WO2016076413A1 - 液晶配向処理剤、液晶配向膜及び液晶表示素子 - Google Patents

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WO2016076413A1
WO2016076413A1 PCT/JP2015/081948 JP2015081948W WO2016076413A1 WO 2016076413 A1 WO2016076413 A1 WO 2016076413A1 JP 2015081948 W JP2015081948 W JP 2015081948W WO 2016076413 A1 WO2016076413 A1 WO 2016076413A1
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WO
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ring
liquid crystal
group
carbon atoms
aligning agent
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Application number
PCT/JP2015/081948
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French (fr)
Inventor
橋本 淳
暁子 若林
徳俊 三木
保坂 和義
直樹 中家
Original Assignee
日産化学工業株式会社
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Publication date
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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers

Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal alignment treatment agent used in the production of a liquid crystal display element, a liquid crystal alignment film obtained from the liquid crystal alignment treatment agent, and a liquid crystal display element using the liquid crystal alignment film.
  • Liquid crystal display elements are now widely used as display devices that are thin and light.
  • a liquid crystal alignment film is used to determine the alignment state of the liquid crystal.
  • a liquid crystal alignment film used in the liquid crystal alignment film is required to have a high voltage holding ratio from the viewpoint of suppressing a decrease in contrast of the liquid crystal display element and reducing an afterimage phenomenon.
  • a compound containing one carboxylic acid group in the molecule, a compound containing one carboxylic anhydride group in the molecule, and the molecule One using a liquid crystal aligning agent containing a very small amount of a compound selected from compounds containing one tertiary amino group is known (see, for example, Patent Document 1).
  • liquid crystal display elements have become higher definition, there is a demand for reduction in contrast of liquid crystal display elements and suppression of display defects associated with long-term use.
  • liquid crystal alignment films using polyimide liquid crystal using liquid crystal alignment treatment agent added with alkoxysilane compound as a technique to enhance liquid crystal alignment and make display defects less likely to occur at the periphery of the liquid crystal display screen
  • An alignment film has been proposed (see, for example, Patent Document 2 or Patent Document 3).
  • JP-A-8-76128 Japanese Patent Laid-Open No. 61-171762 JP 11-119226 A
  • liquid crystal display elements are used for large-screen, high-definition liquid crystal televisions and in-vehicle applications such as car navigation systems and meter panels.
  • a backlight with a large calorific value may be used.
  • the liquid crystal alignment film is required to have high reliability from another point of view, that is, high stability to light from the backlight.
  • a burn-in defect also called line burn-in
  • the liquid crystal display element with high reliability cannot be obtained. Therefore, in the liquid crystal alignment film, in addition to good initial characteristics, for example, it is required that the voltage holding ratio does not easily decrease even after being exposed to light irradiation for a long time.
  • the usage environment is becoming harsher than before. That is, in addition to the conventional room temperature and low humidity environment, it may be used under high temperature and high humidity.
  • water tends to be mixed from between the sealant of the liquid crystal display element and the liquid crystal alignment film, and display unevenness is likely to occur near the frame of the liquid crystal display element. is there. Therefore, it is required that such display defects do not occur even under high temperature and high humidity conditions.
  • an object of the present invention is to provide a liquid crystal alignment film having the above characteristics. That is, an object of the present invention is to provide a liquid crystal alignment film that can suppress a decrease in voltage holding ratio even after being exposed to light irradiation for a long time. In addition, an object is to provide a liquid crystal alignment film in which display unevenness does not occur in the vicinity of the frame of the liquid crystal display element even under high temperature and high humidity conditions.
  • another object is to provide a liquid crystal display device having the liquid crystal alignment film, a liquid crystal alignment treatment agent that can provide the liquid crystal alignment film, and a composition used for the liquid crystal alignment treatment agent.
  • the present invention has the following gist.
  • Liquid crystal aligning agent containing the following (A) component, (B) component, and (C) component.
  • (A) component heteropolyacid.
  • Component (B) a polymer.
  • Component (C) A compound having a nitrogen-containing aromatic heterocycle in the molecule.
  • the polymer is at least one selected from the group consisting of acrylic polymer, methacrylic polymer, novolak resin, polyhydroxystyrene, polyimide precursor, polyimide, polyamide, polyester, cellulose, and polysiloxane. Or the liquid-crystal aligning agent as described in said (2).
  • liquid-crystal aligning agent as described in said (3) whose said polymer is the polyimide which imidized the polyimide precursor obtained by reaction of a diamine component and a tetracarboxylic acid component, or this polyimide precursor.
  • (Y 1 is a single bond, — (CH 2 ) a — (a is an integer of 1 to 15), —O—, —CH 2 O—, —CONH—, —NHCO—, —CON (CH 3 ) —, —N (CH 3 ) CO—, —COO—, and —OCO— represent at least one linking group selected from the group consisting of Y 2 is a single bond or — (CH 2 ) b — (b is 1 Y 3 is a single bond, — (CH 2 ) c — (c is an integer of 1 to 15), —O—, —CH 2 O—, —COO— and —.
  • Y 4 represents at least one selected from the group consisting of OCO—, wherein Y 4 has at least one divalent cyclic group selected from the group consisting of a benzene ring, a cyclohexane ring and a heterocyclic ring, or a carbon number of 17 to 17 having a steroid skeleton.
  • 51 represents a divalent organic group, and an arbitrary hydrogen atom on the cyclic group has 1 carbon atom.
  • Y 6 represents 1 carbon atom.
  • Y 7 is a single bond, —O—, —CH 2 O—, —CONH—, —NHCO—, —CON (CH 3 ) —, —N (CH 3 ) CO—, —COO— and —OCO—.
  • at least one linking group selected from the group consisting of Y 8 represents an alkyl group having 8 to 18 carbon atoms or a fluorine-containing alkyl group having 6 to 18 carbon atoms.
  • N1 represents an integer of 1 to 4.
  • Z 1 to Z 4 each independently represents at least one selected from the group consisting of a hydrogen atom, a methyl group, a chlorine atom and a benzene ring.
  • Z 5 and Z 6 each independently represent a hydrogen atom or methyl Group.
  • the compound of the component (C) has one primary amino group and a nitrogen-containing aromatic heterocyclic ring in the molecule, and the primary amino group is an aliphatic hydrocarbon group or non-aromatic
  • S 1 represents a divalent organic group having an aliphatic monovalent hydrogen group or a non-aromatic cyclic hydrocarbon group.
  • S 2 represents a nitrogen-containing heterocyclic ring.
  • S 3 represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a non-aromatic cyclic hydrocarbon group.
  • S 4 represents a single bond, —O—, —NH—, —S—, —SO 2 — and It represents at least one selected from the group consisting of divalent organic groups having 1 to 19 carbon atoms, and the total number of carbon atoms of S 3 and S 4 is 1 to 20.
  • S 5 represents a nitrogen-containing heterocyclic ring. .
  • S 3 is a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an unsaturated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cyclopropane ring, a cyclobutane ring, a cyclopentane ring, a cyclohexane ring, a cycloheptane ring, a cyclooctane Ring, cyclononane ring, cyclodecane ring, cycloundecane ring, cyclododecane ring, cyclotridecane ring, cyclotetradecane ring, cyclopentadecane ring, cyclohexadecane ring, cycloheptadecane ring, cyclooctadecane ring, cyclononadecane ring, cycloicosane ring, tricyclo One selected from the group consisting of an eicos
  • the liquid crystal aligning agent contains at least one solvent selected from the group consisting of N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone and ⁇ -butyrolactone. 12) The liquid-crystal aligning agent in any one of.
  • the liquid crystal aligning agent is 1-hexanol, cyclohexanol, 1,2-ethanediol, 1,2-propanediol, propylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether and the following formula [ D1] to the liquid crystal aligning agent according to any one of (1) to (13) above, which contains at least one solvent selected from the group consisting of solvents represented by formula [D3].
  • D 1 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
  • D 2 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
  • D 3 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • the liquid crystal aligning agent comprises a crosslinkable compound selected from the group consisting of an epoxy group, an isocyanate group, an oxetane group and a cyclocarbonate group, a hydroxyl group, a hydroxyalkyl group and an alkoxyalkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
  • the liquid crystal aligning agent according to any one of (1) to (14) above, which contains a crosslinkable compound selected from the group or a crosslinkable compound having a polymerizable unsaturated bond group.
  • a liquid crystal composition having a liquid crystal layer between a pair of substrates provided with electrodes and including a polymerizable compound that is polymerized by at least one of active energy rays and heat is disposed between the pair of substrates.
  • a liquid crystal display element comprising the liquid crystal alignment film according to (19).
  • a liquid crystal alignment film comprising a liquid crystal layer between a pair of substrates provided with electrodes and including a polymerizable group that is polymerized by at least one of active energy rays and heat is disposed between the pair of substrates.
  • the liquid crystal alignment film as described in (16) or (17) above, which is used for a liquid crystal display device produced through a step of polymerizing the polymerizable group while applying a voltage between the electrodes.
  • a liquid crystal display element comprising the liquid crystal alignment film according to (21).
  • the liquid crystal aligning agent containing the two specific compounds and polymer of the present invention can provide a liquid crystal alignment film capable of suppressing a decrease in voltage holding ratio even after being exposed to light irradiation for a long time. .
  • the present invention provides a liquid crystal aligning agent containing the following component (A), component (B) and component (C), a liquid crystal aligning film obtained using the liquid crystal aligning agent, and further the liquid crystal aligning film.
  • a liquid crystal display element Component (A): heteropolyacid (also referred to as a specific compound).
  • One of the factors that decrease the voltage holding ratio is that there are many ionic impurity components in the liquid crystal.
  • the ionic impurity component generated at that time is adsorbed by the specific compound, and the voltage holding ratio is lowered. It is thought to suppress.
  • numerator can raise said effect by the nitrogen-containing aromatic heterocyclic ring contained in the structure.
  • a polyimide precursor obtained by a reaction of a diamine component and a tetracarboxylic acid component or a polyimide obtained by imidizing the polyimide precursor is used as a polymer, and the diamine component in that case is represented by the formula [2-1] or
  • the diamine compound having the structure represented by the formula [2-2] is used for a liquid crystal display element of a vertical (VA: Vertical Alignment) mode, a PSA (Polymer Sustained Alignment) mode, and an SC-PVA mode
  • the structure represented by the formula [2-1] shows a rigid structure
  • a liquid crystal display device using a liquid crystal alignment film having this structure is stable to light such as ultraviolet rays and has a reduced voltage holding ratio. Generation of ionic impurities can be suppressed.
  • the liquid crystal display element provided with the liquid crystal alignment film obtained from the liquid crystal aligning agent in the present invention has excellent reliability and can be suitably used for a large-screen, high-definition liquid crystal television.
  • the specific compound in the present invention is a heteropolyacid.
  • the heteropolyacid is typically a heteroatom located at the center of a molecule represented by the Keggin type represented by the following formula [1-1] or the Dawson type chemical structure represented by the formula [1-2]. It is a polyacid obtained by condensing an isopolyacid that is an oxygen acid such as vanadium (V), molybdenum (Mo), or tungsten (W) with an oxygen acid of a different element.
  • oxygen acid of such a different element mainly include silicon (Si), phosphorus (P), and arsenic (As) oxygen acids.
  • heteropolyacid compound examples include phosphomolybdic acid, silicomolybdic acid, phosphotungstic acid, silicotungstic acid, and phosphotungstomolybdic acid, and these are preferably used in the present invention. Moreover, these may be used independently and may be used in combination of 2 or more types.
  • the heteropolyacid compound in this invention is available as a commercial item, and can also be synthesize
  • Heteropoly acids can be obtained as commercial products in the quantitative analysis such as elemental analysis, even if the number of elements is large or small from the structure represented by the general formula, or appropriately synthesized according to known synthesis methods. As long as it is, it can be used in the present invention.
  • phosphotungstic acid has a structure represented by the following formula [1a]
  • phosphomolybdic acid has a structure represented by the formula [1b].
  • the mass of the heteropolyacid defined in the present invention is not the mass of pure phosphotungstic acid (phosphotungstic acid content) in the synthesized product or commercially available product, but is a commercially available form and a known synthesis. In a form that can be isolated by the method, it means the total mass in a state containing hydration water and other impurities.
  • the polymer in the present invention may be at least one polymer selected from the group consisting of acrylic polymer, methacrylic polymer, novolak resin, polyhydroxystyrene, polyimide precursor, polyimide, polyamide, polyester, cellulose and polysiloxane. preferable. More preferred are polyimide precursors, polyimides or polysiloxanes. Particularly preferred are polyimide precursors and polyimides (also collectively referred to as specific polyimide polymers).
  • Specific polyimide polymer When using a specific polyimide polymer for the polymer of the present invention, they are preferably a polyimide precursor or a polyimide obtained by reacting a diamine component and a tetracarboxylic acid component.
  • the polyimide precursor has a structure represented by the following formula [A].
  • R 1 represents a tetravalent organic group.
  • R 2 represents a divalent organic group.
  • a 1 and A 2 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
  • a 3 And A 4 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an acetyl group, and nA represents a positive integer.
  • Examples of the diamine component include diamines having two primary or secondary amino groups in the molecule.
  • Examples of the tetracarboxylic acid component include tetracarboxylic acid compounds, tetracarboxylic dianhydrides, tetracarboxylic acid dihalide compounds, tetracarboxylic acid dialkyl ester compounds, and tetracarboxylic acid dialkyl ester dihalide compounds.
  • the specific polyimide polymer can be obtained relatively easily by using a tetracarboxylic dianhydride represented by the following formula [B] and a diamine represented by the following formula [C] as raw materials.
  • Polyamic acid composed of a structural formula of a repeating unit represented by the following formula [D] or polyimide obtained by imidizing the polyamic acid is preferable.
  • the polymer of the formula [D] obtained above by the usual synthesis method is added to the alkyl group having 1 to 8 carbon atoms of A 1 and A 2 represented by the formula [A] and the formula [A]. It is also possible to introduce an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an acetyl group of A 3 and A 4 shown.
  • a well-known thing can be used as a diamine component in this invention.
  • liquid crystal aligning agent of the present invention when used for a VA mode, PSA mode or SC-PVA mode liquid crystal display element, the following formula [2-1] or [2-2] It is preferable to use a diamine compound having a side chain structure (also referred to as a specific side chain structure).
  • Y 1 , Y 2 , Y 3 , Y 4 , Y 5 , Y 6 and n are as defined above. Among these, the following are preferred.
  • Y 1 is a single bond, — (CH 2 ) a — (a is an integer of 1 to 15), —O—, —CH 2 O— or — from the viewpoint of availability of raw materials and ease of synthesis. COO- is preferred. More preferred is a single bond, — (CH 2 ) a — (a is an integer of 1 to 10), —O—, —CH 2 O— or —COO—.
  • Y 2 is preferably a single bond or — (CH 2 ) b — (b is an integer of 1 to 10).
  • Y 3 is preferably a single bond, — (CH 2 ) c — (c is an integer of 1 to 15), —O—, —CH 2 O— or —COO— from the viewpoint of ease of synthesis. More preferred is a single bond, — (CH 2 ) c — (c is an integer of 1 to 10), —O—, —CH 2 O— or —COO—.
  • Y 4 is preferably an organic group having 17 to 51 carbon atoms having a benzene ring, a cyclohexane ring or a steroid skeleton from the viewpoint of ease of synthesis.
  • Y 5 is preferably a benzene ring or a cyclohexane ring.
  • Y 6 is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, a fluorine-containing alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 18 carbon atoms, or a fluorine containing group having 1 to 10 carbon atoms.
  • Alkoxyl groups are preferred. More preferably, it is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, or an alkoxyl group having 1 to 12 carbon atoms. Particularly preferred is an alkyl group having 1 to 9 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, or an alkoxyl group having 1 to 9 carbon atoms.
  • N is preferably 0 to 3 and more preferably 0 to 2 in view of availability of raw materials and ease of synthesis.
  • Y 1 , Y 2 , Y 3 , Y 4 , Y 5 , Y 6 and n are listed in Tables 6 to 47 on pages 13 to 34 of International Publication No. WO2011 / 132751 (published 2011.10.27). (2-1) to (2-629) listed in (1).
  • Y 1 to Y 6 in the present invention are shown as Y 1 to Y 6 , but Y 1 to Y 6 are read as Y 1 to Y 6 .
  • the organic group having 17 to 51 carbon atoms having a steroid skeleton in the present invention has 12 to 20 carbon atoms having a steroid skeleton.
  • An organic group having 12 to 25 carbon atoms having a steroid skeleton is to be read as an organic group having 17 to 51 carbon atoms having a steroid skeleton.
  • (2-25) to (2-96), (2-145) to (2-168), (2-217) to (2-240), (2-268) to (2-315) , (2-364) to (2-387), (2-436) to (2-483), or (2-603) to (2-615) are preferred.
  • Particularly preferred combinations are (2-49) to (2-96), (2-145) to (2-168), (2-217) to (2-240), (2-603) to (2- 606), (2-607) to (2-609), (2-611), (2-612) or (2-624).
  • Y 7 and Y 8 are as defined above, and among them, the following are preferable.
  • Y 7 is preferably a single bond, —O—, —CH 2 O—, —CONH—, —CON (CH 3 ) — or —COO—. More preferably, they are a single bond, —O—, —CONH— or —COO—.
