JP7031606B2 - Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal display element using it - Google Patents

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Description

本発明は、新規な重合体を使用する液晶配向剤、液晶配向膜及びそれを用いた液晶表示素子に関する。 The present invention relates to a liquid crystal alignment agent using a novel polymer, a liquid crystal alignment film, and a liquid crystal display element using the same.

液晶表示素子は、パソコン、携帯電話、スマートフォン、テレビ等の表示部として幅広く用いられている。液晶表示素子は、例えば、素子基板とカラーフィルタ基板との間に挟持された液晶層、液晶層に電界を印加する画素電極及び共通電極、液晶層の液晶分子の配向性を制御する配向膜、画素電極に供給される電気信号をスイッチングする薄膜トランジスタ(TFT)等を備えている。液晶分子の駆動方式としては、TN方式、VA方式等の縦電界方式や、IPS方式、FFS方式等の横電界方式が知られている。基板の片側のみに電極を形成させ、基板と平行方向に電界を印加する横電界方式では、従来の上下基板に形成された電極に電圧を印加して液晶を駆動させる縦電界方式と比べ、広い視野角特性を有し、また高品位な表示が可能な液晶表示素子として知られている。 Liquid crystal display elements are widely used as display units for personal computers, mobile phones, smartphones, televisions, and the like. The liquid crystal display element includes, for example, a liquid crystal layer sandwiched between an element substrate and a color filter substrate, a pixel electrode and a common electrode that apply an electric field to the liquid crystal layer, and an alignment film that controls the orientation of liquid crystal molecules in the liquid crystal layer. It is equipped with a thin film transistor (TFT) or the like for switching an electric signal supplied to a pixel electrode. As the driving method of the liquid crystal molecule, a vertical electric field method such as a TN method and a VA method, and a horizontal electric field method such as an IPS method and an FFS method are known. The horizontal electric field method in which electrodes are formed on only one side of the substrate and an electric field is applied in the direction parallel to the substrate is wider than the conventional vertical electric field method in which a voltage is applied to the electrodes formed on the upper and lower substrates to drive the liquid crystal display. It is known as a liquid crystal display element having a viewing angle characteristic and capable of high-quality display.

横電界方式の液晶セルは視野角特性に優れているものの、基板内に形成される電極部分が少ないために、電圧保持率が低いと液晶に十分な電圧がかからず表示コントラストが低下する。また、液晶配向の安定性が小さいと、液晶を長時間駆動させた際に液晶が初期の状態に戻らなくなり、コントラスト低下や残像の原因となるため、液晶配向の安定性が重要である。更に、静電気が液晶セル内に蓄積されやすく、駆動によって生じる正負非対称電圧の印加によっても液晶セル内に電荷が蓄積され、これらの蓄積された電荷が液晶配向の乱れや残像として表示に影響を与え、液晶素子の表示品位を著しく低下させる。また、駆動直後にバックライト光が液晶セルに照射されることによっても電荷が蓄積され、短時間の駆動でも残像が発生する、駆動中にフリッカー(ちらつき)の大きさが変化する等の問題を生じてしまう。 Although the transverse electric field type liquid crystal cell has excellent viewing angle characteristics, since there are few electrode portions formed in the substrate, if the voltage holding ratio is low, a sufficient voltage is not applied to the liquid crystal and the display contrast is lowered. Further, if the stability of the liquid crystal orientation is small, the liquid crystal does not return to the initial state when the liquid crystal is driven for a long time, which causes a decrease in contrast and an afterimage. Therefore, the stability of the liquid crystal orientation is important. Furthermore, static electricity is likely to be accumulated in the liquid crystal cell, and charges are accumulated in the liquid crystal cell even when a positive / negative asymmetric voltage generated by driving is applied, and these accumulated charges affect the display as a disorder of liquid crystal orientation or an afterimage. , The display quality of the liquid crystal element is significantly deteriorated. In addition, when the liquid crystal cell is irradiated with backlight light immediately after driving, electric charges are accumulated, afterimages are generated even after driving for a short time, and the size of flicker changes during driving. It will occur.

このような横電界方式の液晶表示素子に用いた際、電圧保持率に優れ、かつ電荷蓄積を低減した液晶配向剤として、特許文献1には、特定ジアミンと脂肪族テトラカルボン酸誘導体とを重縮合して得られる重合体を含有する液晶配向剤が開示されている。しかし、液晶表示素子の高性能化に伴い、液晶配向膜に要求される特性も厳しくなってきており、これらの従来の技術では全ての要求特性を十分に満足することは難しい。 As a liquid crystal aligning agent having excellent voltage retention and reduced charge accumulation when used in such a transverse electric field type liquid crystal display element, Patent Document 1 describes a specific diamine and an aliphatic tetracarboxylic acid derivative as a heavy weight. A liquid crystal alignment agent containing a polymer obtained by condensation is disclosed. However, as the performance of the liquid crystal display element is improved, the characteristics required for the liquid crystal alignment film are becoming stricter, and it is difficult to fully satisfy all the required characteristics with these conventional techniques.

国際公開公報WO2004/021076号パンフレットInternational Publication WO2004 / 021076 Pamphlet

本発明は、電圧保持率に優れ、蓄積電荷の緩和が早く、駆動中にフリッカー(ちらつき)が起こりにくい液晶配向膜を得ることができる液晶配向剤、液晶配向膜、及び液晶表示素子を提供することを課題とする。 The present invention provides a liquid crystal alignment agent, a liquid crystal alignment film, and a liquid crystal display element capable of obtaining a liquid crystal alignment film having excellent voltage retention, quick relaxation of accumulated charges, and less flicker during driving. That is the issue.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、液晶配向剤に含まれる重合体中に特定構造を導入することで種々の特性が同時に改善されることを見出し、本発明を完成した。
本発明は、かかる知見に基づくものであり、下記を要旨とするものである。
下記式(1)で表される構造を有するジアミンから得られる重合体と、有機溶媒とを含有することを特徴とする液晶配向剤。

Figure 0007031606000001
但し、Rは水素、又は一価の有機基を表し、Rは一価の有機基を表し、*は他の基に結合する部位を示す。ベンゼン環の任意の水素原子は一価の有機基で置換されていてもよい。As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventors have found that various properties can be improved at the same time by introducing a specific structure into the polymer contained in the liquid crystal alignment agent. Completed the invention.
The present invention is based on such findings, and has the following gist.
A liquid crystal alignment agent containing a polymer obtained from a diamine having a structure represented by the following formula (1) and an organic solvent.
Figure 0007031606000001
However, R 1 represents hydrogen or a monovalent organic group, R 2 represents a monovalent organic group, and * indicates a site to be bonded to another group. Any hydrogen atom on the benzene ring may be substituted with a monovalent organic group.

<特定ジアミン>
本発明の液晶配向剤は、下記式(1)の構造を有するジアミン(以下、特定ジアミンともいう。)から得られる新規な重合体を含有する液晶配向剤である。

Figure 0007031606000002
<Specific diamine>
The liquid crystal alignment agent of the present invention is a liquid crystal alignment agent containing a novel polymer obtained from a diamine having the structure of the following formula (1) (hereinafter, also referred to as a specific diamine).
Figure 0007031606000002

上記式(1)中、R、Rは、上記で定義したとおりである。前記一価の有機基は、なかでも、炭素数1~3を有する、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、フルオロアルキル基、フルオロアルケニル基若しくはフルオロアルコキシ基が好ましい。特にRは、水素原子又はメチル基が好ましく、Rはメチル基が好ましい。In the above formula (1), R 1 and R 2 are as defined above. The monovalent organic group is preferably an alkyl group, an alkenyl group, an alkoxy group, a fluoroalkyl group, a fluoroalkoxy group or a fluoroalkoxy group having 1 to 3 carbon atoms. In particular, R 1 is preferably a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 is preferably a methyl group.

式(1)におけるカルバゾール構造と窒素原子との結合位置は立体障害の点から、式(1-1)のように結合していることが好ましい。

Figure 0007031606000003
The bond position between the carbazole structure and the nitrogen atom in the formula (1) is preferably bonded as in the formula (1-1) from the viewpoint of steric hindrance.
Figure 0007031606000003

上記特定ジアミンは、例えば、下記式(1-2)で表すことができ、特に、下記式(1-3)で表されるジアミンが好ましく、更には、式(1-4)で表されるジアミンがより好ましい。 The specific diamine can be represented by, for example, the following formula (1-2), in particular, a diamine represented by the following formula (1-3) is preferable, and further, it is represented by the formula (1-4). Diamines are more preferred.

Figure 0007031606000004
Figure 0007031606000004

上記式中、R及びRの定義は前記式(1)の場合と同様であり、Q、Qは、それぞれ独立して、単結合又は2価の有機基であり、すなわち、QとQとは互いに異なる構造であってもよい。また、式(1-4)における2つのQは互いに異なる構造であってもよい。更に、ベンゼン環の任意の水素原子は、上記式(1)の場合と同様に、一価の有機基で置換されていてもよい。In the above formula, the definitions of R 1 and R 2 are the same as in the case of the above formula (1), and Q 1 and Q 2 are independently single-bonded or divalent organic groups, that is, Q. 1 and Q2 may have different structures from each other. Further, the two Q2s in the equation (1-4) may have different structures from each other. Further, any hydrogen atom of the benzene ring may be substituted with a monovalent organic group as in the case of the above formula (1).

上記特定ジアミンの好ましい例としては、下記式(2-1)、(2-2)、または(2-3)で表わされるジアミンを挙げることができる。

Figure 0007031606000005
Preferred examples of the specific diamine include diamines represented by the following formulas (2-1), (2-2), or (2-3).
Figure 0007031606000005

上記式中、R及びRの定義は、上記式(1)と同様であり、Rはそれぞれ独立して単結合又は以下の式(3)の構造を表し、nは1から3の整数を表す。ベンゼン環の任意の水素原子は一価の有機基で置換されていてもよい。

Figure 0007031606000006
In the above formula, the definitions of R 1 and R 2 are the same as those in the above formula (1), R 3 independently represents a single bond or the structure of the following formula (3), and n is 1 to 3. Represents an integer. Any hydrogen atom on the benzene ring may be substituted with a monovalent organic group.
Figure 0007031606000006

上記式中、Rは、単結合、-O-、-COO-、-OCO-、-(CH-、-O(CHO-、-CONR-、及び-NRCO-から選ばれる2価の有機基を表しkは1~5の整数を表す。なお、Rは水素もしくは一価の有機基を表し、l、mは1~5の整数を表す。かかる一価の有機基としては炭素数1~3のアルキル基が好ましい。*は式(2-1)~式(2-3)中のベンゼン環と結合する部位を表し、*は式(2-1)~式(2-3)中のアミノ基と結合する部位を表す。
具体例としては以下が例示できるが、これらに限定されない。なかでも、蓄積電荷の緩和の点から、(2―1―1)~(2―1-7)、(2―1-10)~(2―1-17)が好ましく、(2―1―1)~(2―1-7)、又は(2―1-15)~(2―1-17)が特に好ましい。
In the above formula, R 4 is derived from single bond, -O-, -COO-, -OCO-,-(CH 2 ) l- , -O (CH 2 ) m O-, -CONR-, and -NRCO-. It represents the selected divalent organic group and k represents an integer of 1-5. In addition, R represents hydrogen or a monovalent organic group, and l and m represent integers of 1 to 5. As the monovalent organic group, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms is preferable. * 1 represents a site that binds to a benzene ring in formulas (2-1) to (2-3), and * 2 represents a site that binds to an amino group in formulas (2-1) to (2-3). Represents a part.
Specific examples include, but are not limited to, the following. Of these, (2-1-1) to (2-1-7) and (2-1-10) to (2-1-17) are preferable from the viewpoint of mitigating the accumulated charge, and (2-1-). 1) to (2-1-7) or (2-1-15) to (2-1-17) are particularly preferable.

