JP7509286B2 - Liquid crystal alignment agent - Google Patents

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Description

本発明は、液晶配向剤に関する。 The present invention relates to a liquid crystal alignment agent.

従来、液晶素子としては、電極構造や、使用する液晶分子の物性等が異なる種々の駆動方式のものが開発されており、例えばTN型やSTN型、VA型、面内スイッチング型(IPS型)、FFS型、光学補償ベント型(OCB型)等の各種液晶素子が知られている。これら液晶素子は、液晶分子を配向させるための液晶配向膜を有する。液晶配向膜の材料としては、耐熱性、機械的強度、液晶との親和性等の各種特性が良好である点から、ポリアミック酸やポリイミドなどが使用されている。 Conventionally, various driving methods have been developed for liquid crystal elements, with different electrode structures and physical properties of the liquid crystal molecules used. For example, various types of liquid crystal elements are known, such as TN type, STN type, VA type, in-plane switching type (IPS type), FFS type, and optically compensated bent type (OCB type). These liquid crystal elements have a liquid crystal alignment film for orienting the liquid crystal molecules. Polyamic acid and polyimide are used as materials for the liquid crystal alignment film, as they have good properties such as heat resistance, mechanical strength, and affinity with liquid crystal.

液晶配向剤において、重合体成分は溶剤に溶解されており、液晶配向剤を基板に塗布し加熱することにより液晶配向膜が形成される。ここで、液晶配向剤の溶剤としては、重合体の溶解性が高い有機溶媒、例えばN-メチル-2-ピロリドンやγ-ブチロラクトンなどの非プロトン性極性溶媒が一般に使用される。また、液晶配向剤を基板に塗布する際の液晶配向剤の塗布性(印刷性)を良好にするために、非プロトン性極性溶媒と共に、例えばブチルセロソルブなどといった、表面張力が比較的低い有機溶媒が併用されている(例えば、特許文献1や特許文献2参照)。 In liquid crystal alignment agents, the polymer components are dissolved in a solvent, and a liquid crystal alignment film is formed by applying the liquid crystal alignment agent to a substrate and heating it. Here, organic solvents in which the polymer is highly soluble, such as aprotic polar solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone and γ-butyrolactone, are generally used as the solvent for the liquid crystal alignment agent. In addition, in order to improve the coatability (printability) of the liquid crystal alignment agent when it is applied to a substrate, an organic solvent with a relatively low surface tension, such as butyl cellosolve, is used in combination with the aprotic polar solvent (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

液晶配向剤を基板に塗布する方法としては、スピンコート法やオフセット印刷法、インクジェット法など種々の方法が適用される。例えばオフセット印刷法は、APR(登録商標)などの樹脂からなる印刷版に液晶配向剤を塗布し、印刷版により液晶配向剤を基板上に転写する転写印刷装置を用いて一般に行われる(例えば、特許文献3参照)。 The liquid crystal alignment agent can be applied to a substrate by a variety of methods, including spin coating, offset printing, and inkjet printing. For example, offset printing is generally performed by applying the liquid crystal alignment agent to a printing plate made of a resin such as APR (registered trademark), and using a transfer printing device to transfer the liquid crystal alignment agent onto the substrate by the printing plate (see, for example, Patent Document 3).

特開2010-97188号公報JP 2010-97188 A 特開2010-156934号公報JP 2010-156934 A 特開2001-343649号公報JP 2001-343649 A

液晶配向剤の塗布性の改善を目的として一般に使用されているブチルセロソルブは、APR樹脂を膨潤させやすい傾向にある。そのため、ブチルセロソルブを含む液晶配向剤をオフセット印刷により基板に塗布する場合に、印刷版への塗布が繰り返し行われることによって印刷版が膨潤し、印刷性が低下することが懸念される。また、液晶配向剤の溶剤成分としては、連続して印刷を行った場合にも印刷機上に重合体が析出しにくく、印刷性(連続印刷性)が良好であることが求められる。 Butyl cellosolve, which is commonly used to improve the coatability of liquid crystal alignment agents, tends to easily swell APR resin. Therefore, when a liquid crystal alignment agent containing butyl cellosolve is applied to a substrate by offset printing, there is a concern that repeated application to the printing plate will cause the printing plate to swell, resulting in a decrease in printability. In addition, the solvent component of the liquid crystal alignment agent is required to be such that polymers are unlikely to precipitate on the printing machine even when printing is performed continuously, and to have good printability (continuous printability).

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、印刷版を膨潤させにくく、かつ印刷性が良好な液晶配向剤を提供することを一つの目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above problems, and one of its objectives is to provide a liquid crystal alignment agent that is less likely to cause swelling of the printing plate and has good printability.

本発明者らは、上記のような従来技術の課題を達成するべく鋭意検討した結果、溶剤として特定の有機溶媒を使用することにより上記課題を解決可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明により以下の液晶配向剤が提供される。 As a result of intensive research into solving the problems of the conventional technology as described above, the inventors discovered that the above problems could be solved by using a specific organic solvent as a solvent, and thus completed the present invention. Specifically, the present invention provides the following liquid crystal alignment agent.

本発明は一つの側面において、重合体成分と、特定溶剤と、を含有し、前記特定溶剤は下記式(3)で表される化合物である液晶配向剤を提供する。

Figure 0007509286000001
(式(3)中、R~R10は、それぞれ独立に、水素原子又は1価の有機基である。) In one aspect, the present invention provides a liquid crystal aligning agent comprising a polymer component and a specific solvent, the specific solvent being a compound represented by the following formula (3):
Figure 0007509286000001
(In formula (3), R 7 to R 10 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group.)

液晶配向剤の溶剤成分として上記の特定溶剤を用いることにより、印刷版が膨潤しにくい液晶配向剤を得ることができる。また、連続して印刷を行った場合にも印刷機上に重合体が析出しにくく、印刷性を良好にすることができる。 By using the above-mentioned specific solvent as the solvent component of the liquid crystal alignment agent, it is possible to obtain a liquid crystal alignment agent that is less likely to cause swelling of the printing plate. In addition, even when printing is performed continuously, polymers are less likely to precipitate on the printing machine, making it possible to improve printability.

本発明の液晶配向膜は、上記特定溶剤を含む液晶配向剤を用いて形成されていることから、均一な塗膜を形成できるとともに膜質が良好である。また、上記液晶配向剤を用いて液晶素子を製造した場合、製造プロセスにおいて印刷不良を減らすことができ、結果として製品の歩留まり向上を図ることができる。 The liquid crystal alignment film of the present invention is formed using a liquid crystal alignment agent containing the above-mentioned specific solvent, so that a uniform coating film can be formed and the film quality is good. Furthermore, when a liquid crystal element is manufactured using the above-mentioned liquid crystal alignment agent, printing defects can be reduced in the manufacturing process, resulting in improved product yield.

以下に、本発明の液晶配向剤に含まれる各成分、及び必要に応じて任意に配合されるその他の成分について説明する。 Below, we will explain each component contained in the liquid crystal alignment agent of the present invention, as well as other components that can be added as needed.

<重合体成分>
本発明の液晶配向剤は重合体成分を含有する。重合体の主骨格は特に限定されず、例えばポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、ポリイミド、ポリシロキサン、ポリエステル、ポリアミド、ポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリベンゾオキサゾール、セルロース誘導体、ポリアセタール、ポリスチレン誘導体、ポリ(スチレン-フェニルマレイミド)誘導体、ポリ(メタ)アクリレートなどの主骨格が挙げられる。なお、(メタ)アクリレートは、アクリレート及びメタクリレートを含むことを意味する。
<Polymer Component>
The liquid crystal alignment agent of the present invention contains a polymer component. The main backbone of the polymer is not particularly limited, and examples thereof include the main backbone of polyamic acid, polyamic acid ester, polyimide, polysiloxane, polyester, polyamide, polybenzoxazole precursor, polybenzoxazole, cellulose derivative, polyacetal, polystyrene derivative, poly(styrene-phenylmaleimide) derivative, poly(meth)acrylate, etc. Here, (meth)acrylate means to include acrylate and methacrylate.

特定溶剤による印刷性の改善効果が高い点で、液晶配向剤の重合体成分は上記の中でも、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、ポリイミド及びポリオルガノシロキサンよりなる群から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。なお、液晶配向剤の調製に際し、重合体としては1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。 In terms of the high effect of improving printability by the specific solvent, it is preferable that the polymer component of the liquid crystal alignment agent is at least one selected from the group consisting of polyamic acid, polyamic acid ester, polyimide, and polyorganosiloxane. In addition, when preparing the liquid crystal alignment agent, one type of polymer may be used alone, or two or more types may be used in combination.

[ポリアミック酸]
本発明におけるポリアミック酸は、例えばテトラカルボン酸二無水物とジアミンとを反応させることにより得ることができる。
[Polyamic acid]
The polyamic acid in the present invention can be obtained, for example, by reacting a tetracarboxylic dianhydride with a diamine.

(テトラカルボン酸二無水物)
ポリアミック酸の合成に用いるテトラカルボン酸二無水物としては、例えば脂肪族テトラカルボン酸二無水物、脂環式テトラカルボン酸二無水物、芳香族テトラカルボン酸二無水物などを挙げることができる。これらの具体例としては、脂肪族テトラカルボン酸二無水物として、例えば1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸二無水物などを;
脂環式テトラカルボン酸二無水物として、例えば1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3-ジメチル-1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、2,3,5-トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、1,3,3a,4,5,9b-ヘキサヒドロ-5-(テトラヒドロ-2,5-ジオキソ-3-フラニル)-ナフト[1,2-c]フラン-1,3-ジオン、1,3,3a,4,5,9b-ヘキサヒドロ-8-メチル-5-(テトラヒドロ-2,5-ジオキソ-3-フラニル)-ナフト[1,2-c]フラン-1,3-ジオン、3-オキサビシクロ[3.2.1]オクタン-2,4-ジオン-6-スピロ-3’-(テトラヒドロフラン-2’,5’-ジオン)、5-(2,5-ジオキソテトラヒドロ-3-フラニル)-3-メチル-3-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸無水物、3,5,6-トリカルボキシ-2-カルボキシメチルノルボルナン-2:3,5:6-二無水物、2,4,6,8-テトラカルボキシビシクロ[3.3.0]オクタン-2:4,6:8-二無水物、4,9-ジオキサトリシクロ[5.3.1.02,6]ウンデカン-3,5,8,10-テトラオン、シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物などを;
芳香族テトラカルボン酸二無水物として、例えばピロメリット酸二無水物などを;それぞれ挙げることができるほか、特開2010-97188号公報に記載のテトラカルボン酸二無水物を用いることができる。なお、テトラカルボン酸二無水物は、1種を単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。
(Tetracarboxylic acid dianhydride)
Examples of the tetracarboxylic dianhydride used in the synthesis of the polyamic acid include aliphatic tetracarboxylic dianhydrides, alicyclic tetracarboxylic dianhydrides, aromatic tetracarboxylic dianhydrides, etc. Specific examples of these include aliphatic tetracarboxylic dianhydrides such as 1,2,3,4-butanetetracarboxylic dianhydride;
Examples of alicyclic tetracarboxylic dianhydrides include 1,2,3,4-cyclobutane tetracarboxylic dianhydride, 1,3-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutane tetracarboxylic dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic dianhydride, 1,3,3a,4,5,9b-hexahydro-5-(tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl)-naphtho[1,2-c]furan-1,3-dione, 1,3,3a,4,5,9b-hexahydro-8-methyl-5-(tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl)-naphtho[1, 2-c]furan-1,3-dione, 3-oxabicyclo[3.2.1]octane-2,4-dione-6-spiro-3'-(tetrahydrofuran-2',5'-dione), 5-(2,5-dioxotetrahydro-3-furanyl)-3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride, 3,5,6-tricarboxy-2-carboxymethylnorbornane-2:3,5:6-dianhydride, 2,4,6,8-tetracarboxybicyclo[3.3.0]octane-2:4,6:8-dianhydride, 4,9-dioxatricyclo[5.3.1.0 2,6 ]undecane-3,5,8,10-tetraone, cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, and the like;
Examples of aromatic tetracarboxylic dianhydrides include pyromellitic dianhydride and the like; in addition, the tetracarboxylic dianhydrides described in JP-A-2010-97188 can be used. The tetracarboxylic dianhydrides can be used alone or in combination of two or more.

合成に使用するテトラカルボン酸二無水物としては、電気特性を良好にできる点、及び特定溶剤を含む溶剤に対する重合体の溶解性をより高くでき、印刷性の改善効果をより高くできる点で、脂環式テトラカルボン酸二無水物を含むものであることが好ましい。また、脂環式テトラカルボン酸二無水物の中でも、2,3,5-トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、1,3,3a,4,5,9b-ヘキサヒドロ-5-(テトラヒドロ-2,5-ジオキソ-3-フラニル)-ナフト[1,2-c]フラン-1,3-ジオン、1,3,3a,4,5,9b-ヘキサヒドロ-8-メチル-5-(テトラヒドロ-2,5-ジオキソ-3-フラニル)-ナフト[1,2-c]フラン-1,3-ジオン、2,4,6,8-テトラカルボキシビシクロ[3.3.0]オクタン-2:4,6:8-二無水物、及び1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物よりなる群から選択される少なくとも一種を含むものであることが好ましく、2,3,5-トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、2,4,6,8-テトラカルボキシビシクロ[3.3.0]オクタン-2:4,6:8-二無水物、及び1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物よりなる群から選択される少なくとも一種を含むものであることが特に好ましい。 The tetracarboxylic dianhydride used in the synthesis is preferably one containing an alicyclic tetracarboxylic dianhydride, in that it can improve electrical properties, and can increase the solubility of the polymer in solvents including specific solvents, thereby improving printability. Among the alicyclic tetracarboxylic dianhydrides, 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic dianhydride, 1,3,3a,4,5,9b-hexahydro-5-(tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl)-naphtho[1,2-c]furan-1,3-dione, 1,3,3a,4,5,9b-hexahydro-8-methyl-5-(tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl)-naphtho[1,2-c]furan-1,3-dione, 2,4,6,8-tetracarboxybicyclo[3.3. It is preferable that the dianhydride contains at least one selected from the group consisting of 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride, 2,4,6,8-tetracarboxybicyclo[3.3.0]octane-2:4,6:8-dianhydride, and 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic acid dianhydride, and it is particularly preferable that the dianhydride contains at least one selected from the group consisting of 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride, 2,4,6,8-tetracarboxybicyclo[3.3.0]octane-2:4,6:8-dianhydride, and 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic acid dianhydride.

テトラカルボン酸二無水物として、2,3,5-トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、2,4,6,8-テトラカルボキシビシクロ[3.3.0]オクタン-2:4,6:8-二無水物、及び1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物よりなる群から選択される少なくとも一種を含む場合、それら化合物の合計の含有量は、ポリアミック酸の合成に使用するテトラカルボン酸二無水物の全量に対して、10モル%以上であることが好ましく、20~100モル%であることがより好ましい。 When the tetracarboxylic dianhydride contains at least one selected from the group consisting of 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic dianhydride, 2,4,6,8-tetracarboxybicyclo[3.3.0]octane-2:4,6:8-dianhydride, and 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, the total content of these compounds is preferably 10 mol % or more, and more preferably 20 to 100 mol %, based on the total amount of tetracarboxylic dianhydride used in the synthesis of the polyamic acid.