  • Y 8 is preferably an alkyl group having 8 to 18 carbon atoms.
  • the specific side chain structure is preferably a structure represented by the formula [2-1] from the viewpoint that a high and stable liquid crystal vertical alignment can be obtained.
  • diamine compound having a specific side chain structure it is preferable to use a diamine compound represented by the following formula [2a] (also referred to as a specific side chain diamine compound).
  • Y represents a structure represented by the formula [2-1] or the formula [2-2].
  • N1 is preferably 1 from the viewpoint of ease of synthesis.
  • Specific examples of the specific side chain diamine compound having the specific side chain structure represented by the formula [2-1] include diamine compounds represented by the following formulas [2a-1] to [2a-31]. Can be mentioned.
  • R 1 represents at least one linking group selected from the group consisting of —O—, —OCH 2 —, —CH 2 O—, —COOCH 2 —, and —CH 2 OCO—.
  • R 2 represents each A linear or branched alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, a linear or branched alkoxyl group having 1 to 18 carbon atoms, a linear or branched fluorine-containing alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, or carbon Represents a linear or branched fluorine-containing alkoxyl group of formula 1 to 18.
  • R 3 consists of —COO—, —OCO—, —CONH—, —NHCO—, —COOCH 2 —, —CH 2 OCO—, —CH 2 O—, —OCH 2 — and —CH 2 —, respectively.
  • R 4 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, a linear or branched alkoxyl group having 1 to 18 carbon atoms, or a carbon number. 1 to 18 linear or branched fluorine-containing alkyl group, or C 1 to 18 linear or branched fluorine-containing alkoxyl group.
  • R 5 represents —COO—, —OCO—, —CONH—, —NHCO—, —COOCH 2 —, —CH 2 OCO—, —CH 2 O—, —OCH 2 —, —CH 2 —, — R 6 represents at least one linking group selected from the group consisting of O— and —NH—, wherein R 6 represents a fluorine group, a cyano group, a trifluoromethane group, a nitro group, an azo group, a formyl group, an acetyl group, an acetoxy group, respectively. And at least one selected from the group consisting of hydroxyl groups.
  • R 7 represents a linear or branched alkyl group having 3 to 12 carbon atoms, and the cis-trans isomerism of 1,4-cyclohexylene is a trans isomer.
  • R 8 represents a linear or branched alkyl group having 3 to 12 carbon atoms, and the cis-trans isomerism of 1,4-cyclohexylene is a trans isomer.
  • a 4 represents a linear or branched alkyl group having 3 to 18 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom.
  • a 3 represents a 1,4-cyclohexylene group or a 1,4-phenylene group.
  • a 2 represents an oxygen atom or —COO— * (where a bond marked with “*” is bonded to A 3 )
  • a 1 represents an oxygen atom or —COO— * (note that “*” is attached).
  • the bonded bond is bonded to (CH 2 ) a 2 ).
  • a 1 is an integer of 0 or 1.
  • a 2 represents an integer of 2 to 10.
  • a 3 represents an integer of 0 or 1.
  • preferred diamine compounds are those represented by formula [2a-1] to formula [2a-6], formula [2a-9] to formula [2a-13] or formula [2a-13]. 2a-22] to [2a-31].
  • Specific examples of the specific side chain diamine compound having the specific side chain structure represented by the formula [2-2] include diamine compounds represented by the following formulas [2a-32] to [2a-35]. Can be mentioned.
  • a 1 represents an alkyl group having 8 to 18 carbon atoms or a fluorine-containing alkyl group.
  • the specific diamine compound (2) When the specific diamine compound (2) is used in a VA mode, PSA mode or SC-PVA mode liquid crystal display element, it is preferably 10 to 70 mol% based on the total diamine component. More preferred is 20 to 70 mol%, and particularly preferred is 20 to 60 mol%.
  • the specific side chain type diamine compound may be one or more depending on properties such as the solubility of the specific polyimide polymer in the solvent, the liquid crystal alignment property when the liquid crystal alignment film is formed, or the electric characteristics of the liquid crystal display element. Two or more kinds can be mixed and used.
  • the specific side chain type diamine compound depends on the display mode of the liquid crystal display element, that is, TN (Twisted Nematic) mode, IPS (In-plane Switching) mode, VA mode, PSA mode and SC-PVA mode. It can be appropriately selected and used.
  • the diamine component for producing the specific polyimide polymer the following diamine compounds (also referred to as other diamine compounds) can be used.
  • diamine compounds represented by the following formulas [D1] to [DA15] can also be used.
  • L 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • N represents an integer of 1 to 5.
  • a diamine compound represented by the following formula [DA16] can also be used.
  • a 1 is —O—, —NH—, —N (CH 3 ) —, —CONH—, —NHCO—, —CH 2 O—, —OCO—, —CON (CH 3 ) — and —N (CH 3 )
  • a 2 is composed of a single bond, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a non-aromatic cyclic hydrocarbon group, and an aromatic hydrocarbon group.
  • a 3 represents a single bond, —O—, —NH—, —N (CH 3 ) —, —CONH—, —NHCO—, —COO—, —OCO—, —CON And at least one selected from the group consisting of (CH 3 ) —, —N (CH 3 ) CO—, and —O (CH 2 ) m — (m is an integer of 1 to 5),
  • a 4 represents nitrogen Represents an aromatic heterocycle containing p1 is an integer of 1 to 4)
  • diamine compounds may be used alone or in combination of two or more depending on the properties such as the solubility of the specific polyimide polymer in the solvent, the liquid crystal orientation when the liquid crystal alignment film is formed, or the electrical properties of the liquid crystal display element. Can be used.
  • tetracarboxylic dianhydride also referred to as a specific tetracarboxylic acid component
  • the tetracarboxylic acid component for producing the specific polyimide polymer is preferable to use a tetracarboxylic dianhydride (also referred to as a specific tetracarboxylic acid component) represented by the following formula [3] as the tetracarboxylic acid component for producing the specific polyimide polymer.
  • Z represents at least one structure selected from the group consisting of the structures represented by the formulas [3a] to [3k].
  • Z in the formula [3] is represented by the formula [3a], the formula [3c], the formula [3d], the formula [3e], from the viewpoint of ease of synthesis and polymerization reactivity when producing a polymer.
  • a structure represented by the formula [3f], the formula [3g] or the formula [3k] is preferable.
  • a structure represented by the formula [3a], the formula [3e], the formula [3f], the formula [3g], or the formula [3k] is more preferable.
  • a structure represented by the formula [3e], the formula [3f], the formula [3g], or the formula [3k] is particularly preferable.
  • the usage ratio of the specific tetracarboxylic acid component is preferably 1 mol% or more with respect to the total tetracarboxylic acid component. More preferably, it is 5 mol% or less. Particularly preferred is 10 mol% or more, and most preferred is 10 to 90 mol% from the viewpoint of suppressing a decrease in voltage holding ratio after exposure to light irradiation for a long time. .
  • the usage-amount is 20 mol% or more of the whole tetracarboxylic-acid component.
  • a desired effect can be obtained.
  • it is 30 mol% or more.
  • all of the tetracarboxylic acid component may be a tetracarboxylic acid component having a structure represented by the formula [3e], the formula [3f], the formula [3g], or the formula [3k].
  • tetracarboxylic acid component in the present invention other tetracarboxylic acid components other than the specific tetracarboxylic acid component can be used as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • pyromellitic acid 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic acid, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic acid, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic acid, 2 , 3,6,7-anthracenetetracarboxylic acid, 1,2,5,6-anthracenetetracarboxylic acid, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid, 2,3,3 ′, 4′- Biphenyltetracarboxylic acid, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether, 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic acid, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfone, bis (3,4- Dicarboxyphenyl) methane, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane, 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2,
  • the specific tetracarboxylic acid component and other tetracarboxylic acid components depend on the properties such as the solubility of the specific polyimide polymer in the solvent, the liquid crystal alignment when the liquid crystal alignment film is formed, or the electrical characteristics of the liquid crystal display element. 1 type (s) or 2 or more types can be mixed and used.
  • the method for producing the specific polyimide polymer is not particularly limited. Usually, it is obtained by reacting a diamine component and a tetracarboxylic acid component. In general, at least one tetracarboxylic acid component selected from the group consisting of tetracarboxylic dianhydride and its tetracarboxylic acid derivative is reacted with a diamine component consisting of one or more diamine compounds. And a method of obtaining a polyamic acid.
  • a method of obtaining polyamic acid by polycondensation of tetracarboxylic dianhydride and primary or secondary diamine compound dehydration polycondensation reaction of tetracarboxylic acid and primary or secondary diamine compound
  • a method of obtaining a polyamic acid by reacting a tetracarboxylic acid dihalide with a primary or secondary diamine compound is a method of obtaining a polyamic acid by reacting a tetracarboxylic acid dihalide with a primary or secondary diamine compound.
  • a method of polycondensing a tetracarboxylic acid obtained by dialkyl esterifying a carboxylic acid group with a primary or secondary diamine compound, a tetracarboxylic acid dihalide obtained by dialkyl esterifying a carboxylic acid group and 1 A method of reacting with a secondary or secondary diamine compound or a method of converting a carboxyl group of a polyamic acid into an ester is used.
  • polyimide In order to obtain polyimide, a method is used in which the polyamic acid or polyamic acid alkyl ester is cyclized to form polyimide.
  • the reaction between the diamine component and the tetracarboxylic acid component is usually carried out with the diamine component and the tetracarboxylic acid component in an organic solvent.
  • the organic solvent used at that time is not particularly limited as long as the produced polyimide precursor is dissolved. Although the specific example of the organic solvent used for reaction below is given, it is not limited to these examples.
  • N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, ⁇ -butyrolactone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide or 1,3-dimethyl-imidazolidinone Can be mentioned.
  • the solvent solubility of the polyimide precursor is high, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, or the following formulas [D-1] to [D-3]
  • the indicated solvents can be used.
  • D 1 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
  • D 2 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
  • D 3 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • the solution in which the diamine component is dispersed or dissolved in the organic solvent is stirred, and the tetracarboxylic acid component is added as it is, or dispersed in the organic solvent or Examples include a method of adding by dissolving, a method of adding a diamine component to a solution obtained by dispersing or dissolving a tetracarboxylic acid component in an organic solvent, and a method of adding a diamine component and a tetracarboxylic acid component alternately. Any of these methods may be used.
  • the polymerization temperature can be selected from -20 ° C to 150 ° C, but is preferably in the range of -5 ° C to 100 ° C.
  • the reaction can be carried out at any concentration, but if the concentration is too low, it is difficult to obtain a high molecular weight polymer, and if the concentration is too high, the viscosity of the reaction solution becomes too high and uniform stirring is difficult. It becomes. Therefore, it is preferably 1 to 50% by mass, more preferably 5 to 30% by mass.
  • the initial stage of the polymerization reaction can be performed at a high concentration, and then an organic solvent can be added.
  • the ratio of the total number of moles of the diamine component to the total number of moles of the tetracarboxylic acid component is preferably 0.8 to 1.2. Similar to the normal polymerization reaction, the closer the molar ratio is to 1.0, the higher the molecular weight of the polyimide precursor produced.
  • Polyimide is a polyimide obtained by ring closure of the polyimide precursor, and the ring closure rate (also referred to as imidation rate) of the amic acid group does not necessarily need to be 100%, and can be arbitrarily adjusted according to the application and purpose. can do.
  • the specific polyimide-type polymer in this invention is the polyimide which imidated the polyimide precursor.
  • the imidation ratio is preferably 40 to 90%. More preferred is 50 to 90%.
  • Examples of the method for imidizing the polyimide precursor include thermal imidization in which the polyimide precursor solution is heated as it is, or catalytic imidization in which a catalyst is added to the polyimide precursor solution.
  • the temperature when the polyimide precursor is thermally imidized in the solution is 100 ° C. to 400 ° C., preferably 120 ° C. to 250 ° C., and it is preferable to carry out while removing water generated by the imidation reaction from the system.
  • the catalyst imidation of the polyimide precursor can be performed by adding a basic catalyst and an acid anhydride to the polyimide precursor solution and stirring at -20 to 250 ° C, preferably 0 to 180 ° C.
  • the amount of the basic catalyst is 0.5 to 30 mol times, preferably 2 to 20 mol times of the amic acid group, and the amount of the acid anhydride is 1 to 50 mol times, preferably 3 to 30 mol of the amido acid group. Is double.
  • the basic catalyst include pyridine, triethylamine, trimethylamine, tributylamine, and trioctylamine. Of these, pyridine is preferable because it has a basicity suitable for advancing the reaction.
  • Examples of the acid anhydride include acetic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, and the like. Of these, use of acetic anhydride is preferable because purification after completion of the reaction is facilitated.
  • the imidation ratio by catalytic imidation can be controlled by adjusting the amount of catalyst, reaction temperature and reaction time.
  • 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 recovered by filtration, and then dried at normal temperature or under reduced pressure at room temperature or by heating.
  • the impurities in the polymer can be reduced.
  • the solvent at this time include alcohols, ketones, and hydrocarbons, and it is preferable to use three or more kinds of solvents selected from these because purification efficiency is further improved.
  • the molecular weight of the polyimide-based polymer is the weight average molecular weight measured by GPC (Gel Permeation Chromatography) method when considering the strength of the liquid crystal alignment film obtained therefrom, the workability at the time of forming the liquid crystal alignment film, and the coating properties. It is preferably 5,000 to 1,000,000. Of these, 10,000 to 150,000 is preferable.
  • the specific polyimide-based polymer in the present invention is a polyimide obtained by catalytic imidization of the above polyimide precursor from the viewpoint that it can suppress a decrease in voltage holding ratio even after being exposed to light irradiation for a long time. It is preferable that The imidation ratio at that time is preferably in the above-described range.
  • the component (C) in the present invention is a compound having a nitrogen-containing aromatic heterocycle in the molecule, and in particular, has one primary amino group and a nitrogen-containing aromatic heterocycle in the molecule, and
  • the primary amino group is preferably an amine compound (also referred to as a specific amine compound) in which an aliphatic hydrocarbon group or a non-aromatic cyclic hydrocarbon group is bonded.
  • this specific amine compound has only one amino group in the molecule, problems such as polymer precipitation and gelation occur when preparing the liquid crystal alignment treatment agent or during storage of the liquid crystal alignment treatment agent. The possibility can be avoided.
  • the amino group contained in the specific amine compound is a non-aromatic ring that does not contain a divalent aliphatic hydrocarbon group or aromatic hydrocarbon in the molecule, from the viewpoint of salt formation with a polymer and ease of coupling reaction. It must be bonded to a hydrocarbon group.
  • the aliphatic hydrocarbon group examples include a linear alkylene group, an alkylene group having a branched structure, or a divalent hydrocarbon group having an unsaturated bond. More preferably, the aliphatic hydrocarbon group has 1 to 20 carbon atoms. Particularly preferred are those having 1 to 15 carbon atoms, and most preferred are those having 1 to 10 carbon atoms.
  • non-aromatic cyclic hydrocarbon group examples include cyclopropane ring, cyclobutane ring, cyclopentane ring, cyclohexane ring, cycloheptane ring, cyclooctane ring, cyclononane ring, cyclodecane ring, cycloundecane ring, cyclododecane ring, Cyclotridecane ring, cyclotetradecane ring, cyclopentadecane ring, cyclohexadecane ring, cycloheptadecane ring, cyclooctadecane ring, cyclononadecane ring, cycloicosane ring, tricycloeicosane ring, tricyclodecosan ring, bicycloheptane ring, decahydro A naphthalene ring, a norbornene ring, de
  • a cyclic non-aromatic cyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms More preferred is a cyclic non-aromatic cyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms. A ring having 3 to 15 carbon atoms is particularly preferable, and a ring having 3 to 10 carbon atoms is most preferable.
  • the nitrogen-containing aromatic heterocycle contained in the specific amine compound is a nitrogen-containing aromatic heterocycle having a structure represented by the following formula [4-a], formula [4-b] or formula [4-c]. is there.
  • (M represents a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms).
  • nitrogen-containing aromatic heterocycle examples include pyrrole ring, imidazole ring, oxazole ring, thiazole ring, pyrazole ring, pyridine ring, pyrimidine ring, quinoline ring, pyrazoline ring, isoquinoline ring, carbazole ring, purine ring, thiadiazole ring , Pyridazine ring, pyrazoline ring, triazine ring, pyrazolidine ring, triazole ring, pyrazine ring, benzimidazole ring, benzimidazole ring, thionoline ring, phenanthroline ring, indole ring, quinoxaline ring, benzothiazole ring, phenothiazine ring, oxadiazole ring Or an acridine ring etc. can be mentioned.
  • the carbon atom of these nitrogen-containing aromatic heterocycles may have a substituent containing
  • a more preferred specific amine compound is a compound represented by the following formula [4a-1].
  • S 1 represents a divalent organic group having an aliphatic hydrocarbon group or a non-aromatic cyclic hydrocarbon group.
  • an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a non-aromatic cyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms is preferable.