Figure 0007031606000007
Figure 0007031606000007

<特定ジアミンの合成方法>
以下に、前述したジアミンを得る方法について、下記式(2-1-1)のジアミンを例に説明する。

Figure 0007031606000008
<Synthesis method of specific diamine>
Hereinafter, the method for obtaining the diamine described above will be described using the diamine of the following formula (2-1-1) as an example.
Figure 0007031606000008

本発明の特定ジアミンを合成する方法は特に限定されないが、例えば、上記式(2-1-1)のジアミンの前駆体であるジニトロ化合物(2-1-N)を合成し、そのニトロ基を還元する方法が挙げられる。

Figure 0007031606000009
The method for synthesizing the specific diamine of the present invention is not particularly limited, but for example, a dinitro compound (2-1-N) which is a precursor of the diamine of the above formula (2-1-1) is synthesized, and the nitro group thereof is used. There is a method of reducing.
Figure 0007031606000009

還元反応に用いられる触媒は、市販品として入手できる活性炭担持金属が好ましく、例えば、パラジウム-活性炭、白金-活性炭、ロジウム-活性炭などが挙げられる。また、水酸化パラジウム、酸化白金、ラネーニッケルなど、必ずしも活性炭担持型の金属触媒でなくてもよい。一般的に広く使用されているパラジウム-活性炭が、良好な結果が得られるので好ましい。 The catalyst used for the reduction reaction is preferably an activated carbon-supported metal available as a commercially available product, and examples thereof include palladium-activated carbon, platinum-activated carbon, and rhodium-activated carbon. Further, it does not necessarily have to be an activated carbon-supported metal catalyst such as palladium hydroxide, platinum oxide, and Raney nickel. Palladium-activated carbon, which is generally widely used, is preferred because it gives good results.

還元反応をより効果的に進行させるため、活性炭の共存下で反応を実施することもある。この時、使用する活性炭の量は特に限定されないが、ジニトロ化合物X1に対して1~30質量%の範囲が好ましく、10~20質量%がより好ましい。同様な理由により、加圧下で反応を実施する場合もある。この場合、ベンゼン核の還元を避けるため、20気圧までの加圧範囲で行う。好ましくは10気圧までの範囲で反応を実施する。 In order to proceed the reduction reaction more effectively, the reaction may be carried out in the coexistence of activated carbon. At this time, the amount of activated carbon used is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 to 30% by mass, more preferably 10 to 20% by mass with respect to the dinitro compound X1. For the same reason, the reaction may be carried out under pressure. In this case, in order to avoid reduction of benzene nuclei, the pressure range is up to 20 atm. The reaction is preferably carried out in the range of up to 10 atm.

溶媒は、各原料と反応しない溶媒であれば、制限なく使用することができる。例えば、非プロトン性極性有機溶媒(ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルキシド(DMSO)、ジメチルアセテート(DMAc)、N-メチルピロリドン(NMP)など)、エーテル類(ジエチルエーテル(EtO)、ジイソプロピル(i-PrO)、テトラブチルメチルエーテル(TBME)、シクロペンチルメチルエーテル(CPME)、テトラヒドロフラン(THF)、ジオキサンなど);脂肪族炭化水素類(ペンタン、へキサン、ヘプタン、石油エーテルなど);芳香族炭化水素類(ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、テトラリンなど);ハロゲン系炭化水素類(クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタンなど);低級脂肪酸エステル類(酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル等);ニトリル類(アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル等);などが使用できる。The solvent can be used without limitation as long as it is a solvent that does not react with each raw material. For example, aprotonic polar organic solvents (dimethylformamide (DMF), dimethylsulfide (DMSO), dimethylacetate (DMAc), N-methylpyrrolidone (NMP), etc.), ethers (diethyl ether ( Et2O ), diisopropyl). (I-Pr 2 O), tetrabutylmethyl ether (TBME), cyclopentylmethyl ether (CPME), tetrahydrofuran (THF), dioxane, etc.); aliphatic hydrocarbons (pentane, hexane, heptane, petroleum ether, etc.); Aromatic hydrocarbons (benzene, toluene, xylene, mesitylene, chlorobenzene, dichlorobenzene, nitrobenzene, tetralin, etc.); Halogen hydrocarbons (chloroform, dichloromethane, carbon tetrachloride, dichloroethane, etc.); Lower fatty acid esters (methyl acetate) , Ethyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, etc.); nitriles (nitrile, propionitrile, butyronitrile, etc.); and the like can be used.

これらの溶媒は、反応の起こり易さなどを考慮して適宜選択することができ、1種単独で又は2種以上混合して用いることができる。必要に応じて、適当な脱水剤や乾燥剤を用いて溶媒を乾燥し、非水溶媒として用いることもできる。
溶媒の使用量(反応濃度)は特に限定されないが、ジニトロ化合物に対し、通常、0.1~10質量倍であり、好ましくは0.5~30質量倍であり、さらに好ましくは1~10質量倍である。反応温度は特に限定されないが、通常、-100℃から使用する溶媒の沸点までの範囲であり、好ましくは、-50~150℃である。反応時間は、通常、0.05~350時間であり、好ましくは0.5~100時間である。
These solvents can be appropriately selected in consideration of the susceptibility to reaction and the like, and can be used alone or in combination of two or more. If necessary, the solvent can be dried with a suitable dehydrating agent or desiccant and used as a non-aqueous solvent.
The amount of the solvent used (reaction concentration) is not particularly limited, but is usually 0.1 to 10 times by mass, preferably 0.5 to 30 times by mass, and more preferably 1 to 10 times by mass with respect to the dinitro compound. It is double. The reaction temperature is not particularly limited, but is usually in the range of −100 ° C. to the boiling point of the solvent used, preferably −50 to 150 ° C. The reaction time is usually 0.05 to 350 hours, preferably 0.5 to 100 hours.

ジニトロ化合物(2-1-N)は、ジヨードカルバゾールと、対応するニトロベンゼン誘導体とを用い、公知の反応で容易に合成することが出来る。

Figure 0007031606000010
The dinitro compound (2-1-N) can be easily synthesized by a known reaction using diiodocarbazole and the corresponding nitrobenzene derivative.
Figure 0007031606000010

<特定重合体>
本発明の液晶配向剤に含有される重合体は、上記特定ジアミンを用いて得られる重合体である。具体例としては、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、ポリイミド、ポリウレア、ポリアミドなどが挙げられるが、液晶配向剤としての使用の観点から、下記式(4)で表される構造単位を有するポリイミド前駆体、及び/又はそのイミド化物であるポリイミドから選ばれる少なくとも1種の重合体(以下、特定重合体ともいう。)がより好ましい。

Figure 0007031606000011
<Specific polymer>
The polymer contained in the liquid crystal alignment agent of the present invention is a polymer obtained by using the above-mentioned specific diamine. Specific examples include polyamic acids, polyamic acid esters, polyimides, polyureas, polyamides, etc., but from the viewpoint of use as a liquid crystal aligning agent, a polyimide precursor having a structural unit represented by the following formula (4), And / or at least one polymer selected from polyimide as an imidized product thereof (hereinafter, also referred to as a specific polymer) is more preferable.
Figure 0007031606000011

上記式中、Xはテトラカルボン酸誘導体に由来する4価の有機基であり、Yは特定ジアミンに由来する2価の有機基である。Rは水素原子又は炭素数1~5のアルキル基である。Rは、加熱によるイミド化のしやすさの点から、水素原子、メチル基又はエチル基が好ましい。
上記Xは、重合体の溶媒への溶解性や液晶配向剤の塗布性、液晶配向膜とした場合における液晶の配向性、電圧保持率、蓄積電荷など、必要とされる特性の程度に応じて適宜選択され、同一重合体中に2種類以上であってもよい。
の具体例を示すならば、国際公開公報2015/119168の13頁~14頁に掲載される、式(X-1)~(X-46)の構造などが挙げられる。
In the above formula, X 1 is a tetravalent organic group derived from a tetracarboxylic acid derivative, and Y 1 is a divalent organic group derived from a specific diamine. R5 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. R5 is preferably a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group from the viewpoint of ease of imidization by heating.
The above X 1 depends on the degree of required characteristics such as the solubility of the polymer in the solvent, the coatability of the liquid crystal alignment agent, the orientation of the liquid crystal when it is used as a liquid crystal alignment film, the voltage retention rate, and the accumulated charge. It may be appropriately selected, and two or more kinds may be used in the same polymer.
Specific examples of X 1 include the structures of the formulas (X-1) to (X-46) published on pages 13 to 14 of the International Publication 2015/111968.

以下に、好ましいXである(A-1)~(A-21)を示すが、これらに限定されるものではない。

Figure 0007031606000012
Hereinafter, preferred X1s (A- 1 ) to (A-21) are shown, but the present invention is not limited thereto.
Figure 0007031606000012

Figure 0007031606000013
Figure 0007031606000013

上記のうち、(A-1)、(A-2)はラビング耐性の更なる向上という観点から特に好ましく、(A-4)は蓄積電荷の緩和速度の更なる向上という観点から特に好ましく、(A-15)~(A-17)などは、液晶配向性と蓄積電荷の緩和速度の更なる向上という観点から特に好ましい。 Of the above, (A-1) and (A-2) are particularly preferable from the viewpoint of further improving the rubbing resistance, and (A-4) is particularly preferable from the viewpoint of further improving the relaxation rate of the accumulated charge. A-15) to (A-17) are particularly preferable from the viewpoint of further improving the liquid crystal orientation and the relaxation rate of the accumulated charge.

<その他の構造単位>
上記ポリイミド前駆体は、式(4)で表される構造単位に加え、下記式(5)で表される構造単位を有していても良い。

Figure 0007031606000014
<Other structural units>
The polyimide precursor may have a structural unit represented by the following formula (5) in addition to the structural unit represented by the formula (4).
Figure 0007031606000014

は、前記式(4)におけるXの定義と同じである。Xの具体例としては、好ましい例も含めて式(4)のXで例示したのと同じものを挙げることができる。Rは、いずれも、前記式(4)におけるRの定義と同じである。Rは水素原子又は炭素数1~4のアルキル基を表す。また、2つあるRの少なくとも一方は水素原子であることが好ましい。
また、Yは、式(1)の構造を主鎖方向に含まないジアミンに由来する二価の有機基であり、その構造は特に限定されない。Yは重合体の溶媒への溶解性や液晶配向剤の塗布性、液晶配向膜とした場合における液晶の配向性、電圧保持率、蓄積電荷など、必要とされる特性の程度に応じて適宜選択され、同一重合体中に2種類以上が混在していてもよい。
X 2 is the same as the definition of X 1 in the above equation (4). Specific examples of X 2 include the same examples as those illustrated in X 1 of the formula (4), including preferable examples. All of R 6 are the same as the definition of R 5 in the above formula (4). R 7 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Further, it is preferable that at least one of the two R7s is a hydrogen atom.
Further, Y 2 is a divalent organic group derived from a diamine that does not contain the structure of the formula (1) in the main chain direction, and its structure is not particularly limited. Y 2 is appropriately determined according to the degree of required characteristics such as the solubility of the polymer in the solvent, the coatability of the liquid crystal alignment agent, the orientation of the liquid crystal when it is used as a liquid crystal alignment film, the voltage retention rate, and the accumulated charge. It may be selected and two or more kinds may be mixed in the same polymer.

