KR102104154B1 - Method for producing liquid crystal alignment film, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element - Google Patents

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Abstract

IPS 구동 방식이나 FFS 구동 방식의 액정 표시 소자에 있어서 발생하는 교류 구동에 의한 잔상을 억제할 수 있는 광 배향 처리법용 액정 배향막의 제조 방법, 액정 배향막 및 액정 표시 소자를 제공한다. 식 (1) 로 나타내는 구조 단위를 갖는 폴리이미드 전구체 및 그 폴리이미드 전구체의 이미드화 중합체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종류의 중합체를 함유하는 액정 배향제를 기판 상에 도포, 소성하여 얻어지는 이미드화된 막에 편광된 방사선을 조사하고, 이어서, 락트산의 탄소수 1 ∼ 5 의 저급 알킬에스테르와 접촉 처리한다.

Figure 112015056884911-pct00024

(X1 은 식 (X1-1) 또는 (X1-2) 이고, R1 은 수소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기이다)
Figure 112015056884911-pct00025
Provided are a method for manufacturing a liquid crystal alignment film for a photo-alignment treatment method capable of suppressing an afterimage caused by AC driving in a liquid crystal display device of an IPS driving method or an FFS driving method, a liquid crystal alignment film, and a liquid crystal display device. Imide obtained by coating and firing a liquid crystal aligning agent containing at least one polymer selected from the group consisting of a polyimide precursor having a structural unit represented by formula (1) and an imidized polymer of the polyimide precursor The polarized radiation was irradiated onto the film thus formed, and then contacted with a lower alkyl ester having 1 to 5 carbon atoms of lactic acid.
Figure 112015056884911-pct00024

(X 1 is a formula (X1-1) or (X1-2), and R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms)
Figure 112015056884911-pct00025

Description

액정 배향막의 제조 방법, 액정 배향막, 및 액정 표시 소자{METHOD FOR PRODUCING LIQUID CRYSTAL ALIGNMENT FILM, LIQUID CRYSTAL ALIGNMENT FILM, AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY ELEMENT}METHOD FOR PRODUCING LIQUID CRYSTAL ALIGNMENT FILM, LIQUID CRYSTAL ALIGNMENT FILM, AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY ELEMENT

본 발명은, 광 배향법용의 액정 배향막의 제조 방법, 이 제조 방법에 의해 얻어지는 액정 배향막, 및 얻어진 액정 배향막을 구비하는 액정 표시 소자에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a liquid crystal alignment film for a photo-alignment method, a liquid crystal alignment film obtained by the manufacturing method, and a liquid crystal display device comprising the obtained liquid crystal alignment film.

액정 텔레비전, 액정 디스플레이 등에 사용되는 액정 표시 소자는, 통상적으로 액정의 배열 상태를 제어하기 위한 액정 배향막이 소자 내에 형성되어 있다.In the liquid crystal display element used for a liquid crystal television, a liquid crystal display, etc., the liquid crystal aligning film for controlling the arrangement state of a liquid crystal is normally formed in the element.

현재 공업적으로 가장 보급되어 있는 액정 배향막은, 전극 기판 상에 형성된 폴리아믹산 및/또는 이것을 이미드화한 폴리이미드로 이루어지는 막의 표면을 면, 나일론, 폴리에스테르 등의 천으로 일 방향으로 문지르는, 이른바 러빙 처리를 실시함으로써 제조되고 있다.The liquid crystal alignment film which is currently most widely used in the industry is so-called rubbing in which the surface of a film made of polyamic acid and / or imidized polyimide formed on an electrode substrate is rubbed in one direction with a cloth such as cotton, nylon, or polyester. It is manufactured by performing treatment.

액정 배향막의 배향 과정에 있어서의 막면의 러빙 처리는, 간편하고 생산성이 우수한 공업적으로 유용한 방법이다. 그러나, 액정 표시 소자의 고성능화, 고정세화, 대형화에 대한 요구는 점점 높아지고, 러빙 처리에 의해 발생하는 배향막의 표면의 흠집, 발진, 기계적인 힘이나 정전기에 의한 영향, 나아가서는, 배향 처리면 내의 불균일성 등의 다양한 문제가 분명해져 왔다.The rubbing treatment of the film surface in the alignment process of the liquid crystal alignment film is an industrially useful method that is simple and excellent in productivity. However, the demand for high performance, high definition, and large size of the liquid crystal display device is increasingly high, and the surface of the alignment film generated by rubbing treatment is scratched, oscillated, influenced by mechanical force or static electricity, and further, non-uniformity in the alignment surface. Various problems, such as, have been clarified.

러빙 처리을 대신하는 방법으로는, 편광된 방사선을 조사함으로써, 액정 배향능을 부여하는 광 배향법이 알려져 있다. 광 배향법에 의한 액정 배향 처리는, 광 이성화 반응을 이용한 것, 광 가교 반응을 이용한 것, 광 분해 반응을 이용한 것 등이 제안되어 있다 (비특허문헌 1 참조).As a method to replace the rubbing treatment, a photo-alignment method is known that imparts liquid crystal alignment ability by irradiating polarized radiation. As the liquid crystal alignment treatment by the photo-alignment method, one using a photoisomerization reaction, one using a photocrosslinking reaction, one using a photolysis reaction, etc. have been proposed (see Non-Patent Document 1).

한편, 폴리이미드를 사용하는 광 배향용의 액정 배향막은, 다른 것에 비해 높은 내열성을 갖는 점에서 그 유용성이 기대되고 있다.On the other hand, the usefulness of the liquid crystal aligning film for photo-alignment using polyimide is expected because it has high heat resistance compared with others.

특허문헌 1 에서는, 주사슬에 시클로부탄 고리 등의 지환 구조를 갖는 폴리이미드막을 광 배향법에 사용하는 것이 제안되어 있다.In patent document 1, it is proposed to use the polyimide film which has an alicyclic structure, such as a cyclobutane ring, in a main chain for a photo-alignment method.

상기와 같은 광 배향법은, 러빙리스 배향 처리 방법으로서, 공업적으로도 간편한 제조 프로세스로 생산할 수 있는 이점이 있을 뿐만 아니라, IPS 구동 방식이나 프린지 필드 스위칭 (이하, FFS) 구동 방식의 액정 표시 소자에 있어서는, 상기 광 배향법으로 얻어지는 액정 배향막을 사용함으로써, 러빙 처리법으로 얻어지는 액정 배향막에 비해, 액정 표시 소자의 콘트라스트나 시야각 특성의 향상을 기대할 수 있는 등 액정 표시 소자의 성능을 향상시키는 것이 가능하기 때문에, 유망한 액정 배향 처리 방법으로서 주목받고 있다.The photo-alignment method as described above, as a rubbing-less alignment treatment method, not only has the advantage of being industrially produced by a simple manufacturing process, but also a liquid crystal display device of an IPS driving method or a fringe field switching (hereinafter FFS) driving method. In the above, it is possible to improve the performance of the liquid crystal display device by using the liquid crystal alignment film obtained by the photo-alignment method, as compared to the liquid crystal alignment film obtained by the rubbing treatment method, where improvement in contrast and viewing angle characteristics of the liquid crystal display device can be expected. Therefore, it has attracted attention as a promising method for liquid crystal alignment.

IPS 구동 방식이나 FFS 구동 방식의 액정 표시 소자에 사용되는 액정 배향막으로는, 우수한 액정 배향성이나 전기 특성 등의 기본 특성에 추가하여, IPS (In-Place-Switching) 구동 방식이나 FFS 구동 방식의 액정 표시 소자에 있어서 발생하는 장기 교류 구동에 의한 잔상의 억제가 필요하게 된다.As a liquid crystal alignment film used in the IPS driving method or the FFS driving type liquid crystal display device, in addition to basic characteristics such as excellent liquid crystal alignment and electrical characteristics, an IPS (In-Place-Switching) driving method or an FFS driving liquid crystal display It is necessary to suppress afterimages caused by long-term alternating current drive generated in the device.

그러나, 광 배향법에 의해 얻어지는 액정 배향막은, 러빙에 의한 것에 비해 고분자막의 배향 방향에 대한 이방성이 작다는 문제가 있다. 이방성이 작으면 충분한 액정 배향성이 얻어지지 않고, 액정 표시 소자로 한 경우에 잔상이 발생하는 등의 문제가 발생한다.However, the liquid crystal alignment film obtained by the photo-alignment method has a problem that anisotropy with respect to the alignment direction of the polymer film is small compared with that by rubbing. When the anisotropy is small, sufficient liquid crystal alignment property is not obtained, and a problem such as an afterimage occurs when the liquid crystal display element is used.

이에 대하여, 광 배향법에 의해 얻어지는 액정 배향막의 이방성을 높이는 방법으로서, 광 조사 후에 수용성 유기 용제에 의한 세정 처리 또는 가열 처리함으로써, 광 조사에 의해 상기 폴리이미드의 주사슬이 절단되어 생성된 저분자량 성분을 제거하는 것이 제안되어 있지만, 잔상의 억제를 해결하기에는 이르지 않았다 (특허문헌 2 참조).On the other hand, as a method of increasing the anisotropy of the liquid crystal alignment film obtained by the photo-alignment method, by washing or heating treatment with a water-soluble organic solvent after light irradiation, the main chain of the polyimide is cut by light irradiation, resulting in low molecular weight. Although it has been proposed to remove the components, it has not been reached to solve the suppression of afterimages (see Patent Document 2).

일본 공개특허공보 평9-297313호Japanese Patent Application Publication No. Hei 9-297313 일본 공개특허공보 2011-107266호Japanese Patent Application Publication No. 2011-107266

「액정 광 배향막」키도와키, 이치무라 기능 재료 1997년 11월호 Vol.17, No.11 13 ∼ 22 페이지“Liquid Crystal Alignment Film” Kidouki, Ichimura Functional Materials November 1997 Vol.17, No.11 13-22 pages

본 발명은, IPS 구동 방식이나 FFS 구동 방식의 액정 표시 소자에 있어서 발생하는 교류 구동에 의한 잔상을 억제할 수 있는 광 배향 처리법용의 액정 배향막, 그 액정 배향막의 제조 방법, 및 그 액정 배향막을 갖는 액정 표시 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has a liquid crystal alignment film for a photo-alignment treatment method capable of suppressing an afterimage caused by AC driving in a liquid crystal display device of an IPS driving method or an FFS driving method, a method of manufacturing the liquid crystal alignment film, and a liquid crystal alignment film thereof It is an object to provide a liquid crystal display element.

본 발명자들은, 상기 목적을 달성하기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, 특정 구조의 폴리이미드막, 또는 폴리이미드 전구체를 도포하고, 소성하여 얻어지는 막에 편광된 방사선을 조사하고, 이어서, 락트산의 탄소수 1 ∼ 5 의 저급 알킬에스테르를 사용하여 침지 등의 접촉 처리하고, 바람직하게는, 이어서, 물 혹은 비점 50 ∼ 105 ℃ 를 갖는 수용성 유기 용제와 접촉 처리한 액정 배향막에 의해, 상기 목적을 달성할 수 있음을 알아냈다.The present inventors conducted extensive studies to achieve the above object, and as a result, irradiated with polarized radiation on the film obtained by coating and firing a polyimide film or a polyimide precursor having a specific structure, followed by carbon number of lactic acid 1 The above-mentioned object can be achieved by a liquid crystal alignment film which is subjected to contact treatment such as dipping using a lower alkyl ester of ˜5, and preferably contacted with water or a water-soluble organic solvent having a boiling point of 50 to 105 ° C. I figured it out.

이리하여, 본 발명은 하기를 요지로 하는 것이다.In this way, this invention makes the following a summary.

1. 하기 식 (1) 로 나타내는 구조 단위를 갖는 폴리이미드 전구체 및 그 폴리이미드 전구체의 이미드화 중합체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종류의 중합체를 함유하는 액정 배향제를 기판 상에 도포하고, 소성하여 얻어지는 이미드화된 막에 편광된 방사선을 조사하고, 이어서, 락트산의 탄소수 1 ∼ 5 의 저급 알킬에스테르와 접촉 처리하는 것을 특징으로 하는 액정 배향막의 제조 방법.1. A liquid crystal aligning agent containing at least one polymer selected from the group consisting of a polyimide precursor having a structural unit represented by the following formula (1) and an imidized polymer of the polyimide precursor is coated on a substrate and fired A method for producing a liquid crystal alignment film comprising irradiating polarized radiation on the imidized film obtained, and then contacting it with a lower alkyl ester having 1 to 5 carbons of lactic acid.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112015056884911-pct00001
Figure 112015056884911-pct00001

(X1 은 하기 식 (X1-1) 및 (X1-2) 로 나타내는 구조로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종류이고, R1 은 수소 원자, 또는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기이다)(X 1 is at least one member selected from the group consisting of structures represented by the following formulas (X1-1) and (X1-2), and R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms)

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112015056884911-pct00002
Figure 112015056884911-pct00002

2. 상기 액정 배향제 중의 중합체의 함유량이 2 ∼ 8 질량% 인 상기 1 에 기재된 액정 배향막의 제조 방법.2. The manufacturing method of the liquid crystal aligning film of said 1 whose content of the polymer in the said liquid crystal aligning agent is 2-8 mass%.

3. 상기 중합체의 중량 평균 분자량이 5,000 ∼ 300,000 이고, 수평균 분자량이 2,500 ∼ 150,000 인 상기 1 또는 2 에 기재된 액정 배향막의 제조 방법.3. The method for producing a liquid crystal alignment film according to 1 or 2, wherein the polymer has a weight average molecular weight of 5,000 to 300,000 and a number average molecular weight of 2,500 to 150,000.

4. 상기 락트산의 탄소수 1 ∼ 5 의 저급 알킬에스테르와 접촉 처리하고, 추가로, 물 혹은 비점 50 ∼ 105 ℃ 를 갖는 수용성 유기 용제와 접촉 처리하는 상기 1 ∼ 3 중 어느 하나에 기재된 액정 배향막의 제조 방법.4. Preparation of the liquid crystal aligning film according to any one of 1 to 3 above, which is contacted with a lower alkyl ester having 1 to 5 carbon atoms of the lactic acid and further treated with water or a water-soluble organic solvent having a boiling point of 50 to 105 ° C. Way.

5. 상기 비점 50 ∼ 105 ℃ 를 갖는 수용성 유기 용제가, 메탄올, 에탄올, 2-프로판올, 및 아세톤으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인 상기 4 에 기재된 액정 배향막의 제조 방법.5. The method for producing a liquid crystal alignment film according to 4 above, wherein the water-soluble organic solvent having the boiling point of 50 to 105 ° C is at least one selected from the group consisting of methanol, ethanol, 2-propanol, and acetone.

6. 상기 저급 알킬에스테르가 락트산에틸인 상기 1 ∼ 5 중 어느 하나에 기재된 액정 배향막의 제조 방법.6. The manufacturing method of the liquid crystal aligning film in any one of said 1-5 whose said lower alkyl ester is ethyl lactate.