  • aliphatic hydrocarbon groups having 1 to 15 carbon atoms, cyclopropane ring, cyclobutane ring, cyclopentane ring, cyclohexane ring, cycloheptane ring, cyclooctane ring, cyclononane ring, cyclodecane ring, cycloundecane ring, cyclo A dodecane ring, a cyclotridecane ring, a cyclotetradecane ring, a norbornene ring, or an adamantane ring.
  • Particularly preferred is a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
  • S 2 represents a nitrogen-containing aromatic heterocycle, and contains the structure represented by the formula [4-a], the formula [4-b] or the formula [4-c] as described above.
  • pyrrole ring imidazole ring, pyrazole ring, pyridine ring, pyrimidine ring, pyridazine ring, triazine ring, triazole ring, pyrazine ring, benzimidazole ring, benzimidazole ring, quinoxaline ring, azepine ring, diazepine ring, naphthyridine ring
  • a phenazine ring or a phthalazine ring is preferred.
  • S 1 in the formula [4a-1] is S 2 is preferably bonded to a substituent that is not adjacent to Formula [4-a], Formula [4-b], or Formula [4-c].
  • S 1 is an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a non-aromatic cyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms
  • S 2 is a pyrrole ring, imidazole ring, pyrazole ring, pyridine ring, pyrimidine ring, pyridazine ring, triazine ring, triazole ring, pyrazine ring, benzimidazole ring, benzimidazole ring, quinoxaline ring, azepine ring, diazepine ring, naphthyridine ring, It is a phenazine ring or a phthalazine ring.
  • a more preferred specific amine compound is an amine compound represented by the following formula [4a-2].
  • S 3 , S 4 and S 5 are as defined above, and among them, the following are preferable.
  • S 3 is a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an unsaturated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cyclopropane ring, a cyclobutane ring, a cyclopentane ring, a cyclohexane ring, a cycloheptane ring, a cyclooctane ring, Cyclononane ring, cyclodecane ring, cycloundecane ring, cyclododecane ring, cyclotridecane ring, cyclotetradecane ring, cyclopentadecane ring, cyclohexadecane ring, cycloheptadecane ring, cyclooctadecane ring, cyclononadecane ring, cycloicosane ring, tricycloeicosane A ring, a tri
  • S 4 is a single bond, —O—, —NH—, —S—, —SO 2 —, a hydrocarbon group having 1 to 19 carbon atoms, —CO—O—, —O—CO—, —CO—NH.
  • S 5 is a pyrrole ring, imidazole ring, oxazole ring, thiazole ring, pyrazole ring, pyridine ring, pyrimidine ring, quinoline ring, pyrazoline ring, isoquinoline ring, carbazole ring, purine ring, thiadiazole ring, pyridazine ring, pyrazoline ring, triazine A ring, pyrazolidine ring, triazole ring, pyrazine ring, benzimidazole ring, benzimidazole ring, thionoline ring, phenanthroline ring, indole ring, quinoxaline ring, benzothiazole ring, phenothiazine ring, oxadiazole ring or acridine ring are preferred.
  • S 4 in the formula [4a-2] is S 5. Is preferably bonded to a carbon atom not adjacent to the formula [4-a], the formula [4-b] or the formula [4-c].
  • Specific examples of the specific amine compound in the present invention include amine compounds represented by the following formulas [M1] to [M156].
  • Formula [M10], Formula [M11], Formula [M14], Formula [M16], Formula [M17], Formula [M19], Formula [M20], Formula [M35], Formula [M36], Formula [ M40], Formula [M49], Formula [M50], Formula [M52], Formula [M60], Formula [62], Formula [M68], Formula [M69], Formula [M76], Formula [M77], Formula [ M82], Formula [M100], Formula [M101], Formula [M108], Formula [M109], Formula [M118], Formula [M120], Formula [M121], Formula [M128], Formula [M135], Formula [M M136], formula [M140] or formula [M143] is preferred.
  • These specific amine compounds may be used alone or in combination of two or more according to properties such as solubility of the specific amine compound in a solvent, liquid crystal alignment when the liquid crystal alignment film is formed, or electrical characteristics of the liquid crystal display element. Can be used.
  • the liquid crystal aligning agent of the present invention is a coating solution for forming a liquid crystal alignment film (also referred to as a resin film), and for forming a liquid crystal alignment film containing a specific compound, a polymer, a specific amine compound and a solvent. It is a coating solution.
  • the use ratio of the specific compound in the liquid crystal alignment treatment agent is preferably as follows. That is, it is preferably 1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of all the polymers. More preferred is 1 to 20 parts by mass, and particularly preferred is 3 to 15 parts by mass.
  • the specific compound may be added directly to a solution containing a polymer and a solvent, or may be added after diluting with a suitable solvent to form a solution.
  • the ratio of the specific amine compound used in the liquid crystal alignment treatment agent is preferably as follows. That is, it is preferably 1 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of all the polymers. More preferred is 1 to 30 parts by mass, and particularly preferred is 1 to 20 parts by mass.
  • the specific amine compound may be added directly to the solution containing the polymer and the solvent, but it is preferable to add the specific amine compound after forming a solution having a concentration of 0.1 to 10% by mass with an appropriate solvent.
  • the solvent at this time include a solvent in which the above-described specific polyimide polymer is dissolved.
  • the solution containing the specific amine compound and the polymer it is preferable to heat the solution containing the specific amine compound and the polymer after adding the specific amine compound.
  • the case where a specific polyimide polymer is used as the polymer is more preferable.
  • the temperature for heating is preferably 10 to 100 ° C., and more preferably 20 to 80 ° C.
  • the polymer component in the liquid crystal aligning agent it is preferable to use a specific polyimide polymer, but other polymers may be mixed.
  • the content of the other polymer is preferably 0.5 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the specific polyimide polymer. More preferred is 1 to 10 parts by mass.
  • the other polymer include the above-mentioned acrylic polymer, methacrylic polymer, novolac resin, polyhydroxystyrene, polyamide, polyester, cellulose, and polysiloxane.
  • the solvent in the liquid crystal aligning agent is preferably 70 to 99.9% by mass in terms of forming a uniform liquid crystal aligning film by coating. This content can be appropriately changed depending on the film thickness of the target liquid crystal alignment film.
  • the solvent used for the liquid crystal aligning agent is not particularly limited as long as it is a solvent (also referred to as a good solvent) that dissolves the polymer.
  • a solvent also referred to as a good solvent
  • the specific example of the good solvent at the time of using a specific polyimide polymer is given to the following, it is not limited to these examples.
  • N-methyl-2-pyrrolidone N-ethyl-2-pyrrolidone or ⁇ -butyrolactone is preferably used.
  • the proportion of the good solvent used in the liquid crystal aligning agent is preferably 10 to 100% by mass of the total solvent contained in the liquid crystal aligning agent. More preferred is 20 to 90% by mass, and particularly preferred is 30 to 80% by mass.
  • a solvent also referred to as a poor solvent
  • a poor solvent that improves the coating properties and surface smoothness of the liquid crystal alignment film when the liquid crystal alignment treatment agent is applied is used as the liquid crystal alignment treatment agent. It can.
  • a poor solvent is given to the following, it is not limited to these examples.
  • ethanol isopropyl alcohol, 1-butanol, 2-butanol, isobutyl alcohol, tert-butyl alcohol, 1-pentanol, 2-pentanol, 3-pentanol, 2-methyl-1-butanol, isopentyl alcohol, tert-pentyl alcohol, 3-methyl-2-butanol, neopentyl alcohol, 1-hexanol, 2-methyl-1-pentanol, 2-methyl-2-pentanol, 2-ethyl-1-butanol, 1-heptanol 2-heptanol, 3-heptanol, 1-octanol, 2-octanol, 2-ethyl-1-hexanol, cyclohexanol, 1-methylcyclohexanol, 2-methylcyclohexanol, 3-methylcyclohexanol, 1,2- Ethane All, 1,2-propanediol, 1,3-propan
  • 1-hexanol, cyclohexanol, 1,2-ethanediol, 1,2-propanediol, propylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, or the above formulas [D-1] to [D ⁇ 3] is preferably used.
  • the proportion of these poor solvents used is preferably 1 to 70% by mass of the total solvent contained in the liquid crystal aligning agent. More preferred is 1 to 60% by mass, and particularly preferred is 5 to 60% by mass.
  • the liquid crystal aligning agent of the present invention comprises a crosslinkable compound selected from the group consisting of an epoxy group, an isocyanate group, an oxetane group and a cyclocarbonate group, a hydroxyl group, a hydroxyalkyl group and an alkoxyalkyl group having 1 to 3 carbon atoms. It is preferable to introduce a crosslinkable compound selected from the group or a crosslinkable compound having a polymerizable unsaturated bond group (also collectively referred to as a specific crosslinkable compound). In that case, it is necessary to have two or more of these groups in the compound.
  • crosslinkable compound having an epoxy group or an isocyanate group examples include bisphenolacetone glycidyl ether, phenol novolac epoxy resin, cresol novolac epoxy resin, triglycidyl isocyanurate, tetraglycidylaminodiphenylene, tetraglycidyl-m-xylenediamine, tetra Glycidyl-1,3-bis (aminoethyl) cyclohexane, tetraphenyl glycidyl ether ethane, triphenyl glycidyl ether ethane, bisphenol hexafluoroacetodiglycidyl ether, 1,3-bis (1- (2,3-epoxypropoxy)- 1-trifluoromethyl-2,2,2-trifluoromethyl) benzene, 4,4-bis (2,3-epoxypropoxy) octafluorobiphenyl Triglycidyl-p-amin
  • the crosslinkable compound having an oxetane group is a crosslinkable compound having at least two oxetane groups represented by the following formula [4A].
  • crosslinkable compounds represented by the formulas [4a] to [4k] published on pages 58 to 59 of International Publication No. WO2011 / 132751 (published 2011.10.27).
  • the crosslinkable compound having a cyclocarbonate group is a crosslinkable compound having at least two cyclocarbonate groups represented by the following formula [5A].
  • Examples of the crosslinkable compound having at least one group selected from the group consisting of a hydroxyl group and an alkoxyl group include, for example, amino resins having a hydroxyl group or an alkoxyl group, such as melamine resin, urea resin, guanamine resin, glycoluril- Examples include formaldehyde resin, succinylamide-formaldehyde resin, and ethylene urea-formaldehyde resin.
  • a melamine derivative, a benzoguanamine derivative, or glycoluril in which a hydrogen atom of an amino group is substituted with a methylol group, an alkoxymethyl group, or both can be used.
  • the melamine derivative or benzoguanamine derivative can exist as a dimer or a trimer. These preferably have an average of 3 to 6 methylol groups or alkoxymethyl groups per triazine ring.
  • a melamine derivative or benzoguanamine derivative for example, MX-750 in which an average of 3.7 methoxymethyl groups are substituted per one triazine ring in a commercially available product, and an average of 5. methoxymethyl groups per one triazine ring.
  • benzene having a hydroxyl group or an alkoxyl group, or phenolic compounds examples include 1,3,5-tris (methoxymethyl) benzene, 1,2,4-tris (isopropoxymethyl) benzene, and 1,4-bis. Examples thereof include (sec-butoxymethyl) benzene and 2,6-dihydroxymethyl-p-tert-butylphenol. More specifically, the crosslinkable compounds represented by the formulas [6-1] to [6-48] described on pages 62 to 66 of International Publication No. WO2011 / 132751 (published 2011.10.27). Is mentioned.
  • crosslinkable compound having a polymerizable unsaturated bond examples include trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, and tri (meth) acryloyloxyethoxytrimethylol.
  • Crosslinkable compounds having three polymerizable unsaturated groups in the molecule such as propane or glycerin polyglycidyl ether poly (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meta ) Acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, butylene glycol di (Meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, ethylene oxide bisphenol A type di (meth) acrylate, propylene oxide bisphenol type di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, glycerin di ( (Meth) acrylate, pentaerythritol di (meth) acrylate, ethylene glycol diglycidy
  • the content of the specific crosslinkable compound in the liquid crystal aligning agent is preferably 1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of all the polymer components. More preferred is 1 to 30 parts by mass, and particularly preferred is 1 to 10 parts by mass because the crosslinking reaction proceeds and the desired effect is exhibited.
  • liquid crystal alignment treatment agent a compound that improves the film thickness uniformity and surface smoothness of the liquid crystal alignment film when the liquid crystal alignment treatment agent is applied can be used as long as the effects of the present invention are not impaired. Furthermore, a compound that improves the adhesion between the liquid crystal alignment film and the substrate can also be used.
  • Examples of the compound that improves the uniformity of the film thickness and the surface smoothness of the liquid crystal alignment film include a fluorine-based surfactant, a silicone-based surfactant, and a nonionic surfactant.
  • a fluorine-based surfactant for example, F-top EF301, EF303, EF352 (above, manufactured by Tochem Products), MegaFuck F171, F173, R-30 (above, manufactured by Dainippon Ink), Florard FC430, FC431 (above, Sumitomo 3M Limited), Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC101, SC102, SC103, SC104, SC105, SC106 (above, manufactured by Asahi Glass).
  • the use ratio of these surfactants is preferably 0.01 to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of all the polymer components contained in the liquid crystal aligning agent. More preferred is 0.01 to 1 part by mass.
  • compounds that improve the adhesion between the liquid crystal alignment film and the substrate include functional silane-containing compounds and epoxy group-containing compounds.
  • the use ratio of the compound to be adhered to these substrates is preferably 0.1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of all the polymer components contained in the liquid crystal aligning agent. More preferred is 1 to 20 parts by mass. If it is less than 0.1 part by mass, the effect of improving the adhesion cannot be expected, and if it exceeds 30 parts by mass, the storage stability of the liquid crystal aligning agent may be deteriorated.
  • the liquid crystal aligning agent includes a dielectric or conductive material for changing the electrical properties such as the dielectric constant and conductivity of the liquid crystal alignment film as long as the effects of the present invention are not impaired. Substances may be added.
  • the liquid crystal alignment treatment agent of the present invention can be used as a liquid crystal alignment film after being applied and baked on a substrate and then subjected to alignment treatment by rubbing treatment or light irradiation.
  • a VA mode liquid crystal display element or the like it can be used as a liquid crystal alignment film without alignment treatment.
  • the substrate used at this time is not particularly limited as long as it is a highly transparent substrate.
  • a plastic substrate such as an acrylic substrate or a polycarbonate substrate can also be used. From the viewpoint of simplifying the process, it is preferable to use a substrate on which an ITO (Indium Tin Oxide) electrode for driving a liquid crystal is formed.
  • an opaque substrate such as a silicon wafer can be used if only one substrate is used, and a material that reflects light such as aluminum can be used as an electrode in this case.
  • the application method of the liquid crystal alignment treatment agent is not particularly limited, but industrially, a method performed by screen printing, offset printing, flexographic printing, an inkjet method or the like is common.
  • Other coating methods include a dipping method, a roll coater method, a slit coater method, a spinner method, or a spray method, and these may be used depending on the purpose.
  • the liquid crystal alignment treatment agent After the liquid crystal alignment treatment agent is applied on the substrate, it is preferably 30 to 300 ° C., depending on the solvent used for the liquid crystal alignment treatment agent, by a heating means such as a hot plate, a thermal circulation oven or an IR (infrared) oven.
  • the liquid crystal alignment film can be obtained by evaporating the solvent at a temperature of 30 to 250 ° C. If the thickness of the liquid crystal alignment film after baking is too thick, it is disadvantageous in terms of power consumption of the liquid crystal display element, and if it is too thin, the reliability of the liquid crystal display element may be lowered. Is 10 to 100 nm.
  • the fired liquid crystal alignment film is treated by rubbing or irradiation with polarized ultraviolet rays.
  • the liquid crystal display element of the present invention is a liquid crystal display element obtained by obtaining a substrate with a liquid crystal alignment film from the liquid crystal alignment treatment agent of the present invention by the above-described method and then preparing a liquid crystal cell by a known method.
  • a pair of substrates on which a liquid crystal alignment film is formed is prepared, spacers are dispersed on the liquid crystal alignment film of one substrate, and the liquid crystal alignment film surface is on the inside, A method in which the other substrate is bonded and liquid crystal is injected under reduced pressure, or a liquid crystal is dropped on the liquid crystal alignment film surface on which spacers are dispersed, and then the substrate is bonded and sealed (ODF: One : Drop Filling) For example).
  • the liquid-crystal aligning agent of this invention has a liquid-crystal layer between a pair of board
  • the composition is also preferably used for a liquid crystal display device produced through a step of polymerizing a polymerizable compound by at least one of irradiation with active energy rays and heating while applying a voltage between electrodes.
  • ultraviolet rays are suitable as the active energy ray.
  • the wavelength of ultraviolet rays is 300 to 400 nm, preferably 310 to 360 nm. In the case of polymerization by heating, the heating temperature is 40 to 120 ° C, preferably 60 to 80 ° C. Moreover, you may perform an ultraviolet-ray and a heating simultaneously.
  • the above-mentioned liquid crystal display element controls the pretilt of liquid crystal molecules by the PSA mode method.
  • a small amount of a photopolymerizable compound for example, a photopolymerizable monomer is mixed in the liquid crystal material, and after assembling the liquid crystal cell, a predetermined voltage is applied to the liquid crystal layer and the photopolymerizable compound is irradiated with ultraviolet light.