の具体例を示すならば、国際公開公報2015/119168の4頁に掲載される式(2)の構造、及び、8頁~12頁に掲載される、式(Y-1)~(Y-97)、(Y-101)~(Y-118)の構造;国際公開公報2013/008906の6頁に掲載される、式(2)からアミノ基を2つ除いた二価の有機基;国際公開公報2015/122413の8頁に掲載される式(1)からアミノ基を2つ除いた二価の有機基;国際公開公報2015/060360の8頁に掲載される式(3)の構造;日本国公開特許公報2012-173514の8頁に記載される式(1)からアミノ基を2つ除いた二価の有機基;国際公開公報2010-050523の9頁に掲載される式(A)~(F)からアミノ基を2つ除いた二価の有機基、などが挙げられる。
以下に、好ましいYの構造を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
To give a specific example of Y2, the structure of the formula ( 2 ) published on page 4 of International Publication 2015/111968 and the formulas (Y-1) to (Y-1) to be published on pages 8-12. Structures of Y-97), (Y-101) to (Y-118); a divalent organic group obtained by removing two amino groups from the formula (2), which is published on page 6 of International Publication 2013/008906. A divalent organic group obtained by removing two amino groups from the formula (1) published on page 8 of International Publication 2015/122413; the formula (3) published on page 8 of International Publication 2015/060360. Structure: A divalent organic group obtained by removing two amino groups from the formula (1) described on page 8 of Japanese Patent Publication No. 2012-173514; the formula published on page 9 of International Publication No. 2010-050523 ( Examples thereof include a divalent organic group obtained by removing two amino groups from A) to (F).
The preferred structure of Y 2 is shown below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 0007031606000015
Figure 0007031606000015

Figure 0007031606000016
Figure 0007031606000016

Figure 0007031606000017
Figure 0007031606000017

Figure 0007031606000018
Figure 0007031606000018

上記の構造のうち、(B-28)、(B-29)などは、ラビング耐性の更なる向上という観点から特に好ましく、(B-1)~(B-3)などは、液晶配向性の更なる向上という観点から特に好ましく、(B-14)~(B-18)、(B-27)などは、蓄積電荷の緩和速度の更なる向上という観点から特に好ましく、(B-26)などは、電圧保持率の更なる向上という観点から好ましい。 Among the above structures, (B-28), (B-29) and the like are particularly preferable from the viewpoint of further improving the rubbing resistance, and (B-1) to (B-3) and the like are liquid crystal oriented. Particularly preferable from the viewpoint of further improvement, (B-14) to (B-18), (B-27) and the like are particularly preferable from the viewpoint of further improvement of the relaxation rate of the accumulated charge, and (B-26) and the like. Is preferable from the viewpoint of further improving the voltage retention rate.

上記ポリイミド前駆体が、式(4)で表される構造単位のほかに、式(5)で表される構造単位を含む場合、式(4)で表される構造単位は、式(4)と式(5)の合計に対して10モル%以上であることが好ましく、より好ましくは20モル%以上であり、特に好ましくは30モル%以上である。
本発明に用いるポリイミド前駆体の分子量は、重量平均分子量(Mw)で2,000~500,000が好ましく、より好ましくは5,000~300,000であり、さらに好ましくは、10,000~100,000である。
When the polyimide precursor contains a structural unit represented by the formula (5) in addition to the structural unit represented by the formula (4), the structural unit represented by the formula (4) is the structural unit represented by the formula (4). It is preferably 10 mol% or more, more preferably 20 mol% or more, and particularly preferably 30 mol% or more with respect to the total of the formula (5).
The molecular weight of the polyimide precursor used in the present invention is preferably 2,000 to 500,000, more preferably 5,000 to 300,000, still more preferably 10,000 to 100, in terms of weight average molecular weight (Mw). It is 000.

<ポリイミド>
特定重合体のうちのポリイミドは、式(4)、式(5)で表されるポリイミド前駆体を閉環させて得られる。この場合のイミド化率は必ずしも100%である必要はなく、用途や目的に応じて任意に調整できる。
ポリイミド前駆体をイミド化させる方法としては、既知の方法が使用できる。ポリイミド前駆体の溶液に、塩基性触媒を添加する化学的イミド化が簡便である。化学的イミド化は、比較的低温でイミド化反応が進行し、イミド化の課程で重合体の分子量低下が起こりにくいので好ましい。
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、塩基性触媒の存在下で撹拌することにより行うことができる。有機溶媒としては、前述した重合反応時に用いる溶媒を使用することができる。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。中でもトリエチルアミンは反応を進行させるのに充分な塩基性を持つので好ましい。
<Polyimide>
The polyimide among the specific polymers is obtained by ring-closing the polyimide precursors represented by the formulas (4) and (5). The imidization rate in this case does not necessarily have to be 100%, and can be arbitrarily adjusted according to the intended use and purpose.
As a method for imidizing the polyimide precursor, a known method can be used. Chemical imidization by adding a basic catalyst to the solution of the polyimide precursor is convenient. Chemical imidization is preferable because the imidization reaction proceeds at a relatively low temperature and the molecular weight of the polymer is unlikely to decrease during the imidization process.
Chemical imidization can be performed by stirring the polyimide precursor in an organic solvent in the presence of a basic catalyst. As the organic solvent, the solvent used in the above-mentioned polymerization reaction can be used. Examples of the basic catalyst include pyridine, triethylamine, trimethylamine, tributylamine, trioctylamine and the like. Of these, triethylamine is preferable because it has sufficient basicity to allow the reaction to proceed.

イミド化反応を行うときの温度は、-20~140℃、好ましくは0~100℃であり、好ましくは反応時間は1~100時間で行うことができる。塩基性触媒の量は、アミック酸エステル基の0.5~30モル倍、好ましくは2~20モル倍である。得られる重合体のイミド化率は、触媒量、温度、反応時間等を調節することで制御することができる。イミド化反応後の溶液には、添加した触媒等が残存しているので、以下に述べる手段により、得られたイミド化重合体を回収し、有機溶媒で再溶解して、本発明の液晶配向剤とすることが好ましい。 The temperature at which the imidization reaction is carried out is −20 to 140 ° C., preferably 0 to 100 ° C., and the reaction time is preferably 1 to 100 hours. The amount of the basic catalyst is 0.5 to 30 mol times, preferably 2 to 20 mol times, that of the amic acid ester group. The imidization rate of the obtained polymer can be controlled by adjusting the amount of catalyst, temperature, reaction time and the like. Since the added catalyst and the like remain in the solution after the imidization reaction, the obtained imidized polymer is recovered by the means described below and redissolved in an organic solvent to orient the liquid crystal of the present invention. It is preferable to use it as an agent.

ポリイミド前駆体のイミド化反応後の溶液には、添加した触媒等が残存しているので、以下に述べる手段により、得られたイミド化重合体を回収し、有機溶媒で再溶解して、本発明の液晶配向剤とすることが好ましい。
上記のようにして得られるポリイミドの溶液は、よく撹拌させながら貧溶媒に注入することで、重合体を析出させることができる。析出を数回行い、貧溶媒で洗浄後、常温あるいは加熱乾燥して、精製されたポリイミドの粉末を得ることができる。
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、ベンゼン等が挙げられる。
Since the added catalyst and the like remain in the solution after the imidization reaction of the polyimide precursor, the obtained imidized polymer is recovered by the means described below and redissolved in an organic solvent. It is preferable to use the liquid crystal alignment agent of the present invention.
The polyimide solution obtained as described above can precipitate a polymer by injecting it into a poor solvent with good stirring. Precipitation is carried out several times, and after washing with a poor solvent, it can be dried at room temperature or by heating to obtain a purified polyimide powder.
Examples of the poor solvent include, but are not limited to, methanol, acetone, hexane, butyl cellsolve, heptane, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, ethanol, toluene, benzene and the like.

<液晶配向剤>
本発明の液晶配向剤は、特定重合体を含有するものであるが、本発明に記載の効果を奏する限度において、異なる構造の特定重合体を2種以上含有していてもよい。また、特定重合体に加えて、その他の重合体を含有していてもよい。その他の重合体の種類としては、ポリアミック酸、ポリイミド、ポリアミック酸エステル、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレア、ポリオルガノシロキサン、セルロース誘導体、ポリアセタール、ポリスチレンまたはその誘導体、ポリ(スチレン-フェニルマレイミド)誘導体、ポリ(メタ)アクリレートなどを挙げることができる。また、上記式(5)で表されるポリイミド前駆体及び/又は該ポリイミド前駆体をイミド化したポリイミドから選ばれるポリイミドなどを含有していてもよい。
<Liquid crystal alignment agent>
The liquid crystal alignment agent of the present invention contains a specific polymer, but may contain two or more specific polymers having different structures as long as the effects described in the present invention are exhibited. Further, in addition to the specific polymer, other polymers may be contained. Other types of polymers include polyamic acid, polyimide, polyamic acid ester, polyester, polyamide, polyurea, polyorganosiloxane, cellulose derivative, polyacetal, polystyrene or its derivative, poly (styrene-phenylmaleimide) derivative, and poly (meth). ) Acrylate and the like can be mentioned. Further, it may contain a polyimide precursor represented by the above formula (5) and / or a polyimide selected from a polyimide obtained by imidizing the polyimide precursor.

本発明の液晶配向剤がその他の重合体を含有する場合、全重合体成分に対する特定重合体の割合は5質量%以上が好ましく、より好ましくは5~95質量%が挙げられる。
液晶配向剤は、液晶配向膜を作製するために用いられるものであり、均一な薄膜を形成させるという観点から、一般的には塗布液の形態をとる。本発明の液晶配向剤においても前記した重合体成分と、この重合体成分を溶解させる有機溶媒とを含有する塗布液であることが好ましい。その際、液晶配向剤中の重合体の濃度は、形成させようとする塗膜の厚みの設定によって適宜変更することができる。均一で欠陥のない塗膜を形成させるという点からは、1質量%以上であることが好ましく、溶液の保存安定性の点からは、10質量%以下とすることが好ましい。特に好ましい重合体の濃度は、2~8質量%である。
When the liquid crystal alignment agent of the present invention contains other polymers, the ratio of the specific polymer to the total polymer components is preferably 5% by mass or more, more preferably 5 to 95% by mass.
The liquid crystal alignment agent is used for producing a liquid crystal alignment film, and generally takes the form of a coating liquid from the viewpoint of forming a uniform thin film. The liquid crystal alignment agent of the present invention is also preferably a coating liquid containing the above-mentioned polymer component and an organic solvent for dissolving the polymer component. At that time, the concentration of the polymer in the liquid crystal alignment agent can be appropriately changed by setting the thickness of the coating film to be formed. From the viewpoint of forming a uniform and defect-free coating film, it is preferably 1% by mass or more, and from the viewpoint of storage stability of the solution, it is preferably 10% by mass or less. A particularly preferable concentration of the polymer is 2 to 8% by mass.

液晶配向剤に含有される有機溶媒は、重合体成分が均一に溶解するものであれば特に限定されない。その具体例を挙げるならば、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、ジメチルスルホキシド、γ-ブチロラクトン、1,3-ジメチル-イミダゾリジノン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノンなどを挙げることができる。なかでも、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン、又はγ-ブチロラクトンを用いることが好ましい。
また、液晶配向剤に含有される有機溶媒は、上記のような溶媒に加えて液晶配向剤を塗布する際の塗布性や塗膜の表面平滑性を向上させる溶媒を併用した混合溶媒を使用することが一般的であり、本発明の液晶配向剤においてもこのような混合溶媒は好適に用いられる。併用する有機溶媒の具体例を下記に挙げるが、これらの例に限定されない。
The organic solvent contained in the liquid crystal alignment agent is not particularly limited as long as the polymer component is uniformly dissolved. Specific examples thereof include N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, dimethyl sulfoxide, γ-butyrolactone, 1,3-dimethyl. -Imidazoridinone, methylethylketone, cyclohexanone, cyclopentanone and the like can be mentioned. Of these, it is preferable to use N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, or γ-butyrolactone.
As the organic solvent contained in the liquid crystal alignment agent, a mixed solvent is used in which a solvent that improves the coatability when the liquid crystal alignment agent is applied and the surface smoothness of the coating film is used in addition to the above-mentioned solvent. This is common, and such a mixed solvent is preferably used in the liquid crystal alignment agent of the present invention. Specific examples of the organic solvent used in combination are given below, but the present invention is not limited to these examples.