7. 상기 식 (1) 로 나타내는 구조 단위를, 전체 중합체 1 몰에 대하여, 60 몰% 이상 함유하는 폴리이미드 전구체 및 그 폴리이미드 전구체의 이미드화 중합체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인 상기 1 ∼ 3 중 어느 하나에 기재된 액정 배향막의 제조 방법.7. The said 1-which is at least 1 sort (s) selected from the group which consists of a polyimide precursor containing 60 mol% or more of the structural unit represented by said Formula (1), and an imidized polymer of this polyimide precursor. The manufacturing method of the liquid crystal aligning film in any one of 3.

8. 상기 1 ∼ 7 중 어느 하나에 기재된 액정 배향막의 제조 방법에 의해 얻어지는 액정 배향막.8. The liquid crystal aligning film obtained by the manufacturing method of the liquid crystal aligning film in any one of said 1-7.

9. 상기 8 에 기재된 액정 배향막을 구비하는 액정 표시 소자.9. The liquid crystal display element provided with the liquid crystal aligning film of said 8th.

본 발명의 액정 배향막의 제조 방법에 의해 얻어지는 액정 배향막을 IPS 구동 방식이나 FFS 구동 방식의 액정 표시 소자의 액정 배향막으로 한 경우, 장기의 교류 구동에 의한 잔상을 매우 효과적으로 저감시킬 수 있다.When the liquid crystal aligning film obtained by the manufacturing method of the liquid crystal aligning film of this invention is used as the liquid crystal aligning film of the liquid crystal display element of IPS drive system or FFS drive system, afterimage by long-term AC drive can be reduced very effectively.

<특정 구조의 폴리이미드 전구체 및 그 이미드화 중합체><Polyimide precursor of specific structure and imidized polymer thereof>

본 발명에 있어서의 폴리이미드 전구체 및 그 이미드화 중합체는, 하기 식 (1) 로 나타내는 구조 단위를 갖는 폴리이미드 전구체 및 그 이미드화 중합체이다.The polyimide precursor and its imidized polymer in the present invention are polyimide precursors and imidized polymers having a structural unit represented by the following formula (1).

[화학식 3][Formula 3]

Figure 112015056884911-pct00003
Figure 112015056884911-pct00003

식 (1) 에 있어서, X1 은 하기 식 (X1-1) 및 (X1-2) 로 나타내는 구조로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종류이고, R1 은 수소 원자, 또는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기이다.In Formula (1), X 1 is at least one member selected from the group consisting of structures represented by the following formulas (X1-1) and (X1-2), and R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. to be.

[화학식 4][Formula 4]

Figure 112015056884911-pct00004
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식 (1) 에 있어서, R1 은 수소 원자, 또는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기이다. 가열에 의한 이미드화 용이성의 관점에서, 수소 원자, 또는 메틸기가 특히 바람직하다.In Formula (1), R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. From the viewpoint of the ease of imidation by heating, a hydrogen atom or a methyl group is particularly preferable.

상기 폴리이미드 전구체 및 그 이미드화 중합체는, 상기 식 (1) 로 나타내는 구조 단위 이외에 하기 식 (2) 로 나타내는 구조 단위를 함유해도 된다.The said polyimide precursor and its imidized polymer may contain the structural unit represented by following formula (2) other than the structural unit represented by said formula (1).

[화학식 5][Formula 5]

Figure 112015056884911-pct00005
Figure 112015056884911-pct00005

식 (2) 에 있어서, R1 은 상기 식 (1) 의 R1 과 동일한 정의이다.In Formula (2), R 1 is the same definition as R 1 in Formula (1).

X2 는 4 가의 유기기이고, 그 구조는 특별히 한정되지 않는다. 구체적 예를 들면, 상기 식 (XA-1), (XA-2), 하기 식 (X-1) ∼ (X-42) 등의 구조를 들 수 있다.X 2 is a tetravalent organic group, and its structure is not particularly limited. Specific examples thereof include structures such as the formulas (XA-1), (XA-2), and the following formulas (X-1) to (X-42).

화합물 입수성의 관점에서, X 의 구조는 XA-1, XA-2, X-1 ∼ X-9, X-17, X-25, X-26, X-27, X-28, X-32, X-39 등을 들 수 있다.From the viewpoint of compound availability, the structure of X is XA-1, XA-2, X-1 to X-9, X-17, X-25, X-26, X-27, X-28, X-32, X-39 etc. are mentioned.

또, 직류 전압에 의해 축적된 잔류 전하의 완화가 빠른 액정 배향막을 얻을 수 있다는 관점에서, 방향족 고리 구조를 갖는 테트라카르복실산 2 무수물을 사용하는 것이 바람직하고, X 의 구조로는, X-26, X-27, X-28, X-32, X-35, X-37 등이 보다 바람직하다.Moreover, it is preferable to use the tetracarboxylic dianhydride which has an aromatic ring structure from a viewpoint that the liquid crystal aligning film with which relaxation of the residual electric charge accumulated by DC voltage is quick can be obtained, and as the structure of X, X-26 , X-27, X-28, X-32, X-35, X-37 and the like are more preferable.

[화학식 6][Formula 6]

Figure 112015056884911-pct00006
Figure 112015056884911-pct00006

[화학식 7][Formula 7]

Figure 112015056884911-pct00007
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[화학식 8][Formula 8]

Figure 112015056884911-pct00008
Figure 112015056884911-pct00008

[화학식 9][Formula 9]

Figure 112015056884911-pct00009
Figure 112015056884911-pct00009

[화학식 10][Formula 10]

Figure 112015056884911-pct00010
Figure 112015056884911-pct00010

상기 식 (2) 에 있어서, Y2 는 2 가의 유기기이고, 그 구조는 특별히 한정되지 않는다. Y2 의 구체예를 들면, 하기 식 (Y-1) ∼ (Y-85) 의 구조를 들 수 있다.In the formula (2), Y 2 is a divalent organic group, and its structure is not particularly limited. Specific examples of Y 2, for example, there may be mentioned a structure of the formula (Y-1) ~ (Y -85).

[화학식 11][Formula 11]

Figure 112015056884911-pct00011
Figure 112015056884911-pct00011

[화학식 12][Formula 12]

Figure 112015056884911-pct00012
Figure 112015056884911-pct00012

[화학식 13][Formula 13]

Figure 112015056884911-pct00013
Figure 112015056884911-pct00013

[화학식 14][Formula 14]

Figure 112015056884911-pct00014
Figure 112015056884911-pct00014

[화학식 15][Formula 15]

Figure 112015056884911-pct00015
Figure 112015056884911-pct00015

[화학식 16][Formula 16]

Figure 112015056884911-pct00016
Figure 112015056884911-pct00016

[화학식 17][Formula 17]

Figure 112015056884911-pct00017
Figure 112015056884911-pct00017

[화학식 18][Formula 18]

Figure 112015056884911-pct00018
Figure 112015056884911-pct00018

[화학식 19][Formula 19]

Figure 112015056884911-pct00019
Figure 112015056884911-pct00019

액정 배향성의 향상을 기대할 수 있기 때문에, Y2 의 구조로는, 직선성이 높은 구조가 바람직하다. 구체적인 예로는, Y-74, Y-75, Y-76, Y-77, Y-78 이 보다 바람직하다.Since the improvement of liquid crystal alignability can be expected, a structure with high linearity is preferable as the structure of Y 2 . As a specific example, Y-74, Y-75, Y-76, Y-77, and Y-78 are more preferable.

또, 폴리이미드 전구체 및 폴리이미드의 유기 용매에 대한 용해성의 향상을 기대할 수 있기 때문에, Y2 의 구조로는, Y-8, Y-20, Y-21, Y-22, Y-28, Y-29, Y-30, Y-71, Y-72, Y-73, Y-85 가 보다 바람직하다.Moreover, since improvement of solubility of the polyimide precursor and the polyimide in an organic solvent can be expected, the structure of Y 2 is Y-8, Y-20, Y-21, Y-22, Y-28, Y -29, Y-30, Y-71, Y-72, Y-73, Y-85 are more preferable.

본 발명에 기재된 폴리이미드 전구체 및 그 이미드화 중합체에 있어서, 상기 식 (1) 로 나타내는 구조 단위의 비율이 낮은 경우, 액정 배향막의 액정 배향성을 저하시키기 때문에, 상기 식 (1) 로 나타내는 구조 단위의 비율은, 전체 구조 단위 1 몰에 대하여 100 ∼ 60 몰% 가 바람직하고, 100 ∼ 80 몰% 가 더욱 바람직하다.In the polyimide precursor and its imidized polymer described in the present invention, when the ratio of the structural unit represented by the formula (1) is low, the liquid crystal alignment of the liquid crystal alignment film is lowered, so that the structural unit represented by the formula (1) The proportion is preferably 100 to 60 mol%, more preferably 100 to 80 mol%, per 1 mol of the total structural units.

<폴리아믹산에스테르의 제조 방법><Method for producing polyamic acid ester>

본 발명에 사용되는 폴리이미드 전구체인 폴리아믹산에스테르는, 이하에 나타내는 (1) ∼ (3) 의 방법으로 합성할 수 있다.The polyamic acid ester which is a polyimide precursor used in the present invention can be synthesized by the methods (1) to (3) shown below.

(1) 폴리아믹산으로부터 합성하는 경우(1) When synthesized from polyamic acid

폴리아믹산에스테르는, 테트라카르복실산 2 무수물과 디아민으로부터 얻어지는 폴리아믹산을 에스테르화함으로써 합성할 수 있다.The polyamic acid ester can be synthesized by esterifying a polyamic acid obtained from tetracarboxylic dianhydride and diamine.

구체적으로는, 폴리아믹산과 에스테르화제를 유기 용매의 존재하에서 -20 ∼ 150 ℃, 바람직하게는 0 ∼ 50 ℃ 에 있어서, 30 분 ∼ 24 시간, 바람직하게는 1 ∼ 4 시간 반응시킴으로써 합성할 수 있다.Specifically, the polyamic acid and the esterifying agent can be synthesized by reacting at -20 to 150 ° C, preferably 0 to 50 ° C, in the presence of an organic solvent for 30 minutes to 24 hours, preferably 1 to 4 hours. .

에스테르화제로는, 정제에 의해 용이하게 제거할 수 있는 것이 바람직하며, N,N-디메틸포름아미드디메틸아세탈, N,N-디메틸포름아미드디에틸아세탈, N,N-디메틸포름아미드디프로필아세탈, N,N-디메틸포름아미드디네오펜틸부틸아세탈, N,N-디메틸포름아미드디-t-부틸아세탈, 1-메틸-3-p-톨릴트리아젠, 1-에틸-3-p-톨릴트리아젠, 1-프로필-3-p-톨릴트리아젠, 4-(4,6-디메톡시-1,3,5-트리아진-2-일)-4-메틸모르폴리늄클로라이드 등을 들 수 있다. 에스테르화제의 첨가량은, 폴리아믹산의 반복 단위 1 몰에 대하여, 2 ∼ 6 몰 당량이 바람직하고, 2 ∼ 4 몰 당량이 보다 바람직하다.As the esterifying agent, it is preferable that it can be easily removed by purification, N, N-dimethylformamide dimethylacetal, N, N-dimethylformamide diethyl acetal, N, N-dimethylformamide dipropyl acetal, N, N-dimethylformamidedineopentylbutylacetal, N, N-dimethylformamidedi-t-butylacetal, 1-methyl-3-p-tolyltriagene, 1-ethyl-3-p-tolyltriagene , 1-propyl-3-p-tolyltrigen, 4- (4,6-dimethoxy-1,3,5-triazin-2-yl) -4-methylmorpholinium chloride, and the like. The amount of the esterifying agent added is preferably 2 to 6 molar equivalents, more preferably 2 to 4 molar equivalents, per 1 mole of the repeating unit of the polyamic acid.

상기 반응에 사용하는 유기 용매는, 중합체의 용해성에서 N,N-디메틸포름아미드, N-메틸-2-피롤리돈, γ-부티로락톤 등이 바람직하며, 이들은 1 종 또는 2 종 이상을 혼합하여 사용해도 된다.The organic solvent used in the reaction is preferably N, N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, etc., in the solubility of the polymer, and these are mixed in one or more types You may use it.

합성시에 있어서의 유기 용매 중의 중합체의 농도는, 중합체의 석출이 잘 일어나지 않고, 또한 고분자량체를 얻기 쉽다는 관점에서, 1 ∼ 30 질량% 가 바람직하고, 5 ∼ 20 질량% 가 보다 바람직하다.The concentration of the polymer in the organic solvent at the time of synthesis is preferably from 1 to 30 mass%, more preferably from 5 to 20 mass%, from the viewpoint that the precipitation of the polymer does not occur easily and a high molecular weight body is easily obtained.

(2) 테트라카르복실산디에스테르디클로라이드와 디아민의 반응에 의해 합성하는 경우(2) When synthesized by reaction of tetracarboxylic acid diester dichloride and diamine

폴리아믹산에스테르는, 테트라카르복실산디에스테르디클로라이드와 디아민으로부터 합성할 수 있다.The polyamic acid ester can be synthesized from tetracarboxylic acid diester dichloride and diamine.

구체적으로는, 테트라카르복실산디에스테르디클로라이드와 디아민을 염기와 유기 용매의 존재하에서 -20 ∼ 150 ℃, 바람직하게는 0 ∼ 50 ℃ 에 있어서, 30 분 ∼ 24 시간, 바람직하게는 1 ∼ 4 시간 반응시킴으로써 합성할 수 있다.Specifically, tetracarboxylic acid diester dichloride and diamine in the presence of a base and an organic solvent at -20 to 150 deg. C, preferably 0 to 50 deg. C, 30 minutes to 24 hours, preferably 1 to 4 hours It can be synthesized by reacting.

상기 염기에는, 피리딘, 트리에틸아민, 4-디메틸아미노피리딘 등을 사용할 수 있는데, 반응을 온화하게 진행시키기 위해 피리딘이 바람직하다. 염기의 첨가량은, 제거가 용이한 양이고, 또한 고분자량체를 얻기 쉽다는 관점에서, 테트라카르복실산디에스테르디클로라이드에 대하여, 2 ∼ 4 배 몰인 것이 바람직하고, 2 ∼ 3 배 몰이 보다 바람직하다.As the base, pyridine, triethylamine, 4-dimethylaminopyridine, or the like can be used, and pyridine is preferred to gently advance the reaction. From the viewpoint of easy removal and addition of a high molecular weight body, the amount of the base added is preferably 2 to 4 times mole, more preferably 2 to 3 times mole to tetracarboxylic acid diester dichloride.

상기 반응에 사용하는 유기 용매는, 모노머 및 중합체의 용해성에서 N-메틸-2-피롤리돈, γ-부티로락톤 등이 바람직하며, 이들은 1 종 또는 2 종 이상을 혼합하여 사용해도 된다.The organic solvent used in the above reaction is preferably N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, etc. in solubility of monomers and polymers, and these may be used alone or in combination of two or more.