  • the pretilt of the liquid crystal molecules is controlled by the produced polymer. Since the alignment state of the liquid crystal molecules when the polymer is formed is stored even after the voltage is removed, the pretilt of the liquid crystal molecules can be adjusted by controlling the electric field formed in the liquid crystal layer.
  • the PSA mode does not require a rubbing process and is suitable for forming a vertical alignment type liquid crystal layer in which it is difficult to control the pretilt by the rubbing process. That is, in the liquid crystal display element of the present invention, after obtaining a substrate with a liquid crystal alignment film from the liquid crystal alignment treatment agent by the above-described method, a liquid crystal cell is prepared, and a polymerizable compound is polymerized by at least one of ultraviolet irradiation and heating. Thus, the alignment of liquid crystal molecules can be controlled.
  • a liquid crystal cell is manufactured by the manufacturing method described above.
  • a polymerizable compound that is polymerized by heat or ultraviolet irradiation is mixed.
  • the polymerizable compound include compounds having at least one polymerizable unsaturated group such as an acrylate group or a methacrylate group in the molecule.
  • the polymerizable compound is preferably 0.01 to 10 parts by mass, more preferably 0.1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the liquid crystal component.
  • the polymerizable compound When the polymerizable compound is less than 0.01 part by mass, the polymerizable compound is not polymerized and the orientation of the liquid crystal cannot be controlled, and when it exceeds 10 parts by mass, the amount of the unreacted polymerizable compound increases and the liquid crystal display element. The seizure characteristics of the steel deteriorate. After the liquid crystal cell is produced, the polymerizable compound is polymerized by irradiating heat or ultraviolet rays while applying an AC or DC voltage to the liquid crystal cell. Thereby, the alignment of the liquid crystal molecules can be controlled.
  • the liquid crystal aligning agent of the present invention has a liquid crystal layer between a pair of substrates provided with electrodes, and a polymerizable group that is polymerized by at least one of active energy rays and heat between the pair of substrates. It can also be used for a liquid crystal display element manufactured through a process of arranging a liquid crystal alignment film containing and applying a voltage between electrodes, that is, an SC-PVA mode.
  • ultraviolet rays are suitable as the active energy ray.
  • the wavelength of ultraviolet rays is 300 to 400 nm, and more preferably 310 to 360 nm. In the case of polymerization by heating, the heating temperature is 40 to 120 ° C, more preferably 60 to 80 ° C.
  • An example of the production of an SC-PVA mode liquid crystal cell is as follows. That is, a liquid crystal cell is manufactured by the manufacturing method described above. Thereafter, the orientation of the liquid crystal molecules can be controlled by irradiating heat or ultraviolet rays while applying an AC or DC voltage to the liquid crystal cell.
  • the liquid crystal alignment treatment agent of the present invention it is possible to suppress a decrease in voltage holding ratio even after being exposed to light irradiation for a long time, and in addition, liquid crystal even under high temperature and high humidity conditions.
  • a liquid crystal alignment film in which display unevenness does not occur near the frame of the display element can be provided. Therefore, the liquid crystal display element manufactured using the liquid crystal aligning agent of the present invention has excellent reliability, and can be suitably used for large liquid crystal televisions, small and medium car navigation systems, smartphones, and the like.
  • the liquid crystal alignment treatment agent of the present invention is useful for a liquid crystal alignment film of a liquid crystal display device using a VA mode, a PSA mode, and an SC-PVA mode.
  • S1 Phosphotungstic acid (manufactured by Nippon Shin Metals)
  • S2 Phosphomolybdic acid (12 molybdo (IV) phosphoric acid n hydrate) (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.)
  • A1 1,3-diamino-4- [4- (trans-4-n-heptylcyclohexyl) phenoxy] benzene
  • A2 1,3-diamino-5- [4- (trans-4-n-heptylcyclo) Hexyl) phenoxymethyl] benzene
  • A3 1,3-diamino-4- ⁇ 4- [trans-4- (trans-4-n-pentylcyclohexyl) cyclohexyl] phenoxy ⁇ benzene
  • A4 Diamine compound represented by B4]
  • A5 1,3-diamino-4-octadecyloxybenzene
  • B1 p-phenylenediamine
  • B2 m-phenylenediamine
  • B3 diamine compound represented by the following formula [B3]
  • B4 4,4′-diaminodiphenylamine
  • B5 3,5-diaminobenzoic acid
  • NMP N-methyl-2-pyrrolidone
  • NEP N-ethyl-2-pyrrolidone
  • ⁇ -BL ⁇ -butyrolactone
  • BCS ethylene glycol monobutyl ether
  • PB propylene glycol monobutyl ether
  • DME Dipropylene glycol dimethyl ether
  • the imidation rate is determined based on protons derived from structures that do not change before and after imidation as reference protons, and the peak integrated value of these protons and proton peaks derived from NH groups of amic acid that appear in the vicinity of 9.5 ppm to 10.0 ppm. It calculated
  • Imidization rate (%) (1 ⁇ ⁇ x / y) ⁇ 100 (X is the accumulated proton peak value derived from NH group of amic acid, y is the accumulated peak value of reference proton, ⁇ is the reference proton for one NH group proton of amic acid in the case of polyamic acid (imidation rate is 0%) The number ratio.
  • Table 1 shows the polyimide polymers obtained in the synthesis examples.
  • Example 4 “Evaluation of inkjet coating properties of liquid crystal alignment treatment agents” Ink jet coatability was evaluated using the liquid crystal aligning agents obtained in Example 4 and Example 7 described later. Specifically, a substrate with an ITO (indium tin oxide) electrode (length: 100 mm) obtained by pressure-filtering these liquid crystal alignment treatment agents with a membrane filter having a pore diameter of 1 ⁇ m and washing with pure water and IPA (isopropyl alcohol). The coating was performed on an ITO surface having a width of 100 mm and a thickness of 0.7 mm under the conditions of a coating area of 70 ⁇ 70 mm, a nozzle pitch of 0.423 mm, a scan pitch of 0.5 mm, and a coating speed of 40 mm / second.
  • ITO indium tin oxide
  • HIS-200 manufactured by Hitachi Plant Technology Co., Ltd.
  • the time from application to temporary drying was 60 seconds, and the temporary drying was performed on a hot plate at 70 ° C. for 5 minutes.
  • the applicability was evaluated by visually observing the coating surface of the substrate with a liquid crystal alignment film obtained above. Specifically, the coating film surface was visually observed under a sodium lamp to confirm the presence or absence of pinholes. As a result, in any of the liquid crystal alignment films obtained in any of the examples, no pinhole was observed on the coating film surface, and a liquid crystal alignment film having excellent coating properties was obtained.
  • the substrate surface of this substrate is rubbed with a rubbing apparatus having a roll diameter of 120 mm using a rayon cloth under the conditions of a roll rotation speed of 1000 rpm, a roll traveling speed of 50 mm / sec, and an indentation amount of 0.1 mm. did.
  • Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 MLC-3018U (manufactured by Merck Japan) was used as the liquid crystal, and in other examples and comparative examples, MLC-6608 (Merck Japan) was used as the liquid crystal. Made).
  • liquid crystal cell display unevenness characteristics near the frame of the liquid crystal cell were evaluated. Specifically, liquid crystal orientation in the vicinity of the sealant was evaluated by visual observation using a polarizing plate and a backlight. As a result, all liquid crystal cells obtained in Examples and Comparative Examples showed uniform liquid crystal alignment.
  • the liquid crystal cell was stored in a high-temperature and high-humidity tank having a temperature of 80 ° C. and a humidity of 90% for 96 hours, and the liquid crystal orientation in the vicinity of the sealant was evaluated under the same conditions as described above.
  • the evaluation was such that, after storage in a high-temperature and high-humidity tank, the liquid crystal orientation was not disturbed in the vicinity of the sealant, and the evaluation was superior (good display in Tables 5 to 7).
  • Tables 5 to 7 show the results of display unevenness characteristics in the vicinity of the frame of the liquid crystal cell after storage in a high-temperature and high-humidity tank.
  • VHR voltage holding ratio measuring device
  • a UV light of 50 J / cm 2 in terms of 365 nm was converted into a liquid crystal cell for which the measurement of the voltage holding ratio immediately after the liquid crystal cell was finished, using a desktop UV curing device (HCT3B28HEX-1) (manufactured by Senlite). Irradiation was performed, and the voltage holding ratio was measured under the same conditions as described above.
  • NMP (7.83 g) and ⁇ -BL (23.5 g) were added to the polyimide powder (1) (2.50 g) obtained in Synthesis Example 1, and dissolved by stirring at 70 ° C. for 24 hours.
  • a 10 mass% NMP solution (1.25 g) of L1 and BCS (7.83 g) were added, and the mixture was stirred at 50 ° C. for 15 hours.
  • S1 (0.25g) was added and it stirred at 25 degreeC for 6 hours, and obtained the liquid-crystal aligning agent (1).
  • This liquid crystal aligning agent was confirmed to be a uniform solution without any abnormality such as turbidity or precipitation.
  • Example 2 10% by mass of NEP (16.0 g), PB (15.7 g) and L1 in the polyamic acid solution (2) (10.0 g) having a resin solid content concentration of 25% by mass obtained by the synthesis method of Synthesis Example 2 Of NEP (0.75 g) was added and stirred at 50 ° C. for 15 hours. Then, S1 (0.125g) was added and it stirred at 25 degreeC for 6 hours, and obtained the liquid-crystal aligning agent (2). This liquid crystal aligning agent was confirmed to be a uniform solution without any abnormality such as turbidity or precipitation.
  • NEP (23.5 g) was added to the polyimide powder (3) (2.50 g) obtained in Synthesis Example 3, and dissolved by stirring at 70 ° C. for 24 hours.
  • a 10 mass% NEP solution (1.25 g) of L1, BCS (3.92 g) and PB (11.8 g) were added and stirred at 50 ° C. for 15 hours.
  • S1 (0.25g) was added and it stirred at 25 degreeC for 6 hours, and obtained the liquid-crystal aligning agent (3).
  • This liquid crystal aligning agent was confirmed to be a uniform solution without any abnormality such as turbidity or precipitation.
  • NEP (16.5 g) and ⁇ -BL (4.14 g) were added to the polyimide powder (3) (1.50 g) obtained in Synthesis Example 3, and dissolved by stirring at 70 ° C. for 24 hours.
  • a 10 mass% NEP solution (0.75 g) of L1, PB (16.5 g) and DME (4.14 g) were added, and the mixture was stirred at 50 ° C. for 15 hours.
  • S1 (0.15g) was added and it stirred at 25 degreeC for 6 hours, and obtained the liquid-crystal aligning agent (4).
  • This liquid crystal aligning agent was confirmed to be a uniform solution without any abnormality such as turbidity or precipitation.
  • NEP (23.5 g) was added to the polyimide powder (4) (2.50 g) obtained in Synthesis Example 4 and dissolved by stirring at 70 ° C. for 24 hours.
  • a 10 mass% NEP solution (1.75 g) of L1 and PB (15.7 g) were added, and the mixture was stirred at 50 ° C. for 15 hours.
  • S1 (0.175g) was added and it stirred at 25 degreeC for 6 hours, and obtained the liquid-crystal aligning agent (5).
  • This liquid crystal aligning agent was confirmed to be a uniform solution without any abnormality such as turbidity or precipitation.
  • NEP (23.5 g) was added to the polyimide powder (4) (2.50 g) obtained in Synthesis Example 4 and dissolved by stirring at 70 ° C. for 24 hours.
  • a 10 mass% NEP solution (1.25 g) of L1 and PB (15.7 g) were added, and the mixture was stirred at 50 ° C. for 15 hours.
  • S1 (0.175g) was added and it stirred at 25 degreeC for 6 hours, and obtained the liquid-crystal aligning agent (6).
  • This liquid crystal aligning agent was confirmed to be a uniform solution without any abnormality such as turbidity or precipitation.
  • NEP (18.6 g) was added to the polyimide powder (4) (1.50 g) obtained in Synthesis Example 4, and dissolved by stirring at 70 ° C. for 24 hours.
  • a 10 mass% NEP solution (1.05 g) of L1 and PB (22.8 g) were added, and the mixture was stirred at 50 ° C. for 15 hours.
  • S1 (0.105g) was added and it stirred at 25 degreeC for 6 hours, and obtained the liquid-crystal aligning agent (7).
  • This liquid crystal aligning agent was confirmed to be a uniform solution without any abnormality such as turbidity or precipitation.
  • Example 8 NMP (19.6 g) was added to the polyimide powder (5) (2.50 g) obtained in Synthesis Example 5 and dissolved by stirring at 70 ° C. for 24 hours. To this solution, a 10 mass% NMP solution (0.75 g) of L1, BCS (3.92 g) and PB (15.7 g) were added, and the mixture was stirred at 50 ° C. for 15 hours. Then, S2 (0.175g) was added and it stirred at 25 degreeC for 6 hours, and obtained the liquid-crystal aligning agent (8). This liquid crystal aligning agent was confirmed to be a uniform solution without any abnormality such as turbidity or precipitation.
  • NMP (19.6 g) was added to the polyimide powder (6) (2.50 g) obtained in Synthesis Example 5 and dissolved by stirring at 70 ° C. for 24 hours.
  • a 10 mass% NMP solution (0.75 g) of L1, BCS (3.92 g) and PB (15.7 g) were added, and the mixture was stirred at 50 ° C. for 15 hours.
  • S2 (0.175g) was added and it stirred at 25 degreeC for 6 hours, and obtained the liquid-crystal aligning agent (9).
  • This liquid crystal aligning agent was confirmed to be a uniform solution without any abnormality such as turbidity or precipitation.
  • NEP (23.5 g) was added to the polyimide powder (7) (2.50 g) obtained in Synthesis Example 7 and dissolved by stirring at 70 ° C. for 24 hours.
  • a 10% by mass L2 NEP solution (1.75 g), BCS (3.92 g) and PB (11.8 g) were added, and the mixture was stirred at 50 ° C. for 15 hours.
  • S1 (0.30 g) was added and stirred at 25 ° C. for 6 hours to obtain a liquid crystal aligning agent (10).
  • This liquid crystal aligning agent was confirmed to be a uniform solution without any abnormality such as turbidity or precipitation.
  • NEP 27.4 g was added to the polyimide powder (8) (2.50 g) obtained in Synthesis Example 8, and dissolved by stirring at 70 ° C. for 24 hours.
  • a 10 mass% NEP solution (1.75 g) of L1 and PB (11.8 g) were added, and the mixture was stirred at 50 ° C. for 15 hours.
  • S2 (0.125g) was added and it stirred at 25 degreeC for 6 hours, and obtained the liquid-crystal aligning agent (11).
  • This liquid crystal aligning agent was confirmed to be a uniform solution without any abnormality such as turbidity or precipitation.
  • NMP (19.6 g) was added to the polyimide powder (9) (2.50 g) obtained in Synthesis Example 9, and dissolved by stirring at 70 ° C. for 24 hours.
  • a 10 mass% NMP solution of L1 (2.50 g), BCS (7.83 g) and PB (11.8 g) were added, and the mixture was stirred at 50 ° C. for 15 hours.
  • S1 (0.25g) was added and it stirred at 25 degreeC for 6 hours, and obtained the liquid-crystal aligning agent (12).
  • This liquid crystal aligning agent was confirmed to be a uniform solution without any abnormality such as turbidity or precipitation.
  • NEP (23.5 g) was added to the polyimide powder (10) (2.50 g) obtained in Synthesis Example 10, and dissolved by stirring at 70 ° C. for 24 hours.
  • a 10 mass% NEP solution (3.00 g) of L1, BCS (7.83 g) and PB (7.83 g) were added and stirred at 50 ° C. for 15 hours.
  • S2 (0.175g) was added and it stirred at 25 degreeC for 6 hours, and obtained the liquid-crystal aligning agent (13).
  • This liquid crystal aligning agent was confirmed to be a uniform solution without any abnormality such as turbidity or precipitation.
  • NEP (23.5 g) was added to the polyimide powder (11) (2.50 g) obtained in Synthesis Example 11, and dissolved by stirring at 70 ° C. for 24 hours.
  • a 10 mass% NEP solution (1.25 g) of L2, BCS (7.83 g) and PB (7.83 g) were added, and the mixture was stirred at 50 ° C. for 15 hours.
  • S2 (0.175g) was added and it stirred at 25 degreeC for 6 hours, and obtained the liquid-crystal aligning agent (14).
  • This liquid crystal aligning agent was confirmed to be a uniform solution without any abnormality such as turbidity or precipitation.
  • NMP (7.83 g) and ⁇ -BL (23.5 g) were added to the polyimide powder (1) (2.50 g) obtained in Synthesis Example 1, and dissolved by stirring at 70 ° C. for 24 hours.
  • a 10 mass% NMP solution (1.25 g) of L1 and BCS (7.83 g) were added and stirred at 50 ° C. for 15 hours to obtain a liquid crystal aligning agent (17).
  • This liquid crystal aligning agent was confirmed to be a uniform solution without any abnormality such as turbidity or precipitation.
  • NEP (23.5 g) was added to the polyimide powder (3) (2.50 g) obtained in Synthesis Example 3, and dissolved by stirring at 70 ° C. for 24 hours.