例えば、エタノール、イソプロピルアルコール、1-ブタノール、2-ブタノール、イソブチルアルコール、tert-ブチルアルコール、1-ペンタノール、2-ペンタノール、3-ペンタノール、2-メチル-1-ブタノール、イソペンチルアルコール、tert-ペンチルアルコール、3-メチル-2-ブタノール、ネオペンチルアルコール、1-ヘキサノール、2-メチル-1-ペンタノール、2-メチル-2-ペンタノール、2-エチル-1-ブタノール、1-ヘプタノール、2-ヘプタノール、3-ヘプタノール、1-オクタノール、2-オクタノール、2-エチル-1-ヘキサノール、シクロヘキサノール、1-メチルシクロヘキサノール、2-メチルシクロヘキサノール、3-メチルシクロヘキサノール、1,2-エタンジオール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジヘキシルエーテル、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、1,2-ブトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノン、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、2-ペンタノン、3-ペンタノン、2-ヘキサノン、2-ヘプタノン、4-ヘプタノン、3-エトキシブチルアセタート、1-メチルペンチルアセタート、2-エチルブチルアセタート、2-エチルヘキシルアセタート、エチレングリコールモノアセタート、エチレングリコールジアセタート、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、2-(メトキシメトキシ)エタノール、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノイソアミルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、2-(ヘキシルオキシ)エタノール、フルフリルアルコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノブチルエーテル、1-(ブトキシエトキシ)プロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセタート、ジプロピレングリコール、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ジメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセタート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセタート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセタート、エチレングリコールモノアセタート、エチレングリコールジアセタート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセタート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセタート、2-(2-エトキシエトキシ)エチルアセタート、ジエチレングリコールアセタート、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、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、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、下記式[D-1]~[D-3]で表される溶媒などを挙げることができる。 For example, ethanol, isopropyl alcohol, 1-butanol, 2-butanol, isobutyl alcohol, tert-butyl alcohol, 1-pentanol, 2-pentanol, 3-pentanol, 2-methyl-1-butanol, isopentyl alcohol, tert-Pentyl alcohol, 3-methyl-2-butanol, neopentyl alcohol, 1-hexanol, 2-methyl-1-pentanol, 2-methyl-2-pentanol, 2-ethyl-1-butanol, 1-heptanol , 2-Heptanol, 3-Heptanol, 1-Octanol, 2-Octanol, 2-Ethylene-1-hexanol, Cyclohexanol, 1-Methylcyclohexanol, 2-Methylcyclohexanol, 3-Methylcyclohexanol, 1,2- Ethylene diol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butane diol, 1,3-butane diol, 1,4-butane diol, 2,3-butane diol, 1,5-pentane Dire, 2-methyl-2,4-pentanediol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, dipropyl ether, dibutyl ether, dihexyl ether, dioxane, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, 1,2-Butoxyetan, Diethylene glycol dimethyl ether, Diethylene glycol diethyl ether, 4-Hydroxy-4-methyl-2-pentanone, Diethylene glycol methyl ethyl ether, Diethylene glycol dibutyl ether, 2-Pentanone, 3-Pentanone, 2-Hexanone, 2-Heptanone , 4-Heptanone, 3-ethoxybutyl acetate, 1-methylpentyl acetate, 2-ethylbutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, ethylene glycol monoacetate, ethylene glycol diacetate, propylene carbonate, ethylene carbonate, 2- (methoxymethoxy) ethanol, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monoisoamyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, 2- (hexyloxy) ethanol, furfuryl alcohol, diethylene glycol, propylene glycol, propylene glycol monobutyl ether, 1- ( Butoxyethoxy) propanol, propylene glycol monomethyl Ether acetate, dipropylene glycol, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol mono Butyl ether acetate, ethylene glycol monoacetate, ethylene glycol diacetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, 2- (2-ethoxyethoxy) ethyl acetate, diethylene glycol acetate, triethylene glycol, tri Ethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, methyl lactate, ethyl lactate, methyl acetate, ethyl acetate, n-butyl acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl 3-methoxypropionate , 3-ethoxypropionic acid methyl ethyl, 3-methoxypropionic acid ethyl, 3-ethoxypropionic acid, 3-methoxypropionic acid, 3-methoxypropionic acid propyl, 3-methoxypropionic acid butyl, lactic acid methyl ester, lactic acid ethyl ester, Examples thereof include lactic acid n-propyl ester, lactic acid n-butyl ester, lactic acid isoamyl ester, and solvents represented by the following formulas [D-1] to [D-3].

Figure 0007031606000019
Figure 0007031606000019

式[D-1]中、Dは炭素数1~3のアルキル基を示し、式[D-2]中、Dは炭素数1~3のアルキル基を示し、式[D-3]中、Dは炭素数1~4のアルキル基を示す。なかでも、1-ヘキサノール、シクロヘキサノール、1,2-エタンジオール、1,2-プロパンジオール、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノン、エチレングリコールモノブチルエーテル又はジプロピレングリコールジメチルエーテルが好ましい。このような溶媒の種類及び含有量は、液晶配向剤の塗布装置、塗布条件、塗布環境などに応じて適宜選択される。In the formula [D-1], D 1 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and in the formula [D-2], D 2 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and the formula [D-3]. Among them, D 3 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Among them, 1-hexanol, cyclohexanol, 1,2-ethanediol, 1,2-propanediol, propylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol diethyl ether, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, ethylene glycol monobutyl ether or Dipropylene glycol dimethyl ether is preferred. The type and content of such a solvent are appropriately selected depending on the coating device for the liquid crystal alignment agent, coating conditions, coating environment, and the like.

本発明の液晶配向剤は、重合体成分及び有機溶媒以外の成分を追加的に含有しても良い。このような追加成分としては、液晶配向膜と基板との密着性や液晶配向膜とシール材との密着性を高めるための密着助剤、液晶配向膜の強度を高めるための架橋剤、液晶配向膜の誘電率や電気抵抗を調整するための誘電体や導電物質などが挙げられる。これら追加成分の具体例としては、液晶配向剤に関する公知の文献に種々開示されているとおりであるが、その一例を示すなら、国際公開公報2015/060357号の53頁[0105]~55頁[0116]に開示されている成分などが挙げられる。 The liquid crystal alignment agent of the present invention may additionally contain a component other than the polymer component and the organic solvent. Such additional components include an adhesion aid for enhancing the adhesion between the liquid crystal alignment film and the substrate and the adhesion between the liquid crystal alignment film and the sealing material, a cross-linking agent for increasing the strength of the liquid crystal alignment film, and a liquid crystal alignment. Examples thereof include a dielectric and a conductive substance for adjusting the dielectric constant and electric resistance of the film. Specific examples of these additional components are as disclosed in various known literatures on liquid crystal alignment agents. To give an example thereof, see pages 53 [0105] to 55 of International Publication No. 2015/060357 [ 0116] and the like.

<液晶配向膜>
本発明の液晶配向膜は、上記本発明の液晶配向剤から得られる。液晶配向剤から液晶配向膜を得る方法の一例を挙げるなら、塗布液形態の液晶配向剤を基板に塗布し、乾燥し、焼成して得られた膜に対してラビング処理法又は光配向処理法で配向処理を施す方法が挙げられる。
液晶配向剤を塗布する基板としては、透明性の高い基板であれば特に限定されず、ガラス基板、窒化珪素基板、アクリル基板やポリカーボネート基板などのプラスチック基板等を用いることもできる。その際、液晶を駆動させるためのITO電極などが形成された基板を用いると、プロセスの簡素化の点から好ましい。また、反射型の液晶表示素子では、片側の基板のみにならば、シリコンウエハーなどの不透明な物でも使用でき、この場合の電極にはアルミニウムなどの光を反射する材料も使用できる。
<Liquid crystal alignment film>
The liquid crystal alignment film of the present invention is obtained from the liquid crystal alignment agent of the present invention. To give an example of a method of obtaining a liquid crystal alignment film from a liquid crystal alignment agent, a liquid crystal alignment agent in the form of a coating liquid is applied to a substrate, dried, and fired. The obtained film is subjected to a rubbing treatment method or a photoalignment treatment method. There is a method of performing orientation treatment with.
The substrate to which the liquid crystal alignment agent is applied is not particularly limited as long as it is a highly transparent substrate, and a glass substrate, a silicon nitride substrate, a plastic substrate such as an acrylic substrate or a polycarbonate substrate, or the like can be used. At that time, it is preferable to use a substrate on which an ITO electrode or the like for driving the liquid crystal is formed, from the viewpoint of simplifying the process. Further, in the reflective liquid crystal display element, if only one side of the substrate is used, an opaque object such as a silicon wafer can be used, and in this case, a material that reflects light such as aluminum can also be used for the electrode.

液晶配向剤の塗布方法は、特に限定されないが、工業的には、スクリーン印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷、インクジェット法などが一般的である。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、スプレー法などがあり、目的に応じてこれらを用いてもよい。
液晶配向剤を基板上に塗布した後は、ホットプレート、熱循環型オーブン、IR(赤外線)型オーブンなどの加熱手段により、溶媒を蒸発させ、焼成する。液晶配向剤を塗布した後の乾燥、焼成工程は、任意の温度と時間を選択することができる。通常は、含有される溶媒を十分に除去するために、50~120℃で1~10分焼成し、その後、150~300℃で、5~120分焼成する条件が挙げられる。
The method for applying the liquid crystal alignment agent is not particularly limited, but industrially, screen printing, offset printing, flexographic printing, inkjet method and the like are common. 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 depending on the purpose.
After applying the liquid crystal alignment agent on the substrate, the solvent is evaporated and fired by a heating means such as a hot plate, a heat circulation type oven, or an IR (infrared) type oven. Any temperature and time can be selected for the drying and firing steps after applying the liquid crystal alignment agent. Usually, in order to sufficiently remove the contained solvent, a condition of firing at 50 to 120 ° C. for 1 to 10 minutes and then firing at 150 to 300 ° C. for 5 to 120 minutes can be mentioned.

焼成後の液晶配向膜の厚みは、特に限定されないが、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、5~300nmであることが好ましく、10~200nmがより好ましい。
本発明の液晶配向膜は、IPS方式やFFS方式などの横電界方式の液晶表示素子の液晶配向膜として好適であり、特に、FFS方式の液晶表示素子の液晶配向膜として有用である。
The thickness of the liquid crystal alignment film after firing is not particularly limited, but if it is too thin, the reliability of the liquid crystal display element may decrease, so it is preferably 5 to 300 nm, and more preferably 10 to 200 nm.
The liquid crystal alignment film of the present invention is suitable as a liquid crystal alignment film for a horizontal electric field type liquid crystal display element such as an IPS method or an FFS method, and is particularly useful as a liquid crystal alignment film for an FFS type liquid crystal display element.

<液晶表示素子>
本発明の液晶表示素子は、上記液晶配向剤から得られる液晶配向膜付きの基板を得た後、既知の方法で液晶セルを作製し、該液晶セルを使用して素子としたものである。
液晶セルの作製方法の一例として、パッシブマトリクス構造の液晶表示素子を例にとり説明する。なお、画像表示を構成する各画素部分にTFT(Thin Film Transistor)などのスイッチング素子が設けられたアクティブマトリクス構え造の液晶表示素子であってもよい。
<Liquid crystal display element>
In the liquid crystal display element of the present invention, after obtaining a substrate with a liquid crystal alignment film obtained from the liquid crystal alignment agent, a liquid crystal cell is produced by a known method, and the liquid crystal cell is used as an element.
As an example of a method for manufacturing a liquid crystal cell, a liquid crystal display element having a passive matrix structure will be described as an example. It should be noted that a liquid crystal display element having an active matrix structure in which a switching element such as a TFT (Thin Film Transistor) is provided in each pixel portion constituting the image display may be used.

