KR20160095610A - Liquid crystal aligning agent, liquid crystal alignment film and manufacturing method therefor, liquid crystal device, polymer, diamine, and acid dianhydride - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 액정 배향제, 액정 배향막, 액정 배향막의 제조 방법, 액정 소자, 중합체, 디아민 및 산 2무수물에 관한 것이다. The present invention relates to a liquid crystal aligning agent, a liquid crystal alignment film, a process for producing a liquid crystal alignment film, a liquid crystal device, a polymer, a diamine and an acid dianhydride.
액정 표시 소자는, 텔레비전이나 모바일 기기, 각종 모니터 등에 널리 이용되고 있다. 또한, 액정 표시 소자에는, 액정 셀 중의 액정 분자를 배향 제어하기 위해 액정 배향막이 사용되고 있다. 액정 배향 규제력을 갖는 유기막을 얻는 방법으로서는, 종래, 유기막을 러빙하는 방법, 산화 규소를 사방(斜方) 증착하는 방법, 장쇄알킬기를 갖는 단분자막을 형성하는 방법, 감광성의 유기막에 광조사하는 방법(광배향법) 등이 알려져 있다. BACKGROUND ART Liquid crystal display devices are widely used in televisions, mobile devices, monitors, and the like. In the liquid crystal display element, a liquid crystal alignment film is used for alignment control of liquid crystal molecules in the liquid crystal cell. As a method of obtaining an organic film having a liquid crystal alignment regulating force, conventionally, a method of rubbing an organic film, a method of obliquely depositing silicon oxide, a method of forming a monomolecular film having a long chain alkyl group, a method of irradiating light to a photosensitive organic film (Photo alignment method) and the like are known.
광배향법은, 정전기나 먼지의 발생을 억제하면서 감광성의 유기막에 균일한 액정 배향성을 부여할 수 있고, 게다가 액정 배향 방향의 정밀한 제어도 가능한 점에서, 최근, 여러 가지 검토가 진행되고 있다(예를 들면 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에는, 신나모일기를 주쇄에 갖는 폴리이미드 전구체, 폴리이미드 또는 폴리아미드를 포함하는 액정 배향제를 이용하여 액정 배향막을 형성하는 것이 개시되어 있다. The photo-alignment method has recently been undergoing various investigations because it can impart uniform liquid-crystal alignability to a photosensitive organic film while suppressing the generation of static electricity and dust, and can also precisely control the liquid crystal alignment direction ( For example, Patent Document 1). Patent Document 1 discloses that a liquid crystal alignment film is formed using a polyimide precursor having a cinnamoyl group in its main chain, a liquid crystal aligning agent containing polyimide or polyamide.
최근에는, 대화면이고 고정세한 액정 텔레비전이 주체가 되고, 또한 스마트폰이나 태블릿 PC 등과 같은 소형의 표시 단말의 보급이 진행되어, 액정 패널에 대한 고정세화의 요구는 더욱 높아지고 있다. 구체적으로는, 잔상이 발생하기 어려운 것(잔상 특성)이나, 콘트라스트가 양호한 것(콘트라스트 특성) 등이 액정 표시 소자의 표시 품위의 개선을 위해 중요하고, 이들 특성을 더욱 개선하는 것이 요구되고 있다. In recent years, liquid crystal televisions, which are large in size and large in size, have become mainstreams, and the spread of small-sized display terminals such as smart phones and tablet PCs has been increasing, and the demand for fixed screens for liquid crystal panels is further increasing. Concretely, it is important to improve the display quality of the liquid crystal display element that the afterimage is difficult to occur (afterimage characteristic) and that the contrast is good (contrast characteristic), and further improvement of these properties is required.
본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 잔상 특성 및 콘트라스트 특성이 양호한 액정 소자를 얻을 수 있는 액정 배향제를 제공하는 것을 하나의 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide a liquid crystal aligning agent capable of obtaining a liquid crystal device having good afterimage characteristics and contrast characteristics.
본 발명자들은, 상기와 같은 종래 기술의 과제를 달성하기 위해 예의 검토한 결과, 특정 구조를 갖는 화합물을 포함하는 액정 배향제를 이용하여 액정 배향막을 제작함으로써, 상기 과제를 해결 가능한 것을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 구체적으로는, 이하의 수단이 제공된다. DISCLOSURE OF THE INVENTION The present inventors have intensively studied in order to achieve the above-mentioned problems of the prior art and as a result, they found that the above problems can be solved by producing a liquid crystal alignment film using a liquid crystal aligning agent containing a compound having a specific structure, And has reached the completion of the invention. Specifically, the following means are provided.
[1] 하기식 (1)로 나타나는 부분 구조를 갖는 화합물 (X)를 함유하는 액정 배향제:[1] A liquid crystal aligning agent containing a compound (X) having a partial structure represented by the following formula (1)
(식 (1) 중, R1 및 R2는, 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 니트로기, 시아노기 또는 1가의 유기기이며, R3은 치환기이고; (In the formula (1), R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a nitro group, a cyano group or a monovalent organic group; R 3 is a substituent;
X1은 산소 원자 또는 -NR4-(단, R4는 수소 원자 또는 1가의 유기기이며, R4가 다른 기에 결합하여 질소 원자와 함께 환 구조를 형성해도 좋음)이고; X 1 is an oxygen atom or -NR 4 - (wherein R 4 is a hydrogen atom or a monovalent organic group, and R 4 is bonded to another group to form a ring structure together with the nitrogen atom);
R3은, 다른 기에 결합하여 환의 적어도 일부를 구성하고 있어도 좋고; R 3 may be bonded to another group to form at least a part of a ring;
n은 0∼3의 정수이고; n이 2 또는 3인 경우, 복수의 R3은 동일해도 상이해도 좋고; n is an integer of 0 to 3; when n is 2 or 3, plural R 3 may be the same or different;
「*」는 결합손을 나타냄).&Quot; * " indicates a combined hand).
[2] 상기 [1]의 액정 배향제를 기판 상에 도포하여 도막을 형성하는 공정과, 상기 도막에 광조사하는 공정을 포함하는 액정 배향막의 제조 방법.[2] A process for producing a liquid crystal alignment film, comprising the step of applying the liquid crystal aligning agent of [1] above to a substrate to form a coating film, and a step of irradiating the coating film with light.
[3] 상기 [1]의 액정 배향제를 이용하여 형성된 액정 배향막.[3] A liquid crystal alignment film formed using the liquid crystal aligning agent of [1] above.
[4] 상기 [3]에 기재된 액정 배향막을 구비하는 액정 소자.[4] A liquid crystal device comprising the liquid crystal alignment film according to [3] above.
[5] 폴리이미드 전구체, 폴리이미드 및 폴리아미드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 중합체이며, 또한 상기식 (1)로 나타나는 부분 구조를 갖는 중합체.[5] A polymer having at least one polymer selected from the group consisting of a polyimide precursor, polyimide and polyamide, and having a partial structure represented by the formula (1).
[6] 하기식 (2-1)로 나타나는 디아민:[6] The diamine represented by the following formula (2-1):
(식 (2-1) 중, A1은 하기식 (1-1)로 나타나는 기 또는 하기식 (1-2)로 나타나는 기이며, A2는 단결합, 하기식 (1-1)로 나타나는 기 또는 하기식 (1-2)로 나타나는 기이고; (2-1), A 1 is a group represented by the following formula (1-1) or a group represented by the following formula (1-2), A 2 is a single bond, Or a group represented by the following formula (1-2);
R5는, A1이 하기식 (1-1)로 나타나는 기인 경우에 2가의 유기기이며, A1이 하기식 (1-2)로 나타나는 기인 경우에 단결합 또는 2가의 유기기이고; R 5 is a divalent organic group when A 1 is a group represented by the following formula (1-1) and is a single bond or a divalent organic group when A 1 is a group represented by the following formula (1-2);
R7은, A2가 하기식 (1-1)로 나타나는 기인 경우에 2가의 유기기이며, A2가 하기식 (1-2)로 나타나는 기인 경우에 단결합 또는 2가의 유기기이며, A2가 단결합인 경우에 단결합이고; R 7 is a divalent organic group when A 2 is a group represented by the following formula (1-1), A 2 is a single bond or a divalent organic group when A 2 is a group represented by the following formula (1-2), A When the divalent group is a single bond;
R6은 2가의 유기기이고; R 6 is a divalent organic group;
단, 하기식 (1-1) 및 식 (1-2) 중의 「*1」은, R6에 결합하고 있음);Provided that "* 1" in the following formulas (1-1) and (1-2) is bonded to R 6 );
(식 (1-1) 및 식 (1-2) 중, R1 및 R2는, 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 니트로기, 시아노기 또는 1가의 유기기이며, R3은 치환기이고; (In the formulas (1-1) and (1-2), R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a nitro group, a cyano group or a monovalent organic group; R 3 is a substituent;
X1은 산소 원자 또는 -NR4-(단, R4는 수소 원자 또는 1가의 유기기이며, R4가 다른 기에 결합하여 질소 원자와 함께 환 구조를 형성해도 좋음)이고; X 1 is an oxygen atom or -NR 4 - (wherein R 4 is a hydrogen atom or a monovalent organic group, and R 4 is bonded to another group to form a ring structure together with the nitrogen atom);
n은 0∼3의 정수이고; n이 2 또는 3인 경우, 복수의 R3은 동일해도 상이해도 좋고; n is an integer of 0 to 3; when n is 2 or 3, plural R 3 may be the same or different;
「*1」 및 「*」는 결합손을 나타냄).Quot; * 1 " and " * "
[7] 하기식 (3-1) 또는 식 (3-2)로 나타나는 산 2무수물:[7] An acid anhydride represented by the following formula (3-1) or (3-2):
(식 (3-1) 중, R51∼R54는, 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 니트로기, 시아노기 또는 1가의 유기기이며, i는 0 또는 1이고; (In the formula (3-1), R 51 to R 54 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a nitro group, a cyano group or a monovalent organic group; i is 0 or 1;
R50은, i=0일 때에 단결합 또는 2가의 유기기이며, i=1일 때에 2가의 유기기이고; R 50 is a single bond or a divalent organic group when i = 0, and is a divalent organic group when i = 1;
X1은, 산소 원자 또는 -NR4-(단, R4는 수소 원자 또는 1가의 유기기이며, R4가 다른 기에 결합하여 질소 원자와 함께 환 구조를 형성해도 좋음)이고; X 1 is an oxygen atom or -NR 4 - (wherein R 4 is a hydrogen atom or a monovalent organic group, and R 4 may be bonded to another group to form a ring structure together with the nitrogen atom);
단, i=1인 경우, 식 중의 복수의 X1은 독립적으로 상기 정의를 가짐);However, in the case of i = 1, a plurality of X 1 in the formula has at the defined independently);
(식 (3-2) 중, R55 및 R56은, 각각 독립적으로 3가의 유기기이며, R57∼R60은, 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 니트로기, 시아노기 또는 1가의 유기기이며, k는 0 또는 1이고; (In the formula (3-2), R 55 and R 56 are each independently a trivalent organic group; R 57 to R 60 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a nitro group, a cyano group, And k is 0 or 1;
X1은, 산소 원자 또는 -NR4-(단, R4는 수소 원자 또는 1가의 유기기이며, R4가 다른 기에 결합하여 질소 원자와 함께 환 구조를 형성해도 좋음)이고; X 1 is an oxygen atom or -NR 4 - (wherein R 4 is a hydrogen atom or a monovalent organic group, and R 4 may be bonded to another group to form a ring structure together with the nitrogen atom);
단, k=1인 경우, 식 중의 복수의 X1은 독립적으로 상기 정의를 가짐).However, in the case of k = 1, a plurality of X 1 in the formula has at the defined independently).
상기 화합물 (X)를 포함하는 액정 배향제에 의하면, 잔상(특히 교류 전압에 의한 잔상)이 발생하기 어렵고, 게다가 콘트라스트 특성이 양호한 액정 소자를 얻을 수 있다. According to the liquid crystal aligning agent containing the above compound (X), it is possible to obtain a liquid crystal device in which a residual image (in particular residual image due to an alternating voltage) is hardly generated and a contrast characteristic is excellent.
도 1은 FFS형 액정 표시 소자의 개략 구성도이다.
도 2는 광배향 처리에 의한 액정 표시 소자의 제조에 이용한 톱 전극의 평면 개략도이다. 도 2(a)는 톱 전극의 상면도이고, 도 2(b)는 톱 전극의 부분 확대도이다.
도 3은 4계통의 구동 전극을 나타내는 도면이다.1 is a schematic configuration diagram of an FFS type liquid crystal display device.
2 is a schematic plan view of a top electrode used for manufacturing a liquid crystal display element by photo-alignment treatment. Fig. 2 (a) is a top view of the top electrode, and Fig. 2 (b) is a partial enlarged view of the top electrode.
Fig. 3 is a diagram showing four types of driving electrodes.
(발명을 실시하기 위한 형태)(Mode for carrying out the invention)
이하에, 본 발명의 액정 배향제에 포함되는 각 성분 및, 필요에 따라서 임의로 배합되는 그 외의 성분에 대해서 설명한다. 또한, 본 명세서에 있어서 「유기기」란, 탄화수소기를 포함하는 기를 의미하고, 구조 중에 헤테로 원자를 포함하고 있어도 좋다. Hereinafter, each component contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention and other components arbitrarily blended as required will be described. In the present specification, the term "organic group" means a group containing a hydrocarbon group, and may include a hetero atom in the structure.
<화합물 (X)>≪ Compound (X) >
본 발명의 액정 배향제는, 상기식 (1)로 나타나는 부분 구조를 갖는 화합물(이하 「화합물 (X)」라고도 함)을 함유한다. The liquid crystal aligning agent of the present invention contains a compound having a partial structure represented by the above formula (1) (hereinafter also referred to as " compound (X) ").
상기식 (1)에 있어서, R1 및 R2의 1가의 유기기로서는, 예를 들면 탄소수 1∼20의 알킬기, 탄소수 1∼20의 알콕시기, 탄소수 1∼20의 플루오로알킬기, 탄소수 3∼20의 사이클로알킬기, 탄소수 6∼20의 아릴기, 탄소수 6∼20의 아르알킬기, 에폭시기, 알킬실릴기, 알콕시실릴기 등을 들 수 있다. 할로겐 원자로서는, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 등을 들 수 있다. Examples of the monovalent organic group represented by R 1 and R 2 in the formula (1) include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a fluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, An aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an aralkyl group having 6 to 20 carbon atoms, an epoxy group, an alkylsilyl group, and an alkoxysilyl group. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
여기에서, 탄소수 1∼20의 알킬기는 직쇄상이라도 분기상이라도 좋고, 구체적으로는, 예를 들면 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기 등을 들 수 있다. 또한, 탄소수 1∼20의 알콕시기로서는, 예를 들면 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 펜톡시기 등을; Here, the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms may be linear or branched. Specific examples thereof include methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, Decyl groups, and the like. Examples of the alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group and a pentoxy group;
탄소수 1∼20의 플루오로알킬기로서는, 예를 들면 퍼플루오로메틸기, 퍼플루오로에틸기, 2,2,2-트리플루오로에틸기 등을; Examples of the fluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms include a perfluoromethyl group, a perfluoroethyl group, a 2,2,2-trifluoroethyl group and the like;
탄소수 3∼20의 사이클로알킬기로서는, 예를 들면 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기, 메틸사이클로헥실기 등을; Examples of the cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a methylcyclohexyl group and the like;
탄소수 6∼20의 아릴기로서는, 예를 들면 페닐기, 톨릴기 등을; Examples of the aryl group having 6 to 20 carbon atoms include a phenyl group, a tolyl group and the like;
탄소수 6∼20의 아르알킬기로서는, 예를 들면 벤질기 등을; Examples of the aralkyl group having 6 to 20 carbon atoms include a benzyl group and the like;
각각 들 수 있다. Respectively.
R1 및 R2는, 수소 원자, 불소 원자, 탄소수 1∼3의 알킬기 또는 탄소수 1∼3의 플루오로알킬기가 바람직하고, 수소 원자 또는 메틸기가 보다 바람직하다. R 1 and R 2 are preferably a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or a fluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom or a methyl group.
-NR4- 중의 R4는, 수소 원자, 탄소수 1∼6의 알킬기 또는 보호기인 것이 바람직하다. 보호기로서는, 예를 들면 카바메이트계 보호기, 아미드계 보호기, 이미드계 보호기, 술폰아미드계 보호기 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 카바메이트계 보호기이며, t-부톡시카보닐기인 것이 특히 바람직하다. R4는, 다른 기에 결합하여 질소 원자와 함께 환 구조를 형성해도 좋다. 이러한 환 구조로서는, 예를 들면 피페리딘 구조, 피페라진 구조 등을 들 수 있다. R 4 in -NR 4 - is preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a protecting group. Examples of the protecting group include a carbamate-based protecting group, an amide-based protecting group, an imide-based protecting group, and a sulfonamide-based protecting group. Preferably, it is a carbamate-based protecting group, particularly preferably a t-butoxycarbonyl group. R 4 may bond to another group to form a ring structure together with the nitrogen atom. Examples of such a ring structure include a piperidine structure and a piperazine structure.
R3의 치환기로서는, 예를 들면 탄소수 1∼5의 알킬기, 탄소수 1∼5의 알콕시기, 할로겐 원자, 수산기, 카복실기, 아미노기, 시아노기, 알킬실릴기, 알콕시실릴기, 에스테르기 등을 들 수 있다. R3이 다른 기에 결합하여 형성되는 환으로서는, 예를 들면 이미드환, 산 무수물기 등을 들 수 있다. n은 0 또는 1이 바람직하고, 0이 보다 바람직하다. 또한, 식 (1) 중의 「*」가 수소 원자에 결합하는 경우를 포함한다. 또한, 「*」가 R3에 결합하여 산 무수물기 등의 환 구조를 형성하고 있어도 좋다. Examples of the substituent for R 3 include alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms, alkoxy groups having 1 to 5 carbon atoms, halogen atoms, hydroxyl groups, carboxyl groups, amino groups, cyano groups, alkylsilyl groups, alkoxysilyl groups, . Examples of the ring formed by combining R 3 with another group include imide rings and acid anhydride groups. n is preferably 0 or 1, and more preferably 0. It also includes the case where " * " in the formula (1) is bonded to a hydrogen atom. In addition, "*" may be bonded to R 3 to form a ring structure such as an acid anhydride group.
상기 화합물 (X)는, 액정 배향막의 주성분이 될 수 있는 중합체 성분이라도 좋고, 혹은 중합체 성분과는 별도로 배합되는 첨가제 성분이라도 좋다. 화합물 (X)가 중합체인 경우, 화합물 (X)는, 상기식 (1)로 나타나는 부분 구조를 중합체의 주쇄 중에 갖고 있어도 좋고, 측쇄에 갖고 있어도 좋다. 여기에서, 본 발명에 있어서의 중합체의 「주쇄」란, 중합체 중 가장 긴 원자의 연쇄로 이루어지는 「줄기」의 부분을 말한다. 또한 이 「줄기」의 부분이 환 구조를 포함하는 것은 허용된다. 따라서, 「상기식 (1)로 나타나는 부분 구조를 중합체의 주쇄 중에 갖는다」란, 당해 부분 구조가 주쇄의 일부분을 구성하는 것을 말한다. 단, 상기식 (1)로 나타나는 부분 구조가 주쇄 이외의 부분, 예를 들면 측쇄(중합체의 「줄기」로부터 분기된 부분)에도 존재하는 것을 배제하는 것은 아니다. The compound (X) may be a polymer component that can be a main component of the liquid crystal alignment film, or an additive component that is separately blended with the polymer component. When the compound (X) is a polymer, the compound (X) may have a partial structure represented by the formula (1) in the main chain of the polymer or may have the side chain. Here, the " main chain " of the polymer in the present invention refers to a portion of the " stem " composed of the longest chain of atoms in the polymer. It is also permissible for this part of the stem to include ring structures. Therefore, "having the partial structure represented by the above formula (1) in the main chain of the polymer" means that the partial structure constitutes a part of the main chain. However, it does not exclude that the partial structure represented by the above formula (1) is also present in a part other than the main chain, for example, a side chain (a part branched from the "stem" of the polymer).
이들 중, 광배향법에 의한 이방성의 발현 효과가 높은 점에서, 화합물 (X)는, 상기식 (1)로 나타나는 부분 구조를 갖는 중합체인 것이 바람직하고, 상기식 (1)로 나타나는 부분 구조를 주쇄 중에 갖는 중합체인 것이 특히 바람직하다. Among them, the compound (X) is preferably a polymer having a partial structure represented by the above formula (1), and preferably has a partial structure represented by the above formula (1) in view of high anisotropy manifesting effect by the photoalignment method. It is particularly preferable that the polymer is in the main chain.
화합물 (X)가 중합체인 경우의 주골격은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 폴리암산, 폴리암산 에스테르, 폴리이미드, 폴리오르가노실록산, 폴리에스테르, 폴리아미드, 셀룰로오스 유도체, 폴리아세탈, 폴리스티렌 유도체, 폴리(스티렌-페닐말레이미드) 유도체, 폴리(메타)아크릴레이트 등의 주골격을 들 수 있다. 이들 중에서도, 내열성이나 기계적 강도, 액정과의 친화성 등의 관점에서, 폴리암산, 폴리암산 에스테르, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리오르가노실록산 및 폴리(메타)아크릴레이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 중합체인 것이 바람직하고, 폴리암산, 폴리암산 에스테르, 폴리이미드 및 폴리아미드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 중합체인 것이 보다 바람직하고, 폴리암산, 폴리암산 에스테르 및 폴리이미드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 중합체인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 액정 배향제의 조제에 사용하는 중합체는 1종만이라도 좋고, 2종 이상이라도 좋다. (메타)아크릴레이트는, 아크릴레이트 및 메타크릴레이트를 포함하는 것을 의미한다. When the compound (X) is a polymer, the main skeleton is not particularly limited, and examples thereof include polyamic acid, polyamic acid ester, polyimide, polyorganosiloxane, polyester, polyamide, cellulose derivative, polyacetal, polystyrene derivative, Poly (styrene-phenylmaleimide) derivatives, poly (meth) acrylate, and the like. Among them, at least one (meth) acrylate selected from the group consisting of polyamic acid, polyamic acid ester, polyimide, polyamide, polyorganosiloxane and poly (meth) acrylate is preferably used from the viewpoints of heat resistance, mechanical strength, And more preferably at least one polymer selected from the group consisting of polyamic acid, polyamic acid ester, polyimide and polyamide, and more preferably at least one kind selected from the group consisting of polyamic acid, polyamic acid ester and polyimide More preferably at least one kind of polymer selected. The polymer used for the preparation of the liquid crystal aligning agent may be one kind or two or more kinds. (Meth) acrylate is meant to include acrylate and methacrylate.
[폴리암산][Polyamic acid]
화합물 (X)로서의 폴리암산(이하 「특정 폴리암산」이라고도 함)은, 예를 들면 테트라카본산 2무수물과 디아민을 반응시킴으로써 얻을 수 있다. 구체적으로는, [1] 상기식 (1)로 나타나는 부분 구조를 갖는 테트라카본산 2무수물(이하 「특정 테트라카본산 2무수물」이라고도 함)을 이용하여 중합하는 방법, [2] 상기식 (1)로 나타나는 부분 구조를 갖는 디아민(이하 「특정 디아민」이라고도 함)을 이용하여 중합하는 방법, [3] 상기 특정 테트라카본산 2무수물 및 상기 특정 디아민을 이용하여 중합하는 방법, 등을 들 수 있다. The polyamic acid (hereinafter also referred to as "specific polyamic acid") as the compound (X) can be obtained, for example, by reacting a tetracarboxylic acid dianhydride with a diamine. Specifically, [1] a method of performing polymerization by using tetracarboxylic acid dianhydride having a partial structure represented by the above formula (1) (hereinafter also referred to as "specific tetracarboxylic acid dianhydride"), [2] (Hereinafter, also referred to as " specific diamine "), [3] a method of polymerizing the specific tetracarboxylic acid dianhydride and the specific diamine, and the like .
(테트라카본산 2무수물)(Tetracarboxylic acid dianhydride)
특정 테트라카본산 2무수물은, 상기식 (1)로 나타나는 부분 구조를 갖고 있는 한 그 나머지의 구조는 특별히 제한되지 않는다. 바람직하게는, 상기식 (1)로 나타나는 부분 구조를 중합체의 주쇄에 도입 가능한 화합물이며, 구체적으로는, 상기식 (3-1) 및 상기식 (3-2)로 나타나는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 이용하는 것이 바람직하다. The specific structure of the specific tetracarboxylic acid dianhydride is not particularly limited as long as it has the partial structure represented by the formula (1). Preferably, the partial structure represented by the formula (1) can be introduced into the main chain of the polymer. Specifically, the compound is selected from the group consisting of the compounds represented by the formulas (3-1) and (3-2) Is preferably used.
상기식 (3-1)에 있어서, R50의 2가의 유기기로서는, 예를 들면 탄소수 1∼20의 2가의 탄화수소기, 당해 탄화수소기가 갖는 메틸렌기의 일부를 -O-, -CO-, -COO- 또는 -NR33-(R33은, 수소 원자 또는 탄소수 1∼6의 알킬기)으로 치환하여 이루어지는 2가의 기, 2가의 복소환기 등을 들 수 있다. 또한, 탄화수소기가 갖는 수소 원자의 적어도 1개가 치환기로 치환되어 있어도 좋다. In the formula (3-1), examples of the divalent organic group represented by R 50 include a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a part of the methylene group of the hydrocarbon group is -O-, -CO-, COO- or -NR 33 - (R 33 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms), a divalent heterocyclic group, and the like. At least one hydrogen atom of the hydrocarbon group may be substituted with a substituent.
