystal aligning agent (E-3) of Example 3 was prepared using the acid ester powder.
A polyimide film is prepared using the liquid crystal aligning agent (E-3), and the rubbing resistance of the polyimide film, the organic solvent stability of optical anisotropy, and the alignment regulating force in a long-term driving FFS cell are determined by the method described above. It was evaluated based on: Table 1 shows the obtained results.

(比較例4)
ポリアミック酸の固形分に対して3.00重量%となる量で、添加成分であるブロックイソシアネート化合物(X2)を加えた以外は、比較例2と同様にして、合成例2で得たポリアミック酸溶液を用いて、比較例4の液晶配向剤(C−4)を調製した。
液晶配向剤(C−4)を用いてポリイミド膜を作製し、該ポリイミド膜のラビング耐性、光学異方性の有機溶剤安定性、及び長期駆動FFSセルでの配向規制力を、上記した方法に基づいて評価した。得られた結果を表1に示す。
(Comparative Example 4)
Polyamic acid obtained in Synthesis Example 2 in the same manner as in Comparative Example 2 except that a blocked isocyanate compound (X2) as an additional component was added in an amount of 3.00% by weight based on the solid content of the polyamic acid. Using the solution, a liquid crystal aligning agent (C-4) of Comparative Example 4 was prepared.
A polyimide film is prepared using the liquid crystal aligning agent (C-4), and the rubbing resistance of the polyimide film, the organic solvent stability of optical anisotropy, and the alignment regulating force in a long-term driving FFS cell are determined by the above-described method. It was evaluated based on: Table 1 shows the obtained results.

Figure 0006638645
Figure 0006638645

表1に示すように、実施例1〜3の液晶配向剤を用いて形成された液晶配向膜は、良好なラビング耐性を有する上に、液晶配向性にも優れることがわかった。   As shown in Table 1, it was found that the liquid crystal alignment films formed using the liquid crystal alignment agents of Examples 1 to 3 have good rubbing resistance and also have excellent liquid crystal alignment properties.

一方、比較例1〜3の液晶配向剤を用いて形成された液晶配向膜は、ラビング耐性が低い上に、光学異方性の有機溶剤安定性が乏しいことがわかった。そして、添加成分としてブロックイソシアネート化合物(X2)を含有する液晶配向剤を用いて形成される液晶配向膜の液晶配向性は、本発明の液晶配向膜に比べて劣ることがわかった。   On the other hand, it was found that the liquid crystal alignment films formed using the liquid crystal alignment agents of Comparative Examples 1 to 3 had low rubbing resistance and poor organic solvent stability of optical anisotropy. And it turned out that the liquid crystal alignment property of the liquid crystal alignment film formed using the liquid crystal aligning agent containing a blocked isocyanate compound (X2) as an additional component is inferior to the liquid crystal alignment film of this invention.

以上から、実施例1〜3の液晶配向剤は、良好なラビング耐性、及び良好な液晶配向性を兼ね備えた液晶配向膜を形成できることがわかった。   From the above, it was found that the liquid crystal alignment agents of Examples 1 to 3 can form a liquid crystal alignment film having both good rubbing resistance and good liquid crystal alignment.

本発明の液晶配向剤を用いて形成された液晶配向膜は、高いラビング耐性と良好な液晶配向性を有する。したがって、優れた表示品位を実現するために、強いラビング処理が必要とされる、大型の液晶TVや、高精細な画像を表示するスマートフォン等の携帯用情報端末用の液晶表示素子用の配向膜として好適に用いることができる。すなわち、本発明の液晶配向膜を有する本発明の液晶表示素子は、大型のTVや、高精細な画像を表示するスマートフォン等の携帯用情報端末用の表示素子として好適に用いることができる。   The liquid crystal alignment film formed using the liquid crystal alignment agent of the present invention has high rubbing resistance and good liquid crystal alignment. Therefore, in order to realize excellent display quality, a strong rubbing treatment is required, and an alignment film for a large liquid crystal TV or a liquid crystal display element for a portable information terminal such as a smartphone which displays a high-definition image. Can be suitably used. That is, the liquid crystal display device of the present invention having the liquid crystal alignment film of the present invention can be suitably used as a display device for a large-sized TV or a portable information terminal such as a smartphone that displays a high-definition image.

なお、2014年3月17日に出願された日本特許出願2014−053902号の明細書、特許請求の範囲、及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。   The entire contents of the specification, claims and abstract of Japanese Patent Application No. 2014-053902 filed on Mar. 17, 2014 are incorporated herein by reference as the disclosure of the specification of the present invention. Things.

Claims (8)

ポリイミド前駆体及び該ポリイミド前駆体をイミド化して得られるポリイミドからなる群から選ばれる少なくとも1つの重合体と、下記式(X1)で表されるブロックイソシアネート基を有する化合物とを含有することを特徴とする液晶配向剤。
Figure 0006638645
It is characterized by containing at least one polymer selected from the group consisting of a polyimide precursor and a polyimide obtained by imidizing the polyimide precursor, and a compound having a blocked isocyanate group represented by the following formula (X1). Liquid crystal aligning agent.
Figure 0006638645
前記式(X1)で表されるブロックイソシアネート基を有する化合物のブロック部分の熱解離温度が50〜230℃である請求項1に記載の液晶配向剤。 The liquid crystal aligning agent according to claim 1, wherein a thermal dissociation temperature of a block portion of the compound having a blocked isocyanate group represented by the formula (X1) is 50 to 230C. 前記ポリイミド前駆体が、下記式(3)で表される構造単位を有する請求項1又は2に記載の液晶配向剤。
Figure 0006638645
(但し、Rは、水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基であり、A及びAは、それぞれ独立して、水素原子、又は置換基を有してもよい、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基若しくは炭素数2〜10のアルキニル基である。Xは、4価の有機基であり、Yは、2価の有機基である。)
The liquid crystal aligning agent according to claim 1, wherein the polyimide precursor has a structural unit represented by the following formula (3).
Figure 0006638645
(However, R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and A 1 and A 2 are each independently a hydrogen atom or a carbon atom having 1 to 5 carbon atoms which may have a substituent. An alkyl group, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, or an alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms. X 1 is a tetravalent organic group, and Y 1 is a divalent organic group.
前記ブロックイソシアネート基を有する化合物が、前記重合体100重量%に対して0.1重量%〜10重量%含有される請求項1〜3のいずれか1項に記載の液晶配向剤。   The liquid crystal aligning agent according to any one of claims 1 to 3, wherein the compound having a blocked isocyanate group is contained in an amount of 0.1% by weight to 10% by weight based on 100% by weight of the polymer. 前記重合体が、一級アミン、二級アミン、カルボン酸又はウレア基を有するポリイミド前駆体及び該ポリイミド前駆体をイミド化して得られるポリイミドからなる群から選ばれる少なくとも1つである請求項1〜4のいずれか1項に記載の液晶配向剤。   The polymer is at least one selected from the group consisting of a primary amine, a secondary amine, a polyimide precursor having a carboxylic acid or a urea group, and a polyimide obtained by imidizing the polyimide precursor. The liquid crystal aligning agent according to any one of the above. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の液晶配向剤から得られる液晶配向膜。   A liquid crystal alignment film obtained from the liquid crystal alignment agent according to claim 1. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の液晶配向剤を基板に塗布し、焼成する液晶配向膜の製造方法。   A method for producing a liquid crystal alignment film, wherein the liquid crystal alignment agent according to claim 1 is applied to a substrate and baked. 請求項6に記載の液晶配向膜を有する液晶表示素子。   A liquid crystal display device comprising the liquid crystal alignment film according to claim 6.
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