WO2015046373A1 - 液晶配向処理剤及びそれを用いた液晶表示素子 - Google Patents

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    • G02F1/133723Polyimide, polyamide-imide

Definitions

  • Y 1 and Y 7 are each independently a single bond, an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, —O—, —N (R 1 ) — (R 1 is a hydrogen atom or carbon number) 1 to 3 alkylene group), —CON (R 2 ) — (R 2 represents a hydrogen atom or an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms), —N (R 3 ) CO— (R 3 represents a hydrogen atom) Or an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms), at least one organic group selected from —CH 2 O—, —COO— and —OCO—, wherein Y 2 and Y 6 are each independently carbon An alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, Y 3 and Y 5 each independently represents a hydrogen atom or an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, Y 4 represents an oxygen atom or a sulfur atom, and A 1 and A 5 2 each independently represent a hydrogen atom or
  • the specific polymer (A) of the present invention is a polymer containing at least one selected from a polyimide precursor having a structure having a nitrogen atom and a polyimide.
  • formula [3a], formula [3c] to formula [3g] or formula [3k] The tetracarboxylic dianhydride of the structure shown by these and its tetracarboxylic acid derivative are preferable. More preferred is a structure represented by the formula [3a] or the formula [3e] to the formula [3g]. Particularly preferred are tetracarboxylic dianhydrides and their tetracarboxylic acid derivatives having the structure represented by the formula [3a], the formula [3e] or the formula [3f].
  • D 1 represents an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms.
  • D 2 represents an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms.
  • D 3 represents an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
  • the polyimide of the present invention is a polyimide obtained by ring closure of the polyimide precursor, and in this polyimide, the ring closure rate of the amic acid group (also referred to as imidization rate) is not necessarily 100%. It can be arbitrarily adjusted according to the purpose.
  • the reaction solution may be poured into a solvent and precipitated.
  • the solvent used for precipitation include methanol, ethanol, isopropyl alcohol, acetone, hexane, butyl cellosolve, heptane, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, toluene, benzene, and water.
  • the polymer precipitated in the solvent can be collected by filtration, and then dried by normal temperature or reduced pressure at room temperature or by heating.
  • the voltage holding ratio was evaluated. Specifically, a voltage of 4 V was applied for 60 ⁇ s at a temperature of 90 ° C., a voltage after 166.7 ms was measured, and how much the voltage could be held was calculated as a voltage holding ratio (also referred to as VHR). The measurement was carried out using a voltage holding ratio measuring device (VHR-1) (manufactured by Toyo Technica Co., Ltd.) with settings of Voltage: ⁇ 1 V, Pulse Width: 60 ⁇ s, Frame Period: 166.7 ms.
  • VHR-1 voltage holding ratio measuring device
  • liquid crystal aligning agent (3) evaluation of storage stability of liquid crystal aligning agent
  • evaluation of whitening / aggregation of liquid crystal aligning agent evaluation of voltage holding ratio
  • NMP was added to the polyamic acid solution (4) obtained by the synthesis method of Synthesis Example 4 so that the resin solid content concentration was 6% by mass to obtain a polymer solution.
  • liquid crystal aligning agent (8) “evaluation of storage stability of liquid crystal aligning agent”, “evaluation of whitening / aggregation of liquid crystal aligning agent” and “evaluation of voltage holding ratio” were performed. .

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Abstract

下記の(A)成分および(B)成分を含有する液晶配向処理剤。 (A)成分:窒素原子を有する構造を有するポリイミド前駆体およびポリイミドから選ばれる少なくともいずれか一種を含有する重合体。 (B)成分:ウレア構造若しくはチオウレア構造を有するポリイミド前駆体およびポリイミドから選ばれる少なくともいずれか一種を含有する重合体。

Description

液晶配向処理剤及びそれを用いた液晶表示素子
 本発明は、液晶表示素子の製造において用いられる液晶配向処理剤、この液晶配向処理剤から得られる液晶配向膜およびこの液晶配向膜を使用した液晶表示素子に関するものである。
 近年、液晶表示素子が、大画面の液晶テレビや高精細なモバイル用途(デジタルカメラや携帯電話の表示部分)に広く実用化されていることに伴い、従来に比べて使用される基板の大型化、基板段差の凹凸が大きくなってきている。そのような状況においても、表示特性の点から大型基板や段差に対して、均一に液晶配向膜が塗膜されることが求められてきた。この液晶配向膜の作製の工程において、ポリイミド前駆体であるポリアミド酸や溶媒可溶性ポリイミド(可溶性ポリイミドともいう)の液晶配向処理剤(塗布溶液ともいう)を基板に塗布する場合、工業的にはフレキソ印刷法やインクジェット塗布法などで行うことが一般的である。その際、塗布溶液の溶媒には、樹脂の溶解性に優れる溶媒(良溶媒ともいう)であるN-メチル-2-ピロリドンやγ-ブチロラクトンなどに加えて、液晶配向膜の塗膜均一性を高めるために、樹脂の溶解性が低い溶媒(貧溶媒ともいう)であるブチルセロソルブなどが混合されている(例えば特許文献1参照)。
特開平2-37324号公報
 液晶配向膜には、液晶の配向状態を制御すること(液晶配向性ともいう)とともに、液晶表示素子における信頼性や焼き付き特性などの電気特性に対しても、その機能が求められている。それに対して、液晶配向性の特性を有するポリアミド酸または可溶性ポリイミドの重合体と電気特性の特性を有する重合体とを混合した液晶配向処理剤を用いることが、前記特性を高める手法として用いられている。
 しかしながら、これら重合体においては、重合体の溶媒溶解性が異なったり、重合体の極性が異なる場合が多い。それに伴い、これら重合体を含む液晶配向処理剤では、液晶配向処理剤を保管している間に、重合体成分が析出しやすくなる。このように、重合体成分の析出が起こると、液晶配向処理剤を基板に塗布した際に、液晶配向膜の塗膜均一性が低下する傾向にある。すなわち、析出した重合体成分により、はじきやピンホールが発生し、液晶表示素子にした際に、その部分が表示欠陥となる。また、液晶配向処理剤の保存安定性に優れていたとしても、液晶配向処理剤を基板上に塗布した際に、基板上で重合体成分が凝集(白化・凝集ともいう)する場合もある。この白化・凝集が起こった場合は、前記と同様に、液晶配向膜の塗膜均一性が低下して、均一な塗膜性が得られず、液晶表示素子における表示欠陥となる。
 近年、光の照射量が多いバックライトを使用している液晶表示素子、例えば、カーナビゲーションシステムや大型テレビでは、長時間高温および光の照射に曝された環境下で使用あるいは放置される場合がある。そのような過酷条件下においても、液晶表示素子の電気特性の1つである電圧保持率に関しては、その高い安定性が求められている。すなわち、電圧保持率が、バックライトからの光照射によって低下してしまうと、液晶表示素子の表示不良の1つである焼き付き不良(線焼き付きともいわれる)が発生しやすくなってしまい、信頼性の高い液晶表示素子を得ることができない。したがって、液晶配向膜においては、初期特性が良好なことに加え、例えば、長時間、光の照射に曝された後であっても、電圧保持率が低下しにくいことが求められている。
 そこで本発明は、上記特性を兼ね備えた液晶配向処理剤を提供することを目的とする。すなわち、本発明の目的は、異なる2種類以上の重合体を含有する液晶配向処理剤において、液晶配向処理剤の保存安定性に優れ、かつ、液晶配向処理剤を基板上に塗布した際に、重合体成分の白化・凝集を抑制し、塗膜均一性に優れた液晶配向膜を提供することを目的とする。加えて、初期特性が良好なことに加え、長時間光の照射に曝された後でも、電圧保持率の低下を抑制することができる液晶配向膜を提供することを目的とする。
 また、本発明は、前記液晶配向膜を有する液晶表示素子を提供することを目的とする。
 さらに、本発明は、前記液晶配向膜を提供することができる液晶配向処理剤を提供することを目的とする。 
 本発明者は、鋭意研究を行った結果、特定構造を有する2つの重合体を有する液晶配向処理剤が、上記の目的を達成するために極めて有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。
 すなわち、本発明は以下の要旨を有するものである。
(1)下記の(A)成分および(B)成分を含有する液晶配向処理剤。
(A)成分:窒素原子を有する構造を有するポリイミド前駆体およびポリイミドから選ばれる少なくともいずれか一種を含有する重合体。
(B)成分:下記の式[2]で示される構造を有するポリイミド前駆体およびポリイミドから選ばれる少なくともいずれか一種を含有する重合体。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
(式[2]中、YおよびYはそれぞれ独立して、単結合、炭素数1~10のアルキレン基、-O-、-N(R)-(Rは水素原子または炭素数1~3のアルキレン基を示す)、-CON(R)-(Rは水素原子または炭素数1~3のアルキレン基を示す)、-N(R)CO-(Rは水素原子または炭素数1~3のアルキレン基を示す)、-CHO-、-COO-および-OCO-から選ばれる少なくとも1種の有機基を示し、YおよびYはそれぞれ独立して、炭素数1~10のアルキレン基を示し、YおよびYはそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~10のアルキレン基を示し、Yは酸素原子または硫黄原子を示す)。
(2)前記(A)成分における窒素原子を有する構造が、下記の式[1a]~式[1c]で示される構造から選ばれる少なくとも1種の構造である上記(1)に記載の液晶配向処理剤。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
(式[1a]中、Xはベンゼン環または窒素含有芳香族複素環を示し、Xは水素原子または炭素数1~12の脂肪族基で置換されたジ置換アミノ基を示し、式[1b]中、XおよびXはそれぞれ独立して、炭素原子を6~15個有し、かつベンゼン環を1~2個有する芳香族基を示し、XおよびXはそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~5のアルキレン基を示し、Xは炭素数2~5のアルキレン基またはビフェニル基を示し、mは0または1の整数を示し、式[1c]中、XおよびX10はそれぞれ独立して、下記の式[1c-a]および式[1c-b]で示される構造から選ばれる少なくとも1種の構造を示し、Xは炭素数1~5のアルキレン基またはベンゼン環を示す)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