具体的には、透明なガラス製の基板を準備し、一方の基板の上にコモン電極を、他方の基板の上にセグメント電極を設ける。これらの電極は、例えばITO電極とすることができ、所望の画像表示ができるようパターニングされている。次いで、各基板の上に、コモン電極とセグメント電極を被覆するようにして絶縁膜を設ける。絶縁膜は、例えば、ゾル-ゲル法によって形成されたSiO-TiOからなる膜とすることができる。次に、前記のような条件で、各基板の上に液晶配向膜を形成する。Specifically, a transparent glass substrate is prepared, and a common electrode is provided on one substrate and a segment electrode is provided on the other substrate. These electrodes can be, for example, ITO electrodes and are patterned so as to display a desired image. Next, an insulating film is provided on each substrate so as to cover the common electrode and the segment electrode. The insulating film can be, for example, a film made of SiO 2 -TiO 2 formed by the sol-gel method. Next, a liquid crystal alignment film is formed on each substrate under the conditions as described above.

次いで、液晶配向膜を形成した2枚の基板のうちの一方の基板上の所定の場所に例えば紫外線硬化性のシール材を配置し、さらに液晶配向膜面上の所定の数カ所に液晶を配置した後、液晶配向膜が対向するように他方の基板を貼り合わせて圧着することにより液晶を液晶配向膜前面に押し広げた後、基板の全面に紫外線を照射してシール材を硬化することで液晶セルを得る。
または、基板の上に液晶配向膜を形成した後の工程として、一方の基板上の所定の場所にシール材を配置する際に、外部から液晶を充填可能な開口部を設けておき、液晶を配置しないで基板を貼り合わせた後、シール材に設けた開口部を通じて液晶セル内に液晶材料を注入し、次いで、この開口部を接着剤で封止して液晶セルを得る。液晶材料の注入には、真空注入法でもよいし、大気中で毛細管現象を利用した方法でもよい。
Next, for example, an ultraviolet curable sealing material was placed at a predetermined place on one of the two substrates on which the liquid crystal alignment film was formed, and liquid crystal was further placed at a predetermined number of places on the liquid crystal alignment film surface. After that, the liquid crystal is spread on the front surface of the liquid crystal alignment film by adhering and crimping the other substrate so that the liquid crystal alignment film faces each other, and then irradiating the entire surface of the substrate with ultraviolet rays to cure the liquid crystal. Get a cell.
Alternatively, as a step after forming the liquid crystal alignment film on the substrate, when arranging the sealing material at a predetermined place on one of the substrates, an opening capable of filling the liquid crystal from the outside is provided to provide the liquid crystal. After the substrates are bonded together without being arranged, the liquid crystal material is injected into the liquid crystal cell through the opening provided in the sealing material, and then the opening is sealed with an adhesive to obtain a liquid crystal cell. The liquid crystal material may be injected by a vacuum injection method or a method using a capillary phenomenon in the atmosphere.

上記のいずれの方法においても、液晶セル内に液晶材料が充填される空間を確保する為に、一方の基板上に柱状の突起を設けるか、一方の基板上にスペーサーを散布するか、シール材にスペーサーを混入するか、又はこれらを組み合わせるなどの手段を取ることが好ましい。
上記の液晶材料としては、ネマチック液晶、スメクチック液晶を挙げることができ、その中でもネマチック液晶が好ましく、ポジ型液晶材料やネガ型液晶材料のいずれを用いてもよい。次に、偏光板の設置を行う。具体的には、2枚の基板の液晶層とは反対側の面に一対の偏光板を貼り付けることが好ましい。
In any of the above methods, in order to secure a space for filling the liquid crystal material in the liquid crystal cell, a columnar protrusion is provided on one substrate, a spacer is sprayed on one substrate, or a sealing material is used. It is preferable to take measures such as mixing spacers in the liquid crystal display or combining them.
Examples of the liquid crystal material include nematic liquid crystal and smectic liquid crystal, and among them, nematic liquid crystal is preferable, and either positive type liquid crystal material or negative type liquid crystal material may be used. Next, the polarizing plate is installed. Specifically, it is preferable to attach a pair of polarizing plates to the surfaces of the two substrates opposite to the liquid crystal layer.

なお、本発明の液晶配向膜及び液晶表示素子は、本発明の液晶配向剤を用いている限り上記の記載に限定されるものでは無く、その他の公知の手法で作製されたものであっても良い。液晶配向剤から液晶表示素子を得るまでの工程は、例えば、日本特開2015-135393号公報)の17頁の段落0074~19頁の段落0081などに開示されている。 The liquid crystal alignment film and the liquid crystal display element of the present invention are not limited to the above description as long as the liquid crystal alignment agent of the present invention is used, and may be manufactured by other known methods. good. The process of obtaining a liquid crystal display element from a liquid crystal alignment agent is disclosed in, for example, paragraphs 0074 to 19 on page 17 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-135393 (Japanese Patent Laid-Open No. 2015-135393).

以下に本発明について、実施例等を挙げて具体的に説明する。なお、本発明の解釈はこれらの実施例に限定されるものではない。以下における原材料の略号、及び特性評価方法は、以下のとおりである。

Figure 0007031606000020
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples and the like. The interpretation of the present invention is not limited to these examples. The abbreviations of raw materials and the method for evaluating characteristics in the following are as follows.
Figure 0007031606000020

Figure 0007031606000021
Figure 0007031606000021

<有機溶媒>
NMP:N-メチル-2-ピロリドン、NEP:N-エチル-2-ピロリドン
GBL:γ-ブチロラクトン、BCS:ブチルセロソルブ
PB:プロピレングリコールモノブチルエーテル
DME:ジプロピレングリコールジメチルエーテル
DAA:4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノン
DEDG:ジエチレングリコールジエチルエーテル
DIBK:2,6-ジメチル-4-ヘプタノン、DIPE:ジイソプロピルエーテル
DIBC:2,6-ジメチル-4-ヘプタノール、Pd/C:パラジウムカーボン
DMSO:ジメチルスルオキシド、THF:テトラヒドロフラン
<Organic solvent>
NMP: N-methyl-2-pyrrolidone, NEP: N-ethyl-2-pyrrolidone GBL: γ-butyrolactone, BCS: butyl cellosolve PB: propylene glycol monobutyl ether DME: dipropylene glycol dimethyl ether DAA: 4-hydroxy-4-methyl- 2-Pentanone DEDG: Diethylene glycol diethyl ether DIBK: 2,6-dimethyl-4-heptanone, DIPE: Diisopropyl ether DIBC: 2,6-dimethyl-4-heptanol, Pd / C: Palladium carbon DMSO: Dimethylsulfoxide, THF: Tetrahydrofuran

<添加剤>
LS-4668:3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン
<架橋剤>

Figure 0007031606000022
<Additives>
LS-4668: 3-glycidoxypropyltriethoxysilane <crosslinking agent>
Figure 0007031606000022

なお、明細書中、Bocは下記で表される基を示す。

Figure 0007031606000023
In the specification, Boc indicates a group represented by the following.
Figure 0007031606000023

H-NMRの測定)
装置:Varian NMR system 400NB(400MHz)(Varian社製)、及びJMTC-500/54/SS(500MHz)(JEOL社製)
測定溶媒:CDCl(重水素化クロロホルム),DMSO-d(重水素化ジメチルスルホキシド)
基準物質:TMS(テトラメチルシラン)(δ:0.0ppm,H)及びCDCl(δ:77.0ppm,13C)
( 1 Measurement of 1 H-NMR)
Equipment: Varian NMR system 400NB (400MHz) (manufactured by Varian), and JMTC-500 / 54 / SS (500MHz) (manufactured by JEOL)
Measuring solvent: CDCl 3 (deuterated chloroform), DMSO-d 6 (deuterated dimethyl sulfoxide)
Reference material: TMS (tetramethylsilane) (δ: 0.0 ppm, 1 H) and CDCl 3 (δ: 77.0 ppm, 13 C)

(イミド化率)
ポリイミド粉末20mgをNMR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%TMS(テトラメチルシラン)混合品)を0.53ml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、9.5ppm~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
上記式中、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はポリアミド酸(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。
(Imidization rate)
20 mg of polyimide powder is placed in an NMR sample tube (NMR sampling tube standard, φ5 (manufactured by Kusano Kagaku Co., Ltd.)), and deuterated dimethyl sulfoxide (DMSO-d6, 0.05% TMS (tetramethylsilane) mixture) is added to 0. 53 ml was added and ultrasonically applied to completely dissolve. This solution was measured for proton NMR at 500 MHz with an NMR measuring machine (JNW-ECA500, manufactured by JEOL Datum). The imidization rate is determined by using a proton derived from a structure that does not change before and after imidization as a reference proton, and the peak integrated value of this proton and the proton peak derived from the NH group of amic acid appearing in the vicinity of 9.5 ppm to 10.0 ppm. It was calculated by the following formula using the integrated value.
Imidization rate (%) = (1-α · x / y) × 100
In the above formula, x is the integrated proton peak value derived from the NH group of amic acid, y is the integrated peak value of the reference proton, and α is one NH group proton of the amic acid in the case of polyamic acid (imidization rate is 0%). It is the number ratio of the reference protons to.

(粘度)
合成例及び比較合成例において、ポリアミド酸溶液の粘度は、E型粘度計TVE-22H(東機産業社製)を用い、サンプル量1.1mL及びコーンロータTE-1(1°34’、R24)にて、温度25℃で測定した。
(viscosity)
In the synthetic example and the comparative synthetic example, the viscosity of the polyamic acid solution was measured by using an E-type viscometer TVE-22H (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) with a sample volume of 1.1 mL and a cone rotor TE-1 (1 ° 34', R24). ), The temperature was 25 ° C.

(分子量)
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・H2O)が30mmol/L(リットル)、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)、及びポリマーラボラトリー社製 ポリエチレングリコール(ピークトップ分子量(Mp);約12,000、4,000及び1,000)。
(Molecular weight)
GPC device: Tetrahydrofuran (GPC-101), Column: Tetrahydrofuran (series of KD803, KD805), Column temperature: 50 ° C., Eluent: N, N-dimethylformamide (lithium bromide-water as an additive) Japanese product (LiBr · H2O) is 30 mmol / L (liter), phosphoric acid / anhydrous crystal (o-phosphoric acid) is 30 mmol / L, tetrahydrofuran (THF) is 10 ml / L), flow velocity: 1.0 ml / min.
Standard sample for preparing a calibration curve: TSK standard polyethylene oxide manufactured by Tosoh (weight average molecular weight (Mw); about 900,000, 150,000, 100,000 and 30,000), and polyethylene glycol manufactured by Polymer Laboratory (Peak Top). Molecular weight (Mp); about 12,000, 4,000 and 1,000).