합성시에 있어서의 유기 용매 중의 중합체 농도는, 중합체의 석출이 잘 일어나지 않고, 또한 고분자량체를 얻기 쉽다는 관점에서, 1 ∼ 30 질량% 가 바람직하고, 5 ∼ 20 질량% 가 보다 바람직하다. 또, 테트라카르복실산디에스테르디클로라이드의 가수 분해를 방지하기 위해, 폴리아믹산에스테르의 합성에 사용하는 유기 용매는 가능한 한 탈수되어 있는 것이 바람직하고, 반응은 질소 분위기 중에서 실시하여, 외기의 혼입을 방지하는 것이 바람직하다.The polymer concentration in the organic solvent at the time of synthesis is preferably from 1 to 30% by mass, more preferably from 5 to 20% by mass, from the viewpoint that precipitation of the polymer does not occur easily and a high molecular weight body is easily obtained. Further, in order to prevent the hydrolysis of the tetracarboxylic acid diester dichloride, it is preferable that the organic solvent used for the synthesis of the polyamic acid ester is dehydrated as much as possible, and the reaction is carried out in a nitrogen atmosphere to prevent incorporation of outside air. It is desirable to do.

(3) 테트라카르복실산디에스테르와 디아민으로부터 폴리아믹산을 합성하는 경우(3) When polyamic acid is synthesized from tetracarboxylic acid diester and diamine

폴리아믹산에스테르는, 테트라카르복실산디에스테르와 디아민을 중축합시킴으로써 합성할 수 있다.The polyamic acid ester can be synthesized by polycondensing a tetracarboxylic acid diester and diamine.

구체적으로는, 테트라카르복실산디에스테르와 디아민을 축합제, 염기, 및 유기 용매의 존재하에서 0 ∼ 150 ℃, 바람직하게는 0 ∼ 100 ℃ 에 있어서, 30 분 ∼ 24 시간, 바람직하게는 3 ∼ 15 시간 반응시킴으로써 합성할 수 있다.Specifically, tetracarboxylic acid diester and diamine are present in the presence of a condensing agent, a base, and an organic solvent at 0 to 150 ° C, preferably 0 to 100 ° C, for 30 minutes to 24 hours, preferably 3 to 15 It can synthesize | combine by making time reaction.

상기 축합제에는, 트리페닐포스파이트, 디시클로헥실카르보디이미드, 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카르보디이미드염산염, N,N'-카르보닐디이미다졸, 디메톡시-1,3,5-트리아지닐메틸모르폴리늄, O-(벤조트리아졸-1-일)-N,N,N',N'-테트라메틸우로늄테트라플루오로보레이트, O-(벤조트리아졸-1-일)-N,N,N',N'-테트라메틸우로늄헥사플루오로포스페이트, (2,3-디하이드로-2-티옥소-3-벤조옥사졸릴)포스폰산디페닐 등을 사용할 수 있다. 축합제의 첨가량은, 테트라카르복실산디에스테르에 대하여 2 ∼ 3 배 몰인 것이 바람직하고, 2 ∼ 2.5 배 몰이 보다 바람직하다.Examples of the condensing agent include triphenylphosphite, dicyclohexylcarbodiimide, 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride, N, N'-carbonyldiimidazole, and dimethoxy-1 , 3,5-triazinylmethylmorpholinium, O- (benzotriazol-1-yl) -N, N, N ', N'-tetramethyluroniumtetrafluoroborate, O- (benzotriazole- 1-yl) -N, N, N ', N'-tetramethyluronium hexafluorophosphate, (2,3-dihydro-2-thioxo-3-benzooxazolyl) diphenyl phosphonate, etc. can be used You can. It is preferable that the addition amount of a condensing agent is 2-3 times mole with respect to a tetracarboxylic-acid diester, and 2-2 times mole is more preferable.

상기 염기에는, 피리딘, 트리에틸아민 등의 3 급 아민을 사용할 수 있다. 염기의 첨가량은, 제거가 용이한 양이고, 또한 고분자량체를 얻기 쉽다는 관점에서, 디아민 성분에 대하여 2 ∼ 4 배 몰이 바람직하고, 2 ∼ 3 배 몰이 보다 바람직하다.As the base, tertiary amines such as pyridine and triethylamine can be used. The addition amount of the base is an amount that is easily removed, and from the viewpoint of easy to obtain a high molecular weight body, 2 to 4 times mole is preferable, and 2 to 3 times mole is more preferable relative to the diamine component.

상기 유기 용매로는, N-메틸-2-피롤리돈, γ-부티로락톤, N,N-디메틸포름아미드 등을 들 수 있다.Examples of the organic solvent include N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, and N, N-dimethylformamide.

또, 상기 반응에 있어서, 루이스산을 첨가제로서 첨가함으로써 반응이 효율적으로 진행된다. 루이스산으로는, 염화리튬, 브롬화리튬 등의 할로겐화 리튬이 바람직하다. 루이스산의 첨가량은 디아민 성분에 대하여 0 ∼ 1.0 배 몰이 바람직하고, 2.0 ∼ 3.0 배 몰이 보다 바람직하다.In addition, in the above reaction, the reaction proceeds efficiently by adding a Lewis acid as an additive. As the Lewis acid, lithium halide such as lithium chloride and lithium bromide is preferred. The amount of the Lewis acid added is preferably 0 to 1.0 times mole, more preferably 2.0 to 3.0 times mole, with respect to the diamine component.

상기 3 개의 폴리아믹산에스테르의 합성 방법 중에서도, 고분자량의 폴리아믹산에스테르가 얻어지기 때문에, 상기 (1) 또는 상기 (2) 의 합성법이 특히 바람직하다.Of the above three methods for synthesizing polyamic acid esters, the method for synthesizing (1) or (2) above is particularly preferred because a high molecular weight polyamic acid ester is obtained.

상기와 같이 하여 얻어지는 폴리아믹산에스테르의 용액은, 잘 교반시키면서 빈용매에 주입함으로써 중합체를 석출시킬 수 있다. 석출을 수 회 실시하고, 빈용매로 세정 후, 상온 혹은 가열 건조시켜 정제된 폴리아믹산에스테르의 분말을 얻을 수 있다.The solution of the polyamic acid ester obtained as described above can be precipitated by injecting it into a poor solvent while stirring well. The powder of the purified polyamic acid ester can be obtained by performing precipitation several times, washing with a poor solvent, and drying at room temperature or by heating.

빈용매는 특별히 한정되지 않지만, 물, 메탄올, 에탄올, 2-프로판올, 헥산, 부틸셀로솔브, 아세톤, 톨루엔 등을 들 수 있고, 물, 메탄올, 에탄올, 2-프로판올 등이 바람직하다.The poor solvent is not particularly limited, and examples thereof include water, methanol, ethanol, 2-propanol, hexane, butyl cellosolve, acetone, and toluene, and water, methanol, ethanol, 2-propanol, and the like are preferred.

<폴리아믹산의 제조 방법><Method for producing polyamic acid>

본 발명에 사용되는 폴리이미드 전구체인 폴리아믹산은, 이하에 나타내는 방법에 의해 합성할 수 있다.The polyamic acid which is a polyimide precursor used in the present invention can be synthesized by the method shown below.

구체적으로는, 테트라카르복실산 2 무수물과 디아민을 유기 용매의 존재하에서 -20 ∼ 150 ℃, 바람직하게는 0 ∼ 50 ℃ 에 있어서, 30 분 ∼ 24 시간, 바람직하게는 1 ∼ 12 시간 반응시킴으로써 합성할 수 있다.Specifically, it is synthesized by reacting tetracarboxylic dianhydride and diamine at -20 to 150 ° C, preferably 0 to 50 ° C, in the presence of an organic solvent for 30 minutes to 24 hours, preferably 1 to 12 hours. can do.

상기 반응에 사용하는 유기 용매는, 모노머 및 중합체의 용해성에서 N,N-디메틸포름아미드, N-메틸-2-피롤리돈, γ-부티로락톤 등이 바람직하며, 이들은 1 종 또는 2 종 이상을 혼합하여 사용해도 된다.The organic solvent used for the reaction is preferably N, N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, etc., in terms of solubility of monomers and polymers. You may mix and use.

중합체의 농도는, 중합체의 석출이 잘 일어나지 않고, 또한 고분자량체를 얻기 쉽다는 관점에서, 1 ∼ 30 질량% 가 바람직하고, 5 ∼ 20 질량% 가 보다 바람직하다.The concentration of the polymer is preferably from 1 to 30% by mass, and more preferably from 5 to 20% by mass, from the viewpoint that precipitation of the polymer does not occur easily and a high molecular weight body is easily obtained.

상기와 같이 하여 얻어진 폴리아믹산은, 반응 용액을 잘 교반시키면서 빈용매에 주입함으로써, 중합체를 석출시켜 회수할 수 있다. 또, 석출을 수 회 실시하고, 빈용매로 세정 후, 상온 혹은 가열 건조시킴으로써 정제된 폴리아믹산의 분말을 얻을 수 있다. 빈용매는 특별히 한정되지 않지만, 물, 메탄올, 에탄올, 2-프로판올, 헥산, 부틸셀로솔브, 아세톤, 톨루엔 등을 들 수 있고, 물, 메탄올, 에탄올, 2-프로판올 등이 바람직하다.The polyamic acid obtained as described above can be recovered by depositing a polymer by injecting the reaction solution into a poor solvent while stirring well. Moreover, the powder of the purified polyamic acid can be obtained by performing precipitation several times, washing with a poor solvent, and drying at room temperature or by heating. The poor solvent is not particularly limited, and examples thereof include water, methanol, ethanol, 2-propanol, hexane, butyl cellosolve, acetone, and toluene, and water, methanol, ethanol, 2-propanol, and the like are preferred.

<폴리이미드의 제조 방법><Method for producing polyimide>

본 발명에 사용되는 폴리이미드는, 상기 폴리아믹산에스테르 또는 폴리아믹산을 이미드화함으로써 제조할 수 있다.The polyimide used in the present invention can be produced by imidizing the polyamic acid ester or polyamic acid.

폴리아믹산에스테르로부터 폴리이미드를 제조하는 경우, 상기 폴리아믹산에스테르 용액, 또는 폴리아믹산에스테르 수지 분말을 유기 용매에 용해시켜 얻어지는 폴리아믹산 용액에 염기성 촉매를 첨가하는 화학적 이미드화가 간편하다. 화학적 이미드화는, 비교적 저온에서 이미드화 반응이 진행되고, 이미드화의 과정에서 중합체의 분자량 저하가 잘 일어나지 않으므로 바람직하다.When producing a polyimide from a polyamic acid ester, chemical imidation is simple by adding a basic catalyst to the polyamic acid ester solution or a polyamic acid solution obtained by dissolving a polyamic acid ester resin powder in an organic solvent. Chemical imidation is preferable because the imidization reaction proceeds at a relatively low temperature, and the molecular weight of the polymer does not easily decrease in the course of imidization.

화학적 이미드화는, 이미드화시키고자 하는 폴리아믹산에스테르를 유기 용매 중에 있어서 염기성 촉매 존재하에서 교반함으로써 실시할 수 있다. 유기 용매로는 전술한 중합 반응시에 사용하는 용매를 사용할 수 있다. 염기성 촉매로는 피리딘, 트리에틸아민, 트리메틸아민, 트리부틸아민, 트리옥틸아민 등을 들 수 있다. 그 중에서도 트리에틸아민은 반응을 진행시키기에 충분한 염기성을 가지므로 바람직하다.Chemical imidation can be performed by stirring the polyamic acid ester to be imidized in an organic solvent in the presence of a basic catalyst. As the organic solvent, a solvent used in the polymerization reaction described above can be used. Examples of the basic catalyst include pyridine, triethylamine, trimethylamine, tributylamine, and trioctylamine. Among them, triethylamine is preferred because it has sufficient basicity to advance the reaction.

이미드화 반응을 실시할 때의 온도는 -20 ∼ 140 ℃, 바람직하게는 0 ∼ 100 ℃ 이고, 반응 시간은 1 ∼ 100 시간으로 실시할 수 있다.The temperature at the time of performing the imidization reaction is -20 to 140 ° C, preferably 0 to 100 ° C, and the reaction time can be carried out at 1 to 100 hours.

염기성 촉매의 양은 아믹산에스테르기의 0.5 ∼ 30 배 몰, 바람직하게는 2 ∼ 20 배 몰이다.The amount of the basic catalyst is 0.5 to 30 times mole of the amic acid ester group, and preferably 2 to 20 times mole.

얻어지는 중합체의 이미드화율은, 촉매량, 온도, 반응 시간을 조절함으로써 제어할 수 있다.The imidation rate of the obtained polymer can be controlled by adjusting the catalyst amount, temperature, and reaction time.

폴리아믹산으로부터 폴리이미드를 제조하는 경우, 디아민 성분과 테트라카르복실산 2 무수물의 반응으로 얻어진 상기 폴리아믹산의 용액에 촉매를 첨가하는 화학적 이미드화가 간편하다. 화학적 이미드화는, 비교적 저온에서 이미드화 반응이 진행되고, 이미드화의 과정으로 중합체의 분자량 저하가 잘 일어나지 않으므로 바람직하다.When polyimide is prepared from polyamic acid, chemical imidation is simple by adding a catalyst to the solution of the polyamic acid obtained by reaction of a diamine component and tetracarboxylic dianhydride. Chemical imidation is preferable because the imidization reaction proceeds at a relatively low temperature and the molecular weight of the polymer does not easily decrease due to the imidization process.

화학적 이미드화는, 이미드화시키고자 하는 중합체를 유기 용매 중에 있어서 염기성 촉매와 산 무수물의 존재하에서 교반함으로써 실시할 수 있다. 유기 용매로는 전술한 중합 반응시에 사용하는 용매를 사용할 수 있다. 염기성 촉매로는 피리딘, 트리에틸아민, 트리메틸아민, 트리부틸아민, 트리옥틸아민 등을 들 수 있다. 그 중에서도 피리딘은 반응을 진행시키기에 적당한 염기성을 가지므로 바람직하다. 또, 산 무수물로는 무수 아세트산, 무수 트리멜리트산, 무수 피로멜리트산 등을 들 수 있고, 그 중에서도 무수 아세트산을 사용하면 반응 종료 후의 정제가 용이해지므로 바람직하다.Chemical imidation can be performed by stirring the polymer to be imidized in an organic solvent in the presence of a basic catalyst and an acid anhydride. As the organic solvent, a solvent used in the polymerization reaction described above can be used. Examples of the basic catalyst include pyridine, triethylamine, trimethylamine, tributylamine, and trioctylamine. Among them, pyridine is preferred because it has basicity suitable for advancing the reaction. Further, examples of the acid anhydride include acetic anhydride, trimellitic anhydride, and pyromellitic anhydride. Among these, acetic anhydride is preferred because purification after completion of the reaction becomes easy.

이미드화 반응을 실시할 때의 온도는 -20 ∼ 140 ℃, 바람직하게는 0 ∼ 100 ℃ 이고, 반응 시간은 1 ∼ 100 시간으로 실시할 수 있다.The temperature at the time of performing the imidization reaction is -20 to 140 ° C, preferably 0 to 100 ° C, and the reaction time can be carried out at 1 to 100 hours.

염기성 촉매의 양은 폴리아믹산기의 0.5 ∼ 30 배 몰, 바람직하게는 2 ∼ 20 배 몰이고, 산 무수물의 양은 폴리아믹산기의 1 ∼ 50 배 몰, 바람직하게는 3 ∼ 30 배 몰이다.The amount of the basic catalyst is 0.5 to 30 times mole of the polyamic acid group, preferably 2 to 20 times mole, and the amount of the acid anhydride is 1 to 50 times mole, preferably 3 to 30 times mole of the polyamic acid group.