  • BCS (3.92g) and PB (11.8g) were added to this solution, and it stirred at 25 degreeC for 6 hours, and obtained the liquid-crystal aligning agent (18).
  • This liquid crystal aligning agent was confirmed to be a uniform solution without any abnormality such as turbidity or precipitation.
  • NEP (23.5 g) was added to the polyimide powder (3) (2.50 g) obtained in Synthesis Example 3, and dissolved by stirring at 70 ° C. for 24 hours.
  • a 10% by mass N1 solution of L1 (1.25 g), BCS (3.92 g) and PB (11.8 g) were added and stirred at 50 ° C. for 15 hours to obtain a liquid crystal alignment treatment agent (20).
  • This liquid crystal aligning agent was confirmed to be a uniform solution without any abnormality such as turbidity or precipitation.
  • * 1 Indicates the amount (parts by mass) of the specific compound introduced relative to 100 parts by mass of the polyimide polymer.
  • * 2 Indicates the amount (parts by mass) of the specific amine compound introduced relative to 100 parts by mass of the polyimide polymer.
  • * 3 Indicates the proportion of the polyimide polymer in the liquid crystal aligning agent.
  • the liquid crystal aligning agent of the example of the present invention suppresses the decrease in the voltage holding ratio even when the liquid crystal cell is irradiated with ultraviolet rays, as compared with the liquid crystal aligning agent of the comparative example. I was able to. Further, even when the liquid crystal cell was stored in a high-temperature and high-humidity tank for a long time, no disorder in the liquid crystal alignment was observed in the vicinity of the sealant. That is, the liquid crystal aligning agent of the present invention suppresses a decrease in voltage holding ratio even after being exposed to light for a long time, and causes display unevenness in the vicinity of the frame of the liquid crystal display element under high temperature and high humidity conditions. It becomes a liquid crystal aligning film which can suppress generating.
  • liquid crystal aligning agent using the specific compound the specific amine compound and the specific polyimide polymer in the present invention
  • comparative example of the liquid crystal aligning agent not using the specific compound and the specific amine compound The liquid crystal aligning agent of Comparative Example was found to be inferior in the above characteristics. More specifically, it is a comparison between Example 1 and Comparative Example 1, and a comparison between Example 3 and Comparative Example 4.
  • the comparative example of the liquid crystal alignment treatment agent using only one of the specific compound and the specific amine compound is inferior to the above-described characteristics as compared with the examples. More specifically, it is a comparison between Example 1 and Comparative Example 2 or Comparative Example 3, and a comparison between Example 3 and Comparative Example 5 or Comparative Example 6.
  • the liquid crystal aligning agent using the specific side chain type diamine compound having the specific side chain structure of the formula [2-1] has the formula [2-2].
  • the liquid crystal alignment treatment agent using a diamine compound having a specific side chain structure in the emphasis test, even when the liquid crystal cell is stored in a high-temperature and high-humidity tank for a long time, the liquid crystal alignment is disturbed near the sealant. Was not seen. More specifically, it is a comparison between Example 8 and Example 9 in the comparison under the same conditions in the enhancement test.
  • the liquid crystal alignment treatment agent of the present invention suppresses a decrease in voltage holding ratio even after being exposed to light irradiation for a long time, and enhances the adhesion between the sealing agent and the liquid crystal alignment film, under high temperature and high humidity conditions. It is possible to provide a liquid crystal alignment film capable of suppressing the occurrence of display unevenness in the vicinity of the frame of the liquid crystal display element.
  • the liquid crystal display element which has said liquid crystal aligning film, and the liquid-crystal aligning agent which can provide said liquid crystal aligning film can be provided.
  • the liquid crystal display element having the liquid crystal alignment film obtained from the liquid crystal aligning agent of the present invention has excellent reliability, and can be suitably used for a large-screen, high-definition liquid crystal television, etc. It is useful for a device, a TFT liquid crystal device, particularly a vertical alignment type liquid crystal display device.
  • the liquid crystal alignment film obtained from the liquid crystal aligning agent of the present invention is also useful for a liquid crystal display element that needs to be irradiated with ultraviolet rays when producing a liquid crystal display element. That is, a liquid crystal composition comprising a liquid crystal layer between a pair of substrates provided with electrodes, and containing a polymerizable compound that is polymerized by at least one of active energy rays and heat between the pair of substrates, A liquid crystal display element manufactured through a step of polymerizing the polymerizable compound while applying a voltage between the electrodes, and further comprising a liquid crystal layer between a pair of substrates provided with electrodes, A liquid crystal produced by placing a liquid crystal alignment film containing a polymerizable group that polymerizes at least one of active energy rays and heat between substrates and polymerizing the polymerizable group while applying a voltage between the electrodes. This is particularly useful for display elements.

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Abstract

 下記の(A)成分、(B)成分及び(C)成分を含有する液晶配向処理剤。 (A)成分:ヘテロポリ酸。 (B)成分:重合体。 (C)成分:分子内に窒素含有芳香族複素環を有する化合物。

Description

液晶配向処理剤、液晶配向膜及び液晶表示素子
 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及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。
 液晶表示素子は、薄型・軽量を実現する表示デバイスとして、現在、広く使用されている。通常、この液晶表示素子には、液晶の配向状態を決定づけるために液晶配向膜が使用されている。
 液晶表示素子の高精細化に伴い、液晶表示素子のコントラスト低下の抑制や残像現象の低減といった観点から、そこに使用される液晶配向膜においても電圧保持率が高いことが求められている。これらに対して、ポリアミド酸やそのイミド化重合体などに加えて分子内に1個のカルボン酸基を含有する化合物、分子内に1個のカルボン酸無水物基を含有する化合物及び分子内に1個の3級アミノ基を含有する化合物から選ばれる化合物を極少量含有する液晶配向処理剤を使用したもの(例えば特許文献1参照)が知られている。
 また、液晶表示素子の高精細化に伴い、液晶表示素子のコントラスト低下や長期使用に伴う表示不良の抑制が求められている。これらに対しては、ポリイミドを用いた液晶配向膜において、液晶配向性を高め、液晶表示画面周辺部に表示不良が生じにくくする手法として、アルコキシシラン化合物を添加した液晶配向処理剤を用いた液晶配向膜が提案されている(例えば、特許文献2又は特許文献3参照)。
特開平8-76128号公報 特開昭61-171762号公報 特開平11-119226号公報
 近年の液晶表示素子の高性能化に伴い、大画面で高精細の液晶テレビや、車載用途、例えば、カーナビゲーションシステムやメーターパネルなどの用途に液晶表示素子が用いられている。こうした用途では、高輝度を得るために、発熱量の大きいバックライトを使用する場合がある。このため、液晶配向膜には、さらに別の観点からの高い信頼性、すなわち、バックライトからの光に対する高い安定性が要求されるようになっている。特に、液晶表示素子の電気特性の1つである電圧保持率が、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。
 また、スマートフォンや携帯電話などのモバイル用途では、従来に比べて、その使用環境が苛酷になってきている。すなわち、これまでの室温及び低湿度の環境下に加えて、高温高湿下で使用される場合がある。このような高温高湿条件下での使用では、液晶表示素子のシール剤と液晶配向膜との間から水が混入しやすくなり、液晶表示素子の額縁付近に表示ムラが発生しやすくなる問題がある。そのため、高温高湿条件下においても、このような表示不良が発生しないことが求められている。
 そこで本発明は、上記の特性を兼ね備えた液晶配向膜を提供することを目的とする。すなわち、本発明の目的は、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。加えて、高温高湿条件下においても、液晶表示素子の額縁付近に表示ムラが発生しない液晶配向膜を提供することを目的とする。
 加えて、上記の液晶配向膜を有する液晶表示素子、上記の液晶配向膜を提供することのできる液晶配向処理剤、及び該液晶配向処理剤に用いられる組成物を提供することも目的とする。
 本発明者は、鋭意研究を行った結果、特定構造を有する2種の化合物及び重合体を含む液晶配向処理剤が、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、(B)成分及び(C)成分を含有する液晶配向処理剤。
(A)成分:ヘテロポリ酸。
(B)成分:重合体。
(C)成分:分子内に窒素含有芳香族複素環を有する化合物。
(2)前記へテロポリ酸が、リンモリブデン酸、ケイモリブデン酸、リンタングステン酸、ケイタングステン酸及びリンタングストモリブデン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種である上記(1)に記載の液晶配向処理剤。
(3)前記重合体が、アクリルポリマー、メタクリルポリマー、ノボラック樹脂、ポリヒドロキシスチレン、ポリイミド前駆体、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、セルロース及びポリシロキサンからなる群から選ばれる少なくとも1種である上記(1)又は上記(2)に記載の液晶配向処理剤。
(4)前記重合体が、ジアミン成分とテトラカルボン酸成分との反応で得られるポリイミド前駆体又は該ポリイミド前駆体をイミド化したポリイミドである上記(3)に記載の液晶配向処理剤。
(5)前記ジアミン成分が、下記の式[2-1]又は式[2-2]で示される側鎖構造を有するジアミン化合物を含む上記(4)に記載の液晶配向処理剤。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
(Yは単結合、-(CH-(aは1~15の整数である)、-O-、-CHO-、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH)-、-N(CH)CO-、-COO-及び-OCO-からなる群から選ばれる少なくとも1種の結合基を示す。Yは単結合又は-(CH-(bは1~15の整数である)を示す。Yは単結合、-(CH-(cは1~15の整数である)、-O-、-CHO-、-COO-及び-OCO-からなる群から選ばれる少なくとも1種を示す。Yはベンゼン環、シクロヘキサン環及び複素環からなる群から選ばれる少なくとも1種の2価の環状基、又はステロイド骨格を有する炭素数17~51の2価の有機基を示し、前記環状基上の任意の水素原子は、炭素数1~3のアルキル基、炭素数1~3のアルコキシル基、炭素数1~3のフッ素含有アルキル基、炭素数1~3のフッ素含有アルコキシル基又はフッ素原子で置換されていてもよい。Yはベンゼン環、シクロヘキサン環及び複素環からなる群から選ばれる少なくとも1種の環状基を示し、これらの環状基上の任意の水素原子が、炭素数1~3のアルキル基、炭素数1~3のアルコキシル基、炭素数1~3のフッ素含有アルキル基、炭素数1~3のフッ素含有アルコキシル基又はフッ素原子で置換されていてもよい。nは0~4の整数を示す。Yは炭素数1~18のアルキル基、炭素数2~18のアルケニル基、炭素数1~18のフッ素含有アルキル基、炭素数1~18のアルコキシル基及び炭素数1~18のフッ素含有アルコキシル基からなる群から選ばれる少なくとも1種を示す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
(Yは単結合、-O-、-CHO-、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH)-、-N(CH)CO-、-COO-及び-OCO-からなる群から選ばれる少なくとも1種の結合基を示す。Yは炭素数8~18のアルキル基又は炭素数6~18のフッ素含有アルキル基を示す。)
(6)前記ジアミン化合物が、下記の式[2a]で示される上記(5)に記載の液晶配向処理剤。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
(Yは前記式[2-1]又は式[2-2]で示される構造を示す。n1は1~4の整数を示す。)
(7)前記テトラカルボン酸成分が、下記の式[3]で示されるテトラカルボン酸二無水物を含む上記(4)~上記(6)のいずれかに記載の液晶配向処理剤。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
(Zは下記の式[3a]~式[3k]で示される構造からなる群から選ばれる少なくとも1種の構造を示す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
(Z~Zはそれぞれ独立して、水素原子、メチル基、塩素原子及びベンゼン環からなる群から選ばれる少なくとも1種を示す。Z及びZはそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を示す。)
(8)前記(C)成分の化合物が、分子内に1級アミノ基を1個と窒素含有芳香族複素環とを有し、かつ前記1級アミノ基が脂肪族炭化水素基又は非芳香族環式炭化水素基に結合しているアミン化合物である上記(1)~上記(7)のいずれかに記載の液晶配向処理剤。
(9)前記アミン化合物が、下記の式[4a-1]で示される上記(8)に記載の液晶配向処理剤。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
(Sは脂肪族単価水素基又は非芳香族環式炭化水素基を有する2価の有機基を示す。Sは窒素含有複素環を示す。)
(10)前記アミン化合物が、下記の式[4a-2]で示される上記(8)に記載の液晶配向処理剤。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
(Sは炭素数1~10の脂肪族炭化水素基又は非芳香族環式炭化水素基を示す。Sは単結合、-O-、-NH-、-S-、-SO-及び炭素数1~19の2価の有機基からなる群から選ばれる少なくとも1種を示し、SとSが有する炭素原子の合計は1~20である。Sは窒素含有複素環を示す。)
(11)前記式[4a-2]で示されるアミン化合物中のS、S及びSが、それぞれ下記に記載の基又は環から選択される組み合わせからなる上記(10)に記載の液晶配向処理剤。
 但し、Sが、炭素数1~10の直鎖又は分岐アルキル基、炭素数1~10の不飽和アルキル基、シクロプロパン環、シクロブタン環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、シクロヘプタン環、シクロオクタン環、シクロノナン環、シクロデカン環、シクロウンデカン環、シクロドデカン環、シクロトリデカン環、シクロテトラデカン環、シクロペンタデカン環、シクロヘキサデカン環、シクロヘプタデカン環、シクロオクタデカン環、シクロノナデカン環、シクロイコサン環、トリシクロエイコサン環、トリシクロデコサン環、ビシクロヘプタン環、デカヒドロナフタレン環、ノルボルネン環及びアダマンタン環からなる群から選ばれる1種である;
 Sが、単結合、-O-、-NH-、-S-、-SO-、炭素数1~19の炭化水素基、-CO-O-、-O-CO-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CO-、-CF-、-C(CF-、-CH(OH)-、-C(CH-、-Si(CH-、-O-Si(CH-、-Si(CH-O-、-O-Si(CH-O-、シクロプロパン環、シクロブタン環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、シクロヘプタン環、シクロオクタン環、シクロノナン環、シクロデカン環、シクロウンデカン環、シクロドデカン環、シクロトリデカン環、シクロテトラデカン環、シクロペンタデカン環、シクロヘキサデカン環、シクロヘプタデカン環、シクロオクタデカン環、シクロノナデカン環、シクロイコサン環、トリシクロエイコサン環、トリシクロデコサン環、ビシクロヘプタン環、デカヒドロナフタレン環、ノルボルネン環、アダマンタン環、ベンゼン環、ナフタレン環、テトラヒドロナフタレン環、アズレン環、インデン環、フルオレン環、アントラセン環、フェナントレン環、フェナレン環、ピロール環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピラゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、キノリン環、ピラゾリン環、イソキノリン環、カルバゾール環、プリン環、チアジアゾール環、ピリダジン環、トリアジン環、ピラゾリジン環、トリアゾール環、ピラジン環、ベンズイミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、チノリン環、フェナントロリン環、インドール環、キノキサリン環、ベンゾチアゾール環、フェノチアジン環、オキサジアゾール環、アクリジン環、オキサゾール環、ピペラジン環、ピペリジン環、ジオキサン環及びモルフォリン環からなる群から選ばれる1種である;