여기에서, 본 명세서에 있어서의 「탄화수소기」는, 쇄상 탄화수소기, 지환식 탄화수소기 및 방향족 탄화수소기를 포함하는 의미이다. 이들 중, 「쇄상 탄화수소기」는, 주쇄에 환상 구조를 포함하지 않고, 쇄상 구조만으로 구성된 직쇄상 탄화수소기 및 분기상 탄화수소기를 의미한다. 단, 포화라도 불포화라도 좋다. 「지환식 탄화수소기」는, 환 구조로서는 지환식 탄화수소의 구조만을 포함하고, 방향환 구조를 포함하지 않는 탄화수소기를 의미한다. 단, 지환식 탄화수소의 구조만으로 구성되어 있을 필요는 없고, 그 일부에 쇄상 구조를 갖는 것도 포함한다. 「방향족 탄화수소기」는, 환 구조로서 방향환 구조를 포함하는 탄화수소기를 의미한다. 단, 방향환 구조만으로 구성되어 있을 필요는 없고, 그 일부에 쇄상 구조나 지환식 탄화수소의 구조를 포함하고 있어도 좋다. Here, the "hydrocarbon group" in the present specification is meant to include a chain hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group, and an aromatic hydrocarbon group. Among these, "chain hydrocarbon group" means a straight chain hydrocarbon group and a branched hydrocarbon group which do not contain a cyclic structure in the main chain and are composed of only a chain structure. However, it may be saturated or unsaturated. The "alicyclic hydrocarbon group" means a hydrocarbon group containing only a structure of an alicyclic hydrocarbon and not containing an aromatic ring structure as the ring structure. However, it is not always necessary to be constituted by only the structure of alicyclic hydrocarbons, and some of them include those having a chain structure. The term "aromatic hydrocarbon group" means a hydrocarbon group containing an aromatic ring structure as a ring structure. However, it need not be constituted only of an aromatic ring structure, and a part thereof may contain a chain structure or a structure of an alicyclic hydrocarbon.
R50의 탄소수 1∼20의 2가의 탄화수소기의 구체예로서는, 쇄상 탄화수소기로서, 예를 들면 메틸렌기, 에틸렌기, 프로판디일기, 부탄디일기, 펜탄디일기, 헥산디일기, 헵탄디일기, 옥탄디일기, 노난디일기, 데칸디일기 등을; As specific examples of the divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R < 50 & gt ;, the chain hydrocarbon group includes a methylene group, an ethylene group, a propanediyl group, a butanediyl group, a pentanediyl group, a hexanediyl group, An octanediyl group, a nonanediyl group, a decanediyl group and the like;
지환식 탄화수소기로서, 예를 들면 사이클로헥실렌기, -R30-R31-(단, R30은 사이클로헥실렌기이며, R31은 탄소수 1∼3의 알칸디일기임) 등을; As the alicyclic hydrocarbon group, for example, a cyclohexylene group, -R 30 -R 31 - (wherein R 30 is a cyclohexylene group and R 31 is an alkanediyl group having 1 to 3 carbon atoms);
방향족 탄화수소기로서, 예를 들면 페닐렌기, 비페닐렌기, 나프틸렌기, -Ar3-R32-(단, Ar3은 페닐렌기, 비페닐렌기 또는 나프틸렌기이며, R32는 탄소수 1∼3의 알칸디일기 또는 사이클로헥실렌기임) 등을; An aromatic hydrocarbon group, for example, phenylene group, biphenylene group, naphthylene group, -Ar 3 -R 32 - (However, Ar 3 is phenylene group, biphenylene group or naphthylene group, R 32 having a carbon number of 1 to An alkanediyl group or a cyclohexylene group;
각각 들 수 있다. Respectively.
R50의 2가의 복소환기로서는, 예를 들면 피페리딘, 피페라진, 피페리딘 등의 질소 함유 복소환으로부터 2개의 수소 원자를 제거한 기 등을 들 수 있다. R50의 2가의 유기기가 갖고 있어도 좋은 치환기로서는, 예를 들면 할로겐 원자, 알콕시기, 수산기, 카복실기, 시아노기 등을 들 수 있다. R51∼R54에 대해서는, 상기식 (1)의 R1 및 R2의 설명을 적용할 수 있다. i는, 바람직하게는 1이다. Examples of the divalent heterocyclic group of R 50 include a group in which two hydrogen atoms have been removed from a nitrogen-containing heterocycle such as piperidine, piperazine, piperidine and the like. Examples of the substituent which the divalent organic group of R 50 may have include a halogen atom, an alkoxy group, a hydroxyl group, a carboxyl group and a cyano group. The description of R 1 and R 2 in the above formula (1) can be applied to R 51 to R 54 . i is preferably 1.
상기식 (3-2)에 있어서, R55 및 R56의 3가의 유기기로서는, 예를 들면 벤젠환, 사이클로헥산환으로부터 3개의 수소 원자를 제거한 기 등을 들 수 있다. R57∼R60에 대해서는, 상기식 (1)의 R1 및 R2의 설명을 적용할 수 있다. k는, 바람직하게는 1이다. In the formula (3-2), examples of the trivalent organic group represented by R 55 and R 56 include a benzene ring, a group obtained by removing three hydrogen atoms from a cyclohexane ring, and the like. For R 57 to R 60 , the description of R 1 and R 2 in the above formula (1) can be applied. k is preferably 1.
특정 테트라카본산 2무수물의 구체예로서는, 상기식 (3-1)로 나타나는 화합물로서, 예를 들면 하기식 (3-1-1)∼식 (3-1-30)의 각각으로 나타나는 화합물 등을; Specific examples of the specific tetracarboxylic acid dianhydride include compounds represented by the above-mentioned formulas (3-1-1) to (3-1-30) as compounds represented by the above formula (3-1) ;
상기식 (3-2)로 나타나는 화합물로서, 예를 들면 하기식 (3-2-1)∼식 (3-2-12)의 각각으로 나타나는 화합물 등을, 들 수 있다. 또한, 특정 테트라카본산 2무수물은 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. Examples of the compound represented by the formula (3-2) include compounds represented by the following formulas (3-2-1) to (3-2-12), and the like. Specific tetracarboxylic acid dianhydrides may be used singly or in combination of two or more.
(식 (3-1-29) 및 식 (3-1-30) 중, R은 불소 원자 또는 메틸기이며, k1은 0∼2의 정수이다. 식 중의 복수의 R은 동일해도 상이해도 좋다.)(In the formulas (3-1-29) and (3-1-30), R is a fluorine atom or a methyl group, and k1 is an integer of 0 to 2. A plurality of R in the formula may be the same or different.)
상기 방법 [1] 및 방법 [3]의 경우, 특정 폴리암산의 합성에 사용하는 테트라카본산 2무수물은 특정 테트라카본산 2무수물만이라도 좋지만, 상기식 (1)로 나타나는 부분 구조를 갖지 않는 테트라카본산 2무수물(이하 「그 외의 테트라카본산 2무수물」이라고도 함)을 병용해도 좋다. 또한, 상기 방법 [2]에서는, 특정 폴리암산의 합성시에 있어서, 테트라카본산 2무수물로서 상기 그 외의 테트라카본산 2무수물을 사용한다. 그 외의 테트라카본산 2무수물로서는, 예를 들면, 지방족 테트라카본산 2무수물, 지환식 테트라카본산 2무수물, 방향족 테트라카본산 2무수물 등을 들 수 있다. In the case of the method [1] and the method [3], the tetracarboxylic acid dianhydride used in the synthesis of a specific polyamic acid may be only the specific tetracarboxylic acid dianhydride. However, tetracarboxylic acid having no partial structure represented by the formula (1) Acid dianhydrides (hereinafter also referred to as "other tetracarboxylic dianhydrides") may be used in combination. In the method [2], other tetracarboxylic acid dianhydrides are used as tetracarboxylic acid dianhydrides in the synthesis of a specific polyamic acid. Examples of other tetracarboxylic acid dianhydrides include aliphatic tetracarboxylic dianhydrides, alicyclic tetracarboxylic dianhydrides, aromatic tetracarboxylic dianhydrides, and the like.
그 외의 테트라카본산 2무수물의 구체예로서는, 지방족 테트라카본산 2무수물로서, 예를 들면 부탄테트라카본산 2무수물, 하기식 (AN-2) 및 식 (AN-3)Specific examples of other tetracarboxylic acid dianhydrides include aliphatic tetracarboxylic acid dianhydrides such as butanetetracarboxylic dianhydride, the following formulas (AN-2) and (AN-3)
(식 (AN-2) 중, X13 및 X14는, 각각 독립적으로, 메틸렌기로부터 1개의 수소 원자를 제거한 기 또는 질소 원자이며, R41은 탄소수 1∼10의 알칸디일기이다. 식 (AN-3) 중, X15 및 X16은, 각각 독립적으로, 메틸렌기로부터 1개의 수소 원자를 제거한 기 또는 질소 원자이며, B1 및 B2는, 각각 독립적으로 페닐렌기 또는 피리디닐렌기이며, R42는 탄소수 1∼10의 알칸디일기이며, m은 1∼3의 정수이다. 단, m이 2 또는 3인 경우, 복수의 R42는 서로 동일해도 상이해도 좋다.)(In the formula (AN-2), X 13 and X 14 are each independently a group in which one hydrogen atom has been removed from the methylene group or a nitrogen atom, and R 41 is an alkanediyl group having 1 to 10 carbon atoms. aN-3) of, and X 15 and X 16 are, each independently, a group removing one hydrogen atom from a methylene group or a nitrogen atom, B 1 and B 2 are each independently a phenyl group or a pyridinyl group, R 42 is an alkanediyl group having 1 to 10 carbon atoms, and m is an integer of 1 to 3. When m is 2 or 3, a plurality of R 42 s may be the same or different.)
의 각각으로 나타나는 화합물 등을; And the like;
지환식 테트라카본산 2무수물로서, 예를 들면 1,2,3,4-사이클로부탄테트라카본산 2무수물, 1,3-디메틸-1,2,3,4-사이클로부탄테트라카본산 2무수물, 2,3,5-트리카복시사이클로펜틸아세트산 2무수물, 5-(2,5-디옥소테트라하이드로푸란-3-일)-3a,4,5,9b-테트라하이드로나프토[1,2-c]푸란-1,3-디온, 5-(2,5-디옥소테트라하이드로푸란-3-일)-8-메틸-3a,4,5,9b-테트라하이드로나프토[1,2-c]푸란-1,3-디온, 3-옥사바이사이클로[3.2.1]옥탄-2,4-디온-6-스피로-3'-(테트라하이드로푸란-2',5'-디온), 5-(2,5-디옥소테트라하이드로-3-푸라닐)-3-메틸-3-사이클로헥센-1,2-디카본산 무수물, 3,5,6-트리카복시-2-카복시메틸노르보르난-2:3,5:6-2무수물, 바이사이클로[3.3.0]옥탄-2,4,6,8-테트라카본산 2:4,6:8-2무수물, 바이사이클로[2.2.1]헵탄-2,3,5,6-테트라카본산 2:3,5:6-2무수물, 4,9-디옥사트리사이클로[5.3.1.02,6]운데칸-3,5,8,10-테트라온, 1,2,4,5-사이클로헥산테트라카본산 2무수물, 바이사이클로[2.2.2]옥토-7-엔-2,3,5,6-테트라카본산 2무수물, 사이클로펜탄테트라카본산 2무수물, 하기식 (AN-4)As the alicyclic tetracarboxylic acid dianhydride, for example, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,3-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentyl acetic acid dianhydride, 5- (2,5-dioxotetrahydrofuran-3-yl) -3a, 4,5,9b-tetrahydronaphtho [1,2-c ] Furan-1, 3-dione, 5- (2,5-dioxotetrahydrofuran-3-yl) -8-methyl-3a, 4,5,9b-tetrahydronaphtho [ Furan-1, 3-dione, 3-oxabicyclo [3.2.1] octane-2,4-dione- 3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride, 3,5,6-tricarboxy-2-carboxymethylnorbornane-2 : 3,5: 6-2 anhydride, bicyclo [3.3.0] octane-2,4,6,8-tetracarboxylic acid 2: 4,6: 8-2 anhydride, bicyclo [2.2.1] heptane- 2,3,5,6-tetracarboxylic acid. 2: 3,5: 6-2 anhydride, 4,9- dioxa-tricyclo [5.3.1.0 2,6] undeca -3,5,8,10-tetraone, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, bicyclo [2.2.2] oct-7-ene-2,3,5,6-tetra Carbonic acid dianhydride, cyclopentanetetracarboxylic acid dianhydride, the following formula (AN-4)
로 나타나는 화합물 등을; And the like;
방향족 테트라카본산 2무수물로서, 예를 들면 피로멜리트산 2무수물, 4,4'-(헥사플루오로이소프로필리덴)디프탈산 무수물, 하기식 (AN-1)Examples of the aromatic tetracarboxylic acid dianhydride include pyromellitic dianhydride, 4,4 '- (hexafluoroisopropylidene) diphthalic anhydride, the following formula (AN-1)
(식 (AN-1) 중, X11 및 X12는, 각각 독립적으로 단결합, 산소 원자, 황 원자, -CO-, *-COO-, *-OCO-, *-CO-NR21-, *-NR21-CO-(단, R21은 수소 원자 또는 탄소수 1∼6의 1가의 탄화수소기이다. 「*」는, R22와의 결합손을 나타낸다.)이다. R22는, 단결합, 탄소수 1∼20의 2가의 탄화수소기, 당해 탄화수소기의 탄소-탄소 결합 간에 -O-를 포함하는 2가의 기, 또는 질소 함유 복소환을 갖는 2가의 기이다.)(Formula (AN-1) of, X 11 and X 12 are each independently a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, -CO-, * -COO-, * -OCO- , * -CO-NR 21 -, * -NR 21 -CO- (wherein R 21 represents a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group of 1 to 6 carbon atoms, "*" represents a bond with R 22 ), R 22 represents a single bond, A divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a divalent group containing -O- between carbon-carbon bonds of the hydrocarbon group, or a divalent group having a nitrogen-containing heterocyclic group).
로 나타나는 화합물, 하기식 (AN-5-1)∼식 (AN-5-4), Compounds represented by the following formulas (AN-5-1) to (AN-5-4)
의 각각으로 나타나는 화합물 등을; And the like;
각각 들 수 있는 것 외에, 일본공개특허공보 2010-97188호에 기재된 테트라카본산 2무수물을 이용할 수 있다. The tetracarboxylic acid dianhydride described in JP-A-2010-97188 can be used.
상기식 (AN-2) 및 식 (AN-3)에 있어서, R41 및 R42의 탄소수 1∼10의 알칸디일기로서는, 예를 들면 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기, 부탄디일기, 펜탄디일기, 헥산디일기, 헵탄디일기, 옥탄디일기, 노난디일기, 데칸디일기 등을 들 수 있고, 이들은 직쇄상이라도 분기상이라도 좋다. B1 및 B2는, 1,4-페닐렌기 또는 2,5-피리디닐렌기인 것이 바람직하다. Examples of the alkanediyl group having 1 to 10 carbon atoms represented by R 41 and R 42 in the formulas (AN-2) and (AN-3) include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butane diyl group, A dodecyl group, a hexadiyyl group, a heptadialyl group, an octadiyl group, a nonanediyl group and a decanediyl group, and they may be linear or branched. B 1 and B 2 are preferably a 1,4-phenylene group or a 2,5-pyridinylene group.
상기식 (AN-2)로 나타나는 화합물의 구체예로서는, 예를 들면 하기식 (a-2)로 나타나는 화합물 등을 들 수 있고, 상기식 (AN-3)으로 나타나는 화합물의 구체예로서는, 예를 들면 하기식 (AN-3-1)∼식 (AN-3-12)의 각각으로 나타나는 화합물 등을 들 수 있다. Specific examples of the compound represented by the formula (AN-2) include a compound represented by the following formula (a-2), and specific examples of the compound represented by the formula (AN-3) And compounds represented by each of the following formulas (AN-3-1) to (AN-3-12).
(식 (AN-3-1)∼식 (AN-3-12) 중, p는 2∼6의 정수이다. 식 중의 복수의 p는 서로 동일해도 상이해도 좋다.)(In the formulas (AN-3-1) to (AN-3-12), p is an integer of 2 to 6. The plurality of p in the formulas may be the same or different.)
상기식 (AN-1)에 있어서의 R22의 탄소수 1∼20의 2가의 탄화수소기의 구체예로서는, 예를 들면 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기, 부탄디일기, 펜탄디일기, 헥산디일기, 헵탄디일기, 옥탄디일기, 노난디일기, 데칸디일기 등의 알칸디일기; Specific examples of the divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 22 in the formula (AN-1) include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butane diyl group, a pentanediyl group, Alkanediyl groups such as heptanediyl, octanediyl, nonanediyl and decanediyl;
사이클로헥실렌기 등의 2가의 지환식 탄화수소기; A divalent alicyclic hydrocarbon group such as a cyclohexylene group;
페닐렌기, 비페닐렌기 등의 2가의 방향족 탄화수소기; Bivalent aromatic hydrocarbon groups such as a phenylene group and a biphenylene group;
등을 들 수 있다. 탄화수소기의 탄소-탄소 결합 간에 도입되어 있어도 좋은 산소 원자의 수는 1개라도 좋고, 2개 이상이라도 좋다. R22가, 질소 함유 복소환을 갖는 2가의 기인 경우, 당해 질소 함유 복소환으로서는, 예를 들면 피롤환, 이미다졸환, 피리딘환, 피라진환, 피리다진환, 피페리딘환, 피페라진환, 피롤리딘환 등을 들 수 있다. And the like. The number of oxygen atoms which may be introduced between the carbon-carbon bonds of the hydrocarbon group may be one or two or more. When R 22 is a divalent group having a nitrogen-containing heterocyclic ring, examples of the nitrogen-containing heterocyclic ring include pyrrole ring, imidazole ring, pyridine ring, pyrazine ring, pyridazin ring, piperidine ring, piperazine ring, Pyrrolidine ring and the like.
상기식 (AN-1)로 나타나는 화합물의 구체예로서는, 예를 들면 하기식 (AN-1-1)∼식 (AN-1-27)의 각각으로 나타나는 화합물, 하기식 (a-1)로 나타나는 화합물 및, 하기식 (a-3)으로 나타나는 화합물 등을 들 수 있다. Specific examples of the compound represented by the formula (AN-1) include compounds represented by the following formulas (AN-1-1) to (AN-1-27) Compounds, and compounds represented by the following formula (a-3).
또한, 특정 폴리암산의 합성시에 있어서, 테트라카본산 2무수물은 1종을 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다. In the synthesis of a specific polyamic acid, the tetracarboxylic acid dianhydrides may be used singly or in combination of two or more.
그 외의 테트라카본산 2무수물로서는, 전기 특성의 관점에서 보면, 지방족 테트라카본산 2무수물 및 지환식 테트라카본산 2무수물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 것이 바람직하고, 구체적으로는, 상기식 (a-2)로 나타나는 화합물, 바이사이클로[2.2.1]헵탄-2,3,5,6-테트라카본산 2:3,5:6-2무수물, 1,2,3,4-사이클로부탄테트라카본산 2무수물, 1,3-디메틸-1,2,3,4-사이클로부탄테트라카본산 2무수물, 2,3,5-트리카복시사이클로펜틸아세트산 2무수물, 5-(2,5-디옥소테트라하이드로푸란-3-일)-3a,4,5,9b-테트라하이드로나프토[1,2-c]푸란-1,3-디온, 5-(2,5-디옥소테트라하이드로푸란-3-일)-8-메틸-3a,4,5,9b-테트라하이드로나프토[1,2-c]푸란-1,3-디온, 바이사이클로[3.3.0]옥탄-2,4,6,8-테트라카본산 2:4,6:8-2무수물, 4,4'-디아미노-2,2'-디메틸비페닐, 1,3-프로필렌글리콜비스(안하이드로트리멜리테이트) 및 1,2,4,5-사이클로헥산테트라카본산 2무수물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물을 포함하는 것이 바람직하다. 이들 바람직한 화합물의 사용량(2종 이상 사용하는 경우에는 그 합계량)은, 폴리암산의 합성에 사용하는 테트라카본산 2무수물의 전체량에 대하여, 10몰% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 20몰% 이상으로 하는 것이 보다 바람직하고, 50몰% 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다. Other tetracarboxylic acid dianhydrides preferably include at least one member selected from the group consisting of aliphatic tetracarboxylic dianhydrides and alicyclic tetracarboxylic dianhydrons from the viewpoint of electrical properties, The compound represented by the above formula (a-2), bicyclo [2.2.1] heptane-2,3,5,6-tetracarboxylic acid 2: 3,5: 6-2 anhydride, 1,2,3,4- Cyclobutane tetracarboxylic acid dianhydride, 1,3-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutane tetracarboxylic acid dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentyl acetic acid dianhydride, 5- (2,5 -Dioxotetrahydrofuran-3-yl) -3a, 4,5,9b-tetrahydronaphtho [l, 2-c] furan-l, 3-dione, 5- (2,5-dioxotetrahydro Furan-3-yl) -8-methyl-3a, 4,5,9b-tetrahydronaphtho [1,2- c] furan-1,3-dione, bicyclo [3.3.0] , 6,8-tetracarboxylic acid 2: 4,6: 8-2 anhydride, 4,4'-diamino-2,2'-dimethylbiphenyl, 1,3-propylene glycol And at least one compound selected from the group consisting of bis (anhydrotrimellitate) and 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic acid dianhydride. The amount of these preferable compounds to be used (in the case of using two or more kinds thereof, the total amount thereof) is preferably 10 mol% or more, more preferably 20 mol% or more based on the total amount of the tetracarboxylic acid dianhydride used in the synthesis of the polyamic acid , And more preferably 50 mol% or more.
상기 방법 [1]에 있어서, 특정 테트라카본산 2무수물의 사용 비율은, 충분한 광반응성을 부여하는 관점에서, 특정 폴리암산의 합성에 사용하는 테트라카본산 2무수물의 합계량에 대하여, 10몰% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 20몰% 이상으로 하는 것이 보다 바람직하고, 30몰% 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다. In the above method [1], the use ratio of the specific tetracarboxylic acid dianhydride is preferably at least 10 mol%, more preferably at least 10 mol%, based on the total amount of the tetracarboxylic acid dianhydride used for synthesis of the specific polyamic acid, , More preferably 20 mol% or more, and still more preferably 30 mol% or more.
특정 테트라카본산 2무수물은, 유기 화학의 정법을 적절하게 조합함으로써 합성할 수 있다. 예를 들면, 「-C(R1)=C(R2)-CO-X1-」을 갖는 화합물과 프탈산 유도체를 반응시켜, 상기식 (1)로 나타나는 부분 구조를 갖는 테트라카본산을 합성하고, 이어서, 얻어진 테트라카본산의 산 무수물화를 행하는 방법을 들 수 있다. 단, 특정 테트라카본산 2무수물의 합성 방법은 상기에 한정되지 않는다. The specific tetracarboxylic acid dianhydrides can be synthesized by appropriately combining the stereochemistry of organic chemistry. For example, by reacting a compound having "-C (R 1 ) = C (R 2 ) -CO-X 1 -" with a phthalic acid derivative, a tetracarboxylic acid having a partial structure represented by the formula (1) And then conducting the acid anhydride treatment of the obtained tetracarboxylic acid. However, the method of synthesizing the specific tetracarboxylic acid dianhydride is not limited to the above.
(디아민)(Diamine)
특정 디아민은, 상기식 (1)로 나타나는 부분 구조를 갖고 있는 한 그 나머지의 구조는 특별히 제한되지 않는다. 광배향법을 이용하여 도막에 배향 규제력을 부여하는 경우, 얻어지는 액정 표시 소자에 있어서 AC 잔상(교류 전압의 인가에 의한 전하의 축적에 의해 발생하는 잔상)의 저감 효과 및 콘트라스트의 개선 효과가 높은 점에서, 상기식 (2-1)로 나타나는 화합물을 이용하는 것이 바람직하다. The specific structure of the specific diamine is not particularly limited as long as it has the partial structure represented by the formula (1). When the alignment regulating force is applied to the coating film by using the photo alignment method, the effect of reducing the AC afterimage (residual image caused by the accumulation of charges due to the application of the AC voltage) and improving the contrast in the resulting liquid crystal display element is high , It is preferable to use the compound represented by the formula (2-1).
상기식 (2-1)에 있어서, R5∼R7의 2가의 유기기에 대해서는, 상기식 (3-1)의 R50의 설명을 적용할 수 있다. R5 및 R7은, 바람직하게는 페닐렌기, 비페닐렌기, 나프틸렌기, 사이클로헥실렌기, 또는 -Ar4-COO-*3(Ar4는 페닐렌기, 비페닐렌기, 나프틸렌기 또는 사이클로헥실렌기이며, 「*3」은 식 (1) 중의 벤젠환과의 결합손을 나타냄)이다. R6은, 바람직하게는 탄소수 1∼6의 알칸디일기, 사이클로헥실렌기, 페닐렌기, 비페닐렌기 또는 나프틸렌기이다. 또한, 상기식 (1-1) 및 식 (1-2) 중의 R1, R2, R3 및 X1의 설명은, 상기식 (1)의 설명을 적용할 수 있다. In the formula (2-1), the description of R 50 in the formula (3-1) can be applied to the divalent organic group of R 5 to R 7 . R 5 and R 7 are preferably a phenylene group, a biphenylene group, a naphthylene group, a cyclohexylene group, or -Ar 4 -COO- * 3 (Ar 4 represents a phenylene group, a biphenylene group, a naphthylene group, Cyclohexylene group, and " * 3 " represents a bonding bond with the benzene ring in the formula (1)). R 6 is preferably an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms, a cyclohexylene group, a phenylene group, a biphenylene group or a naphthylene group. The description of the formula (1) can be applied to the description of R 1 , R 2 , R 3 and X 1 in the formulas (1-1) and (1-2).
특정 디아민은, 하기식 (4)로 나타나는 부분 구조를 분자 내에 갖는 화합물인 것이 바람직하다. 하기식 (4)로 나타나는 부분 구조를 가짐으로써, 액정 표시 소자에 있어서 AC 잔상의 발생을 저감시키는 효과를 높일 수 있는 점에서 적합하다. The specific diamine is preferably a compound having a partial structure represented by the following formula (4) in the molecule. By having the partial structure represented by the following formula (4), it is suitable in that the effect of reducing the occurrence of AC afterimage in the liquid crystal display element can be enhanced.