<ジアミン化合物(DA-1)の合成>

Figure 0007031606000024
<Synthesis of diamine compound (DA-1)>
Figure 0007031606000024

1L(リットル)の四つ口フラスコに、3,6-ジヨードカルバゾール(50.0g,119mmol)、水酸化カリウム(10.4g,214mmol)、及びテトラヒドロフラン(300g)を仕込み室温にてヨウ化メチル(30.4g, 178mmol)を滴下し、12時間撹拌した。HPLC(高速液体クロマトグラフィ)にて反応終了を確認した後、塩を濾過し、反応液を2倍量まで濃縮した。その後2―プロパノール(300g)を加え、氷冷下1時間撹拌した。析出した結晶を減圧濾過し、2-プロパノール(100g)にて洗浄した後、乾燥し、粉末結晶(1)を得た(収量46.3g,収率90%)。
1H-NMR(DMSO-d):8.60-8.62(2H,m)、7.74-7.77(2H,dd)、7.46-7.49(2H, m)、3.84(3H,s)
In a 1 L (liter) four-necked flask, 3,6-diiodocarbazole (50.0 g, 119 mmol), potassium hydroxide (10.4 g, 214 mmol), and tetrahydrofuran (300 g) were charged and methyl iodide at room temperature. (30.4 g, 178 mmol) was added dropwise, and the mixture was stirred for 12 hours. After confirming the completion of the reaction by HPLC (High Performance Liquid Chromatography), the salt was filtered and the reaction solution was concentrated to a double amount. Then 2-propanol (300 g) was added, and the mixture was stirred under ice-cooling for 1 hour. The precipitated crystals were filtered under reduced pressure, washed with 2-propanol (100 g), and then dried to obtain powder crystals (1) (yield 46.3 g, yield 90%).
1H-NMR (DMSO-d 6 ): 8.60-8.62 (2H, m), 7.74-7.77 (2H, dd), 7.46-7.49 (2H, m), 3 .84 (3H, s)

Figure 0007031606000025
Figure 0007031606000025

1Lの四つ口フラスコに、化合物(1)(40.0g,92mmol)、N-メチル-4-ニトロアニリン(33.5g,220mmol)、及びヨウ化銅(3.5g,18mmol)、リン酸カリウム(58.6g,276mmol)を加え、窒素置換を行った。窒素雰囲気下にて脱気済みジメチルホルムアミド(280g)、テトラメチルエチレンジアミン(4.3g,37mmol)を仕込み、140℃にて24時間撹拌した。HPLC(高速液体クロマトグラフィ)にて反応終了を確認した後、塩を濾過し、2―プロパノール(800g)を加え、氷冷下1時間撹拌した。得られた粗結晶に対し、アセトニトリル(200g)にて加熱リパルプ洗浄後、2-プロパノール(100g)にて洗浄した後、乾燥し、粉末結晶(2)を得た(収量27g,収率60%)。
1H-NMR(DMSO-d):8.17(2H,d)、8.01-8.06(4H,m)、7.77(2H,d)、7.41-7.45(2H,dd)、6.68-6.73(4H,m)、3.97(3H,s)、3.46(6H,s)
Compound (1) (40.0 g, 92 mmol), N-methyl-4-nitroaniline (33.5 g, 220 mmol), and copper iodide (3.5 g, 18 mmol), phosphate in a 1 L four-necked flask. Potassium (58.6 g, 276 mmol) was added and nitrogen substitution was performed. Degassed dimethylformamide (280 g) and tetramethylethylenediamine (4.3 g, 37 mmol) were charged under a nitrogen atmosphere, and the mixture was stirred at 140 ° C. for 24 hours. After confirming the completion of the reaction by HPLC (high performance liquid chromatography), the salt was filtered, 2-propanol (800 g) was added, and the mixture was stirred under ice-cooling for 1 hour. The obtained crude crystals were washed with hot repulp with acetonitrile (200 g), washed with 2-propanol (100 g), and then dried to obtain powder crystals (2) (yield 27 g, yield 60%). ).
1H-NMR (DMSO-d 6 ): 8.17 (2H, d), 8.01-8.06 (4H, m), 7.77 (2H, d), 7.41-7.45 (2H) , Dd), 6.68-6.73 (4H, m), 3.97 (3H, s), 3.46 (6H, s)

Figure 0007031606000026
Figure 0007031606000026

化合物(2)(30g、62mmol)、5質量%Pd/C(50%含水型)、特性白鷺活性炭(3.0g)、及びジメチルホルムアミド(240g)の混合物を、水素加圧条件下に60℃で12時間攪拌した。反応終了後、触媒をろ過した後、濃縮を行い、メタノール(300g)を加え、5℃にて1時間撹拌した。析出した結晶を減圧濾過し、メタノール(50g)で洗浄した後、乾燥し、粉末結晶(DA-1)を得た(収量24g,収率92%)。
1H-NMR(DMSO-d):7.54(2H,d)、7.33(2H,d)、6.91-6.94(2H,dd)、6.72-6.75(4H,m)、6.51-6.55(4H,m)、4.77(4H,s)、3.75(3H,s)、3.18(6H,s)
A mixture of compound (2) (30 g, 62 mmol), 5% by mass Pd / C (50% water-containing type), characteristic Shirasagi activated carbon (3.0 g), and dimethylformamide (240 g) was placed at 60 ° C. under hydrogen pressurization conditions. Was stirred for 12 hours. After completion of the reaction, the catalyst was filtered, concentrated, methanol (300 g) was added, and the mixture was stirred at 5 ° C. for 1 hour. The precipitated crystals were filtered under reduced pressure, washed with methanol (50 g), and then dried to obtain powder crystals (DA-1) (yield 24 g, yield 92%).
1H-NMR (DMSO-d 6 ): 7.54 (2H, d), 7.33 (2H, d), 6.91-6.94 (2H, dd), 6.72-6.75 (4H) , M), 6.51-6.55 (4H, m), 4.77 (4H, s), 3.75 (3H, s), 3.18 (6H, s)

[合成例1]
撹拌装置付き及び窒素導入管付きの100mLの四つ口フラスコに、DA-1(2.53g,6.0mmol)を加えた後、NMP(30.0g)を加え、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。この溶液を撹拌しながら、CA-1(0.87g,4.0mmol)、CA-2(1.08g,5.5mmol)、及びNMP(9.0g)を加えた後、さらに50℃条件下にて12時間攪拌することでポリアミック酸溶液(PAA-A1)を得た。このポリアミック酸溶液の粘度は350mPa・sであった。また、このポリアミック酸の数平均分子量(Mn)=16008であり、重量平均分子量(Mw)=51878であった。
[Synthesis Example 1]
DA-1 (2.53 g, 6.0 mmol) is added to a 100 mL four-necked flask equipped with a stirrer and a nitrogen introduction tube, then NMP (30.0 g) is added, and the mixture is stirred and dissolved while sending nitrogen. I let you. While stirring this solution, CA-1 (0.87 g, 4.0 mmol), CA-2 (1.08 g, 5.5 mmol), and NMP (9.0 g) were added, and then under 50 ° C. conditions. A polyamic acid solution (PAA-A1) was obtained by stirring with the mixture for 12 hours. The viscosity of this polyamic acid solution was 350 mPa · s. The number average molecular weight (Mn) of this polyamic acid was 1608, and the weight average molecular weight (Mw) was 51878.

[合成例2~6]
表1にそれぞれ示す、ジアミン成分、テトラカルボン酸成分、及び溶媒を使用した他は、合成例1と同様に実施することにより、ポリアミック酸溶液(PAA-A2)~(PAA-A4)及びポリアミック酸溶液(PAA-B1)~(PAA-B5)を得た。
合成例1~6で得られたポリアミック酸溶液の粘度、及びポリアミック酸のMn、Mwを表2に示す。
[Synthesis Examples 2 to 6]
The polyamic acid solutions (PAA-A2) to (PAA-A4) and the polyamic acid were carried out in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the diamine component, the tetracarboxylic acid component and the solvent shown in Table 1 were used. Solutions (PAA-B1) to (PAA-B5) were obtained.
Table 2 shows the viscosities of the polyamic acid solutions obtained in Synthesis Examples 1 to 6 and the Mn and Mw of the polyamic acids.

Figure 0007031606000027
Figure 0007031606000027

Figure 0007031606000028
Figure 0007031606000028

[合成例10]
撹拌装置付き及び窒素導入管付きの200mLの四つ口フラスコに、DA-6(4.03g,16.5mmol)、DA-7(3.59g、9.0mmol)、及びDA-8(2.51g、4.5mmol)を加えた後、NMP(74.0g)を加え、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。この溶液を撹拌しながらCA-4(4.37g、19.5mmol)及びNMP(9.0)gを加え、40℃条件下にて3時間攪拌した。その後、25℃にてCA-2(1.71g,8.7mmol)及びNMP(9.0g)を加えた後、さらに12時間攪拌することでポリアミック酸溶液を得た。このポリアミック酸溶液の粘度は480mPa・sであり、このポリアミック酸のMn=10,660であり、Mw=20,512であった。
[Synthesis Example 10]
DA-6 (4.03 g, 16.5 mmol), DA-7 (3.59 g, 9.0 mmol), and DA-8 (2.) in a 200 mL four-necked flask with a stirrer and a nitrogen inlet tube. After adding 51 g, 4.5 mmol), NMP (74.0 g) was added, and the mixture was stirred and dissolved while feeding nitrogen. While stirring this solution, CA-4 (4.37 g, 19.5 mmol) and NMP (9.0) g were added, and the mixture was stirred under 40 ° C. conditions for 3 hours. Then, CA-2 (1.71 g, 8.7 mmol) and NMP (9.0 g) were added at 25 ° C., and the mixture was further stirred for 12 hours to obtain a polyamic acid solution. The viscosity of this polyamic acid solution was 480 mPa · s, Mn = 10,660 of this polyamic acid, and Mw = 20,512.

このポリアミック酸溶液を80.0g分取し、NMPを20.0g加えた後、無水酢酸を6.8g、及びピリジンを1.8g加え、50℃で3時間反応させた。この反応溶液を434.4gのメタノールに撹拌しながら投入し、析出した沈殿物を濾別した。この沈殿物をメタノールで洗浄し、60℃で減圧乾燥しポリイミドの粉末を得た。このポリイミドのイミド化率は75%であった。得られたポリイミド粉末20.0gにNMP80.0gを加えて70℃にて20hr攪拌して溶解させることでポリイミド溶液(SPI-B6)を得た。 80.0 g of this polyamic acid solution was taken, 20.0 g of NMP was added, 6.8 g of acetic anhydride and 1.8 g of pyridine were added, and the mixture was reacted at 50 ° C. for 3 hours. This reaction solution was added to 434.4 g of methanol with stirring, and the precipitated precipitate was separated by filtration. The precipitate was washed with methanol and dried under reduced pressure at 60 ° C. to obtain a polyimide powder. The imidization rate of this polyimide was 75%. A polyimide solution (SPI-B6) was obtained by adding 80.0 g of NMP to 20.0 g of the obtained polyimide powder and stirring at 70 ° C. for 20 hours to dissolve the powder.

[合成例11]
撹拌装置及び窒素導入管付きの3Lの四つ口フラスコに、DA-9(17.30g、159.98mmol)、DA-5(58.63g、240.0mmol)、DA-10(76.89g、240.0mmol)及びDA-11(54.63g、159.99mmol)を量り取り、NMP(2458.13g)を加えて、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら、CA-4(171.27g、764.02mmol)を添加し、更に、固形分濃度が12質量%になるようにNMPを加え、40℃で20時間撹拌して、ポリアミック酸(PAA-4)の溶液を得た。このポリアミック酸溶液の粘度は426mPa・sであり、このポリアミック酸のMn=12,380であり、Mw=33,250であった。
[Synthesis Example 11]
DA-9 (17.30 g, 159.98 mmol), DA-5 (58.63 g, 240.0 mmol), DA-10 (76.89 g,) in a 3 L four-necked flask with a stirrer and nitrogen inlet tube. 240.0 mmol) and DA-11 (54.63 g, 159.99 mmol) were weighed, NMP (2458.13 g) was added, and the mixture was stirred and dissolved while feeding nitrogen. While stirring this diamine solution, CA-4 (171.27 g, 764.02 mmol) was added, NMP was further added so that the solid content concentration became 12% by mass, and the mixture was stirred at 40 ° C. for 20 hours. A solution of polyamic acid (PAA-4) was obtained. The viscosity of this polyamic acid solution was 426 mPa · s, Mn = 12,380 of this polyamic acid, and Mw = 33,250.

このポリアミック酸溶液を2250.0g分取し、NMPを750.0g加えた後、無水酢酸を171.1g、及びピリジンを35.4g加え、55℃で3時間反応させた。この反応溶液をメタノール9619.2gに注ぎ、生成した沈殿物を濾別した。この沈殿物をメタノールで洗浄し、60℃で減圧乾燥しポリイミドの粉末を得た。このポリイミドのイミド化率は66%であった。得られたポリイミド粉末120.0gにNMP880.0gを加えて70℃にて20hr攪拌して溶解させることでポリイミド溶液(SPI-B7)を得た。 2250.0 g of this polyamic acid solution was taken, 750.0 g of NMP was added, 171.1 g of acetic anhydride and 35.4 g of pyridine were added, and the mixture was reacted at 55 ° C. for 3 hours. This reaction solution was poured into 9619.2 g of methanol, and the resulting precipitate was filtered off. This precipitate was washed with methanol and dried under reduced pressure at 60 ° C. to obtain a polyimide powder. The imidization rate of this polyimide was 66%. A polyimide solution (SPI-B7) was obtained by adding 880.0 g of NMP to 120.0 g of the obtained polyimide powder and stirring at 70 ° C. for 20 hours to dissolve it.