(3)前記(A)成分の重合体が、下記の式[1-1]で示されるジアミン化合物を原料の一部に用いて得られる重合体である上記(1)または上記(2)に記載の液晶配向処理剤。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
(式[1-1]中、Xは前記式[1a]~式[1c]で示される構造から選ばれる少なくとも1種の構造を有する炭素数5~50の有機基を示し、AおよびAはそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~5のアルキレン基を示す)。
(4)前記ジアミン化合物が、下記の式[1a-1]~式[1c-1]で示されるジアミン化合物を原料の一部に用いて得られる重合体である上記(3)に記載の液晶配向処理剤。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
(式[1a-1]中、Xはベンゼン環または窒素含有芳香族複素環を示し、Xは水素原子または炭素数1~12の脂肪族基で置換されたジ置換アミノ基を示し、式[1b-1]中、XおよびXはそれぞれ独立して、炭素原子を6~15個有し、かつベンゼン環を1~2個有する芳香族基を示し、XおよびXはそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~5のアルキレン基を示し、Xは炭素数2~5のアルキレン基またはビフェニル基を示し、mは0または1の整数を示し、式[1c-1]中、XおよびX10はそれぞれ独立して、前記式[1c-a]および式[1c-b]で示される構造から選ばれる少なくとも1種の構造を示し、Xは炭素数1~5のアルキレン基またはベンゼン環を示し、式[1a-1]~式[1c-1]中、A~Aはそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~5のアルキレン基を示す)。
(5)前記ジアミン化合物が、下記の式[1-1a]~式[1-4a]で示されるジアミン化合物から選ばれる少なくとも1種のジアミン化合物である上記(4)に記載の液晶配向処理剤。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
(式[1-3a]中、Rは水素原子または炭素数1~5のアルキレン基を示し、式[1-4a]中、nは1~10の整数を示し、式[1-1a]~式[1-4a]中、A~Aはそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~5のアルキレン基を示す)。
(6)前記(B)成分の重合体が、下記の式[2-1]で示されるジアミン化合物を原料の一部に用いて得られる重合体である上記(1)~上記(5)のいずれかに記載の液晶配向処理剤。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
(式[2-1]中、Yは前記式[2]で示される構造を有する有機基を示し、AおよびAはそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~5のアルキレン基を示す)。
(7)前記ジアミン化合物が、下記の式[2a]で示されるジアミン化合物を原料の一部に用いて得られる重合体である上記(6)に記載の液晶配向処理剤。 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
(式[2a]中、YおよびYはそれぞれ独立して、単結合、炭素数1~10のアルキレン基、-O-、-N(R)-(Rは水素原子または炭素数1~3のアルキレン基を示す)、-CON(R)-(Rは水素原子または炭素数1~3のアルキレン基を示す)、-N(R)CO-(Rは水素原子または炭素数1~3のアルキレン基を示す)、-CHO-、-COO-および-OCO-から選ばれる少なくとも1種の有機基を示し、YおよびYはそれぞれ独立して、炭素数1~10のアルキレン基を示し、YおよびYはそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~10のアルキレン基を示し、Yは酸素原子または硫黄原子を示し、AおよびAはそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~5のアルキレン基を示す)。
(8)前記ジアミン化合物が、下記の式[2-1a]~式[2-3a]で示されるジアミン化合物から選ばれる少なくとも1種のジアミン化合物である上記(7)に記載の液晶配向処理剤。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
(式[2-1a]~式[2-3a]中、A~Aはそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~5のアルキレン基を示す)。
(9)前記(A)成分の重合体および(B)成分の重合体が、下記の式[3]で示されるテトラカルボン酸成分を用いて得られるポリイミド前駆体およびポリイミドから選ばれる少なくとも1種の重合体である上記(1)~上記(8)のいずれかに記載の液晶配向処理剤。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
(式[3]中、Zは下記の式[3a]~式[3k]で示される構造から選ばれる少なくとも1種の構造を示す)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
(式[3a]中、Z~Zは水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、塩素原子またはベンゼン環を示し、それぞれ同じであっても異なってもよく、式[3g]中、ZおよびZは水素原子またはメチル基を示し、それぞれ同じであっても異なってもよい)。
(10)前記テトラカルボン酸成分が、前記式[3]中のZが前記式[3a]および式[3e]~式[3g]で示される構造から選ばれる少なくとも1種の構造のテトラカルボン酸成分である上記(9)に記載の液晶配向処理剤。
(11)前記(A)成分の重合体において、前記式[1a-1]~式[1c-1]で示されるジアミン化合物が、すべてのジアミン成分100モル%中、5モル%~95モル%である上記(4)~上記(10)のいずれかに記載の液晶配向処理剤。
(12)前記(B)成分の重合体において、前記式[2a]で示されるジアミン化合物が、すべてのジアミン成分100モル%中、5モル%~95モル%である上記(7)~上記(11)のいずれかに記載の液晶配向処理剤。
(13)前記(B)成分の重合体が、前記(A)成分の重合体100質量部に対して、0.5質量部~950質量部である上記(1)~上記(12)のいずれかに記載の液晶配向処理剤。
(14)液晶配向処理剤の溶媒として、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドンおよびγ-ブチロラクトンから選ばれる少なくとも1種の溶媒を含有する上記(1)~上記(13)のいずれかに記載の液晶配向処理剤。
(15)液晶配向処理剤の溶媒として、1-ヘキサノール、シクロヘキサノール、1,2-エタンジオール、1,2-プロパンジオール、プロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルおよびジプロピレングリコールジメチルエーテルから選ばれる少なくとも1種の溶媒を含有する上記(1)~上記(14)のいずれかに記載の液晶配向処理剤。
(16)液晶配向処理剤中に、エポキシ基、イソシアネート基、オキセタン基またはシクロカーボネート基を有する架橋性化合物、ヒドロキシル基、ヒドロキシアルキル基または低級アルコキシアルキル基からなる群より選ばれる少なくとも1種の置換基を有する架橋性化合物、および重合性不飽和結合を有する架橋性化合物から選ばれる少なくとも1種の架橋性化合物を含む上記(1)~上記(15)のいずれかに記載の液晶配向処理剤。
(17)上記(1)~上記(16)のいずれかに記載の液晶配向処理剤から得られる液晶配向膜。
(18)上記(1)~上記(16)のいずれかに記載の液晶配向処理剤を用いて、インクジェット法にて得られる液晶配向膜。
(19)上記(17)または上記(18)に記載の液晶配向膜を有する液晶表示素子。
 本発明の特定構造を有するポリイミド前駆体またはポリイミドから選ばれる少なくとも1種の重合体を2種類含む液晶配向処理剤は、液晶配向処理剤の保存安定性に優れ、かつ、液晶配向処理剤を基板上に塗布した際に、重合体成分の白化・凝集を抑制し、塗膜均一性に優れた液晶配向膜を得ることができる。加えて、初期特性が良好なことに加え、長時間光の照射に曝された後でも、電圧保持率の低下を抑制することができる液晶配向膜となる。よって、本発明の液晶配向処理剤から得られた液晶配向膜を有する液晶表示素子は、信頼性に優れたものとなり、大画面で高精細の液晶テレビや中小型のカーナビゲーションシステムやスマートフォンなどに好適に利用することができる。
 以下に、本発明について詳細に説明する。
 本発明は、下記の(A)成分および(B)成分を含有する液晶配向処理剤、該液晶配向処理剤を用いて得られる液晶配向膜、さらには、該液晶配向膜を有する液晶表示素子である。
(A)成分:窒素原子を有する構造を有するポリイミド前駆体およびポリイミドから選ばれる少なくともいずれか一種を含有する重合体(特定重合体(A)ともいう)。
(B)成分:下記の式[2]で示される構造(特定構造(2)ともいう)を有するポリイミド前駆体およびポリイミドから選ばれる少なくともいずれか一種を含有する重合体(特定重合体(B)ともいう)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
(式[2]中、YおよびYはそれぞれ独立して、単結合、炭素数1~10のアルキレン基、-O-、-N(R)-(Rは水素原子または炭素数1~3のアルキレン基を示す)、-CON(R)-(Rは水素原子または炭素数1~3のアルキレン基を示す)、-N(R)CO-(Rは水素原子または炭素数1~3のアルキレン基を示す)、-CHO-、-COO-および-OCO-から選ばれる少なくとも1種の有機基を示し、YおよびYはそれぞれ独立して、炭素数1~10のアルキレン基を示し、YおよびYはそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~10のアルキレン基を示し、Yは酸素原子または硫黄原子を示す)。
 本発明の液晶配向処理剤から得られる液晶配向膜において、何故に本発明の課題が解決されるかについては、必ずしも明らかではないが、ほぼ次のように考えられる。
 すなわち、特定重合体(A)中に含まれる窒素原子を有する構造中の窒素原子と特定重合体(B)中のカルボキシル基(COOH基)との相互作用と、特定重合体(B)における前記式[2]中の窒素原子と特定重合体(A)中のカルボキシル基との相互作用とにより、特定重合体(A)と特定重合体(B)とが相溶することで、液晶配向処理剤を保管している間のこれら重合体成分の析出および基板上に塗布した際の白化・凝集を抑制できると考えられる。
 また、特定重合体(A)中の窒素原子を有する構造は、電圧保持率を低下させる要因であるイオン性不純物成分をトラップすることができると考えられる。すなわち、液晶表示素子が、長時間光の照射に曝されることで発生するイオン性不純物をトラップすることができ、それに伴い電圧保持率の低下を抑制することができる。
 以上の点から、本発明の特定構造を有するポリイミド前駆体またはポリイミドから選ばれる少なくとも1種の重合体を2種類含む液晶配向処理剤は、液晶配向処理剤の保存安定性に優れ、かつ、液晶配向処理剤を基板上に塗布した際に、重合体成分の白化・凝集を抑制し、塗膜均一性に優れた液晶配向膜を得ることができる。加えて、初期特性が良好なことに加え、長時間光の照射に曝された後でも、電圧保持率の低下を抑制することができる液晶配向膜となる。
<窒素原子を有する構造>
 本発明の特定重合体(A)は、窒素原子を有する構造を有するポリイミド前駆体およびポリイミドから選ばれる少なくともいずれか一種を含有する重合体である。
 窒素原子を有する構造の具体的な構造としては、下記の式[1a]~式[1c]で示される構造が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
 式[1a]中、Xはベンゼン環または窒素含有芳香族複素環を示す。
 式[1a]中、Xは水素原子または炭素数1~12の脂肪族基で置換されたジ置換アミノ基を示す。
 なお、式[1a]中、Xが水素原子の場合、Xは窒素含有芳香族複素環を示し、Xが炭素数1~12の脂肪族基で置換されたジ置換アミノ基の場合、Xはベンゼン環を示す。
 式[1b]中、XおよびXはそれぞれ独立して、炭素原子を6~15個有し、かつベンゼン環を1~2個有する芳香族基を示す。
 式[1b]中、XおよびXはそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~5のアルキレン基を示す。
 式[1b]中、Xは炭素数2~5のアルキレン基またはビフェニル基を示す。
 式[1b]中、mは0または1の整数を示す。
 式[1c]中、XおよびX10はそれぞれ独立して、下記の式[1c-a]および式[1c-b]で示される構造から選ばれる少なくとも1種の構造を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 式[1c]中、Xは炭素数1~5のアルキレン基またはベンゼン環を示す。
<特定構造(2)>
本発明の特定重合体(B)は、下記の式[2]で示される特定構造(2)を有するポリイミド前駆体およびポリイミドから選ばれる少なくともいずれか一種を含有する重合体である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
 式[2]中、YおよびYはそれぞれ独立して、単結合、炭素数1~10のアルキレン基、-O-、-S-、-N(R)-(Rは水素原子または炭素数1~3のアルキレン基を示す)、-CON(R)-(Rは水素原子または炭素数1~3のアルキレン基を示す)、-N(R)CO-(Rは水素原子または炭素数1~3のアルキレン基を示す)、-CHO-、-COO-および-OCO-から選ばれる少なくとも1種の有機基を示す。なかでも、単結合、-O-、-S-、-OCO-または-COO-が好ましい。より好ましいのは、液晶配向性と液晶配向膜の膜硬度の点から、単結合、-O-または-S-である。
 式[2]中、YおよびYはそれぞれ独立して、炭素数1~10のアルキレン基を示す。なかでも、炭素数1~3のアルキレン基が好ましく、その構造は直鎖または分岐鎖のいずれでもよい。具体的には、液晶配向性と液晶配向膜の膜硬度の点から、自由回転部位を持ち、かつ立体障害の小さい構造であるメチレン基(-CH-)、エチレン基(-CHCH-)、プロピレン基(-(CH-)またはイソプロピル基(-C(CH-)が好ましい。
 式[2]中、YおよびYはそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~10のアルキル基を示す。なかでも、水素原子または炭素数1~3のアルキル基が好ましい。特に好ましいのは、水素原子である。