(식 (4) 중, Ar1 및 Ar2는, 각각 독립적으로 페닐렌기 또는 사이클로헥실렌기이며, X2는 단결합, -COO- 또는 -CONR20-(R20은 수소 원자 또는 1가의 유기기임)이다. t는 1 또는 2이다. t=2일 때, Ar2, X2는 각각 독립적으로 상기 정의를 갖는다. 「*」는 결합손을 나타낸다.)(In the formula (4), Ar 1 and Ar 2 are each independently a phenylene group or a cyclohexylene group, X 2 is a single bond, -COO- or -CONR 20 - (R 20 is a hydrogen atom or a monovalent organic group unit Im) a. t is 1 or 2. when t = 2 il, Ar 2, X 2 has the above-defined independently of each other. "*" represents a bonding hand.)
상기식 (4)에 있어서, R20의 1가의 유기기로서는, 예를 들면 탄소수 1∼6의 알킬기, 보호기 등을 들 수 있다. 보호기의 구체예로서는, 예를 들면 t-부톡시카보닐기, 벤질옥시카보닐기, 1,1-디메틸-2-할로에틸옥시카보닐기, 알릴옥시카보닐기 등을 들 수 있다. X2는, 바람직하게는 단결합 또는 -COO-이다. 상기식 (4)로 나타나는 부분 구조의 바람직한 구체예로서는, 예를 들면 4,4'-비페닐렌기, 4,4'-바이사이클로헥실렌기, 하기식 (4-1)∼식 (4-4)의 각각으로 나타나는 기 등을 들 수 있다. Examples of the monovalent organic group represented by R 20 in the formula (4) include an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a protecting group, and the like. Specific examples of the protecting group include a t-butoxycarbonyl group, a benzyloxycarbonyl group, a 1,1-dimethyl-2-haloethyloxycarbonyl group, and an allyloxycarbonyl group. X 2 is preferably a single bond or -COO-. Specific examples of the partial structure represented by the formula (4) include, for example, 4,4'-biphenylene group, 4,4'-bicyclohexylene group, the following formulas (4-1) to ), And the like.
(식 중, 「*」는 결합손을 나타낸다.)(In the formula, " * "
특정 디아민의 구체예로서는, 예를 들면 하기식 (b-1)∼식 (b-53)의 각각으로 나타나는 화합물 등을 들 수 있다. 특정 디아민으로서 상기식 (2-1)로 나타나는 화합물을 이용함으로써, 상기식 (1)로 나타나는 부분 구조를 주쇄에 갖는 중합체가 얻어지는 점에서 바람직하다. Specific examples of the specific diamine include compounds represented by each of the following formulas (b-1) to (b-53). The use of the compound represented by the formula (2-1) as the specific diamine is preferable in that a polymer having the partial structure represented by the formula (1) in the main chain can be obtained.
(식 (b-34)∼식 (b-39), 식 (b-46)∼식 (b-50) 중, R은 불소 원자 또는 메틸기이며, k1은 0∼2의 정수이다. 식 중의 복수의 R, 복수의 k1은, 서로 동일해도 상이해도 좋다. 식 (b-46)∼식 (b-50) 중, m은 2∼10의 정수이다.)(In the formulas (b-34) to (b-39) and (b-46) to (b-50), R is a fluorine atom or a methyl group, and k1 is an integer of 0 to 2. In the formula R in the formula (b-46) to formula (b-50) may be the same or different from each other.
특정 폴리암산의 합성시에 있어서, 특정 디아민은 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 상기식 (b-1), (b-2), (b-7), (b-11), 식 (b-12), 식 (b-16), 식 (b-28)∼식 (b-31) 및 식 (b-50)의 각각으로 나타나는 화합물은, 상기식 (4)로 나타나는 부분 구조를 갖는 화합물에 해당한다. In the synthesis of a specific polyamic acid, specific diamines may be used singly or in combination of two or more. (B-1), (b-2), (b-7) -31) and the compound represented by the formula (b-50) correspond to the compound having the partial structure represented by the formula (4).
특정 디아민은, 유기 화학의 정법을 적절하게 조합함으로써 합성할 수 있다. 그 일례로서는, 상기식 (2-1)로 나타나는 화합물의 1급 아미노기를 대신하여 니트로기를 갖는 디니트로 중간체를 합성하고, 이어서, 얻어진 디니트로 중간체의 니트로기를 적당한 환원계를 이용하여 아미노화하는 방법을 들 수 있다. 디니트로 중간체를 합성하는 방법은, 목적으로 하는 화합물에 따라서 적절하게 선택할 수 있다. 예를 들면, 상기식 (1)에 대응하는 기를 갖는 카본산과 알코올과의 탈수 축합 반응이나, 상기식 (1)에 대응하는 기를 갖는 카본산과 아민 화합물과의 탈수 축합 반응 등을 이용하여 얻을 수 있다. 디니트로 중간체의 환원 반응은, 바람직하게는 유기 용매 중, 예를 들면 팔라듐 탄소, 산화 백금, 아연, 철, 주석, 니켈 등의 촉매를 이용하여 실시할 수 있다. 여기에서 사용하는 유기 용매로서는, 예를 들면 아세트산 에틸, 톨루엔, 테트라하이드로푸란, 알코올계 등을 들 수 있다. 단, 특정 디아민의 합성 순서는 상기 방법에 한정되는 것은 아니다. Specific diamines can be synthesized by appropriately combining the stereochemistry of organic chemistry. As an example thereof, a dinitro intermediate having a nitro group in place of the primary amino group of the compound represented by the formula (2-1) is synthesized, followed by amination of the resulting nitro group of the dinitro intermediate using a suitable reducing system . The method for synthesizing the dinitro intermediate can be appropriately selected depending on the desired compound. For example, a dehydration condensation reaction of a carboxylic acid having a group corresponding to the formula (1) and an alcohol, a dehydration condensation reaction of a carboxylic acid having a group corresponding to the formula (1) with an amine compound, or the like . The reduction reaction of the dinitro intermediate can be carried out in an organic solvent, for example, using a catalyst such as palladium carbon, platinum oxide, zinc, iron, tin or nickel. Examples of the organic solvent include ethyl acetate, toluene, tetrahydrofuran, alcohol, and the like. However, the order of synthesis of the specific diamine is not limited to the above method.
상기 방법 [2] 또는 방법 [3]에 의해 특정 폴리암산을 합성하는 경우, 특정 디아민을 단독으로 사용해도 좋고, 혹은 상기식 (1)로 나타나는 부분 구조를 갖지 않는 디아민(그 외의 디아민)을 병용해도 좋다. 상기 방법 [1]에서는, 디아민으로서 당해 그 외의 디아민을 사용한다. When a specific polyamic acid is synthesized by the above method [2] or [3], a specific diamine may be used alone, or a diamine (other diamine) having no partial structure represented by the formula (1) Maybe. In the method [1], the other diamine is used as the diamine.
이러한 그 외의 디아민으로서는, 예를 들면 지방족 디아민, 지환식 디아민, 방향족 디아민, 디아미노오르가노실록산 등을 들 수 있다. 이들 구체예로서는, 지방족 디아민으로서, 예를 들면 m-자일릴렌디아민, 1,3-프로판디아민, 테트라메틸렌디아민, 펜타메틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 1,3-비스(아미노메틸)사이클로헥산, 2,2'-디아미노-N-메틸디에틸아민, 하기식 (da-6)으로 나타나는 화합물 등을; Such other diamines include, for example, aliphatic diamines, alicyclic diamines, aromatic diamines, diaminoorganosiloxanes, and the like. Specific examples thereof include aliphatic diamines such as m-xylylenediamine, 1,3-propanediamine, tetramethylenediamine, pentamethylenediamine, hexamethylenediamine, 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane, 2'-diamino-N-methyldiethylamine, a compound represented by the following formula (da-6), and the like;
지환식 디아민으로서, 예를 들면 1,4-디아미노사이클로헥산, 4,4'-메틸렌비스(사이클로헥실아민), 하기식 (da-9)로 나타나는 화합물, 하기식 (da-10)으로 나타나는 화합물 등을; Examples of the alicyclic diamine include 1,4-diaminocyclohexane, 4,4'-methylenebis (cyclohexylamine), a compound represented by the following formula (da-9) Compounds and the like;
방향족 디아민으로서, 예를 들면 도데칸옥시디아미노벤젠, 테트라데칸옥시디아미노벤젠, 펜타데칸옥시디아미노벤젠, 헥사데칸옥시디아미노벤젠, 옥타데칸옥시디아미노벤젠, 콜레스타닐옥시디아미노벤젠, 콜레스테릴옥시디아미노벤젠, 디아미노벤조산 콜레스타닐, 디아미노벤조산 콜레스테릴, 디아미노벤조산 라노스타닐, 3,6-비스(4-아미노벤조일옥시)콜레스탄, 3,6-비스(4-아미노페녹시)콜레스탄, 1,1-비스(4-((아미노페닐)메틸)페닐)-4-부틸사이클로헥산, 1,1-비스(4-((아미노페닐)메틸)페닐)-4-헵틸사이클로헥산, 1,1-비스(4-((아미노페녹시)메틸)페닐)-4-헵틸사이클로헥산, 1,1-비스(4-((아미노페닐)메틸)페닐)-4-(4-헵틸사이클로헥실)사이클로헥산, N-(2,4-디아미노페닐)-4-(4-헵틸사이클로헥실)벤즈아미드, 하기식 (E-1)As the aromatic diamine, there may be mentioned, for example, dodecanoxydiaminobenzene, tetradecanoxydiaminobenzene, pentadecanoxydiaminobenzene, hexadecanoxydiaminobenzene, octadecanoxydiaminobenzene, cholestanyloxydiaminobenzene, (4-aminobenzoyloxy) cholestane, 3,6-bis (4-aminobenzoyloxy) cholestane, diaminobenzoic acid cholestearyl, diaminobenzoic acid lanostanyl, Bis (4 - ((aminophenyl) methyl) phenyl) -4-butylcyclohexane, 1,1- Heptylcyclohexane, 1,1-bis (4 - ((aminophenyl) methyl) phenyl) -4- ( (4-heptylcyclohexyl) cyclohexane, N- (2,4-diaminophenyl) -4-
(식 (E-1) 중, XⅠ 및 XⅡ는, 각각 독립적으로, 단결합, -O-, -COO- 또는 -OCO-이며, RⅠ은 탄소수 1∼3의 알칸디일기이며, RⅡ는 단결합 또는 탄소수 1∼3의 알칸디일기이며, a는 0 또는 1이며, b는 0∼2의 정수이며, c는 1∼20의 정수이며, d는 0 또는 1이다. 단, a 및 b가 동시에 0이 되는 일은 없다.) Wherein X I and X II each independently represents a single bond, -O-, -COO- or -OCO-, R I is an alkanediyl group having 1 to 3 carbon atoms, R ⅱ is an alkanediyl group of a single bond or a carbon number of 1~3, a is 0 or 1, b is an integer of 0~2, c is an integer from 1 to 20, and d is 0 or 1. However, a And b are not 0 at the same time.)
로 나타나는 화합물, 하기식 (da-1) 또는 식 (da-2), A compound represented by the following formula (da-1) or (da-2)
로 나타나는 화합물 등의 배향성기 함유 디아민:Containing diamines such as compounds represented by the following formula:
p-페닐렌디아민, 4,4'-디아미노디페닐메탄, 4,4'-디아미노디페닐아민, 4,4'-디아미노디페닐술피드, 4-아미노페닐-4'-아미노벤조에이트, 4,4'-디아미노아조벤젠, 1,5-비스(4-아미노페녹시)펜탄, 1,7-비스(4-아미노페녹시)헵탄, 비스[2-(4-아미노페닐)에틸]헥산2산, N,N-비스(4-아미노페닐)메틸아민, 1,5-디아미노나프탈렌, 2,2'-디메틸-4,4'-디아미노비페닐, 2,2'-비스(트리플루오로메틸)-4,4'-디아미노비페닐, 4,4'-디아미노디페닐에테르, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]프로판, 9,9-비스(4-아미노페닐)플루오렌, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]헥사플루오로프로판, 2,2-비스(4-아미노페닐)헥사플루오로프로판, 4,4'-(p-페닐렌디이소프로필리덴)비스아닐린, 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 4,4'-비스(4-아미노페녹시)비페닐, 2,6-디아미노피리딘, 2,4-디아미노피리미딘, 3,6-디아미노아크리딘, 3,6-디아미노카르바졸, N-메틸-3,6-디아미노카르바졸, N,N'-비스(4-아미노페닐)-벤지딘, N,N'-비스(4-아미노페닐)-N,N'-디메틸벤지딘, 1,4-비스(4-아미노페닐)-피페라진, 3,5-디아미노벤조산, 하기식 (da-3)∼식 (da-5), 식 (da-7) 및 식 (da-8)의 각각으로 나타나는 화합물 등을; p-phenylenediamine, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylamine, 4,4'-diaminodiphenylsulfide, 4-aminophenyl-4'-aminobenzo Bis (4-aminophenoxy) pentane, 1,7-bis (4-aminophenoxy) heptane, bis [2- ] Hexane diacid, N, N-bis (4-aminophenyl) methylamine, 1,5-diaminonaphthalene, 2,2'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2'-bis (Trifluoromethyl) -4,4'-diaminobiphenyl, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, Bis (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 2,2-bis (4-aminophenyl) hexafluoropropane, 4 , 4 '- (p-phenylenediisopropylidene) bisaniline, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, Diaminopyridine, 2,4-diaminopyrimidine, 3,6-diaminoalkane N, N'-bis (4-aminophenyl) benzene, N, N'-bis (Da-3) to (da-5), (di-3) to da-7) and (da-8);
디아미노오르가노실록산으로서, 예를 들면, 1,3-비스(3-아미노프로필)-테트라메틸디실록산 등을; As the diaminoorganosiloxane, for example, 1,3-bis (3-aminopropyl) -tetramethyldisiloxane and the like;
각각 들 수 있는 것 외에, 하기식 (da-11)로 나타나는 화합물, 일본공개특허공보 2010-97188호에 기재된 디아민을 이용할 수 있다. 또한, 폴리암산의 합성에 사용하는 디아민으로서는, 이들 화합물의 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 적절하게 선택하여 사용할 수 있다. A compound represented by the following formula (da-11) and a diamine described in JP-A-2010-97188 can be used. As the diamine to be used for the synthesis of the polyamic acid, one of these compounds may be used alone or two or more of them may be appropriately selected and used.
(식 (da-9)∼식 (da-11) 중, u는 2∼6의 정수이다.)(Of the formulas (da-9) to (da-11), u is an integer of 2 to 6)
상기 방법 [2]에 의해 특정 폴리암산을 합성하는 경우에 있어서, 특정 디아민의 사용 비율은, 화합물 (X)에 충분한 광반응성을 부여하는 관점에서, 특정 폴리암산의 합성에 사용하는 디아민의 합계량에 대하여, 10몰% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 20몰% 이상으로 하는 것이 보다 바람직하고, 30몰% 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다. In the case of synthesizing a specific polyamic acid by the above method [2], the use ratio of the specific diamine is preferably from 1 to 10, more preferably from 1 to 10, Is preferably 10 mol% or more, more preferably 20 mol% or more, and still more preferably 30 mol% or more.
또한, 상기 방법 [3]에 의해 특정 폴리암산을 합성하는 경우, 특정 테트라카본산 2무수물과 특정 디아민과의 합계량을, 합성에 사용하는 모노머의 합계량에 대하여, 10몰% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 20몰% 이상으로 하는 것이 보다 바람직하고, 30몰% 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다. When the specific polyamic acid is synthesized by the above method [3], the total amount of the specific tetracarboxylic acid dianhydride and the specific diamine is preferably 10 mol% or more with respect to the total amount of the monomers used in the synthesis , More preferably 20 mol% or more, and still more preferably 30 mol% or more.
(폴리암산의 합성)(Synthesis of polyamic acid)
폴리암산은, 상기와 같은 테트라카본산 2무수물과 디아민을, 필요에 따라서 분자량 조정제와 함께 반응시킴으로써 얻을 수 있다. 폴리암산의 합성 반응에 제공되는 테트라카본산 2무수물과 디아민과의 사용 비율은, 디아민의 아미노기 1당량에 대하여, 테트라카본산 2무수물의 산 무수물기가 0.2∼2당량이 되는 비율이 바람직하다. 분자량 조정제로서는, 예를 들면 무수 말레산, 무수 프탈산, 무수 이타콘산, 하기식 (F-1)∼식 (F-4)The polyamic acid can be obtained by reacting a tetracarboxylic acid dianhydride and a diamine as described above together with a molecular weight modifier, if necessary. The ratio of the tetracarboxylic acid dianhydride and the diamine to be used in the synthesis reaction of the polyamic acid is preferably such that the amount of the acid anhydride group of the tetracarboxylic acid dianhydride is 0.2 to 2 equivalents based on 1 equivalent of the amino group of the diamine. Examples of the molecular weight adjuster include maleic anhydride, phthalic anhydride, itaconic anhydride, the following formulas (F-1) to (F-4)
의 각각으로 나타나는 화합물 등의 산 1무수물, 아닐린, 사이클로헥실아민, n-부틸아민 등의 모노아민 화합물, 페닐이소시아네이트, 나프틸이소시아네이트 등의 모노이소시아네이트 화합물 등을 들 수 있다. 분자량 조정제의 사용 비율은, 사용하는 테트라카본산 2무수물 및 디아민의 합계 100중량부에 대하여, 20중량부 이하로 하는 것이 바람직하다. , Monoamine compounds such as aniline, cyclohexylamine and n-butylamine, monoisocyanate compounds such as phenyl isocyanate and naphthyl isocyanate, and the like. The use ratio of the molecular weight modifier is preferably 20 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the total amount of tetracarboxylic acid dianhydride and diamine to be used.
폴리암산의 합성 반응은, 바람직하게는 유기 용매 중에 있어서 행해진다. 이때의 반응 온도는, -20℃∼150℃가 바람직하고, 반응 시간은, 0.1∼24시간이 바람직하다. 반응에 사용하는 유기 용매로서는, 예를 들면 비프로톤성 극성 용매, 페놀계 용매, 알코올, 케톤, 에스테르, 에테르, 할로겐화 탄화수소, 탄화수소 등을 들 수 있다. 특히 바람직한 유기 용매는, N-메틸-2-피롤리돈, N,N-디메틸아세트아미드, N,N-디메틸포름아미드, 디메틸술폭사이드, γ-부티로락톤, 테트라메틸우레아, 헥사메틸포스포르트리아미드, m-크레졸, 자일레놀 및 할로겐화 페놀로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 용매로서 사용하거나, 혹은 이들 1종 이상과, 알코올, 케톤, 에스테르, 에테르, 할로겐화 탄화수소 및 탄화수소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상과의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다. 유기 용매의 사용량 (a)는, 테트라카본산 2무수물 및 디아민의 합계량 (b)가, 반응 용액의 전체량 (a+b)에 대하여, 0.1∼50중량%가 되는 양으로 하는 것이 바람직하다. The synthesis reaction of the polyamic acid is preferably carried out in an organic solvent. The reaction temperature at this time is preferably -20 ° C to 150 ° C, and the reaction time is preferably 0.1 to 24 hours. Examples of the organic solvent used in the reaction include aprotic polar solvents, phenol solvents, alcohols, ketones, esters, ethers, halogenated hydrocarbons, hydrocarbons and the like. Particularly preferred organic solvents are N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, dimethylsulfoxide, Triamide, m-cresol, xylenol and halogenated phenol as a solvent, or a mixture of at least one selected from the group consisting of an alcohol, a ketone, an ester, an ether, a halogenated hydrocarbon and a hydrocarbon Is preferably used. The amount (a) of the organic solvent used is preferably such that the total amount (b) of the tetracarboxylic acid dianhydride and the diamine is 0.1 to 50 wt% with respect to the total amount (a + b) of the reaction solution.
이상과 같이 하여, 폴리암산을 용해하여 이루어지는 반응 용액이 얻어진다. 이 반응 용액은 그대로 액정 배향제의 조제에 제공해도 좋고, 반응 용액 중에 포함되는 폴리암산을 단리한 후에 액정 배향제의 조제에 제공해도 좋다. As described above, a reaction solution obtained by dissolving polyamic acid is obtained. The reaction solution may be directly supplied to the preparation of the liquid crystal aligning agent, or may be provided in the preparation of the liquid crystal aligning agent after isolating the polyamic acid contained in the reaction solution.
[폴리암산 에스테르][Polyamic acid ester]
화합물 (X)로서의 폴리암산 에스테르는, 예를 들면, [Ⅰ] 상기식 (1)로 나타나는 부분 구조를 갖는 폴리암산과, 에스테르화제를 반응시키는 방법, [Ⅱ] 테트라카본산 디에스테르와 디아민을 반응시키는 방법, [Ⅲ] 테트라카본산 디에스테르디할로겐화물과 디아민을 반응시키는 방법, 등에 의해 얻을 수 있다. Examples of the polyamic acid ester as the compound (X) include: [I] a method of reacting a polyamic acid having a partial structure represented by the formula (1) with an esterifying agent; [II] a method of reacting a tetracarboxylic acid diester and a diamine [III] a method of reacting a diamine with a tetracarboxylic acid diester dihalide, and the like.
방법 [I]에서 사용하는 에스테르화제로서는, 예를 들면 수산기 함유 화합물(메탄올, 에탄올, 페놀 등), 아세탈계 화합물 (N,N-디메틸포름아미드디에틸아세탈 등), 할로겐화물(브롬화 메틸, 염화 메틸 등), 에폭시기 함유 화합물 등을 들 수 있다. 방법 [Ⅱ]에서는, 상기식 (1)로 나타나는 부분 구조를 갖는 테트라카본산 디에스테르 및 특정 디아민의 적어도 어느 하나를 사용한다. 방법 [Ⅲ]에서는, 상기식 (1)로 나타나는 부분 구조를 갖는 테트라카본산 디에스테르디할겐화물 및 특정 디아민의 적어도 어느 하나를 사용한다. Examples of the esterifying agent used in the method [I] include a hydroxyl group-containing compound (methanol, ethanol, phenol, etc.), an acetal compound (N, N-dimethylformamide diethylacetal, etc.), a halide Methyl, etc.), and epoxy group-containing compounds. In the method [II], at least one of a tetracarboxylic acid diester having a partial structure represented by the above formula (1) and a specific diamine is used. In the method [III], at least one of a tetracarboxylic acid diester dihalogenide having a partial structure represented by the above formula (1) and a specific diamine is used.
액정 배향제에 함유시키는 폴리암산 에스테르는, 암산 에스테르 구조만을 갖고 있어도 좋고, 암산 구조와 암산 에스테르 구조가 병존하는 부분 에스테르화물이라도 좋다. 또한, 폴리암산 에스테르를 용해하여 이루어지는 반응 용액은, 그대로 액정 배향제의 조제에 제공해도 좋고, 반응 용액 중에 포함되는 폴리암산 에스테르를 단리한 후에 액정 배향제의 조제에 제공해도 좋다. The polyamic acid ester to be contained in the liquid crystal aligning agent may have only an amide ester structure, or may be a partial esterified product in which the amide structure and the amide ester structure coexist. The reaction solution obtained by dissolving the polyamic acid ester may be directly supplied to the preparation of the liquid crystal aligning agent, or the polyamic acid ester contained in the reaction solution may be isolated and then provided in the preparation of the liquid crystal aligning agent.
[폴리이미드][Polyimide]
화합물 (X)로서의 폴리이미드는, 예를 들면, 상기와 같이 하여 합성된 화합물 (X)로서의 폴리암산을 탈수 폐환하여 이미드화함으로써 얻을 수 있다. 폴리이미드는, 그의 전구체인 폴리암산이 갖고 있던 암산 구조의 전부를 탈수 폐환한 완전 이미드화물이라도 좋고, 암산 구조의 일부만을 탈수 폐환하여, 암산 구조와 이미드환 구조가 병존하는 부분 이미드화물이라도 좋다. 반응에 사용하는 폴리이미드는, 그의 이미드화율이 20% 이상인 것이 바람직하고, 30∼99%인 것이 보다 바람직하다. 이 이미드화율은, 폴리이미드의 암산 구조의 수와 이미드환 구조의 수와의 합계에 대한 이미드환 구조의 수가 차지하는 비율을 백분율로 나타낸 것이다. 여기에서, 이미드환의 일부가 이소이미드환이라도 좋다. The polyimide as the compound (X) can be obtained, for example, by dehydrating and ring closure of a polyamic acid as the compound (X) synthesized as described above to imidize it. The polyimide may be a completely imidized product obtained by dehydrating and ring closure of the entire acid structure of the polyamic acid which is a precursor of the polyimide and may be a partially imidized product in which only a part of the acid structure is subjected to dehydration ring closure, good. The imide ratio of the polyimide used in the reaction is preferably 20% or more, and more preferably 30 to 99%. The imidization rate is a percentage of the ratio of the number of imide ring structures to the sum of the number of amide structure and the number of imide ring structure of polyimide. Here, a part of the imide ring may be an isoimide ring.
폴리암산의 탈수 폐환은, 바람직하게는 폴리암산을 가열하는 방법에 의해, 또는 폴리암산을 유기 용매에 용해하고, 이 용액 중에 탈수제 및 탈수 폐환 촉매를 첨가하고 필요에 따라서 가열하는 방법에 의해 행해진다. 이 중, 후자의 방법에 의한 것이 바람직하다. The dehydration ring closure of the polyamic acid is preferably carried out by a method of heating a polyamic acid, or a method of dissolving a polyamic acid in an organic solvent, adding a dehydrating agent and a dehydrating ring-closing catalyst to the solution, and optionally heating . Of these, the latter method is preferable.