얻어지는 중합체의 이미드화율은, 촉매량, 온도, 반응 시간을 조절함으로써 제어할 수 있다.The imidation rate of the obtained polymer can be controlled by adjusting the catalyst amount, temperature, and reaction time.

폴리아믹산에스테르 또는 폴리아믹산의 이미드화 반응 후의 용액에는, 첨가된 촉매 등이 잔존하고 있으므로, 이하에 서술하는 수단에 의해, 얻어진 이미드화 중합체를 회수하고, 유기 용매로 재용해시켜, 본 발명의 액정 배향제로 하는 것이 바람직하다.Since the added catalyst or the like remains in the solution after the imidation reaction of the polyamic acid ester or the polyamic acid, the imidized polymer obtained is recovered by the means described below, re-dissolved with an organic solvent, and the liquid crystal of the present invention It is preferable to use it as an alignment agent.

상기와 같이 하여 얻어지는 폴리이미드의 용액은, 잘 교반시키면서 빈용매에 주입함으로써 중합체를 석출시킬 수 있다. 석출을 수 회 실시하고, 빈용매로 세정 후, 상온 혹은 가열 건조시켜 정제된 중합체의 분말을 얻을 수 있다.The solution of the polyimide obtained as described above can be precipitated by injecting it into a poor solvent while stirring well. Precipitation is carried out several times, washed with a poor solvent, and then dried at room temperature or by heating to obtain a purified polymer powder.

상기 빈용매는 특별히 한정되지 않지만, 메탄올, 2-프로판올, 아세톤, 헥산, 부틸셀로솔브, 헵탄, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 에탄올, 톨루엔, 벤젠 등을 들 수 있고, 메탄올, 에탄올, 2-프로판올, 아세톤 등이 바람직하다.The poor solvent is not particularly limited, and examples include methanol, 2-propanol, acetone, hexane, butyl cellosolve, heptane, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, ethanol, toluene, benzene, and the like, methanol, ethanol, 2-propanol, acetone and the like are preferred.

<액정 배향제><Liquid crystal aligning agent>

본 발명에 사용되는 액정 배향제는, 중합체 성분이 유기 용매 중에 용해된 용액의 형태를 갖는다. 중합체의 분자량은, 중량 평균 분자량으로 2,000 ∼ 500,000 이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5,000 ∼ 300,000 이고, 더욱 바람직하게는 10,000 ∼ 100,000 이다. 또, 수평균 분자량은, 바람직하게는 1,000 ∼ 250,000 이고, 보다 바람직하게는 2,500 ∼ 150,000 이고, 더욱 바람직하게는 5,000 ∼ 50,000 이다.The liquid crystal aligning agent used in the present invention has a form in which a polymer component is dissolved in an organic solvent. The molecular weight of the polymer is preferably 2,000 to 500,000 as a weight average molecular weight, more preferably 5,000 to 300,000, and even more preferably 10,000 to 100,000. Moreover, the number average molecular weight is preferably 1,000 to 250,000, more preferably 2,500 to 150,000, and still more preferably 5,000 to 50,000.

본 발명에 사용되는 액정 배향제의 중합체의 농도는, 형성시키고자 하는 도막의 두께 설정에 따라 적절히 변경할 수 있는데, 균일하고 결함이 없는 도막을 형성시킨다는 점에서 1 질량% 이상인 것이 바람직하고, 용액의 보존 안정성의 면에서는 10 질량% 이하로 하는 것이 바람직하다. 특히 바람직한 중합체의 농도는 2 ∼ 8 질량% 이다.The concentration of the polymer of the liquid crystal aligning agent used in the present invention can be appropriately changed depending on the thickness setting of the coating film to be formed, and is preferably 1% by mass or more from the viewpoint of forming a uniform and defect-free coating film. It is preferable to set it as 10 mass% or less from a viewpoint of storage stability. The concentration of the particularly preferred polymer is 2 to 8% by mass.

본 발명에 사용되는 액정 배향제에 함유되는 유기 용매는, 중합체 성분이 균일하게 용해되는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 그 구체예를 들면, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디에틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸-2-피롤리돈, N-에틸-2-피롤리돈, N-메틸카프로락탐, 2-피롤리돈, N-비닐-2-피롤리돈, 디메틸술폭사이드, 디메틸술폰, γ-부티로락톤, 1,3-디메틸-이미다졸리디논, 3-메톡시-N,N-디메틸프로판아미드 등을 들 수 있다. 이들은 1 종 또는 2 종 이상을 혼합하여 사용해도 된다. 또, 단독으로는 중합체 성분을 균일하게 용해시킬 수 없는 용매라도, 중합체가 석출되지 않는 범위이면, 상기 유기 용매에 혼합해도 된다.The organic solvent contained in the liquid crystal aligning agent used in the present invention is not particularly limited as long as the polymer component is uniformly dissolved. Specific examples thereof include N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, and N-ethyl-2-pyrrolidone , N-methylcaprolactam, 2-pyrrolidone, N-vinyl-2-pyrrolidone, dimethylsulfoxide, dimethylsulfone, γ-butyrolactone, 1,3-dimethyl-imidazolidinone, 3-me And methoxy-N, N-dimethylpropanamide. You may use these 1 type or in mixture of 2 or more types. Moreover, even if it is a solvent which cannot melt | dissolve a polymer component uniformly by itself, if it is the range in which a polymer does not precipitate, you may mix with said organic solvent.

본 발명에 사용되는 액정 배향제는, 중합체 성분을 용해시키기 위한 유기 용매 외에, 액정 배향제를 기판에 도포할 때의 도막 균일성을 향상시키기 위한 용매를 함유해도 된다. 이러한 용매는, 일반적으로 상기 유기 용매보다 낮은 표면 장력의 용매가 사용된다. 그 구체예로는, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 에틸카르비톨, 부틸카르비톨, 에틸카르비톨아세테이트, 에틸렌글리콜, 1-메톡시-2-프로판올, 1-에톡시-2-프로판올, 1-부톡시-2-프로판올, 1-페녹시-2-프로판올, 프로필렌글리콜모노아세테이트, 프로필렌글리콜디아세테이트, 프로필렌글리콜-1-모노메틸에테르-2-아세테이트, 프로필렌글리콜-1-모노에틸에테르-2-아세테이트, 부틸셀로솔브아세테이트, 디프로필렌글리콜, 2-(2-에톡시프로폭시)프로판올, 락트산메틸에스테르, 락트산에틸에스테르, 락트산 n-프로필에스테르, 락트산 n-부틸에스테르, 락트산이소아밀에스테르 등을 들 수 있다. 이들 용매는 2 종 이상을 병용해도 된다.The liquid crystal aligning agent used in the present invention may contain, in addition to an organic solvent for dissolving the polymer component, a solvent for improving coating film uniformity when the liquid crystal aligning agent is applied to the substrate. As the solvent, a solvent having a surface tension lower than that of the organic solvent is generally used. As specific examples, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, ethyl carbitol, butyl carbitol, ethyl carbitol acetate, ethylene glycol, 1-methoxy-2-propanol, 1-ethoxy-2-propanol, 1-butoxy-2-propanol, 1-phenoxy-2-propanol, propylene glycol monoacetate, propylene glycol diacetate, propylene glycol-1-monomethyl ether-2-acetate, propylene glycol-1-monoethyl ether- 2-acetate, butyl cellosolve acetate, dipropylene glycol, 2- (2-ethoxypropoxy) propanol, methyl lactate, ethyl lactate, n-propyl lactate, n-propyl lactate, n-butyl lactate, isoamyl lactate Esters and the like. You may use 2 or more types of these solvents together.

본 발명의 액정 배향제에는, 상기 외에, 본 발명의 효과가 저해되지 않는 범위이면, 중합체 이외의 중합체, 액정 배향막의 유전율이나 도전성 등의 전기 특성을 변화시킬 목적의 유전체 혹은 도전 물질, 액정 배향막과 기판의 밀착성을 향상시킬 목적의 실란 커플링제, 액정 배향막으로 하였을 때의 막의 경도나 치밀도를 높일 목적의 가교성 화합물, 나아가서는 도막을 소성할 때에 폴리아믹산의 이미드화를 효율적으로 진행시킬 목적의 이미드화 촉진제 등을 첨가해도 된다.To the liquid crystal aligning agent of the present invention, in addition to the above, if the effect of the present invention is not inhibited, a polymer other than the polymer, a dielectric or conductive material for the purpose of changing electrical properties such as dielectric constant and conductivity of the liquid crystal aligning film, and the liquid crystal aligning film A silane coupling agent for the purpose of improving the adhesion of the substrate, a crosslinkable compound for the purpose of increasing the hardness or density of the film when used as a liquid crystal alignment film, and furthermore, for the purpose of efficiently proceeding the imidization of the polyamic acid when firing the coating film. An imidization accelerator or the like may be added.

<액정 배향막의 제조 방법><Method for producing a liquid crystal alignment film>

본 발명의 액정 배향막의 제조 방법은, 액정 배향제를 기판에 도포하고, 소성하는 공정, 얻어진 막에 편광된 방사선을 조사하는 공정, 방사선을 조사한 막을 락트산의 탄소수 1 ∼ 5 의 저급 알킬에스테르로 접촉 처리하고, 바람직하게는, 이어서, 물 혹은 비점 50 ∼ 105 ℃ 를 갖는 수용성 유기 용제와 접촉 처리하는 공정을 갖는다.The manufacturing method of the liquid crystal aligning film of this invention is a process of apply | coating and baking a liquid crystal aligning agent to a board | substrate, the process of irradiating the polarized radiation to the obtained film, and contacting the irradiated film with the lower alkyl ester of lactic acid 1-5. After treatment, preferably, it has a step of contacting with water or a water-soluble organic solvent having a boiling point of 50 to 105 ° C.

(1) 액정 배향제를 기판에 도포하고, 소성하는 공정(1) Process of coating and firing liquid crystal aligning agent on substrate

상기와 같이 하여 얻어진 액정 배향제를 기판에 도포하고, 건조시키고, 소성함으로써 폴리이미드막, 또는 폴리이미드 전구체가 이미드화된 막이 얻어진다.A polyimide film or a film obtained by imidizing a polyimide precursor is obtained by applying the liquid crystal aligning agent obtained as described above to a substrate, drying and firing.

본 발명에 사용되는 액정 배향제를 도포하는 기판으로는, 투명성이 높은 기판이면 특별히 한정되지 않으며, 유리 기판, 질화규소 기판, 아크릴 기판이나 폴리카보네이트 기판 등의 플라스틱 기판 등을 사용할 수 있고, 액정 구동을 위한 ITO (Indium Tin Oxide) 전극 등이 형성된 기판을 사용하는 것이 프로세스 간소화의 면에서 바람직하다. 또, 반사형의 액정 표시 소자에서는, 편측의 기판에만이라면 실리콘 웨이퍼 등의 불투명한 것이어도 사용할 수 있으며, 이 경우의 전극은 알루미늄 등의 광을 반사하는 재료도 사용할 수 있다.The substrate to which the liquid crystal aligning agent used in the present invention is applied is not particularly limited as long as it is a substrate having high transparency. A glass substrate, a silicon nitride substrate, a plastic substrate such as an acrylic substrate or a polycarbonate substrate, or the like can be used, and liquid crystal driving is performed. It is preferable to use a substrate on which an ITO (Indium Tin Oxide) electrode is formed. In addition, in the reflective liquid crystal display element, an opaque material such as a silicon wafer can be used as long as it is only on one side of the substrate. In this case, a material that reflects light such as aluminum can also be used.

본 발명에 사용되는 액정 배향제의 도포 방법으로는, 스핀 코트법, 인쇄법, 잉크젯법 등을 들 수 있다.As a coating method of the liquid crystal aligning agent used for this invention, a spin coat method, a printing method, an inkjet method, etc. are mentioned.

액정 배향제를 도포한 후의 건조, 소성 공정은, 임의의 온도와 시간을 선택할 수 있다. 통상적으로는, 함유되는 유기 용매를 충분히 제거하기 위해, 50 ∼ 120 ℃, 바람직하게는 60 ∼ 100 ℃ 에서 1 ∼ 10 분 건조시키고, 그 후 150 ∼ 300 ℃, 바람직하게는 200 ∼ 250 ℃ 에서 5 ∼ 120 분 소성된다. 소성 후의 도막 두께는 특별히 한정되지 않지만, 지나치게 얇으면 액정 표시 소자의 신뢰성이 저하되는 경우가 있으므로, 5 ∼ 300 ㎚, 바람직하게는 10 ∼ 200 ㎚ 이다.Any temperature and time can be selected for the drying and firing steps after applying the liquid crystal aligning agent. Usually, in order to sufficiently remove the contained organic solvent, it is dried at 50 to 120 ° C, preferably 60 to 100 ° C for 1 to 10 minutes, and then 150 to 300 ° C, preferably 200 to 250 ° C, 5 It is fired for ~ 120 minutes. The thickness of the coating film after firing is not particularly limited, but if it is too thin, reliability of the liquid crystal display element may be lowered, so it is 5 to 300 nm, preferably 10 to 200 nm.

(2) 얻어진 막에 편광된 방사선을 조사하는 공정(2) Process of irradiating polarized radiation to the obtained film

상기 (1) 의 방법으로 얻어진 막에 편광된 방사선을 조사함 (이하, 광 배향 처리라고도 한다) 으로써, 편광 방향에 대하여 수직 방향으로 이방성이 부여된다.By irradiating polarized radiation to the film obtained by the method (1) (hereinafter also referred to as light alignment treatment), anisotropy is imparted in the direction perpendicular to the polarization direction.

광 배향 처리의 구체예로는, 상기 도막 표면에 일정 방향으로 편광된 방사선을 조사하여, 액정 배향능을 부여하는 방법을 들 수 있다. 방사선의 파장으로는, 100 ∼ 800 ㎚ 의 파장을 갖는 자외선 또는 가시광선을 사용할 수 있다. 이 중, 100 ∼ 400 ㎚ 의 파장을 갖는 자외선이 바람직하고, 200 ∼ 400 ㎚ 의 파장을 갖는 자외선이 특히 바람직하다. 상기 방사선의 조사량은, 1 ∼ 10,000 mJ/㎠ 의 범위에 있는 것이 바람직하고, 100 ∼ 5,000 mJ/㎠ 의 범위에 있는 것이 특히 바람직하다. 막에 편광된 방사선을 조사하는 온도는, 바람직하게는 10 ∼ 100 ℃ 에서 실시되고, 20 ∼ 50 ℃ 가 보다 바람직하다.As a specific example of a photo-alignment process, the method of providing the liquid crystal aligning ability by irradiating the surface of the said coating film with the radiation polarized in the predetermined direction. As the wavelength of the radiation, ultraviolet rays or visible rays having a wavelength of 100 to 800 nm can be used. Among them, ultraviolet rays having a wavelength of 100 to 400 nm are preferable, and ultraviolet rays having a wavelength of 200 to 400 nm are particularly preferable. It is preferable that the radiation dose is in the range of 1 to 10,000 mJ / cm 2, and particularly preferably in the range of 100 to 5,000 mJ / cm 2. The temperature of irradiating polarized radiation to the film is preferably carried out at 10 to 100 ° C, more preferably 20 to 50 ° C.