 式[2]中、Yは酸素原子または硫黄原子を示す。なかでも、液晶配向膜の膜硬度の点から、酸素原子が好ましい。
<特定重合体(A)・特定重合体(B)>
 本発明の特定重合体(A)および特定重合体(B)は、ポリイミド前駆体およびポリイミド(総称してポリイミド系重合体ともいう)から選ばれる少なくとも1種の重合体である。なかでも、本発明のポリイミド系重合体は、ジアミン成分とテトラカルボン酸成分とを反応させて得られるポリイミド前駆体またはポリイミドであることが好ましい。
 ポリイミド前駆体とは、下記の式[A]で示される構造である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
(式[A]中、Rは4価の有機基であり、Rは2価の有機基であり、AおよびAはそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~5のアルキレン基を示し、AおよびAはそれぞれ独立して、水素原子、炭素数1~5のアルキレン基またはアセチル基を示し、nは正の整数を示す)。
 前記ジアミン成分としては、分子内に1級または2級のアミノ基を2個有するジアミン化合物が挙げられる。
 また、前記テトラカルボン酸成分としては、テトラカルボン酸化合物、テトラカルボン酸二無水物、テトラカルボン酸ジハライド化合物、テトラカルボン酸ジアルキルエステル化合物またはテトラカルボン酸ジアルキルエステルジハライド化合物が挙げられる。
 式[A]中のAおよびAが水素原子であるポリアミド酸を得るためには、前記分子内に1級または2級のアミノ基を2個有するジアミン化合物と、テトラカルボン酸化合物またはテトラカルボン酸無水物とを反応させることで得ることができる。
 式[A]中のAおよびAが炭素数1~5のアルキレン基であるポリアミド酸アルキルエステルを得るためには、前記ジアミン化合物と、テトラカルボン酸ジハライド化合物、テトラカルボン酸ジアルキルエステル化合物またはテトラカルボン酸ジアルキルエステルジハライド化合物とを反応させることで得ることができる。また、前記方法で得られたポリアミド酸に、式[A]で示されるAおよびAの炭素数1~5のアルキレン基を導入することもできる。
 本発明の特定重合体(A)は、窒素原子を有する構造を有する重合体である。なかでも、前記式[1a]~式[1c]で示される構造であることが好ましい。
 本発明の窒素原子を有する構造を特定重合体(A)中に導入する方法に、特に制限は無いが、前記式[1a]~式[1c]で示される構造を有するジアミン化合物を原料の一部に用いることが好ましい。
 具体的には、下記の式[1-1]で示されるジアミン化合物(特定ジアミン化合物(1)ともいう)を用いることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
 式[1-1]中、Xは前記式[1a]~式[1c]で示される構造から選ばれる少なくとも1種の構造を有する有機基を示す。
 式[1-1]中、AおよびAはそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~5のアルキレン基を示す。
 より具体的には、下記の式[1a-1]~式[1c-1]で示されるジアミン化合物を用いることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
 式[1a-1]中、Xはベンゼン環または窒素含有芳香族複素環を示す。
 式[1a-1]中、Xは水素原子または炭素数1~12の脂肪族基で置換されたジ置換アミノ基を示す。
 なお、式[1a-1]中、Xが水素原子の場合、Xは窒素含有芳香族複素環を示し、Xが炭素数1~12の脂肪族基で置換されたジ置換アミノ基の場合、Xはベンゼン環を示す。
 式[1b-1]中、XおよびXはそれぞれ独立して、炭素原子を6~15個有し、かつベンゼン環を1~2個有する芳香族基を示す。
 式[1b-1]中、XおよびXはそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~5のアルキレン基を示す。
 式[1b-1]中、Xは炭素数2~5のアルキレン基またはビフェニル基を示す。
 式[1b-1]中、mは0または1の整数を示す。
 式[1c-1]中、XおよびX10はそれぞれ独立して、下記の式[1c-a]および式[1c-b]で示される構造から選ばれる少なくとも1種の構造を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
 式[1c-1]中、Xは炭素数1~5のアルキレン基またはベンゼン環を示す。
 本発明の特定ジアミン化合物(1)の具体的なジアミン化合物としては、下記の式[1-1a]~式[1-4a]で示されるジアミン化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
 式[1-3a]中、Rは水素原子または炭素数1~5のアルキレン基を示す。
 式[1-4a]中、nは1~10の整数を示す。
 式[1-1a]~式[1-4a]中、A~Aはそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~5のアルキレン基を示す。
 なかでも、前記式[1-3a]または式[1-4a]で示されるジアミン化合物を用いることが好ましい。
 本発明の特定重合体(A)における特定ジアミン化合物(1)は、すべてのジアミン成分100モル%中、1モル%~95モル%であることが好ましい。なかでも、5モル%~95モル%が好ましい。より好ましいのは、20モル%~80モル%である。
 本発明の特定ジアミン化合物(1)は、本発明の特定重合体(A)の溶媒への溶解性や液晶配向処理剤の塗布性、液晶配向膜とした場合における液晶配向性、電圧保持率、蓄積電荷などの特性に応じて、1種類または2種類以上を混合して使用することもできる。
 本発明の特定重合体(B)は、特定構造(2)を有する重合体である。
 本発明の特定構造(2)を特定重合体(B)中に導入する方法に、特に制限は無いが、特定構造(2)を有するジアミン化合物をジアミン成分に用いることが好ましい。特に好ましいのは、前記式[2]で示される構造を有するジアミン化合物を用いることである。
 具体的には、下記の式[2-1]で示されるジアミン化合物(特定ジアミン化合物(2)ともいう)を用いることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
 式[2-1]中、Yは前記式[2]で示される構造を有する有機基を示す。
 式[2-1]中、AおよびAはそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~5のアルキレン基を示す。
 より具体的には、下記の式[2a]で示されるジアミン化合物を用いることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
 式[2a]中、YおよびYはそれぞれ独立して、単結合、炭素数1~10のアルキレン基、-O-、-S-、-N(R)-(Rは水素原子または炭素数1~3のアルキレン基を示す)、-CON(R)-(Rは水素原子または炭素数1~3のアルキレン基を示す)、-N(R)CO-(Rは水素原子または炭素数1~3のアルキレン基を示す)、-CHO-、-COO-および-OCO-から選ばれる少なくとも1種の有機基を示す。なかでも、単結合、-O-、-S-、-OCO-または-COO-が好ましい。より好ましくは、液晶配向性と膜硬度の点から、できるだけ柔軟、かつ立体障害の小さい構造である単結合、-O-または-S-である。
 式[2a]中、YおよびYはそれぞれ独立して、炭素数1~10のアルキレン基を示す。なかでも、炭素数1~3のアルキレン基が好ましく、その構造は直鎖または分岐鎖のいずれでもよい。具体的には、液晶配向性と液晶配向膜の膜硬度の点から、自由回転部位を持ち、かつ立体障害の小さい構造であるメチレン基(-CH-)、エチレン基(-CHCH-)、プロピレン基(-(CH-)またはイソプロピル基(-C(CH-)が好ましい。
 式[2a]中、YおよびYはそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~10のアルキル基を示す。なかでも、水素原子または炭素数1~3のアルキル基が好ましい。特に好ましいのは、水素原子である。
 式[2a]中、Yは酸素原子または硫黄原子を示す。なかでも、液晶配向膜の膜硬度の点から、酸素原子が好ましい。
 式[2a]における好ましいY、Y、Y、Y、Y、YおよびYの組み合わせは、下記の表1に示す通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000034
 なかでも、式[2-1a]、式[2-2a]、式[2-4a]、式[2-5a]、式[2-7a]および式[2-8a]で示される組み合わせが好ましい。
 式[2a]中、AおよびAはそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~5のアルキレン基を示す。
 本発明の特定ジアミン化合物(2)の具体的なジアミン化合物としては、下記の式[2-1a]~式[2-3a]で示されるジアミン化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
(式[2-1a]~式[2-3a]中、A~Aはそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~5のアルキレン基を示す)。
 本発明の特定重合体(B)における特定ジアミン化合物(2)は、すべてのジアミン成分100モル%中、1モル%~95モル%であることが好ましい。なかでも、5モル%~95モル%が好ましい。より好ましいのは、20モル%~80モル%である。
 本発明の特定ジアミン化合物(2)は、本発明の特定重合体(B)の溶媒への溶解性や液晶配向処理剤の塗布性、液晶配向膜とした場合における液晶配向性、電圧保持率、蓄積電荷などの特性に応じて、1種類または2種類以上を混合して使用することもできる。
 本発明の特定重合体(A)および特定重合体(B)のジアミン成分としては、本発明の効果を損なわない限りにおいて、特定ジアミン化合物(1)および特定ジアミン化合物(2)以外のその他のジアミン化合物(その他ジアミン化合物ともいう)を用いることもできる。
 具体的には、2,4-ジメチル-m-フェニレンジアミン、2,6-ジアミノトルエン、m-フェニレンジアミン、p-フェニレンジアミン、4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジメトキシ-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジヒドロキシ-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジカルボキシ-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジフルオロ-4,4’-ビフェニル、3,3’-トリフルオロメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、3,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジアミノビフェニル、2,2’-ジアミノビフェニル、2,3’-ジアミノビフェニル、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’-ジアミノジフェニルメタン、3,4’-ジアミノジフェニルメタン、2,2’-ジアミノジフェニルメタン、2,3’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、3,3’-ジアミノジフェニルエーテル、3,4’-ジアミノジフェニルエーテル、2,2’-ジアミノジフェニルエーテル、2,3’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-スルホニルジアニリン、3,3’-スルホニルジアニリン、ビス(4-アミノフェニル)シラン、ビス(3-アミノフェニル)シラン、ジメチル-ビス(4-アミノフェニル)シラン、ジメチル-ビス(3-アミノフェニル)シラン、4,4’-チオジアニリン、3,3’-チオジアニリン、4,4’-ジアミノジフェニルアミン、3,3’-ジアミノジフェニルアミン、3,4’-ジアミノジフェニルアミン、2,2’-ジアミノジフェニルアミン、2,3’-ジアミノジフェニルアミン、N-メチル(4,4’-ジアミノジフェニル)アミン、N-メチル(3,3’-ジアミノジフェニル)アミン、N-メチル(3,4’-ジアミノジフェニル)アミン、N-メチル(2,2’-ジアミノジフェニル)アミン、N-メチル(2,3’-ジアミノジフェニル)アミン、4,4’-ジアミノベンゾフェノン、3,3’-ジアミノベンゾフェノン、3,4’-ジアミノベンゾフェノン、1,4-ジアミノナフタレン、2,2’-ジアミノベンゾフェノン、2,3’-ジアミノベンゾフェノン、1,5-ジアミノナフタレン、1,6-ジアミノナフタレン、1,7-ジアミノナフタレン、1,8-ジアミノナフタレン、2,5-ジアミノナフタレン、2,6-ジアミノナフタレン、2,7-ジアミノナフタレン、2,8-ジアミノナフタレン、1,2-ビス(4-アミノフェニル)エタン、1,2-ビス(3-アミノフェニル)エタン、1,3-ビス(4-アミノフェニル)プロパン、1,3-ビス(3-アミノフェニル)プロパン、1,4-ビス(4-アミノフェニル)ブタン、1,4-ビス(3-アミノフェニル)ブタン、ビス(3,5-ジエチル-4-アミノフェニル)メタン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノフェニル)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェニル)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノベンジル)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’-[1,4-フェニレンビス(メチレン)]ジアニリン、4,4’-[1,3-フェニレンビス(メチレン)]ジアニリン、3,4’-[1,4-フェニレンビス(メチレン)]ジアニリン、3,4’-[1,3-フェニレンビス(メチレン)]ジアニリン、3,3’-[1,4-フェニレンビス(メチレン)]ジアニリン、3,3’-[1,3-フェニレンビス(メチレン)]ジアニリン、1,4-フェニレンビス[(4-アミノフェニル)メタノン]、1,4-フェニレンビス[(3-アミノフェニル)メタノン]、1,3-フェニレンビス[(4-アミノフェニル)メタノン]、1,3-フェニレンビス[(3-アミノフェニル)メタノン]、1,4-フェニレンビス(4-アミノベンゾエート)、1,4-フェニレンビス(3-アミノベンゾエート)、1,3-フェニレンビス(4-アミノベンゾエート)、1,3-フェニレンビス(3-アミノベンゾエート)、ビス(4-アミノフェニル)テレフタレート、ビス(3-アミノフェニル)テレフタレート、ビス(4-アミノフェニル)イソフタレート、ビス(3-アミノフェニル)イソフタレート、N,N’-(1,4-フェニレン)ビス(4-アミノベンズアミド)、N,N’-(1,3-フェニレン)ビス(4-アミノベンズアミド)、N,N’-(1,4-フェニレン)ビス(3-アミノベンズアミド)、N,N’-(1,3-フェニレン)ビス(3-アミノベンズアミド)、N,N’-ビス(4-アミノフェニル)テレフタルアミド、N,N’-ビス(3-アミノフェニル