폴리암산의 용액 중에 탈수제 및 탈수 폐환 촉매를 첨가하는 방법에 있어서, 탈수제로서는, 예를 들면 무수 아세트산, 무수 프로피온산, 무수 트리플루오로아세트산 등의 산 무수물을 이용할 수 있다. 탈수제의 사용량은, 폴리암산의 암산 구조의 1몰에 대하여 0.01∼20몰로 하는 것이 바람직하다. 탈수 폐환 촉매로서는, 예를 들면 피리딘, 콜리딘, 루티딘, 트리에틸아민 등의 3급 아민을 이용할 수 있다. 탈수 폐환 촉매의 사용량은, 사용하는 탈수제 1몰에 대하여 0.01∼10몰로 하는 것이 바람직하다. 탈수 폐환 반응에 이용되는 유기 용매로서는, 폴리암산의 합성에 이용되는 것으로서 예시한 유기 용매를 들 수 있다. 탈수 폐환 반응의 반응 온도는, 바람직하게는 0∼180℃이며, 반응 시간은, 바람직하게는 1.0∼120시간이다. In the method of adding a dehydrating agent and a dehydrating ring-closing catalyst to a polyamic acid solution, 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 to be used is preferably 0.01 to 20 mol based on 1 mol of the acid structure of the polyamic acid. As the dehydration ring-closing catalyst, for example, tertiary amines such as pyridine, collidine, lutidine and triethylamine can be used. The amount of the dehydration ring-closing catalyst to be used is preferably 0.01 to 10 mol based on 1 mol of the dehydrating agent to be used. Examples of the organic solvent used in the dehydration ring-closure reaction include the organic solvents exemplified for use in the synthesis of polyamic acid. The reaction temperature of the dehydration ring-closing reaction is preferably 0 to 180 占 폚, and the reaction time is preferably 1.0 to 120 hours.
이와 같이 하여 폴리이미드를 함유하는 반응 용액이 얻어진다. 이 반응 용액은, 그대로 액정 배향제의 조제에 제공해도 좋고, 폴리이미드를 단리한 후에 액정 배향제의 조제에 제공해도 좋다. 그 외, 폴리이미드는, 폴리암산 에스테르의 이미드화에 의해 얻을 수도 있다. In this way, a reaction solution containing polyimide is obtained. This reaction solution may be provided as it is in the preparation of the liquid crystal aligning agent as it is, or may be provided in the preparation of the liquid crystal aligning agent after the polyimide is isolated. In addition, the polyimide may be obtained by imidization of a polyamic acid ester.
이상과 같이 하여 얻어지는 화합물 (X)로서의 폴리암산, 폴리암산 에스테르 및 폴리이미드는, 이것을 농도 10중량%의 용액으로 했을 때에, 10∼800mPa·s의 용액 점도를 갖는 것이 바람직하고, 15∼500mPa·s의 용액 점도를 갖는 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 중합체의 용액 점도(mPa·s)는, 당해 중합체의 양용매(예를 들면 γ-부티로락톤, N-메틸-2-피롤리돈 등)를 이용하여 조제한 농도 10중량%의 중합체 용액에 대해, E형 회전 점도계를 이용하여 25℃에서 측정한 값이다(이하의 중합체에 대해서도 동일).The polyamic acid, the polyamic acid ester and the polyimide as the compound (X) obtained as described above preferably have a solution viscosity of 10 to 800 mPa · s and a viscosity of 15 to 500 mPa · s s of solution viscosity. The solution viscosity (mPa 占 퐏) of the polymer is preferably 10% by weight or less, more preferably 10% by weight or less, based on the polymer Solution at 25 占 폚 using an E-type rotational viscometer (the same applies to the following polymers).
본 발명에 있어서의 폴리암산, 폴리암산 에스테르 및 폴리이미드의 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량(Mw)은, 바람직하게는 1,000∼500,000이며, 보다 바람직하게는 2,000∼300,000이다. 또한, Mw와, GPC에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 수 평균 분자량(Mn)과의 비로 나타나는 분자량 분포(Mw/Mn)는, 바람직하게는 15 이하이며, 보다 바람직하게는 10 이하이다. 이러한 분자량 범위에 있음으로써, 액정 표시 소자의 양호한 배향성 및 안정성을 확보할 수 있다. The weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC) of polyamic acid, polyamic acid ester and polyimide in the present invention is preferably 1,000 to 500,000, more preferably 2,000 ~ 300,000. The molecular weight distribution (Mw / Mn) represented by the ratio of Mw to the number average molecular weight (Mn) in terms of polystyrene measured by GPC is preferably 15 or less, and more preferably 10 or less. Within this molecular weight range, good alignment and stability of the liquid crystal display element can be ensured.
[폴리아미드][Polyamide]
화합물 (X)로서의 폴리아미드는, 예를 들면 디카본산과 디아민을 반응시키는 방법 등에 의해 얻을 수 있다. 여기에서, 디카본산은, 예를 들면 염화 티오닐 등의 적당한 염소화제를 이용하여 산 클로라이드화한 후에 디아민과의 반응에 제공하는 것이 바람직하다. The polyamide as the compound (X) can be obtained by, for example, a method of reacting a dicarboxylic acid with a diamine. Here, it is preferable that the dicarboxylic acid is provided for the reaction with the diamine after acid chloridation using a suitable chlorinating agent such as thionyl chloride.
폴리아미드의 합성에 사용하는 디카본산으로서는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 옥살산, 말론산, 디메틸말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 푸마르산 등의 지방족 디카본산; The dicarboxylic acid used for the synthesis of the polyamide is not particularly limited, and examples thereof include aliphatic dicarboxylic acids such as oxalic acid, malonic acid, dimethyl malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid and fumaric acid;
사이클로부탄디카본산, 사이클로헥산디카본산 등의 지환식 구조를 갖는 디카본산; Dicarboxylic acids having an alicyclic structure such as cyclobutanedicarboxylic acid and cyclohexanedicarboxylic acid;
프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 나프탈렌디카본산, 4,4'-비페닐디카본산, 4,4'-디페닐에테르디카본산, 4,4'-카보닐2벤조산, 4-카복시신남산, p-페닐렌디아크릴산 등의 방향족환을 갖는 디카본산; Examples of the organic acid include phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, 4,4'-biphenyldicarboxylic acid, 4,4'-diphenyletherdicarboxylic acid, 4,4'-carbonylbenzoic acid, Dicarboxylic acids having an aromatic ring such as phenylene diacrylic acid;
등을 들 수 있다. 또한, 디카본산은, 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. And the like. The dicarboxylic acid may be used singly or in combination of two or more kinds.
화합물 (X)로서의 폴리아미드를 합성할 때에 사용하는 디아민으로서, 특정 디아민을 적어도 일부에 이용함으로써, 상기식 (1)로 나타나는 부분 구조를 갖는 폴리아미드가 얻어진다. 또한, 합성시에 있어서는, 필요에 따라서 그 외의 디아민을 병용해도 좋다. 디아민은 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. A polyamide having a partial structure represented by the above formula (1) can be obtained by using at least a part of a specific diamine as a diamine used for synthesizing a polyamide as the compound (X). In addition, other diamines may be used in combination at the time of synthesis. The diamines may be used singly or in combination of two or more.
폴리아미드의 합성 반응에 제공되는 디카본산과 디아민과의 사용 비율은, 디아민의 아미노기 1당량에 대하여, 디카본산의 카복실기가 0.2∼2당량이 되는 비율이 바람직하다. 디카본산(바람직하게는 산 클로라이드화한 디카본산)과 디아민과의 반응은, 바람직하게는 염기의 존재하, 유기 용매 중에 있어서 행해진다. 이때의 반응 온도는, 0℃∼200℃로 하는 것이 바람직하고, 반응 시간은, 0.5∼48시간으로 하는 것이 바람직하다. 유기 용매는, 예를 들면 테트라하이드로푸란, 디옥산, 톨루엔, 클로로포름, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, 디메틸술폭사이드, N-메틸-2-피롤리돈 등을 바람직하게 사용할 수 있다. 유기 용매의 사용량은, 디카본산 및 디아민의 합계량 100중량부에 대하여, 400∼900중량부로 하는 것이 바람직하다. 상기 반응에 사용하는 염기로서는, 예를 들면 피리딘, 트리에틸아민, N-에틸-N,N-디이소프로필아민 등의 3급 아민을 바람직하게 사용할 수 있다. 염기의 사용량은, 디아민 1몰에 대하여, 2∼4몰로 하는 것이 바람직하다. The use ratio of the dicarboxylic acid and the diamine provided in the synthesis reaction of the polyamide is preferably such that the carboxyl group of the dicarboxylic acid is equivalent to 0.2 to 2 equivalents based on 1 equivalent of the amino group of the diamine. The reaction of the dicarboxylic acid (preferably dicarboxylic acid obtained by acid chloridation) with the diamine is preferably carried out in an organic solvent in the presence of a base. The reaction temperature at this time is preferably 0 ° C to 200 ° C, and the reaction time is preferably 0.5 to 48 hours. As the organic solvent, for example, tetrahydrofuran, dioxane, toluene, chloroform, dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, N-methyl-2-pyrrolidone and the like can be preferably used. The amount of the organic solvent to be used is preferably 400 to 900 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the dicarboxylic acid and the diamine. As the base used in the above reaction, for example, tertiary amines such as pyridine, triethylamine and N-ethyl-N, N-diisopropylamine can be preferably used. The base is preferably used in an amount of 2 to 4 mol based on 1 mol of the diamine.
이상과 같이 하여, 폴리아미드를 용해하여 이루어지는 반응 용액이 얻어진다. 이 반응 용액은 그대로 액정 배향제의 조제에 제공해도 좋고, 반응 용액 중에 포함되는 폴리아미드를 단리한 후에 액정 배향제의 조제에 제공해도 좋다. As described above, a reaction solution obtained by dissolving polyamide is obtained. The reaction solution may be directly supplied to the preparation of the liquid crystal aligning agent, or may be provided in the preparation of the liquid crystal aligning agent after the polyamide contained in the reaction solution is isolated.
화합물 (X)로서의 폴리아미드의 용액 점도는, 이것을 농도 10중량%의 용액으로 했을 때에, 10∼800mPa·s의 용액 점도를 갖는 것이 바람직하고, 15∼500mPa·s의 용액 점도를 갖는 것이 보다 바람직하다. 폴리아미드에 대해서, GPC에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량(Mw)은, 바람직하게는 1,000∼500,000이며, 보다 바람직하게는 5,000∼300,000이다. The solution viscosity of the polyamide as the compound (X) preferably has a solution viscosity of 10 to 800 mPa · s and a solution viscosity of 15 to 500 mPa · s Do. The weight average molecular weight (Mw) of the polyamide in terms of polystyrene measured by GPC is preferably 1,000 to 500,000, and more preferably 5,000 to 300,000.
[폴리오르가노실록산][Polyorganosiloxane]
화합물 (X)로서의 폴리오르가노실록산(이하 「특정 폴리오르가노실록산」이라고도 함)은, 예를 들면 가수분해성의 실란 화합물을 가수분해·축합시킴으로써 얻을 수 있다. 그 일례로서는, 예를 들면, [1] 상기식 (1)로 나타나는 부분 구조를 갖는 가수분해성의 실란 화합물 (s-1), 또는 당해 실란 화합물 (s-1)과 그 외의 가수분해성의 실란 화합물과의 혼합물을 가수분해 축합하는 방법, [2] 에폭시기를 갖는 가수분해성의 실란 화합물 (s-2), 또는 당해 실란 화합물 (s-2)와 그 외의 실란 화합물과의 혼합물을 가수분해 축합하여 에폭시기 함유 폴리오르가노실록산을 합성하고, 이어서, 얻어진 에폭시기 함유 폴리오르가노실록산과, 상기식 (1)로 나타나는 부분 구조를 갖는 카본산(이하 「특정 카본산」이라고도 함)을 반응시키는 방법, 등을 들 수 있다. The polyorganosiloxane (hereinafter also referred to as "specific polyorganosiloxane") as the compound (X) can be obtained, for example, by hydrolyzing and condensing a hydrolyzable silane compound. Examples thereof include [1] a hydrolyzable silane compound (s-1) having a partial structure represented by the above formula (1), or a hydrolyzable silane compound (s- (S-2) having an epoxy group or a mixture of the silane compound (s-2) and another silane compound is subjected to hydrolysis and condensation to form an epoxy group Containing polyorganosiloxane and then reacting the resultant epoxy group-containing polyorganosiloxane with a carbonic acid having a partial structure represented by the above formula (1) (hereinafter also referred to as "specific carbonic acid"), etc. .
실란 화합물 (s-1)은, 상기식 (1)로 나타나는 부분 구조를 분자쇄에 갖는 실란 화합물 등을 들 수 있고, 예를 들면 하기식 (s-1A)로 나타나는 화합물 등을 들 수 있다. Examples of the silane compound (s-1) include a silane compound having a partial structure represented by the above formula (1) in a molecular chain, and examples thereof include compounds represented by the following formula (s-1A).
(식 (s-1A) 중, R8 및 R9는, 각각 독립적으로 탄소수 1∼12의 알킬기 또는 탄소수 6∼12의 아릴기이며, X3 및 X4는, 각각 독립적으로 탄소수 1∼12의 알콕시기 또는 할로겐 원자이다. r1 및 r2는, 각각 독립적으로 1 또는 2이다. A1, A2, R5, R6 및 R7은 상기식 (2-1)과 동일한 의미이다.)(In the formula (s-1A), R 8 and R 9 are each independently an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and each of X 3 and X 4 is independently an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms R 1 and r 2 are each independently 1 or 2. A 1 , A 2 , R 5 , R 6 and R 7 have the same meanings as in the formula (2-1).)
상기식 (s-1A)에 있어서, R8 및 R9의 알킬기 및 아릴기, 그리고 X3 및 X4의 알콕시기의 구체예로서는, 상기식 (1)의 R1 및 R2로 예시한 것 중, 해당하는 탄소수의 것을 각각 들 수 있다. 상기식 (s-1A) 중의 A1, A2, R5, R6 및 R7의 각각의 예시 및 바람직한 구체예에 대해서는 상기식 (2-1)의 설명을 적용할 수 있다. 또한, 상기식 (s-1A)로 나타나는 화합물은, 유기 화학의 정법을 적절하게 조합함으로써 합성할 수 있다. Specific examples of the alkyl group and aryl group of R 8 and R 9 and the alkoxy group of X 3 and X 4 in the formula (s-1A) include those exemplified as R 1 and R 2 in the formula (1) , And the corresponding number of carbon atoms. The description of the formula (2-1) can be applied to each of the exemplified and preferable specific examples of A 1 , A 2 , R 5 , R 6 and R 7 in the formula (s-1A). The compound represented by the formula (s-1A) can be synthesized by appropriately combining the methods of organic chemistry.
상기 합성시에 있어서, 실란 화합물 (s-1)의 사용 비율은, 합성에 사용하는 모노머의 합계량에 대하여, 5몰% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 10∼100몰%로 하는 것이 보다 바람직하고, 10∼80몰%로 하는 것이 더욱 바람직하다. In the above synthesis, the use ratio of the silane compound (s-1) is preferably 5 mol% or more, more preferably 10 to 100 mol%, based on the total amount of the monomers used in the synthesis, And more preferably 10 to 80 mol%.
실란 화합물 (s-2)의 구체예로서는, 예를 들면 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트리메톡시실란, 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트리에톡시실란 등을 들 수 있다. 실란 화합물 (s-2)로서는, 이들 중 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. Specific examples of the silane compound (s-2) include, for example, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, and the like. As the silane compound (s-2), one kind or a mixture of two or more kinds of them can be used.
그 외의 실란 화합물은, 가수분해성을 나타내는 실란 화합물인 한 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 디메틸디에톡시실란 등의 알콕시실란; The other silane compounds are not particularly limited as long as they are hydrolyzable silane compounds. Examples thereof include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, Alkoxysilanes such as phenyltriethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, and dimethyldiethoxysilane;
3-메르캅토프로필트리메톡시실란, 3-메르캅토프로필트리에톡시실란, 메르캅토메틸트리메톡시실란, 3-우레이도프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, N-(3-사이클로헥실아미노)프로필트리메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란 등의 질소·황 원자 함유의 알콕시실란; 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, mercaptomethyltrimethoxysilane, 3-ureidopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3- Nitrogen-sulfur atom-containing alkoxysilanes such as propyltriethoxysilane, N- (3-cyclohexylamino) propyltrimethoxysilane and N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane;
3-(메타)아크릴로일옥시프로필트리메톡시실란, 3-(메타)아크릴로일옥시프로필트리에톡시실란, 6-(메타)아크릴로일옥시헥실트리메톡시실란, 3-(메타)아크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, 3-(메타)아크릴옥시프로필메틸디에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, p-스티릴트리메톡시실란 등의 불포화 탄화수소 함유의 알콕시실란; Acrylates such as 3- (meth) acryloyloxypropyltrimethoxysilane, 3- (meth) acryloyloxypropyltriethoxysilane, 6- (meth) acryloyloxyhexyltrimethoxysilane, 3- Unsaturated hydrocarbon-containing alkoxysilanes such as acryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropylmethyldiethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane and p-styryltrimethoxysilane;
외, 트리메톡시실릴프로필숙신산 무수물 등을 들 수 있다. 그 외의 실란 화합물은, 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. Trimethoxysilylpropylsuccinic anhydride, and the like. The other silane compounds may be used singly or in combination of two or more.
또한, 상기 방법 [1]에서는, 그 외의 실란 화합물로서 실란 화합물 (s-2)를 사용해도 좋고, 상기 방법 [2]에서는, 그 외의 실란 화합물로서 실란 화합물 (s-1)을 사용해도 좋다. In the method [1], the silane compound (s-2) may be used as the other silane compound. In the method [2], the silane compound (s-1) may be used as the other silane compound.
실란 화합물의 가수분해·축합 반응은, 상기와 같은 실란 화합물의 1종 또는 2종 이상과 물을, 바람직하게는 적당한 촉매 및 유기 용매의 존재하에서 반응시킴으로써 행한다. 가수분해·축합 반응시에 있어서, 물의 사용 비율은, 실란 화합물 (합계량) 1몰에 대하여, 바람직하게는 0.5∼100몰이며, 보다 바람직하게는 1∼30몰이다. 가수분해·축합 반응시에 사용하는 촉매로서는, 예를 들면 산, 알칼리 금속 화합물, 유기 염기, 티탄 화합물, 지르코늄 화합물 등을 들 수 있다. 그 중에서도 3급 또는 4급의 유기 염기가 바람직하다. 유기 염기의 사용량은, 유기 염기의 종류, 온도 등의 반응 조건 등에 따라 상이하고, 적절하게 설정되어야 하지만, 전체 실란 화합물에 대하여, 바람직하게는 0.01∼3배 몰이며, 보다 바람직하게는 0.05∼1배 몰이다. 가수분해·축합 반응시에 사용하는 유기 용매로서는, 예를 들면 탄화수소, 케톤, 에스테르, 에테르, 알코올 등을 들 수 있고, 이들 중 비수용성의 유기 용매를 이용하는 것이 바람직하다. 유기 용매의 사용 비율은, 반응에 사용하는 전체 실란 화합물 100중량부에 대하여, 바람직하게는 10∼10,000중량부이다. The hydrolysis / condensation reaction of the silane compound is carried out by reacting one or more silane compounds as described above with water, preferably in the presence of a suitable catalyst and an organic solvent. In the hydrolysis-condensation reaction, the use ratio of water is preferably 0.5 to 100 moles, more preferably 1 to 30 moles, per 1 mole of the silane compound (total amount). Examples of the catalyst used in the hydrolysis and condensation reaction include an acid, an alkali metal compound, an organic base, a titanium compound, and a zirconium compound. Of these, tertiary or quaternary organic bases are preferred. The amount of the organic base to be used differs depending on the kind of the organic base, the reaction conditions such as the temperature and the like, and should be appropriately set, but is preferably 0.01 to 3 times by mol, more preferably 0.05 to 1 It is a boat mall. Examples of the organic solvent used in the hydrolysis and condensation reaction include hydrocarbons, ketones, esters, ethers, alcohols and the like, of which water-insoluble organic solvents are preferably used. The use ratio of the organic solvent is preferably 10 to 10,000 parts by weight based on 100 parts by weight of the total silane compound used in the reaction.
가수분해·축합 반응은, 예를 들면 유욕 등에 의해 가열하여 실시하는 것이 바람직하다. 그 때, 가열 온도는 130℃ 이하로 하는 것이 바람직하고, 가열 시간은 0.5∼12시간으로 하는 것이 바람직하다. 반응 종료 후에 있어서, 반응액으로부터 분취한 유기 용매층을, 필요에 따라서 건조제로 건조한 후, 용매를 제거함으로써, 목적으로 하는 폴리오르가노실록산을 얻을 수 있다. 또한, 폴리오르가노실록산의 합성 방법은 상기와 같은 가수분해·축합 반응에 한정하지 않고, 예를 들면 가수분해성 실란 화합물을 옥살산 및 알코올의 존재하에서 반응시키는 방법 등을 채용해도 좋다. The hydrolysis / condensation reaction is preferably carried out by heating, for example, in a water bath. At this time, the heating temperature is preferably 130 ° C or less, and the heating time is preferably 0.5 to 12 hours. After completion of the reaction, the desired organic polyorganosiloxane can be obtained by drying the organic solvent layer collected from the reaction liquid, if necessary, with a desiccant and then removing the solvent. The method of synthesizing the polyorganosiloxane is not limited to the hydrolysis-condensation reaction as described above. For example, a method of reacting the hydrolyzable silane compound in the presence of oxalic acid and alcohol may be employed.
상기 [2]의 방법에서는, 상기 반응에 의해 얻어진 에폭시기 함유 폴리오르가노실록산을, 이어서, 특정 카본산과 반응시킨다. 이에 따라, 에폭시기 함유 폴리오르가노실록산이 갖는 에폭시기와 카본산이 반응하고, 상기식 (1)로 나타나는 부분 구조를 측쇄에 갖는 폴리오르가노실록산을 얻을 수 있다. 특정 카본산의 구체예로서는, 예를 들면 하기식 (5)로 나타나는 화합물 등을 들 수 있다. In the above method [2], the epoxy group-containing polyorganosiloxane obtained by the above reaction is subsequently reacted with a specific carbonic acid. As a result, the epoxy group of the epoxy group-containing polyorganosiloxane reacts with the carbonic acid, and a polyorganosiloxane having a partial structure represented by the formula (1) in the side chain can be obtained. Specific examples of the specific carbonic acid include, for example, compounds represented by the following formula (5).
(식 (5) 중, A1 및 A2는, 각각 상기식 (2-1)과 동일한 의미이다. 단, 상기식 (1-1) 및 식 (1-2) 중의 「*1」은, R13에 결합하는 결합손을 나타낸다. R12는, A1이 상기식 (1-1)로 나타나는 기인 경우에 1가의 유기기이며, A1이 상기식 (1-2)로 나타나는 기인 경우에 수소 원자 또는 1가의 유기기이다. R13은 2가의 유기기이다. R14는, A2가 상기식 (1-1)로 나타나는 기인 경우에 2가의 유기기이며, A2가 상기식 (1-2)로 나타나는 기인 경우에 단결합 또는 2가의 유기기이다. s 및 r은, 각각 독립적으로 0 또는 1이다. 단, 식 (5) 중에 카복실기를 1개 갖는다.)(In the formula (5), A 1 and A 2 each have the same meaning as in the formula (2-1). However, "* 1" in the above formulas (1-1) represents a bonding hand bonded to R 13. R 12 is, a 1 is a monovalent organic group in the case represented by the above formula (1-1), if a 1 is a group represented by the above formula (1-2) is a hydrogen atom or a monovalent organic group. R 13 is a divalent organic group. R 14 is, a 2 is a divalent organic group in the case group represented by the formula (1-1), a 2 is the formula (1 S and r are each independently 0 or 1, provided that they have one carboxyl group in the formula (5)).
상기식 (5)에 있어서, R12의 1가의 유기기로서는, 예를 들면 탄소수 1∼20의 1가의 탄화수소기, 당해 탄화수소기가 갖는 메틸렌기의 일부를 -O-, -CO-, -COO- 또는 -NR33-(R33은, 수소 원자 또는 탄소수 1∼6의 알킬기)으로 치환하여 이루어지는 1가의 기, 1가의 복소환기 등을 들 수 있고, 이들은 치환기를 갖고 있어도 좋다. R13 및 R14의 2가의 유기기의 예시는, 상기식 (2-1) 중의 R5∼R7의 설명을 적용할 수 있다. A1 및 A2의 R1, R2, R3 및 X1의 설명은, 상기식 (1)의 설명을 적용할 수 있다. Examples of the monovalent organic group represented by R 12 in the formula (5) include a monovalent hydrocarbon group of 1 to 20 carbon atoms, a part of the methylene group of the hydrocarbon group is -O-, -CO-, -COO- Or a monovalent group substituted with -NR 33 - (R 33 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms), a monovalent heterocyclic group, and the like, which may have a substituent. Examples of the divalent organic groups represented by R 13 and R 14 may be the same as those described for R 5 to R 7 in the formula (2-1). For the explanation of R 1 , R 2 , R 3 and X 1 of A 1 and A 2 , the description of the above formula (1) can be applied.
특정 카본산은, AC 잔상의 저감 효과를 높이는 관점에서, 상기식 (1)로 나타나는 부분 구조와 함께, 상기식 (4)로 나타나는 부분 구조를 분자 내에 추가로 갖는 것이 바람직하다. 또한, 상기식 (4)로 나타나는 부분 구조의 바람직한 구체예는, 특정 디아민에 있어서의 설명을 적용할 수 있다. 에폭시기 함유 폴리오르가노실록산과 특정 카본산과의 반응시에 있어서, 특정 카본산은 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. The specific carbonic acid preferably has a partial structure represented by the formula (1) and further a partial structure represented by the formula (4) in the molecule, from the viewpoint of enhancing the effect of reducing the AC residual image. In addition, as a preferable specific example of the partial structure represented by the formula (4), the description of the specific diamine can be applied. In the reaction of the epoxy group-containing polyorganosiloxane with the specific carbonic acid, the specific carbonic acid may be used singly or in combination of two or more kinds.