(ジアミン)
ポリアミック酸の合成に使用するジアミンとしては、例えば脂肪族ジアミン、脂環式ジアミン、芳香族ジアミン、ジアミノオルガノシロキサンなどを挙げることができる。これらジアミンの具体例としては、脂肪族ジアミンとして、例えばメタキシリレンジアミン、1,3-プロパンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサンなどを;脂環式ジアミンとして、例えば1,4-ジアミノシクロヘキサン、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルアミン)などを;
(Diamine)
Examples of diamines used in the synthesis of polyamic acid include aliphatic diamines, alicyclic diamines, aromatic diamines, diaminoorganosiloxanes, etc. Specific examples of these diamines include aliphatic diamines such as metaxylylenediamine, 1,3-propanediamine, tetramethylenediamine, pentamethylenediamine, hexamethylenediamine, 1,3-bis(aminomethyl)cyclohexane, etc.; alicyclic diamines such as 1,4-diaminocyclohexane, 4,4'-methylenebis(cyclohexylamine), etc.;

芳香族ジアミンとして、例えばp-フェニレンジアミン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルスルフィド、1,5-ジアミノナフタレン、2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、4,4’-ジアミノ-2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)プロパン、9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、4,4’-(p-フェニレンジイソプロピリデン)ビスアニリン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、2,6-ジアミノピリジン、3,6-ジアミノカルバゾール、N,N’-ビス(4-アミノフェニル)-ベンジジン、1,4-ビス-(4-アミノフェニル)-ピペラジン、1-(4-アミノフェニル)-2,3-ジヒドロ-1,3,3-トリメチル-1H-インデン-5-アミン、1-(4-アミノフェニル)-2,3-ジヒドロ-1,3,3-トリメチル-1H-インデン-6-アミン、3,5-ジアミノ安息香酸、コレスタニルオキシ-3,5-ジアミノベンゼン、コレステニルオキシ-3,5-ジアミノベンゼン、コレスタニルオキシ-2,4-ジアミノベンゼン、3,5-ジアミノ安息香酸コレスタニル、3,5-ジアミノ安息香酸コレステニル、3,5-ジアミノ安息香酸ラノスタニル、3,6-ビス(4-アミノベンゾイルオキシ)コレスタン、4-(4’-トリフルオロメトキシベンゾイロキシ)シクロヘキシル-3,5-ジアミノベンゾエート、1,1-ビス(4-((アミノフェニル)メチル)フェニル)-4-ヘプチルシクロヘキサン、1,1-ビス(4-((アミノフェニル)メチル)フェニル)-4-(4-ヘプチルシクロヘキシル)シクロヘキサン、2,4-ジアミノ-N,N―ジアリルアニリン、4-アミノベンジルアミン、N-[4-(2-アミノエチル)フェニル]ベンゼン-1,4-ジアミン、N-[4-(アミノメチル)フェニル]ベンゼン-1,4-ジアミン、桂皮酸構造含有ジアミン及び下記式(D-1)、

Figure 0007509286000002
(式(D-1)中、XI及びXIIは、それぞれ独立に、単結合、-O-、*-COO-、*-OCO-又は*-NH-CO-(但し、「*」を付した結合手がジアミノフェニル基と結合する。)であり、R及びRIIは、それぞれ独立に、炭素数1~3のアルカンジイル基であり、aは0又は1であり、bは0~2の整数であり、cは1~20の整数であり、nは0又は1であり、mは0又は1である。但し、a及びbが同時に0になることはなく、Xが*-NH-CO-の場合、nは0である。)
で表される化合物などを;
ジアミノオルガノシロキサンとして、例えば、1,3-ビス(3-アミノプロピル)-テトラメチルジシロキサンなどを、それぞれ挙げることができるほか、特開2010-97188号公報に記載のジアミンを用いることができる。なお、これらのジアミンは、1種を単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。 Examples of aromatic diamines include p-phenylenediamine, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 1,5-diaminonaphthalene, 2,2'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 4,4'-diamino-2,2'-bis(trifluoromethyl)biphenyl, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 1,3-bis(4-aminophenoxy)propane, 9,9-bis(4-aminophenyl)fluorene, 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]phenyl]propane, 1,3-bis(4-aminophenyl)propane, 1,3-bis(4-aminophenyl)fluorene, 1,3-bis(4-aminophenyl)phenyl]propane ... nyl]hexafluoropropane, 4,4'-(p-phenylenediisopropylidene)bisaniline, 1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene, 2,6-diaminopyridine, 3,6-diaminocarbazole, N,N'-bis(4-aminophenyl)-benzidine, 1,4-bis-(4-aminophenyl)-piperazine, 1-(4-aminophenyl)-2,3-dihydro-1,3,3-trimethyl-1H-inden-5-amine, 1-(4-aminophenyl)-2,3-dihydro-1,3,3-trimethyl-1H-inden-5-amine, Methyl-1H-inden-6-amine, 3,5-diaminobenzoic acid, cholestanyloxy-3,5-diaminobenzene, cholestenyloxy-3,5-diaminobenzene, cholestanyloxy-2,4-diaminobenzene, cholestanyl 3,5-diaminobenzoate, cholestanyl 3,5-diaminobenzoate, lanostannyl 3,5-diaminobenzoate, 3,6-bis(4-aminobenzoyloxy)cholestane, 4-(4'-trifluoromethoxybenzoyloxy)cyclohexyl-3,5-diaminobenzyl benzoate, 1,1-bis(4-((aminophenyl)methyl)phenyl)-4-heptylcyclohexane, 1,1-bis(4-((aminophenyl)methyl)phenyl)-4-(4-heptylcyclohexyl)cyclohexane, 2,4-diamino-N,N-diallylaniline, 4-aminobenzylamine, N-[4-(2-aminoethyl)phenyl]benzene-1,4-diamine, N-[4-(aminomethyl)phenyl]benzene-1,4-diamine, cinnamic acid structure-containing diamines and the following formula (D-1),
Figure 0007509286000002
(In formula (D-1), X I and X II each independently represent a single bond, -O-, *-COO-, *-OCO-, or *-NH-CO- (the bond marked with "*" is bonded to a diaminophenyl group), R I and R II each independently represent an alkanediyl group having 1 to 3 carbon atoms, a is 0 or 1, b is an integer from 0 to 2, c is an integer from 1 to 20, n is 0 or 1, and m is 0 or 1. However, a and b cannot be 0 at the same time, and when X I is *-NH-CO-, n is 0.)
Compounds represented by the formula:
Examples of diaminoorganosiloxanes include 1,3-bis(3-aminopropyl)-tetramethyldisiloxane, and the diamines described in JP-A-2010-97188 can also be used. These diamines can be used alone or in combination of two or more.

上記式(D-1)で表される化合物の具体例としては、例えば下記式(D-1-1)~式(D-1-4)のそれぞれで表される化合物などが挙げられる。

Figure 0007509286000003
Specific examples of the compound represented by formula (D-1) above include compounds represented by the following formulas (D-1-1) to (D-1-4), respectively.
Figure 0007509286000003

ポリアミック酸の合成に用いるジアミンは、芳香族ジアミンを、全ジアミンに対して30モル%以上含むものであることが好ましく、50モル%以上含むものであることがより好ましく、80モル%以上含むものであることが特に好ましい。 The diamines used in the synthesis of polyamic acid preferably contain 30 mol% or more of aromatic diamines relative to the total diamines, more preferably 50 mol% or more, and particularly preferably 80 mol% or more.

(ポリアミック酸の合成)
ポリアミック酸は、上記のようなテトラカルボン酸二無水物とジアミンとを、必要に応じて分子量調整剤とともに反応させることによって得ることができる。ポリアミック酸の合成反応に供されるテトラカルボン酸二無水物とジアミンとの使用割合は、ジアミンのアミノ基1当量に対して、テトラカルボン酸二無水物の酸無水物基が0.2~2当量となる割合が好ましい。分子量調整剤としては、例えば無水マレイン酸、無水フタル酸、無水イタコン酸などの酸一無水物、アニリン、シクロヘキシルアミン、n-ブチルアミンなどのモノアミン化合物、フェニルイソシアネート、ナフチルイソシアネートなどのモノイソシアネート化合物等を挙げることができる。分子量調整剤の使用割合は、使用するテトラカルボン酸二無水物及びジアミンの合計100重量部に対して20重量部以下とすることが好ましい。
(Synthesis of polyamic acid)
Polyamic acid can be obtained by reacting the above-mentioned tetracarboxylic dianhydride with a diamine, together with a molecular weight modifier, if necessary. The ratio of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine used in the synthesis reaction of polyamic acid is preferably such that the acid anhydride group of the tetracarboxylic dianhydride is 0.2 to 2 equivalents per equivalent of the amino group of the diamine. Examples of the molecular weight modifier include acid monoanhydrides such as maleic anhydride, phthalic anhydride, and itaconic anhydride, monoamine compounds such as aniline, cyclohexylamine, and n-butylamine, and monoisocyanate compounds such as phenyl isocyanate and naphthyl isocyanate. The ratio of the molecular weight modifier used is preferably 20 parts by weight or less per 100 parts by weight of the total of the tetracarboxylic dianhydride and diamine used.

ポリアミック酸の合成反応は、好ましくは有機溶媒中において行われる。このときの反応温度は-20℃~150℃が好ましく、反応時間は0.1~24時間が好ましい。
反応に使用する有機溶媒としては、例えば非プロトン性極性溶媒、フェノール系溶媒、アルコール、ケトン、エステル、エーテル、ハロゲン化炭化水素、炭化水素などを挙げることができる。特に好ましい有機溶媒は、N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、γ-ブチロラクトン、テトラメチル尿素、ヘキサメチルホスホルトリアミド、m-クレゾール、キシレノール、ハロゲン化フェノール及び下記に示す特定溶剤よりなる群から選択される1種以上を溶媒として使用するか、あるいはこれらの1種以上と他の有機溶媒(例えば、ブチルセロソルブ、ジエチレングリコールジエチルエーテルなど)との混合物を使用することが好ましい。有機溶媒の使用量(a)は、テトラカルボン酸二無水物及びジアミンの合計量(b)が、反応溶液の全量(a+b)に対して、0.1~50重量%になる量とすることが好ましい。
以上のようにして、ポリアミック酸を溶解してなる反応溶液が得られる。この反応溶液はそのまま液晶配向剤の調製に供してもよく、反応溶液中に含まれるポリアミック酸を単離したうえで液晶配向剤の調製に供してもよい。
The synthesis reaction of the polyamic acid is preferably carried out in an organic solvent, preferably at a reaction temperature of -20°C to 150°C, and for a reaction time of 0.1 to 24 hours.
Examples of the organic solvent used in the reaction include aprotic polar solvents, phenolic solvents, alcohols, ketones, esters, ethers, halogenated hydrocarbons, and hydrocarbons. Particularly preferred organic solvents include one or more selected from the group consisting of N-methyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylacetamide, N,N-dimethylformamide, dimethylsulfoxide, γ-butyrolactone, tetramethylurea, hexamethylphosphortriamide, m-cresol, xylenol, halogenated phenols, and the specific solvents shown below, or a mixture of one or more of these with other organic solvents (e.g., butyl cellosolve, diethylene glycol diethyl ether, etc.). The amount (a) of the organic solvent used is preferably an amount such that the total amount (b) of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine is 0.1 to 50% by weight based on the total amount (a+b) of the reaction solution.
In this manner, a reaction solution in which polyamic acid is dissolved is obtained. This reaction solution may be used as it is for the preparation of a liquid crystal aligning agent, or the polyamic acid contained in the reaction solution may be isolated and then used for the preparation of a liquid crystal aligning agent.

[ポリイミド]
本発明におけるポリイミドは、上記の如くして合成されたポリアミック酸を脱水閉環してイミド化することにより得ることができる。ポリイミドは、その前駆体であるポリアミック酸が有していたアミック酸構造のすべてを脱水閉環した完全イミド化物であってもよく、アミック酸構造の一部のみを脱水閉環し、アミック酸構造とイミド環構造が併存する部分イミド化物であってもよい。本発明におけるポリイミドは、そのイミド化率が30%以上であることが好ましく、40~99%であることがより好ましく、50~99%であることが更に好ましい。このイミド化率は、ポリイミドのアミック酸構造の数とイミド環構造の数との合計に対するイミド環構造の数の占める割合を百分率で表したものである。ここで、イミド環の一部がイソイミド環であってもよい。
[Polyimide]
The polyimide of the present invention can be obtained by dehydrating and cyclizing the polyamic acid synthesized as described above to convert it into an imidized product. The polyimide may be a fully imidized product in which all of the amic acid structures of the polyamic acid precursor are dehydrated and cyclized, or a partially imidized product in which only a portion of the amic acid structures are dehydrated and cyclized, and in which the amic acid structure and the imide ring structure coexist. The polyimide of the present invention preferably has an imidization rate of 30% or more, more preferably 40 to 99%, and even more preferably 50 to 99%. This imidization rate is the ratio of the number of imide ring structures to the total number of amic acid structures and the number of imide ring structures of the polyimide, expressed as a percentage. Here, some of the imide rings may be isoimide rings.

ポリアミック酸の脱水閉環は、好ましくはポリアミック酸を加熱する方法により、又はポリアミック酸を有機溶媒に溶解し、この溶液中に脱水剤及び脱水閉環触媒を添加し必要に応じて加熱する方法により行われる。このうち、後者の方法によることが好ましい。
ポリアミック酸の溶液中に脱水剤及び脱水閉環触媒を添加する方法において、脱水剤としては、例えば無水酢酸、無水プロピオン酸、無水トリフルオロ酢酸などの酸無水物を用いることができる。脱水剤の使用量は、ポリアミック酸のアミック酸構造の1モルに対して0.01~20モルとすることが好ましい。脱水閉環触媒としては、例えばピリジン、コリジン、ルチジン、トリエチルアミン等の3級アミンを用いることができる。脱水閉環触媒の使用量は、使用する脱水剤1モルに対して0.01~10モルとすることが好ましい。脱水閉環反応に用いられる有機溶媒としては、ポリアミック酸の合成に用いられるものとして例示した有機溶媒を挙げることができる。脱水閉環反応の反応温度は、好ましくは0~180℃であり、反応時間は、好ましくは1.0~120時間である。
The dehydration and ring-closing of the polyamic acid is preferably carried out by heating the polyamic acid or by dissolving the polyamic acid in an organic solvent, adding a dehydrating agent and a dehydration and ring-closing catalyst to the solution, and heating as necessary. Of these, the latter method is preferred.
In the method of adding a dehydrating agent and a dehydration ring-closing catalyst to a solution of a polyamic acid, an acid anhydride such as acetic anhydride, propionic anhydride, or trifluoroacetic anhydride can be used as the dehydrating agent. The amount of the dehydrating agent used is preferably 0.01 to 20 moles per mole of the amic acid structure of the polyamic acid. The amount of the dehydration ring-closing catalyst used is preferably 0.01 to 10 moles per mole of the dehydrating agent used. The organic solvent used in the dehydration ring-closing reaction can be the organic solvents exemplified as those used in the synthesis of polyamic acid. The reaction temperature of the dehydration ring-closing reaction is preferably 0 to 180° C., and the reaction time is preferably 1.0 to 120 hours.

このようにしてポリイミドを含有する反応溶液が得られる。この反応溶液は、そのまま液晶配向剤の調製に供してもよく、反応溶液から脱水剤及び脱水閉環触媒を除いたうえで液晶配向剤の調製に供してもよく、ポリイミドを単離したうえで液晶配向剤の調製に供してもよい。これらの精製操作は公知の方法に従って行うことができる。その他、ポリイミドは、ポリアミック酸エステルのイミド化によって得ることもできる。 In this way, a reaction solution containing polyimide is obtained. This reaction solution may be used as is for the preparation of a liquid crystal alignment agent, or may be used for the preparation of a liquid crystal alignment agent after removing the dehydrating agent and the dehydration ring-closing catalyst from the reaction solution, or may be used for the preparation of a liquid crystal alignment agent after isolating the polyimide. These purification operations can be performed according to known methods. In addition, polyimide can also be obtained by imidizing a polyamic acid ester.

[ポリアミック酸エステル]
本発明におけるポリアミック酸エステルは、例えば、[I]上記合成反応により得られたポリアミック酸とエステル化剤(例えば、メタノールやエタノール、N,N-ジメチルホルムアミドジエチルアセタールなど)とを反応させる方法、[II]テトラカルボン酸ジエステルとジアミンとを、有機溶媒中、適当な脱水触媒(例えば、4-(4,6-ジメトキシ-1,3,5-トリアジン-2-イル)-4-メチルモルホリニウムハライド、リン系縮合剤など)の存在下で反応させる方法、[III]テトラカルボン酸ジエステルジハロゲン化物とジアミンとを、有機溶媒中、適当な塩基(例えば、ピリジン、トリエチルアミン、水酸化ナトリウムなど)の存在下で反応させる方法、などによって得ることができる。
液晶配向剤に含有させるポリアミック酸エステルは、アミック酸エステル構造のみを有していてもよく、アミック酸構造とアミック酸エステル構造とが併存する部分エステル化物であってもよい。なお、ポリアミック酸エステルを溶解してなる反応溶液は、そのまま液晶配向剤の調製に供してもよく、反応溶液中に含まれるポリアミック酸エステルを単離したうえで液晶配向剤の調製に供してもよい。
[Polyamic acid ester]
The polyamic acid ester of the present invention can be obtained, for example, by a method such as [I] reacting the polyamic acid obtained by the above synthesis reaction with an esterifying agent (e.g., methanol, ethanol, N,N-dimethylformamide diethyl acetal, etc.), [II] reacting a tetracarboxylic acid diester with a diamine in an organic solvent in the presence of a suitable dehydration catalyst (e.g., 4-(4,6-dimethoxy-1,3,5-triazin-2-yl)-4-methylmorpholinium halide, a phosphorus-based condensing agent, etc.), or [III] reacting a tetracarboxylic acid diester dihalide with a diamine in an organic solvent in the presence of a suitable base (e.g., pyridine, triethylamine, sodium hydroxide, etc.).
The polyamic acid ester contained in the liquid crystal aligning agent may have only an amic acid ester structure, or may be a partially esterified product in which an amic acid structure and an amic acid ester structure coexist. The reaction solution in which the polyamic acid ester is dissolved may be used for preparing the liquid crystal aligning agent as it is, or the polyamic acid ester contained in the reaction solution may be isolated and then used for preparing the liquid crystal aligning agent.