(3) 락트산에스테르로 접촉 처리하는 공정(3) Process of contact treatment with lactic acid ester

상기 (2) 의 공정에서 편광된 방사선을 조사한 막은, 이어서, 락트산의 탄소수 1 ∼ 5 의 저급 알킬에스테르로 접촉 처리하고, 바람직하게는, 이어서, 물 혹은 비점 50 ∼ 105 ℃ 를 갖는 수용성 유기 용제와 접촉 처리된다.In the step (2), the film irradiated with the polarized radiation is then contact-treated with a lower alkyl ester having 1 to 5 carbon atoms of lactic acid, preferably, with water or a water-soluble organic solvent having a boiling point of 50 to 105 ° C. Contact processing.

접촉 처리에 사용하는 락트산의 탄소수 1 ∼ 5 의 저급 알킬에스테르로는, 락트산에틸, 락트산메틸, 락트산부틸 등을 들 수 있는데, 특히 탄소수 1 ∼ 3 의 알킬에스테르, 그 중에서도 락트산에틸이 바람직하다. 락트산알킬에스테르는, 그것 단독이어도 되지만, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 락트산알킬에스테르 이외의 다른 용매 또는 용제를 함유해도 된다. 이들 다른 용매로는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 물, 메탄올, 에탄올, 2-프로판올, 아세톤, 메틸에틸케톤, 1-메톡시-2-프로판올, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 등을 들 수 있다. 특히 범용성 및 안전성의 관점에서 물이 보다 바람직하다.Examples of the lower alkyl ester having 1 to 5 carbon atoms of lactic acid used for the contact treatment include ethyl lactate, methyl lactate, butyl lactate, and the like, and alkyl esters having 1 to 3 carbon atoms are particularly preferred. The lactic acid alkyl ester may be used alone, or may contain other solvents or solvents other than the lactic acid alkyl ester within a range that does not impair the effects of the present invention. Although it does not specifically limit as these other solvents, Water, methanol, ethanol, 2-propanol, acetone, methyl ethyl ketone, 1-methoxy-2-propanol, propylene glycol monomethyl ether acetate, etc. are mentioned. In particular, water is more preferable from the viewpoint of versatility and safety.

상기 다른 용매를 함유하는 경우, 락트산알킬에스테르의 함유량은, 접촉 처리에 사용되는 용액의 전체량에 대하여, 50 ∼ 100 질량% 가 바람직하고, 70 ∼ 100 질량% 가 보다 바람직하고, 90 ∼ 100 질량% 가 특히 바람직하다.When the other solvent is contained, the content of the alkyl lactic acid ester is preferably 50 to 100 mass%, more preferably 70 to 100 mass%, and 90 to 100 mass%, based on the total amount of the solution used for the contact treatment. % Is particularly preferred.

본 발명에 있어서, 편광된 방사선을 조사한 막과 락트산알킬에스테르의 접촉 처리는, 침지 처리, 분무 (스프레이) 처리 등의 막과 액이 충분히 접촉하는 처리가 바람직하다. 그 중에서도, 락트산알킬에스테르 중에 막을, 바람직하게는 10 초 ∼ 1 시간, 보다 바람직하게는 1 ∼ 30 분 침지 처리하는 방법이 바람직하다. 접촉 처리는 상온이어도 되고 가온시켜도 되지만, 바람직하게는 10 ∼ 80 ℃, 보다 바람직하게는 20 ∼ 50 ℃ 에서 실시된다. 또, 필요에 따라 초음파 등의 접촉을 높이는 수단을 실시할 수 있다.In the present invention, the contact treatment between the film irradiated with polarized radiation and the alkyl lactic acid ester is preferably a treatment in which a film and a liquid such as an immersion treatment or a spray (spray) treatment are sufficiently contacted. Especially, the method of immersing a film in an lactic acid alkyl ester, Preferably it is 10 second-1 hour, More preferably, it is 1-30 minutes, It is preferable. The contact treatment may be either room temperature or heated, but is preferably carried out at 10 to 80 ° C, more preferably at 20 to 50 ° C. In addition, a means for increasing contact such as ultrasonic waves can be implemented as necessary.

본 발명에서는, 상기 락트산알킬에스테르와의 접촉 처리 후, 물 혹은 비점 50 ∼ 105 ℃, 바람직하게는 50 ∼ 80 ℃ 를 갖는 수용성 유기 용제와 접촉 처리하는 것이 바람직하다. 이러한 비점 50 ∼ 105 ℃ 를 갖는 수용성 유기 용제로는, 메탄올, 에탄올, 2-프로판올, 아세톤, 메틸에틸케톤 등이 바람직하다.In the present invention, it is preferable to perform a contact treatment with water or a water-soluble organic solvent having a boiling point of 50 to 105 ° C, preferably 50 to 80 ° C, after the contact treatment with the alkyl lactate ester. As such a water-soluble organic solvent having a boiling point of 50 to 105 ° C, methanol, ethanol, 2-propanol, acetone, methyl ethyl ketone, and the like are preferable.

상기 락트산알킬에스테르와의 접촉 처리, 이어서 실시되는 물 혹은 비점 50 ∼ 105 ℃ 를 갖는 수용성 유기 용제와의 접촉 처리는, 연속적으로 실시해도 되고, 또는 시간을 두고 실시해도 된다. 후자의 경우에는, 과도한 시간을 지나치게 두면 바람직하지 않으므로, 연속적으로 실시하는 것이 바람직하다.The contact treatment with the alkyl lactic acid ester, followed by water or a treatment with a water-soluble organic solvent having a boiling point of 50 to 105 ° C, may be carried out continuously or over time. In the latter case, it is not preferable to leave too much time, so it is preferable to carry out continuously.

상기 락트산알킬에스테르와의 접촉 처리, 바람직하게는, 이어서 실시되는 물 혹은 비점 50 ∼ 105 ℃ 를 갖는 수용성 유기 용제와의 접촉 처리 후에는, 바람직하게는 건조 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 건조 처리의 온도로는, 80 ∼ 250 ℃ 가 바람직하고, 80 ∼ 150 ℃ 가 보다 바람직하고, 건조 시간은 바람직하게는 10 초 ∼ 30 분, 보다 바람직하게는 30 초 ∼ 10 분이다.After the contact treatment with the lactic acid alkyl ester, preferably after the contact treatment with water or a water-soluble organic solvent having a boiling point of 50 to 105 ° C, drying is preferably performed. The temperature of the drying treatment is preferably 80 to 250 ° C, more preferably 80 to 150 ° C, and the drying time is preferably 10 seconds to 30 minutes, more preferably 30 seconds to 10 minutes.

<액정 표시 소자><Liquid crystal display element>

본 발명의 액정 표시 소자는, 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지고 액정 배향제로부터 얻어지는 액정 배향막이 형성된 기판을 얻은 후, 이미 알려진 방법으로 액정 셀을 제조하고, 그 액정 셀을 사용하여 액정 표시 소자로 한 것이다.The liquid crystal display element of this invention is obtained by the manufacturing method of this invention, and after obtaining the board | substrate with the liquid crystal aligning film obtained from a liquid crystal aligning agent, a liquid crystal cell is manufactured by a well-known method, and the liquid crystal display element is used using this liquid crystal cell. It is done.

액정 셀의 제조 방법의 일례로서, 패시브 매트릭스 구조의 액정 표시 소자를 예로 들어 설명한다. 또한, 화상 표시를 구성하는 각 화소 부분에 TFT (Thin Film Transistor) 등의 스위칭 소자가 형성된 액티브 매트릭스 구조의 액정 표시 소자여도 된다.As an example of a method for manufacturing a liquid crystal cell, a liquid crystal display element having a passive matrix structure will be described as an example. Further, a liquid crystal display element having an active matrix structure may be formed in which a switching element such as a TFT (Thin Film Transistor) is formed in each pixel portion constituting the image display.

먼저, 투명한 유리제의 기판을 준비하고, 일방의 기판 상에 커먼 (Co㎜on) 전극을, 타방의 기판 상에 세그먼트 (Segment) 전극을 형성한다. 이들 전극은, 예를 들어 ITO 전극으로 할 수 있고, 원하는 화상 표시를 할 수 있도록 패터닝된다. 이어서, 각 기판 상에 커먼 전극과 세그먼트 전극을 피복하도록 하여 절연막을 형성한다. 절연막은, 예를 들어, 졸-겔법에 의해 형성된 SiO2-TiO2 로 이루어지는 막으로 할 수 있다.First, a transparent glass substrate is prepared, and a common (Common) electrode is formed on one substrate, and a segment electrode is formed on the other substrate. These electrodes can be, for example, ITO electrodes, and are patterned to display desired images. Subsequently, an insulating film is formed by covering the common electrode and the segment electrode on each substrate. The insulating film can be, for example, a film made of SiO 2 -TiO 2 formed by the sol-gel method.

다음으로, 각 기판 상에 본 발명의 액정 배향막을 형성한다.Next, the liquid crystal aligning film of this invention is formed on each board | substrate.

다음으로, 일방의 기판에 타방의 기판을 서로의 배향막면이 대향하도록 하여 중첩시키고, 주변을 시일재로 접착시킨다. 시일재에는, 기판 간극을 제어하기 위해, 통상적으로 스페이서를 혼입해 둔다. 또, 시일재를 형성하지 않는 면내 부분에도, 기판 간극 제어용 스페이서를 산포해 두는 것이 바람직하다. 시일재의 일부에는, 외부로부터 액정을 충전 가능한 개구부를 형성해 둔다.Next, the other substrates are superimposed on one of the substrates so that the alignment film surfaces of each other face each other, and the periphery is bonded with a sealing material. Spacers are usually incorporated into the sealing material to control the substrate gap. Moreover, it is preferable to distribute the spacer for board | substrate clearance control also in the in-plane part which does not form a sealing material. An opening capable of filling the liquid crystal from the outside is formed in a part of the sealing material.

다음으로, 시일재에 형성된 개구부를 통하여, 2 장의 기판과 시일재로 포위된 공간 내에 액정 재료를 주입한다. 그 후, 이 개구부를 접착제로 봉지한다. 주입에는, 진공 주입법을 사용해도 되고, 대기 중에서 모세관 현상을 이용한 방법을 사용해도 된다. 다음으로, 편광판의 설치를 실시한다. 구체적으로는, 2 장의 기판의 액정층과는 반대측의 면에 1 쌍의 편광판을 첩부 (貼付) 한다. 이상의 공정을 거침으로써, 본 발명의 액정 표시 소자가 얻어진다.Next, the liquid crystal material is injected into the space surrounded by the two substrates and the sealing material through the opening formed in the sealing material. Thereafter, the opening is sealed with an adhesive. For the injection, a vacuum injection method may be used, or a method using a capillary phenomenon in the atmosphere may be used. Next, a polarizing plate is installed. Specifically, a pair of polarizing plates are affixed to the surface opposite to the liquid crystal layer of the two substrates. The liquid crystal display element of this invention is obtained by passing through the above process.

이 액정 표시 소자는, 액정 배향막으로서 본 발명의 액정 배향막의 제조 방법에 의해 얻어진 액정 배향막을 사용하고 있는 점에서, 잔상 특성이 우수한 것이 되고, 대화면이고 고정세의 액정 텔레비전 등에 바람직하게 이용 가능하다.Since this liquid crystal display element uses the liquid crystal aligning film obtained by the manufacturing method of the liquid crystal aligning film of this invention as a liquid crystal aligning film, it becomes what is excellent in an afterimage property, and is suitable for a large screen, high definition liquid crystal television, etc ..

실시예Example

이하에 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하는데, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.The present invention will be described in more detail with reference to Examples below, but the present invention is not limited to these.

실시예 및 비교예에서 사용한 화합물의 약호, 및 각 특성의 측정 방법은 이하와 같다.The symbol of the compound used in the Example and the comparative example, and the measuring method of each characteristic are as follows.

NMP : N-메틸-2-피롤리돈NMP: N-methyl-2-pyrrolidone

GBL : γ-부티로락톤GBL: γ-butyrolactone

BCS : 부틸셀로솔브BCS: Butyl Cellosolve

IPA : 2-프로판올IPA: 2-propanol

DE-1 : 하기 식 (DE-1)DE-1: the following formula (DE-1)

DA-1 : 하기 식 (DA-1)DA-1: the following formula (DA-1)

DA-2 : 하기 식 (DA-2)DA-2: the following formula (DA-2)

(Boc 기는 t-부톡시카르보닐기를 나타낸다)(Boc group represents a t-butoxycarbonyl group)

첨가제 A : N-α-(9-플루오레닐메톡시카르보닐)-N-τ-t-부톡시카르보닐-L-히스티딘Additive A: N-α- (9-fluorenylmethoxycarbonyl) -N-τ-t-butoxycarbonyl-L-histidine

[화학식 20][Formula 20]

Figure 112015056884911-pct00020
Figure 112015056884911-pct00020

이하에 점도, 분자량, 이미드화율, 액정 셀 제조, 및 장기 교류 구동에 의한 잔상 평가의 방법을 나타낸다.The methods of viscosity, molecular weight, imidation rate, liquid crystal cell production, and afterimage evaluation by long-term alternating current drive are shown below.

[점도][Viscosity]

합성예에 있어서, 폴리아믹산에스테르 및 폴리아믹산 용액의 점도는, E 형 점도계 TVE-22H (토키 산업사 제조) 를 사용하여 샘플량 1.1 ㎖, 콘 로터 TE-1 (1°34', R24), 온도 25 ℃ 에서 측정하였다.In the synthesis example, the viscosity of the polyamic acid ester and the polyamic acid solution is 1.1 ml of sample volume using an E-type viscometer TVE-22H (manufactured by Toki Sangyo), cone rotor TE-1 (1 ° 34 ', R24), temperature It measured at 25 degreeC.

[분자량][Molecular Weight]

폴리아믹산에스테르의 분자량은 GPC (상온 겔 침투 크로마토그래피) 장치에 의해 측정하고, 폴리에틸렌글리콜 및 폴리에틸렌옥사이드 환산값으로써 수평균 분자량 (Mn) 과 중량 평균 분자량 (Mw) 을 산출하였다.The molecular weight of the polyamic acid ester was measured by a GPC (normal temperature gel permeation chromatography) apparatus, and the number average molecular weight (Mn) and weight average molecular weight (Mw) were calculated as the polyethylene glycol and polyethylene oxide conversion values.