특정 폴리오르가노실록산의 1분자 중에 있어서의, 상기식 (1)로 나타나는 부분 구조의 함유 비율은, 빛에 대한 감도를 양호하게 하는 관점에서, 특정 폴리오르가노실록산이 갖는 규소 원자에 대하여, 3∼100몰%로 하는 것이 바람직하고, 5∼95몰%로 하는 것이 보다 바람직하고, 10∼90몰%로 하는 것이 더욱 바람직하다. 따라서, 특정 폴리오르가노실록산의 합성시에 있어서는, 상기식 (1)로 나타나는 부분 구조의 함유 비율이 상기 범위가 되도록 특정 카본산의 사용 비율을 선택하는 것이 바람직하다. The content ratio of the partial structure represented by the formula (1) in one molecule of the specific polyorganosiloxane is preferably 3 to 3 for the silicon atom contained in the specific polyorganosiloxane from the viewpoint of improving the sensitivity to light To 100 mol%, more preferably 5 mol% to 95 mol%, and still more preferably 10 mol% to 90 mol%. Therefore, in the synthesis of a specific polyorganosiloxane, it is preferable to select the use ratio of the specific carbonic acid so that the content ratio of the partial structure represented by the formula (1) falls within the above range.
또한, 특정 카본산은 유기 화학의 정법을 적절하게 조합함으로써 합성할 수 있다. 그 일례로서는, 예를 들면 「R12-A1-H」로 나타나는 화합물과, 「HO-R13-A2-R14-COOM(단, M은 카복실기의 보호기)」로 나타나는 화합물을, 바람직하게는 유기 용매 중, 필요에 따라서 촉매의 존재하에서 반응시키고, 이어서 탈보호를 행하는 방법 등에 의해 얻을 수 있다. 단, 특정 카본산의 합성 순서는 상기 방법에 한정되는 것은 아니다. In addition, the specific carbonic acid can be synthesized by appropriately combining the stereochemistry of organic chemistry. As an example thereof, a compound represented by "R 12 -A 1 -H" and a compound represented by "HO-R 13 -A 2 -R 14 -COOM (M is a protecting group of a carboxyl group) Preferably in an organic solvent, optionally in the presence of a catalyst, followed by deprotection. However, the synthesis procedure of the specific carbonic acid is not limited to the above method.
특정 폴리오르가노실록산의 합성시에 있어서, 에폭시기 함유 폴리오르가노실록산과의 반응에 사용하는 카본산은 특정 카본산만이라도 좋지만, 특정 카본산 이외의 그 외의 카본산을 병용해도 좋다. 그 외의 카본산은, 상기식 (1)로 나타나는 부분 구조를 갖지 않는 카본산이면 특별히 제한되지 않는다. 또한, 그 외의 카본산은 1종을 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 좋다. In the synthesis of a specific polyorganosiloxane, the carbonic acid used for the reaction with the epoxy group-containing polyorganosiloxane may be only a specific carbon acid, but other carbonic acid other than the specific carbonic acid may be used in combination. The other carbonic acid is not particularly limited as long as it is a carbonic acid having no partial structure represented by the formula (1). The other carbonic acid may be used singly or in combination of two or more kinds.
에폭시기 함유 폴리오르가노실록산과 반응시키는 카본산의 사용 비율은, 폴리오르가노실록산이 갖는 에폭시기의 합계 1몰에 대하여, 0.001∼1.5몰로 하는 것이 바람직하고, 0.01∼1.0몰로 하는 것이 보다 바람직하다. 그 외의 카본산의 사용 비율은, 본 발명의 효과를 충분히 얻는 관점에서, 에폭시기 함유 폴리오르가노실록산과 반응시키는 카본산의 합계량에 대하여, 80몰% 이하로 하는 것이 바람직하고, 50몰% 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. The use ratio of the carbonic acid to be reacted with the epoxy group-containing polyorganosiloxane is preferably 0.001 to 1.5 mol, more preferably 0.01 to 1.0 mol, per 1 mol of the total of the epoxy groups of the polyorganosiloxane. The use ratio of other carbonic acid is preferably 80 mol% or less, more preferably 50 mol% or less, based on the total amount of the carbonic acid to be reacted with the epoxy group-containing polyorganosiloxane from the viewpoint of sufficiently obtaining the effect of the present invention .
에폭시기 함유 폴리오르가노실록산과 카본산과의 반응은, 바람직하게는 촉매 및 유기 용매의 존재하에서 행할 수 있다. 사용하는 촉매로서는, 예를 들면 유기 염기, 에폭시 화합물의 반응을 촉진하는 소위 경화촉진제로서 공지의 화합물 등을 이용할 수 있다. 촉매의 사용 비율은, 에폭시기 함유 폴리오르가노실록산 100중량부에 대하여, 바람직하게는 100중량부 이하, 보다 바람직하게는 0.01∼100중량부이다. The reaction between the epoxy group-containing polyorganosiloxane and the carboxylic acid can be preferably carried out in the presence of a catalyst and an organic solvent. As the catalyst to be used, for example, known compounds such as so-called curing accelerators for promoting the reaction of organic bases and epoxy compounds can be used. The use ratio of the catalyst is preferably 100 parts by weight or less, more preferably 0.01 to 100 parts by weight, based on 100 parts by weight of the epoxy group-containing polyorganosiloxane.
상기 반응에 있어서 사용하는 유기 용매로서는, 예를 들면 탄화수소, 에테르, 에스테르, 케톤, 아미드, 알코올 등을 들 수 있다. 특히 바람직한 용매의 구체예로서, 2-부탄온, 2-헥산온, 메틸이소부틸케톤 및 아세트산 부틸 등을 들 수 있다. 당해 유기 용매는, 고형분 농도(반응 용액 중의 용매 이외의 성분의 합계 중량이, 용액의 전체 중량에 대하여 차지하는 비율)가, 0.1중량% 이상이 되는 비율로 사용하는 것이 바람직하다. 상기 반응에 있어서의 반응 온도는, 바람직하게는 0∼200℃이며, 반응 시간은, 바람직하게는 0.1∼50시간이다. Examples of the organic solvent used in the reaction include hydrocarbons, ethers, esters, ketones, amides, and alcohols. Particularly preferred examples of the solvent include 2-butanone, 2-hexanone, methyl isobutyl ketone, and butyl acetate. The organic solvent is preferably used in such a ratio that the solid concentration (the ratio of the total weight of the components other than the solvent in the reaction solution to the total weight of the solution) becomes 0.1 wt% or more. The reaction temperature in the above reaction is preferably 0 to 200 캜, and the reaction time is preferably 0.1 to 50 hours.
이상과 같이 하여 얻어지는 특정 폴리오르가노실록산은, 이것을 농도 10중량%의 용액으로 했을 때에, 1∼500mPa·s의 용액 점도를 갖는 것이 바람직하고, 3∼200mPa·s의 용액 점도를 갖는 것이 보다 바람직하다. 특정 폴리오르가노실록산에 대해서, GPC로 측정한 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량(Mw)은, 1,000∼200,000인 것이 바람직하고, 2,000∼50,000인 것이 보다 바람직하고, 3,000∼20,000인 것이 더욱 바람직하다. The specific polyorganosiloxane obtained as described above preferably has a solution viscosity of 1 to 500 mPa · s and a solution viscosity of 3 to 200 mPa · s Do. The weight average molecular weight (Mw) of the specific polyorganosiloxane measured by GPC in terms of polystyrene is preferably 1,000 to 200,000, more preferably 2,000 to 50,000, and still more preferably 3,000 to 20,000.
[폴리(메타)아크릴레이트][Poly (meth) acrylate]
화합물 (X)로서의 폴리(메타)아크릴레이트(이하 「특정 중합체(M)」이라고도 함)는, 예를 들면 이하의 방법 [1] 또는 [2]; The poly (meth) acrylate (hereinafter also referred to as "specific polymer (M)") as the compound (X) can be obtained by, for example, the following method [1] or [2];
[1] 상기식 (1)로 나타나는 부분 구조를 갖는 (메타)아크릴계 단량체 (m-1), 또는 당해 (메타)아크릴계 단량체 (m-1)과 그 외의 (메타)아크릴계 단량체와의 혼합물을 중합 개시제의 존재하에서 중합시키는 방법,[1] A method of polymerizing (meth) acrylic monomer (m-1) having a partial structure represented by the above formula (1) or a mixture of said (meth) acrylic monomer (m- A method of polymerization in the presence of an initiator,
[2] 에폭시기를 갖는 (메타)아크릴계 단량체 (m-2), 또는 당해 (메타)아크릴계 단량체 (m-2)와 그 외의 (메타)아크릴계 단량체와의 혼합물을 중합 개시제의 존재하에서 중합시킨 후, 그 얻어진 중합체(이하, 「에폭시기 함유 폴리(메타)아크릴레이트」라고도 함)와, 특정 카본산을 반응시키는 방법,(2) A method of polymerizing a mixture of the (meth) acrylic monomer (m-2) having an epoxy group or the mixture of the (meth) acrylic monomer (m-2) and other (meth) acrylic monomers in the presence of a polymerization initiator, A method of reacting the obtained polymer (hereinafter also referred to as "epoxy group-containing poly (meth) acrylate") with a specific carbon acid,
등에 의해 얻을 수 있다. And the like.
(메타)아크릴계 단량체 (m-1)은, 상기식 (1)로 나타나는 부분 구조를 분자쇄에 갖는 디(메타)아크릴레이트 화합물 등을 들 수 있고, 예를 들면 하기식 (m-1A)로 나타나는 화합물 등을 들 수 있다. Examples of the (meth) acrylic monomer (m-1) include a di (meth) acrylate compound having a molecular structure represented by the formula (1) And the like.
(식 (m-1A) 중, R10 및 R11은, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기이다. A1, A2, R5, R6 및 R7은 상기식 (2-1)과 동일한 의미이다.)A 1 , A 2 , R 5 , R 6 and R 7 have the same meanings as in the above formula (2-1), and R 10 and R 11 are each independently a hydrogen atom or a methyl group. to be.)
상기식 (m-1A) 중의 A1, A2, R5, R6 및 R7의 각각의 예시 및 바람직한 구체예에 대해서는 상기식 (2-1)의 설명을 적용할 수 있다. 상기식 (m-1A)로 나타나는 화합물은, 유기 화학의 정법을 적절하게 조합함으로써 합성할 수 있다. The description of the formula (2-1) can be applied to each of the exemplified and preferable specific examples of A 1 , A 2 , R 5 , R 6 and R 7 in the formula (m-1A). The compound represented by the formula (m-1A) can be synthesized by appropriately combining the methods of organic chemistry.
상기 합성시에 있어서, (메타)아크릴계 단량체 (m-1)의 사용 비율은, 합성에 사용하는 모노머의 합계량에 대하여, 5몰% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 10∼100몰%로 하는 것이 보다 바람직하고, 10∼90몰%로 하는 것이 더욱 바람직하다. The proportion of the (meth) acrylic monomer (m-1) used in the above synthesis is preferably 5 mol% or more, more preferably 10 to 100 mol%, based on the total amount of the monomers used in the synthesis , More preferably from 10 to 90 mol%.
(메타)아크릴계 단량체 (m-2)의 구체예로서는, 예를 들면 (메타)아크릴산 글리시딜, α-에틸아크릴산 글리시딜, (메타)아크릴산 3,4-에폭시부틸, (메타)아크릴산 3,4-에폭시사이클로헥실메틸, (메타)아크릴산 6,7-에폭시헵틸, 아크릴산 4-하이드록시부틸글리시딜에테르, (메타)아크릴산 (3-에틸옥세탄-3-일)메틸 등을 들 수 있다. 또한, (메타)아크릴계 단량체 (m-2)는, 상기 중 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. Specific examples of the (meth) acrylic monomer (m-2) include glycidyl (meth) acrylate, glycidyl α-ethyl acrylate, 3,4-epoxybutyl (meth) acrylate, (Meth) acrylic acid (3-ethyloxetan-3-yl) methyl, and the like can be given as examples of the epoxy group- . The (meth) acrylic monomer (m-2) may be used alone or in combination of two or more.
그 외의 (메타)아크릴계 단량체로서는, 예를 들면, (메타)아크릴산, (메타)아크릴산 ω-카복시폴리카프로락톤, 크로톤산, α-에틸아크릴산, 말레산, 푸마르산, 비닐벤조산 등의 불포화 카본산; Examples of other (meth) acrylic monomers include unsaturated carboxylic acids such as (meth) acrylic acid, (meth) acrylic acid? -Carboxypolycaprolactone, crotonic acid,? -Ethylacrylic acid, maleic acid, fumaric acid and vinylbenzoic acid;
(메타)아크릴산 알킬, (메타)아크릴산 사이클로헥실, (메타)아크릴산 벤질, (메타)아크릴산-2-에틸헥실, (메타)아크릴산 트리메톡시실릴프로필, (메타)아크릴산 메톡시에틸, (메타)아크릴산-N,N-디메틸아미노에틸, (메타)아크릴산 메톡시폴리에틸렌글리콜, 테트라하이드로푸르푸릴(메타)아크릴레이트, (메타)아크릴산 2-하이드록시에틸 등의 (메타)아크릴산 에스테르 등의 불포화 카본산 에스테르; (Meth) acrylate, methoxyethyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl Unsaturated carboxylic acids such as (meth) acrylic acid esters such as N, N-dimethylaminoethyl acrylate, methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate and 2-hydroxyethyl (meth) ester;
무수 말레산 등의 불포화 다가 카본산 무수물; Unsaturated polycarboxylic acid anhydrides such as maleic anhydride;
등을 들 수 있다. 또한, 그 외의 (메타)아크릴계 단량체로서는, 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 상기 방법 [1]에서는, 그 외의 (메타)아크릴계 단량체로서 (메타)아크릴계 단량체 (m-2)를 사용해도 좋고, 상기 방법 [2]에서는, 그 외의 (메타)아크릴계 단량체로서 (메타)아크릴계 단량체 (m-1)을 사용해도 좋다. And the like. As other (meth) acrylic monomers, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination. In the method [1], the (meth) acrylic monomer (m-2) may be used as the other (meth) acrylic monomer, (m-1) may be used.
또한, 중합시에 있어서는, (메타)아크릴계 단량체 이외의 기타 모노머를 사용해도 좋다. 기타 모노머로서는, 예를 들면 1,3-부타디엔, 2-메틸-1,3-부타디엔 등의 공액 디엔계 화합물; In the polymerization, other monomers other than the (meth) acrylic monomers may be used. Examples of other monomers include conjugated diene compounds such as 1,3-butadiene and 2-methyl-1,3-butadiene;
스티렌, 메틸스티렌, 디비닐벤젠 등의 방향족 비닐 화합물; Aromatic vinyl compounds such as styrene, methylstyrene and divinylbenzene;
등을 들 수 있다. 기타 모노머의 사용 비율은, 폴리(메타)아크릴레이트의 합성에 사용하는 모노머의 합계에 대하여, 30몰% 이하로 하는 것이 바람직하고, 20몰% 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. And the like. The use ratio of other monomers is preferably 30 mol% or less, more preferably 20 mol% or less, based on the total amount of monomers used in the synthesis of poly (meth) acrylate.
(메타)아크릴계 단량체를 이용한 중합 반응은 라디칼 중합에 의해 행하는 것이 바람직하다. 당해 중합 반응시에 있어서 사용하는 중합 개시제로서는, 예를 들면 2,2'-아조비스(이소부티로니트릴), 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2'-아조비스(4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴) 등의 아조 화합물이 바람직하다. 중합 개시제의 사용 비율은, 반응에 사용하는 전체 모노머 100중량부에 대하여, 0.01∼50중량부로 하는 것이 바람직하다. 상기 중합 반응은, 바람직하게는 유기 용매 중에서 행해진다. 반응에 사용하는 유기 용매로서는, 예를 들면 알코올, 에테르, 케톤, 아미드, 에스테르, 탄화수소 화합물 등을 들 수 있고, 디에틸렌글리콜메틸에틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 등이 바람직하다. 유기 용매의 사용량 (a)는, 반응에 사용하는 모노머의 합계량 (b)가, 반응 용액의 전체량 (a+b)에 대하여, 0.1∼50중량%가 되는 바와 같은 양으로 하는 것이 바람직하다. 반응 온도는, 30℃∼120℃로 하는 것이 바람직하고, 반응 시간은, 1∼36시간으로 하는 것이 바람직하다. The polymerization reaction using the (meth) acrylic monomer is preferably carried out by radical polymerization. Examples of the polymerization initiator used in the polymerization reaction include 2,2'-azobis (isobutyronitrile), 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis Azo compounds such as azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile) are preferable. The proportion of the polymerization initiator to be used is preferably 0.01 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the total monomers used in the reaction. The polymerization reaction is preferably carried out in an organic solvent. Examples of the organic solvent used in the reaction include alcohols, ethers, ketones, amides, esters, hydrocarbon compounds and the like, and diethylene glycol methyl ethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate and the like are preferable. The amount (a) of the organic solvent used is preferably such that the total amount (b) of the monomers used in the reaction is from 0.1 to 50 wt% with respect to the total amount (a + b) of the reaction solution. The reaction temperature is preferably 30 ° C to 120 ° C, and the reaction time is preferably 1 to 36 hours.
상기 [2]의 방법에서는, 상기 반응에 의해 얻어진 에폭시기 함유 폴리(메타)아크릴레이트를, 이어서, 특정 카본산과 반응시킨다. 이에 따라, 에폭시기 함유 폴리(메타)아크릴레이트가 갖는 에폭시기와 카본산이 반응하여, 상기식 (1)로 나타나는 부분 구조를 측쇄에 갖는 폴리(메타)아크릴레이트를 얻을 수 있다. In the method of [2] above, the epoxy group-containing poly (meth) acrylate obtained by the above reaction is subsequently reacted with a specific carboxylic acid. Thereby, the epoxy group of the epoxy group-containing poly (meth) acrylate reacts with the carbonic acid to obtain the poly (meth) acrylate having the partial structure represented by the formula (1) in the side chain.
특정 카본산의 구체예로서는, 특정 폴리오르가노실록산의 설명을 적용할 수 있다. 당해 반응시에 있어서는, 특정 카본산을 단독으로 사용해도 좋고, 혹은 특정 카본산 이외의 그 외의 카본산을 병용해도 좋다. 에폭시기 함유 폴리(메타)아크릴레이트와 반응시키는 카본산의 사용 비율은, 에폭시기 함유 폴리(메타)아크릴레이트가 갖는 에폭시기의 합계 1몰에 대하여, 0.001∼0.95몰로 하는 것이 바람직하고, 0.01∼0.9몰로 하는 것이 보다 바람직하다. As specific examples of the specific carbon acid, the description of the specific polyorganosiloxane can be applied. In the reaction, the specific carbonic acid may be used singly or other carbonic acid other than the specific carbonic acid may be used in combination. The use ratio of the carboxylic acid to be reacted with the epoxy group-containing poly (meth) acrylate is preferably 0.001 to 0.95 mol, more preferably 0.01 to 0.9 mol, per mol of the total epoxy group of the epoxy group-containing poly (meth) Is more preferable.
에폭시기 함유 폴리(메타)아크릴레이트와 카본산과의 반응은, 바람직하게는 촉매 및 유기 용매의 존재하에서 행할 수 있다. 촉매로서는, 그 중에서도 4급 암모늄염이 바람직하다. 촉매의 사용량은, 에폭시기 함유 폴리(메타)아크릴레이트 100중량부에 대하여, 바람직하게는 100중량부 이하, 보다 바람직하게는 0.1∼20중량부이다. 반응에 사용하는 유기 용매로서는, (메타)아크릴계 단량체의 중합시에 있어서 사용할 수 있는 유기 용매의 예시를 적용할 수 있고, 그 중에서도 에스테르인 것이 바람직하다. 당해 유기 용매는, 고형분 농도(반응 용액 중의 용매 이외의 성분의 합계 중량이, 용액의 전체 중량에 대하여 차지하는 비율)가, 0.1중량% 이상이 되는 비율로 사용하는 것이 바람직하다. 반응 온도는, 0∼200℃로 하는 것이 바람직하고, 반응 시간은, 0.1∼50시간으로 하는 것이 바람직하다. The reaction between the epoxy group-containing poly (meth) acrylate and the carboxylic acid can be preferably carried out in the presence of a catalyst and an organic solvent. As the catalyst, a quaternary ammonium salt is particularly preferable. The amount of the catalyst to be used is preferably 100 parts by weight or less, more preferably 0.1 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of the epoxy group-containing poly (meth) acrylate. As the organic solvent to be used in the reaction, an example of an organic solvent that can be used at the time of polymerization of the (meth) acrylic monomer can be applied, and among them, an ester is preferable. The organic solvent is preferably used in such a ratio that the solid concentration (the ratio of the total weight of the components other than the solvent in the reaction solution to the total weight of the solution) becomes 0.1 wt% or more. The reaction temperature is preferably 0 to 200 캜, and the reaction time is preferably 0.1 to 50 hours.
이렇게 하여 화합물 (X)로서의 폴리(메타)아크릴레이트를 함유하는 용액을 얻을 수 있다. 이 반응 용액은, 그대로 액정 배향제의 조제에 제공해도 좋고, 반응 용액 중에 포함되는 폴리(메타)아크릴레이트를 단리한 후에 액정 배향제의 조제에 제공해도 좋다. Thus, a solution containing poly (meth) acrylate as compound (X) can be obtained. This reaction solution may be directly supplied to the preparation of a liquid crystal aligning agent or may be provided in preparation of a liquid crystal aligning agent after the poly (meth) acrylate contained in the reaction solution is isolated.
폴리(메타)아크릴레이트에 대해서, GPC로 측정한 폴리스티렌 환산의 수 평균 분자량 (Mn)은, 형성되는 액정 배향막의 액정 배향성을 양호하게 함과 동시에, 그 액정 배향성의 시간 경과에 따른 안정성을 확보한다는 관점에서, 250∼500,000인 것이 바람직하고, 500∼100,000인 것이 보다 바람직하고, 1,000∼50,000인 것이 더욱 바람직하다. As to the poly (meth) acrylate, the number average molecular weight (Mn) in terms of polystyrene measured by GPC is preferably such that the liquid crystal alignability of the liquid crystal alignment film to be formed is improved and the stability of the liquid crystal alignment property over time is ensured , It is preferably 250 to 500,000, more preferably 500 to 100,000, and still more preferably 1,000 to 50,000.
<그 외의 성분><Other components>
본 발명의 액정 배향제는, 상기와 같은 화합물 (X)를 함유하지만, 필요에 따라서 그 외의 성분을 함유하고 있어도 좋다. 예를 들면, 본 발명의 액정 배향제는, 용액 특성이나 전기 특성을 개선하는 것을 목적으로 하고, 상기 화합물 (X) 이외의 그 외의 중합체를 포함하고 있어도 좋다. 이러한 그 외의 중합체는, 상기식 (1)로 나타나는 부분 구조를 갖지 않는 중합체이며, 그 주골격에 대해서는 특별히 한정되지 않는다. 구체적으로는, 예를 들면 폴리암산, 폴리이미드, 폴리암산 에스테르, 폴리오르가노실록산, 폴리에스테르, 폴리아미드, 셀룰로오스 유도체, 폴리아세탈, 폴리스티렌 유도체, 폴리(스티렌-페닐말레이미드) 유도체, 폴리(메타)아크릴레이트 등을 주골격으로 하는 중합체를 들 수 있다. 이들 중에서도, 폴리암산, 폴리암산 에스테르, 폴리이미드, 폴리오르가노실록산, 폴리(메타)아크릴레이트 및 폴리아미드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 중합체인 것이 바람직하다. 그 외의 중합체를 액정 배향제에 첨가하는 경우, 그 배합 비율은, 액정 배향제 중에 포함되는 중합체의 합계 100중량부에 대하여, 90중량부 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.1∼80중량부로 하는 것이 보다 바람직하고, 0.1∼70중량부로 하는 것이 더욱 바람직하다. The liquid crystal aligning agent of the present invention contains the compound (X) as described above, but may contain other components as necessary. For example, the liquid crystal aligning agent of the present invention may contain other polymers other than the compound (X) for the purpose of improving solution characteristics and electrical characteristics. Such another polymer is a polymer having no partial structure represented by the above formula (1), and its main skeleton is not particularly limited. Specific examples thereof include polyamidic acid, polyimide, polyamic acid ester, polyorganosiloxane, polyester, polyamide, cellulose derivative, polyacetal, polystyrene derivative, poly (styrene-phenylmaleimide) ) Acrylate as a main skeleton. Among these, at least one polymer selected from the group consisting of polyamic acid, polyamic acid ester, polyimide, polyorganosiloxane, poly (meth) acrylate and polyamide is preferable. When the other polymer is added to the liquid crystal aligning agent, the blending ratio thereof is preferably 90 parts by weight or less, preferably 0.1 to 80 parts by weight, relative to 100 parts by weight of the total amount of the polymers contained in the liquid crystal aligning agent And more preferably 0.1 to 70 parts by weight.
또한, 그 외의 성분으로서는, 액정 배향제의 조제에 통상 사용되는 첨가제를 이용할 수 있다. 상기 이외의 첨가제로서는, 예를 들면, 분자 내에 적어도 하나의 에폭시기를 갖는 화합물, 관능성 실란 화합물, 광중합성기를 갖는 화합물, 광증감제, 분자 내에 적어도 하나의 옥세타닐기를 갖는 화합물, 산화 방지제, 계면활성제, 분산제 등을 들 수 있다. 이들 배합 비율은 화합물에 따라서 적절하게 선택할 수 있다. As other components, additives commonly used for the preparation of a liquid crystal aligning agent can be used. Examples of the additives other than the above include a compound having at least one epoxy group in the molecule, a functional silane compound, a compound having a photopolymerizable group, a photosensitizer, a compound having at least one oxetanyl group in the molecule, Surfactants, dispersants, and the like. These compounding ratios can be appropriately selected depending on the compound.
<용매><Solvent>
본 발명의 액정 배향제는, 상기의 특정 화합물 및 필요에 따라서 사용되는 그 외의 성분이, 바람직하게는 적당한 용매 중에 분산 또는 용해하여 이루어지는 액상의 조성물로서 조제된다. The liquid crystal aligning agent of the present invention is prepared as a liquid composition in which the above specific compound and other components to be used as required are dispersed or dissolved in an appropriate solvent.