以上のようにして得られるポリアミック酸、ポリアミック酸エステル及びポリイミドは、これを濃度10重量%の溶液としたときに、10~800mPa・sの溶液粘度を持つものであることが好ましく、15~500mPa・sの溶液粘度を持つものであることがより好ましい。なお、上記重合体の溶液粘度(mPa・s)は、当該重合体の良溶媒(例えばγ-ブチロラクトン、N-メチル-2-ピロリドンなど)を用いて調製した濃度10重量%の重合体溶液につき、E型回転粘度計を用いて25℃において測定した値である。
本発明の液晶配向剤に含有させるポリアミック酸、ポリアミック酸エステル及びポリイミドについて、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量は、500~100,000であることが好ましく、1,000~50,000であることがより好ましい。
The polyamic acid, polyamic acid ester, and polyimide obtained as described above preferably have a solution viscosity of 10 to 800 mPa·s, and more preferably 15 to 500 mPa·s, when made into a 10% by weight solution. The solution viscosity (mPa·s) of the polymer is a value measured at 25° C. using an E-type rotational viscometer for a 10% by weight polymer solution prepared using a good solvent for the polymer (e.g., γ-butyrolactone, N-methyl-2-pyrrolidone, etc.).
The polyamic acid, polyamic acid ester, and polyimide contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention preferably have a weight average molecular weight in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC) of 500 to 100,000, more preferably 1,000 to 50,000.

[ポリオルガノシロキサン]
本発明におけるポリオルガノシロキサンは、例えば加水分解性のシラン化合物を、好ましくは適当な有機溶媒、水及び触媒の存在下において、加水分解又は加水分解・縮合することにより得ることができる。
[Polyorganosiloxane]
The polyorganosiloxane of the present invention can be obtained, for example, by hydrolyzing or hydrolyzing and condensing a hydrolyzable silane compound, preferably in the presence of a suitable organic solvent, water and a catalyst.

ポリオルガノシロキサンの合成に使用する加水分解性のシラン化合物としては、例えばテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン等のアルコキシシラン化合物;3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、メルカプトメチルトリメトキシシラン、メルカプトメチルトリエトキシシラン、3-ウレイドプロピルトリメトキシシラン、3-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、N-(3-シクロヘキシルアミノ)プロピルトリメトキシシラン等の窒素・硫黄含有アルコキシシラン化合物;3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等のエポキシ基含有シラン化合物;3-(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、p-スチリルトリメトキシシラン等の不飽和結合含有アルコキシシラン化合物、などを挙げることができる。加水分解性シラン化合物は、これらのうちの1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。なお、「(メタ)アクリロキシ」は、「アクリロキシ」及び「メタクリロキシ」を含む意味である。 Examples of hydrolyzable silane compounds used in the synthesis of polyorganosiloxane include alkoxysilane compounds such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, trimethoxysilylpropylsuccinic anhydride, dimethyldimethoxysilane, and dimethyldiethoxysilane; 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, mercaptomethyltrimethoxysilane, mercaptomethyltriethoxysilane, 3-ureidopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, N-(3-cyclohexylamino)propyl ... )propyltrimethoxysilane and other nitrogen- and sulfur-containing alkoxysilane compounds; 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltriethoxysilane, 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane and other epoxy group-containing silane compounds; 3-(meth)acryloxypropyltrimethoxysilane, 3-(meth)acryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-(meth)acryloxypropylmethyldiethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane and other unsaturated bond-containing alkoxysilane compounds. The hydrolyzable silane compounds may be used alone or in combination of two or more of these. Note that "(meth)acryloxy" includes "acryloxy" and "methacryloxy".

上記の加水分解・縮合反応は、上記の如きシラン化合物の1種又は2種以上と水とを、好ましくは適当な触媒及び有機溶媒の存在下で反応させることにより行う。反応に際し、水の使用割合は、シラン化合物(合計量)1モルに対して、好ましくは1~30モルである。使用する触媒としては、例えば酸、アルカリ金属化合物、有機塩基(例えばトリエチルアミンやテトラメチルアンモニウムヒドロキシドなど)、チタン化合物、ジルコニウム化合物などを挙げることができる。触媒の使用量は、触媒の種類、温度などの反応条件などにより異なり、適宜に設定されるべきであるが、例えばシラン化合物の合計量に対して、好ましくは0.01~3倍モルである。使用する有機溶媒としては、例えば炭化水素、ケトン、エステル、エーテル、アルコールなどが挙げられ、これらのうち、非水溶性又は難水溶性の有機溶媒を用いることが好ましい。有機溶媒の使用割合は、反応に使用するシラン化合物の合計100重量部に対して、好ましくは50~1,000重量部である。 The hydrolysis and condensation reaction is carried out by reacting one or more of the above-mentioned silane compounds with water, preferably in the presence of a suitable catalyst and an organic solvent. In the reaction, the proportion of water used is preferably 1 to 30 moles per mole of the silane compounds (total amount). Examples of the catalyst used include acids, alkali metal compounds, organic bases (e.g., triethylamine and tetramethylammonium hydroxide), titanium compounds, and zirconium compounds. The amount of catalyst used varies depending on the type of catalyst, reaction conditions such as temperature, and should be set appropriately, but is preferably 0.01 to 3 moles per the total amount of silane compounds. Examples of organic solvents used include hydrocarbons, ketones, esters, ethers, and alcohols, and among these, it is preferable to use a water-insoluble or poorly water-soluble organic solvent. The proportion of the organic solvent used is preferably 50 to 1,000 parts by weight per 100 parts by weight of the total silane compounds used in the reaction.

上記の加水分解・縮合反応は、例えば油浴などにより加熱して実施することが好ましい。その際、加熱温度は130℃以下とすることが好ましく、加熱時間は、0.5~12時間とすることが好ましい。反応終了後において、反応液から分取した有機溶媒層につき、溶媒を除去することによりポリシロキサンを得ることができる。 The above hydrolysis and condensation reaction is preferably carried out by heating, for example, in an oil bath. In this case, the heating temperature is preferably 130°C or less, and the heating time is preferably 0.5 to 12 hours. After the reaction is completed, the organic solvent layer is separated from the reaction solution, and the solvent is removed to obtain polysiloxane.

TN型、STN型又は垂直配向型の液晶表示素子用の液晶配向剤に適用する場合、ポリオルガノシロキサンの側鎖に、液晶配向性基や光配向性構造を有する基などの特定基を導入してもよい。これら特定基を側鎖に有するポリオルガノシロキサンを合成する方法は特に限定されないが、例えば、エポキシ基含有シラン化合物、又はエポキシ基含有シラン化合物とその他のシラン化合物との混合物を加水分解縮合してエポキシ基を有するポリオルガノシロキサンを合成し、次いで、得られたエポキシ基含有のポリオルガノシロキサンと、上記特定基を有するカルボン酸とを反応させる方法などが挙げられる。エポキシ基含有ポリオルガノシロキサンとカルボン酸との反応は公知の方法に従って行うことができる。 When applied to a liquid crystal alignment agent for TN-type, STN-type or vertical alignment type liquid crystal display elements, a specific group such as a liquid crystal alignment group or a group having a photoalignment structure may be introduced into the side chain of the polyorganosiloxane. The method for synthesizing a polyorganosiloxane having such a specific group in the side chain is not particularly limited, but examples include a method in which an epoxy group-containing silane compound or a mixture of an epoxy group-containing silane compound and another silane compound is hydrolyzed and condensed to synthesize a polyorganosiloxane having an epoxy group, and then the obtained epoxy group-containing polyorganosiloxane is reacted with a carboxylic acid having the above-mentioned specific group. The reaction between the epoxy group-containing polyorganosiloxane and the carboxylic acid can be carried out according to a known method.

ポリオルガノシロキサンは、GPCで測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)が500~100,000の範囲にあることが好ましく、1,000~30,000の範囲にあることがより好ましく、1,000~20,000であることが更に好ましい。ポリオルガノシロキサンの重量平均分子量が上記範囲にあると、液晶配向膜を製造する際に取り扱いやすく、また得られた液晶配向膜は十分な材料強度及び特性を有するものとなる。 The polyorganosiloxane preferably has a weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene measured by GPC in the range of 500 to 100,000, more preferably in the range of 1,000 to 30,000, and even more preferably in the range of 1,000 to 20,000. When the weight average molecular weight of the polyorganosiloxane is in the above range, it is easy to handle when producing a liquid crystal alignment film, and the obtained liquid crystal alignment film has sufficient material strength and properties.

本発明の液晶配向剤において、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、ポリイミド及びポリオルガノシロキサンよりなる群から選ばれる重合体の含有割合(2種以上含有する場合には合計量)は、液晶配向剤中の重合体成分の合計量に対して、50重量%以上であることが好ましく、60重量%以上であることがより好ましい。また、本発明の効果をより好適に得る観点から、重合体成分としては、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル及びポリイミドよりなる群から選ばれる少なくとも一種を含むことが好ましい。液晶配向剤中におけるポリアミック酸、ポリアミック酸エステル及びポリイミドの合計の含有割合は、液晶配向剤中の重合体成分の合計量に対して、40重量%以上であることが好ましく、60重量%以上であることがより好ましい。 In the liquid crystal alignment agent of the present invention, the content ratio of the polymer selected from the group consisting of polyamic acid, polyamic acid ester, polyimide and polyorganosiloxane (the total amount when two or more types are contained) is preferably 50% by weight or more, more preferably 60% by weight or more, based on the total amount of the polymer components in the liquid crystal alignment agent. In addition, from the viewpoint of more suitably obtaining the effects of the present invention, it is preferable that the polymer component contains at least one selected from the group consisting of polyamic acid, polyamic acid ester and polyimide. The total content ratio of polyamic acid, polyamic acid ester and polyimide in the liquid crystal alignment agent is preferably 40% by weight or more, more preferably 60% by weight or more, based on the total amount of the polymer components in the liquid crystal alignment agent.

<溶剤>
本発明の液晶配向剤は、重合体成分が、溶剤中に分散又は溶解してなる液状の組成物である。当該液晶配向剤は、溶剤として、リン原子を有する溶剤(以下、「リン含有溶剤」ともいう。)、N,N’-ジメチルプロピレン尿素、テトラヒドロ-4H-ピラン-4-オン、テトラメチレンスルホキシド、3-メチルシクロヘキサノン、4-メチルシクロヘキサノン、下記式(1)で表される化合物、下記式(2)で表される化合物、下記式(3)で表される化合物、及び下記式(10)で表される化合物よりなる群から選ばれる少なくとも一種である特定溶剤を含有する。
<Solvent>
The liquid crystal aligning agent of the present invention is a liquid composition in which a polymer component is dispersed or dissolved in a solvent. The liquid crystal aligning agent contains, as a solvent, at least one specific solvent selected from the group consisting of a solvent having a phosphorus atom (hereinafter also referred to as a "phosphorus-containing solvent"), N,N'-dimethylpropylene urea, tetrahydro-4H-pyran-4-one, tetramethylene sulfoxide, 3-methylcyclohexanone, 4-methylcyclohexanone, a compound represented by the following formula (1), a compound represented by the following formula (2), a compound represented by the following formula (3), and a compound represented by the following formula (10).

Figure 0007509286000004
(式(1)中、Rは、水素原子又は炭素数1~6のアルキル基である。式(2)中、Rは、水素原子又は炭素数1~6のアルキル基であり、Rは、炭素数2~4のアルカンジイル基である。式(3)中、R~R10は、それぞれ独立に、水素原子又は1価の有機基である。式(10)中、R11~R13は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~3のアルキル基である。)
Figure 0007509286000004
(In formula (1), R 4 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. In formula (2), R 5 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R 6 is an alkanediyl group having 2 to 4 carbon atoms. In formula (3), R 7 to R 10 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group. In formula (10), R 11 to R 13 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.)

[リン含有溶剤]
リン含有溶剤は、少なくとも1個のリン原子を分子内に有する化合物であれば特に限定されないが、下記式(p-1)~式(p-4)のそれぞれで表される化合物よりなる群から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。

Figure 0007509286000005
(式(p-1)~(p-4)中、X及びYは、それぞれ独立に酸素原子又は硫黄原子である。Rは、水素原子又は炭素数1~10の1価の炭化水素基であり、Rは、水素原子又は1価の有機基である。ただし、RとRとが相互に結合して環を形成していてもよい。Rは、それぞれ独立に水素原子又は炭素数1~6のアルキル基であり、窒素原子に結合する2個のRが相互に結合して窒素原子とともに1価の窒素含有複素環基を形成していてもよい。ただし、R及びRは同時に水素原子にならず、R及びRは同時に水素原子にならない。m,n,k及びjは、それぞれ独立に1~3の整数である。m,n,k,jが2又は3の場合、式中の複数のR,Rは互いに同じでも異なってもよく、m,n,k,jが1の場合、式中の複数のRは互いに同じでも異なってもよい。) [Phosphorus-containing solvent]
The phosphorus-containing solvent is not particularly limited as long as it is a compound having at least one phosphorus atom in the molecule, but is preferably at least one selected from the group consisting of compounds represented by each of the following formulas (p-1) to (p-4).
Figure 0007509286000005
(In formulae (p-1) to (p-4), X 1 and Y 1 are each independently an oxygen atom or a sulfur atom. R 1 is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and R 2 is a hydrogen atom or a monovalent organic group. However, R 1 and R 2 may be bonded to each other to form a ring. R 3 is each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and two R 3s bonded to a nitrogen atom may be bonded to each other to form a monovalent nitrogen-containing heterocyclic group together with the nitrogen atom. However, R 1 and R 2 are not hydrogen atoms at the same time, and R 2 and R 3 are not hydrogen atoms at the same time. m, n, k, and j are each independently an integer of 1 to 3. When m, n, k, and j are 2 or 3, multiple R 1s and R 3s in the formula may be the same or different from each other, and when m, n, k, and j are 1, multiple R 2s in the formula may be the same or different from each other.)

ここで、本明細書において「炭化水素基」とは、鎖状炭化水素基、脂環式炭化水素基及び芳香族炭化水素基を含む意味である。「鎖状炭化水素基」とは、主鎖に環状構造を含まず、鎖状構造のみで構成された直鎖状炭化水素基及び分岐状炭化水素基を意味する。ただし、飽和でも不飽和でもよい。「脂環式炭化水素基」とは、環構造としては脂環式炭化水素の構造のみを含み、芳香環構造を含まない炭化水素基を意味する。ただし、脂環式炭化水素の構造のみで構成されている必要はなく、その一部に鎖状構造を有するものも含む。「芳香族炭化水素基」とは、環構造として芳香環構造を含む炭化水素基を意味する。ただし、芳香環構造のみで構成されている必要はなく、その一部に鎖状構造や脂環式炭化水素の構造を含んでいてもよい。また、本明細書において「有機基」とは、炭素原子を含む基を意味し、構造中にヘテロ原子を含んでいてもよい。 Here, in this specification, the term "hydrocarbon group" includes chain-shaped hydrocarbon groups, alicyclic hydrocarbon groups, and aromatic hydrocarbon groups. The term "chain-shaped hydrocarbon group" means a straight-chain hydrocarbon group and a branched hydrocarbon group that do not include a ring structure in the main chain and are composed only of a chain structure. However, they may be saturated or unsaturated. The term "alicyclic hydrocarbon group" means a hydrocarbon group that contains only an alicyclic hydrocarbon structure as a ring structure and does not contain an aromatic ring structure. However, it does not have to be composed only of an alicyclic hydrocarbon structure, and it also includes those that have a chain structure as a part of it. The term "aromatic hydrocarbon group" means a hydrocarbon group that contains an aromatic ring structure as a ring structure. However, it does not have to be composed only of an aromatic ring structure, and it may contain a chain structure or an alicyclic hydrocarbon structure as a part of it. In addition, in this specification, the term "organic group" means a group that contains carbon atoms, and may contain heteroatoms in the structure.