[実施例1~13]及び[比較例1~6]
合成例1~9で得られたポリアミック酸溶液、及び合成例10、11で得られたポリイミド溶液を、それぞれ、表3及び表4に示す組成になるように、攪拌しながら、溶媒および添加剤を加え、更に室温で2時間撹拌することにより実施例1~13及び比較例1~6の液晶配向剤を得た。
なお、表3、4中における、※1、※2は、全ての重合体100質量部に対する含有(添加)量(質量部)を示し、※3は、液晶配向剤100質量部に対する溶媒の使用量(質量部)を示す。
[Examples 1 to 13] and [Comparative Examples 1 to 6]
The solvent and the additive were stirred while stirring the polyamic acid solutions obtained in Synthesis Examples 1 to 9 and the polyimide solutions obtained in Synthesis Examples 10 and 11 so as to have the compositions shown in Tables 3 and 4, respectively. Was added, and the mixture was further stirred at room temperature for 2 hours to obtain liquid crystal alignment agents of Examples 1 to 13 and Comparative Examples 1 to 6.
In Tables 3 and 4, * 1 and * 2 indicate the content (addition) amount (parts by mass) with respect to 100 parts by mass of all the polymers, and * 3 indicates the use of a solvent with respect to 100 parts by mass of the liquid crystal alignment agent. Indicates the amount (parts by mass).

Figure 0007031606000029
Figure 0007031606000029

Figure 0007031606000030
Figure 0007031606000030

<ラビング法による液晶表示素子の作製>
縦30mm×横35mmの大きさで、厚さが0.7mmの電極付きのガラス基板を準備した。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。
<Manufacturing of liquid crystal display element by rubbing method>
A glass substrate with an electrode having a size of 30 mm in length × 35 mm in width and a thickness of 0.7 mm was prepared. An IZO electrode having a solid pattern, which constitutes a counter electrode as a first layer, is formed on the substrate. A SiN (silicon nitride) film formed by a CVD method is formed as a second layer on the counter electrode of the first layer. The film thickness of the SiN film of the second layer is 500 nm, and it functions as an interlayer insulating film. A comb-shaped pixel electrode formed by patterning an IZO film as a third layer is arranged on the SiN film of the second layer to form two pixels, a first pixel and a second pixel. ing. The size of each pixel is 10 mm in length and about 5 mm in width. At this time, the counter electrode of the first layer and the pixel electrode of the third layer are electrically insulated by the action of the SiN film of the second layer.

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(日本特開2014-77845号公報の図3参照)。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 pixel electrode of the third layer has a comb-like shape formed by arranging a plurality of “dogleg” -shaped electrode elements having a bent central portion (FIG. 3 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-77745). reference). The width of each electrode element in the lateral direction is 3 μm, and the distance between the electrode elements is 6 μm. Since the pixel electrodes forming each pixel are configured by arranging a plurality of bent "dogleg" shaped electrode elements in the central portion, the shape of each pixel is not rectangular, but is centered like the electrode elements. It has a shape similar to a bold "dogleg" that bends at a part. Then, each pixel is divided into upper and lower parts with a bent portion in the center as a boundary, and has a first region on the upper side and a second region on the lower side of 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。また、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。 Comparing the first region and the second region of each pixel, the forming directions of the electrode elements of the pixel electrodes constituting them are different. That is, when the rubbing direction of the liquid crystal alignment film described later is used as a reference, the electrode elements of the pixel electrodes are formed so as to form an angle (clockwise) of + 10 ° in the first region of the pixel, and the pixel is formed in the second region of the pixel. The electrode elements of the electrodes are formed so as to form an angle of −10 ° (clockwise). Further, in the first region and the second region of each pixel, the directions of the rotation operation (inplane switching) of the liquid crystal in the substrate surface induced by the voltage application between the pixel electrode and the counter electrode are mutual. It is configured to be in the opposite direction.

次に、液晶配向剤を孔径1.0μmのフィルターで濾過した後、上記電極付き基板と対向基板として裏面にITO膜が成膜されており、かつ高さ4μmの柱状のスペーサーを有するガラス基板のそれぞれにスピンコートした。次いで、80℃のホットプレート上で5分間乾燥後、230℃で20分間焼成し、各基板上に膜厚60nmのポリイミド膜を得た。このポリイミド膜面に、ロール径120mm、ローラー回転数500rpm、ステージ移動速度30mm/sec、ラビング布押し込み圧0.3mmの条件で、レーヨン布によりラビング処理を施した後、純水中にて1分間超音波照射を行い、80℃で10分間乾燥した。 Next, after filtering the liquid crystal alignment agent with a filter having a pore size of 1.0 μm, an ITO film is formed on the back surface of the substrate with electrodes as a facing substrate, and a glass substrate having a columnar spacer having a height of 4 μm is formed. Each was spin coated. Then, it was dried on a hot plate at 80 ° C. for 5 minutes and then fired at 230 ° C. for 20 minutes to obtain a polyimide film having a film thickness of 60 nm on each substrate. The polyimide film surface is rubbed with a rayon cloth under the conditions of a roll diameter of 120 mm, a roller rotation speed of 500 rpm, a stage moving speed of 30 mm / sec, and a rubbing cloth pushing pressure of 0.3 mm, and then in pure water for 1 minute. Ultrasonic irradiation was performed and the mixture was dried at 80 ° C. for 10 minutes.

上記液晶配向膜付きの2種類の基板を用いて、それぞれのラビング方向が逆平行になるように組み合わせ、液晶注入口を残して周囲をシールし、セルギャップが3.8μmの空セルを作製した。この空セルに液晶(メルク社製、MLC-3019)を常温で真空注入した後、注入口を封止してアンチパラレル配向の液晶セルとした。得られた液晶セルは、FFSモード液晶表示素子を構成する。その後、液晶セルを120℃で1時間加熱し、一晩放置してから評価に使用した。 Using the above two types of substrates with a liquid crystal alignment film, they were combined so that their rubbing directions were antiparallel, and the surroundings were sealed leaving the liquid crystal injection port, to produce an empty cell with a cell gap of 3.8 μm. .. A liquid crystal (MLC-3019 manufactured by Merck) was vacuum-injected into this empty cell at room temperature, and then the injection port was sealed to obtain an anti-parallel oriented liquid crystal cell. The obtained liquid crystal cell constitutes an FFS mode liquid crystal display element. Then, the liquid crystal cell was heated at 120 ° C. for 1 hour, left overnight, and then used for evaluation.

<残像消去時間の評価>
上記で作製した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LED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。次に、この液晶セルに周波数30Hzの交流電圧を印加しながらV-Tカーブ(電圧-透過率曲線)を測定し、相対透過率が23%となる交流電圧を駆動電圧として算出した。
残像評価では、相対透過率が23%となる周波数30Hzの交流電圧を印加して液晶セルを駆動させながら、同時に1Vの直流電圧を印加し、30分間駆動させた。その後、印加直流電圧値を0Vにして直流電圧の印加のみを停止しその状態で更に15分駆動した。
<Evaluation of afterimage erasure time>
The liquid crystal cell produced above is installed between two polarizing plates arranged so that the polarization axes are orthogonal to each other, and the LED backlight is turned on in a state where no voltage is applied so that the brightness of the transmitted light is minimized. In addition, the arrangement angle of the liquid crystal cell was adjusted. Next, the VT curve (voltage-transmittance curve) was measured while applying an AC voltage having a frequency of 30 Hz to the liquid crystal cell, and the AC voltage having a relative transmittance of 23% was calculated as the drive voltage.
In the afterimage evaluation, an AC voltage having a frequency of 30 Hz having a relative transmittance of 23% was applied to drive the liquid crystal cell, and at the same time, a DC voltage of 1 V was applied to drive the liquid crystal cell for 30 minutes. After that, the applied DC voltage value was set to 0 V, only the application of the DC voltage was stopped, and the vehicle was driven for another 15 minutes in that state.

残像評価は、直流電圧の印加を開始した時点から30分間が経過するまでに、相対透過率が30%以下に低下した時間を数値化した。5分以内に相対透過率が30%以下に低下した場合は「○」として、6~30分以内であれば「△」として評価した。相対透過率が30%以下に低下するまでに30分間以上を要した場合には、残像消去不可とし、「×」として評価した。そして、上述した方法に従う残像評価は、液晶セルの温度が23℃の状態の温度条件下で行った。 In the afterimage evaluation, the time during which the relative transmittance decreased to 30% or less was quantified from the time when the application of the DC voltage was started until 30 minutes had elapsed. When the relative transmittance decreased to 30% or less within 5 minutes, it was evaluated as “◯”, and when it was within 6 to 30 minutes, it was evaluated as “Δ”. When it took 30 minutes or more for the relative transmittance to decrease to 30% or less, the afterimage could not be erased and evaluated as "x". Then, the afterimage evaluation according to the above-mentioned method was performed under the temperature condition in which the temperature of the liquid crystal cell was 23 ° C.

<駆動開始直後に起こるフリッカーシフトの評価>
上記で作製した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LED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。次に、この液晶セルに周波数30Hzの交流電圧を印加しながらV-Tカーブ(電圧-透過率曲線)を測定し、相対透過率が23%となる交流電圧を駆動電圧として算出した。
<Evaluation of flicker shift that occurs immediately after the start of driving>
The liquid crystal cell produced above is installed between two polarizing plates arranged so that the polarization axes are orthogonal to each other, and the LED backlight is turned on in a state where no voltage is applied so that the brightness of the transmitted light is minimized. In addition, the arrangement angle of the liquid crystal cell was adjusted. Next, the VT curve (voltage-transmittance curve) was measured while applying an AC voltage having a frequency of 30 Hz to the liquid crystal cell, and the AC voltage having a relative transmittance of 23% was calculated as the drive voltage.

フリッカーレベルの測定では、点灯させておいたLEDバックライトを一旦消灯して72時間遮光放置した後に、LEDバックライトを再度点灯し、バックライト点灯開始と同時に相対透過率が23%となる周波数30Hzの交流電圧を印加して、液晶セルを60分間駆動させてフリッカー振幅を追跡した。フリッカー振幅は、2枚の偏光板及びその間の液晶セルを通過したLEDバックライトの透過光を、フォトダイオード及びI-V変換アンプを介して接続されたデータ収集/データロガースイッチユニット34970A(Agilent technologies社製)で読み取った。フリッカーレベルは以下の数式で算出した。
フリッカーレベル(%)={フリッカー振幅/(2×z)}×100
In the measurement of the flicker level, the LED backlight that has been turned on is turned off and left for 72 hours, then the LED backlight is turned on again, and the relative transmission rate becomes 23% at the same time as the backlight starts turning on at a frequency of 30 Hz. The AC voltage was applied and the liquid crystal cell was driven for 60 minutes to track the flicker amplitude. The flicker amplitude is a data acquisition / data logger switch unit 34970A (Agilent technologies) in which the transmitted light of the LED backlight that has passed through the two polarizing plates and the liquid crystal cell between them is connected via a photodiode and an IV conversion amplifier. I read it with (manufactured by the company). The flicker level was calculated by the following formula.
Flicker level (%) = {flicker amplitude / (2 × z)} × 100

上記式中、zは相対透過率が23%となる周波数30Hzの交流電圧で駆動した際の輝度をデータ収集/データロガースイッチユニット34970Aで読み取った値である。
フリッカーレベルの評価は、LEDバックライトの点灯及び交流電圧の印加を開始した時点から60分間が経過するまでに、フリッカーレベルが3%未満を維持した場合に、「○」と定義して評価を行った。60分間でフリッカーレベルが3%以上に達した場合には、「×」と定義して評価した。
上述した方法に従うフリッカーレベルの評価は、液晶セルの温度が23℃の状態の温度条件下で行った。
In the above formula, z is a value read by the data acquisition / data logger switch unit 34970A of the brightness when driven by an AC voltage having a frequency of 30 Hz at which the relative transmittance is 23%.
The evaluation of the flicker level is defined as "○" when the flicker level is maintained at less than 3% from the time when the LED backlight is turned on and the application of the AC voltage is started until 60 minutes have passed. went. When the flicker level reached 3% or more in 60 minutes, it was defined as "x" and evaluated.
The evaluation of the flicker level according to the above method was performed under the temperature condition of the liquid crystal cell at a temperature of 23 ° C.