)テレフタルアミド、N,N’-ビス(4-アミノフェニル)イソフタルアミド、N,N’-ビス(3-アミノフェニル)イソフタルアミド、9,10-ビス(4-アミノフェニル)アントラセン、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ジフェニルスルホン、2,2’-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2’-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2’-ビス(4-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2’-ビス(3-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2’-ビス(3-アミノ-4-メチルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2’-ビス(4-アミノフェニル)プロパン、2,2’-ビス(3-アミノフェニル)プロパン、2,2’-ビス(3-アミノ-4-メチルフェニル)プロパン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)プロパン、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)プロパン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ブタン、1,4-ビス(3-アミノフェノキシ)ブタン、1,5-ビス(4-アミノフェノキシ)ペンタン、1,5-ビス(3-アミノフェノキシ)ペンタン、1,6-ビス(4-アミノフェノキシ)へキサン、1,6-ビス(3-アミノフェノキシ)へキサン、1,7-ビス(4-アミノフェノキシ)ヘプタン、1,7-(3-アミノフェノキシ)ヘプタン、1,8-ビス(4-アミノフェノキシ)オクタン、1,8-ビス(3-アミノフェノキシ)オクタン、1,9-ビス(4-アミノフェノキシ)ノナン、1,9-ビス(3-アミノフェノキシ)ノナン、1,10-(4-アミノフェノキシ)デカン、1,10-(3-アミノフェノキシ)デカン、1,11-(4-アミノフェノキシ)ウンデカン、1,11-(3-アミノフェノキシ)ウンデカン、1,12-(4-アミノフェノキシ)ドデカン、1,12-(3-アミノフェノキシ)ドデカン、ビス(4-アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(4-アミノ-3-メチルシクロヘキシル)メタン、1,3-ジアミノプロパン、1,4-ジアミノブタン、1,5-ジアミノペンタン、1,6-ジアミノへキサン、1,7-ジアミノヘプタン、1,8-ジアミノオクタン、1,9-ジアミノノナン、1,10-ジアミノデカン、1,11-ジアミノウンデカンまたは1,12-ジアミノドデカン、さらに、これらのアミノ基が2級のアミノ基であるジアミン化合物が挙げられる。
 また、ジアミン化合物の側鎖に疎水性の高い長鎖アルキル基を有するジアミン化合物を用いることもできる。
 本発明のその他ジアミン化合物は、本発明の特定重合体(A)および特定重合体(B)の溶媒への溶解性や液晶配向処理剤の塗布性、液晶配向膜とした場合における液晶配向性、電圧保持率、蓄積電荷などの特性に応じて、1種類または2種類以上を混合して使用することもできる。
 本発明の特定重合体(A)および特定重合体(B)、すなわち、これらポリイミド系重合体を作製するためのテトラカルボン酸成分としては、下記の式[3]で示されるテトラカルボン酸二無水物を用いることが好ましい。その際、式[3]で示されるテトラカルボン酸二無水物だけでなく、そのテトラカルボン酸誘導体であるテトラカルボン酸、テトラカルボン酸ジハライド化合物、テトラカルボン酸ジアルキルエステル化合物またはテトラカルボン酸ジアルキルエステルジハライド化合物を用いることもできる(式[3]で示されるテトラカルボン酸二無水物およびその誘導体を総称して特定テトラカルボン酸成分ともいう)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
(式[3]中、Zは下記の式[3a]~式[3k]で示される構造から選ばれる少なくとも1種の構造を示す)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
 式[3a]中、Z~Zは水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、塩素原子またはベンゼン環を示し、それぞれ同じであっても異なってもよい。
 式[3g]中、ZおよびZはそれぞれ独立して、水素原子またはメチル基を示し、それぞれ同じであっても異なってもよい。
 式[3]中のZのなかで、合成の容易さやポリマーを製造する際の重合反応性のし易さの点から、式[3a]、式[3c]~式[3g]または式[3k]で示される構造のテトラカルボン酸二無水物およびそのテトラカルボン酸誘導体が好ましい。より好ましいのは、式[3a]または式[3e]~式[3g]で示される構造のものである。特に好ましいのは、式[3a]、式[3e]または式[3f]で示される構造のテトラカルボン酸二無水物およびそのテトラカルボン酸誘導体である。
 本発明の特定重合体(A)および特定重合体(B)における特定テトラカルボン酸成分は、すべてのテトラカルボン酸成分100モル%中、1モル%~100モル%であることが好ましい。なかでも、5モル%~95モル%が好ましい。より好ましいのは、20モル%~80モル%である。
 本発明の特定テトラカルボン酸成分は、本発明の特定重合体(A)および特定重合体(B)の溶媒への溶解性や液晶配向処理剤の塗布性、液晶配向膜とした場合における液晶の配向性、電圧保持率、蓄積電荷などの特性に応じて、1種類または2種類以上を混合して使用することもできる。
 本発明の特定重合体(A)および特定重合体(B)のポリイミド系重合体には、本発明の効果を損なわない限りにおいて、特定テトラカルボン酸成分以外のその他のテトラカルボン酸成分を用いることもできる。
 その他のテトラカルボン酸成分としては、以下に示すテトラカルボン酸化合物、テトラカルボン酸二無水物、テトラカルボン酸ジハライド化合物、テトラカルボン酸ジアルキルエステル化合物またはテトラカルボン酸ジアルキルエステルジハライド化合物が挙げられる。
 すなわち、その他のテトラカルボン酸成分としては、1,2,5,6-ナフタレンテトラカルボン酸、1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸、1,2,5,6-アントラセンテトラカルボン酸、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸、2,3,3’,4-ビフェニルテトラカルボン酸、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)エーテル、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)スルホン、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)メタン、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)プロパン、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)プロパン、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)ジメチルシラン、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)ジフェニルシラン、2,3,4,5-ピリジンテトラカルボン酸、2,6-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)ピリジン、3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸、3,4,9,10-ペリレンテトラカルボン酸または1,3-ジフェニル-1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸などが挙げられる。
 本発明のその他のテトラカルボン酸成分は、本発明の特定重合体(A)および特定重合体(B)の溶媒への溶解性や液晶配向処理剤の塗布性、液晶配向膜とした場合における液晶配向性、電圧保持率、蓄積電荷などの特性に応じて、1種類または2種類以上を混合して使用することもできる。
<特定重合体(A)・特定重合体(B)の作製方法>
 本発明において、特定重合体(A)および特定重合体(B)、すなわち、これらのポリイミド系重合体を作製するための方法は特に限定されない。通常、ジアミン成分とテトラカルボン酸成分とを反応させて得られる。一般的には、テトラカルボン酸二無水物およびそのテトラカルボン酸の誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種のテトラカルボン酸成分と、1種または複数種のジアミン化合物からなるジアミン成分とを反応させて、ポリアミド酸を得る方法が挙げられる。具体的には、テトラカルボン酸二無水物と1級または2級のジアミン化合物とを重縮合させてポリアミド酸を得る方法、テトラカルボン酸と1級または2級のジアミン化合物とを脱水重縮合反応させてポリアミド酸を得る方法またはテトラカルボン酸ジハライドと1級または2級のジアミン化合物とを重縮合させてポリアミド酸を得る方法が用いられる。
 ポリアミド酸アルキルエステルを得るためには、カルボン酸基をジアルキルエステル化したテトラカルボン酸と1級または2級のジアミン化合物とを重縮合させる方法、カルボン酸基をジアルキルエステル化したテトラカルボン酸ジハライドと1級または2級のジアミン化合物とを重縮合させる方法またはポリアミド酸のカルボキシル基をエステルに変換する方法が用いられる。
 ポリイミドを得るには、前記のポリアミド酸またはポリアミド酸アルキルエステルを閉環させてポリイミドとする方法が用いられる。
 ジアミン成分とテトラカルボン酸成分との反応は、通常、ジアミン成分とテトラカルボン酸成分とを溶媒中で行う。その際に用いる溶媒としては、生成したポリイミド前駆体が溶解するものであれば特に限定されない。下記に、反応に用いる溶媒の具体例を挙げるが、これらの例に限定されるものではない。
 例えば、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドンまたはγ-ブチロラクトン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシドまたは1,3-ジメチル-イミダゾリジノンが挙げられる。また、ポリイミド前駆体の溶媒溶解性が高い場合は、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノンまたは下記の式[D-1]~式[D-3]で示される溶媒を用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
(式[D-1]中、Dは炭素数1~3のアルキレン基を示し、式[D-2]中、Dは炭素数1~3のアルキレン基を示し、式[D-3]中、Dは炭素数1~4のアルキレン基を示す)。
 これら溶媒は単独で使用しても、混合して使用してもよい。さらに、ポリイミド前駆体を溶解させない溶媒であっても、生成したポリイミド前駆体が析出しない範囲で、前記溶媒に混合して使用してもよい。また、溶媒中の水分は重合反応を阻害し、さらには生成したポリイミド前駆体を加水分解させる原因となるので、溶媒は脱水乾燥させたものを用いることが好ましい。
 ジアミン成分とテトラカルボン酸成分とを溶媒中で反応させる際には、ジアミン成分を溶媒に分散あるいは溶解させた溶液を攪拌させ、テトラカルボン酸成分をそのまま、または溶媒に分散あるいは溶解させて添加する方法、逆にテトラカルボン酸成分を溶媒に分散、あるいは溶解させた溶液にジアミン成分を添加する方法、ジアミン成分とテトラカルボン酸成分とを交互に添加する方法などが挙げられ、これらのいずれの方法を用いてもよい。また、ジアミン成分またはテトラカルボン酸成分を、それぞれ複数種用いて反応させる場合は、あらかじめ混合した状態で反応させてもよく、個別に順次反応させてもよく、さらに個別に反応させた低分子量体を混合反応させ重合体としてもよい。その際の重合温度は-20℃~150℃の任意の温度を選択することができるが、好ましくは-5℃~100℃の範囲である。また、反応は任意の濃度で行うことができるが、濃度が低すぎると高分子量の重合体を得ることが難しくなり、濃度が高すぎると反応液の粘性が高くなり過ぎて均一な攪拌が困難となる。そのため、好ましくは1~50質量%、より好ましくは5~30質量%である。反応初期は高濃度で行い、その後、溶媒を追加することができる。
 ポリイミド前駆体の重合反応においては、ジアミン成分の合計モル数とテトラカルボン酸成分の合計モル数の比は0.8~1.2であることが好ましい。通常の重縮合反応同様、このモル比が1.0に近いほど生成するポリイミド前駆体の分子量は大きくなる。
 本発明のポリイミドは前記のポリイミド前駆体を閉環させて得られるポリイミドであり、このポリイミドにおいては、アミド酸基の閉環率(イミド化率ともいう)は必ずしも100%である必要はなく、用途や目的に応じて任意に調整することができる。
 ポリイミド前駆体をイミド化させる方法としては、ポリイミド前駆体の溶液をそのまま加熱する熱イミド化またはポリイミド前駆体の溶液に触媒を添加する触媒イミド化が挙げられる。
 ポリイミド前駆体を溶液中で熱イミド化させる場合の温度は、100℃~400℃、好ましくは120℃~250℃であり、イミド化反応により生成する水を系外に除きながら行う方が好ましい。
 ポリイミド前駆体の触媒イミド化は、ポリイミド前駆体の溶液に、塩基性触媒と酸無水物とを添加し、-20℃~250℃、好ましくは0℃~180℃で攪拌することにより行うことができる。塩基性触媒の量はアミド酸基の0.5モル倍~30モル倍、好ましくは2モル倍~20モル倍であり、酸無水物の量はアミド酸基の1モル倍~50モル倍、好ましくは3モル倍~30モル倍である。塩基性触媒としてはピリジン、トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリブチルアミンまたはトリオクチルアミンなどを挙げることができ、なかでも、ピリジンは反応を進行させるのに適度な塩基性を持つので好ましい。酸無水物としては、無水酢酸、無水トリメリット酸または無水ピロメリット酸などを挙げることができ、中でも無水酢酸を用いると反応終了後の精製が容易となるので好ましい。触媒イミド化によるイミド化率は、触媒量と反応温度、反応時間を調節することにより制御することができる。
 ポリイミド前駆体またはポリイミドの反応溶液から、生成したポリイミド前駆体またはポリイミドを回収する場合には、反応溶液を溶媒に投入して沈殿させればよい。沈殿に用いる溶媒としてはメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、アセトン、ヘキサン、ブチルセルソルブ、ヘプタン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、ベンゼン、水などを挙げることができる。溶媒に投入して沈殿させたポリマーは濾過して回収した後、常圧あるいは減圧下で、常温あるいは加熱して乾燥することができる。また、沈殿回収した重合体を、溶媒に再溶解させ、再沈殿回収する操作を2回~10回繰り返すと、重合体中の不純物を少なくすることができる。この際の溶媒として、例えば、アルコール類、ケトン類または炭化水素などが挙げられ、これらの内から選ばれる3種類以上の溶媒を用いると、より一層精製の効率が上がるので好ましい。