사용하는 유기 용매로서는, 예를 들면 N-메틸-2-피롤리돈, γ-부티로락톤, γ-부티로락탐, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 4-하이드록시-4-메틸-2-펜탄온, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 락트산 부틸, 아세트산 부틸, 메틸메톡시프로피오네이트, 에틸에톡시프로피오네이트, 에틸렌글리콜메틸에테르, 에틸렌글리콜에틸에테르, 에틸렌글리콜-n-프로필에테르, 에틸렌글리콜-i-프로필에테르, 에틸렌글리콜-n-부틸에테르(부틸셀로솔브), 에틸렌글리콜디메틸에테르, 에틸렌글리콜에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디이소부틸케톤, 이소아밀프로피오네이트, 이소아밀이소부티레이트, 디이소펜틸에테르, 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트 등을 들 수 있다. 이들은, 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. Examples of the organic solvent to be used include organic solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone,? -Butyrolactone,? -Butyrolactam, N, N-dimethylformamide, Methyl-2-pentanone, ethylene glycol monomethyl ether, butyl lactate, butyl acetate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, ethylene glycol methyl ether, ethylene glycol ethyl ether, ethylene glycol- propyl ether, ethylene glycol-n-butyl ether (butyl cellosolve), ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol ethyl ether acetate, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether , Diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diisobutyl ketone, isoamylphosphate Propionate, isoamyl isobutyrate, di-isopentyl ether, ethylene carbonate, propylene carbonate, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
본 발명에 있어서의 액정 배향제는, 중합체 성분으로서 1종의 중합체만을 함유하고 있어도 좋고, 2종 이상의 중합체를 함유하고 있어도 좋다. 2종 이상의 중합체를 함유하는 경우의 바람직한 태양으로서는, 예를 들면 이하의 [1]∼[3] 등을 들 수 있다. The liquid crystal aligning agent in the present invention may contain only one kind of polymer as a polymer component, or may contain two or more kinds of polymers. Preferable examples of the case of containing two or more kinds of polymers include, for example, the following [1] to [3] and the like.
[1] 화합물 (X)로서의 중합체(이하 「특정 중합체」라고도 함)와 그 외의 중합체를 함유하고, 또한 특정 중합체 및 그 외의 중합체가, 폴리암산, 폴리암산 에스테르 및 폴리이미드로부터 선택되는 적어도 1종인 태양.[1] The positive resist composition according to any one of [1] to [4], wherein the positive resist composition contains at least one polymer selected from the group consisting of polyamic acid, polyamic acid ester and polyimide, Sun.
[2] 특정 중합체를 복수종 함유하고, 또한 그들 복수종의 특정 중합체가, 폴리암산, 폴리암산 에스테르 및 폴리이미드로부터 선택되는 적어도 1종인 태양.[2] The sun having at least one specific polymer selected from the group consisting of polyamic acid, polyamic acid ester and polyimide.
[3] 특정 중합체와 그 외의 중합체를 함유하고, 또한 특정 중합체가 폴리오르가노실록산이며, 그 외의 중합체가, 폴리암산, 폴리암산 에스테르 및 폴리이미드로부터 선택되는 적어도 1종인 태양.[3] The sun containing at least one polymer selected from the group consisting of polyamic acid, polyamic acid ester and polyimide, wherein the specific polymer is a polyorganosiloxane and the other polymer is a polyorganosiloxane.
화합물 (X)는, 그 중에서도, 폴리암산, 폴리암산 에스테르 및 폴리이미드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이며, 또한 상기식 (2-1)로 나타나는 화합물, 상기식 (3-1)로 나타나는 화합물 및 상기식 (3-2)로 나타나는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물에 유래하는 부분 구조를 갖는 중합체인 것이 바람직하다. 즉, 하기식 (6)으로 나타나는 부분 구조 및 하기식 (7)로 나타나는 부분 구조로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 갖는 중합체인 것이 바람직하다. The compound (X) is at least one member selected from the group consisting of polyamic acid, polyamic acid ester and polyimide, and the compound represented by the formula (2-1), the compound represented by the formula (3-1) Is a polymer having a partial structure derived from at least one compound selected from the group consisting of a compound represented by the above formula (3-2) and a compound represented by the above formula (3-2). That is, a polymer having at least one kind selected from the group consisting of a partial structure represented by the following formula (6) and a partial structure represented by the following formula (7).
(식 (6) 및 식 (7) 중, R61은 4가의 유기기이며, R62는 2가의 유기기이며, X61 및 X62는, 각각 독립적으로 수산기 또는 1가의 유기기이다. 단, R61 및 R62는, 다음의 (ⅰ) 및 (ⅱ) 중 적어도 한쪽을 충족한다. (ⅰ) R61이, 상기식 (3-1) 또는 상기식 (3-2)로 나타나는 화합물로부터 2개의 산 무수물기를 제거한 잔기이다. (ⅱ) R62가, 상기식 (2-1)로 나타나는 화합물로부터 2개의 1급 아미노기를 제거한 잔기이다.)(In the formulas (6) and (7), R 61 represents a tetravalent organic group, R 62 represents a divalent organic group, and each of X 61 and X 62 independently represents a hydroxyl group or a monovalent organic group, R 61 and R 62 satisfy at least one of the following (i) and (ii): (i) R 61 is a group derived from a compound represented by the formula (3-1) or the formula (3-2) (Ii) R 62 is a residue obtained by removing two primary amino groups from the compound represented by the above formula (2-1).
X61 및 X62의 1가의 유기기는, 1가의 탄화수소기 또는 신남산 구조를 갖는 기가 바람직하다. The monovalent organic group of X 61 and X 62 is preferably a monovalent hydrocarbon group or a group having a cinnamic acid structure.
또한, 화합물 (X)를 포함하는 액정 배향제를 이용한 경우에, 액정 표시 소자의 잔상 특성 및 콘트라스트 특성의 개선 효과가 얻어진 이유는 확실하지 않지만, 하나의 가설로서는, 예를 들면 편광의 방사선을 조사한 경우, 분자쇄의 장축 방향이 편광 방향과 평행한 화합물 (X)의 분자쇄에 있어서, 상기식 (1) 중의 「-CR1=CR2-CO-」 부분이 시스체로 이성화되고, 추가로 환화(環化) 반응이 진행되어 분자쇄가 절단되는 반응이 일어난 것으로 추측된다(하기 반응식 A 참조). 그 결과, 편광 방향에 대하여 수직인 방향으로 이방성이 발현되어, 도막에 충분한 액정 배향능이 부여된 결과, 액정 표시 소자의 잔상 특성 및 콘트라스트 특성을 개선할 수 있었던 것이 추측된다. The reason why the effect of improving the afterimage characteristics and contrast characteristics of the liquid crystal display element is obtained when using the liquid crystal aligning agent containing the compound (X) is not clear, but one hypothesis is that, for example, , The "-CR 1 ═CR 2 -CO-" moiety in the formula (1) is isomerized into a cis structure in the molecular chain of the compound (X) in which the major axis direction of the molecular chain is parallel to the polarization direction, (Cyclization) reaction proceeded to cleave the molecular chain (see Scheme A below). As a result, it was presumed that anisotropy was developed in a direction perpendicular to the polarization direction, and a sufficient liquid crystal aligning ability was imparted to the coating film, resulting in improvement of afterimage characteristics and contrast characteristics of the liquid crystal display element.
본 발명의 액정 배향제에 있어서의 고형분 농도(액정 배향제의 용매 이외의 성분의 합계 중량이 액정 배향제의 전체 중량에 차지하는 비율)는, 점성, 휘발성 등을 고려하여 적절하게 선택되지만, 바람직하게는 1∼10중량%의 범위이다. 즉, 본 발명에 있어서의 액정 배향제는, 후술하는 바와 같이 기판 표면에 도포되고, 바람직하게는 가열됨으로써, 액정 배향막인 도막 또는 액정 배향막이 되는 도막이 형성된다. 이때, 고형분 농도가 1중량% 미만인 경우에는, 도막의 막두께가 과소하게 되어 양호한 액정 배향막을 얻기 어려워진다. 한편, 고형분 농도가 10중량%를 초과하는 경우에는, 도막의 막두께가 과대하게 되어 양호한 액정 배향막을 얻기 어렵고, 또한, 액정 배향제의 점성이 증대되어 도포성이 저하되는 경향이 있다. 액정 배향제를 조제할 때의 온도는, 바람직하게는 10∼50℃이며, 보다 바람직하게는 20∼30℃이다. The solid concentration of the liquid crystal aligning agent of the present invention (the ratio of the total weight of components other than the solvent of the liquid crystal aligning agent to the total weight of the liquid crystal aligning agent) is appropriately selected in consideration of viscosity, volatility, etc., Is in the range of 1 to 10% by weight. That is, the liquid crystal aligning agent in the present invention is applied to the surface of the substrate as described later, and preferably heated to form a coating film which is a liquid crystal alignment film or a liquid crystal alignment film. At this time, when the solid concentration is less than 1% by weight, the film thickness of the coating film becomes too small, and it becomes difficult to obtain a good liquid crystal alignment film. On the other hand, when the solid concentration exceeds 10% by weight, the film thickness of the coating film becomes excessively large and it becomes difficult to obtain a good liquid crystal alignment film, and the viscosity of the liquid crystal aligning agent tends to be increased and the coatability tends to be lowered. The temperature for preparing the liquid crystal aligning agent is preferably 10 to 50 캜, more preferably 20 to 30 캜.
<액정 배향막 및 액정 소자><Liquid Crystal Alignment Film and Liquid Crystal Device>
상기에서 설명한 액정 배향제를 이용함으로써 액정 배향막을 제조할 수 있다. 또한, 본 발명의 액정 소자는, 상기 액정 배향제를 이용하여 형성된 액정 배향막을 구비한다. 액정 소자에 있어서의 액정의 동작 모드는 특별히 한정하지 않고, 예를 들면 TN형, STN형, VA형(VA-MVA형, VA-PVA형 등을 포함함), IPS형, FFS형, OCB형 등 여러 가지의 동작 모드에 적용할 수 있다. By using the above-described liquid crystal aligning agent, a liquid crystal alignment film can be produced. Further, the liquid crystal device of the present invention comprises a liquid crystal alignment film formed using the liquid crystal aligning agent. The operation mode of the liquid crystal in the liquid crystal device is not particularly limited. For example, TN mode, STN mode, VA mode (including VA-MVA type and VA-PVA type), IPS mode, FFS mode, And the like.
본 발명의 액정 소자는, 예를 들면 이하의 공정 (1-1)∼(1-3)을 포함하는 공정에 의해 제조할 수 있다. 공정 (1-1)은, 소망하는 동작 모드에 의해 사용 기판이 상이하다. 공정 (1-2) 및 공정 (1-3)은 각 동작 모드 공통이다. The liquid crystal device of the present invention can be produced, for example, by a process including the following steps (1-1) to (1-3). In the step (1-1), the substrate to be used differs depending on the desired operation mode. Processes (1-2) and (1-3) are common to the respective operation modes.
[공정 (1-1): 도막의 형성][Process (1-1): Formation of Coating Film]
우선, 기판 상에 본 발명의 액정 배향제를 도포하고, 이어서 도포면을 가열함으로써 기판 상에 도막을 형성한다. First, a liquid crystal aligning agent of the present invention is coated on a substrate, and then a coated film is formed on the substrate by heating the coated surface.
(1-1A) 예를 들면 TN형, STN형 또는 VA형의 액정 표시 소자를 제조하는 경우, 우선, 패터닝된 투명 도전막이 형성되어 있는 기판 2매를 한 쌍으로 하고, 그 각 투명 도전막 형성면 상에, 본 발명의 액정 배향제를, 바람직하게는 오프셋 인쇄법, 스핀 코팅법, 롤 코터법 또는 잉크젯 인쇄법에 의해 각각 도포한다. 기판으로서는, 예를 들면 플로트 유리, 소다 유리 등의 유리; (1-1A) For example, in the case of producing a liquid crystal display device of TN type, STN type or VA type, first, two substrates on which a patterned transparent conductive film is formed are paired, The liquid crystal aligning agent of the present invention is preferably applied by offset printing, spin coating, roll coatering, or inkjet printing. Examples of the substrate include glass such as float glass and soda glass;
폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에테르술폰, 폴리카보네이트, 폴리(지환식 올레핀) 등의 플라스틱으로 이루어지는 투명 기판을 이용할 수 있다. 기판의 일면에 형성되는 투명 도전막으로서는, 산화 주석(SnO2)으로 이루어지는 NESA막(미국 PPG사 등록상표), 산화 인듐-산화 주석(In2O3-SnO2)으로 이루어지는 ITO막 등을 이용할 수 있다. A transparent substrate made of plastic such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyether sulfone, polycarbonate, and poly (alicyclic olefin) can be used. As the transparent conductive film to be formed on one surface of the substrate, an ITO film made of NESA film (a registered trademark of PPG Corporation of the US) or indium oxide-tin oxide (In 2 O 3 -SnO 2 ) made of tin oxide (SnO 2 ) .
액정 배향제를 도포한 후, 도포한 액정 배향제의 액 흐름 방지 등의 목적으로, 바람직하게는 예비 가열(프리베이킹)이 실시된다. 프리베이킹 온도는, 바람직하게는 30∼200℃이며, 프리베이킹 시간은, 바람직하게는 0.25∼10분이다. 그 후, 용매를 완전하게 제거하고, 필요에 따라서 중합체에 존재하는 암산 구조를 열 이미드화하는 것을 목적으로 하여 소성(포스트베이킹) 공정이 실시된다. 이때의 소성온도(포스트베이킹 온도)는, 바람직하게는 80∼300℃이며, 포스트베이킹 시간은, 바람직하게는 5∼200분이다. 이와 같이 하여 형성되는 막의 막두께는, 바람직하게는 0.001∼1㎛이다. Preheating (prebaking) is preferably performed for the purpose of preventing the liquid flow of the applied liquid crystal aligning agent after application of the liquid crystal aligning agent. The prebaking temperature is preferably 30 to 200 占 폚, and the prebaking time is preferably 0.25 to 10 minutes. Thereafter, a baking (post-baking) step is carried out for the purpose of completely removing the solvent and, if necessary, thermally imidizing the acid structure present in the polymer. The baking temperature (post baking temperature) at this time is preferably 80 to 300 占 폚, and the post baking time is preferably 5 to 200 minutes. The film thickness of the film thus formed is preferably 0.001 to 1 mu m.
(1-1B) IPS형 또는 FFS형의 액정 표시 소자를 제조하는 경우, 빗살형으로 패터닝된 투명 도전막 또는 금속막으로 이루어지는 전극이 형성되어 있는 기판의 전극 형성면과, 전극이 형성되어 있지 않은 대향 기판의 일면에, 본 발명의 액정 배향제를 각각 도포하고, 이어서 각 도포면을 가열함으로써 도막을 형성한다. 이때 사용되는 기판 및 투명 도전막의 재질, 도포 방법, 도포 후의 가열 조건, 투명 도전막 또는 금속막의 패터닝 방법, 기판의 전 처리, 그리고 형성되는 도막의 바람직한 막두께에 대해서는 상기 (1-1A)과 동일하다. 금속막으로서는, 예를 들면 크롬 등의 금속으로 이루어지는 막을 사용할 수 있다. (1-1B) In the case of producing an IPS or FFS type liquid crystal display element, the electrode formation surface of the substrate on which the electrode made of the transparent conductive film or the metal film patterned in the comb shape is formed, The liquid crystal aligning agent of the present invention is applied to one side of the counter substrate, and then each coated side is heated to form a coated film. The preferable thicknesses of the substrate and the transparent conductive film used, the coating method, the heating conditions after coating, the method of patterning the transparent conductive film or the metal film, the pretreatment of the substrate, and the coating film to be formed are the same as in the above (1-1A) Do. As the metal film, for example, a film made of a metal such as chromium can be used.
상기 (1-1A) 및 (1-1B)의 어느 경우도, 기판 상에 액정 배향제를 도포한 후, 유기 용매를 제거함으로써 액정 배향막 또는 액정 배향막이 되는 도막이 형성된다. 이때, 도막 형성 후에 추가로 가열함으로써, 본 발명의 액정 배향제에 배합되는 폴리암산, 폴리암산 에스테르 및 폴리이미드의 탈수 폐환 반응을 진행시켜, 보다 이미드화된 도막으로 해도 좋다. In both cases (1-1A) and (1-1B), a liquid crystal alignment film is formed by applying a liquid crystal aligning agent on a substrate and then removing the organic solvent. At this time, by further heating after forming the coating film, dehydration ring closure reaction of polyamic acid, polyamic acid ester and polyimide mixed with the liquid crystal aligning agent of the present invention may be advanced to form a more imaged coating film.
[공정 (1-2): 배향능 부여 처리][Process (1-2): Orientation-imparting treatment]
TN형, STN형, IPS형 또는 FFS형의 액정 표시 소자를 제조하는 경우, 상기 공정 (1-1)에서 형성한 도막에 액정 배향능을 부여하는 처리를 실시한다. 이에 따라, 액정 분자의 배향능이 도막에 부여되어 액정 배향막이 된다. 배향능 부여 처리로서는, 예를 들면 나일론, 레이온, 코튼 등의 섬유로 이루어지는 천을 감은 롤로 도막을 일정 방향으로 문지르는 러빙 처리, 도막에 대하여 편광 또는 비편광의 방사선을 조사하는 광배향 처리 등을 들 수 있다. 상기 화합물 (X)의 광반응성이나, 정전기나 먼지의 발생을 억제하면서 도막에 균일한 액정 배향성을 부여할 수 있는 점, 액정 배향 방향의 정밀한 제어가 가능한 점 등으로부터, 광배향법을 이용하는 것이 바람직하다. In the case of producing a liquid crystal display element of TN type, STN type, IPS type or FFS type, a treatment for imparting liquid crystal alignment ability to the coating film formed in the above step (1-1) is performed. Accordingly, the alignment ability of the liquid crystal molecules is imparted to the coating film to form a liquid crystal alignment film. Examples of the orientation-imparting treatment include a rubbing treatment for rubbing the coating film in a predetermined direction with a roll formed of fibers such as nylon, rayon, and cotton, and a photo-alignment treatment for irradiating the coating film with polarized or unpolarized radiation have. It is preferable to use the photo alignment method from the viewpoint that uniformity of liquid crystal alignability can be given to the coating film while suppressing the photoreactivity of the compound (X), generation of static electricity and dust, and precise control of the liquid crystal alignment direction Do.
광배향 처리에 있어서의 광조사는, [1] 포스트베이킹 공정 후의 도막에 대하여 조사하는 방법, [2] 프리베이킹 공정 후이며 포스트베이킹 공정 전의 도막에 대하여 조사하는 방법, [3] 프리베이킹 공정 및 포스트베이킹 공정의 적어도 어느 하나에 있어서 도막의 가열 중에 도막에 대하여 조사하는 방법, 등에 의해 행할 수 있다. 이들 중, 액정 표시 소자의 잔상 특성 및 콘트라스트 특성의 개선 효과가 높은 점에서, [1] 또는 [2]의 방법에 의한 것이 바람직하다. 도막에 조사하는 방사선으로서는, 예를 들면 150∼800㎚의 파장의 빛을 포함하는 자외선 및 가시광선을 이용할 수 있다. 방사선은 편광이라도 비편광이라도 좋다. 사용하는 광원으로서는, 예를 들면 저압 수은 램프, 고압 수은 램프, 중수소 램프, 메탈 할라이드 램프, 아르곤 공명 램프, 제논 램프, 엑시머 레이저 등을 사용할 수 있다. 방사선의 조사량은, 바람직하게는 100∼50,000J/㎡이며, 보다 바람직하게는 300∼20,000J/㎡이다. 도막에 대한 광조사는, 반응성을 높이기 위해 도막을 가온하면서 행해도 좋다. 가온시의 온도는, 통상 30∼250℃이며, 바람직하게는 40∼200℃, 보다 바람직하게는 50∼150℃이다. The light irradiation in the photo alignment treatment is carried out in the following manner: [1] a method of irradiating a coating film after the post-baking step, [2] a method of irradiating the coating film after the pre-baking step and before the post-baking step, [3] And a method of irradiating the coating film during heating of the coating film in at least one of the post-baking process. Among them, the method of [1] or [2] is preferable in that the afterimage characteristic and the contrast characteristic of the liquid crystal display element are effectively improved. As the radiation to be irradiated on the coating film, for example, ultraviolet rays and visible rays including light having a wavelength of 150 to 800 nm can be used. The radiation may be polarized light or unpolarized light. As the light source to be used, for example, a low-pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, a deuterium lamp, a metal halide lamp, an argon resonance lamp, a xenon lamp and an excimer laser can be used. The irradiation dose of the radiation is preferably 100 to 50,000 J / m 2, and more preferably 300 to 20,000 J / m 2. The light irradiation to the coating film may be carried out while heating the coating film to enhance the reactivity. The temperature at the time of heating is usually 30 to 250 占 폚, preferably 40 to 200 占 폚, more preferably 50 to 150 占 폚.
또한, 러빙 처리 후의 액정 배향막에 대하여 추가로, 액정 배향막의 일부에 자외선을 조사함으로써 액정 배향막의 일부의 영역의 프리틸트각을 변화시키는 처리나, 액정 배향막 표면의 일부에 레지스트막을 형성한 후에 앞의 러빙 처리와 상이한 방향으로 러빙 처리를 행한 후에 레지스트막을 제거하는 처리를 행하여, 액정 배향막이 영역마다 상이한 액정 배향능을 갖도록 해도 좋다. 이 경우, 얻어지는 액정 표시 소자의 시야 특성을 개선하는 것이 가능하다. VA형의 액정 표시 소자에 적합한 액정 배향막은, PSA(Polymer Sustained Alignment)형의 액정 표시 소자에도 적합하게 이용할 수 있다. 기판 상의 도막에 대한 광조사 후에 있어서, 당해 기판 표면을, 예를 들면 물, 유기 용매 또는 이들 혼합물을 이용하여 세정해도 좋다. 유기 용매로서는, 예를 들면, 알코올(메탄올, 에탄올 등), 1-메톡시-2-프로판올, 1-메톡시-2-프로판올아세테이트, 부틸셀로솔브, 락트산 에틸, 디아세톤알콜, 3-메톡시프로피온산 메틸, 3-에톡시프로피온산 에틸, 아세트산 프로필, 아세트산 부틸, 아세트산 사이클로헥실 등을 들 수 있다. 이러한 세정에 의해, 광조사에 의해 생성된 저분자량 성분을 제거하는 것이 가능해진다. 세정 후에는, 이용한 용매를 제거하기 위해 필요에 따라서 가열 처리를 행해도 좋다. 또한, 기판 상의 도막에 대한 광조사 후에 있어서, 저분자량 성분을 제거하기 위해 도막을 추가로 가열하는 처리를 행해도 좋다. 이때의 가열 온도는, 150∼300℃의 범위 내로 하는 것이 바람직하고, 200∼290℃의 범위 내로 하는 것이 보다 바람직하다. 가열 시간은, 5∼60분으로 하는 것이 바람직하고, 5∼15분으로 하는 것이 보다 바람직하다. In addition, it is also possible to apply a treatment for changing the pretilt angle of a part of the liquid crystal alignment film by irradiating a part of the liquid crystal alignment film to the rubbed liquid crystal alignment film, or a process for forming a resist film on a part of the surface of the liquid crystal alignment film, After the rubbing treatment is performed in a direction different from the rubbing treatment, a treatment for removing the resist film may be performed so that the liquid crystal alignment film has a liquid crystal aligning ability different for each region. In this case, it is possible to improve the visual field characteristic of the obtained liquid crystal display element. A liquid crystal alignment film suitable for VA type liquid crystal display elements can be suitably used for liquid crystal display devices of the PSA (Polymer Sustained Alignment) type. After the light irradiation on the coating film on the substrate, the surface of the substrate may be cleaned using, for example, water, an organic solvent or a mixture thereof. Examples of the organic solvent include alcohols such as methanol and ethanol, 1-methoxy-2-propanol, 1-methoxy-2-propanol acetate, butyl cellosolve, ethyl lactate, diacetone alcohol, Methyl propoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, propyl acetate, butyl acetate, cyclohexyl acetate, and the like. By this cleaning, it becomes possible to remove the low molecular weight component generated by the light irradiation. After the cleaning, a heating treatment may be carried out if necessary in order to remove the used solvent. Further, after the light irradiation to the coating film on the substrate, a treatment for further heating the coating film to remove the low molecular weight component may be performed. The heating temperature at this time is preferably within a range of 150 to 300 캜, and more preferably within a range of 200 to 290 캜. The heating time is preferably 5 to 60 minutes, more preferably 5 to 15 minutes.
[공정 (1-3): 액정 셀의 구축][Step (1-3): Construction of liquid crystal cell]
(1-3A) 상기와 같이 하여 액정 배향막이 형성된 기판을 2매 준비하고, 대향 배치한 2매의 기판 간에 액정을 배치함으로써 액정 셀을 제조한다. 액정 셀을 제조하려면, 예를 들면, 각각의 액정 배향막이 대향하도록 간극(셀 갭)을 개재하여 2매의 기판을 대향 배치하고, 2매의 기판의 주변부를, 시일제를 이용하여 접합하고, 기판 표면 및 시일제에 의해 구획된 셀 갭 내에 액정을 주입 충전한 후, 주입구를 봉지하는 방법, 한쪽의 기판 상에 시일제를 도포하고, 추가로 액정 배향막면 상의 소정의 수 개소에 액정을 적하한 후, 액정 배향막이 대향하도록 다른 한쪽의 기판을 접합함과 동시에 액정을 기판의 전면에 펴바르고, 이어서 시일제를 경화하는 방법, 등을 들 수 있다. (1-3A) A liquid crystal cell is prepared by preparing two substrates on which a liquid crystal alignment film is formed as described above, and arranging liquid crystals between two substrates opposed to each other. In order to manufacture a liquid crystal cell, for example, two substrates are disposed opposite each other with a gap (cell gap) interposed therebetween so that the respective liquid crystal alignment films face each other, the peripheral portions of the two substrates are bonded together using a sealant, A liquid crystal is injected and filled in the cell gap defined by the surface of the substrate and the sealant, and then the injection port is sealed; a method in which a sealant is applied on one of the substrates and liquid crystal is dropped to a predetermined number of places on the liquid crystal alignment film surface A method of bonding the other substrate to the liquid crystal alignment film so as to face each other and spreading the liquid crystal on the entire surface of the substrate, followed by curing the sealant.