上記式(p-1)において、Rの炭素数1~10の1価の炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等の直鎖状又は分岐状のアルキル基;ビニル基、アリル基等のアルケニル基;エチニル基等のアルキニル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基等のシクロアルキル基;フェニル基、トリル基、キシリル基等のアリール基;ベンジル基、フェネチル基、スチリル基等のアラルキル基、などが挙げられる。Rは、これらの中でも炭素数1~3のアルキル基であることが好ましい。 In the above formula (p-1), examples of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms for R 1 include linear or branched alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, and decyl groups; alkenyl groups such as vinyl and allyl groups; alkynyl groups such as ethynyl groups; cycloalkyl groups such as cyclopentyl, cyclohexyl, and methylcyclohexyl groups; aryl groups such as phenyl, tolyl, and xylyl groups; and aralkyl groups such as benzyl, phenethyl, and styryl groups. Of these, R 1 is preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.

の1価の有機基としては、例えば炭素数1~10の1価の炭化水素基、当該炭化水素基の炭素-炭素結合間にヘテロ原子含有基を含む基、当該炭化水素基とヘテロ原子含有基とが結合した基、これらの基の少なくとも1個の水素原子を置換基で置き換えた基、シアノ基、ホルミル基などが挙げられる。
ここで、ヘテロ原子含有基とは、ヘテロ原子を有する2価以上の基を意味し、例えば-O-、-CO-、-COO-、-CONR-(Rは、水素原子又は炭素数1~6のアルキル基、以下同じ。)、-NR-、3価の窒素原子、-NRCONR-、-OCONR-、-S-、-COS-、-OCOO-、-SO-等が挙げられる。置換基としては、例えばハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、水酸基等が挙げられる。Rは、上記の中でも、炭素数1~6のアルキル基又は炭素数6若しくは7のアリール基であることが好ましい。
Examples of the monovalent organic group for R2 include monovalent hydrocarbon groups having 1 to 10 carbon atoms, groups containing a heteroatom-containing group between the carbon-carbon bond of the hydrocarbon group, groups in which the hydrocarbon group and a heteroatom-containing group are bonded, groups in which at least one hydrogen atom of these groups has been replaced with a substituent, a cyano group, and a formyl group.
Here, the heteroatom-containing group means a divalent or higher group having a heteroatom, and examples thereof include -O-, -CO-, -COO-, -CONR a - (R a is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, the same applies below), -NR a -, a trivalent nitrogen atom, -NR a CONR a -, -OCONR a -, -S-, -COS-, -OCOO-, -SO 2 -, and the like. Examples of the substituent include a halogen atom, a nitro group, a cyano group, a hydroxyl group, and the like. Among the above, R 2 is preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an aryl group having 6 or 7 carbon atoms.

の炭素数1~6のアルキル基は、直鎖状でも分岐状でもよい。2個のRが相互に結合して形成される1価の窒素含有複素環基としては、窒素含有複素環が有する窒素原子に結合する水素原子を取り除いた基などが挙げられる。当該窒素含有複素環の具体例としては、例えばピロリジン環、ピペリジン環等が挙げられ、これらの環部分に例えばハロゲン原子、アルキル基等の置換基を有していてもよい。Rは、好ましくは炭素数1~3のアルキル基であり、より好ましくはメチル基である。X及びYは酸素原子であることが好ましい。m,n,k及びjは2又は3が好ましく、3がより好ましい。 The alkyl group having 1 to 6 carbon atoms of R 3 may be linear or branched. The monovalent nitrogen-containing heterocyclic group formed by mutually bonding two R 3s includes a group obtained by removing a hydrogen atom bonded to a nitrogen atom of a nitrogen-containing heterocyclic ring. Specific examples of the nitrogen-containing heterocyclic ring include a pyrrolidine ring and a piperidine ring, and the ring portion may have a substituent such as a halogen atom or an alkyl group. R 3 is preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably a methyl group. X 1 and Y 1 are preferably oxygen atoms. m, n, k, and j are preferably 2 or 3, more preferably 3.

リン含有溶剤としては、印刷性の改善効果がより高い点で、上記式(p-1)~式(p-4)のうち、上記式(p-1)で表される化合物及び上記式(p-3)で表される化合物よりなる群から選ばれる少なくとも一種であることが好ましく、上記式(p-1)で表される化合物であることがより好ましい。 As the phosphorus-containing solvent, from the viewpoint of a higher effect of improving printability, it is preferable to use at least one selected from the group consisting of the compound represented by formula (p-1) and the compound represented by formula (p-3) among the above formulas (p-1) to (p-4), and it is more preferable to use the compound represented by formula (p-1).

リン含有溶剤の好ましい具体例としては、例えば下記式(p-1-1)~式(p-1-7)、式(p-3-1)及び式(p-3-2)のそれぞれで表される化合物等が挙げられる。

Figure 0007509286000006
Preferred specific examples of the phosphorus-containing solvent include the compounds represented by the following formulae (p-1-1) to (p-1-7), (p-3-1) and (p-3-2).
Figure 0007509286000006

リン含有溶剤としては、印刷性がより良好である点で、上記の中でも、上記式(p-1-1)~式(p-1-4)及び式(p-3-1)のそれぞれで表される化合物が特に好ましい。なお、リン含有溶剤は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 As the phosphorus-containing solvent, the compounds represented by the above formulas (p-1-1) to (p-1-4) and (p-3-1) are particularly preferred among the above because they have better printability. The phosphorus-containing solvents can be used alone or in combination of two or more.

[上記式(1)で表される化合物]
上記式(1)において、Rの炭素数1~6のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等が挙げられ、これらは直鎖状でも分岐状でもよい。上記式(1)で表される化合物の具体例としては、例えば4-ホルミルモルホリン、4-アセチルモルホリン等が挙げられ、中でも4-ホルミルモルホリンであることが特に好ましい。なお、上記式(1)で表される化合物は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
[Compound represented by the above formula (1)]
In the above formula (1), examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms for R 4 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, etc., which may be linear or branched. Specific examples of the compound represented by the above formula (1) include 4-formylmorpholine, 4-acetylmorpholine, etc., and among these, 4-formylmorpholine is particularly preferred. The compounds represented by the above formula (1) may be used alone or in combination of two or more.

[上記式(2)で表される化合物]
上記式(2)において、Rの炭素数1~6のアルキル基の例示は、上記式(1)のRの説明を適用することができる。Rの炭素数2~4のアルカンジイル基としては、例えばエチレン基、プロパンジイル基、ブタンジイル基が挙げられ、これらは直鎖状でも分岐状でもよい。上記式(2)で表される化合物の具体例としては、例えば3-メチル-2-オキサゾリドン、3-エチル-2-オキサゾリドン、3-イソプロピル-2-オキサゾリドン、N-メチル-2-オキサジナノン等が挙げられ、中でも3-メチル-2-オキサゾリドンであることが特に好ましい。なお、上記式(2)で表される化合物は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
[Compound represented by the above formula (2)]
In the above formula (2), examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms for R 5 can be the same as those for R 4 in the above formula (1). Examples of the alkanediyl group having 2 to 4 carbon atoms for R 6 include an ethylene group, a propanediyl group, and a butanediyl group, which may be linear or branched. Specific examples of the compound represented by the above formula (2) include 3-methyl-2-oxazolidone, 3-ethyl-2-oxazolidone, 3-isopropyl-2-oxazolidone, and N-methyl-2-oxazinanone, and among these, 3-methyl-2-oxazolidone is particularly preferred. The compounds represented by the above formula (2) can be used alone or in combination of two or more.

[上記式(3)で表される化合物]
上記式(3)において、R~R10の1価の有機基としては、例えば炭素数1~10のアルキル基、当該アルキル基の炭素-炭素結合間にヘテロ原子含有基を含む基、当該アルキル基とヘテロ原子含有基とが結合した基、これらの基の少なくとも1個の水素原子を置換基で置き換えた基などが挙げられる。ヘテロ原子含有基及び置換基の具体例については、上記式(p-1)中のRの説明を適用することができる。なお、R~R10は、互いに同じでも異なっていてもよい。R~R10は、好ましくは水素原子、炭素数1~5のアルキル基又は-COR(Rは、水素原子又は炭素数1~3のアルキル基)である。R及びR10の一方は、-CORであることが好ましい。
[Compound represented by the above formula (3)]
In the above formula (3), examples of the monovalent organic group of R 7 to R 10 include an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a group containing a heteroatom-containing group between the carbon-carbon bond of the alkyl group, a group in which the alkyl group and a heteroatom-containing group are bonded, and a group in which at least one hydrogen atom of these groups is replaced with a substituent. Specific examples of the heteroatom-containing group and the substituent can be applied to the explanation of R 2 in the above formula (p-1). R 7 to R 10 may be the same or different from each other. R 7 to R 10 are preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or -COR b (R b is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms). It is preferable that one of R 7 and R 10 is -COR b .

上記式(3)で表される化合物の具体例としては、例えば2-フルアルデヒド、3-フルアルデヒド、5-メチル-2-フルアルデヒド、5-メチル-3-フルアルデヒド、4-メチル-2-フルアルデヒド、4-メチル-2-フルアルデヒド、5-ヒドロキシメチル-2-フルアルデヒド等が挙げられ、中でも5-メチル-2-フルアルデヒドであることが特に好ましい。なお、上記式(3)で表される化合物は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 Specific examples of the compound represented by the above formula (3) include, for example, 2-furaldehyde, 3-furaldehyde, 5-methyl-2-furaldehyde, 5-methyl-3-furaldehyde, 4-methyl-2-furaldehyde, 4-methyl-2-furaldehyde, 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde, etc., of which 5-methyl-2-furaldehyde is particularly preferred. The compounds represented by the above formula (3) can be used alone or in combination of two or more.

[上記式(10)で表される化合物]
上記式(10)において、R11~R13の炭素数1~3のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基が挙げられ、中でもメチル基が好ましい。上記式(10)で表される化合物の具体例としては、例えばラクトアミド、N,N-ジメチルラクトアミド、N,N-ジエチルラクトアミド、N-メチル-N-プロピルラクトアミド、N-エチルラクトアミド、N-イソプロピルラクトアミド等が挙げられ、中でもN,N-ジメチルラクトアミドが特に好ましい。なお、上記式(10)で表される化合物は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
[Compound represented by the above formula (10)]
In the above formula (10), examples of the alkyl group having 1 to 3 carbon atoms for R 11 to R 13 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an isopropyl group, among which a methyl group is preferred. Specific examples of the compound represented by the above formula (10) include lactamide, N,N-dimethyl lactamide, N,N-diethyl lactamide, N-methyl-N-propyl lactamide, N-ethyl lactamide, and N-isopropyl lactamide, among which N,N-dimethyl lactamide is particularly preferred. The compounds represented by the above formula (10) can be used alone or in combination of two or more.

特定溶剤としては、印刷性(特に連続印刷性)がより良好である点で、上記の中でも、リン含有溶剤、N,N’-ジメチルプロピレン尿素、上記式(1)で表される化合物、及び上記式(2)で表される化合物よりなる群から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。なお、特定溶剤としては、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 As the specific solvent, from among the above, at least one selected from the group consisting of phosphorus-containing solvents, N,N'-dimethylpropylene urea, the compound represented by the above formula (1), and the compound represented by the above formula (2) is preferred, since it has better printability (particularly continuous printability). Note that the specific solvent can be used alone or in combination of two or more.

[その他の溶剤]
本発明の液晶配向剤は、特定溶剤以外の溶剤(以下、「その他の溶剤」ともいう。)を含有していてもよい。その他の溶剤の具体例としては、例えばN-エチル-2-ピロリドン、N-(n-プロピル)-2-ピロリドン、N-イソプロピル-2-ピロリドン、N-(n-ブチル)-2-ピロリドン、N-(t-ブチル)-2-ピロリドン、N-(n-ペンチル)-2-ピロリドン、N-メトキシプロピル-2-ピロリドン、N-エトキシエチル-2-ピロリドン、N-メトキシブチル-2-ピロリドン、3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、3-ヘキシルオキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、イソプロポキシ-N-イソプロピル-プロピオンアミド、n-ブトキシ-N-イソプロピル-プロピオンアミド、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、テトラメチル尿素、N-メチル-2-ピロリドン、γ-ブチロラクトン、δ-バレロラクトン、γ-バレロラクトン、γ-カプロラクトン、N,N-ジエチルアセトアミド、γ-ブチロラクタム、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、エチレングリコールモノメチルエーテル、乳酸ブチル、酢酸ブチル、メチルメトキシプロピオネ-ト、エチルエトキシプロピオネ-ト、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコール-n-プロピルエーテル、エチレングリコール-i-プロピルエーテル、エチレングリコール-n-ブチルエーテル(ブチルセロソルブ)、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(DPM)、ジイソブチルケトン、イソアミルプロピオネート、イソアミルイソブチレート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等が挙げられる。なお、その他の溶剤は、上記のものを1種単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
[Other solvents]
The liquid crystal alignment agent of the present invention may contain a solvent other than the specific solvent (hereinafter, also referred to as "other solvent"). Specific examples of other solvents include N-ethyl-2-pyrrolidone, N-(n-propyl)-2-pyrrolidone, N-isopropyl-2-pyrrolidone, N-(n-butyl)-2-pyrrolidone, N-(t-butyl)-2-pyrrolidone, N-(n-pentyl)-2-pyrrolidone, N-methoxypropyl-2-pyrrolidone, N-ethoxyethyl-2-pyrrolidone, N-methoxybutyl-2-pyrrolidone, 3-butoxy-N,N-dimethylpropanamide, 3 ... -N,N-dimethylpropanamide, 3-hexyloxy-N,N-dimethylpropanamide, isopropoxy-N-isopropyl-propionamide, n-butoxy-N-isopropyl-propionamide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, tetramethylurea, N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, δ-valerolactone, γ-valerolactone, γ-caprolactone, N,N-diethylacetamide, γ-butyrolactam, N,N-di Examples of the solvent include methylformamide, N,N-dimethylacetamide, ethylene glycol monomethyl ether, butyl lactate, butyl acetate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, ethylene glycol methyl ether, ethylene glycol ethyl ether, ethylene glycol-n-propyl ether, ethylene glycol-i-propyl ether, ethylene glycol-n-butyl ether (butyl cellosolve), ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol ethyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether (DPM), diisobutyl ketone, isoamyl propionate, isoamyl isobutyrate, ethylene carbonate, and propylene carbonate. As for the other solvents, the above-mentioned ones can be used alone or in combination of two or more.

特定溶剤について、液晶配向剤に含有させる溶剤の全部を特定溶剤としてもよいし、一部を特定溶剤としてもよい。特定溶剤の含有割合(2種以上使用する場合にはその合計量、以下同じ)は、液晶配向剤に含有させる溶剤の全体量に対して、好ましくは1~80重量%であり、より好ましくは5~70重量%であり、更に好ましくは10~60重量%であり、特に好ましくは20~60重量%である。 Regarding the specific solvent, all of the solvents contained in the liquid crystal alignment agent may be specific solvents, or only a portion of them may be specific solvents. The content ratio of the specific solvents (the total amount when two or more types are used, the same applies below) is preferably 1 to 80% by weight, more preferably 5 to 70% by weight, even more preferably 10 to 60% by weight, and particularly preferably 20 to 60% by weight, based on the total amount of the solvents contained in the liquid crystal alignment agent.