<液晶配向処理剤>
 本発明の液晶配向処理剤は、液晶配向膜(樹脂被膜ともいう)を形成するための塗布溶液であり、特定重合体(A)、特定重合体(B)および溶媒を含有する液晶配向膜を形成するための塗布溶液である。
 本発明の特定重合体(A)は、ポリアミド酸、ポリアミド酸アルキルエステルおよびポリイミドのいずれのポリイミド系重合体を用いても良い。なかでも、ポリアミド酸アルキルエステルまたはポリイミドが好ましい。より好ましくは、ポリイミドである。具体的には、イミド化率が50%以上のポリイミドが好ましく、イミド化率が70%以上のポリイミドがより好ましい。
 本発明の特定重合体(B)は、ポリアミド酸、ポリアミド酸アルキルエステルおよびポリイミドのいずれのポリイミド系重合体を用いても良い。なかでも、ポリアミド酸またはポリアミド酸アルキルエステルが好ましい。より好ましくは、ポリアミド酸である。
 本発明の液晶配向処理剤における特定重合体(A)と特定重合体(B)の割合は、特定重合体(A)100質量部に対して、特定重合体(B)は、0.5質量部~950質量部が好ましい。なかでも、10質量部~900質量部が好ましく、より好ましいのは、10質量部~400質量部である。
 本発明の液晶配向処理剤におけるすべての重合体成分は、すべてが本発明の特定重合体(A)および特定重合体(B)であってもよく、それ以外の他の重合体が混合されていても良い。それ以外の重合体としては、本発明の窒素原子を有する構造を持たないポリイミド系重合体および特定構造(2)を持たないポリイミド系重合体が挙げられる。さらには、セルロース系重合体、アクリルポリマー、メタクリルポリマー、ポリスチレン、ポリアミドまたはポリシロキサンなども挙げられる。その際、それ以外の他の重合体の含有量は、本発明の特定重合体(A)および特定重合体(B)とを合わせた特定重合体100質量部に対して、0.5質量部~30質量部である。なかでも、1質量部~20質量部が好ましい。
 また、本発明の液晶配向処理剤中の溶媒の含有量は、70質量%~99.9質量%であることが好ましい。この含有量は、液晶配向処理剤の塗布方法や目的とする液晶配向膜の膜厚によって、適宜変更することができる。
 本発明の液晶配向処理剤に用いる溶媒は、特定重合体(A)および特定重合体(B)を溶解させる溶媒(良溶媒ともいう)であれば特に限定されない。下記に、良溶媒の具体例を挙げるが、これらの例に限定されるものではない。
 例えば、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン、ジメチルスルホキシド、γ-ブチロラクトン、1,3-ジメチル-イミダゾリジノン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノンまたは4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノンなどを挙げることができる。
 なかでも、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン、γ-ブチロラクトンを用いることが好ましい。
 さらに、特定重合体(A)および特定重合体(B)の溶媒への溶解性が高い場合は、前記式[D-1]~式[D-3]で示される溶媒を用いることが好ましい。
本発明の液晶配向処理剤における良溶媒は、液晶配向処理剤に含まれる溶媒全体の20質量%~99質量%であることが好ましい。なかでも、20質量%~90質量%が好ましい。より好ましいのは、30質量%~80質量%である。
 本発明の液晶配向処理剤は、本発明の効果を損なわない限り、液晶配向処理剤を塗布した際の液晶配向膜の塗膜性や表面平滑性を向上させる溶媒(貧溶媒ともいう)を用いることができる。下記に、貧溶媒の具体例を挙げるが、これらの例に限定されるものではない。
 例えば、エタノール、イソプロピルアルコール、1-ブタノール、2-ブタノール、イソブチルアルコール、tert-ブチルアルコール、1-ペンタノール、2-ペンタノール、3-ペンタノール、2-メチル-1-ブタノール、イソペンチルアルコール、tert-ペンチルアルコール、3-メチル-2-ブタノール、ネオペンチルアルコール、1-ヘキサノール、2-メチル-1-ペンタノール、2-メチル-2-ペンタノール、2-エチル-1-ブタノール、1-ヘプタノール、2-ヘプタノール、3-ヘプタノール、1-オクタノール、2-オクタノール、2-エチル-1-ヘキサノール、シクロヘキサノール、1-メチルシクロヘキサノール、2-メチルシクロヘキサノール、3-メチルシクロヘキサノール、1,2-エタンジオール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジヘキシルエーテル、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、1,2-ブトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、2-ペンタノン、3-ペンタノン、2-ヘキサノン、2-ヘプタノン、4-ヘプタノン、3-エトキシブチルアセタート、1-メチルペンチルアセタート、2-エチルブチルアセタート、2-エチルヘキシルアセタート、エチレングリコールモノアセタート、エチレングリコールジアセタート、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、2-(メトキシメトキシ)エタノール、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノイソアミルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、2-(ヘキシルオキシ)エタノール、フルフリルアルコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノブチルエーテル、1-(ブトキシエトキシ)プロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセタート、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセタート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセタート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセタート、エチレングリコールモノアセタート、エチレングリコールジアセタート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセタート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセタート、2-(2-エトキシエトキシ)エチルアセタート、ジエチレングリコールアセタート、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、乳酸メチル、乳酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n-ブチル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸メチルエチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸、3-メトキシプロピオン酸、3-メトキシプロピオン酸プロピル、3-メトキシプロピオン酸ブチル、乳酸メチルエステル、乳酸エチルエステル、乳酸n-プロピルエステル、乳酸n-ブチルエステル、乳酸イソアミルエステルまたは前記式[D-1]~式[D-3]で示される溶媒などを挙げることができる。
 なかでも、1-ヘキサノール、シクロヘキサノール、1,2-エタンジオール、1,2-プロパンジオール、プロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルまたはジプロピレングリコールジメチルエーテルを用いることが好ましい。
 これら貧溶媒は、液晶配向処理剤に含まれる溶媒全体の1質量%~80質量%であることが好ましい。なかでも、10質量%~80質量%が好ましい。より好ましいのは20質量%~70質量%である。
 本発明の液晶配向処理剤には、エポキシ基、イソシアネート基、オキセタン基またはシクロカーボネート基を有する架橋性化合物、ヒドロキシル基、ヒドロキシアルキル基および低級アルコキシアルキル基からなる群より選ばれる少なくとも1種の置換基を有する架橋性化合物、または重合性不飽和結合を有する架橋性化合物を導入することが好ましい。これら置換基や重合性不飽和結合は、架橋性化合物中に2個以上有する必要がある。
 エポキシ基またはイソシアネート基を有する架橋性化合物としては、例えば、ビスフェノールアセトングリシジルエーテル、フェノールノボラックエポキシ樹脂、クレゾールノボラックエポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレート、テトラグリシジルアミノジフェニレン、テトラグリシジル-m-キシレンジアミン、テトラグリシジル-1,3-ビス(アミノエチル)シクロヘキサン、テトラフェニルグリシジルエーテルエタン、トリフェニルグリシジルエーテルエタン、ビスフェノールヘキサフルオロアセトジグリシジルエーテル、1,3-ビス(1-(2,3-エポキシプロポキシ)-1-トリフルオロメチル-2,2,2-トリフルオロメチル)ベンゼン、4,4-ビス(2,3-エポキシプロポキシ)オクタフルオロビフェニル、トリグリシジル-p-アミノフェノール、テトラグリシジルメタキシレンジアミン、2-(4-(2,3-エポキシプロポキシ)フェニル)-2-(4-(1,1-ビス(4-(2,3-エポキシプロポキシ)フェニル)エチル)フェニル)プロパンまたは1,3-ビス(4-(1-(4-(2,3-エポキシプロポキシ)フェニル)-1-(4-(1-(4-(2,3-エポキシプロポキシ)フェニル)-1-メチルエチル)フェニル)エチル)フェノキシ)-2-プロパノールなどが挙げられる。
 オキセタン基を有する架橋性化合物は、下記の式[4A]で示すオキセタン基を少なくとも2個有する架橋性化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
 具体的には、国際公開公報WO2011/132751(2011.10.27公開)の58頁~59頁に掲載される式[4a]~式[4k]で示される架橋性化合物が挙げられる。
 シクロカーボネート基を有する架橋性化合物としては、下記の式[5A]で示されるシクロカーボネート基を少なくとも2個有する架橋性化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
 具体的には、国際公開公報WO2012/014898(2012.2.2公開)の76頁~82頁に掲載される式[5-1]~式[5-42]で示される架橋性化合物が挙げられる。
 ヒドロキシル基およびアルコキシル基からなる群より選ばれる少なくとも1種の置換基を有する架橋性化合物としては、例えば、ヒドロキシル基またはアルコキシル基を有するアミノ樹脂、例えば、メラミン樹脂、尿素樹脂、グアナミン樹脂、グリコールウリル-ホルムアルデヒド樹脂、スクシニルアミド-ホルムアルデヒド樹脂またはエチレン尿素-ホルムアルデヒド樹脂などが挙げられる。具体的には、アミノ基の水素原子がメチロール基またはアルコキシメチル基またはその両方で置換されたメラミン誘導体、ベンゾグアナミン誘導体、またはグリコールウリルを用いることができる。このメラミン誘導体またはベンゾグアナミン誘導体は、2量体または3量体として存在することも可能である。これらはトリアジン環1個当たり、メチロール基またはアルコキシメチル基を平均3個以上6個以下有するものが好ましい。
 このようなメラミン誘導体またはベンゾグアナミン誘導体の例としては、市販品のトリアジン環1個当たりメトキシメチル基が平均3.7個置換されているMX-750、トリアジン環1個当たりメトキシメチル基が平均5.8個置換されているMW-30(以上、三和ケミカル社製)やサイメル300、301、303、350、370、771、325、327、703、712などのメトキシメチル化メラミン、サイメル235、236、238、212、253、254などのメトキシメチル化ブトキシメチル化メラミン、サイメル506、508などのブトキシメチル化メラミン、サイメル1141のようなカルボキシル基含有メトキシメチル化イソブトキシメチル化メラミン、サイメル1123のようなメトキシメチル化エトキシメチル化ベンゾグアナミン、サイメル1123-10のようなメトキシメチル化ブトキシメチル化ベンゾグアナミン、サイメル1128のようなブトキシメチル化ベンゾグアナミン、サイメル1125-80のようなカルボキシル基含有メトキシメチル化エトキシメチル化ベンゾグアナミン(以上、三井サイアナミド社製)が挙げられる。また、グリコールウリルの例として、サイメル1170のようなブトキシメチル化グリコールウリル、サイメル1172のようなメチロール化グリコールウリルなど、パウダーリンク1174のようなメトキシメチロール化グリコールウリル等が挙げられる。
 ヒドロキシル基またはアルコキシル基を有するベンゼンまたはフェノール性化合物としては、例えば、1,3,5-トリス(メトキシメチル)ベンゼン、1,2,4-トリス(イソプロポキシメチル)ベンゼン、1,4-ビス(sec-ブトキシメチル)ベンゼンまたは2,6-ジヒドロキシメチル-p-tert-ブチルフェノールなどが挙げられる。
 より具体的には、国際公開公報WO2011/132751(2011.10.27公開)の62頁~66頁に掲載される、式[6-1]~式[6-48]で示される架橋性化合物が挙げられる。
 重合性不飽和結合を有する架橋性化合物としては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、トリ(メタ)アクリロイルオキシエトキシトリメチロールプロパンまたはグリセリンポリグリシジルエーテルポリ(メタ)アクリレートなどの重合性不飽和基を分子内に3個有する架橋性化合物、さらに、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイドビスフェノールA型ジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイドビスフェノール型ジ(メタ)アクリレート、1,6-へキサンジオールジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、フタル酸ジグリシジルエステルジ(メタ)アクリレートまたはヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレートなどの重合性不飽和基を分子内に2個有する架橋性化合物、加えて、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2-フェノキシ-2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-(メタ)アクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロピルフタレート、3-クロロ-2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、グリセリンモノ(メタ)アクリレート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルリン酸エステルまたはN-メチロール(メタ)アクリルアミド等の重合性不飽和基を分子内に1個有する架橋性化合物などが挙げられる。