 Sが、ピロール環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピラゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、キノリン環、ピラゾリン環、イソキノリン環、カルバゾール環、プリン環、チアジアゾール環、ピリダジン環、ピラゾリン環、トリアジン環、ピラゾリジン環、トリアゾール環、ピラジン環、ベンズイミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、チノリン環、フェナントロリン環、インドール環、キノキサリン環、ベンゾチアゾール環、フェノチアジン環、オキサジアゾール環及びアクリジン環からなる群から選ばれる1種である。
(12)前記(B)成分と(C)成分とを含有する溶媒を加熱下に混合して得られる上記(1)~上記(11)のいずれかに記載の液晶配向処理剤。
(13)前記液晶配向処理剤が、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン及びγ-ブチロラクトンからなる群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(12)のいずれかに記載の液晶配向処理剤。
(14)前記液晶配向処理剤が、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、ジプロピレングリコールジメチルエーテル及び下記の式[D1]~式[D3]で示される溶媒からなる群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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
(Dは炭素数1~3のアルキル基を示す。Dは炭素数1~3のアルキル基を示す。Dは炭素数1~4のアルキル基を示す。)
(15)前記液晶配向処理剤が、エポキシ基、イソシアネート基、オキセタン基及びシクロカーボネート基からなる群から選ばれる架橋性化合物、ヒドロキシル基、ヒドロキシアルキル基及び炭素数1~3のアルコキシアルキル基からなる群から選ばれる架橋性化合物、又は重合性不飽和結合基を有する架橋性化合物を含有する上記(1)~上記(14)のいずれかに記載の液晶配向処理剤。
(16)上記(1)~上記(15)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。 
(17)上記(1)~上記(15)のいずれかに記載の液晶配向処理剤をインクジェット法により塗布して得られる液晶配向膜。
(18)上記(16)又は上記(17)に記載の液晶配向膜を有する液晶表示素子。
(19)電極を備えた一対の基板の間に液晶層を有してなり、前記一対の基板の間に活性エネルギー線及び熱の少なくとも一方により重合する重合性化合物を含む液晶組成物を配置し、前記電極間に電圧を印加しつつ前記重合性化合物を重合させる工程を経て製造される液晶表示素子に用いられることを特徴とする上記(16)又は上記(17)に記載の液晶配向膜。
(20)上記(19)に記載の液晶配向膜を有することを特徴とする液晶表示素子。
(21)電極を備えた一対の基板の間に液晶層を有してなり、前記一対の基板の間に活性エネルギー線及び熱の少なくとも一方により重合する重合性基を含む液晶配向膜を配置し、前記電極間に電圧を印加しつつ前記重合性基を重合させる工程を経て製造される液晶表示素子に用いられることを特徴とする上記(16)又は上記(17)に記載の液晶配向膜。
(22)上記(21)に記載の液晶配向膜を有することを特徴とする液晶表示素子。
 本発明の2種の特定化合物及び重合体を含む液晶配向処理剤は、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得ることができる。加えて、高温高湿条件下においても、液晶表示素子の額縁付近に表示ムラが発生しない液晶配向膜となる。
 本発明により何故に上記の優れた特性を有する液晶表示素子が得られるメカニズムは、必ずしも明らかではないが、ほぼ次のように推定される。
 本発明は、下記の(A)成分、(B)成分及び(C)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、更には、該液晶配向膜を有する液晶表示素子である。
(A)成分:ヘテロポリ酸(特定化合物ともいう)。
(B)成分:重合体。
(C)成分:分子内に窒素含有芳香族複素環を有する化合物。
 特定化合物の効果としては、次のことが考えられる。電圧保持率が低下する要因の一つとして、液晶中のイオン性不純物成分が多く存在することがある。それに対して、液晶表示素子に対して長時間光の照射に曝されて液晶の分解が起こった場合、その際に発生するイオン性不純物成分を、特定化合物が吸着し、電圧保持率の低下を抑制すると考えられる。また、分子内に窒素含有芳香族複素環を有する化合物は、その構造中に含まれる窒素含有芳香族複素環により、上記の効果を高めることができると考えられる。
 また、重合体に、ジアミン成分とテトラカルボン酸成分との反応で得られるポリイミド前駆体又は該ポリイミド前駆体をイミド化したポリイミドを用い、その際のジアミン成分に、前記式[2-1]又は式[2-2]で示される構造を有するジアミン化合物を用いて、垂直型(VA:Vertical Alignment)モード、PSA(Polymer Sustained Alignment)モード及びSC-PVAモードの液晶表示素子に用いる場合、特に、式[2-1]で示される構造は剛直な構造を示すことから、この構造を有する液晶配向膜を用いた液晶表示素子は、紫外線などの光に対して安定であり、電圧保持率を低下させるイオン性不純物の発生を抑制することができる。
 かくして、本発明における液晶配向処理剤から得られる液晶配向膜を備える液晶表示素子は、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などに好適に利用できる。特に、液晶表示素子を作製する際に、高エネルギーの紫外線を照射するPSAモードやSC-PVAモードを用いた液晶表示素子に対して有用である。
<特定化合物> 
 本発明における特定化合物は、ヘテロポリ酸である。
 ヘテロポリ酸とは、代表的には、下記の式[1-1]で示されるKeggin型又は式[1-2]で示されるDawson型の化学構造で示される、ヘテロ原子が分子の中心に位置する構造を有し、バナジウム(V)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)などの酸素酸であるイソポリ酸と、異種元素の酸素酸とが縮合してなるポリ酸である。このような異種元素の酸素酸としては、主にケイ素(Si)、リン(P)、ヒ素(As)の酸素酸が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 ヘテロポリ酸化合物の具体例としては、リンモリブデン酸、ケイモリブデン酸、リンタングステン酸、ケイタングステン酸又はリンタングストモリブデン酸等が挙げられ、本発明においては、これらを用いることが好ましい。また、これらは単独で用いてもよく、2種類以上組み合わせて用いてもよい。なお、本発明におけるヘテロポリ酸化合物は、市販品として入手可能であり、また、公知の方法により合成することもできる。
 ヘテロポリ酸は、元素分析等の定量分析において、一般式で示される構造から元素の数が多くまたは少ないものであっても、それが市販品として入手し、あるいは、公知の合成方法に従い適切に合成したものである限り、本発明において用いることができる。
 すなわち、例えば、一般的には、リンタングステン酸は下記の式[1a]で示される構造であり、リンモリブデン酸は式[1b]で示される構造である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 これらは、定量分析において、これら式中のP(リン)、O(酸素)、又はW(タングステン)若しくはMo(モリブデン)の数が多く、または少ないものであっても、それが市販品として入手したもの、或いは、公知の合成方法に従い適切に合成したものである限り、本発明において用いることができる。この場合、本発明において規定されるヘテロポリ酸の質量とは、合成物や市販品中における純粋なリンタングステン酸の質量(リンタングステン酸含量)ではなく、市販品として入手可能な形態及び公知の合成法にて単離可能な形態において、水和水やその他の不純物等を含んだ状態での全質量を意味する。
<重合体>
 本発明における重合体は、アクリルポリマー、メタクリルポリマー、ノボラック樹脂、ポリヒドロキシスチレン、ポリイミド前駆体、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、セルロース及びポリシロキサンからなる群から選ばれる少なくとも1種の重合体であることが好ましい。より好ましいのは、ポリイミド前駆体、ポリイミド又はポリシロキサンである。特に好ましいのは、ポリイミド前駆体又はポリイミド(総称して、特定ポリイミド系重合体ともいう)である。
<特定ポリイミド系重合体> 
 本発明の重合体に、特定ポリイミド系重合体を用いる場合、それらは、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又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]で示される構造を有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
(Rは4価の有機基を示す。Rは2価の有機基を示す。A及びAはそれぞれ独立して、水素原子又は炭素数1~8のアルキル基を示す。A及びAはそれぞれ独立して、水素原子、炭素数1~5のアルキル基又はアセチル基を示す。nA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級又は2級のアミノ基を2個有するジアミンが挙げられる。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又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。
 特定ポリイミド系重合体は、下記の式[B]で示されるテトラカルボン酸二無水物と下記の式[C]で示されるジアミンとを原料とすることで、比較的簡便に得られるという理由から、下記の式[D]で示される繰り返し単位の構造式から成るポリアミド酸又は該ポリアミド酸をイミド化させたポリイミドが好ましい。なかでも、本発明においては、液晶配向膜の物理的及び化学的安定性の点から、ポリイミド前駆体をイミド化したポリイミドであることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
(R及びRは、式[A]で定義したものと同義である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
(R、R及びnAは、式[A]で定義したものと同義である。) 
 また、通常の合成手法で、上記で得られた式[D]の重合体に、式[A]で示されるA及びAの炭素数1~8のアルキル基、及び式[A]で示されるA及びAの炭素数1~5のアルキル基又はアセチル基を導入することもできる。
 本発明におけるジアミン成分としては、公知のものを用いることができる。
 なかでも、本発明の液晶配向処理剤を、VAモード、PSAモード又はSC-PVAモードの液晶表示素子に用いる場合には、ジアミン成分に、下記の式[2-1]又は式[2-2]で示される側鎖構造(特定側鎖構造ともいう)を有するジアミン化合物を用いることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
 式[2-1]中、Y、Y、Y、Y、Y、Y及びnは、前記に定義した通りであるが、なかでも、それぞれ、下記のものが好ましい。
 Yは、原料の入手性や合成の容易さの点から、単結合、-(CH-(aは1~15の整数である)、-O-、-CHO-又は-COO-が好ましい。より好ましいのは、単結合、-(CH-(aは1~10の整数である)、-O-、-CHO-又は-COO-である。
 Yは、単結合又は-(CH-(bは1~10の整数である)が好ましい。
 Yは、合成の容易さの点から、単結合、-(CH-(cは1~15の整数である)、-O-、-CHO-又は-COO-が好ましい。より好ましいのは、単結合、-(CH-(cは1~10の整数である)、-O-、-CHO-又は-COO-である。
 Yは、合成の容易さの点から、ベンゼン環、シクロへキサン環又はステロイド骨格を有する炭素数17~51の有機基が好ましい。
 Yは、ベンゼン環又はシクロへキサン環が好ましい。
 Yは、炭素数1~18のアルキル基、炭素数2~18のアルケニル基、炭素数1~10のフッ素含有アルキル基、炭素数1~18のアルコキシル基又は炭素数1~10のフッ素含有アルコキシル基が好ましい。より好ましくは、炭素数1~12のアルキル基、炭素数2~18のアルケニル基又は炭素数1~12のアルコキシル基である。特に好ましくは、炭素数1~9のアルキル基、炭素数2~12のアルケニル基又は炭素数1~9のアルコキシル基である。
 nは、原料の入手性や合成の容易さの点から、0~3が好ましく、より好ましいのは0~2である。
 Y、Y、Y、Y、Y、Y及びnの好ましい組み合わせは、国際公開公報WO2011/132751(2011.10.27公開)の13頁~34頁の表6~表47に掲載される(2-1)~(2-629)と同じ組み合わせが挙げられる。なお、国際公開公報の各表では、本発明におけるY~Yが、Y1~Y6として示されているが、Y1~Y6は、Y~Yと読み替えるものとする。また、国際公開公報の各表に掲載される(2-605)~(2-629)では、本発明におけるステロイド骨格を有する炭素数17~51の有機基が、ステロイド骨格を有する炭素数12~25の有機基と示されているが、ステロイド骨格を有する炭素数12~25の有機基は、ステロイド骨格を有する炭素数17~51の有機基と読み替えるものとする。
 なかでも、(2-25)~(2-96)、(2-145)~(2-168)、(2-217)~(2-240)、(2-268)~(2-315)、(2-364)~(2-387)、(2-436)~(2-483)又は(2-603)~(2-615)の組み合わせが好ましい。特に好ましい組み合わせは、(2-49)~(2-96)、(2-145)~(2-168)、(2-217)~(2-240)、(2-603)~(2-606)、(2-607)~(2-609)、(2-611)、(2-612)又は(2-624)である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
 式[2-2]中、Y及びYは、前記に定義した通りであるが、なかでも、それぞれ、下記のものが好ましい。
 Yは、単結合、-O-、-CHO-、-CONH-、-CON(CH)-又は-COO-が好ましい。より好ましくは、単結合、-O-、-CONH-又は-COO-である。
 Yは、炭素数8~18のアルキル基が好ましい。
 本発明においては、特定側鎖構造は、高くて安定な液晶の垂直配向性を得ることができる点から、式[2-1]で示される構造を用いることが好ましい。
 特定側鎖構造を有するジアミン化合物としては、下記の式[2a]で示されるジアミン化合物(特定側鎖型ジアミン化合物ともいう)を用いることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
 式[2a]中、Yは、前記式[2-1]又は式[2-2]で示される構造を示す。
 また、式[2-1]におけるY、Y、Y、Y、Y、Y及びnの詳細及び好ましい組み合わせは、前記式[2-1]の通りであり、式[2-2]におけるY及びYの詳細及び好ましい組み合わせは、前記式[2-2]の通りである。
 n1は、合成の容易さの点から、1が好ましい。
 式[2-1]で示される特定側鎖構造を有する特定側鎖型ジアミン化合物として、具体的には例えば、下記の式[2a-1]~式[2a-31]で示されるジアミン化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
(Rはそれぞれ、-O-、-OCH-、-CHO-、-COOCH-及び-CHOCO-からなる群から選ばれる少なくとも1種の結合基を示す。Rはそれぞれ、炭素数1~18の直鎖状又は分岐状アルキル基、炭素数1~18の直鎖状又は分岐状アルコキシル基、炭素数1~18の直鎖状又は分岐状フッ素含有アルキル基、又は炭素数1~18の直鎖状又は分岐状フッ素含有アルコキシル基を示す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
(Rはそれぞれ、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NHCO-、-COOCH-、-CHOCO-、-CHO-、-OCH-及び-CH-からなる群から選ばれる少なくとも1種の結合基を示す。Rはそれぞれ、炭素数1~18の直鎖状又は分岐状アルキル基、炭素数1~18の直鎖状又は分岐状アルコキシル基、炭素数1~18の直鎖状又は分岐状フッ素含有アルキル基、又は炭素数1~18の直鎖状又は分岐状フッ素含有アルコキシル基を示す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
(Rはそれぞれ、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NHCO-、-COOCH-、-CHOCO-、-CHO-、-OCH-、-CH-、-O-及び-NH-からなる群から選ばれる少なくとも1種の結合基を示す。Rはそれぞれ、フッ素基、シアノ基、トリフルオロメタン基、ニトロ基、アゾ基、ホルミル基、アセチル基、アセトキシ基及び水酸基からなる群から選ばれる少なくとも1種を示す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
(Rはそれぞれ、炭素数3~12の直鎖状又は分岐状アルキル基を示し、1,4-シクロヘキシレンのシス-トランス異性は、トランス異性体である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
(Rはそれぞれ、炭素数3~12の直鎖状又は分岐状アルキル基を示し、1,4-シクロヘキシレンのシス-トランス異性は、トランス異性体である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
(Aはフッ素原子で置換されていてもよい炭素数3~18の直鎖状又は分岐状アルキル基を示す。Aは1,4-シクロへキシレン基又は1,4-フェニレン基を示す。Aは酸素原子又は-COO-*(ただし、「*」を付した結合手がAと結合する)を示す。Aは酸素原子又は-COO-*(ただし、「*」を付した結合手が(CH)a)と結合する)を示す。また、aは0又は1の整数を示す。aは2~10の整数を示す。aは0又は1の整数を示す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
 上記式[2a-1]~[2a-31]中、好ましいジアミン化合物は、式[2a-1]~式[2a-6]、式[2a-9]~式[2a-13]又は式[2a-22]~式[2a-31]である。
 前記式[2-2]で示される特定側鎖構造を有する特定側鎖型ジアミン化合物として、具体的には例えば、下記の式[2a-32]~[2a-35]で示されるジアミン化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
(Aはそれぞれ、炭素数8~18のアルキル基又はフッ素含有アルキル基を示す。)
 特定ジアミン化合物(2)の使用割合は、特に、VAモード、PSAモード又はSC-PVAモードの液晶表示素子に用いる場合には、ジアミン成分全体に対し10~70モル%が好ましい。より好ましいのは、20~70モル%であり、特に好ましいのは、20~60モル%である。
 また、特定側鎖型ジアミン化合物は、特定ポリイミド系重合体の溶媒への溶解性、液晶配向膜にした際の液晶配向性、又は液晶表示素子の電気特性などの特性に応じて、1種又は2種以上を混合して使用することができる。
 加えて、特定側鎖型ジアミン化合物は、液晶表示素子の表示モード、すなわち、TN(Twisted Nematic)モード、IPS(In-plane Switching)モード、VAモード、PSAモード及びSC-PVAモードに応じて、適宜、選択して使用することができる。
 特定ポリイミド系重合体を作製するためのジアミン成分としては、下記のジアミン化合物(その他ジアミン化合物ともいう)を用いることもできる。
 具体的には例えば、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、2,4-ジアミノフェノール、3,5-ジアミノフェノール、3,5-ジアミノベンジルアルコール、2,4-ジアミノベンジルアルコール、4,6-ジアミノレゾルシノール、2,4-ジアミノ安息香酸、2,5-ジアミノ安息香酸又は3,5-ジアミノ安息香酸、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-ビス(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-ビス(4-アミノフェノキシ)デカン、1,10-ビス(3-アミノフェノキシ)デカン、1,11-ビス(4-アミノフェノキシ)ウンデカン、1,11-ビス(3-アミノフェノキシ)ウンデカン、1,12-ビス(4-アミノフェノキシ)ドデカン、1,12-ビス(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又は1,12-ジアミノドデカンなどが挙げられる。
 また、その他ジアミン化合物としては、下記の式[D1]~式[DA15]で示されるジアミン化合物を用いることもできる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
(pは1~10の整数を示す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
(Lは水素原子又は炭素数1~5のアルキル基を示す。nは1~5の整数を示す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
 さらに、下記の式[DA16]で示されるジアミン化合物を用いることもできる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
(Aは-O-、-NH-、-N(CH)-、-CONH-、-NHCO-、-CHO-、-OCO-、-CON(CH)-及び-N(CH)CO-からなる群から選ばれる少なくとも1種を示す。Aは単結合、炭素数1~20の脂肪族炭化水素基、非芳香族環式炭化水素基及び芳香族炭化水素基からなる群から選ばれる少なくとも1種を示す。Aは単結合、-O-、-NH-、-N(CH)-、-CONH-、-NHCO-、-COO-、-OCO-、-CON(CH)-、-N(CH)CO-及び-O(CH-(mは1~5の整数である)よりなる群から選ばれる少なくとも1種を示す。Aは窒素含有芳香族複素環を示す。p1は1~4の整数を示す。)
 その他ジアミン化合物は、特定ポリイミド系重合体の溶媒への溶解性、液晶配向膜にした際の液晶配向性、又は液晶表示素子の電気特性などの特性に応じて、1種又は2種以上を混合して使用することができる。
 特定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には、下記の式[3]で示されるテトラカルボン酸二無水物(特定テトラカルボン酸成分ともいう)を用いることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
 式[3]中、Zは、前記式[3a]~式[3k]で示される構造からなる群から選ばれる少なくとも1種の構造を示す。
 式[3]中のZは、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[3d]、式[3e]、式[3f]、式[3g]又は式[3k]で示される構造が好ましい。より好ましいのは、式[3a]、式[3e]、式[3f]、式[3g]又は式[3k]で示される構造である。特に好ましいのは、式[3e]、式[3f]、式[3g]又は式[3k]で示される構造である。