<その他の成分>
本発明の液晶配向剤は、上記の如き重合体成分及び溶剤を含有するが、必要に応じてその他の成分を含有していてもよい。かかるその他の成分としては、例えば分子内に少なくとも一つのエポキシ基を有する化合物、官能性シラン化合物、光重合性化合物、界面活性剤、充填剤、消泡剤、増感剤、分散剤、酸化防止剤、密着助剤、帯電防止剤、レベリング剤、抗菌剤等が挙げられる。これらの配合割合は、配合する化合物に応じて、本発明の効果を妨げない範囲で適宜設定することができる。
<Other ingredients>
The liquid crystal aligning agent of the present invention contains the polymer component and the solvent as described above, but may contain other components as necessary. Examples of such other components include compounds having at least one epoxy group in the molecule, functional silane compounds, photopolymerizable compounds, surfactants, fillers, defoamers, sensitizers, dispersants, antioxidants, adhesion aids, antistatic agents, leveling agents, antibacterial agents, etc. The blending ratio of these can be appropriately set according to the compound to be blended within a range that does not impair the effects of the present invention.

本発明の液晶配向剤における固形分濃度(液晶配向剤の溶媒以外の成分の合計重量が液晶配向剤の全重量に占める割合)は、粘性、揮発性などを考慮して適宜に選択されるが、好ましくは1~10重量%の範囲である。すなわち、本発明の液晶配向剤は、後述するように基板表面に塗布され、好ましくは加熱されることにより、液晶配向膜である塗膜又は液晶配向膜となる塗膜が形成されるが、このとき、固形分濃度が1重量%未満である場合には、塗膜の膜厚が過小となって良好な液晶配向膜を得にくくなる。一方、固形分濃度が10重量%を超える場合には、塗膜の膜厚が過大となって良好な液晶配向膜を得にくく、また、液晶配向剤の粘性が増大して塗布特性が低下する傾向にある。 The solid content concentration in the liquid crystal alignment agent of the present invention (the ratio of the total weight of the components other than the solvent of the liquid crystal alignment agent to the total weight of the liquid crystal alignment agent) is appropriately selected taking into consideration viscosity, volatility, etc., but is preferably in the range of 1 to 10% by weight. That is, the liquid crystal alignment agent of the present invention is applied to the surface of a substrate as described below, and preferably heated to form a coating film that is a liquid crystal alignment film or a coating film that will become a liquid crystal alignment film. At this time, if the solid content concentration is less than 1% by weight, the thickness of the coating film becomes too small, making it difficult to obtain a good liquid crystal alignment film. On the other hand, if the solid content concentration exceeds 10% by weight, the thickness of the coating film becomes too large, making it difficult to obtain a good liquid crystal alignment film, and the viscosity of the liquid crystal alignment agent increases, tending to deteriorate the coating characteristics.

特に好ましい固形分濃度の範囲は、基板に液晶配向剤を塗布する際に用いる方法によって異なる。例えばスピンコート法による場合には固形分濃度1.5~4.5重量%の範囲が特に好ましい。オフセット印刷法による場合には、固形分濃度を3~9重量%の範囲とし、それにより溶液粘度を12~50mPa・sの範囲とすることが特に好ましい。インクジェット法による場合には、固形分濃度を1~5重量%の範囲とし、それにより、溶液粘度を3~15mPa・sの範囲とすることが特に好ましい。液晶配向剤を調製する際の温度は、好ましくは10~50℃であり、より好ましくは20~30℃である。 The particularly preferred range of solid content varies depending on the method used to apply the liquid crystal alignment agent to the substrate. For example, when using the spin coating method, a solid content range of 1.5 to 4.5% by weight is particularly preferred. When using the offset printing method, it is particularly preferred that the solid content range be 3 to 9% by weight, thereby resulting in a solution viscosity in the range of 12 to 50 mPa·s. When using the inkjet method, it is particularly preferred that the solid content range be 1 to 5% by weight, thereby resulting in a solution viscosity in the range of 3 to 15 mPa·s. The temperature at which the liquid crystal alignment agent is prepared is preferably 10 to 50°C, more preferably 20 to 30°C.

<液晶配向膜及び液晶素子>
本発明の液晶配向膜は、上記のように調製された液晶配向剤により形成される。また、本発明の液晶素子は、上記の液晶配向剤を用いて形成された液晶配向膜を具備する。液晶素子における液晶の駆動モードは特に限定されず、TN型、STN型、IPS型、FFS型、VA型、MVA型、PSA型などの種々の駆動モードに適用することができる。本発明の液晶素子は、例えば以下の工程1~工程3を含む方法により製造することができる。工程1は、所望の駆動モードによって使用基板が異なる。工程2及び工程3は各駆動モードに共通である。
<Liquid crystal alignment film and liquid crystal element>
The liquid crystal alignment film of the present invention is formed by the liquid crystal alignment agent prepared as described above. The liquid crystal element of the present invention includes a liquid crystal alignment film formed by using the liquid crystal alignment agent. The driving mode of the liquid crystal in the liquid crystal element is not particularly limited, and it can be applied to various driving modes such as TN type, STN type, IPS type, FFS type, VA type, MVA type, and PSA type. The liquid crystal element of the present invention can be manufactured by a method including, for example, the following steps 1 to 3. In step 1, the substrate used differs depending on the desired driving mode. Steps 2 and 3 are common to each driving mode.

[工程1:塗膜の形成]
先ず、基板上に本発明の液晶配向剤を塗布し、次いで塗布面を加熱することにより基板上に塗膜を形成する。
(1-1)TN型、STN型、VA型、MVA型又はPSA型の液晶素子を製造する場合、パターニングされた透明導電膜が設けられている基板二枚を一対として、それぞれの基板における透明性導電膜の形成面上に液晶配向剤を、好ましくはオフセット印刷法、スピンコート法、ロールコーター法又はインクジェット印刷法によりそれぞれ塗布する。基板としては、例えばフロートガラス、ソーダガラスなどのガラス;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリ(脂環式オレフィン)などのプラスチックからなる透明基板を用いることができる。基板の一面に設けられる透明導電膜としては、酸化スズ(SnO)からなるNESA膜(米国PPG社登録商標)、酸化インジウム-酸化スズ(In-SnO)からなるITO膜などを用いることができる。
[Step 1: Formation of coating film]
First, the liquid crystal aligning agent of the present invention is applied onto a substrate, and then the applied surface is heated to form a coating film on the substrate.
(1-1) When manufacturing a TN type, STN type, VA type, MVA type or PSA type liquid crystal element, two substrates each having a patterned transparent conductive film are used as a pair, and a liquid crystal alignment agent is applied to the transparent conductive film-formed surface of each substrate, preferably by offset printing, spin coating, roll coater or inkjet printing. As the substrate, for example, a transparent substrate made of glass such as float glass or soda glass; or a plastic such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethersulfone, polycarbonate or poly(alicyclic olefin) can be used. As the transparent conductive film provided on one side of the substrate, a NESA film (registered trademark of PPG, USA) made of tin oxide (SnO 2 ), an ITO film made of indium oxide-tin oxide (In 2 O 3 -SnO 2 ) or the like can be used.

液晶配向剤の塗布後、塗布した配向剤の液垂れ防止などの目的で、好ましくは予備加熱(プレベーク)が実施される。プレベーク温度は、好ましくは30~200℃であり、プレベーク時間は、好ましくは0.25~10分である。その後、溶剤を完全に除去する目的で、また必要に応じて重合体に存在するアミック酸構造を熱イミド化することを目的として焼成(ポストベーク)工程が実施される。このときの焼成温度(ポストベーク温度)は、好ましくは80~300℃であり、ポストベーク時間は、好ましくは5~200分である。このようにして形成される膜の膜厚は、好ましくは0.001~1μm、より好ましくは0.005~0.5μmである。 After the liquid crystal alignment agent is applied, pre-heating (pre-baking) is preferably performed to prevent dripping of the applied alignment agent. The pre-baking temperature is preferably 30 to 200°C, and the pre-baking time is preferably 0.25 to 10 minutes. After that, a baking (post-baking) step is performed to completely remove the solvent and, if necessary, to thermally imidize the amic acid structure present in the polymer. The baking temperature (post-baking temperature) at this time is preferably 80 to 300°C, and the post-baking time is preferably 5 to 200 minutes. The thickness of the film thus formed is preferably 0.001 to 1 μm, more preferably 0.005 to 0.5 μm.

(1-2)IPS型又はFFS型液晶表示素子を製造する場合、櫛歯型にパターニングされた透明導電膜又は金属膜からなる電極が設けられている基板の電極形成面と、電極が設けられていない対向基板の一面とに液晶配向剤をそれぞれ塗布し、次いで各塗布面を加熱することにより塗膜を形成する。このとき使用される基板及び透明導電膜の材質、塗布方法、塗布後の加熱条件、膜厚等については上記(1-1)と同様である。金属膜としては、例えばクロムなどの金属からなる膜を使用することができる。
上記(1-1)及び(1-2)のいずれの場合も、基板上に液晶配向剤を塗布した後、有機溶媒を除去することによって、液晶配向膜又は液晶配向膜となる塗膜が形成される。
(1-2) When manufacturing an IPS-type or FFS-type liquid crystal display element, a liquid crystal alignment agent is applied to the electrode-forming surface of a substrate on which an electrode made of a transparent conductive film or metal film patterned into a comb-tooth shape is provided, and to one surface of an opposing substrate on which no electrode is provided, and then each applied surface is heated to form a coating film. The materials of the substrate and transparent conductive film used here, the coating method, the heating conditions after coating, the film thickness, etc. are the same as those in (1-1) above. As the metal film, for example, a film made of a metal such as chromium can be used.
In either case of (1-1) or (1-2) above, a liquid crystal alignment film or a coating film to become a liquid crystal alignment film is formed by applying a liquid crystal alignment agent onto a substrate and then removing the organic solvent.

[工程2:配向能付与処理]
TN型、STN型、IPS型又はFFS型の液晶表示素子を製造する場合、上記工程1で形成した塗膜に液晶配向能を付与する処理を実施する。これにより、液晶分子の配向能が塗膜に付与されて液晶配向膜となる。配向能付与処理としては、例えばナイロン、レーヨン、コットンなどの繊維からなる布を巻き付けたロールで塗膜を一定方向に擦るラビング処理、塗膜に対して偏光又は非偏光の放射線を照射する光配向処理などが挙げられる。一方、VA型液晶表示素子を製造する場合には、上記工程1で形成した塗膜をそのまま液晶配向膜として使用することができるが、該塗膜に対し配向能付与処理を施してもよい。VA型の液晶表示素子に好適な液晶配向膜は、PSA(Polymer sustained alignment)型の液晶表示素子にも好適に用いることができる。
[Step 2: Treatment for imparting alignment ability]
When a TN-type, STN-type, IPS-type or FFS-type liquid crystal display element is manufactured, a treatment is carried out to impart liquid crystal alignment ability to the coating film formed in the above step 1. This imparts the alignment ability of liquid crystal molecules to the coating film, forming a liquid crystal alignment film. Examples of the alignment ability imparting treatment include a rubbing treatment in which the coating film is rubbed in a certain direction with a roll wrapped with a cloth made of fibers such as nylon, rayon or cotton, and a photoalignment treatment in which the coating film is irradiated with polarized or non-polarized radiation. On the other hand, when a VA-type liquid crystal display element is manufactured, the coating film formed in the above step 1 can be used as a liquid crystal alignment film as it is, but the coating film may also be subjected to an alignment ability imparting treatment. The liquid crystal alignment film suitable for a VA-type liquid crystal display element can also be suitably used for a PSA (Polymer Sustained Alignment) type liquid crystal display element.

[工程3:液晶セルの構築]
上記のようにして液晶配向膜が形成された基板を2枚準備し、対向配置した2枚の基板間に液晶を配置することにより液晶セルを製造する。液晶セルを製造するには、例えば、(1)液晶配向膜が対向するように間隙を介して2枚の基板を対向配置し、2枚の基板の周辺部をシール剤を用いて貼り合わせ、基板表面及びシール剤により区画されたセルギャップ内に液晶を注入充填した後、注入孔を封止する方法、(2)液晶配向膜を形成した一方の基板上の所定の場所にシール剤を塗布し、さらに液晶配向膜面上の所定の数箇所に液晶を滴下した後、液晶配向膜が対向するように他方の基板を貼り合わせるとともに液晶を基板の全面に押し広げる方法(ODF方式)等が挙げられる。製造した液晶セルにつき、さらに、用いた液晶が等方相をとる温度まで加熱した後、室温まで徐冷することにより、液晶充填時の流動配向を除去することが望ましい。
[Step 3: Construction of liquid crystal cell]
Two substrates on which the liquid crystal alignment film is formed as described above are prepared, and liquid crystal is disposed between the two substrates arranged opposite to each other to manufacture a liquid crystal cell. For example, the liquid crystal cell can be manufactured by (1) arranging two substrates opposite to each other with a gap therebetween so that the liquid crystal alignment film faces each other, bonding the peripheries of the two substrates together using a sealant, injecting liquid crystal into the substrate surface and the cell gap partitioned by the sealant, and then sealing the injection hole, or (2) applying a sealant to a predetermined location on one substrate on which the liquid crystal alignment film is formed, dropping liquid crystal into a few predetermined locations on the liquid crystal alignment film surface, bonding the other substrate so that the liquid crystal alignment film faces each other, and spreading the liquid crystal over the entire surface of the substrate (ODF method). It is desirable to further heat the manufactured liquid crystal cell to a temperature at which the liquid crystal used has an isotropic phase, and then slowly cool it to room temperature to remove the flow orientation during liquid crystal filling.

シール剤としては、例えば硬化剤及びスペーサーとしての酸化アルミニウム球を含有するエポキシ樹脂などを用いることができる。液晶としては、ネマチック液晶及びスメクチック液晶を挙げることができ、その中でもネマチック液晶が好ましく、例えばシッフベース系液晶、アゾキシ系液晶、ビフェニル系液晶、フェニルシクロヘキサン系液晶、エステル系液晶、ターフェニル系液晶、ビフェニルシクロヘキサン系液晶、ピリミジン系液晶、ジオキサン系液晶、ビシクロオクタン系液晶、キュバン系液晶などを用いることができる。また、これらの液晶に、例えばコレステリック液晶、カイラル剤、強誘電性液晶などを添加して使用してもよい。 As the sealing agent, for example, an epoxy resin containing a hardener and aluminum oxide spheres as spacers can be used. As the liquid crystal, nematic liquid crystal and smectic liquid crystal can be mentioned, among which nematic liquid crystal is preferable, and for example, Schiff base liquid crystal, azoxy liquid crystal, biphenyl liquid crystal, phenylcyclohexane liquid crystal, ester liquid crystal, terphenyl liquid crystal, biphenylcyclohexane liquid crystal, pyrimidine liquid crystal, dioxane liquid crystal, bicyclooctane liquid crystal, cubane liquid crystal, etc. can be used. In addition, for example, cholesteric liquid crystal, chiral agent, ferroelectric liquid crystal, etc. can be added to these liquid crystals.

PSA型液晶表示素子を製造する場合には、液晶と共に光重合性化合物を注入又は滴下する点以外は上記と同様にして液晶セルを構築する。その後、一対の基板の有する導電膜間に、直流又は交流の電圧を印加した状態で液晶セルに光照射する。また、光重合性化合物を含む液晶配向剤を用いて基板上に塗膜を形成した場合、上記と同様にして液晶セルを構築し、その後、一対の基板の有する導電膜間に、直流又は交流の電圧を印加した状態で液晶セルに光照射する工程を経ることにより液晶素子を製造してもよい。 When manufacturing a PSA type liquid crystal display element, a liquid crystal cell is constructed in the same manner as above, except that a photopolymerizable compound is injected or dropped together with the liquid crystal. Then, the liquid crystal cell is irradiated with light while a DC or AC voltage is applied between the conductive films of the pair of substrates. Also, when a coating film is formed on a substrate using a liquid crystal alignment agent containing a photopolymerizable compound, a liquid crystal cell is constructed in the same manner as above, and then a liquid crystal element may be manufactured by going through a process of irradiating the liquid crystal cell with light while a DC or AC voltage is applied between the conductive films of the pair of substrates.

そして、液晶セルの外側表面に偏光板を貼り合わせることにより、本発明の液晶表示素子を得ることができる。液晶セルの外表面に貼り合わされる偏光板としては、ポリビニルアルコールを延伸配向させながらヨウ素を吸収させた「H膜」と称される偏光フィルムを酢酸セルロース保護膜で挟んだ偏光板又はH膜そのものからなる偏光板を挙げることができる。 Then, by laminating a polarizing plate on the outer surface of the liquid crystal cell, the liquid crystal display element of the present invention can be obtained. Examples of the polarizing plate to be laminated on the outer surface of the liquid crystal cell include a polarizing film called an "H film" made by absorbing iodine while stretching and aligning polyvinyl alcohol, sandwiched between cellulose acetate protective films, and a polarizing plate made of the H film itself.