GPC 장치 : Shodex 사 제조 (GPC-101)GPC device: manufactured by Shodex (GPC-101)

칼럼 : Shodex 사 제조 (KD803, KD805 의 직렬)Column: manufactured by Shodex (series of KD803, KD805)

칼럼 온도 : 50 ℃Column temperature: 50 ℃

용리액 : N,N-디메틸포름아미드 (첨가제로서 브롬화리튬-수화물 (LiBr·H2O) 이 30 m㏖/ℓ (리터), 인산·무수 결정 (o-인산) 이 30 m㏖/ℓ, 테트라하이드로푸란 (THF) 이 10 ㎖/ℓ)Eluent: N, N-dimethylformamide (Lithium bromide-hydrate (LiBrH 2 O) as additive) is 30 mmol / L (liters), phosphoric acid and anhydrous crystals (o-phosphoric acid) are 30 mmol / L, tetra Hydrofuran (THF) is 10 ml / ℓ)

유속 : 1.0 ㎖/분Flow rate: 1.0 ml / min

검량선 작성용 표준 샘플 : 토소사 제조의 TSK 표준 폴리에틸렌옥사이드 (중량 평균 분자량 (Mw) 약 900,000, 150,000, 100,000, 30,000 ), 및 폴리머 래버러토리사 제조의 폴리에틸렌글리콜 (피크 탑 분자량 (Mp) 약 12,000, 4,000, 1,000). 측정은, 피크가 중복되는 것을 피하기 위해, 900,000, 100,000, 12,000, 1,000 의 4 종류를 혼합한 샘플, 및 150,000, 30,000, 4,000 의 3 종류를 혼합한 샘플의 2 샘플에 대해 따로 실시하였다.Standard sample for calibration curve preparation: TSK standard polyethylene oxide manufactured by Tosoh Corporation (weight average molecular weight (Mw) about 900,000, 150,000, 100,000, 30,000), and polyethylene glycol manufactured by Polymer Laboratories (peak top molecular weight (Mp) about 12,000) , 4,000, 1,000). The measurement was performed separately on two samples of samples in which four types of 900,000, 100,000, 12,000, and 1,000 were mixed, and samples of three types of 150,000, 30,000, and 4,000 were mixed to avoid overlapping peaks.

[이미드화율의 측정][Measurement of imidation rate]

합성예에 있어서의 폴리이미드의 이미드화율은 다음과 같이 하여 측정하였다. 폴리이미드 분말 20 ㎎ 을 NMR 샘플관 (NMR 샘플링 튜브 스탠다드, φ5 (쿠사노 과학사 제조)) 에 넣고, 중수소화 디메틸술폭사이드 (DMSO-d6, 0.05 % TMS (테트라메틸실란) 혼합품) (0.53 ㎖) 를 첨가하고, 초음파를 가하여 완전히 용해시켰다. 이 용액을 NMR 측정기 (JNW-ECA500) (니혼 전자 데이텀사 제조) 로 500 ㎒ 의 프로톤 NMR 을 측정하였다. 이미드화율은, 이미드화 전후에서 변화하지 않는 구조에서 유래하는 프로톤을 기준 프로톤으로서 결정하고, 이 프로톤의 피크 적산값과, 9.5 ppm ∼ 10.0 ppm 부근에 나타나는 아미드산의 NH 기에서 유래하는 프로톤 피크 적산값을 사용하여 이하의 식에 의해 구하였다.The imidation ratio of the polyimide in the synthesis example was measured as follows. 20 mg of polyimide powder was placed in an NMR sample tube (NMR sampling tube standard, φ5 (manufactured by Kusano Scientific)), and deuterated dimethyl sulfoxide (DMSO-d6, 0.05% TMS (tetramethylsilane) mixture) (0.53 mL) Was added and ultrasonically added to dissolve completely. This solution was measured for a 500 MHz proton NMR by an NMR meter (JNW-ECA500) (manufactured by Nihon Electronics Datum Co., Ltd.). The imidation rate determines the proton derived from a structure that does not change before and after imidation as a reference proton, and the peak integrated value of this proton and a proton peak derived from the NH group of amic acid appearing around 9.5 ppm to 10.0 ppm. It calculated | required by the following formula using the integrated value.

이미드화율 (%) = (1 - α·x/y) × 100Imidation rate (%) = (1-α · x / y) × 100

상기 식에 있어서, x 는 아미드산의 NH 기 유래의 프로톤 피크 적산값, y 는 기준 프로톤의 피크 적산값, α 는 폴리아미드산 (이미드화율이 0 %) 인 경우에 있어서의 아미드산의 NH 기 프로톤 1 개에 대한 기준 프로톤의 개수 비율이다.In the above formula, x is a proton peak integrated value derived from NH group of amic acid, y is a peak integrated value of reference proton, α is NH of amic acid in the case of polyamic acid (imidation rate is 0%) This is the ratio of the number of reference protons to one proton.

[액정 셀의 제조][Preparation of liquid crystal cell]

프린지 필드 스위칭 (Fringe Field Switching : 이하, FFS 라고 한다) 모드 액정 표시 소자의 구성을 구비한 액정 셀을 제조한다.A liquid crystal cell having a configuration of a fringe field switching (hereinafter referred to as FFS) mode liquid crystal display element is manufactured.

처음에 전극이 형성된 기판을 준비하였다. 기판은 30 ㎜ × 50 ㎜ 의 크기이고, 두께가 0.7 ㎜ 인 유리 기판이다. 기판 상에는 제 1 층째로서 대향 전극을 구성하는, 베타상의 패턴을 구비한 ITO 전극이 형성되어 있다. 제 1 층째의 대향 전극 상에는 제 2 층째로서, CVD (Chemical Vapor Deposition) 법에 의해 성막된 SiN (질화규소) 막이 형성되어 있다. 제 2 층째의 SiN 막의 막두께는 500 ㎚ 이며, 층간 절연막으로서 기능한다. 제 2 층째의 SiN 막 상에는, 제 3 층째로서 ITO 막을 패터닝하여 형성된 빗살상의 화소 전극이 배치되고, 제 1 화소 및 제 2 화소의 2 개의 화소를 형성하고 있다. 각 화소의 사이즈는, 세로 10 ㎜ 이고 가로 약 5 ㎜ 이다. 이 때, 제 1 층째의 대향 전극과 제 3 층째의 화소 전극은, 제 2 층째의 SiN 막의 작용에 의해 전기적으로 절연되어 있다.First, an electrode-formed substrate was prepared. The substrate is a glass substrate having a size of 30 mm × 50 mm and a thickness of 0.7 mm. On the substrate, an ITO electrode having a beta-like pattern constituting a counter electrode as a first layer is formed. On the counter electrode of the first layer, as the second layer, a SiN (silicon nitride) film formed by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method is formed. The thickness of the second layer of the SiN film is 500 nm, and functions as an interlayer insulating film. On the second layer of the SiN film, a comb-shaped pixel electrode formed by patterning an ITO film as the third layer is disposed, and two pixels of the first pixel and the second pixel are formed. The size of each pixel is 10 mm in length and about 5 mm in width. At this time, the counter electrode of the first layer and the pixel electrode of the third layer are electrically insulated by the action of the SiN film of the second layer.

제 3 층째의 화소 전극은, 중앙 부분이 굴곡된 く 자 형상의 전극 요소를 복수 배열하여 구성된 빗살상의 형상을 갖는다. 각 전극 요소의 폭 방향의 폭은 3 ㎛ 이고, 전극 요소 간의 간격은 6 ㎛ 이다. 각 화소를 형성하는 화소 전극이, 중앙 부분이 굴곡된 く 자 형상의 전극 요소를 복수 배열하여 구성되어 있기 때문에, 각 화소의 형상은 장방형상이 아니라, 전극 요소와 동일하게 중앙 부분에서 굴곡되는, 굵은 글씨의 く 자와 유사한 형상을 구비한다. 그리고, 각 화소는, 그 중앙의 굴곡 부분을 경계로 하여 상하로 분할되고, 굴곡 부분의 상측의 제 1 영역과 하측의 제 2 영역을 갖는다.The pixel electrode of the third layer has a comb-shaped shape formed by arranging a plurality of U-shaped electrode elements in which a central portion is bent. The width in the width direction of each electrode element is 3 μm, and the spacing between the electrode elements is 6 μm. Since the pixel electrode forming each pixel is formed by arranging a plurality of U-shaped electrode elements in which the central portion is bent, the shape of each pixel is not a rectangular shape, but a thick, curved portion in the central portion like the electrode element. It has a shape similar to the letter K. And each pixel is divided | segmented up and down with the central curved part as a boundary, and has a 1st upper area | region and a 2nd lower area | region of a curved part.

각 화소의 제 1 영역과 제 2 영역을 비교하면, 그것들을 구성하는 화소 전극의 전극 요소의 형성 방향이 상이한 것으로 되어 있다. 즉, 후술하는 액정 배향막의 러빙 방향을 기준으로 한 경우, 화소의 제 1 영역에서는 화소 전극의 전극 요소가 +10°의 각도 (시계 방향) 를 이루도록 형성되고, 화소의 제 2 영역에서는 화소 전극의 전극 요소가 -10°의 각도 (시계 방향) 를 이루도록 형성되어 있다. 즉, 각 화소의 제 1 영역과 제 2 영역에서는, 화소 전극과 대향 전극 사이의 전압 인가에 의해 야기되는 액정의 기판면 내에서의 회전 동작 (인플레인·스위칭) 의 방향이 서로 반대 방향이 되도록 구성되어 있다.When the first region and the second region of each pixel are compared, the direction of formation of the electrode elements of the pixel electrodes constituting them is different. That is, when the rubbing direction of the liquid crystal aligning film, which will be described later, is used as a reference, in the first region of the pixel, the electrode element of the pixel electrode is formed to form an angle (clockwise) of + 10 °, and in the second region of the pixel, the electrode of the pixel electrode The element is formed to form an angle of -10 ° (clockwise). That is, in the first area and the second area of each pixel, the directions of rotation operations (inflation / switching) within the substrate surface of the liquid crystal caused by the application of the voltage between the pixel electrode and the counter electrode are opposite to each other. Consists of.

다음으로, 얻어진 액정 배향제를 1.0 ㎛ 의 필터로 여과한 후, 준비된 상기 전극이 형성된 기판과, 이면에 ITO 막이 성막되어 있는 높이 4 ㎛ 의 기둥상 스페이서를 갖는 유리 기판에 스핀 코트 도포로 도포하였다. 80 ℃ 의 핫 플레이트 상에서 5 분간 건조시킨 후, 230 ℃ 의 열풍 순환식 오븐에서 20 분간 소성을 실시하여, 막두께 100 ㎚ 의 도막을 형성시켰다. 이 도막면에 편광판을 개재하여 소광비 10 : 1 이상의 직선 편광된 파장 254 ㎚ 의 자외선을 조사하였다. 이 기판을 에틸락테이트를 함유하는 용액에 3 분간 침지시키고, 이어서 순수에 1 분간 침지시키고, 80 ℃ 의 핫 플레이트 상에서 5 분간 건조시켜, 액정 배향막이 형성된 기판을 얻었다. 상기 2 장의 기판을 1 세트로 하고, 기판 상에 시일제를 인쇄하고, 다른 1 장의 기판을 액정 배향막면이 마주보고 배향 방향이 0°가 되도록 하여 붙인 후, 시일제를 경화시켜 공 (空) 셀을 제조하였다. 이 공셀에 감압 주입법에 의해 액정 MLC-2041 (머크사 제조) 을 주입하고, 주입구를 봉지하여, FFS 구동 액정 셀을 얻었다. 그 후, 얻어진 액정 셀을 110 ℃ 에서 1 시간 가열하고, 하룻밤 방치하고 나서 각 평가에 사용하였다.Next, the obtained liquid crystal aligning agent was filtered through a 1.0 µm filter, and then applied by spin coating to a substrate on which the prepared electrode was formed and a glass substrate having a columnar spacer having a height of 4 µm with an ITO film formed on the back surface. . After drying on a hot plate at 80 ° C for 5 minutes, baking was performed for 20 minutes in a hot air circulation oven at 230 ° C to form a coating film having a film thickness of 100 nm. An ultraviolet ray having a wavelength of 254 nm linearly polarized with an extinction ratio of 10: 1 or more was irradiated through a polarizing plate on the surface of this coating film. This substrate was immersed in a solution containing ethyl lactate for 3 minutes, and then immersed in pure water for 1 minute, and dried on a hot plate at 80 ° C for 5 minutes to obtain a substrate on which a liquid crystal alignment film was formed. Set the two substrates as one set, print a sealing agent on the substrate, attach the other one of the substrates with the liquid crystal alignment film face to face and the orientation direction to be 0 °, and then cure the sealing agent to form a void. Cells were prepared. A liquid crystal MLC-2041 (manufactured by Merck) was injected into the empty cell by a reduced pressure injection method, and the injection port was sealed to obtain an FFS-driven liquid crystal cell. Thereafter, the obtained liquid crystal cell was heated at 110 ° C. for 1 hour and left for overnight to use in each evaluation.

[장기 교류 구동에 의한 잔상 평가][Afterimage evaluation by long-term AC drive]

상기한 잔상 평가에 사용한 액정 셀과 동일한 구조의 액정 셀을 준비하였다.A liquid crystal cell having the same structure as the liquid crystal cell used for the above-described afterimage evaluation was prepared.

이 액정 셀을 사용하여, 60 ℃ 의 항온 환경하, 주파수 60 ㎐ 에서 ± 5 V 의 교류 전압을 120 시간 인가하였다. 그 후, 액정 셀의 화소 전극과 대향 전극 사이를 쇼트시킨 상태로 하고, 그대로 실온에 하루 방치하였다.Using this liquid crystal cell, an alternating voltage of ± 5 V was applied for 120 hours at a frequency of 60 Hz in a constant temperature environment of 60 ° C. Thereafter, the state between the pixel electrode and the counter electrode of the liquid crystal cell was short-circuited and left at room temperature for one day.

방치 후, 액정 셀을 편광축이 직교하도록 배치된 2 장의 편광판 사이에 설치하고, 전압 무인가의 상태에서 백라이트를 점등시켜 두고, 투과광의 휘도가 가장 작아지도록 액정 셀의 배치 각도를 조정하였다. 그리고, 제 1 화소의 제 2 영역이 가장 어두워지는 각도에서 제 1 영역이 가장 어두워지는 각도까지 액정 셀을 회전시켰을 때의 회전 각도를 각도 Δ 로서 산출하였다. 제 2 화소에서도 동일하게, 제 2 영역과 제 1 영역을 비교하여, 동일한 각도 Δ 를 산출하였다. 그리고, 제 1 화소와 제 2 화소의 각도 Δ 값의 평균값을 액정 셀의 각도 Δ 로서 산출하였다.After standing, the liquid crystal cell was placed between two polarizing plates arranged so that the polarization axes were orthogonal to each other, and the backlight was turned on in a voltage-free state, and the arrangement angle of the liquid crystal cell was adjusted so that the luminance of transmitted light was the smallest. Then, the rotation angle when the liquid crystal cell was rotated from the angle at which the second region of the first pixel is darkest to the angle at which the first region is darkest was calculated as the angle Δ. Similarly in the second pixel, the second region and the first region were compared to calculate the same angle Δ. Then, the average value of the angle Δ value of the first pixel and the second pixel was calculated as the angle Δ of the liquid crystal cell.