 特定テトラカルボン酸成分の使用割合は、全テトラカルボン酸成分に対して1モル%以上であることが好ましい。より好ましいのは、5モル%以である。特に好ましいのは、10モル%以上であり、最も好ましいのは、長時間光の照射に曝された後での電圧保持率の低下を抑制することができる点から、10~90モル%である。
 また、前記式[3e]、式[3f]、式[3g]又は式[3k]で示される構造のテトラカルボン酸成分を用いる場合、その使用量を、テトラカルボン酸成分全体の20モル%以上とすることで、所望の効果が得られる。好ましくは、30モル%以上である。さらに、テトラカルボン酸成分のすべてが、式[3e]、式[3f]、式[3g]又は式[3k]で示される構造のテトラカルボン酸成分であってもよい。
 本発明におけるテトラカルボン酸成分としては、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ができる。
 具体的には例えば、ピロメリット酸、2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸、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、2,3,6,7-アントラセ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又は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。
 特定テトラカルボン酸成分及びその他のテトラカルボン酸成分は、特定ポリイミド系重合体の溶媒への溶解性、液晶配向膜にした際の液晶配向性、又は液晶表示素子の電気特性などの特性に応じて、1種又は2種以上を混合して使用することができる。
 特定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及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種又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級又は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級又は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、又はテトラカルボン酸ジハライドと1級又は2級のジアミン化合物とを反応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級又は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級又は2級のジアミン化合物とを反応させる方法、又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又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有機溶媒中で行う。その際に用いる有機溶媒としては、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、反応に用いる有機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、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又は1,3-ジメチル-イミダゾリジノンなどが挙げられる。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-ペンタノン又は下記の式[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-C000045
(Dは炭素数1~3のアルキル基を示す。Dは炭素数1~3のアルキル基を示す。Dは炭素数1~4のアルキル基を示す。)
 これら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、上記溶媒に混合して使用してもよい。また、有機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、有機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有機溶媒中で反応させる際には、ジアミン成分を有機溶媒に分散或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添加する、又は有機溶媒に分散或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有機溶媒に分散、或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、ジアミン成分及び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。重合反応の初期は高濃度で行い、その後、有機溶媒を追加することもできる。
 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。通常の重合反応と同様に、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。
 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、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。なかでも、本発明における特定ポリイミド系重合体は、ポリイミド前駆体をイミド化したポリイミドであることが好ましい。その際のイミド化率は、40~90%が好ましい。より好ましいのは、50~90%である。
 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、又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0.5~30モル倍、好ましくは2~20モル倍であり、酸無水物の量はアミド酸基の1~50モル倍、好ましくは3~30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、トリブチルアミン又はトリオクチルアミンなどを挙げることができる。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又は無水ピロメリット酸などを挙げることができる。なかでも、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、反応温度及び反応時間を調節することにより制御することができる。
 ポリイミド前駆体又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又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、ベンゼン又は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、常圧或いは減圧下で、常温或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、有機溶媒に再溶解させて再沈殿回収する操作を2~10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は、例えば、アルコール類、ケトン類又は炭化水素などが挙げられ、これらから選ばれる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。
 ポリイミド系重合体の分子量は、そこから得られる液晶配向膜の強度、液晶配向膜形成時の作業性及び塗膜性を考慮した場合、GPC(Gel Permeation Chromatography)法で測定した重量平均分子量で、5,000~1,000,000であることが好ましい。なかでも、10,000~150,000が好ましい。
 前記の通り、本発明における特定ポリイミド系重合体は、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点から、上述したポリイミド前駆体を触媒イミド化したポリイミドであることが好ましい。その際のイミド化率は、上述した範囲であることが好ましい。
<(C)成分・特定アミン化合物>
 本発明における(C)成分は、分子内に窒素含有芳香族複素環を有する化合物であり、なかでも、分子内に1級アミノ基を1個と窒素含有芳香族複素環とを有し、かつ前記1級アミノ基が脂肪族炭化水素基又は非芳香族環式炭化水素基に結合しているアミン化合物(特定アミン化合物ともいう。)であることが好ましい。
 この特定アミン化合物は、分子内に含まれるアミノ基が1個のみであるので、液晶配向処理剤を調製する際や液晶配向処理剤の保存中に、重合体の析出やゲル化といった問題が起こる可能性を回避できる。
 特定アミン化合物に含まれるアミノ基は、重合体との塩形成や結合反応のしやすさの観点から、分子内において2価の脂肪族炭化水素基または芳香族炭化水素を含まない非芳香族環式炭化水素基に結合している必要がある。
 脂肪族炭化水素基の具体例としては、直鎖状アルキレン基、分岐構造を有するアルキレン基または不飽和結合を有する2価の炭化水素基などを挙げることができる。より好ましいのは、脂肪族炭化水素基の炭素数が1~20である。特に好ましいのは、炭素数が1~15であり、最も好ましいのは、炭素数が1~10である。
 非芳香族環式炭化水素基の具体例としては、シクロプロパン環、シクロブタン環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、シクロヘプタン環、シクロオクタン環、シクロノナン環、シクロデカン環、シクロウンデカン環、シクロドデカン環、シクロトリデカン環、シクロテトラデカン環、シクロペンタデカン環、シクロヘキサデカン環、シクロヘプタデカン環、シクロオクタデカン環、シクロノナデカン環、シクロイコサン環、トリシクロエイコサン環、トリシクロデコサン環、ビシクロヘプタン環、デカヒドロナフタレン環、ノルボルネン環又はアダマンタン環などが挙げられる。より好ましいのは、炭素数が3~20からなる環の非芳香族環式炭化水素基である。特に好ましいのは、炭素数が3~15からなる環であり、最も好ましいのは、炭素数が3~10からなる環である。
 特定アミン化合物に含まれる窒素含有芳香族複素環は、下記の式[4-a]、式[4-b]又は式[4-c]で示される構造を含有する窒素含有芳香族複素環である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
(Mは炭素数1~5の直鎖状又は分岐状のアルキル基を示す)。
 窒素含有芳香族複素環の具体例としては、ピロール環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピラゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、キノリン環、ピラゾリン環、イソキノリン環、カルバゾール環、プリン環、チアジアゾール環、ピリダジン環、ピラゾリン環、トリアジン環、ピラゾリジン環、トリアゾール環、ピラジン環、ベンズイミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、チノリン環、フェナントロリン環、インドール環、キノキサリン環、ベンゾチアゾール環、フェノチアジン環、オキサジアゾール環又はアクリジン環などを挙げることができる。さらに、これら窒素含有芳香族複素環の炭素原子には、ヘテロ原子を含む置換基を有していてもよい。
 より好ましい特定アミン化合物としては、下記の式[4a-1]で示される化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
 Sは、脂肪族炭化水素基又は非芳香族環式炭化水素基を有する2価の有機基を示す。なかでも、炭素数1~20の脂肪族炭化水素基又は炭素数3~20の非芳香族環式炭化水素基が好ましい。より好ましいのは、炭素数1~15の脂肪族炭化水素基、シクロプロパン環、シクロブタン環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、シクロヘプタン環、シクロオクタン環、シクロノナン環、シクロデカン環、シクロウンデカン環、シクロドデカン環、シクロトリデカン環、シクロテトラデカン環、ノルボルネン環又はアダマンタン環である。特に好ましいのは、炭素数1~10の直鎖又は分岐アルキル基である。
 Sは、窒素含有芳香族複素環を示し、上述したものと同様に、前記式[4-a]、式[4-b]又は式[4-c]で示される構造を含有する。
 その具体例としては、上述した構造を挙げることができる。これらのうち、ピロール環、イミダゾール環、ピラゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、トリアジン環、トリアゾール環、ピラジン環、ベンズイミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、キノキサリン環、アゼピン環、ジアゼピン環、ナフチリジン環、フェナジン環又はフタラジン環が好ましい。
 また、窒素含有芳香族複素環と重合体中のカルボキシル基との塩形成や水素結合といった静電的相互作用のしやすさの観点から、前記式[4a-1]中のSは、Sに含まれる式[4-a]、式[4-b]又は式[4-c]と隣り合わない置換基と結合していることが好ましい。
 式[4a-1]における好ましいS及びSの組み合わせは、Sが、炭素数1~20の脂肪族炭化水素基又は炭素数3~20の非芳香族環式炭化水素基であり、Sがピロール環、イミダゾール環、ピラゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、トリアジン環、トリアゾール環、ピラジン環、ベンズイミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、キノキサリン環、アゼピン環、ジアゼピン環、ナフチリジン環、フェナジン環又はフタラジン環である。
 より好ましい特定アミン化合物は、下記の式[4a-2]で示されるアミン化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
 式[4a-2]中、S、S及びSは、前記に定義した通りであるが、なかでも、それぞれ、下記のものが好ましい。
 Sは、炭素数1~10の直鎖又は分岐アルキル基、炭素数1~10の不飽和アルキル基、シクロプロパン環、シクロブタン環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、シクロヘプタン環、シクロオクタン環、シクロノナン環、シクロデカン環、シクロウンデカン環、シクロドデカン環、シクロトリデカン環、シクロテトラデカン環、シクロペンタデカン環、シクロヘキサデカン環、シクロヘプタデカン環、シクロオクタデカン環、シクロノナデカン環、シクロイコサン環、トリシクロエイコサン環、トリシクロデコサン環、ビシクロヘプタン環、デカヒドロナフタレン環、ノルボルネン環又はアダマンタン環が好ましい。より好ましいのは、炭素数1~10の直鎖又は分岐アルキレン基である。
 Sは、単結合、-O-、-NH-、-S-、-SO-、炭素数1~19の炭化水素基、-CO-O-、-O-CO-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CO-、-CF-、-C(CF-、-CH(OH)-、-C(CH-、-Si(CH-、-O-Si(CH-、-Si(CH-O-、-O-Si(CH-O-、シクロプロパン環、シクロブタン環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、シクロヘプタン環、シクロオクタン環、シクロノナン環、シクロデカン環、シクロウンデカン環、シクロドデカン環、シクロトリデカン環、シクロテトラデカン環、シクロペンタデカン環、シクロヘキサデカン環、シクロヘプタデカン環、シクロオクタデカン環、シクロノナデカン環、シクロイコサン環、トリシクロエイコサン環、トリシクロデコサン環、ビシクロヘプタン環、デカヒドロナフタレン環、ノルボルネン環、アダマンタン環、ベンゼン環、ナフタレン環、テトラヒドロナフタレン環、アズレン環、インデン環、フルオレン環、アントラセン環、フェナントレン環、フェナレン環、ピロール環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピラゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、キノリン環、ピラゾリン環、イソキノリン環、カルバゾール環、プリン環、チアジアゾール環、ピリダジン環、トリアジン環、ピラゾリジン環、トリアゾール環、ピラジン環、ベンズイミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、チノリン環、フェナントロリン環、インドール環、キノキサリン環、ベンゾチアゾール環、フェノチアジン環、オキサジアゾール環、アクリジン環、オキサゾール環、ピペラジン環、ピペリジン環、ジオキサン環又はモルフォリン環が好ましい。
 Sは、ピロール環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピラゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、キノリン環、ピラゾリン環、イソキノリン環、カルバゾール環、プリン環、チアジアゾール環、ピリダジン環、ピラゾリン環、トリアジン環、ピラゾリジン環、トリアゾール環、ピラジン環、ベンズイミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、チノリン環、フェナントロリン環、インドール環、キノキサリン環、ベンゾチアゾール環、フェノチアジン環、オキサジアゾール環又はアクリジン環が好ましい。
 また、窒素含有芳香族複素環と重合体中のカルボキシル基との塩形成や水素結合といった静電的相互作用のしやすさの観点から、式[4a-2]中のSは、Sに含まれる式[4-a]、式[4-b]又は式[4-c]と隣り合わない炭素原子と結合していることが好ましい。
 本発明における特定アミン化合物の具体例としては、下記の式[M1]~式[M156]で示されるアミン化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
 なかでも、式[M10]、式[M11]、式[M14]、式[M16]、式[M17]、式[M19]、式[M20]、式[M35]、式[M36]、式[M40]、式[M49]、式[M50]、式[M52]、式[M60]、式[62]、式[M68]、式[M69]、式[M76]、式[M77]、式[M82]、式[M100]、式[M101]、式[M108]、式[M109]、式[M118]、式[M120]、式[M121]、式[M128]、式[M135]、式[M136]、式[M140]又は式[M143]が好ましい。より好ましいのは、式[M16]、式[M17]、式[M35]、式[M36]、式[M40]、式[M49]、式[M50]、式[M52]、式[M60]、式[62]、式[M68]、式[M69]、式[M100]、式[M101]、式[M108]、式[M109]、式[M118]、式[M120]、式[M121]、式[M128]、式[M135]、式[M136]又は式[M140]である。
 これら特定アミン化合物は、特定アミン化合物の溶媒への溶解性、液晶配向膜にした際の液晶配向性、又は液晶表示素子の電気特性などの特性に応じて、1種又は2種以上を混合して使用することができる。
<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、特定化合物、重合体、特定アミン化合物及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。
 液晶配向処理剤における特定化合物の使用割合は、下記の通りであることが好ましい。すなわち、すべての重合体100質量部に対して、1質量部~30質量部であることが好ましい。より好ましいのは、1質量部~20質量部であり、特に好ましいのは、3質量部~15質量部である。
 特定化合物は、重合体及び溶媒を含む溶液に直接添加しても、適当な溶媒で希釈して溶液にしてから添加してもかまわない。
 液晶配向処理剤における特定アミン化合物の使用割合は、下記の通りであることが好ましい。すなわち、すべての重合体100質量部に対して、1質量部~40質量部であることが好ましい。より好ましいのは、1質量部~30質量部であり、特に好ましいのは、1質量部~20質量部である。
 特定アミン化合物は、重合体及び溶媒を含む溶液に直接添加してもかまわないが、適当な溶媒で濃度0.1~10質量%の溶液にしてから添加することが好ましい。この際の溶媒としては、前記した特定ポリイミド系重合体が溶解する溶媒などが挙げられる。
 また、特定アミン化合物を添加した後に、特定アミン化合物及び重合体を含む溶液を、加熱することが好ましい。特に、重合体に特定ポリイミド系重合体を用いた場合が、より好ましい。具体的には、加熱することで、特定ポリイミド系重合体に結合又は相互作用する特定アミン化合物の割合が増加し、液晶配向膜にした際に、本発明の硬化を、より高めることができる。その際、加熱する場合の温度は、10~100℃が好ましく、より好ましいのは、20~80℃である。
 液晶配向処理剤における重合体成分には、特定ポリイミド系重合体を用いることが好ましいが、それ以外の他の重合体が混合されていても良い。その際、それ以外の他の重合体の含有量は、特定ポリイミド系重合体100質量部に対して、0.5質量部~15質量部であることが好ましい。より好ましいのは、1質量部~10質量部である。それ以外の他の重合体としては、上述したアクリルポリマー、メタクリルポリマー、ノボラック樹脂、ポリヒドロキシスチレン、ポリアミド、ポリエステル、セルロース又はポリシロキサンなどが挙げられる。
 液晶配向処理剤中の溶媒は、塗布により均一な液晶配向膜を形成するという点から、液晶配向処理剤中の溶媒の含有量が70~99.9質量%であることが好ましい。この含有量は、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。
 液晶配向処理剤に用いる溶媒は、重合体を溶解させる溶媒(良溶媒ともいう)であれば特に限定されない。下記に、特定ポリイミド系重合体を用いた場合の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、シクロペンタノン又は4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノンなどが挙げられる。
 なかでも、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン又はγ-ブチロラクトンを用いることが好ましい。
 さらに、特定ポリイミド系重合体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。
 液晶配向処理剤における良溶媒の使用割合は、液晶配向処理剤に含まれる溶媒全体の10~100質量%であることが好ましい。より好ましいのは、20~90質量%であり、特に好ましいのは、30~80質量%である。
 液晶配向処理剤には、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又は前記式[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、ジプロピレングリコールジメチルエーテル又は前記式[D-1]~式[D-3]で示される溶媒を用いることが好ましい。
 これら貧溶媒の使用割合は、液晶配向処理剤に含まれる溶媒全体の1~70質量%であることが好ましい。より好ましいのは、1~60質量%であり、特に好ましいのは、5~60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、オキセタン基及びシクロカーボネート基からなる群から選ばれる架橋性化合物、ヒドロキシル基、ヒドロキシアルキル基及び炭素数1~3のアルコキシアルキル基からなる群から選ばれる架橋性化合物、又は重合性不飽和結合基を有する架橋性化合物(総称して特定架橋性化合物ともいう)を導入することが好ましい。その際、これらの基は、化合物中に2個以上有する必要がある。
 エポキシ基又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)プロパン又は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としては、下記の式[4A]で示される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-C000066