本発明の液晶素子は種々の装置に有効に適用することができ、例えば、時計、携帯型ゲーム、ワープロ、ノート型パソコン、カーナビゲーションシステム、カムコーダー、PDA、デジタルカメラ、携帯電話、スマートフォン、各種モニター、液晶テレビなどの各種表示装置や、調光フィルム等に用いることができる。また、本発明の液晶配向剤を用いて形成された液晶素子は位相差フィルムに適用することもできる。 The liquid crystal element of the present invention can be effectively applied to various devices, for example, various display devices such as clocks, portable games, word processors, notebook computers, car navigation systems, camcorders, PDAs, digital cameras, mobile phones, smartphones, various monitors, and liquid crystal televisions, as well as light control films. In addition, the liquid crystal element formed using the liquid crystal alignment agent of the present invention can also be applied to retardation films.

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

合成例における各重合体溶液の溶液粘度、ポリイミドのイミド化率、重量平均分子量、及びエポキシ当量は以下の方法により測定した。
[重合体溶液の溶液粘度(mPa・s)]所定の溶媒を用い、重合体濃度10重量%に調整した溶液について、E型回転粘度計を用いて25℃で測定した。
[ポリイミドのイミド化率]ポリイミドの溶液を純水に投入し、得られた沈殿を室温で十分に減圧乾燥した後、重水素化ジメチルスルホキシドに溶解し、テトラメチルシランを基準物質として室温でH-NMRを測定した。得られたH-NMRスペクトルから、下記数式(1)によりイミド化率[%]を求めた。
イミド化率[%]=(1-A/A×α)×100 …(1)
(数式(1)中、Aは化学シフト10ppm付近に現れるNH基のプロトン由来のピーク面積であり、Aはその他のプロトン由来のピーク面積であり、αは重合体の前駆体(ポリアミック酸)におけるNH基のプロトン1個に対するその他のプロトンの個数割合である。)
[重合体の重量平均分子量Mw]以下の条件におけるゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定したポリスチレン換算値である。
カラム:東ソー(株)製、TSKgelGRCXLII
溶剤:テトラヒドロフラン
温度:40℃
圧力:68kgf/cm
[エポキシ当量]JIS C 2105に記載の塩酸-メチルエチルケトン法により測定した。
The solution viscosity of each polymer solution, the imidization rate of polyimide, the weight average molecular weight, and the epoxy equivalent in the synthesis examples were measured by the following methods.
[Solution Viscosity of Polymer Solution (mPa·s)] A solution prepared by adjusting the polymer concentration to 10% by weight using a prescribed solvent was measured at 25° C. using an E-type rotational viscometer.
[Imidization rate of polyimide] A polyimide solution was poured into pure water, and the resulting precipitate was thoroughly dried under reduced pressure at room temperature, then dissolved in deuterated dimethyl sulfoxide and subjected to 1H -NMR measurement at room temperature using tetramethylsilane as a standard substance. From the obtained 1H -NMR spectrum, the imidization rate [%] was calculated using the following formula (1).
Imidization rate [%] = (1 - A1 / A2 x α) x 100 ... (1)
(In formula (1), A1 is the peak area derived from the NH group proton appearing at a chemical shift of about 10 ppm, A2 is the peak area derived from other protons, and α is the ratio of the number of other protons to one NH group proton in the polymer precursor (polyamic acid).)
[Weight average molecular weight Mw of polymer] This is a polystyrene equivalent value measured by gel permeation chromatography under the following conditions.
Column: TSKgel GRCXLII, manufactured by Tosoh Corporation
Solvent: Tetrahydrofuran Temperature: 40°C
Pressure: 68 kgf/ cm2
[Epoxy equivalent] Measured by the hydrochloric acid-methyl ethyl ketone method described in JIS C 2105.

<重合体の合成>
[合成例1:ポリイミド(PI-1)の合成]
テトラカルボン酸二無水物として2,3,5-トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物(TCA)22.4g(0.1モル)、ジアミンとしてp-フェニレンジアミン(PDA)8.6g(0.08モル)及び3,5-ジアミノ安息香酸コレスタニル(HCDA)10.5g(0.02モル)を、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)166gに溶解し、60℃で6時間反応を行い、ポリアミック酸を20重量%含有する溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、NMPを加えてポリアミック酸濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は90mPa・sであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液に、NMPを追加してポリアミック酸濃度7重量%の溶液とし、ピリジン11.9g及び無水酢酸15.3gを添加して110℃で4時間脱水閉環反応を行った。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなNMPで溶媒置換(本操作によって脱水閉環反応に使用したピリジン及び無水酢酸を系外に除去した。以下同じ。)することにより、イミド化率約68%のポリイミド(PI-1)を26重量%含有する溶液を得た。得られたポリイミド溶液を少量分取し、NMPを加えてポリイミド濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は45mPa・sであった。次いで、反応溶液を大過剰のメタノール中に注ぎ、反応生成物を沈殿させた。この沈殿物をメタノールで洗浄し、減圧下40℃で15時間乾燥させることにより、ポリイミド(PI-1)を得た。
<Synthesis of Polymer>
[Synthesis Example 1: Synthesis of polyimide (PI-1)]
22.4 g (0.1 mol) of 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic dianhydride (TCA) as a tetracarboxylic dianhydride, 8.6 g (0.08 mol) of p-phenylenediamine (PDA) as a diamine, and 10.5 g (0.02 mol) of cholestanyl 3,5-diaminobenzoate (HCDA) as a diamine were dissolved in 166 g of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and reacted at 60° C. for 6 hours to obtain a solution containing 20% by weight of polyamic acid. A small amount of the obtained polyamic acid solution was taken, and NMP was added to make a solution with a polyamic acid concentration of 10% by weight. The solution viscosity was measured and found to be 90 mPa·s.
Next, NMP was added to the obtained polyamic acid solution to obtain a solution with a polyamic acid concentration of 7% by weight, and 11.9 g of pyridine and 15.3 g of acetic anhydride were added to perform a dehydration ring-closing reaction at 110° C. for 4 hours. After the dehydration ring-closing reaction, the solvent in the system was replaced with fresh NMP (by this operation, the pyridine and acetic anhydride used in the dehydration ring-closing reaction were removed from the system. The same applies below.), thereby obtaining a solution containing 26% by weight of polyimide (PI-1) with an imidization rate of about 68%. A small amount of the obtained polyimide solution was taken, and NMP was added to obtain a solution with a polyimide concentration of 10% by weight. The solution viscosity was measured and was 45 mPa·s. Next, the reaction solution was poured into a large excess of methanol to precipitate the reaction product. The precipitate was washed with methanol and dried at 40° C. under reduced pressure for 15 hours to obtain polyimide (PI-1).

[合成例2:ポリイミド(PI-2)の合成]
テトラカルボン酸二無水物としてTCA22.5g(0.1モル)、ジアミンとしてPDA7.6g(0.07モル)、HCDA5.2g(0.01モル)及び4,4’-ジアミノジフェニルメタン(DDM)4.0g(0.02モル)、をNMP157gに溶解し、60℃で6時間反応を行い、ポリアミック酸を20重量%含有する溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、NMPを加えてポリアミック酸濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は110mPa・sであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液に、NMPを追加してポリアミック酸濃度7重量%の溶液とし、ピリジン16.6g及び無水酢酸21.4gを添加して110℃で4時間脱水閉環反応を行った。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなNMPで溶媒置換することにより、イミド化率約82%のポリイミド(PI-2)を26重量%含有する溶液を得た。得られたポリイミド溶液を少量分取し、NMPを加えてポリイミド濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は62mPa・sであった。次いで、反応溶液を大過剰のメタノール中に注ぎ、反応生成物を沈殿させた。この沈殿物をメタノールで洗浄し、減圧下40℃で15時間乾燥させることにより、ポリイミド(PI-2)を得た。
[Synthesis Example 2: Synthesis of polyimide (PI-2)]
22.5 g (0.1 mol) of TCA as a tetracarboxylic dianhydride, 7.6 g (0.07 mol) of PDA as a diamine, 5.2 g (0.01 mol) of HCDA, and 4.0 g (0.02 mol) of 4,4'-diaminodiphenylmethane (DDM) were dissolved in 157 g of NMP and reacted at 60°C for 6 hours to obtain a solution containing 20% by weight of polyamic acid. A small amount of the obtained polyamic acid solution was taken and NMP was added to make a solution with a polyamic acid concentration of 10% by weight, and the solution viscosity was measured to be 110 mPa·s.
Next, NMP was added to the obtained polyamic acid solution to obtain a solution with a polyamic acid concentration of 7% by weight, and 16.6 g of pyridine and 21.4 g of acetic anhydride were added to perform a dehydration ring-closing reaction at 110° C. for 4 hours. After the dehydration ring-closing reaction, the solvent in the system was replaced with fresh NMP to obtain a solution containing 26% by weight of polyimide (PI-2) with an imidization rate of about 82%. A small amount of the obtained polyimide solution was taken, and NMP was added to obtain a solution with a polyimide concentration of 10% by weight. The solution viscosity was measured to be 62 mPa·s. Next, the reaction solution was poured into a large excess of methanol to precipitate the reaction product. The precipitate was washed with methanol and dried at 40° C. under reduced pressure for 15 hours to obtain polyimide (PI-2).

[合成例3:ポリイミド(PI-3)の合成]
テトラカルボン酸二無水物として2,4,6,8-テトラカルボキシビシクロ[3.3.0]オクタン-2:4,6:8-二無水物(BODA)24.9g(0.10モル)、ジアミンとしてPDA8.6g(0.08モル)及びHCDA10.4g(0.02モル)を、NMP176gに溶解し、60℃で6時間反応を行い、ポリアミック酸を20重量%含有する溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、NMPを加えてポリアミック酸濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は103mPa・sであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液に、NMPを追加してポリアミック酸濃度7重量%の溶液とし、ピリジン11.9g及び無水酢酸15.3gを添加して110℃で4時間脱水閉環反応を行った。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなNMPで溶媒置換することにより、イミド化率約71%のポリイミド(PI-3)を26重量%含有する溶液を得た。得られたポリイミド溶液を少量分取し、NMPを加えてポリイミド濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は57mPa・sであった。次いで、反応溶液を大過剰のメタノール中に注ぎ、反応生成物を沈殿させた。この沈殿物をメタノールで洗浄し、減圧下40℃で15時間乾燥させることにより、ポリイミド(PI-3)を得た。
[Synthesis Example 3: Synthesis of polyimide (PI-3)]
24.9 g (0.10 mol) of 2,4,6,8-tetracarboxybicyclo[3.3.0]octane-2:4,6:8-dianhydride (BODA) as a tetracarboxylic dianhydride, 8.6 g (0.08 mol) of PDA as a diamine, and 10.4 g (0.02 mol) of HCDA were dissolved in 176 g of NMP and reacted at 60° C. for 6 hours to obtain a solution containing 20% by weight of polyamic acid. A small amount of the obtained polyamic acid solution was taken and NMP was added to make a solution with a polyamic acid concentration of 10% by weight, and the solution viscosity was measured to be 103 mPa·s.
Next, NMP was added to the obtained polyamic acid solution to obtain a solution with a polyamic acid concentration of 7% by weight, and 11.9 g of pyridine and 15.3 g of acetic anhydride were added to perform a dehydration ring-closing reaction at 110° C. for 4 hours. After the dehydration ring-closing reaction, the solvent in the system was replaced with fresh NMP to obtain a solution containing 26% by weight of polyimide (PI-3) with an imidization rate of about 71%. A small amount of the obtained polyimide solution was taken, and NMP was added to obtain a solution with a polyimide concentration of 10% by weight. The solution viscosity was measured and was 57 mPa·s. Next, the reaction solution was poured into a large excess of methanol to precipitate the reaction product. The precipitate was washed with methanol and dried at 40° C. under reduced pressure for 15 hours to obtain polyimide (PI-3).

[合成例4:ポリイミド(PI-4)の合成]
テトラカルボン酸二無水物として、TCA110g(0.50モル)及び1,3,3a,4,5,9b-ヘキサヒドロ-8-メチル-5-(テトラヒドロ-2,5-ジオキソ-3-フラニル)ナフト[1,2-c]フラン-1,3-ジオン160g(0.50モル)、ジアミンとして、PDA91g(0.85モル)、1,3-ビス(3-アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン25g(0.10モル)及び3,6-ビス(4-アミノベンゾイルオキシ)コレスタン25g(0.040モル)、並びにモノアミンとしてアニリン1.4g(0.015モル)を、NMP960gに溶解し、60℃で6時間反応を行うことにより、ポリアミック酸を含有する溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、NMPを加えてポリアミック酸濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は60mPa・sであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にNMP2,700gを追加し、ピリジン390g及び無水酢酸410gを添加して110℃で4時間脱水閉環反応を行った。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなγ-ブチロラクトンで溶媒置換することにより、イミド化率約95%のポリイミド(PI-4)を15重量%含有する溶液約2,500gを得た。この溶液を少量分取し、NMPを加え、ポリイミド濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は70mPa・sであった。次いで、反応溶液を大過剰のメタノール中に注ぎ、反応生成物を沈殿させた。この沈殿物をメタノールで洗浄し、減圧下40℃で15時間乾燥させることにより、ポリイミド(PI-4)を得た。
[Synthesis Example 4: Synthesis of polyimide (PI-4)]
As tetracarboxylic dianhydrides, 110 g (0.50 mol) of TCA and 160 g (0.50 mol) of 1,3,3a,4,5,9b-hexahydro-8-methyl-5-(tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl)naphtho[1,2-c]furan-1,3-dione, as diamines, 91 g (0.85 mol) of PDA, 25 g (0.10 mol) of 1,3-bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane and 25 g (0.040 mol) of 3,6-bis(4-aminobenzoyloxy)cholestane, as well as 1.4 g (0.015 mol) of aniline as a monoamine, were dissolved in 960 g of NMP and reacted at 60° C. for 6 hours to obtain a solution containing a polyamic acid. A small amount of the obtained polyamic acid solution was taken, and NMP was added to make a solution having a polyamic acid concentration of 10% by weight. The solution viscosity was measured and found to be 60 mPa·s.
Next, 2,700 g of NMP was added to the obtained polyamic acid solution, and 390 g of pyridine and 410 g of acetic anhydride were added to carry out a dehydration ring-closing reaction at 110° C. for 4 hours. After the dehydration ring-closing reaction, the solvent in the system was replaced with fresh γ-butyrolactone to obtain about 2,500 g of a solution containing 15% by weight of polyimide (PI-4) with an imidization rate of about 95%. A small amount of this solution was taken, and NMP was added to obtain a solution with a polyimide concentration of 10% by weight. The solution viscosity was measured to be 70 mPa·s. Next, the reaction solution was poured into a large excess of methanol to precipitate the reaction product. The precipitate was washed with methanol and dried at 40° C. under reduced pressure for 15 hours to obtain polyimide (PI-4).

[合成例5:ポリイミド(PI-5)の合成]
テトラカルボン酸二無水物としてTCA22.4g(0.1モル)、ジアミンとしてPDA8.6g(0.08モル)、DDM2.0g(0.01モル)及び4,4’-ジアミノ-2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル3.2g(0.01モル)を、NMP324gに溶解し、60℃で4時間反応を行い、ポリアミック酸を10重量%含有する溶液を得た。
次いで、得られたポリアミック酸溶液に、NMP360gを追加し、ピリジン39.5g及び無水酢酸30.6gを添加して110℃で4時間脱水閉環反応を行った。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなNMPで溶媒置換し、イミド化率約93%のポリイミド(PI-5)を10重量%含有する溶液を得た。得られたポリイミド溶液を少量分取して測定した溶液粘度は30mPa・sであった。次いで、反応溶液を大過剰のメタノール中に注ぎ、反応生成物を沈殿させた。この沈殿物をメタノールで洗浄し、減圧下40℃で15時間乾燥させることにより、ポリイミド(PI-5)を得た。
[Synthesis Example 5: Synthesis of polyimide (PI-5)]
22.4 g (0.1 mol) of TCA as a tetracarboxylic dianhydride, 8.6 g (0.08 mol) of PDA as a diamine, 2.0 g (0.01 mol) of DDM, and 3.2 g (0.01 mol) of 4,4'-diamino-2,2'-bis(trifluoromethyl)biphenyl were dissolved in 324 g of NMP and reacted at 60°C for 4 hours to obtain a solution containing 10% by weight of polyamic acid.
Next, 360 g of NMP was added to the obtained polyamic acid solution, and 39.5 g of pyridine and 30.6 g of acetic anhydride were added to carry out a dehydration ring-closing reaction at 110° C. for 4 hours. After the dehydration ring-closing reaction, the solvent in the system was replaced with fresh NMP to obtain a solution containing 10% by weight of polyimide (PI-5) with an imidization rate of about 93%. A small amount of the obtained polyimide solution was taken and the solution viscosity was measured to be 30 mPa·s. Next, the reaction solution was poured into a large excess of methanol to precipitate the reaction product. The precipitate was washed with methanol and dried under reduced pressure at 40° C. for 15 hours to obtain polyimide (PI-5).