 加えて、下記の式[7A]で示される化合物を用いることもできる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
(式[7A]中、Eはシクロヘキサン環、ビシクロヘキサン環、ベンゼン環、ビフェニル環、ターフェニル環、ナフタレン環、フルオレン環、アントラセン環またはフェナントレン環からからなる群から選ばれる基を示し、Eは下記の式[7a]または式[7b]から選ばれる基を示し、nは1~4の整数を示す)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
 上記化合物は架橋性化合物の一例であり、これらに限定されるものではない。また、本発明の液晶配向処理剤に用いる架橋性化合物は、1種類であってもよく、2種類以上組み合わせてもよい。
 本発明の液晶配向処理剤における、架橋性化合物の含有量は、すべての重合体成分100質量部に対して、0.1質量部~150質量部であることが好ましい。なかでも、架橋反応が進行し目的の効果を発現させるためには、すべての重合体成分100質量部に対して0.1質量部~100質量部が好ましい。より好ましいのは、1質量部~50質量部である。
 本発明の液晶配向処理剤は、本発明の効果を損なわない限り、液晶配向処理剤を塗布した際の液晶配向膜の膜厚の均一性や表面平滑性を向上させる化合物を用いることができる。
 液晶配向膜の膜厚の均一性や表面平滑性を向上させる化合物としては、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、ノ二オン系界面活性剤などが挙げられる。
 より具体的には、例えば、エフトップEF301、EF303、EF352(以上、トーケムプロダクツ社製)、メガファックF171、F173、R-30(以上、大日本インキ社製)、フロラードFC430、FC431(以上、住友スリーエム社製)、アサヒガードAG710、サーフロンS-382、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105、SC106(以上、旭硝子社製)などが挙げられる。
 これらの界面活性剤の使用割合は、液晶配向処理剤に含有されるすべての重合体成分100質量部に対して、好ましくは0.01質量部~2質量部、より好ましくは0.01質量部~1質量部である。
 さらに、本発明の液晶配向処理剤には、液晶配向膜中の電荷移動を促進して素子の電荷抜けを促進させる化合物として、国際公開公報WO2011/132751(2011.10.27公開)の69頁~73頁に掲載される、式[M1]~式[M156]で示される窒素含有複素環アミン化合物を添加することもできる。このアミン化合物は、液晶配向処理剤に直接添加しても構わないが、適当な溶媒で濃度0.1質量%~10質量%、好ましくは1質量%~7質量%の溶液にしてから添加することが好ましい。この溶媒としては、上述した特定重合体(A)および特定重合体(B)を溶解させる溶媒であれば特に限定されない。
 本発明の液晶配向処理剤には、上記の貧溶媒、架橋性化合物、樹脂被膜または液晶配向膜の膜厚の均一性や表面平滑性を向上させる化合物および電荷抜けを促進させる化合物の他に、本発明の効果が損なわれない範囲であれば、液晶配向膜の誘電率や導電性などの電気特性を変化させる目的の誘電体や導電物質を添加してもよい。
<液晶配向膜・液晶表示素子>
 本発明の液晶配向処理剤は、基板上に塗布、焼成した後、ラビング処理や光照射などで配向処理をして、液晶配向膜として用いることができる。また、垂直配向用途などの場合では配向処理なしでも液晶配向膜として用いることができる。この際に用いる基板としては、透明性の高い基板であれば特に限定されず、ガラス基板の他、アクリル基板やポリカーボネート基板などのプラスチック基板なども用いることができる。プロセスの簡素化の観点からは、液晶駆動のためのITO電極などが形成された基板を用いることが好ましい。また、反射型の液晶表示素子では、片側の基板のみにならばシリコンウェハなどの不透明な基板も使用でき、この場合の電極としてはアルミなどの光を反射する材料も使用できる。
 液晶配向処理剤の塗布方法は、特に限定されないが、工業的には、スクリーン印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷またはインクジェット法などで行う方法が一般的である。その他の塗布方法としては、ディップ法、ロールコータ法、スリットコータ法、スピンナー法またはスプレー法などがあり、目的に応じてこれらを用いてもよい。
 液晶配向処理剤を基板上に塗布した後は、ホットプレート、熱循環型オーブンまたはIR(赤外線)型オーブンなどの加熱手段により、液晶配向処理剤に用いる溶媒に応じて、30~300℃、好ましくは30~250℃の温度で溶媒を蒸発させて液晶配向膜とすることができる。焼成後の液晶配向膜の厚みは、厚すぎると液晶表示素子の消費電力の面で不利となり、薄すぎると液晶表示素子の信頼性が低下する場合があるので、好ましくは5~300nm、より好ましくは10~100nmである。液晶を水平配向や傾斜配向させる場合は、焼成後の液晶配向膜をラビングまたは偏光紫外線照射などで処理する。
 本発明の液晶表示素子は、上記した手法により、本発明の液晶配向処理剤から液晶配向膜付き基板を得た後、公知の方法で液晶セルを作製して液晶表示素子としたものである。
 液晶セルの作製方法としては、液晶配向膜の形成された一対の基板を用意し、片方の基板の液晶配向膜上にスペーサを散布し、液晶配向膜面が内側になるようにして、もう片方の基板を貼り合わせ、液晶を減圧注入して封止する方法、または、スペーサを散布した液晶配向膜面に液晶を滴下した後に基板を貼り合わせて封止を行う方法などが例示できる。
 以上のようにして、本発明の液晶配向処理剤は、液晶配向処理剤の保存安定性に優れ、かつ、液晶配向処理剤を基板上に塗布した際に、重合体成分の白化・凝集を抑制し、塗膜均一性に優れた液晶配向膜を得ることができる。加えて、初期特性が良好なことに加え、長時間光の照射に曝された後でも、電圧保持率の低下を抑制することができる液晶配向膜となる。よって、本発明の液晶配向処理剤から得られた液晶配向膜を有する液晶表示素子は、信頼性に優れたものとなり、大画面で高精細の液晶テレビや中小型のカーナビゲーションシステムやスマートフォンなどに好適に利用することができる。
 以下に実施例を挙げ、本発明をさらに詳しく説明するが、これらに限定されるものではない。
「本発明の合成例、実施例および比較例で用いる略語」
 合成例、実施例および比較例で用いる略語は、以下の通りである。
<本発明のポリイミド系重合体を作製するためのモノマー>
(本発明の特定ジアミン化合物(1))
 A1:下記の式[A1]で示されるジアミン化合物
 A2:下記の式[A2]で示されるジアミン化合物
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
(本発明の特定ジアミン化合物(2))
 B1:下記の式[B1]で示されるジアミン化合物
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
(その他ジアミン化合物)
 C1:p-フェニレンジアミン
 C2:下記の式[C2]で示されるジアミン化合物
 C3:下記の式[C3]で示されるジアミン化合物
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
(本発明の特定テトラカルボン酸成分)
 D1:1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物
 D2:ビシクロ[3,3,0]オクタン-2,4,6,8-テトラカルボン酸二無水物
 D3:下記の式[D3]で示されるテトラカルボン酸二無水物
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
(その他のテトラカルボン酸成分)
 E1:ピロメリット酸二無水物
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
「本発明に用いる架橋性化合物」
 K1:下記の式[K1]で示される架橋性化合物
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
「本発明に用いる溶媒」
 NMP:N-メチル-2-ピロリドン
 γ-BL:γ-ブチロラクトン
 BCS:エチレングリコールモノブチルエーテル
 DPM:ジプロピレングリコールモノメチルエーテル
「本発明のポリイミド系重合体の分子量の測定」
 合成例におけるポリイミド前駆体およびポリイミドの分子量は、常温ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)装置(GPC-101)(昭和電工社製)、カラム(KD-803,KD-805)(Shodex社製)を用いて、以下のようにして測定した。
 カラム温度:50℃
 溶離液:N,N’-ジメチルホルムアミド(添加剤として、臭化リチウム-水和物(LiBr・HO)が30mmol/L(リットル)、リン酸・無水結晶(o-リン酸)が30mmol/L、テトラヒドロフラン(THF)が10ml/L)
 流速:1.0ml/分
 検量線作成用標準サンプル:TSK 標準ポリエチレンオキサイド(分子量;約900,000、150,000、100,000および30,000)(東ソー社製)およびポリエチレングリコール(分子量;約12,000、4,000および1,000)(ポリマーラボラトリー社製)。
「本発明のポリイミドのイミド化率の測定」
 合成例におけるポリイミドのイミド化率は次のようにして測定した。ポリイミド粉末20mgをNMR(核磁気共鳴)サンプル管(NMRサンプリングチューブスタンダード,φ5(草野科学社製))に入れ、重水素化ジメチルスルホキシド(DMSO-d6,0.05質量%TMS(テトラメチルシラン)混合品)(0.53ml)を添加し、超音波をかけて完全に溶解させた。この溶液をNMR測定機(JNW-ECA500)(日本電子データム社製)にて500MHzのプロトンNMRを測定した。イミド化率は、イミド化前後で変化しない構造に由来するプロトンを基準プロトンとして決め、このプロトンのピーク積算値と、9.5ppm~10.0ppm付近に現れるアミド酸のNH基に由来するプロトンピーク積算値とを用い以下の式によって求めた。
 イミド化率(%)=(1-α・x/y)×100
 上記式において、xはアミド酸のNH基由来のプロトンピーク積算値、yは基準プロトンのピーク積算値、αはポリアミド酸(イミド化率が0%)の場合におけるアミド酸のNH基プロトン1個に対する基準プロトンの個数割合である。
「本発明のポリイミド系重合体の合成」
<合成例1>
 D3(13.5g,45.0mmol)、B1(2.69g,9.02mmol)、C1(3.40g,31.4mmol)およびC3(1.56g,4.48mmol)をNMP(84.7g)中で混合し、40℃で20時間反応させ、樹脂固形分濃度20質量%のポリアミド酸溶液を得た。このポリアミド酸の温度25℃における粘度は900mPa・sであった。
 得られたポリアミド酸溶液(80.0g)に、NMP(200.0g)を加え希釈した後、イミド化触媒として、無水酢酸(36.5g)およびピリジン(17.0g)を加え、40℃で3時間反応させた。この反応溶液をメタノール(1170ml)中に投入し、得られた沈殿物を濾別した。この沈殿物をメタノールで洗浄し、100℃で減圧乾燥しポリイミド粉末(1)を得た。このポリイミドのイミド化率は85%であり、数平均分子量は11,900、重量平均分子量は28,500であった。
<合成例2>
 D2(2.25g,8.99mmol)、D3(10.8g,36.0mmol)、B1(2.68g,8.98mmol)、C1(3.40g,31.4mmol)およびC3(1.57g,4.50mmol)をNMP(82.9g)中で混合し、40℃で24時間反応させ、樹脂固形分濃度20質量%のポリアミド酸溶液を得た。このポリアミド酸の温度25℃における粘度は980mPa・sであった。
 得られたポリアミド酸溶液(80.0g)に、NMP(200.0g)を加え希釈した後、イミド化触媒として、無水酢酸(37.2g)およびピリジン(17.3g)を加え、40℃で3時間反応させた。この反応溶液をメタノール(1170ml)中に投入し、得られた沈殿物を濾別した。この沈殿物をメタノールで洗浄し、100℃で減圧乾燥しポリイミド粉末(2)を得た。このポリイミドのイミド化率は65%であり、数平均分子量は10,200、重量平均分子量は21,500であった。
<合成例3>
 D1(3.92g,20.0mmol)、E1(3.66g,16.8mmol)、A2(2.55g,12.0mmol)およびC2(5.55g,28.0mmol)をNMP(44.2g)およびγ-BL(44.2g)中で混合し、25℃で2時間反応させ、樹脂固形分濃度15質量%のポリアミド酸溶液(3)を得た。このポリアミド酸の温度25℃における粘度は340mPa・sであった。また、このポリアミド酸の数平均分子量は14,200、重量平均分子量は29,900であった。
<合成例4>
 D1(3.92g,20.0mmol)、E1(3.66g,16.8mmol)、A1(2.39g,12.0mmol)およびC2(5.55g,28.0mmol)をNMP(44.2g)およびγ-BL(44.2g)中で混合し、25℃で2時間反応させ、樹脂固形分濃度15質量%のポリアミド酸溶液(4)を得た。このポリアミド酸の温度25℃における粘度は330mPa・sであった。また、このポリアミド酸の数平均分子量は13,300、重量平均分子量は27,900であった。
<合成例5>
 D1(5.65g,28.8mmol)、D3(2.40g,7.99mmol)、A1(6.38g,32.0mmol)およびC2(1.58g,7.97mmol)をNMP(44.2g)およびγ-BL(44.2g)中で混合し、25℃で2時間反応させ、樹脂固形分濃度10質量%のポリアミド酸溶液(5)を得た。このポリアミド酸の温度25℃における粘度は170mPa・sであった。また、このポリアミド酸の数平均分子量は16,700、重量平均分子量は35,700であった。
<合成例6>
 D3(14.4g,48.0mmol)、C1(4.67g,43.2mmol)およびC3(1.67g,4.79mmol)をNMP(83.0g)中で混合し、40℃で20時間反応させ、樹脂固形分濃度20質量%のポリアミド酸溶液を得た。このポリアミド酸の温度25℃における粘度は890mPa・sであった。
 得られたポリアミド酸溶液(80.0g)に、NMP(200.0g)を加え希釈した後、イミド化触媒として、無水酢酸(41.7g)およびピリジン(19.1g)を加え、40℃で3時間反応させた。この反応溶液をメタノール(1190ml)中に投入し、得られた沈殿物を濾別した。この沈殿物をメタノールで洗浄し、100℃で減圧乾燥しポリイミド粉末(6)を得た。このポリイミドのイミド化率は85%であり、数平均分子量は10,300、重量平均分子量は22,800であった。
<合成例7>