시일제로서는, 예를 들면 경화제 및 스페이서로서의 산화 알루미늄구를 함유하는 에폭시 수지 등을 이용할 수 있다. 액정으로서는, 네마틱 액정 및 스멕틱 액정을 들 수 있고, 그 중에서도 네마틱 액정이 바람직하고, 예를 들면 시프 베이스계 액정, 아족시계 액정, 비페닐계 액정, 페닐사이클로헥산계 액정, 에스테르계 액정, 테르페닐계 액정, 비페닐사이클로헥산계 액정, 피리미딘계 액정, 디옥산계 액정, 바이사이클로옥탄계 액정, 쿠반계 액정 등을 이용할 수 있다. 이들 액정에는, 예를 들면 콜레스테릴클로라이드, 콜레스테릴노나에이트, 콜레스테릴카보네이트 등의 콜레스테릭 액정; As the sealing agent, for example, an epoxy resin containing an aluminum oxide sphere as a curing agent and a spacer can be used. Examples of the liquid crystal include nematic liquid crystals and smectic liquid crystals. Of these, nematic liquid crystals are preferable, and examples thereof include a cypher base liquid crystal, an agar watch liquid crystal, a biphenyl liquid crystal, a phenyl cyclohexane liquid crystal, , Terphenyl-based liquid crystals, biphenylcyclohexane-based liquid crystals, pyrimidine-based liquid crystals, dioxane-based liquid crystals, bicyclooctane-based liquid crystals, quaternary type liquid crystals and the like. These liquid crystals include, for example, cholesteric liquid crystals such as cholesteryl chloride, cholesteryl nonanoate and cholesteryl carbonate;
상품명 「C-15」, 「CB-15」(메르크사 제조)로서 판매되고 있는 바와 같은 키랄제; Chiral agents such as those sold under the trade names "C-15" and "CB-15" (Merck);
p-데실옥시벤질리덴-p-아미노-2-메틸부틸신나메이트 등의 강유전성 액정 등을 첨가하여 사용해도 좋다. p-decyloxybenzylidene-p-amino-2-methylbutyl cinnamate and the like may be added and used.
그리고, 액정 셀의 외측 표면에 편광판을 접합함으로써, 본 발명의 액정 표시 소자를 얻을 수 있다. 액정 셀의 외표면에 접합되는 편광판으로서는, 폴리비닐 알코올을 연신 배향시키면서 요오드를 흡수시킨 「H막」이라고 칭해지는 편광 필름을 아세트산 셀룰로오스 보호막으로 사이에 끼운 편광판 또는 H막 그 자체로 이루어지는 편광판을 들 수 있다. The liquid crystal display element of the present invention can be obtained by bonding a polarizing plate to the outer surface of the liquid crystal cell. As the polarizing plate to be bonded to the outer surface of the liquid crystal cell, a polarizing plate in which a polarizing film called "H film" in which iodine is absorbed while polyvinyl alcohol is oriented in a stretched state is sandwiched by a cellulose acetate protective film or a polarizing plate made of H film itself .
본 발명의 액정 표시 소자는, 여러 가지의 용도에 유효하게 적용할 수 있고, 예를 들면, 시계, 휴대형 게임, 워드프로세서, 노트형 컴퓨터, 카 내비게이션 시스템, 캠코더, PDA, 디지털 카메라, 휴대 전화, 스마트폰, 각종 모니터, 액정 텔레비전, 인포메이션 디스플레이 등의 각종 표시 장치나, 조광 필름 등에 이용할 수 있다. 또한, 본 발명의 액정 배향제를 이용하여 형성된 액정 소자는 위상차 필름에 적용할 수도 있다. The liquid crystal display element of the present invention can be effectively applied to various applications and can be applied to various applications such as a clock, a portable game, a word processor, a notebook computer, a car navigation system, a camcorder, a PDA, And can be used for various display devices such as smart phones, various monitors, liquid crystal televisions, and information displays, and light control films. The liquid crystal device formed using the liquid crystal aligning agent of the present invention may also be applied to a retardation film.
(실시예)(Example)
이하, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
이하의 예에 있어서, 중합체의 중량 평균 분자량(Mw)은 이하의 방법에 의해 측정했다. 또한 이하에서는, 식 A로 나타나는 화합물을 단순히 「화합물 A」라고 나타내는 일이 있다. In the following examples, the weight average molecular weight (Mw) of the polymer was measured by the following method. Hereinafter, the compound represented by formula A may be simply referred to as " compound A ".
[중합체의 중량 평균 분자량(Mw)]: 이하의 조건에 있어서의 GPC에 의해 측정한 폴리스티렌 환산값이다. [Weight average molecular weight (Mw) of polymer]: Polystyrene reduced value measured by GPC under the following conditions.
칼럼: 토소(주) 제조, TSKgelGRCXLⅡColumn: TSKgelGRCXLII, manufactured by Tosoh Corporation
용매: 테트라하이드로푸란Solvent: tetrahydrofuran
온도: 40℃Temperature: 40 ° C
압력: 68kgf/㎠Pressure: 68kgf / ㎠
<화합물의 합성><Synthesis of Compound>
[실시예 1-1: 화합물 (b-1)의 합성][Example 1-1: Synthesis of compound (b-1)
하기 반응식 1에 따라 화합물 (b-1)을 합성했다. Compound (b-1) was synthesized according to Reaction Scheme 1 below.
4-니트로살리실알데히드 5.0g을 N,N-디메틸포름아미드 200ml에 용해하고, 이 용액을 0℃로 냉각했다. 거기에 이미다졸 8.15g과 t-부틸디메틸클로로실란 9.02g을 더하고, 실온에서 16시간 교반했다. 그 후, 순수를 더하고, 아세트산 에틸에서 추출을 행했다. 이 유기층을 농축하여, 중간체 (b-1-1)을 8.0g, 순도 99%로 얻었다. 5.0 g of 4-nitrosalicylaldehyde was dissolved in 200 ml of N, N-dimethylformamide, and the solution was cooled to 0 占 폚. 8.15 g of imidazole and 9.02 g of t-butyldimethylchlorosilane were added thereto, followed by stirring at room temperature for 16 hours. Then, pure water was added, and extraction was performed with ethyl acetate. This organic layer was concentrated to obtain 8.0 g of intermediate (b-1-1) and a purity of 99%.
얻어진 중간체 (b-1-1) 8.0g 및 말론산 5.92g을 피리딘 50ml에 용해시키고, 거기에 피페리딘 5.6ml를 더하고, 그 후 80℃에서 5시간 교반했다. 반응액을 실온까지 방냉 후, 아세트산 에틸 50ml를 더하고, 다음으로 염산 50ml를 더하여 이것을 분액했다. 순수로 재차 분액한 후, 이것을 농축하여, 중간체 (b-1-2)를 8.0g, 순도 99%로 얻었다. 8.0 g of the obtained intermediate (b-1-1) and 5.92 g of malonic acid were dissolved in 50 ml of pyridine, to which 5.6 ml of piperidine was added, followed by stirring at 80 占 폚 for 5 hours. After the reaction solution was allowed to cool to room temperature, 50 ml of ethyl acetate was added, and then 50 ml of hydrochloric acid was added to separate the mixture. After separating again with pure water, this was concentrated to obtain 8.0 g of the intermediate (b-1-2) and a purity of 99%.
얻어진 중간체 (b-1-2) 8.0g을 염화 티오닐 30ml에 더하고, N,N-디메틸포름아미드를 촉매량 첨가하고, 그 후 80℃에서 1시간 교반했다. 반응액을 농축하고, 잔류물을 테트라하이드로푸란 80ml에 용해했다(이 용액을 반응액 (A)로 했음). 이것과는 별도로, 4-아미노-4'-니트로비페닐 4.8g 및 트리에틸아민 4.6g을 테트라하이드로푸란 40ml에 더하고, 이것을 0℃로 냉각하고, 5분간 교반했다. 이어서, 이 용액에 반응액 (A)를 천천히 적하했다. 적하 종료 후, 실온에서 4시간 교반하고, 반응을 완결시켰다. 아세트산 에틸 300ml 및 테트라하이드로푸란 100ml를 넣고, 본 용액을 염산, 탄산 나트륨 수용액, 순수에서 분액한 후, 이것을 농축하여, 중간체 (b-1-3)을 10.5g, 순도 99%로 얻었다. 8.0 g of the resulting intermediate (b-1-2) was added to 30 ml of thionyl chloride, and a catalytic amount of N, N-dimethylformamide was added, followed by stirring at 80 DEG C for 1 hour. The reaction solution was concentrated, and the residue was dissolved in 80 ml of tetrahydrofuran (this solution was referred to as reaction solution (A)). Separately, 4.8 g of 4-amino-4'-nitrobiphenyl and 4.6 g of triethylamine were added to 40 ml of tetrahydrofuran, which was cooled to 0 ° C and stirred for 5 minutes. Subsequently, the reaction solution (A) was slowly added dropwise to this solution. After completion of the dropwise addition, the mixture was stirred at room temperature for 4 hours to complete the reaction. 300 ml of ethyl acetate and 100 ml of tetrahydrofuran were placed and the resulting solution was partitioned between hydrochloric acid, an aqueous solution of sodium carbonate and pure water and then concentrated to obtain 10.5 g of intermediate (b-1-3) at a purity of 99%.
얻어진 중간체 (b-1-3) 10.5g을 테트라하이드로푸란 80ml에 용해시키고, 거기에, 테트라부틸암모늄플루오라이드를 1㏖/L의 테트라하이드로푸란 용액으로 한 것을 30ml 더하고, 실온에서 2시간 교반했다. 그 후, 아세트산 에틸 100ml를 넣고, 본 용액을 순수에서 분액한 후, 이것을 농축하여, 중간체 (b-1-4)를 8.0g, 순도 99%로 얻었다. 10 ml of the resulting intermediate (b-1-3) was dissolved in 80 ml of tetrahydrofuran, to which was added 30 ml of tetrabutylammonium fluoride as a 1 mol / L tetrahydrofuran solution, and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours . Thereafter, 100 ml of ethyl acetate was added, and the resulting solution was separated from pure water. This solution was concentrated to obtain 8.0 g of intermediate (b-1-4) at a purity of 99%.
얻어진 중간체 (b-1-4) 8.0g 및 아연 분말 7.9g을 테트라하이드로푸란 100ml에 더하고, 추가로 아세트산을 5.9g 더했다. 그 후, 60℃에서 5시간 교반했다. 반응액을 실온까지 방냉 후, 아세트산 에틸 150ml를 더하고, 순수에서 분액한 후, 이것을 농축하여, 화합물 (b-1)을 6.2g, 순도 99%로 얻었다. 8.0 g of the obtained intermediate (b-1-4) and 7.9 g of zinc powder were added to 100 ml of tetrahydrofuran, and further 5.9 g of acetic acid was added. Thereafter, the mixture was stirred at 60 占 폚 for 5 hours. The reaction solution was allowed to cool to room temperature, and 150 ml of ethyl acetate was added. The mixture was separated from pure water and concentrated to obtain 6.2 g of a compound (b-1) at a purity of 99%.
[실시예 1-2: 화합물 (b-2)의 합성]Example 1-2: Synthesis of compound (b-2)
실시예 1-1의 반응식 1의 2단째에 있어서, 말론산을 메틸말론산으로 변경한 이외는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 합성하여, 화합물 (b-2)를 얻었다. Compound (b-2) was obtained in the same manner as in Example 1-1 except that malonic acid was changed to methylmalonic acid in the second step of Reaction Scheme 1 of Example 1-1.
[실시예 1-3: 화합물 (b-4)의 합성][Example 1-3: Synthesis of compound (b-4)
실시예 1-1의 반응식 1의 3단째에 있어서, 4-아미노-4'-니트로비페닐을 4-니트로아닐린으로 변경한 이외는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 합성하여, 화합물 (b-4)를 얻었다. Synthesis was conducted in the same manner as in Example 1-1 except that 4-amino-4'-nitrobiphenyl was changed to 4-nitroaniline in the third step of Reaction Scheme 1 of Example 1-1 to give compound (b- 4).
[실시예 1-4: 화합물 (b-9)의 합성]Example 1-4: Synthesis of compound (b-9)
실시예 1-1의 반응식 1의 3단째에 있어서, 4-아미노-4'-니트로비페닐을 1,4-사이클로헥산디아민으로 변경하고, 1,4-사이클로헥산디아민의 투입량의 당량수를 실시예 1-1의 4-아미노-4'-니트로비페닐의 투입량 대비로 절반으로 한 이외는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 합성하여, 화합물 (b-9)를 얻었다. In the third step of Reaction Scheme 1 of Example 1-1, 4-amino-4'-nitrobiphenyl was changed to 1,4-cyclohexanediamine, and the equivalent number of 1,4-cyclohexanediamine was added Compound (b-9) was obtained in the same manner as in Example 1-1 except that the amount of 4-amino-4'-nitrobiphenyl in Example 1-1 was changed to half.
[실시예 1-5: 화합물 (b-12)의 합성][Example 1-5: Synthesis of compound (b-12)] [
실시예 1-1의 반응식 1의 2단째에 있어서, 말론산을 메틸말론산으로 변경하고, 반응식 1의 3단째에 있어서, 4-아미노-4'-니트로비페닐을 4-하이드록시-4'-니트로비페닐로 변경한 이외는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 합성하여, 화합물 (b-12)를 얻었다. In the second step of Reaction Scheme 1 of Example 1-1, malonic acid was changed to methylmalonic acid and 4-amino-4'-nitrobiphenyl was reacted with 4-hydroxy-4 ' -Nitrobiphenyl, the compound (b-12) was obtained.
<중합체의 합성>≪ Synthesis of Polymer &
[실시예 2-1: 중합체 (A-1)의 합성]Example 2-1: Synthesis of Polymer (A-1)
테트라카본산 2무수물로서 4,4'-옥시디프탈산무수물 100몰부 및, 디아민으로서 화합물 (b-1) 100몰부를, N-메틸-2-피롤리돈(NMP)에 용해하고, 60℃에서 6시간 반응을 행하여, 폴리암산을 20중량% 함유하는 용액을 얻었다. 얻어진 폴리암산(중합체 (A-1))의 중량 평균 분자량(Mw)은 45,000이었다. 100 molar parts of 4,4'-oxydiphthalic anhydride as a tetracarboxylic acid dianhydride and 100 mol parts of the compound (b-1) as a diamine were dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) The reaction was carried out for 6 hours to obtain a solution containing 20 wt% of polyamic acid. The weight average molecular weight (Mw) of the resulting polyamic acid (polymer (A-1)) was 45,000.
[실시예 2-2∼2-8 및 합성예 1-1, 1-2][Examples 2-2 to 2-8 and Synthesis Examples 1-1 and 1-2]
사용하는 테트라카본산 2무수물 및 디아민의 종류 및 양을 하기표 1과 같이 변경한 이외는 상기 실시예 2-1과 동일하게 하여 폴리암산(중합체 (A-2)∼(A-8) 및 중합체 (B-1), (B-2))을 각각 합성했다. (Polymers (A-2) to (A-8) and Polymer (A-2)) were obtained in the same manner as in Example 2-1, except that tetracarboxylic acid dianhydride and diamine used were changed as shown in Table 1 below. (B-1) and (B-2)) were synthesized.
표 1 중, 테트라카본산 2무수물 및 디아민의 괄호 내의 수치는, 중합체의 합성에 사용한 테트라카본산 2무수물의 합계 100몰부에 대한 각 화합물의 사용 비율[몰부]를 나타낸다. 표 1 중의 약칭은 각각 이하의 의미이다. In Table 1, the numerical values in parentheses of the tetracarboxylic dianhydrides and diamines indicate the ratio (molar amount) of each compound to the total of 100 moles of the tetracarboxylic acid dianhydrides used in the synthesis of the polymer. The abbreviations in Table 1 are as follows.
<테트라카본산 2무수물>≪ Tetracarboxylic acid dianhydride >
a-1: 4,4'-옥시디프탈산 무수물a-1: 4,4'-Oxydiphthalic anhydride
a-2: 상기식 (a-2)로 나타나는 화합물a-2: The compound represented by the above formula (a-2)
a-3: 1,3-프로필렌글리콜비스(안하이드로트리멜리테이트)(상기식 (a-3)으로 나타나는 화합물)a-3: 1,3-propylene glycol bis (anhydrotrimellitate) (compound represented by the above formula (a-3)
a-4: 1,2,3,4-사이클로부탄테트라카본산 2무수물a-4: 1,2,3,4-Cyclobutane tetracarboxylic acid dianhydride
a-5: 4,4'-(헥사플루오로이소프로필리덴)디프탈산 무수물a-5: 4,4 '- (Hexafluoroisopropylidene) diphthalic anhydride
a-6: 피로멜리트산 2무수물a-6: Pyromellitic acid dianhydride
a-7: 1,2,4,5-사이클로헥산테트라카본산 2무수물a-7: 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic acid dianhydride
<디아민><Diamine>
b-1: 상기식 (b-1)로 나타나는 화합물b-1: The compound represented by the above formula (b-1)
b-2: 상기식 (b-2)로 나타나는 화합물b-2: Compound represented by the above formula (b-2)
b-4: 상기식 (b-4)로 나타나는 화합물b-4: The compound represented by the above formula (b-4)
b-9: 상기식 (b-9)로 나타나는 화합물b-9: Compound represented by the above formula (b-9)
b-12: 상기식 (b-12)로 나타나는 화합물b-12: Compound represented by the above formula (b-12)
c-1: 하기식 (c-1)로 나타나는 화합물c-1: a compound represented by the following formula (c-1)
c-2: 하기식 (c-2)로 나타나는 화합물c-2: a compound represented by the following formula (c-2)
c-3: p-페닐렌디아민c-3: p-phenylenediamine
c-4: N,N-비스(4-아미노페닐)메틸아민c-4: N, N-bis (4-aminophenyl) methylamine
[실시예 3-1][Example 3-1]
1. 액정 배향제의 조제1. Preparation of liquid crystal aligning agent
중합체 성분으로서, 상기 실시예 2-1에서 얻은 중합체 (A-1)을 함유하는 용액에, NMP 및 부틸셀로솔브 (BC)를 더하여 충분히 교반하여, 용매 조성이 NMP:BC=70:30(중량비), 고형분 농도 3.0중량%의 용액으로 했다. 이 용액을 공경(孔徑) 0.45㎛의 필터를 이용하여 여과함으로써 액정 배향제를 조제했다. NMP and butyl cellosolve (BC) were added to a solution containing the polymer (A-1) obtained in the above Example 2-1 as a polymer component and sufficiently stirred to obtain a polymer having a solvent composition of NMP: BC = 70:30 Weight ratio) and a solid content concentration of 3.0% by weight. This solution was filtered using a filter having a pore diameter of 0.45 mu m to prepare a liquid crystal aligning agent.
2. FFS형 액정 표시 소자의 제조2. Fabrication of FFS type liquid crystal display device
도 1에 나타내는 FFS형 액정 표시 소자(10)를 제작했다. 우선, 패턴을 갖지 않는 보텀 전극(15), 절연층(14)으로서의 질화 규소막 및, 빗살 형상으로 패터닝된 톱 전극(13)이 이 순서로 형성된 조합 전극을 편면에 갖는 유리 기판(11a)과, 전극이 형성되어 있지 않은 대향 유리 기판(11b)을 한 쌍으로 하고, 유리 기판(11a)의 투명 전극을 갖는 면과 대향 유리 기판(11b)의 일면에, 각각 상기 1.에서 조제한 액정 배향제를, 스피너를 이용하여 도포하여 도막을 형성했다. An FFS type liquid
사용한 톱 전극(13)의 평면 개략도를 도 2에 나타냈다. 또한, 도 2(a)는, 톱 전극(13)의 상면도이며, 도 2(b)는, 도 2(a)의 파선으로 둘러싼 부분 C1의 확대도이다. 본 실시예에서는, 전극의 선폭 d1을 4㎛, 전극 간의 거리 d2를 6㎛로 했다. 또한, 톱 전극(13)으로서는, 전극 A, 전극 B, 전극 C 및 전극 D의 4계통의 구동 전극을 이용했다(도 3). 또한, 보텀 전극(15)은, 4계통의 구동 전극의 전부에 작용하는 공통 전극으로서 작용하여, 4계통의 구동 전극의 영역의 각각이 화소 영역이 된다. A schematic plan view of the
스피너에 의한 도막의 형성 후, 도막을 80℃의 핫 플레이트에서 1분간 프리베이킹를 행했다. 이어서, 도막의 각 표면에, Hg-Xe 램프 및 글랜테일러 프리즘을 이용하여 편광 자외선 5,000J/㎡를 조사하여, 액정 배향막을 갖는 한 쌍의 기판을 얻었다. 이때, 편광 자외선의 조사 방향은 기판 법선 방향으로부터로 하고, 편광 자외선의 편광면을 기판에 투영한 선분의 방향이 도 2(b) 중의 양쪽 화살표의 방향이 되도록 편광면 방향을 설정한 후에 광조사 처리를 행했다. 광조사한 후, 챔버 내를 질소 치환한 오븐 중에서, 230℃에서 1시간 가열(포스트베이킹)하여, 평균 막두께 0.1㎛의 도막을 형성했다. After formation of the coating film by the spinner, the coating film was prebaked on a hot plate at 80 DEG C for 1 minute. Then, polarizing ultraviolet rays of 5,000 J / m < 2 > were irradiated to each surface of the coating film using an Hg-Xe lamp and a Glane Taylor prism to obtain a pair of substrates having a liquid crystal alignment film. At this time, the irradiation direction of the polarized ultraviolet ray is set from the normal direction of the substrate, and the direction of the line segment in which the polarizing plane of the polarized ultraviolet ray is projected on the substrate is set to be the direction of both arrows in Fig. 2 (b) Treatment. After light irradiation, the interior of the chamber was heated (post-baking) at 230 DEG C for 1 hour in an oven substituted with nitrogen to form a coating film having an average film thickness of 0.1 mu m.
이어서, 상기 기판 중 1매의 액정 배향막을 갖는 면의 외주에, 직경 3.5㎛의 산화 알루미늄구 함유 에폭시 수지 접착제를 스크린 인쇄에 의해 도포한 후, 한 쌍의 기판의 액정 배향막면을 대향시키고, 편광 자외선의 편광면을 기판으로 투영한 방향이 평행해지도록 접합하여 압착하고, 150℃에서 1시간 걸쳐 접착제를 열경화했다. 이어서, 액정 주입구로부터 기판 간극에, 메르크사 제조 액정 「MLC-7028」을 충전한 후, 에폭시 수지 접착제로 액정 주입구를 봉지했다. 그 후, 액정 주입시의 유동 배향을 제거하기 위해, 이것을 150℃까지 가열하고 나서 실온까지 서서히 냉각했다. 다음으로, 기판의 외측 양면에 편광판을 접합함으로써 FFS형 액정 표시 소자를 제조했다. 이때, 편광판 중 1매는, 그 편광 방향이 액정 배향막의 편광 자외선의 편광면의 기판면으로의 투영 방향과 평행해지도록 접착하고, 다른 1매는 그 편광 방향이 앞의 편광판의 편광 방향과 직교하도록 접착했다. Subsequently, an epoxy resin adhesive containing aluminum oxide spheres having a diameter of 3.5 占 퐉 was applied to the periphery of the surface having one liquid crystal alignment film in the above-mentioned substrate by screen printing, and then the liquid crystal alignment film faces of the pair of substrates were opposed to each other, The polarizing surfaces of the ultraviolet rays were bonded so as to be parallel to the direction of projection onto the substrate, followed by compression bonding, and the adhesive was thermally cured at 150 DEG C for 1 hour. Subsequently, a liquid crystal " MLC-7028 " manufactured by Merck Ltd. was filled into the gap between the substrates from the liquid crystal injection port, and then the liquid crystal injection port was sealed with an epoxy resin adhesive. Thereafter, in order to remove the flow orientation at the time of injecting the liquid crystal, it was heated to 150 캜 and then slowly cooled to room temperature. Next, a polarizing plate was bonded to both outer sides of the substrate to produce an FFS type liquid crystal display element. One of the polarizing plates is adhered so that the polarizing direction of the polarizing plate is parallel to the projection direction of the polarizing plane of the polarized ultraviolet ray of the liquid crystal alignment film to the substrate surface and the other polarizing direction is perpendicular to the polarizing direction of the polarizing plate did.
또한, 상기의 일련의 조작을, 포스트베이킹 전의 자외선 조사량을 100∼10,000J/㎡의 범위에서 각각 변경하여 실시함으로써, 자외선 조사량이 상이한 3개 이상의 액정 표시 소자를 제조했다. Further, three or more liquid crystal display elements having different ultraviolet ray doses were prepared by changing the above-described series of operations in the range of 100 to 10,000 J / m 2 before the post-baking.
3. 액정 표시 소자의 평가3. Evaluation of Liquid Crystal Display
상기 2.에서 제조한 액정 표시 소자를 이용하여 이하의 (1)의 평가를 행했다. 또한, 편광판의 접합을 하지 않았던 점 이외는 상기 2.와 동일한 조작을 행함으로써 액정 표시 소자(편광판의 접합을 하고 있지 않은 액정 셀)를 제조하고, 이하의 (2)의 평가를 행했다. 또한, 평가 결과에 대해서는, 자외선 조사량이 상이한 3개 이상의 액정 표시 소자 중으로부터 최량의 결과를 선출하여, 액정 표시 소자의 평가에 제공했다. The following evaluation (1) was carried out using the liquid crystal display element prepared in the above 2.. A liquid crystal display element (a liquid crystal cell not bonded to a polarizing plate) was produced by performing the same operation as the above-mentioned 2. except that the polarizing plate was not bonded, and the following evaluation (2) was performed. In addition, as to the evaluation results, the best results were selected from among three or more liquid crystal display elements having different ultraviolet ray irradiation amounts, and the results were provided for evaluation of liquid crystal display elements.