<評価結果>
上記実施例1~3、5及び比較例1~6の各液晶配向剤を使用する液晶表示素子に関し、上記で実施した残像消去時間、及び駆動開始直後に起こるフリッカーシフトの評価結果を表4~表7に示す。
なお、表5~8中、※1は、全ての重合体100質量部に対する各重合体の含有量(質量部)を示す。
<Evaluation result>
Tables 4 to 4 show the evaluation results of the afterimage erasing time and the flicker shift that occurs immediately after the start of driving for the liquid crystal display elements using the liquid crystal alignment agents of Examples 1 to 3 and 5 and Comparative Examples 1 to 6. It is shown in Table 7.
In Tables 5 to 8, * 1 indicates the content (parts by mass) of each polymer with respect to 100 parts by mass of all the polymers.

Figure 0007031606000031
Figure 0007031606000031

Figure 0007031606000032
Figure 0007031606000032

Figure 0007031606000033
Figure 0007031606000033

Figure 0007031606000034
表5~表8に見られるように、実施例1~3、5の液晶配向剤を使用する液晶表示素子は、蓄積電荷の緩和が早く、かつ駆動開始直後に起こるフリッカーシフトが起こりにくいことが判る。
Figure 0007031606000034
As can be seen in Tables 5 to 8, in the liquid crystal display elements using the liquid crystal alignment agents of Examples 1 to 3 and 5, the accumulated charge is quickly relaxed and the flicker shift that occurs immediately after the start of driving is unlikely to occur. I understand.

<光配向法による液晶表示素子の作製>
液晶配向剤を孔径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と対向基板として裏面にITO膜が成膜されており、かつ高さ4μmの柱状のスペーサーを有するガラス基板のそれぞれにスピンコートした。次いで、80℃のホットプレート上で5分間乾燥後、230℃で20分間焼成して膜厚100nmの塗膜として、各基板上にポリイミド膜を得た。この塗膜面に偏光板を介して消光比26:1の直線偏光した波長254nmの紫外線を300mJ/cm照射した。
<Manufacturing of liquid crystal display element by optical orientation method>
After filtering the liquid crystal alignment agent with a filter having a pore size of 1.0 μm, an ITO film is formed on the back surface of the prepared substrate with electrodes as a facing substrate, and a glass substrate having a columnar spacer having a height of 4 μm is formed. Each was spin coated. Then, it was dried on a hot plate at 80 ° C. for 5 minutes and then fired at 230 ° C. for 20 minutes to obtain a polyimide film on each substrate as a coating film having a film thickness of 100 nm. This coating film surface was irradiated with 300 mJ / cm 2 of ultraviolet rays having a wavelength of 254 nm, which was linearly polarized with an extinction ratio of 26: 1 via a polarizing plate.

この基板を、230℃で20分間焼成して、液晶配向膜付き基板を得た。上記、2枚の基板を一組とし、基板上にシール剤を印刷し、もう1枚の基板を、液晶配向膜面が向き合い配向方向が0°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(メルク社製、MLC-3019)を常温で真空注入し、注入口を封止して、FFS駆動液晶セルを得た。その後、得られた液晶セルを120℃で1時間加熱し、一晩放置してから各評価に使用した。 This substrate was fired at 230 ° C. for 20 minutes to obtain a substrate with a liquid crystal alignment film. The above two substrates are made into a set, a sealant is printed on the substrate, and the other substrate is bonded so that the liquid crystal alignment film surfaces face each other and the orientation direction is 0 °, and then the sealant is applied. It was cured to prepare an empty cell. A liquid crystal display (MLC-3019 manufactured by Merck) was vacuum-injected into this empty cell at room temperature by a vacuum injection method, and the injection port was sealed to obtain an FFS-driven liquid crystal cell. Then, the obtained liquid crystal cell was heated at 120 ° C. for 1 hour, left overnight, and then used for each evaluation.

<残像消去時間の評価>
ラビング法による液晶表示素子の場合と同様にして、上記で作製した光配向法による液晶表示素子の光学系等を用いて残像の評価を行った。
<駆動直後のフリッカーレベルの評価>
ラビング法による液晶表示素子の場合と同様にして、上記で作製した光配向法による液晶表示素子の光学系等を用いて残像の評価を行った。
<Evaluation of afterimage erasure time>
As in the case of the liquid crystal display element by the rubbing method, the afterimage was evaluated using the optical system of the liquid crystal display element by the optical orientation method produced above.
<Evaluation of flicker level immediately after driving>
As in the case of the liquid crystal display element by the rubbing method, the afterimage was evaluated using the optical system of the liquid crystal display element by the optical orientation method produced above.

<評価結果>
上記実施例3、4、13及び比較例6で得られた液晶配向剤を使用する液晶表示素子に関し、上記で実施した残像消去時間の評価、及び駆動直後のフリッカーレベルの評価の結果を表9に示す。なお、表9中、※1は、全ての重合体100質量部に対する各重合体の含有量(質量部)を示す。
<Evaluation result>
Table 9 shows the results of the evaluation of the afterimage erasing time and the evaluation of the flicker level immediately after driving with respect to the liquid crystal display element using the liquid crystal alignment agent obtained in Examples 3, 4, 13 and Comparative Example 6. Shown in. In Table 9, * 1 indicates the content (parts by mass) of each polymer with respect to 100 parts by mass of all the polymers.

Figure 0007031606000035
Figure 0007031606000035

表9に見られるように、実施例3、4、13の液晶配向剤を使用する液晶表示素子は、蓄積電荷の緩和が早く、かつ駆動開始直後に起こるフリッカーシフトが起こりにくいことが判る。 As can be seen in Table 9, it can be seen that in the liquid crystal display element using the liquid crystal alignment agents of Examples 3, 4 and 13, the accumulated charge is quickly relaxed and the flicker shift that occurs immediately after the start of driving is unlikely to occur.

本発明の液晶配向剤は、TN方式、VA方式等の縦電界方式、特に、IPS方式、FFS方式等の横電界方式の液晶表示素に広く用いられる。
なお、2016年12月15日に出願された日本特許出願2016-243735号の明細書、特許請求の範囲、図面、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 liquid crystal alignment agent of the present invention is widely used for a liquid crystal display element of a longitudinal electric field system such as a TN system or a VA system, particularly a horizontal electric field system such as an IPS system or an FFS system.
The entire contents of the specification, claims, drawings, and abstract of Japanese Patent Application No. 2016-243735 filed on December 15, 2016 are cited here as the disclosure of the specification of the present invention. , Incorporate.

Claims (9)

下記式(2-1)、式(2-2)、又は式(2-3)で表されるジアミンから得られる重合体と、有機溶媒とを含有する液晶配向剤。
Figure 0007031606000036
但し、Rは水素又は一価の有機基を表し、Rは一価の有機基を表し、 は、それぞれ独立して、単結合又は下記式(3)で表される構造を表し、nは1~3の整数を表す。ベンゼン環の任意の水素原子は一価の有機基で置換されていてもよい。
Figure 0007031606000037
但し、Rは、単結合、-O-、-COO-、-OCO-、-(CH-、-O(CHO-、-CONR-、及び-NRCO-から選ばれる2価の有機基を表し、kは1~5の整数を表す。但し、Rは水素もしくは一価の有機基を表し、l、mは1~5の整数を表す。*は式(2-1)~式(2-3)中のベンゼン環と結合する部位を表し、* は式(2-1)~式(2-3)中のアミノ基と結合する部位を表す。
A liquid crystal alignment agent containing a polymer obtained from a diamine represented by the following formula (2-1), formula (2-2), or formula (2-3) and an organic solvent.
Figure 0007031606000036
However, R 1 represents a hydrogen or a monovalent organic group, R 2 represents a monovalent organic group, and R 3 represents a single bond or a structure represented by the following formula (3) independently of each other. , N represent an integer of 1 to 3. Any hydrogen atom on the benzene ring may be substituted with a monovalent organic group.
Figure 0007031606000037
However, R 4 is selected from single bond, -O-, -COO-, -OCO-,-(CH 2 ) l- , -O (CH 2 ) m O-, -CONR-, and -NRCO-. It represents a divalent organic group, and k represents an integer of 1 to 5. However, R represents hydrogen or a monovalent organic group, and l and m represent integers of 1 to 5. * 1 represents a site that binds to a benzene ring in formulas (2-1) to (2-3), and * 2 represents a site that binds to an amino group in formulas (2-1) to (2-3). Represents a part.
前記重合体が、前記式(2-1)、式(2-2)、又は式(2-3)で表されるジアミンとテトラカルボン酸二無水物との重縮合物であるポリイミド前駆体及びそのイミド化物であるポリイミドからなる群から選ばれる少なくとも1種の重合体である、請求項1に記載の液晶配向剤。 A polyimide precursor in which the polymer is a polycondensate of a diamine represented by the formula (2-1), the formula (2-2), or the formula (2-3) and a tetracarboxylic acid dianhydride and a polyimide precursor. The liquid crystal alignment agent according to claim 1, which is at least one polymer selected from the group consisting of polyimide as an imidized product. 前記ポリイミド前駆体が下記式(4)で表される、請求項に記載の液晶配向剤。
Figure 0007031606000038
但し、Xはテトラカルボン酸誘導体に由来する4価の有機基を表し、Yは前記式(2-1)、式(2-2)、又は式(2-3)で表されるジアミンに由来する2価の有機基を表し、R5は水素原子又は炭素数1~5のアルキル基を表す
The liquid crystal alignment agent according to claim 2 , wherein the polyimide precursor is represented by the following formula (4).
Figure 0007031606000038
However, X 1 represents a tetravalent organic group derived from a tetracarboxylic acid derivative, and Y 1 is a diamine represented by the above formula (2-1), formula (2-2), or formula (2-3). Represents a divalent organic group derived from, and R 5 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
前記式(4)中、Xが下記の(A-1)~(A-21)で表される構造からなる群から選ばれる少なくとも1種の構造を表す、請求項に記載の液晶配向剤。
Figure 0007031606000039
Figure 0007031606000040
The liquid crystal orientation according to claim 3 , wherein in the formula (4), X 1 represents at least one structure selected from the group consisting of the structures represented by the following (A-1) to (A-21). Agent.
Figure 0007031606000039
Figure 0007031606000040
前記式(4)で表される構造単位を有する重合体が、液晶配向剤に含有される全重合体に対して10モル%以上含有される、請求項又はに記載の液晶配向剤。 The liquid crystal alignment agent according to claim 3 or 4 , wherein the polymer having the structural unit represented by the formula (4) is contained in an amount of 10 mol% or more based on the total polymer contained in the liquid crystal alignment agent. 前記有機溶媒が、4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノン及びジエチレングリコールジエチルエーテルからなる群から選ばれる少なくとも1種を含有する、請求項1~のいずれか1項に記載の液晶配向剤。 The liquid crystal alignment agent according to any one of claims 1 to 5 , wherein the organic solvent contains at least one selected from the group consisting of 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone and diethylene glycol diethyl ether. 請求項1~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 any one of claims 1 to 6 . 請求項に記載の液晶配向膜を具備する液晶表示素子。 A liquid crystal display element comprising the liquid crystal alignment film according to claim 7 . 液晶表示素子が横電界駆動方式である請求項8に記載の液晶表示素子。 The liquid crystal display element according to claim 8, wherein the liquid crystal display element is a transverse electric field drive system.
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