 D1(3.92g,20.0mmol)、E1(3.66g,16.8mmol)およびC2(7.93g,40.0mmol)をNMP(44.2g)およびγ-BL(44.2g)中で混合し、25℃で2時間反応させ、樹脂固形分濃度15質量%のポリアミド酸溶液(7)を得た。このポリアミド酸の温度25℃における粘度は330mPa・sであった。また、このポリアミド酸の数平均分子量は13,600、重量平均分子量は34,200であった。
 本発明のポリイミド系重合体を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000049
*1:ポリアミド酸。
「本発明の液晶配向処理剤の製造」
 下記する実施例1~実施例6および比較例1~比較例3では、液晶配向処理剤の製造例を記載する。また、この液晶配向処理剤は、評価のためにも使用される。
 本発明の液晶配向処理剤を表3および表4に示す。
 本発明の実施例および比較例で得られた液晶配向処理剤を用い、「液晶配向処理剤の保存安定性の評価」、「液晶配向処理剤の白化・凝集の評価」および「電圧保持率の評価」を行った。
「液晶配向処理剤の保存安定性の評価」
 本発明の実施例および比較例で得られた液晶配向処理剤を、細孔径1μmのメンブランフィルタで加圧濾過し、-15℃にて48時間保管した。その後、目視観察にて、液晶配向処理剤中の濁りや析出物の発生を確認した。
 表5および表6に、実施例および比較例で得られた結果を示す。なお、表中、濁りや析出物が見られず均一な溶液であったものを○とし、濁りや析出物が見られたものを×とした。
 また、上記-15℃にて48時間保管した液晶配向処理剤を、純水およびIPAにて洗浄を行った30×40mmITO電極付き基板(縦40mm×横30mm、厚さ0.7mm)のITO面にスピンコートし、ホットプレート上にて100℃で5分間加熱処理をして液晶配向膜付きのITO基板を作製した。そして、得られた液晶配向膜付き基板のピンホールの評価を行った。
 評価は、この基板をナトリウムランプの下で目視観察することで行った。具体的には、液晶配向膜付き基板上に観察されたピンホールの数を数え、ピンホールの数が少ないものほど、液晶配向処理剤中の析出物が少なく、本評価に優れるとした(表5および表6に、ピンホールの数を示す)。
 表5および表6に、実施例および比較例で得られた結果を示す。
「液晶配向処理剤の白化・凝集の評価」
 本発明の実施例および比較例で得られた液晶配向処理剤を、細孔径1μmのメンブランフィルタで加圧濾過し、100×100mmCr基板上に、1ml滴下した。その後、温度27℃、湿度65%の環境下で放置し、滴下した液晶配向処理剤に濁り(白化・凝集)が発生するまでの時間を測定した。
 評価は、濁りが発生するまでの時間が長いものほど、液晶配向処理剤の白化・凝集特性が良好とした(表5および表6に、時間を示す)。
 表5および表6に、実施例および比較例で得られた結果を示す。
「電圧保持率の評価」
 本発明の実施例および比較例で得られた液晶配向処理剤を、細孔径1μmのメンブランフィルタで加圧濾過し、純水およびIPAにて洗浄を行った40×30mmITO電極付き基板(縦40mm×横30mm、厚さ0.7mm)のITO面にスピンコートし、ホットプレート上にて80℃で90秒、IR(赤外線)型クリーンオーブンにて230℃で15分間加熱処理をして、膜厚が100nmのポリイミド液晶配向膜付きのITO基板を得た。
 このITO基板の塗膜面をロール径が120mmのラビング装置でコットン布を用いて、ロール回転数が1000rpm、ロール進行速度が35mm/sec、押し込み量が0.7mmの条件でラビング処理した。
 この液晶配向膜付きのITO基板を2枚用意し、液晶配向膜面を内側にして4μmのスペーサー挟んで組み合わせ、シール剤で周囲を接着して空セルを作製した。この空セルに減圧注入法によって、MLC-3018U(メルク・ジャパン社製)を注入し、注入口を封止して液晶セルを得た。
 得られた液晶セルを用いて、電圧保持率の評価を行った。具体的には、90℃の温度下で4Vの電圧を60μs印加し、166.7ms後の電圧を測定し、電圧がどのくらい保持できているかを電圧保持率(VHRともいう)として計算した。なお、測定は、電圧保持率測定装置(VHR-1)(東陽テクニカ社製)を使用し、Voltage:±1V、Pulse Width:60μs、Flame Period:166.7msの設定で行った。
 さらに、上記の液晶セル作製直後の電圧保持率の測定が終わった液晶セルに、卓上型UV硬化装置(HCT3B28HEX-1)(センライト社製)を用いて、365nm換算で5J/cmの紫外線を照射し、上記と同様の条件で電圧保持率の測定を行った。
 評価は、液晶セル作製直後の電圧保持率の値が高く、さらに、液晶セル作製直後の電圧保持率の値に対して、紫外線照射後の値の低下が小さいものほど、良好とした(表5および表6に、液晶セル作製直後および紫外線照射後のVHRの値を示す)。
 表5および表6に、実施例および比較例で得られた結果を示す。
<実施例1>
 合成例1の合成手法で得られたポリイミド粉末(1)(3.00g)に、NMP(11.0g)およびγ-BL(11.0g)を加え、50℃で20時間攪拌して溶解させた。この溶液に、NMP(4.00g)、γ-BL(6.00g)、BCS(10.0g)およびDPM(5.00g)を加え、50℃で20時間攪拌して、重合体溶液を得た。
 その一方、合成例3の合成手法で得られたポリアミド酸溶液(3)を樹脂固形分濃度が6質量%になるようにNMPを添加して、重合体溶液を得た。
 その後、前記2つの重合体溶液を混合し、その溶液にK1(0.15g)を加え、25℃で20時間攪拌して、液晶配向処理剤(1)を得た。この液晶配向処理剤に、濁りや析出などの異常は見られず、均一な溶液であることが確認された。
 得られた液晶配向処理剤(1)を用いて、「液晶配向処理剤の保存安定性の評価」、「液晶配向処理剤の白化・凝集の評価」および「電圧保持率の評価」を行った。
<実施例2>
 合成例1の合成手法で得られたポリイミド粉末(1)(3.00g)に、NMP(11.0g)およびγ-BL(11.0g)を加え、50℃で20時間攪拌して溶解させた。この溶液に、NMP(4.00g)、γ-BL(6.00g)、BCS(10.0g)およびDPM(5.00g)を加え、50℃で20時間攪拌して、重合体溶液を得た。
 その一方、合成例4の合成手法で得られたポリアミド酸溶液(4)を樹脂固形分濃度が6質量%になるようにNMPを添加して、重合体溶液を得た。
 その後、前記2つの重合体溶液を混合し、その溶液にK1(0.15g)を加え、25℃で20時間攪拌して、液晶配向処理剤(2)を得た。この液晶配向処理剤に、濁りや析出などの異常は見られず、均一な溶液であることが確認された。
 得られた液晶配向処理剤(2)を用いて、「液晶配向処理剤の保存安定性の評価」、「液晶配向処理剤の白化・凝集の評価」および「電圧保持率の評価」を行った。
<実施例3>
 合成例1の合成手法で得られたポリイミド粉末(1)(3.00g)に、NMP(11.0g)およびγ-BL(11.0g)を加え、50℃で20時間攪拌して溶解させた。この溶液に、NMP(4.00g)、γ-BL(6.00g)、BCS(10.0g)およびDPM(5.00g)を加え、50℃で20時間攪拌して、重合体溶液を得た。
 その一方、合成例5の合成手法で得られたポリアミド酸溶液(5)を樹脂固形分濃度が6質量%になるようにNMPを添加して、重合体溶液を得た。
 その後、前記2つの重合体溶液を混合し、その溶液にK1(0.15g)を加え、25℃で20時間攪拌して、液晶配向処理剤(3)を得た。この液晶配向処理剤に、濁りや析出などの異常は見られず、均一な溶液であることが確認された。
 得られた液晶配向処理剤(3)を用いて、「液晶配向処理剤の保存安定性の評価」、「液晶配向処理剤の白化・凝集の評価」および「電圧保持率の評価」を行った。
<実施例4>
 合成例2の合成手法で得られたポリイミド粉末(2)(3.00g)に、NMP(11.0g)およびγ-BL(11.0g)を加え、50℃で20時間攪拌して溶解させた。この溶液に、NMP(4.00g)、γ-BL(6.00g)、BCS(10.0g)およびDPM(5.00g)を加え、50℃で20時間攪拌して、重合体溶液を得た。
 その一方、合成例3の合成手法で得られたポリアミド酸溶液(3)を樹脂固形分濃度が6質量%になるようにNMPを添加して、重合体溶液を得た。
 その後、前記2つの重合体溶液を混合し、その溶液にK1(0.15g)を加え、25℃で20時間攪拌して、液晶配向処理剤(4)を得た。この液晶配向処理剤に、濁りや析出などの異常は見られず、均一な溶液であることが確認された。
 得られた液晶配向処理剤(4)を用いて、「液晶配向処理剤の保存安定性の評価」、「液晶配向処理剤の白化・凝集の評価」および「電圧保持率の評価」を行った。
<実施例5>
 合成例2の合成手法で得られたポリイミド粉末(2)(3.00g)に、NMP(11.0g)およびγ-BL(11.0g)を加え、50℃で20時間攪拌して溶解させた。この溶液に、NMP(4.00g)、γ-BL(6.00g)、BCS(10.0g)およびDPM(5.00g)を加え、50℃で20時間攪拌して、重合体溶液を得た。
 その一方、合成例4の合成手法で得られたポリアミド酸溶液(4)を樹脂固形分濃度が6質量%になるようにNMPを添加して、重合体溶液を得た。
 その後、前記2つの重合体溶液を混合し、その溶液にK1(0.15g)を加え、25℃で20時間攪拌して、液晶配向処理剤(5)を得た。この液晶配向処理剤に、濁りや析出などの異常は見られず、均一な溶液であることが確認された。
 得られた液晶配向処理剤(5)を用いて、「液晶配向処理剤の保存安定性の評価」、「液晶配向処理剤の白化・凝集の評価」および「電圧保持率の評価」を行った。
<実施例6>
 合成例2の合成手法で得られたポリイミド粉末(2)(3.00g)に、NMP(11.0g)およびγ-BL(11.0g)を加え、50℃で20時間攪拌して溶解させた。この溶液に、NMP(4.00g)、γ-BL(6.00g)、BCS(10.0g)およびDPM(5.00g)を加え、50℃で20時間攪拌して、重合体溶液を得た。
 その一方、合成例5の合成手法で得られたポリアミド酸溶液(5)を樹脂固形分濃度が6質量%になるようにNMPを添加して、重合体溶液を得た。
 その後、前記2つの重合体溶液を混合し、その溶液にK1(0.15g)を加え、25℃で20時間攪拌して、液晶配向処理剤(6)を得た。この液晶配向処理剤に、濁りや析出などの異常は見られず、均一な溶液であることが確認された。
 得られた液晶配向処理剤(6)を用いて、「液晶配向処理剤の保存安定性の評価」、「液晶配向処理剤の白化・凝集の評価」および「電圧保持率の評価」を行った。
<比較例1>
 合成例6の合成手法で得られたポリイミド粉末(6)(3.00g)に、NMP(11.0g)およびγ-BL(11.0g)を加え、50℃で20時間攪拌して溶解させた。この溶液に、NMP(4.00g)、γ-BL(6.00g)、BCS(10.0g)およびDPM(5.00g)を加え、50℃で20時間攪拌して、重合体溶液を得た。
 その一方、合成例7の合成手法で得られたポリアミド酸溶液(7)を樹脂固形分濃度が6質量%になるようにNMPを添加して、重合体溶液を得た。
 その後、前記2つの重合体溶液を混合し、その溶液にK1(0.15g)を加え、25℃で20時間攪拌して、液晶配向処理剤(7)を得た。この液晶配向処理剤に、濁りや析出などの異常は見られず、均一な溶液であることが確認された。
 得られた液晶配向処理剤(7)を用いて、「液晶配向処理剤の保存安定性の評価」、「液晶配向処理剤の白化・凝集の評価」および「電圧保持率の評価」を行った。
<比較例2>
 合成例1の合成手法で得られたポリイミド粉末(1)(3.00g)に、NMP(11.0g)およびγ-BL(11.0g)を加え、50℃で20時間攪拌して溶解させた。この溶液に、NMP(4.00g)、γ-BL(6.00g)、BCS(10.0g)およびDPM(5.00g)を加え、50℃で20時間攪拌して、重合体溶液を得た。
 その一方、合成例7の合成手法で得られたポリアミド酸溶液(7)を樹脂固形分濃度が6質量%になるようにNMPを添加して、重合体溶液を得た。
 その後、前記2つの重合体溶液を混合し、その溶液にK1(0.15g)を加え、25℃で20時間攪拌して、液晶配向処理剤(8)を得た。この液晶配向処理剤に、濁りや析出などの異常は見られず、均一な溶液であることが確認された。
 得られた液晶配向処理剤(8)を用いて、「液晶配向処理剤の保存安定性の評価」、「液晶配向処理剤の白化・凝集の評価」および「電圧保持率の評価」を行った。
<比較例3>
 合成例6の合成手法で得られたポリイミド粉末(6)(3.00g)に、NMP(11.0g)およびγ-BL(11.0g)を加え、50℃で20時間攪拌して溶解させた。この溶液に、NMP(4.00g)、γ-BL(6.00g)、BCS(10.0g)およびDPM(5.00g)を加え、50℃で20時間攪拌して、重合体溶液を得た。
 その一方、合成例3の合成手法で得られたポリアミド酸溶液(3)を樹脂固形分濃度が6質量%になるようにNMPを添加して、重合体溶液を得た。
 その後、前記2つの重合体溶液を混合し、その溶液にK1(0.15g)を加え、25℃で20時間攪拌して、液晶配向処理剤(9)を得た。この液晶配向処理剤に、濁りや析出などの異常は見られず、均一な溶液であることが確認された。
 得られた液晶配向処理剤(9)を用いて、「液晶配向処理剤の保存安定性の評価」、「液晶配向処理剤の白化・凝集の評価」および「電圧保持率の評価」を行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000050
*1:すべての重合体100質量部に対する特定重合体(A)の導入量(質量部)を示す。
*2:すべての重合体100質量部に対する特定重合体(B)の導入量(質量部)を示す。
*3:すべての溶媒100質量部に対するその他重合体の導入量(質量部)を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000051
*1:すべての重合体100質量部に対する特定重合体(A)の導入量(質量部)を示す。
*2:すべての重合体100質量部に対する特定重合体(B)の導入量(質量部)を示す。
*3:すべての溶媒100質量部に対するその他重合体の導入量(質量部)を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000052
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000053
 上記の結果からわかるように、本発明の実施例の液晶配向処理剤は、比較例の液晶配向処理剤に比べて、液晶配向処理剤の保存安定性に優れ、かつ、液晶配向処理剤を基板上に塗布した際に、重合体成分の白化・凝集を抑制することができた。加えて、初期特性が良好なことに加え、長時間光の照射に曝された後でも、電圧保持率の低下を抑制することができた。
 具体的には、本発明の特定重合体(A)と特定重合体(B)とを用いた液晶配向処理剤の実施例と、特定ジアミン化合物(1)を含まない重合体と特定ジアミン化合物(2)を含まない重合体とを用いた液晶配向処理剤の比較例、すなわち、実施例1と比較例1との比較である。この比較例は、対応する実施例に比べて、液晶配向処理剤を保管中に、濁りや析出物が発生しやすくなり、かつ、液晶配向処理剤を基板上に塗布した際に、重合体成分の白化・凝集が起こりやすくなった。加えて、電圧保持率に関しては、液晶セル作製直後の値に加え、長時間光の照射に曝された後の低下も大きくなった。