(1) AC 잔상 특성의 평가(1) Evaluation of AC afterimage characteristic
상기 2.에서 제조한 FFS형 액정 표시 소자를 25℃, 1기압의 환경하에 두었다. 보텀 전극을 4계통의 구동 전극 모든 공통 전극으로 하고, 보텀 전극의 전위를 0V 전위(그랜드 전위)로 설정했다. 전극 B 및 전극 D를 공통 전극과 단락하여 0V 인가 상태로 하면서, 전극 A 및 전극 C에 교류 전압 5V로 이루어지는 합성 전압을 100시간 인가했다. 100시간 경과 후, 바로 전극 A∼전극 D의 전부에 교류 1.5V의 전압을 인가했다. 그리고, 전극 A∼전극 D의 전부에 교류 1.5V의 전압을 인가하기 시작한 시점으로부터, 구동 스트레스 인가 영역(전극 A 및 전극 C의 화소 영역)과 구동 스트레스 비인가 영역(전극 B 및 전극 D의 화소 영역)과의 휘도차가 육안으로 확인할 수 없게 될 때까지의 시간을 측정하고, 이것을 잔상 소거 시간 Ts로 했다. 또한, 이 시간이 짧을수록, 잔상이 발생하기 어렵게 된다. 잔상 소거 시간 Ts가 30초 미만이었던 경우를 「양호 (○)」, 30초 이상 120초 미만이었던 경우를 「가능 (△)」, 120초 이상이었던 경우를 「불량 (×)」으로 하여 평가한 결과, 본 실시예의 액정 표시 소자는 잔상 특성 「양호」로 평가되었다. The FFS type liquid crystal display device manufactured in the above 2. was placed under an environment of 25 캜 and 1 atm. The bottom electrode was used as all the common electrodes of the four driving electrodes, and the potential of the bottom electrode was set to 0V potential (grand potential). The electrode B and the electrode D were short-circuited with the common electrode and 0 V was applied, and a composite voltage of 5 V AC voltage was applied to the electrode A and the electrode C for 100 hours. After 100 hours elapsed, a voltage of 1.5 V AC was applied to all of the electrodes A to D immediately. From the start of application of a voltage of AC 1.5 V to all of the electrodes A to D, the driving stress application areas (the pixel areas of the electrodes A and C) and the driving stress non-coverage areas (the pixel areas of the electrodes B and D ) Was measured by the naked eye to determine the afterimage time Ts. Also, the shorter the time, the less the afterimage is generated. The case where the afterimage erase time Ts was less than 30 seconds was evaluated as " good (O) ", the case where it was less than 120 seconds and less than 120 seconds as & As a result, the liquid crystal display element of this example was evaluated as "afterimage characteristic".
(2) 구동 스트레스 후의 콘트라스트의 평가(2) Evaluation of contrast after driving stress
상기 2.에서 제조한 액정 표시 소자를, 교류 전압 10V로 30시간 구동한 후에 광원과 광량 검출기의 사이에 편광자와 검광자를 배치한 장치를 사용하여, 하기 수식 (1)로 나타나는 최소 상대 투과율(%)을 측정했다. The minimum relative transmittance (%) expressed by the following formula (1) was measured using a device in which the liquid crystal display device prepared in the above 2. was driven with an AC voltage of 10 V for 30 hours and then a polarizer and an analyzer were arranged between the light source and the light amount detector. ) Were measured.
최소 상대 투과율(%)=(β-B0)/(B100-B0)×100 …(1)Minimum relative transmittance (%) = (B-B 0 ) / (B 100 -B 0 ) × 100 (One)
(수식 (1) 중, B0는, 블랭크에서 크로스 니콜하의 빛의 투과량이다. B100은, 블랭크에서 파라니콜하의 빛의 투과량이다. β는, 크로스 니콜하에서 편광자와 검광자의 사이에 액정 표시 소자를 사이에 끼워, 최소가 되는 광투과량이다.)(B 0 is the transmittance of light under cross-nicol in the blank, B 100 is the transmittance of light under para-nicol in the blank, and β is the transmittance of light between the polarizer and the analyzer And the minimum light transmission amount.)
암 상태의 흑레벨은 액정 표시 소자의 최소 상대 투과율로 나타나고, 암 상태에서의 흑레벨이 작을수록 콘트라스트가 우수하다. 최소 상대 투과율이 0.5% 미만의 것을 「양호 (○)」로 하고, 0.5% 이상 1.0% 미만의 것을 「가능 (△)」으로 하고, 1.0% 이상의 것을 「불량 (×)」으로 했다. 그 결과, 이 액정 표시 소자의 콘트라스트 평가는 「양호」로 판단되었다. The black level in the dark state is represented by the minimum relative transmittance of the liquid crystal display element, and the lower the black level in the dark state, the better the contrast. (?), And those having a minimum relative transmittance of less than 0.5% were regarded as "good (O)", those having a relative relative transmittance of less than 0.5% As a result, the contrast evaluation of this liquid crystal display element was judged as " good ".
[실시예 3-2∼3-7 및 비교예 1][Examples 3-2 to 3-7 and Comparative Example 1]
사용하는 중합체의 종류를 하기표 2에 나타내는 바와 같이 변경한 이외는 상기 실시예 3-1과 동일한 용매비 및 고형분 농도로 액정 배향제를 각각 조제했다. 또한, 각각의 액정 배향제를 이용하여 실시예 3-1과 동일하게 하여 액정 표시 소자를 제조함과 동시에, 얻어진 액정 표시 소자를 이용하여 각종 평가를 행했다. 그 결과를 하기표 2에 나타냈다. 또한, 표 2 중, 중합체 칸의 괄호 내의 수치는, 액정 배향제의 조제에 사용한 중합체 성분의 합계 100중량부에 대한 각 중합체의 배합 비율[중량부]을 나타낸다. A liquid crystal aligning agent was prepared at the same solvent ratio and solid concentration as in Example 3-1 except that the kind of polymer used was changed as shown in Table 2 below. Using each liquid crystal aligning agent, a liquid crystal display element was produced in the same manner as in Example 3-1, and various evaluations were performed using the obtained liquid crystal display element. The results are shown in Table 2 below. In Table 2, the numerical values in parentheses of the polymer column indicate the compounding ratio (parts by weight) of each polymer to the total 100 parts by weight of the polymer components used for preparing the liquid crystal aligning agent.
[실시예 3-8][Example 3-8]
사용하는 중합체의 종류를 중합체 (A-8)로 변경한 점 이외는, 상기 실시예 3-1과 동일한 용매비 및 고형분 농도로 액정 배향제를 조제했다. 또한, 본 실시예에서 조제한 액정 배향제를 이용한 점 및, 편광 자외선에 의한 광배향 처리를 포스트베이킹 후에 실시한 점 이외는, 상기 실시예 3-1과 동일하게 하여 액정 표시 소자를 제조함과 동시에, 얻어진 액정 표시 소자를 이용하여 각종 평가를 행했다. 그 결과를 하기표 2에 나타냈다. A liquid crystal aligning agent was prepared at the same solvent ratio and solid concentration as in Example 3-1 except that the kind of polymer used was changed to polymer (A-8). A liquid crystal display device was manufactured in the same manner as in Example 3-1 except that the liquid crystal aligning agent prepared in this example was used and that the photo alignment treatment by polarized ultraviolet light was performed after post baking, Various evaluations were performed using the obtained liquid crystal display element. The results are shown in Table 2 below.
화합물 (X)를 포함하는 액정 배향제를 이용하여 제조한 액정 표시 소자는, AC 잔상 특성 및 콘트라스트 특성의 평가가, 어느 실시예도 「양호」 또는 「가능」이었다(실시예 3-1∼실시예 3-8). 또한, 비페닐 구조와 같은 다환 구조를 갖는 디아민을 이용한 경우 또는 상기식 (1)로 나타나는 부분 구조가 복수개 연결된 구조를 갖는 디아민을 이용함으로써, AC 잔상 특성의 개선 효과가 높아지는 것을 알 수 있었다(실시예 3-1∼실시예 3-5, 실시예 3-7). 이에 대하여, 화합물 (X)를 포함하지 않는 비교예의 액정 배향제에서는, AC 잔상 특성 및 콘트라스트 특성이 실시예의 것보다도 뒤떨어져 있었다. In the liquid crystal display device manufactured using the liquid crystal aligning agent containing the compound (X), the evaluation of the AC afterimage characteristic and the contrast characteristic was either "good" or "acceptable" (Examples 3-1 to 4 3-8). It has also been found that the use of a diamine having a polycyclic structure such as a biphenyl structure or the use of a diamine having a structure in which a plurality of partial structures represented by the formula (1) are connected, enhances the effect of improving the afterglow characteristics of the AC (see Examples 3-1 to 3-5, and Examples 3-7). On the other hand, in the liquid crystal aligning agent of the comparative example not containing the compound (X), the AC afterimage characteristic and the contrast characteristic were inferior to those of the examples.
[실시예 3-9][Example 3-9]
사용하는 중합체의 종류를 중합체 (A-3) 및 중합체 (A-8)의 2종류로 하고, 각 중합체의 배합 비율을 중합체 (A-3):중합체 (A-8)=50:50(중량비)으로 한 점 이외는, 상기 실시예 3-1과 동일한 용매비 및 고형분 농도로 액정 배향제를 조제했다. 또한, 본 실시예에서 조제한 액정 배향제를 이용한 점, 및, 프리베이킹 후에 있어서 편광 자외선 조사 및 포스트베이킹를 이 순서로 행하는 대신에, 프리베이킹 후에 우선 230℃에서 30분간 포스트베이킹를 행하고, 이어서 편광 자외선을 조사하고, 그 후, 락트산 에틸에 25℃에서 3분간 침지한 후에 이소프로판올로 1분간 헹구고, 챔버 내를 질소 치환한 80℃의 오븐 중에서 10분간 건조시킨 점 이외는, 상기 실시예 3-1과 동일하게 하여 액정 표시 소자를 제조하고, 실시예 3-1과 동일하게 하여 각종 평가를 행했다. 그 결과, 이 실시예에서는, AC 잔상 특성 및 콘트라스트 특성은 모두 「양호」의 평가였다. (A-3): Polymer (A-8) = 50: 50 (weight ratio) was used as the polymer (A-3) and the polymer ), A liquid crystal aligning agent was prepared at the same solvent ratio and solid concentration as in Example 3-1. Instead of performing the polarizing ultraviolet irradiation and post baking in this order after using the liquid crystal aligning agent prepared in this embodiment and after prebaking, post baking was first performed at 230 캜 for 30 minutes after prebaking, and then polarizing ultraviolet light And then rinsed with ethyl lactate for 3 minutes at 25 ° C, rinsed with isopropanol for 1 minute, and dried in an oven at 80 ° C where the inside of the chamber was replaced with nitrogen, for 10 minutes. To prepare liquid crystal display elements, and various evaluations were carried out in the same manner as in Example 3-1. As a result, in this embodiment, both the AC residual image characteristic and the contrast characteristic were evaluated as " good ".
[실시예 3-10][Example 3-10]
사용하는 중합체의 종류를 중합체 (A-7) 및 중합체 (B-2)의 2종류로 하고, 각 중합체의 배합 비율을 중합체 (A-7):중합체 (B-2)=20:80(중량비)으로 한 점 이외는, 상기 실시예 3-1과 동일한 용매비 및 고형분 농도로 액정 배향제를 조제했다. 또한, 본 실시예에서 조제한 액정 배향제를 이용한 점, 및, 프리베이킹 후에 있어서 편광 자외선 조사 및 포스트베이킹를 이 순서로 행하는 대신에, 프리베이킹 후에 우선 230℃에서 30분간 포스트베이킹를 행하고, 이어서 편광 자외선을 조사하고, 그 후 추가로, 챔버 내를 질소 치환한 230℃의 오븐 중에서 10분간 가열한 점 이외는, 상기 실시예 3-1과 동일하게 하여 액정 표시 소자를 제조하고, 실시예 3-1과 동일하게 하여 각종 평가를 행했다. 그 결과, 이 실시예에서는, AC 잔상 특성 및 콘트라스트 특성은 모두 「양호」의 평가였다. (A-7): polymer (B-2) = 20: 80 (weight ratio) was used as the polymer (A-7) and the polymer ), A liquid crystal aligning agent was prepared at the same solvent ratio and solid concentration as in Example 3-1. Instead of performing the polarizing ultraviolet irradiation and post baking in this order after using the liquid crystal aligning agent prepared in this embodiment and after prebaking, post baking was first performed at 230 캜 for 30 minutes after prebaking, and then polarizing ultraviolet light A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 3-1 except that the chamber was further heated in an oven at 230 캜 in which the inside of the chamber was replaced by nitrogen for 10 minutes. Various evaluations were conducted in the same manner. As a result, in this embodiment, both the AC residual image characteristic and the contrast characteristic were evaluated as " good ".
10 :액정 표시 소자
11a, 11b : 유리 기판
12 : 액정 배향막
13 : 톱 전극
14 : 절연층
15 : 보텀 전극
16 : 액정층10: Liquid crystal display element
11a and 11b: glass substrate
12: liquid crystal alignment film
13: Top electrode
14: Insulating layer
15: bottom electrode
16: liquid crystal layer
Claims (10)
(식 (1) 중, R1 및 R2는, 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 니트로기, 시아노기 또는 1가의 유기기이며, R3은 치환기이고;
X1은 산소 원자 또는 -NR4-(단, R4는 수소 원자 또는 1가의 유기기이며, R4가 다른 기에 결합하여 질소 원자와 함께 환 구조를 형성해도 좋음)이고;
R3은, 다른 기에 결합하여 환의 적어도 일부를 구성하고 있어도 좋고;
n은 0∼3의 정수이고; n이 2 또는 3인 경우, 복수의 R3은 동일해도 상이해도 좋고;
「*」는 결합손을 나타냄).A liquid crystal aligning agent containing a compound (X) having a partial structure represented by the following formula (1)
(In the formula (1), R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a nitro group, a cyano group or a monovalent organic group; R 3 is a substituent;
X 1 is an oxygen atom or -NR 4 - (wherein R 4 is a hydrogen atom or a monovalent organic group, and R 4 is bonded to another group to form a ring structure together with the nitrogen atom);
R 3 may be bonded to another group to form at least a part of a ring;
n is an integer of 0 to 3; when n is 2 or 3, plural R 3 may be the same or different;
&Quot; * " indicates a combined hand).
상기 화합물 (X)는, 폴리암산, 폴리암산 에스테르, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리오르가노실록산 및 폴리(메타)아크릴레이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 중합체인, 액정 배향제.The method according to claim 1,
Wherein the compound (X) is at least one polymer selected from the group consisting of polyamic acid, polyamic acid ester, polyimide, polyamide, polyorganosiloxane and poly (meth) acrylate.
상기 화합물 (X)는, 폴리암산, 폴리암산 에스테르 및 폴리이미드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 중합체이며, 또한 하기식 (2-1)로 나타나는 화합물, 하기식 (3-1)로 나타나는 화합물 및 하기식 (3-2)로 나타나는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물에 유래하는 부분 구조를 갖는, 액정 배향제:
(식 (2-1) 중, A1은 하기식 (1-1)로 나타나는 기 또는 하기식 (1-2)로 나타나는 기이며, A2는 단결합, 하기식 (1-1)로 나타나는 기 또는 하기식 (1-2)로 나타나는 기이고;
R5는, A1이 하기식 (1-1)로 나타나는 기인 경우에 2가의 유기기이며, A1이 하기식 (1-2)로 나타나는 기인 경우에 단결합 또는 2가의 유기기이고;
R7은, A2가 하기식 (1-1)로 나타나는 기인 경우에 2가의 유기기이며, A2가 하기식 (1-2)로 나타나는 기인 경우에 단결합 또는 2가의 유기기이며, A2가 단결합인 경우에 단결합이고;
R6은 2가의 유기기이고;
단, 하기식 (1-1) 및 식 (1-2) 중의 「*1」은, R6에 결합하고 있음);
(식 (1-1) 및 식 (1-2) 중, R1, R2, R3, X1 및 n은 상기식 (1)과 동일한 의미이고;
「*1」 및 「*」는 결합손을 나타냄);
(식 (3-1) 중, R51∼R54는, 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 니트로기, 시아노기 또는 1가의 유기기이며, i는 0 또는 1이고;
R50은, i=0일 때에 단결합 또는 2가의 유기기이며, i=1일 때에 2가의 유기기이고;
X1은, 산소 원자 또는 -NR4-(단, R4는 수소 원자 또는 1가의 유기기이며, R4가 다른 기에 결합하여 질소 원자와 함께 환 구조를 형성해도 좋음)이고;
단, i=1인 경우, 식 중의 복수의 X1은 독립적으로 상기 정의를 가짐);
(식 (3-2) 중, R55 및 R56은, 각각 독립적으로 3가의 유기기이며, R57∼R60은, 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 니트로기, 시아노기 또는 1가의 유기기이며, k는 0 또는 1이고;
X1은, 산소 원자 또는 -NR4-(단, R4는 수소 원자 또는 1가의 유기기이며, R4가 다른 기에 결합하여 질소 원자와 함께 환 구조를 형성해도 좋음)이고;
단, k=1인 경우, 식 중의 복수의 X1은 독립적으로 상기 정의를 가짐).The method according to claim 1,
The compound (X) is at least one polymer selected from the group consisting of polyamic acid, polyamic acid ester and polyimide, and is a compound represented by the following formula (2-1), a compound represented by the following formula And a partial structure derived from at least one compound selected from the group consisting of a compound represented by the following formula (3-2): Liquid crystal aligning agent:
(2-1), A 1 is a group represented by the following formula (1-1) or a group represented by the following formula (1-2), A 2 is a single bond, Or a group represented by the following formula (1-2);
R 5 is a divalent organic group when A 1 is a group represented by the following formula (1-1) and is a single bond or a divalent organic group when A 1 is a group represented by the following formula (1-2);
R 7 is a divalent organic group when A 2 is a group represented by the following formula (1-1), A 2 is a single bond or a divalent organic group when A 2 is a group represented by the following formula (1-2), A When the divalent group is a single bond;
R 6 is a divalent organic group;
Provided that "* 1" in the following formulas (1-1) and (1-2) is bonded to R 6 );
(In the formulas (1-1) and (1-2), R 1 , R 2 , R 3 , X 1 and n have the same meanings as in the formula (1);
&Quot; * 1 " and " * " represent combined hands);
(In the formula (3-1), R 51 to R 54 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a nitro group, a cyano group or a monovalent organic group; i is 0 or 1;
R 50 is a single bond or a divalent organic group when i = 0, and is a divalent organic group when i = 1;
X 1 is an oxygen atom or -NR 4 - (wherein R 4 is a hydrogen atom or a monovalent organic group, and R 4 may be bonded to another group to form a ring structure together with the nitrogen atom);
However, in the case of i = 1, a plurality of X 1 in the formula has at the defined independently);
(In the formula (3-2), R 55 and R 56 are each independently a trivalent organic group; R 57 to R 60 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a nitro group, a cyano group, And k is 0 or 1;
X 1 is an oxygen atom or -NR 4 - (wherein R 4 is a hydrogen atom or a monovalent organic group, and R 4 may be bonded to another group to form a ring structure together with the nitrogen atom);
However, in the case of k = 1, a plurality of X 1 in the formula has at the defined independently).
상기식 (2-1)로 나타나는 화합물은, 하기식 (4)로 나타나는 부분 구조를 분자 내에 갖는, 액정 배향제:
(식 (4) 중, Ar1 및 Ar2는, 각각 독립적으로 페닐렌기 또는 사이클로헥실렌기이며, X2는 단결합, -COO- 또는 -CONR20-(R20은 수소 원자 또는 1가의 유기기임)이고;
t는 1 또는 2이고; t=2일 때, Ar2, X2는 각각 독립적으로 상기 정의를 갖고;
「*」는 결합손을 나타냄).The method of claim 3,
The compound represented by the formula (2-1) is a liquid crystal aligning agent having a partial structure represented by the following formula (4) in the molecule:
(In the formula (4), Ar 1 and Ar 2 are each independently a phenylene group or a cyclohexylene group, X 2 is a single bond, -COO- or -CONR 20 - (R 20 is a hydrogen atom or a monovalent organic group Device);
t is 1 or 2; When t = 2, Ar 2 and X 2 each independently have the above definition;
&Quot; * " indicates a combined hand).
(식 (1) 중, R1 및 R2는, 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 니트로기, 시아노기 또는 1가의 유기기이며, R3은 치환기이고;
X1은 산소 원자 또는 -NR4-(단, R4는 수소 원자 또는 1가의 유기기이며, R4가 다른 기에 결합하여 질소 원자와 함께 환 구조를 형성해도 좋음)이고;
R3은, 다른 기에 결합하여 환의 적어도 일부를 구성하고 있어도 좋고;
n은 0∼3의 정수이고; n이 2 또는 3인 경우, 복수의 R3은 동일해도 상이해도 좋고;
「*」는 결합손을 나타냄).A polymer having at least one kind of polymer selected from the group consisting of polyamic acid, polyamic acid ester, polyimide and polyamide, and having a partial structure represented by the following formula (1):
(In the formula (1), R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a nitro group, a cyano group or a monovalent organic group; R 3 is a substituent;
X 1 is an oxygen atom or -NR 4 - (wherein R 4 is a hydrogen atom or a monovalent organic group, and R 4 is bonded to another group to form a ring structure together with the nitrogen atom);
R 3 may be bonded to another group to form at least a part of a ring;
n is an integer of 0 to 3; when n is 2 or 3, plural R 3 may be the same or different;
&Quot; * " indicates a combined hand).
(식 (2-1) 중, A1은 하기식 (1-1)로 나타나는 기 또는 하기식 (1-2)로 나타나는 기이며, A2는 단결합, 하기식 (1-1)로 나타나는 기 또는 하기식 (1-2)로 나타나는 기이고;
R5는, A1이 하기식 (1-1)로 나타나는 기인 경우에 2가의 유기기이며, A1이 하기식 (1-2)로 나타나는 기인 경우에 단결합 또는 2가의 유기기이고;
R7은, A2가 하기식 (1-1)로 나타나는 기인 경우에 2가의 유기기이며, A2가 하기식 (1-2)로 나타나는 기인 경우에 단결합 또는 2가의 유기기이며, A2가 단결합인 경우에 단결합이고;
R6은 2가의 유기기이고;
단, 하기식 (1-1) 및 식 (1-2) 중의 「*1」은, R6에 결합하고 있음);
(식 (1-1) 및 식 (1-2) 중, R1 및 R2는, 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 니트로기, 시아노기 또는 1가의 유기기이며, R3은 치환기이고;
X1은 산소 원자 또는 -NR4-(단, R4는 수소 원자 또는 1가의 유기기이며, R4가 다른 기에 결합하여 질소 원자와 함께 환 구조를 형성해도 좋음)이고;
n은 0∼3의 정수이고; n이 2 또는 3인 경우, 복수의 R3은 동일해도 상이해도 좋고;
「*1」 및 「*」는 결합손을 나타냄).The diamine represented by the following formula (2-1):
(2-1), A 1 is a group represented by the following formula (1-1) or a group represented by the following formula (1-2), A 2 is a single bond, Or a group represented by the following formula (1-2);
R 5 is a divalent organic group when A 1 is a group represented by the following formula (1-1) and is a single bond or a divalent organic group when A 1 is a group represented by the following formula (1-2);
R 7 is a divalent organic group when A 2 is a group represented by the following formula (1-1), A 2 is a single bond or a divalent organic group when A 2 is a group represented by the following formula (1-2), A When the divalent group is a single bond;
R 6 is a divalent organic group;
Provided that "* 1" in the following formulas (1-1) and (1-2) is bonded to R 6 );
(In the formulas (1-1) and (1-2), R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a nitro group, a cyano group or a monovalent organic group; R 3 is a substituent;
X 1 is an oxygen atom or -NR 4 - (wherein R 4 is a hydrogen atom or a monovalent organic group, and R 4 is bonded to another group to form a ring structure together with the nitrogen atom);
n is an integer of 0 to 3; when n is 2 or 3, plural R 3 may be the same or different;
Quot; * 1 " and " * "
(식 (3-1) 중, R51∼R54는, 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 니트로기, 시아노기 또는 1가의 유기기이며, i는 0 또는 1이고;
R50은, i=0일 때에 단결합 또는 2가의 유기기이며, i=1일 때에 2가의 유기기이고;
X1은, 산소 원자 또는 -NR4-(단, R4는 수소 원자 또는 1가의 유기기이며, R4가 다른 기에 결합하여 질소 원자와 함께 환 구조를 형성해도 좋음)이고;
단, i=1인 경우, 식 중의 복수의 X1은 독립적으로 상기 정의를 가짐);
(식 (3-2) 중, R55 및 R56은, 각각 독립적으로 3가의 유기기이며, R57∼R60은, 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 니트로기, 시아노기 또는 1가의 유기기이며, k는 0 또는 1이고;
X1은, 산소 원자 또는 -NR4-(단, R4는 수소 원자 또는 1가의 유기기이며, R4가 다른 기에 결합하여 질소 원자와 함께 환 구조를 형성해도 좋음)이고;
단, k=1인 경우, 식 중의 복수의 X1은 독립적으로 상기 정의를 가짐).An acid anhydride represented by the following formula (3-1) or (3-2):
(In the formula (3-1), R 51 to R 54 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a nitro group, a cyano group or a monovalent organic group; i is 0 or 1;
R 50 is a single bond or a divalent organic group when i = 0, and is a divalent organic group when i = 1;
X 1 is an oxygen atom or -NR 4 - (wherein R 4 is a hydrogen atom or a monovalent organic group, and R 4 may be bonded to another group to form a ring structure together with the nitrogen atom);
However, in the case of i = 1, a plurality of X 1 in the formula has at the defined independently);
(In the formula (3-2), R 55 and R 56 are each independently a trivalent organic group; R 57 to R 60 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a nitro group, a cyano group, And k is 0 or 1;
X 1 is an oxygen atom or -NR 4 - (wherein R 4 is a hydrogen atom or a monovalent organic group, and R 4 may be bonded to another group to form a ring structure together with the nitrogen atom);
However, in the case of k = 1, a plurality of X 1 in the formula has at the defined independently).
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