(합성예 1)(Synthesis Example 1)

교반 장치가 형성된 3000 ㎖ 의 4 구 플라스크를 질소 분위기로 하고, 1,2-비스(4-아미노페녹시)에탄을 114.33 g (468 m㏖) 넣고, DA-2 를 12.33 g (52.0 m㏖) 넣고, NMP 를 1810 g 첨가하고, 질소를 이송하면서 교반하여 용해시켰다. 이 디아민 용액을 교반하면서 1,2,3,4-시클로부탄테트라카르복실산 2 무수물을 96.87 g (494 m㏖) 첨가하고, 추가로 고형분 농도가 10 질량% 가 되도록 NMP 를 첨가하고, 실온에서 24 시간 교반하여 폴리아믹산 (PAA-1) 의 용액을 얻었다. 이 폴리아믹산 용액의 온도 25 ℃ 에 있어서의 점도는 159 m㎩·s 였다. 또, 이 폴리아믹산의 분자량은 Mn = 13090, Mw = 34272 였다.A 3000 ml four-necked flask with a stirring device was placed in a nitrogen atmosphere, and 114.33 g (468 mmol) of 1,2-bis (4-aminophenoxy) ethane was added, and 12.33 g (52.0 mmol) of DA-2. It was added, and 1810 g of NMP was added and dissolved by stirring while conveying nitrogen. While stirring the diamine solution, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride was added to 96.87 g (494 mmol), NMP was further added at a solid content concentration of 10% by mass, and at room temperature. The mixture was stirred for 24 hours to obtain a solution of polyamic acid (PAA-1). The viscosity of the polyamic acid solution at a temperature of 25 ° C was 159 mPa · s. Moreover, the molecular weight of this polyamic acid was Mn = 13090 and Mw = 34272.

(합성예 2)(Synthesis Example 2)

교반자를 넣은 50 ㎖ 샘플관에 합성예 1 에서 얻어진 폴리아믹산 용액 (PAA-1) 을 18.0 g 넣고, NMP 를 6.05 g, BCS 를 6.00 g, 및 첨가제 A 를 0.26 g 첨가하고, 마그네틱 스터러로 30 분간 교반하여 액정 배향제 (A-1) 을 얻었다.18.0 g of the polyamic acid solution (PAA-1) obtained in Synthesis Example 1 was added to a 50 ml sample tube containing a stirrer, 6.05 g of NMP, 6.00 g of BCS, and 0.26 g of additive A, and 30 with a magnetic stirrer. The mixture was stirred for a minute to obtain a liquid crystal aligning agent (A-1).

(합성예 3)(Synthesis Example 3)

교반 장치 및 질소 도입관이 형성된 3000 ㎖ 4 구 플라스크에 1,2-비스(4-아미노페녹시)에탄을 124.60 g (510 m㏖), DA-2 를 0.95 g (90.0 m㏖) 넣고, NMP 를 2236 g 첨가하고, 질소를 이송하면서 교반하여 용해시켰다. 이 디아민 용액을 교반하면서, 1,3-디메틸-1,2,3,4-시클로부탄테트라카르복실산 2 무수물을 130.06 g (580.2 m㏖) 첨가하고, 추가로 고형분 농도가 10 질량% 가 되도록 NMP 를 첨가하고, 실온에서 24 시간 교반하여 폴리아믹산 (PAA-2) 의 용액을 얻었다. 이 폴리아믹산 용액의 온도 25 ℃ 에 있어서의 점도는 511 m㎩·s 였다. 또, 이 폴리아믹산의 분자량은 Mn = 19100, Mw = 46880 이었다.124.60 g (510 mmol) of 1,2-bis (4-aminophenoxy) ethane and 0.95 g (90.0 mmol) of DA-2 were added to a 3000 ml 4-neck flask with a stirring device and nitrogen introduction tube, and NMP 2236 g was added and dissolved by stirring while conveying nitrogen. While stirring this diamine solution, 130.06 g (580.2 mmol) of 1,3-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic acid anhydride was added, and the solid content concentration was further 10 mass%. NMP was added and stirred at room temperature for 24 hours to obtain a solution of polyamic acid (PAA-2). The viscosity of the polyamic acid solution at a temperature of 25 ° C was 511 mPa · s. Moreover, the molecular weight of this polyamic acid was Mn = 19100 and Mw = 46880.

(합성예 4)(Synthesis Example 4)

교반자를 넣은 50 ㎖ 샘플관에 합성예 3 에서 얻어진 폴리아믹산 용액 (PAA-2) 를 18.0 g 넣고, NMP 를 18.01 g, BCS 를 9.03 g, 및 첨가제 A 를 0.25 g 첨가하고, 마그네틱 스터러로 30 분간 교반하여 액정 배향제 (A-2) 를 얻었다.18.0 g of the polyamic acid solution (PAA-2) obtained in Synthesis Example 3 was added to a 50 ml sample tube containing a stirrer, 18.01 g of NMP, 9.03 g of BCS, and 0.25 g of additive A were added, and 30 was added with a magnetic stirrer. The mixture was stirred for a minute to obtain a liquid crystal aligning agent (A-2).

(합성예 5)(Synthesis Example 5)

교반 장치 및 질소 도입관이 형성된 500 ㎖ 4 구 플라스크에 얻어진 폴리아믹산 용액 (PAA-2) 를 200 g 넣고, NMP 를 85.68 g 첨가하고, 30 분 교반하였다. 얻어진 폴리아믹산 용액에 무수 아세트산을 22.22 g, 피리딘을 6.86 g 첨가하고, 50 ℃ 에서 3 시간 가열하여, 화학 이미드화를 실시하였다. 얻어진 반응액을 1100 g 의 메탄올에 교반하면서 투입하고, 석출된 침전물을 여과 채취하고, 계속해서, 1100 g 의 메탄올로 3 회 세정하고, 200 g 의 메탄올로 2 회 세정하였다. 얻어진 수지 분말을 60 ℃ 에서 12 시간 건조시킴으로써, 폴리이미드 수지 분말을 얻었다.200 g of the obtained polyamic acid solution (PAA-2) was added to a 500 mL four-neck flask in which a stirring device and a nitrogen introduction tube were formed, and NMP was added to 85.68 g, followed by stirring for 30 minutes. To the obtained polyamic acid solution, 22.22 g of acetic anhydride and 6.86 g of pyridine were added, followed by heating at 50 ° C for 3 hours to perform chemical imidization. The obtained reaction solution was poured into 1100 g of methanol while stirring, and the precipitated precipitate was collected by filtration, and then washed three times with 1100 g of methanol and washed twice with 200 g of methanol. Polyimide resin powder was obtained by drying the obtained resin powder at 60 degreeC for 12 hours.

이 폴리이미드 수지 분말의 이미드화율은 68 %, 분자량은 Mn = 9155, Mw = 21430 이었다.The imidation ratio of this polyimide resin powder was 68%, and the molecular weights were Mn = 9155 and Mw = 21430.

또한, 교반자를 넣은 200 ㎖ 샘플관에 얻어진 폴리이미드 수지 분말 12.53 g 을 넣고, NMP 를 91.89 g 첨가하고, 실온에서 24 시간 교반하여 용해시켜, 폴리이미드 용액 (PI-1) 을 얻었다.Further, 12.53 g of the obtained polyimide resin powder was added to a 200 ml sample tube containing a stirrer, 91.89 g of NMP was added, and the mixture was stirred and dissolved at room temperature for 24 hours to obtain a polyimide solution (PI-1).

(합성예 6)(Synthesis Example 6)

교반자를 넣은 200 ㎖ 샘플관에 합성예 5 에서 얻어진 폴리이미드 용액 (PI-1) 을 59.59 g 넣고, 0.3 질량% 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란의 NMP 용액을 7.17 g, NMP 를 11.26 g, BCS 를 26.0 g, 및 첨가제 A 를 2.08 g 첨가하고, 마그네틱 스터러로 30 분간 교반하여 액정 배향제 (A-3) 을 얻었다.59.59 g of the polyimide solution (PI-1) obtained in Synthesis Example 5 was added to a 200 ml sample tube containing a stirrer, 7.17 g of an NMP solution of 0.3% by mass 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, and 11.26 g of NMP. , 26.0 g of BCS and 2.08 g of additive A were added and stirred for 30 minutes with a magnetic stirrer to obtain a liquid crystal aligning agent (A-3).

(합성예 7)(Synthesis Example 7)

교반 장치가 형성된 500 ㎖ 의 4 구 플라스크를 질소 분위기로 하고, 1,2-비스(4-아미노페녹시)에탄을 7.01 g (28.7 m㏖) 넣고, DA-2 를 1.21 g (3.19 m㏖) 넣고, NMP 를 76.0 g, GBL 을 227.9 g, 및 염기로서 피리딘 5.69 g (71.9 m㏖) 을 첨가하고, 교반하여 용해시켰다. 다음으로, 이 디아민 용액을 교반하면서, DE-1 을 29.98 g (30.0 m㏖) 첨가하고, 15 ℃ 에서 24 시간 반응시켰다. 24 시간 교반 후, 아크릴로일클로라이드를 0.83 g (9.18 m㏖) 첨가하고, 15 ℃ 에서 4 시간 반응시켰다. 얻어진 폴리아믹산에스테르의 용액을 983 g 의 2-프로판올에 교반하면서 투입하고, 석출된 백색 침전물을 여과 채취하고, 계속해서, 328 g 의 2-프로판올로 5 회 세정하고, 건조시킴으로써 백색의 폴리아믹산에스테르 수지 분말을 얻었다. 또, 이 폴리아믹산에스테르의 분자량은 Mn = 15224, Mw = 32484 였다.A 500 ml four-necked flask with a stirring device was used in a nitrogen atmosphere, and 7.01 g (28.7 mmol) of 1,2-bis (4-aminophenoxy) ethane was added, and 1.21 g (3.19 mmol) of DA-2 was added. It was put, 76.0 g of NMP, 227.9 g of GBL, and 5.69 g (71.9 mmol) of pyridine as a base were added and dissolved by stirring. Next, while stirring this diamine solution, 29.98 g (30.0 mmol) of DE-1 was added and reacted at 15 ° C for 24 hours. After stirring for 24 hours, 0.83 g (9.18 mmol) of acryloyl chloride was added and reacted at 15 ° C for 4 hours. The resulting polyamic acid ester solution was added to 983 g of 2-propanol with stirring, and the precipitated white precipitate was collected by filtration, and then washed with 328 g of 2-propanol five times, and dried to obtain a white polyamic acid ester. A resin powder was obtained. Moreover, the molecular weight of this polyamic acid ester was Mn = 15224 and Mw = 32484.

또한, 교반자를 넣은 30 ㎖ 샘플관에 얻어진 폴리아믹산에스테르 수지 분말 3.13 g 을 넣고, GBL 을 28.12 g 첨가하고, 실온에서 24 시간 교반하여 용해시켜, 폴리아믹산에스테르 용액 (PAE-1) 을 얻었다.Further, 3.13 g of the obtained polyamic acid ester resin powder was added to a 30 ml sample tube containing a stirrer, 28.12 g of GBL was added, and the mixture was stirred and dissolved at room temperature for 24 hours to obtain a polyamic acid ester solution (PAE-1).

(합성예 8)(Synthesis Example 8)

교반자를 넣은 30 ㎖ 샘플관에 합성예 7 에서 얻어진 폴리아믹산에스테르 용액 (PAE-1) 을 7.52 g 넣고, GBL 을 5.01 g, BCS 를 3.00 g, 및 첨가제 A 를 0.14 g 첨가하고, 마그네틱 스터러로 30 분간 교반하여 액정 배향제 (A-4) 를 얻었다.To a 30 ml sample tube containing a stirrer, 7.52 g of the polyamic acid ester solution (PAE-1) obtained in Synthesis Example 7 was added, 5.01 g of GBL, 3.00 g of BCS, and 0.14 g of additive A were added, and a magnetic stirrer was used. The mixture was stirred for 30 minutes to obtain a liquid crystal aligning agent (A-4).

<실시예 1><Example 1>

합성예 2 에서 얻어진 액정 배향제 (A-1) 을 1.0 ㎛ 의 필터로 여과한 후, 준비된 상기 전극이 형성된 기판과, 이면에 ITO 막이 성막되어 있는 높이 4 ㎛ 의 기둥상 스페이서를 갖는 유리 기판에 스핀 코트 도포로 도포하였다. 80 ℃ 의 핫 플레이트 상에서 5 분간 건조시킨 후, 230 ℃ 의 열풍 순환식 오븐에서 20 분간 소성을 실시하여, 막두께 100 ㎚ 의 도막을 형성시켰다. 이 도막면에 편광판을 개재하여 소광비 26 : 1 의 직선 편광된 파장 254 ㎚ 의 자외선을 1.0 J/㎠ 조사하였다. 이 기판을 락트산에틸 중에 실온 (25 ℃) 3 분간 침지시키고, 이어서 순수에 1 분간 침지시키고, 80 ℃ 의 핫 플레이트 상에서 5 분간 건조시켜, 액정 배향막이 형성된 기판을 얻었다. 상기 2 장의 기판을 1 세트로 하고, 기판 상에 시일제를 인쇄하고, 다른 1 장의 기판을 액정 배향막면이 마주보고 배향 방향이 0°가 되도록 하여 붙인 후, 시일제를 경화시켜 공셀을 제조하였다. 이 공셀에 감압 주입법에 의해 액정 MLC-2041 (머크사 제조) 을 주입하고, 주입구를 봉지하여, FFS 구동 액정 셀을 얻었다. 그 후, 얻어진 액정 셀을 110 ℃ 에서 1 시간 가열하고, 하룻밤 방치하고, 장기 교류 구동에 의한 잔상 평가를 실시하였다. 장기 교류 구동 후에 있어서의 이 액정 셀의 각도 Δ 의 값은 0.44 도였다.After filtering the liquid crystal aligning agent (A-1) obtained in Synthesis Example 2 with a 1.0 μm filter, the prepared electrode was formed on a substrate and a glass substrate having a columnar spacer having a height of 4 μm with an ITO film formed on the back surface. It was applied by spin coat application. After drying on a hot plate at 80 ° C for 5 minutes, baking was performed for 20 minutes in a hot air circulation oven at 230 ° C to form a coating film having a film thickness of 100 nm. 1.0 J / cm <2> of ultraviolet-rays of wavelength 254nm linearly polarized with the extinction ratio 26: 1 were irradiated through the polarizing plate on this coating film surface. This substrate was immersed in ethyl lactate for 3 minutes at room temperature (25 ° C), then immersed in pure water for 1 minute, and dried on a hot plate at 80 ° C for 5 minutes to obtain a substrate on which a liquid crystal alignment film was formed. The above two substrates were set as one set, a sealing agent was printed on the substrate, and the other one of the substrates was pasted with the liquid crystal alignment film faced so that the alignment direction was 0 °, and then the sealing agent was cured to prepare a blank cell. . A liquid crystal MLC-2041 (manufactured by Merck) was injected into the empty cell by a reduced pressure injection method, and the injection port was sealed to obtain an FFS-driven liquid crystal cell. Thereafter, the obtained liquid crystal cell was heated at 110 ° C. for 1 hour, left overnight, and afterimage evaluation by long-term AC driving was performed. The value of the angle Δ of this liquid crystal cell after long-term AC driving was 0.44 degrees.