 さらには、本発明の特定重合体(A)と特定重合体(B)とを用いた液晶配向処理剤の実施例と、それらのどちらか一方しか用いていない液晶配向処理剤の実施例との比較、すなわち、実施例1と比較例2または比較例3との比較である。これら比較例では、前記と同様に、対応する実施例に比べて、液晶配向処理剤を保管中に、濁りや析出物が発生しやすくなり、かつ、液晶配向処理剤を基板上に塗布した際に、重合体成分の白化・凝集が起こりやすくなった。加えて、電圧保持率に関しては、液晶セル作製直後の値に加え、長時間光の照射に曝された後の低下も大きくなった。
 本発明の液晶配向処理剤は、液晶配向処理剤の保存安定性に優れ、かつ、液晶配向処理剤を基板上に塗布した際に、重合体成分の白化・凝集を抑制し、塗膜均一性に優れた液晶配向膜を提供することができる。加えて、初期特性が良好なことに加え、長時間光の照射に曝された後でも、電圧保持率の低下を抑制することができる液晶配向膜となる。
 よって、本発明の液晶配向処理剤から得られた液晶配向膜を有する液晶表示素子は、信頼性に優れたものとなり、大画面で高精細の液晶テレビや中小型のカーナビゲーションシステムやスマートフォンなどに好適に利用することができる。

Claims (19)

  1.  下記の(A)成分および(B)成分を含有する液晶配向処理剤。
    (A)成分:窒素原子を有する構造を有するポリイミド前駆体およびポリイミドから選ばれる少なくともいずれか一種を含有する重合体。
    (B)成分:下記の式[2]で示される構造を有するポリイミド前駆体およびポリイミドから選ばれる少なくともいずれか一種を含有する重合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (式[2]中、YおよびYはそれぞれ独立して、単結合、炭素数1~10のアルキレン基、-O-、-N(R)-(Rは水素原子または炭素数1~3のアルキレン基を示す)、-CON(R)-(Rは水素原子または炭素数1~3のアルキレン基を示す)、-N(R)CO-(Rは水素原子または炭素数1~3のアルキレン基を示す)、-CHO-、-COO-および-OCO-から選ばれる少なくとも1種の有機基を示し、YおよびYはそれぞれ独立して、炭素数1~10のアルキレン基を示し、YおよびYはそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~10のアルキレン基を示し、Yは酸素原子または硫黄原子を示す)。
  2.  前記(A)成分における窒素原子を有する構造が、下記の式[1a]~式[1c]で示される構造から選ばれる少なくとも1種の構造である請求項1に記載の液晶配向処理剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    (式[1a]中、Xはベンゼン環または窒素含有芳香族複素環を示し、Xは水素原子または炭素数1~12の脂肪族基で置換されたジ置換アミノ基を示し、式[1b]中、XおよびXはそれぞれ独立して、炭素原子を6~15個有し、かつベンゼン環を1~2個有する芳香族基を示し、XおよびXはそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~5のアルキレン基を示し、Xは炭素数2~5のアルキレン基またはビフェニル基を示し、mは0または1の整数を示し、式[1c]中、XおよびX10はそれぞれ独立して、下記の式[1c-a]および式[1c-b]で示される構造から選ばれる少なくとも1種の構造を示し、Xは炭素数1~5のアルキレン基またはベンゼン環を示す)。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
  3.  前記(A)成分の重合体が、下記の式[1-1]で示されるジアミン化合物を原料の一部に用いて得られる重合体である請求項1または請求項2に記載の液晶配向処理剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    (式[1-1]中、Xは前記式[1a]~式[1c]で示される構造から選ばれる少なくとも1種の構造を有する炭素数5~50の有機基を示し、AおよびAはそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~5のアルキレン基を示す)。
  4.  前記ジアミン化合物が、下記の式[1a-1]~式[1c-1]で示されるジアミン化合物を原料の一部に用いて得られる重合体である請求項3に記載の液晶配向処理剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
    (式[1a-1]中、Xはベンゼン環または窒素含有芳香族複素環を示し、Xは水素原子または炭素数1~12の脂肪族基で置換されたジ置換アミノ基を示し、式[1b-1]中、XおよびXはそれぞれ独立して、炭素原子を6~15個有し、かつベンゼン環を1~2個有する芳香族基を示し、XおよびXはそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~5のアルキレン基を示し、Xは炭素数2~5のアルキレン基またはビフェニル基を示し、mは0または1の整数を示し、式[1c-1]中、XおよびX10はそれぞれ独立して、前記式[1c-a]および式[1c-b]で示される構造から選ばれる少なくとも1種の構造を示し、Xは炭素数1~5のアルキレン基またはベンゼン環を示し、式[1a-1]~式[1c-1]中、A~Aはそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~5のアルキレン基を示す)。
  5.  前記ジアミン化合物が、下記の式[1-1a]~式[1-4a]で示されるジアミン化合物から選ばれる少なくとも1種のジアミン化合物である請求項4に記載の液晶配向処理剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
    (式[1-3a]中、Rは水素原子または炭素数1~5のアルキレン基を示し、式[1-4a]中、nは1~10の整数を示し、式[1-1a]~式[1-4a]中、A~Aはそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~5のアルキレン基を示す)。
  6.  前記(B)成分の重合体が、下記の式[2-1]で示されるジアミン化合物を原料の一部に用いて得られる重合体である請求項1~請求項5のいずれか一項に記載の液晶配向処理剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
    (式[2-1]中、Yは前記式[2]で示される構造を有する有機基を示し、AおよびAはそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~5のアルキレン基を示す)。
  7.  前記ジアミン化合物が、下記の式[2a]で示されるジアミン化合物を原料の一部に用いて得られる重合体である請求項6に記載の液晶配向処理剤。 
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
    (式[2a]中、YおよびYはそれぞれ独立して、単結合、炭素数1~10のアルキレン基、-O-、-N(R)-(Rは水素原子または炭素数1~3のアルキレン基を示す)、-CON(R)-(Rは水素原子または炭素数1~3のアルキレン基を示す)、-N(R)CO-(Rは水素原子または炭素数1~3のアルキレン基を示す)、-CHO-、-COO-および-OCO-から選ばれる少なくとも1種の有機基を示し、YおよびYはそれぞれ独立して、炭素数1~10のアルキレン基を示し、YおよびYはそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~10のアルキレン基を示し、Yは酸素原子または硫黄原子を示し、AおよびAはそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~5のアルキレン基を示す)。
  8.  前記ジアミン化合物が、下記の式[2-1a]~式[2-3a]で示されるジアミン化合物から選ばれる少なくとも1種のジアミン化合物である請求項7に記載の液晶配向処理剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
    (式[2-1a]~式[2-3a]中、A~Aはそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~5のアルキレン基を示す)。
  9.  前記(A)成分の重合体および(B)成分の重合体が、下記の式[3]で示されるテトラカルボン酸成分を用いて得られるポリイミド前駆体およびポリイミドから選ばれる少なくとも1種の重合体である請求項1~請求項8のいずれか一項に記載の液晶配向処理剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
    (式[3]中、Zは下記の式[3a]~式[3k]で示される構造から選ばれる少なくとも1種の構造を示す)。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
    (式[3a]中、Z~Zは水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、塩素原子またはベンゼン環を示し、それぞれ同じであっても異なってもよく、式[3g]中、ZおよびZは水素原子またはメチル基を示し、それぞれ同じであっても異なってもよい)。
  10.  前記テトラカルボン酸成分が、前記式[3]中のZが[3a]および式[3e]~式[3g]で示される構造から選ばれる少なくとも1種の構造のテトラカルボン酸成分である請求項9に記載の液晶配向処理剤。
  11.  前記(A)成分の重合体において、前記式[1a-1]~式[1c-1]で示されるジアミン化合物が、すべてのジアミン成分100モル%中、5モル%~95モル%である請求項4~請求項10のいずれか一項に記載の液晶配向処理剤。
  12.  前記(B)成分の重合体において、前記式[2a]で示されるジアミン化合物が、すべてのジアミン成分100モル%中、5モル%~95モル%である請求項7~請求項11のいずれか一項に記載の液晶配向処理剤。
  13.  前記(B)成分の重合体が、前記(A)成分の重合体100質量部に対して、0.5質量部~950質量部である請求項1~請求項12のいずれか一項に記載の液晶配向処理剤。
  14.  液晶配向処理剤の溶媒として、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドンおよびγ-ブチロラクトンから選ばれる少なくとも1種の溶媒を含有する請求項1~請求項13のいずれか一項に記載の液晶配向処理剤。
  15.  液晶配向処理剤の溶媒として、1-ヘキサノール、シクロヘキサノール、1,2-エタンジオール、1,2-プロパンジオール、プロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルおよびジプロピレングリコールジメチルエーテルから選ばれる少なくとも1種の溶媒を含有する請求項1~請求項14のいずれか一項に記載の液晶配向処理剤。
  16.  液晶配向処理剤中に、エポキシ基、イソシアネート基、オキセタン基またはシクロカーボネート基を有する架橋性化合物、ヒドロキシル基、ヒドロキシアルキル基または低級アルコキシアルキル基からなる群より選ばれる少なくとも1種の置換基を有する架橋性化合物、および重合性不飽和結合を有する架橋性化合物から選ばれる少なくとも1種の架橋性化合物を含む請求項1~請求項15のいずれか一項に記載の液晶配向処理剤。
  17.  請求項1~請求項16のいずれか一項に記載の液晶配向処理剤から得られる液晶配向膜。
  18.  請求項1~請求項16のいずれか一項に記載の液晶配向処理剤を用いて、インクジェット法にて得られる液晶配向膜。
  19.  請求項17または請求項18に記載の液晶配向膜を有する液晶表示素子。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102291426B1 (ko) * 2013-10-23 2021-08-18 닛산 가가쿠 가부시키가이샤 액정 배향제, 액정 배향막 및 액정 표시 소자
WO2018216664A1 (ja) * 2017-05-22 2018-11-29 日産化学株式会社 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子
CN111032828A (zh) * 2017-08-22 2020-04-17 捷恩智株式会社 液晶组合物、液晶显示元件以及液晶组合物在液晶显示元件中的应用
CN114058384A (zh) * 2021-11-26 2022-02-18 深圳市道尔顿电子材料有限公司 一种聚酰亚胺光取向剂溶液及其制备方法和光取向膜、液晶盒
CN114085680B (zh) * 2021-12-02 2023-09-05 深圳市道尔顿电子材料有限公司 一种适用于摩擦型ips的双层型聚酰亚胺液晶取向剂及其制备方法
CN114350381B (zh) * 2022-01-10 2023-09-05 深圳市道尔顿电子材料有限公司 一种液晶取向剂及制备方法和液晶取向膜及制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011136375A1 (ja) * 2010-04-30 2011-11-03 日産化学工業株式会社 液晶配向剤、液晶配向膜および液晶表示素子
WO2013081064A1 (ja) * 2011-11-29 2013-06-06 日産化学工業株式会社 液晶配向処理剤、液晶配向膜及びそれを用いた液晶表示素子

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4202987A (en) * 1977-12-09 1980-05-13 Ciba-Geigy Corporation Bis-anthranilates
JPH0237324A (ja) 1988-07-27 1990-02-07 Sanyo Electric Co Ltd ポリイミド配向膜の製造方法
CN102893206B (zh) * 2010-03-15 2015-04-01 日产化学工业株式会社 包含对末端进行了修饰的聚酰胺酸酯的液晶取向剂及液晶取向膜
JP5771948B2 (ja) * 2010-10-28 2015-09-02 日産化学工業株式会社 液晶配向剤、液晶配向膜、及び液晶表示素子
KR101878519B1 (ko) * 2010-10-28 2018-07-13 닛산 가가쿠 고교 가부시키 가이샤 액정 배향제, 및 액정 배향막
KR101962497B1 (ko) * 2011-09-30 2019-07-18 닛산 가가쿠 가부시키가이샤 액정 배향 처리제, 액정 배향막 및 액정 표시 소자

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011136375A1 (ja) * 2010-04-30 2011-11-03 日産化学工業株式会社 液晶配向剤、液晶配向膜および液晶表示素子
WO2013081064A1 (ja) * 2011-11-29 2013-06-06 日産化学工業株式会社 液晶配向処理剤、液晶配向膜及びそれを用いた液晶表示素子

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