[合成例6:ポリイミド(PI-6)の合成]
使用するジアミンを、3,5-ジアミノ安息香酸(3,5DAB)0.08モル及びコレスタニルオキシ-2,4-ジアミノベンゼン(HCODA)0.02モルに変更した以外は、上記合成例1と同様の方法によりポリアミック酸溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、NMPを加えてポリアミック酸濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は80mPa・sであった。
次いで、上記合成例1と同様の方法によりイミド化を行い、イミド化率約65%のポリイミド(PI-6)を26重量%含有する溶液を得た。得られたポリイミド溶液を少量分取し、NMPを加えてポリイミド濃度10重量%の溶液として測定した溶液粘度は40mPa・sであった。次いで、反応溶液を大過剰のメタノール中に注ぎ、反応生成物を沈殿させた。この沈殿物をメタノールで洗浄し、減圧下40℃で15時間乾燥させることにより、ポリイミド(PI-6)を得た。
[Synthesis Example 6: Synthesis of polyimide (PI-6)]
Except for changing the diamines used to 0.08 mol of 3,5-diaminobenzoic acid (3,5DAB) and 0.02 mol of cholestanyloxy-2,4-diaminobenzene (HCODA), a polyamic acid solution was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1. A small amount of the obtained polyamic acid solution was taken and NMP was added to make a solution with a polyamic acid concentration of 10 wt %, and the solution viscosity was measured to be 80 mPa·s.
Next, imidization was carried out in the same manner as in Synthesis Example 1 above, to obtain a solution containing 26% by weight of polyimide (PI-6) with an imidization rate of about 65%. A small amount of the obtained polyimide solution was taken, and NMP was added to make a solution with a polyimide concentration of 10% by weight, and the solution viscosity was measured to be 40 mPa·s. Next, the reaction solution was poured into a large excess of methanol to precipitate the reaction product. The precipitate was washed with methanol and dried under reduced pressure at 40° C. for 15 hours to obtain polyimide (PI-6).

[合成例7:ポリアミック酸(PA-1)の合成]
テトラカルボン酸二無水物として1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物(CB)200g(1.0モル)、ジアミンとして2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル210g(1.0モル)を、NMP370g及びγ-ブチロラクトン3,300gの混合溶媒に溶解し、40℃で3時間反応を行い、固形分濃度10重量%、溶液粘度160mPa・sのポリアミック酸溶液を得た。次いで、このポリアミック酸溶液を大過剰のメタノール中に注ぎ、反応生成物を沈殿させた。この沈殿物をメタノールで洗浄し、減圧下40℃で15時間乾燥させることにより、ポリアミック酸(PA-1)を得た。
[Synthesis Example 7: Synthesis of polyamic acid (PA-1)]
200 g (1.0 mol) of 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride (CB) as a tetracarboxylic dianhydride and 210 g (1.0 mol) of 2,2'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl as a diamine were dissolved in a mixed solvent of 370 g of NMP and 3,300 g of γ-butyrolactone, and the mixture was reacted at 40°C for 3 hours to obtain a polyamic acid solution having a solid content concentration of 10% by weight and a solution viscosity of 160 mPa·s. Next, this polyamic acid solution was poured into a large excess of methanol to precipitate the reaction product. The precipitate was washed with methanol and dried under reduced pressure at 40°C for 15 hours to obtain polyamic acid (PA-1).

[合成例8:ポリアミック酸(PA-2)の合成]
使用するテトラカルボン酸二無水物を、ピロメリット酸二無水物(PMDA)0.9モル及びCB0.1モルとし、ジアミンを、PDA0.2モル及び4,4’-ジアミノジフェニルエーテル(DDE)0.8モルとした以外は上記合成例7と同様の方法により、固形分濃度10重量%、溶液粘度170mPa・sのポリアミック酸溶液を得た。次いで、このポリアミック酸溶液を大過剰のメタノール中に注ぎ、反応生成物を沈殿させた。この沈殿物をメタノールで洗浄し、減圧下40℃で15時間乾燥させることにより、ポリアミック酸(PA-2)を得た。
[Synthesis Example 8: Synthesis of polyamic acid (PA-2)]
A polyamic acid solution having a solid content concentration of 10% by weight and a solution viscosity of 170 mPa·s was obtained by the same method as in Synthesis Example 7 above, except that the tetracarboxylic dianhydride used was 0.9 mol of pyromellitic dianhydride (PMDA) and 0.1 mol of CB, and the diamine used was 0.2 mol of PDA and 0.8 mol of 4,4′-diaminodiphenyl ether (DDE). Next, this polyamic acid solution was poured into a large excess of methanol to precipitate the reaction product. The precipitate was washed with methanol and dried under reduced pressure at 40° C. for 15 hours to obtain polyamic acid (PA-2).

[合成例9:ポリアミック酸(PA-3)の合成]
テトラカルボン酸二無水物としてTCA7.0g(0.031モル)、ジアミンとして下記式(R-1)で表される化合物13g(TCA1モルに対して1モルに相当する。)を、NMP80gに溶解し、60℃で4時間反応を行うことにより、ポリアミック酸(PA-3)を20重量%含有する溶液を得た。このポリアミック酸溶液の溶液粘度は2,000mPa・sであった。なお、下記式(R-1)で表される化合物は、特開2011-100099号公報の記載に従って合成した。次いで、このポリアミック酸溶液を大過剰のメタノール中に注ぎ、反応生成物を沈殿させた。この沈殿物をメタノールで洗浄し、減圧下40℃で15時間乾燥させることにより、ポリアミック酸(PA-3)を得た。

Figure 0007509286000007
[Synthesis Example 9: Synthesis of polyamic acid (PA-3)]
7.0 g (0.031 mol) of TCA as a tetracarboxylic dianhydride and 13 g of a compound represented by the following formula (R-1) as a diamine (corresponding to 1 mol per mol of TCA) were dissolved in 80 g of NMP and reacted at 60° C. for 4 hours to obtain a solution containing 20% by weight of polyamic acid (PA-3). The solution viscosity of this polyamic acid solution was 2,000 mPa·s. The compound represented by the following formula (R-1) was synthesized according to the description of JP-A-2011-100099. Next, this polyamic acid solution was poured into a large excess of methanol to precipitate the reaction product. The precipitate was washed with methanol and dried at 40° C. under reduced pressure for 15 hours to obtain polyamic acid (PA-3).
Figure 0007509286000007

[合成例10:ポリオルガノシロキサン(APS-1)の合成]
撹拌機、温度計、滴下漏斗及び還流冷却管を備えた反応容器に、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン(ECETS)100.0g、メチルイソブチルケトン500g及びトリエチルアミン10.0gを仕込み、室温で混合した。次いで、脱イオン水100gを滴下漏斗より30分かけて滴下した後、還流下で撹拌しつつ、80℃で6時間反応を行った。反応終了後、有機層を取り出し、0.2重量%硝酸アンモニウム水溶液により、洗浄後の水が中性になるまで洗浄した後、減圧下で溶媒及び水を留去することにより、反応性ポリオルガノシロキサン(EPS-1)を粘調な透明液体として得た。この反応性ポリオルガノシロキサン(EPS-1)について、H-NMR分析を行ったところ、化学シフト(δ)=3.2ppm付近にエポキシ基に基づくピークが理論強度どおりに得られ、反応中にエポキシ基の副反応が起こっていないことが確認された。得られた反応性ポリオルガノシロキサンの重量平均分子量Mwは3,500、エポキシ当量は180g/モルであった。
次いで、200mLの三口フラスコに、反応性ポリオルガノシロキサン(EPS-1)を10.0g、溶媒としてメチルイソブチルケトン30.28g、反応性化合物として4-ドデシルオキシ安息香酸3.98g、及び触媒としてUCAT 18X(商品名、サンアプロ(株)製)0.10gを仕込み、100℃で48時間撹拌下に反応を行った。反応終了後、反応混合物に酢酸エチルを加えて得た溶液を3回水洗し、有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥した後、溶剤を留去することにより、液晶配向性ポリオルガノシロキサン(APS-1)を9.0g得た。得られた重合体の重量平均分子量Mwは9,900であった。
[Synthesis Example 10: Synthesis of polyorganosiloxane (APS-1)]
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a dropping funnel and a reflux condenser, 100.0 g of 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane (ECETS), 500 g of methyl isobutyl ketone and 10.0 g of triethylamine were charged and mixed at room temperature. Next, 100 g of deionized water was dropped from the dropping funnel over 30 minutes, and then the reaction was carried out at 80 ° C. for 6 hours while stirring under reflux. After the reaction was completed, the organic layer was taken out and washed with a 0.2 wt% aqueous ammonium nitrate solution until the water after washing became neutral, and then the solvent and water were distilled off under reduced pressure to obtain a reactive polyorganosiloxane (EPS-1) as a viscous transparent liquid. When 1 H-NMR analysis was performed on this reactive polyorganosiloxane (EPS-1), a peak based on the epoxy group was obtained at a chemical shift (δ) of about 3.2 ppm according to the theoretical intensity, and it was confirmed that no side reaction of the epoxy group occurred during the reaction. The weight average molecular weight Mw of the resulting reactive polyorganosiloxane was 3,500 and the epoxy equivalent was 180 g/mol.
Next, 10.0 g of reactive polyorganosiloxane (EPS-1), 30.28 g of methyl isobutyl ketone as a solvent, 3.98 g of 4-dodecyloxybenzoic acid as a reactive compound, and 0.10 g of UCAT 18X (trade name, manufactured by San-Apro Co., Ltd.) as a catalyst were charged into a 200 mL three-neck flask, and the reaction was carried out under stirring at 100 ° C. for 48 hours. After the reaction was completed, ethyl acetate was added to the reaction mixture, and the resulting solution was washed with water three times, and the organic layer was dried using magnesium sulfate, and the solvent was then distilled off to obtain 9.0 g of liquid crystal aligning polyorganosiloxane (APS-1). The weight average molecular weight Mw of the obtained polymer was 9,900.

[合成例11:ポリオルガノシロキサン(PS1)の合成]
撹拌機、温度計、滴下漏斗及び還流冷却管を備えた反応容器に、p-スチリルトリメトキシシラン31g、テトラヒドロフラン70g、トリエチルアミン33g及び脱イオン水25gを加え、室温で混合した。次いで、還流下で撹拌しつつ、60℃で3時間反応を行った。反応終了後、有機層を取り出し、ジエチレングリコールジエチルエーテル60gを加え、加熱濃縮を行った。固形分濃度が30%になるまで濃縮することで、ポリシロキサン(PS1)のジエチレングリコールジエチルエーテル溶液を得た。
[合成例12,13]
仕込み原料を下記表1に示すとおりとした以外は、合成例11と同様の合成方法で、ポリオルガノシロキサン(PS-2)及び(PS-3)のジエチレングリコールジエチルエーテル溶液を得た。得られたポリオルガノシロキサンの重量平均分子量Mwを下記表1に併せて示した。
[Synthesis Example 11: Synthesis of polyorganosiloxane (PS1)]
Into a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a dropping funnel, and a reflux condenser, 31 g of p-styryltrimethoxysilane, 70 g of tetrahydrofuran, 33 g of triethylamine, and 25 g of deionized water were added and mixed at room temperature. Next, the mixture was reacted at 60° C. for 3 hours while stirring under reflux. After the reaction was completed, the organic layer was taken out, 60 g of diethylene glycol diethyl ether was added, and the mixture was concentrated by heating. The mixture was concentrated until the solid content concentration reached 30%, to obtain a diethylene glycol diethyl ether solution of polysiloxane (PS1).
[Synthesis Examples 12 and 13]
Diethylene glycol diethyl ether solutions of polyorganosiloxanes (PS-2) and (PS-3) were obtained in the same synthesis method as in Synthesis Example 11, except that the raw materials used were as shown in Table 1 below. The weight average molecular weights Mw of the obtained polyorganosiloxanes are also shown in Table 1 below.

Figure 0007509286000008
Figure 0007509286000008

なお、表1において、原料シラン化合物の略称は、それぞれ以下の意味である。
STTMS:p-スチリルトリメトキシシラン
ECETMS:2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン
PTMS:フェニルトリメトキシシラン
In Table 1, the abbreviations of the raw material silane compounds have the following meanings:
STTMS: p-styryltrimethoxysilane ECETMS: 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane PTMS: phenyltrimethoxysilane

[参考例1]
<液晶配向剤の調製>
重合体としてポリイミド(PI-1)を用い、これに溶剤としてリン酸トリメチル(PTM)、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)及びブチルセロソルブ(BC)を加え、溶剤組成がPTM:NMP:BC=20:40:40(重量比)、固形分濃度6.5重量%の溶液とした。この溶液を孔径1μmのフィルターを用いて濾過することにより液晶配向剤(S-1)を調製した。なお、液晶配向剤(S-1)は、主に垂直配向型の液晶表示素子の製造用である。
[Reference Example 1]
<Preparation of Liquid Crystal Alignment Agent>
Polyimide (PI-1) was used as a polymer, and trimethyl phosphate (PTM), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and butyl cellosolve (BC) were added as solvents to obtain a solution with a solvent composition of PTM:NMP:BC=20:40:40 (weight ratio) and a solid content concentration of 6.5% by weight. The solution was filtered using a filter with a pore size of 1 μm to prepare a liquid crystal alignment agent (S-1). The liquid crystal alignment agent (S-1) is mainly for manufacturing a vertical alignment type liquid crystal display element.

<印刷版の膨潤特性の評価>
上記液晶配向剤(S-1)を用いて、APR版の膨潤しやすさ(膨潤特性)について評価を行った。APR版は、紫外線照射部分が硬化する液状感光性樹脂によって形成された樹脂版であり、液晶配向膜印刷機の印刷版に一般に使用されている。液晶配向剤とAPR版とを接触させた場合にAPR版が膨潤しにくいということは、印刷時に液晶配向剤がAPR版に浸み込みにくく、印刷性が良好であることを意味する。膨潤特性の評価は、液晶配向剤中にAPR版を1日間浸漬し、浸漬前後でのAPR版の重量変化を測定することにより行った。このとき、APR版の重量の増加率(膨潤率)が4%未満の場合に、APR版が膨潤しにくく良好(○)、増加率が4%以上の場合に、APR版が膨潤しやすく不良(×)と評価した。その結果、この例では、膨潤率が3.5%であり、膨潤特性「良好(○)」であった。膨潤率は下記数式(2)を用いて算出した。
膨潤率[%]=(W-W/W)×100 …(2)
(数式(2)中、Wは浸漬前のAPR版の重量であり、Wは浸漬後のAPR版の重量である。)
<Evaluation of Swelling Properties of Printing Plate>
The liquid crystal alignment agent (S-1) was used to evaluate the ease of swelling (swelling characteristics) of the APR plate. The APR plate is a resin plate formed of a liquid photosensitive resin in which the ultraviolet irradiated portion is cured, and is generally used as a printing plate for liquid crystal alignment film printers. When the liquid crystal alignment agent and the APR plate are brought into contact with each other, the APR plate is less likely to swell, meaning that the liquid crystal alignment agent is less likely to penetrate into the APR plate during printing, and the printability is good. The swelling characteristics were evaluated by immersing the APR plate in the liquid crystal alignment agent for one day and measuring the weight change of the APR plate before and after immersion. At this time, when the weight increase rate (swelling rate) of the APR plate is less than 4%, the APR plate is evaluated as being less likely to swell and good (○), and when the increase rate is 4% or more, the APR plate is evaluated as being easily swelled and bad (×). As a result, in this example, the swelling rate was 3.5%, and the swelling characteristics were "good (○)". The swelling rate was calculated using the following formula (2).
Swelling ratio [%] = (W 2 - W 1 /W 1 ) × 100 ... (2)
(In formula (2), W1 is the weight of the APR plate before immersion, and W2 is the weight of the APR plate after immersion.)