<실시예 2><Example 2>

합성예 4 에서 얻어진 액정 배향제 (A-2) 를 사용하여 기판 상에 도포, 건조, 소성한 폴리이미드막에 편광판을 개재하여 소광비 26 : 1 의 직선 편광된 파장 254 ㎚ 의 자외선을 0.2 J/㎠ 조사한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 방법으로 FFS 구동 액정 셀을 제조하였다. 이 FFS 구동 액정 셀에 대해, 장기 교류 구동에 의한 잔상 평가를 실시하였다. 장기 교류 구동 후에 있어서의 이 액정 셀의 각도 Δ 의 값은 0.12 도였다.Using the liquid crystal aligning agent (A-2) obtained in Synthesis Example 4, 0.2 J / of UV light having a linearly polarized wavelength of 254 nm with an extinction ratio of 26: 1 was interposed through a polyimide film coated, dried, and fired on a substrate. An FFS-driven liquid crystal cell was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the cm2 was irradiated. The residual image evaluation by long-term AC drive was performed about this FFS drive liquid crystal cell. The angle Δ value of this liquid crystal cell after long-term AC driving was 0.12 degrees.

<실시예 3><Example 3>

합성예 6 에서 얻어진 액정 배향제 (A-3) 을 사용하여 기판 상에 도포, 건조, 소성한 폴리이미드막에 편광판을 개재하여 소광비 26 : 1 의 직선 편광된 파장 254 ㎚ 의 자외선을 0.2 J/㎠ 조사한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 방법으로 FFS 구동 액정 셀을 제조하였다. 이 FFS 구동 액정 셀에 대해, 장기 교류 구동에 의한 잔상 평가를 실시하였다. 장기 교류 구동 후에 있어서의 이 액정 셀의 각도 Δ 의 값은 0.10 도였다.Using the liquid crystal aligning agent (A-3) obtained in Synthesis Example 6, a polyimide film coated, dried, and fired on a substrate was interposed with a polarizing plate, and the linearly polarized wavelength of 254 nm with an extinction ratio of 26: 1 was 0.2 J / An FFS-driven liquid crystal cell was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the cm2 was irradiated. The residual image evaluation by long-term AC drive was performed about this FFS drive liquid crystal cell. The value of the angle Δ of this liquid crystal cell after long-term AC driving was 0.10 degrees.

<실시예 4><Example 4>

합성예 8 에서 얻어진 액정 배향제 (A-4) 을 사용하여 기판 상에 도포, 건조, 소성한 폴리이미드막에 편광판을 개재하여 소광비 26 : 1 의 직선 편광된 파장 254 ㎚ 의 자외선을 0.2 J/㎠ 조사한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 방법으로 FFS 구동 액정 셀을 제조하였다. 이 FFS 구동 액정 셀에 대해, 장기 교류 구동에 의한 잔상 평가를 실시하였다. 장기 교류 구동 후에 있어서의 이 액정 셀의 각도 Δ 의 값은 0.08 도였다.Using the liquid crystal aligning agent (A-4) obtained in Synthesis Example 8, a polyimide film coated, dried, and fired on a substrate was interposed with a polarizing plate and a linearly polarized wavelength of 254 nm with an extinction ratio of 26: 1 was 0.2 J / An FFS-driven liquid crystal cell was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the cm2 was irradiated. The residual image evaluation by long-term AC drive was performed about this FFS drive liquid crystal cell. The value of the angle Δ of this liquid crystal cell after long-term AC driving was 0.08 degrees.

<비교예 1><Comparative Example 1>

합성예 2 에서 얻어진 액정 배향제 (A-1) 을 1.0 ㎛ 의 필터로 여과한 후, 준비된 상기 전극이 형성된 기판과, 이면에 ITO 막이 성막되어 있는 높이 4 ㎛ 의 기둥상 스페이서를 갖는 유리 기판에 스핀 코트 도포로 도포하였다. 80 ℃ 의 핫 플레이트 상에서 5 분간 건조시킨 후, 230 ℃ 의 열풍 순환식 오븐에서 20 분간 소성을 실시하여, 막두께 100 ㎚ 의 도막을 형성시켰다. 이 도막면에 편광판을 개재하여 소광비 26 : 1 의 직선 편광된 파장 254 ㎚ 의 자외선을 1.0 J/㎠ 조사하였다.After filtering the liquid crystal aligning agent (A-1) obtained in Synthesis Example 2 with a 1.0 µm filter, the prepared electrode was formed on a substrate and a glass substrate having a columnar spacer having a height of 4 µm with an ITO film formed on the back surface. It was applied by spin coat application. After drying on a hot plate at 80 ° C for 5 minutes, baking was performed for 20 minutes in a hot air circulation oven at 230 ° C to form a coating film having a film thickness of 100 nm. 1.0 J / cm <2> of ultraviolet-rays of wavelength 254nm linearly polarized with the extinction ratio 26: 1 were irradiated through the polarizing plate on this coating film surface.

이 기판을 IPA 와 순수의 혼합 용액 (질량비 : IPA/순수 = 5/5) 중에 실온에서 3 분간 침지시키고, 이어서 순수에 1 분간 침지시키고, 80 ℃ 의 핫 플레이트 상에서 5 분간 건조시켜, 액정 배향막이 형성된 기판을 얻었다. 상기 2 장의 기판을 1 세트로 하고, 기판 상에 시일제를 인쇄하고, 다른 1 장의 기판을 액정 배향막면이 마주보고 배향 방향이 0°가 되도록 하여 붙인 후, 시일제를 경화시켜 공셀을 제조하였다. 이 공셀에 감압 주입법에 의해 액정 MLC-2041 (머크사 제조) 을 주입하고, 주입구를 봉지하여, FFS 구동 액정 셀을 얻었다. 그 후, 얻어진 액정 셀을 110 ℃ 에서 1 시간 가열하고, 하룻밤 방치하고, 장기 교류 구동에 의한 잔상 평가를 실시하였다. 장기 교류 구동 후에 있어서의 이 액정 셀의 각도 Δ 의 값은 0.52 도였다.This substrate was immersed in a mixed solution of IPA and pure water (mass ratio: IPA / pure water = 5/5) for 3 minutes at room temperature, then immersed in pure water for 1 minute, and dried on a hot plate at 80 ° C for 5 minutes to form a liquid crystal alignment film. The formed substrate was obtained. The above two sheets were set as one set, a sealing agent was printed on the substrate, and another one of the substrates was pasted with the liquid crystal alignment film faced so that the alignment direction was 0 °, and then the sealing agent was cured to prepare a blank cell. . A liquid crystal MLC-2041 (manufactured by Merck) was injected into the empty cell by a reduced pressure injection method, and the injection port was sealed to obtain an FFS-driven liquid crystal cell. Thereafter, the obtained liquid crystal cell was heated at 110 ° C. for 1 hour, left overnight, and afterimage evaluation by long-term AC driving was performed. The value of the angle Δ of this liquid crystal cell after long-term alternating current driving was 0.52 degrees.

<비교예 2><Comparative Example 2>

합성예 4 에서 얻어진 액정 배향제 (A-2) 를 사용하여 기판 상에 도포, 건조, 소성한 폴리이미드막에 편광판을 개재하여 소광비 26 : 1 의 직선 편광된 파장 254 ㎚ 의 자외선을 0.2 J/㎠ 조사한 것 이외에는, 비교예 1 과 동일한 방법으로 FFS 구동 액정 셀을 제조하였다. 이 FFS 구동 액정 셀에 대해, 장기 교류 구동에 의한 잔상 평가를 실시하였다. 장기 교류 구동 후에 있어서의 이 액정 셀의 각도 Δ 의 값은 0.25 도였다.Using the liquid crystal aligning agent (A-2) obtained in Synthesis Example 4, 0.2 J / of ultraviolet rays having a wavelength of 254 nm linearly polarized with an extinction ratio of 26: 1 was interposed through a polyimide film coated, dried, and fired on a substrate. An FFS-driven liquid crystal cell was manufactured in the same manner as in Comparative Example 1 except for the irradiation with cm 2. The residual image evaluation by long-term AC drive was performed about this FFS drive liquid crystal cell. The value of the angle Δ of this liquid crystal cell after long-term AC driving was 0.25 degrees.

<비교예 3><Comparative Example 3>

합성예 6 에서 얻어진 액정 배향제 (A-3) 을 사용하여 기판 상에 도포, 건조, 소성한 폴리이미드막에 편광판을 개재하여 소광비 26 : 1 의 직선 편광된 파장 254 ㎚ 의 자외선을 0.2 J/㎠ 조사한 것 이외에는, 비교예 1 과 동일한 방법으로 FFS 구동 액정 셀을 제조하였다. 이 FFS 구동 액정 셀에 대해, 장기 교류 구동에 의한 잔상 평가를 실시하였다. 장기 교류 구동 후에 있어서의 이 액정 셀의 각도 Δ 의 값은 0.20 도였다.Using the liquid crystal aligning agent (A-3) obtained in Synthesis Example 6, a polyimide film coated, dried, and fired on a substrate with a polarizing plate interposed therebetween was linearly polarized with an extinction ratio of 26: 1 to a wavelength of 254 nm with ultraviolet light of 0.2 J / An FFS-driven liquid crystal cell was manufactured in the same manner as in Comparative Example 1 except for the irradiation with cm 2. The residual image evaluation by long-term AC drive was performed about this FFS drive liquid crystal cell. The value of the angle Δ of this liquid crystal cell after long-term AC driving was 0.20 degrees.

Figure 112015064140656-pct00026
Figure 112015064140656-pct00026

산업상 이용가능성Industrial availability

본 발명의 액정 배향제로부터 얻어지는 액정 배향막은, IPS 구동 방식이나 FFS 구동 방식의 액정 표시 소자에 있어서 발생하는 교류 구동에 의한 잔상을 저감시킬 수 있어, 잔상 특성이 우수한 IPS 구동 방식이나 FFS 구동 방식의 액정 표시 소자가 얻어진다. 따라서, IPS 구동 방식이나 FFS 구동 방식의 액정 표시 소자나 액정 텔레비전의 액정 배향막으로서 특히 유용하다.The liquid crystal aligning film obtained from the liquid crystal aligning agent of the present invention is capable of reducing the afterimage caused by AC driving in the liquid crystal display device of the IPS driving method or the FFS driving method, and the IPS driving method or the FFS driving method having excellent afterimage characteristics. A liquid crystal display element is obtained. Therefore, it is particularly useful as a liquid crystal display element of an IPS driving method, an FFS driving method, or a liquid crystal alignment film of a liquid crystal television.

또한, 2012년 11월 30일에 출원된 일본 특허출원 2012-263390호의 명세서, 특허청구범위, 및 요약서의 전체 내용을 여기에 인용하여, 본 발명의 명세서의 개시로서 받아들이는 것이다.In addition, the entire contents of the specification, claims, and abstract of Japanese Patent Application No. 2012-263390, filed on November 30, 2012, are cited herein and taken as an indication of the specification of the present invention.

Claims (9)

하기 식 (1) 로 나타내는 구조 단위를 갖는 폴리이미드 전구체 및 그 폴리이미드 전구체의 이미드화 중합체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종류의 중합체를 함유하는 액정 배향제를 기판 상에 도포, 소성하여 얻어지는 이미드화된 막에 편광된 방사선을 조사하고, 이어서, 락트산의 탄소수 1 ∼ 5 의 저급 알킬에스테르와 접촉 처리하는 것을 특징으로 하는 액정 배향막의 제조 방법.
[화학식 1]
Figure 112015056884911-pct00022

(식 (1) 에 있어서, X1 은 하기 식 (X1-1) 및 (X1-2) 로 나타내는 구조로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종이고, R1 은 수소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기이다)
[화학식 2]
Figure 112015056884911-pct00023
An image obtained by coating and firing a liquid crystal aligning agent containing at least one type of polymer selected from the group consisting of a polyimide precursor having a structural unit represented by the following formula (1) and an imidized polymer of the polyimide precursor: A method for producing a liquid crystal alignment film comprising irradiating polarized radiation onto a degraded film and then contacting it with a lower alkyl ester having 1 to 5 carbons of lactic acid.
[Formula 1]
Figure 112015056884911-pct00022

(In formula (1), X 1 is at least one member selected from the group consisting of structures represented by the following formulas (X1-1) and (X1-2), and R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. to be)
[Formula 2]
Figure 112015056884911-pct00023
제 1 항에 있어서,
상기 액정 배향제 중의 중합체의 함유량이 2 ∼ 8 질량% 인, 액정 배향막의 제조 방법.
According to claim 1,
The manufacturing method of a liquid crystal aligning film whose content of the polymer in the said liquid crystal aligning agent is 2-8 mass%.
제 1 항에 있어서,
상기 중합체의 중량 평균 분자량이 5,000 ∼ 300,000 이고, 수평균 분자량이 2,500 ∼ 150,000 인, 액정 배향막의 제조 방법.
According to claim 1,
A method for producing a liquid crystal alignment film, wherein the polymer has a weight average molecular weight of 5,000 to 300,000 and a number average molecular weight of 2,500 to 150,000.
제 1 항에 있어서,
상기 락트산의 탄소수 1 ∼ 5 의 저급 알킬에스테르와 접촉 처리하고, 추가로, 물 혹은 비점 50 ∼ 105 ℃ 를 갖는 수용성 유기 용제와 접촉 처리하는, 액정 배향막의 제조 방법.
According to claim 1,
The manufacturing method of the liquid crystal aligning film which is made to contact-treat with the lower alkyl ester of 1-5 carbon atoms of the said lactic acid, and to further contact with water or a water-soluble organic solvent which has a boiling point of 50-105 degreeC.
제 4 항에 있어서,
상기 비점 50 ∼ 105 ℃ 를 갖는 수용성 유기 용제가, 메탄올, 에탄올, 2-프로판올, 및 아세톤으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인, 액정 배향막의 제조 방법.
The method of claim 4,
A method for producing a liquid crystal alignment film, wherein the water-soluble organic solvent having a boiling point of 50 to 105 ° C is at least one selected from the group consisting of methanol, ethanol, 2-propanol, and acetone.
제 1 항에 있어서,
상기 저급 알킬에스테르가 락트산에틸인, 액정 배향막의 제조 방법.
According to claim 1,
A method for producing a liquid crystal alignment film, wherein the lower alkyl ester is ethyl lactate.
제 1 항에 있어서,
상기 식 (1) 로 나타내는 구조 단위를, 전체 중합체 1 몰에 대하여, 60 몰% 이상 함유하는 폴리이미드 전구체 및 그 폴리이미드 전구체의 이미드화 중합체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인, 액정 배향막의 제조 방법.
According to claim 1,
Production of a liquid crystal alignment film which is at least one member selected from the group consisting of a polyimide precursor containing 60 mol% or more of the structural unit represented by the formula (1), and an imidized polymer of the polyimide precursor, based on 1 mol of the total polymer. Way.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 액정 배향막의 제조 방법에 의해 얻어지는, 액정 배향막.The liquid crystal aligning film obtained by the manufacturing method of the liquid crystal aligning film in any one of Claims 1-7. 제 8 항에 기재된 액정 배향막을 구비하는, 액정 표시 소자.The liquid crystal display element provided with the liquid crystal aligning film of Claim 8.
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