<印刷性の評価>
上記で調製した液晶配向剤(S-1)につき、基板への印刷を連続して行った場合の印刷性(連続印刷性)について評価した。評価は以下のようにして行った。まず、液晶配向膜印刷機(日本写真印刷機(株)製、オングストローマー形式「S40L-532」)を用いて、アニロックスロールへの液晶配向剤(S-1)の滴下量を往復20滴(約0.2g)の条件にて、ITO膜からなる透明電極付きガラス基板の透明電極面に印刷した。基板への印刷は、1分間隔で新しい基板を用いながら20回実施した。
続いて、液晶配向剤(S-1)を1分間隔でアニロックスロール上にディスペンス(片道)し、その都度、アニロックスロールと印刷版とを接触させる作業(以下、空運転という)を合計10回行った(この間、ガラス基板への印刷は行わない)。なお、この空運転は、液晶配向剤の印刷を意図的に過酷な状況下で実施するようにするために行った操作である。
10回の空運転の後、続いてガラス基板を用いて本印刷を行った。本印刷では、空運転後、基板を30秒間隔で5枚投入し、印刷後のそれぞれの基板を80℃で1分間加熱(プレベーク)して溶媒を除去した後、200℃で10分間加熱(ポストベーク)して、膜厚約80nmの塗膜を形成した。この塗膜を倍率20倍の顕微鏡で観察することにより印刷性(連続印刷性)を評価した。評価は、空運転後の本印刷1回目から重合体の析出が観察されない場合を連続印刷性「良好(○)」、空運転後の本印刷1回目では重合体の析出が観察されるが、本印刷を5回実施する間に重合体の析出が観察されなくなる場合を連続印刷性「可(△)」、本印刷を5回繰り返した後においても重合体の析出が観察される場合を連続印刷性「不良(×)」とした。その結果、この例では連続印刷性「良好(○)」であった。なお、印刷性が良好な液晶配向剤では、連続で基板を投入している間に重合体の析出が良化(消失)することが実験により分かっている。また更に、空運転の回数を15回、20回、25回に変更し、それぞれについて上記と同様にして液晶配向剤の印刷性を評価したところ、この例では、空運転を15回及び20回としたときには「良好(○)」、25回のときには「可(△)」であった。
<Evaluation of Printing Properties>
The liquid crystal alignment agent (S-1) prepared above was evaluated for printability (continuous printability) when printing was performed continuously on a substrate. The evaluation was performed as follows. First, using a liquid crystal alignment film printer (manufactured by Nihon Photo Printing Co., Ltd., Angstromer type "S40L-532"), the liquid crystal alignment agent (S-1) was printed on the transparent electrode surface of a glass substrate with a transparent electrode made of an ITO film under the condition that the amount of liquid crystal alignment agent (S-1) was dropped on the anilox roll in a reciprocating manner of 20 drops (about 0.2 g). Printing on the substrate was performed 20 times at 1-minute intervals, using a new substrate.
Next, the liquid crystal alignment agent (S-1) was dispensed (one way) on the anilox roll at 1 minute intervals, and the anilox roll and the printing plate were brought into contact with each other (hereinafter, referred to as "idle run") for a total of 10 times (during this time, printing on the glass substrate was not performed). Note that this idle run was performed in order to intentionally perform printing of the liquid crystal alignment agent under harsh conditions.
After 10 idle runs, the main printing was performed using a glass substrate. In the main printing, after the idle run, five substrates were inserted at 30-second intervals, and each substrate after printing was heated (pre-baked) at 80° C. for 1 minute to remove the solvent, and then heated (post-baked) at 200° C. for 10 minutes to form a coating film with a thickness of about 80 nm. The printability (continuous printability) was evaluated by observing this coating film with a microscope at a magnification of 20 times. The evaluation was as follows: continuous printability "good (○)" when no polymer precipitation was observed from the first main printing after the idle run; continuous printability "fair (△)" when polymer precipitation was observed in the first main printing after the idle run but was not observed during five main printings; and continuous printability "poor (×)" when polymer precipitation was observed even after five main printings were repeated. As a result, in this example, the continuous printability was "good (○)". In addition, it has been found through experiments that in the case of a liquid crystal alignment agent with good printability, the precipitation of the polymer improves (disappears) while the substrate is continuously fed in. Furthermore, the number of idle runs was changed to 15, 20, and 25, and the printability of the liquid crystal alignment agent was evaluated in the same manner as above for each run. In this example, the results were "good (○)" when the idle runs were 15 and 20, and "fair (△)" when the idle runs were 25.

[参考例2~31及び比較例1~5]
使用する重合体、並びに溶剤の種類及び組成を、それぞれ下記表2に記載のとおり変更した以外は、上記参考例1と同様の方法により液晶配向剤(S-2)~(S-31)及び(SR-1)~(SR-5)をそれぞれ調製した。また、それぞれの液晶配向剤について、上記参考例1と同様にして印刷版の膨潤特性及び印刷性を評価した。それらの結果を下記表2に示した。
[Reference Examples 2 to 31 and Comparative Examples 1 to 5]
Except for changing the type and composition of the polymer and the solvent used as shown in Table 2 below, liquid crystal alignment agents (S-2) to (S-31) and (SR-1) to (SR-5) were prepared in the same manner as in Reference Example 1. In addition, the swelling characteristics and printability of the printing plate were evaluated for each liquid crystal alignment agent in the same manner as in Reference Example 1. The results are shown in Table 2 below.

Figure 0007509286000009
Figure 0007509286000009

表2中、重合体成分として2種の重合体を使用したもの(参考例18~31)については、使用した重合体の全体量100重量部に対する各重合体の使用割合(重量比)を併せて示した。各液晶配向剤のうち、(S-2)~(S-17)、(SR-1)~(SR-5)は主に垂直配向型、(S-18)~(S-23)は主にTN型、(S-24)は主にIPS型の液晶表示素子の製造用であり、(S-29)~(S-31)は主に光配向法による垂直配向型液晶表示素子の製造用、(S-25)~(S-28)は主にPSA方式の液晶表示素子の製造用である。表2中、溶剤組成の数値は、液晶配向剤の調製に使用した溶剤の合計量に対する各化合物の配合割合(重量比)を示す(以下の表3~表5についても同じ)。溶剤組成の記号はそれぞれ以下の意味である。
a:リン酸トリメチル
b:リン酸トリエチル
c:ヘキサメチルリン酸トリアミド
d:N-メチル-2-ピロリドン
e:N-エチル-2-ピロリドン
f:γ-ブチロラクトン
g:γ-バレロラクトン
h:δ-バレロラクトン
i:N,N-ジエチルアセトアミド
j:ブチルセロソルブ
k:ジエチレングリコールジエチルエーテル
l:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
In Table 2, for those (Reference Examples 18 to 31) in which two types of polymers were used as polymer components, the proportion (weight ratio) of each polymer relative to 100 parts by weight of the total amount of the polymer used is also shown. Of the liquid crystal alignment agents, (S-2) to (S-17), (SR-1) to (SR-5) are mainly for the manufacture of vertical alignment type liquid crystal display elements, (S-18) to (S-23) are mainly for the manufacture of TN type liquid crystal display elements, and (S-24) is mainly for the manufacture of IPS type liquid crystal display elements, (S-29) to (S-31) are mainly for the manufacture of vertical alignment type liquid crystal display elements by the photoalignment method, and (S-25) to (S-28) are mainly for the manufacture of PSA type liquid crystal display elements. In Table 2, the numerical values of the solvent composition indicate the blending proportion (weight ratio) of each compound with respect to the total amount of the solvent used in the preparation of the liquid crystal alignment agent (the same applies to Tables 3 to 5 below). The symbols of the solvent composition have the following meanings.
a: Trimethyl phosphate b: Triethyl phosphate c: Hexamethylphosphoric triamide d: N-methyl-2-pyrrolidone e: N-ethyl-2-pyrrolidone f: γ-butyrolactone g: γ-valerolactone h: δ-valerolactone i: N,N-diethylacetamide j: Butyl cellosolve k: Diethylene glycol diethyl ether l: Propylene glycol monomethyl ether acetate

[参考例32~52]
使用する重合体、並びに溶剤の種類及び組成を、それぞれ下記表3に記載のとおり変更した以外は、上記参考例1と同様の方法により液晶配向剤(S-32)~(S-52)をそれぞれ調製した。また、それぞれの液晶配向剤について、上記参考例1と同様にして印刷版の膨潤特性及び印刷性の評価を行った。それらの結果を下記表3に示す。
[Reference Examples 32 to 52]
Except for changing the type and composition of the polymer and the solvent used as shown in Table 3, liquid crystal alignment agents (S-32) to (S-52) were prepared in the same manner as in Reference Example 1. In addition, the swelling characteristics and printability of the printing plate were evaluated for each liquid crystal alignment agent in the same manner as in Reference Example 1. The results are shown in Table 3.

Figure 0007509286000010
Figure 0007509286000010

表3中、重合体成分として2種の重合体を使用したもの(参考例40~43、50~52)については、使用した重合体の全体量100重量部に対する各重合体の使用割合(重量比)を併せて示した。また、各液晶配向剤のうち、(S-32)~(S-39)、(S-44)~(S-49)は主に垂直配向型、(S-40)~(S-43)、(S-50)~(S-52)は主にTN型の液晶表示素子の製造用である。表3中、溶剤組成の記号はそれぞれ以下の意味である。d及びjは上記表2と同じである。
m:N,N’-ジメチルプロピレン尿素
n:4-ホルミルモルホリン
o:3-メチル-2-オキサゾリドン
p:テトラヒドロ-4H-ピラン-4-オン
r:テトラメチレンスルホキシド
s:3-メチルシクロヘキサノン
t:4-メチルシクロヘキサノン
In Table 3, for those in which two types of polymers were used as the polymer component (Reference Examples 40 to 43, 50 to 52), the proportion (weight ratio) of each polymer used relative to 100 parts by weight of the total amount of the polymers used is also shown. In addition, among the liquid crystal alignment agents, (S-32) to (S-39) and (S-44) to (S-49) are mainly for manufacturing vertical alignment type liquid crystal display elements, and (S-40) to (S-43) and (S-50) to (S-52) are mainly for manufacturing TN type liquid crystal display elements. In Table 3, the symbols of the solvent composition have the following meanings. d and j are the same as those in Table 2 above.
m: N,N'-dimethylpropylene urea n: 4-formylmorpholine o: 3-methyl-2-oxazolidone p: tetrahydro-4H-pyran-4-one r: tetramethylene sulfoxide s: 3-methylcyclohexanone t: 4-methylcyclohexanone

[実施例53~55、参考例56]
使用する重合体成分、並びに溶剤の種類及び組成を、それぞれ下記表4に記載のとおり変更した以外は、上記参考例1と同様の方法により液晶配向剤(S-53)~(S-56)をそれぞれ調製した。また、それぞれの液晶配向剤について、上記参考例1と同様にして印刷版の膨潤特性及び印刷性の評価を行った。それらの結果を下記表4に示す。
[Examples 53 to 55, Reference Example 56]
Except for changing the polymer components and the type and composition of the solvent used as shown in Table 4 below, liquid crystal alignment agents (S-53) to (S-56) were prepared in the same manner as in Reference Example 1. In addition, the swelling characteristics and printability of the printing plate were evaluated for each liquid crystal alignment agent in the same manner as in Reference Example 1. The results are shown in Table 4 below.

Figure 0007509286000011
Figure 0007509286000011

表4中、重合体成分として2種の重合体を使用したもの(実施例55、参考例56)については、使用した重合体の全体量100重量部に対する各重合体の使用割合(重量比)を併せて示した。また、各液晶配向剤のうち、(S-53)、(S-54)は主に垂直配向型、(S-55)、(S-56)は主にTN型の液晶表示素子の製造用である。表4中、溶剤組成の記号はそれぞれ以下の意味である。d及びjは上記表2と同じである。
q:5-メチル-2-フルアルデヒド
u:N,N-ジメチルラクトアミド(下記式(10-1)で表される化合物)

Figure 0007509286000012
In Table 4, for those in which two types of polymers were used as polymer components (Example 55, Reference Example 56), the proportion (weight ratio) of each polymer used relative to 100 parts by weight of the total amount of polymers used is also shown. Among the liquid crystal alignment agents, (S-53) and (S-54) are primarily for the manufacture of vertical alignment type liquid crystal display elements, while (S-55) and (S-56) are primarily for the manufacture of TN type liquid crystal display elements. In Table 4, the symbols for the solvent compositions have the following meanings. d and j are the same as those in Table 2 above.
q: 5-methyl-2-furaldehyde u: N,N-dimethyl lactamide (compound represented by the following formula (10-1))
Figure 0007509286000012

[参考例57~60]
使用する重合体、並びに溶剤の種類及び組成を、それぞれ下記表5に記載のとおり変更した以外は、上記参考例1と同様の方法により液晶配向剤(S-57)~(S-60)をそれぞれ調製した。また、それぞれの液晶配向剤について、上記参考例1と同様にして印刷版の膨潤特性及び印刷性の評価を行った。それらの結果を下記表5に示す。なお、表5中、重合体成分の欄の数値は、使用した重合体の全体量100重量部に対する各重合体の使用割合(重量比)を示す。溶剤組成の記号(d,m,j)は上記表2及び表3と同じである。

Figure 0007509286000013
[Reference Examples 57 to 60]
Liquid crystal alignment agents (S-57) to (S-60) were prepared in the same manner as in Reference Example 1 above, except that the polymers used and the types and compositions of the solvents were changed as shown in Table 5 below. In addition, for each liquid crystal alignment agent, the swelling characteristics and printability of the printing plate were evaluated in the same manner as in Reference Example 1 above. The results are shown in Table 5 below. In Table 5, the numerical values in the column for polymer component indicate the proportion (weight ratio) of each polymer used relative to 100 parts by weight of the total amount of the polymers used. The symbols (d, m, j) for the solvent compositions are the same as in Tables 2 and 3 above.
Figure 0007509286000013

上記の結果から、上記特定溶剤を含む液晶配向剤(参考例1~52、56~60及び実施例53~55)はいずれも印刷版を膨潤させにくく、連続印刷性も良好であることが分かった。これに対し、上記特定溶剤を含まない比較例のものは、膨潤特性及び連続印刷性のいずれかが実施例、参考例よりも劣る結果であった。 The above results show that the liquid crystal alignment agents containing the above-mentioned specific solvents (Reference Examples 1 to 52, 56 to 60 and Examples 53 to 55) are less likely to cause the printing plate to swell and have good continuous printability. In contrast, the comparative examples not containing the above-mentioned specific solvents were inferior to the Examples and Reference Examples in either swelling properties or continuous printability.

Claims (3)

重合体成分と、特定溶剤と、を含有し、
前記特定溶剤は下記式(3)で表される化合物である液晶配向剤。
Figure 0007509286000014
(式(3)中、R~R10は、それぞれ独立に、水素原子又は1価の有機基である。ただし、R 及びR 10 の一方は、-COR である。R は、水素原子又は炭素数1~3のアルキル基である。
Contains a polymer component and a specific solvent,
The specific solvent is a liquid crystal aligning agent which is a compound represented by the following formula (3).
Figure 0007509286000014
(In formula (3), R 7 to R 10 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group. However, one of R 7 and R 10 is —COR b . R b is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. )
前記重合体成分として、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、ポリイミド及びポリオルガノシロキサンよりなる群から選ばれる少なくとも一種の重合体を含有する、請求項1に記載の液晶配向剤。 The liquid crystal alignment agent according to claim 1, wherein the polymer component contains at least one polymer selected from the group consisting of polyamic acid, polyamic acid ester, polyimide, and polyorganosiloxane. 前記特定溶剤の含有割合が、液晶配向剤中の溶剤の全体量に対して1~80重量%である、請求項1又は2に記載の液晶配向剤。 The liquid crystal alignment agent according to claim 1 or 2, wherein the content of the specific solvent is 1 to 80% by weight based on the total amount of the solvent in the liquid crystal alignment agent.
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