 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-C000067
 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。
 ヒドロキシル基及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、ヒドロキシル基又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又はエチレン尿素-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又はアルコキシメチル基又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、又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又はベンゾグアナミン誘導体は、2量体又は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、メチロール基又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又はベンゾグアナミン誘導体としては、例えば、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などが挙げられる。
 ヒドロキシル基又はアルコキシル基を有するベンゼン、又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)ベンゼン又は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又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、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)アクリレート又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などが挙げられる。
 液晶配向処理剤における特定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、1~50質量部であることが好ましい。より好ましいのは、架橋反応が進行し目的の効果を発現させるため、1~30質量部であり、特に好ましいのは、1~10質量部である。
 液晶配向処理剤には、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。さらに、液晶配向膜と基板との密着性を向上させる化合物などを用いることもできる。
 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又はノ二オン系界面活性剤などが挙げられる。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0.01~2質量部が好ましい。より好ましいのは、0.01~1質量部である。
 液晶配向膜と基板との密着性を向上させる化合物の具体例としては、官能性シラン含有化合物やエポキシ基含有化合物が挙げられる。例えば、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、2-アミノプロピルトリメトキシシラン、2-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3-ウレイドプロピルトリメトキシシラン、3-ウレイドプロピルトリエトキシシラン、N-エトキシカルボニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-エトキシカルボニル-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-トリエトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、N-トリメトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、10-トリメトキシシリル-1,4,7-トリアザデカン、10-トリエトキシシリル-1,4,7-トリアザデカン、9-トリメトキシシリル-3,6-ジアザノニルアセテート、9-トリエトキシシリル-3,6-ジアザノニルアセテート、N-ベンジル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-ベンジル-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-ビス(オキシエチレン)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-ビス(オキシエチレン)-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、2,2-ジブロモネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,3,5,6-テトラグリシジル-2,4-ヘキサンジオール、N,N,N’,N’,-テトラグリシジル-m-キシレンジアミン、1,3-ビス(N,N-ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン又はN,N,N’,N’,-テトラグリシジル-4、4’-ジアミノジフェニルメタンなどが挙げられる。
 これらの基板との密着させる化合物の使用割合は、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、0.1~30質量部であることが好ましい。より好ましいのは、1~20質量部である。0.1質量部未満であると密着性向上の効果は期待できず、30質量部よりも多くなると液晶配向処理剤の保存安定性が悪くなる場合がある。
 液晶配向処理剤には、上記以外の化合物の他に、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、VAモード用の液晶表示素子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(Indium Tin Oxide)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、フレキソ印刷又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、スピンナー法又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、熱循環型オーブン又は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。TNモードやIPSモード用の液晶表示素子のように、液晶を傾斜配向や水平配向させる場合は、焼成後の液晶配向膜をラビング又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、例えば、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、又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(ODF:One Drop Filling法ともいう)などが例示できる。
 本発明の液晶配向処理剤は、電極を備えた一対の基板の間に液晶層を有してなり、一対の基板の間に活性エネルギー線及び熱の少なくとも一方により重合する重合性化合物を含む液晶組成物を配置し、電極間に電圧を印加しつつ、活性エネルギー線の照射及び加熱の少なくとも一方により重合性化合物を重合させる工程を経て製造される液晶表示素子にも好ましく用いられる。ここで、活性エネルギー線としては、紫外線が好適である。紫外線としては、波長が300~400nm、好ましくは310~360nmである。加熱による重合の場合、加熱温度は40~120℃、好ましくは60~80℃である。また、紫外線と加熱を同時に行ってもよい。
 上記の液晶表示素子は、PSAモードの方式により、液晶分子のプレチルトを制御するものである。PSAモードでは、液晶材料中に少量の光重合性化合物、例えば光重合性モノマーを混入しておき、液晶セルを組み立てた後、液晶層に所定の電圧を印加した状態で光重合性化合物に紫外線などを照射し、生成した重合体によって液晶分子のプレチルトを制御する。重合体が生成するときの液晶分子の配向状態が電圧を取り去った後においても記憶されるので、液晶層に形成される電界などを制御することにより、液晶分子のプレチルトを調整することができる。また、PSAモードでは、ラビング処理を必要としないので、ラビング処理によってプレチルトを制御することが難しい垂直配向型の液晶層の形成に適している。すなわち、本発明の液晶表示素子は、上記した手法により液晶配向処理剤から液晶配向膜付き基板を得た後、液晶セルを作製し、紫外線の照射及び加熱の少なくとも一方により重合性化合物を重合することで液晶分子の配向を制御するものとすることができる。
 PSAモードの液晶セル作製の一例を挙げるならば、例えば次の通りである。すなわち、上述した作製方法にて液晶セルを作製する。その際の液晶には、熱や紫外線照射により重合する重合性化合物が混合される。重合性化合物としては、アクリレート基やメタクリレート基などの重合性不飽和基を分子内に1個以上有する化合物が挙げられる。その際、重合性化合物は、液晶成分の100質量部に対して0.01~10質量部であることが好ましく、より好ましいのは0.1~5質量部である。重合性化合物が0.01質量部未満であると、重合性化合物が重合せずに液晶の配向制御できなくなり、10質量部よりも多くなると、未反応の重合性化合物が多くなって液晶表示素子の焼き付き特性が低下する。液晶セルを作製した後は、液晶セルに交流又は直流の電圧を印加しながら、熱や紫外線を照射して重合性化合物を重合する。これにより、液晶分子の配向を制御することができる。
 さらに、本発明の液晶配向処理剤は、電極を備えた一対の基板の間に液晶層を有してなり、前記一対の基板の間に活性エネルギー線及び熱の少なくとも一方により重合する重合性基を含む液晶配向膜を配置し、電極間に電圧を印加する工程を経て製造される液晶表示素子、すなわち、SC-PVAモードにも用いることもできる。ここで、活性エネルギー線としては、紫外線が好適である。紫外線としては、波長が300~400nm、より好ましいのは310~360nmである。加熱による重合の場合、加熱温度は40~120℃、より好ましいのは60~80℃である。また、紫外線と加熱を同時に行ってもよい。
 活性エネルギー線及び熱の少なくとも一方より重合する重合性基を含む液晶配向膜を得るためには、この重合性基を含む化合物を液晶配向処理剤中に添加する方法や、重合性基を含む重合体成分を用いる方法が挙げられる。
 SC-PVAモードの液晶セル作製の一例を挙げるならば、例えば次の通りである。すなわち、上述した作製方法にて液晶セルを作製する。その後、液晶セルに交流又は直流の電圧を印加しながら、熱や紫外線を照射することで、液晶分子の配向を制御することができる。
 以上のようにして、本発明の液晶配向処理剤を用いることで、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し、加えて、高温高湿条件下においても、液晶表示素子の額縁付近に表示ムラが発生しない液晶配向膜を提供することができる。そのため、本発明の液晶配向処理剤を用いて作製された液晶表示素子は、信頼性に優れたものとなり、大型の液晶テレビ、中小型のカーナビゲーションシステム、スマートフォンなどに好適に利用することができる。特に、本発明の液晶配向処理剤は、VAモード、PSAモード及びSC-PVAモードを用いた液晶表示素子の液晶配向膜に対して有用である。
 以下に実施例を挙げ、本発明を更に具体的に説明するが、これらに限定されるものではない。
合成例、実施例及び比較例で用いる略語は以下のとおりである。
(特定化合物)
 S1:リンタングステン酸(日本新金属社製)
 S2:リンモリブデン酸(12モリブド(IV)リン酸 n水和物)(関東化学社製)
(特定側鎖型ジアミン化合物)
 A1:1,3-ジアミノ-4-〔4-(トランス-4-n-ヘプチルシクロへキシル)フェノキシ〕ベンゼン
 A2:1,3-ジアミノ-5-〔4-(トランス-4-n-ヘプチルシクロへキシル)フェノキシメチル〕ベンゼン
 A3:1,3-ジアミノ-4-{4-〔トランス-4-(トランス-4-n-ペンチルシクロへキシル)シクロへキシル〕フェノキシ}ベンゼン
 A4:下記の式[B4]で示されるジアミン化合物
 A5:1,3-ジアミノ-4-オクタデシルオキシベンゼン
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000068
(その他ジアミン化合物)
 B1:p-フェニレンジアミン
 B2:m-フェニレンジアミン
 B3:下記の式[B3]で示されるジアミン化合物
 B4:4,4’-ジアミノジフェニルアミン
 B5:3,5-ジアミノ安息香酸
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000069
(特定テトラカルボン酸二無水物)
 C1:1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物
 C2: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
 C3:下記の式[C3]で示されるテトラカルボン酸二無水物
 C4:下記の式[C4]で示されるテトラカルボン酸二無水物
 C5:下記の式[C5]で示されるテトラカルボン酸二無水物
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000070
(架橋性化合物)
 M1:下記の式[M1]で示される架橋性化合物
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000071
(溶媒)
 NMP:N-メチル-2-ピロリドン
 NEP:N-エチル-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
 PB:プロピレングリコールモノブチルエーテル 
 DME:ジプロピレングリコールジメチルエーテル
(特定アミン化合物)
 L1:3-ピコリルアミン
 L2:N-(3-アミノプロピル)-イミダゾール
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000072
「ポリイミド系重合体の分子量測定」
 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及び30,000)(東ソー社製)及びポリエチレングリコール(分子量:約12,000、4,000及び1,000)(ポリマーラボラトリー社製)。
「ポリイミド系重合体のイミド化率の測定」
 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
(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。)
「ポリイミド系重合体の合成」
<合成例1>
 C4(5.51g,18.4mmol)、A5(0.78g,2.07mmol)及びB1(2.01g,18.6mmol)をNMP(17.4g)中で混合し、40℃で6時間反応させた後、C1(0.40g,2.04mmol)及びNMP(8.70g)を加え、40℃で6時間反応させ、樹脂固形分濃度が25質量%のポリアミド酸溶液を得た。
 得られたポリアミド酸溶液(30.0g)に、NMPを加え6質量%に希釈した後、イミド化触媒として無水酢酸(3.90g)及びピリジン(2.40g)を加え、70℃で4時間反応させた。この反応溶液をメタノール(460ml)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84%であり、数平均分子量は19,300、重量平均分子量は52,300であった。
<合成例2>
 C2(6.55g,26.2mmol)、A3(4.92g,11.4mmol)、B1(2.46g,22.7mmol)及びB3(0.77g,3.79mmol)をNEP(33.8g)中で混合し、80℃で5時間反応させた後、C1(2.20g,11.2mmol)及びNEP(16.9g)を加え、40℃で6時間反応させ、樹脂固形分濃度が25質量%のポリアミド酸溶液(2)を得た。このポリアミド酸の数平均分子量は、19,500、重量平均分子量は、65,800であった。
<合成例3>
 合成例2で得られたポリアミド酸溶液(2)(30.0g)に、NEPを加え6質量%に希釈した後、イミド化触媒として無水酢酸(4.50g)及びピリジン(3.30g)を加え、80℃で4時間反応させた。この反応溶液をメタノール(460ml)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(3)を得た。このポリイミドのイミド化率は81%であり、数平均分子量は17,500、重量平均分子量は45,300であった。
<合成例4>
 C2(3.32g,13.3mmol)、A2(2.65g,6.72mmol)、B1(0.54g,4.99mmol)及びB4(1.00g,5.02mmol)をNEP(16.3g)中で混合し、80℃で5時間反応させた後、C1(0.65g,3.31mmol)及びNEP(8.16g)を加え、40℃で6時間反応させ、樹脂固形分濃度が25質量%のポリアミド酸溶液を得た。
 得られたポリアミド酸溶液(30.0g)に、NEPを加え6質量%に希釈した後、イミド化触媒として無水酢酸(4.50g)及びピリジン(3.30g)を加え、80℃で3時間反応させた。この反応溶液をメタノール(460ml)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(4)を得た。このポリイミドのイミド化率は70%であり、数平均分子量は18,300、重量平均分子量は46,000であった。
<合成例5>
 C2(2.30g,9.19mmol)、A1(2.83g,7.44mmol)及びB2(1.21g,11.2mmol)をNMP(16.3g)中で混合し、80℃で5時間反応させた後、C1(1.80g,9.18mmol)及びNMP(8.13g)を加え、40℃で6時間反応させ、樹脂固形分濃度が25質量%のポリアミド酸溶液を得た。
 得られたポリアミド酸溶液(30.0g)に、NMPを加え6質量%に希釈した後、イミド化触媒として無水酢酸(3.80g)及びピリジン(2.40g)を加え、60℃で2時間反応させた。この反応溶液をメタノール(460ml)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(5)を得た。このポリイミドのイミド化率は55%であり、数平均分子量は17,500、重量平均分子量は45,100であった。
<合成例6>
 C2(2.30g,9.19mmol)、A5(2.80g,7.43mmol)及びB2(1.21g,11.2mmol)をNMP(16.2g)中で混合し、80℃で5時間反応させた後、C1(1.80g,9.18mmol)及びNMP(8.10g)を加え、40℃で6時間反応させ、樹脂固形分濃度が25質量%のポリアミド酸溶液を得た。
 得られたポリアミド酸溶液(30.0g)に、NMPを加え6質量%に希釈した後、イミド化触媒として無水酢酸(3.80g)及びピリジン(2.40g)を加え、60℃で2時間反応させた。この反応溶液をメタノール(460ml)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55%であり、数平均分子量は16,800、重量平均分子量は43,900であった。
<合成例7>
 C2(2.68g,10.7mmol)、A4(2.23g,4.53mmol)、B2(0.78g,7.21mmol)及びB3(1.29g,6.35mmol)をNMP(16.8g)中で混合し、80℃で5時間反応させた後、C1(1.40g,7.14mmol)及びNMP(8.37g)を加え、40℃で6時間反応させ、樹脂固形分濃度が25質量%のポリアミド酸溶液を得た。
 得られたポリアミド酸溶液(30.0g)に、NMPを加え6質量%に希釈した後、イミド化触媒として無水酢酸(3.80g)及びピリジン(2.40g)を加え、60℃で2時間反応させた。この反応溶液をメタノール(460ml)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(7)を得た。このポリイミドのイミド化率は52%であり、数平均分子量は14,800、重量平均分子量は38,300であった。
<合成例8>
 C3(4.10g,18.3mmol)、A2(2.92g,7.40mmol)、B1(0.60g,5.55mmol)及びB5(0.85g,5.59mmol)をNMP(25.4g)中で混合し、40℃で8時間反応させ、樹脂固形分濃度が25質量%のポリアミド酸溶液を得た。
 得られたポリアミド酸溶液(30.0g)に、NMPを加え6質量%に希釈した後、イミド化触媒として無水酢酸(4.50g)及びピリジン(3.30g)を加え、80℃で3時間反応させた。この反応溶液をメタノール(460ml)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(8)を得た。このポリイミドのイミド化率は75%であり、数平均分子量は18,200、重量平均分子量は46,300であった。
<合成例9>
 C4(3.57g,11.9mmol)、A3(2.23g,5.15mmol)、B2(0.93g,8.60mmol)及びB4(0.69g,3.46mmol)をNMP(16.6g)中で混合し、80℃で5時間反応させた後、C1(1.00g,5.10mmol)及びNMP(8.27g)を加え、40℃で6時間反応させ、樹脂固形分濃度が25質量%のポリアミド酸溶液を得た。
 得られたポリアミド酸溶液(30.0g)に、NEPを加え6質量%に希釈した後、イミド化触媒として無水酢酸(4.50g)及びピリジン(3.30g)を加え、80℃で4時間反応させた。この反応溶液をメタノール(460ml)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(9)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15,500、重量平均分子量は40,100であった。
<合成例10>
 C2(1.42g,5.68mmol)、A2(3.01g,7.63mmol)及びB1(1.24g,11.5mmol)をNMP(16.9g)中で混合し、80℃で5時間反応させた後、C5(2.80g,13.2mmol)及びNMP(8.47g)を加え、40℃で6時間反応させ、樹脂固形分濃度が25質量%のポリアミド酸溶液を得た。
 得られたポリアミド酸溶液(30.0g)に、NEPを加え6質量%に希釈した後、イミド化触媒として無水酢酸(4.50g)及びピリジン(3.30g)を加え、80℃で3.5時間反応させた。この反応溶液をメタノール(460ml)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(10)を得た。このポリイミドのイミド化率は78%であり、数平均分子量は16,600、重量平均分子量は43,400であった。
 合成例で得られたポリイミド系重合体を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000073
*1:ポリアミド酸。
「液晶配向処理剤の製造」
 後記する実施例及び比較例では、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、液晶表示素子の作製及びその評価のためにも使用される。実施例及び比較例で得られた各液晶配向処理剤を表2~表4に示す。
「液晶配向処理剤のインクジェット塗布性の評価」
 後記する実施例4及び実施例7で得られた液晶配向処理剤を用いて、インクジェット塗布性の評価を行った。具体的には、これら液晶配向処理剤を、細孔径1μmのメンブランフィルタで加圧濾過し、純水及びIPA(イソプロピルアルコール)にて洗浄を行ったITO(酸化インジウムスズ)電極付き基板(縦100mm×横100mm,厚さ0.7mm)のITO面に、塗布面積が70×70mm、ノズルピッチが0.423mm、スキャンピッチが0.5mm、塗布速度が40mm/秒の条件で塗布を行った。その際、インクジェット塗布機には、HIS-200(日立プラントテクノロジー社製)を用いた。また、塗布から仮乾燥までの時間は60秒であり、仮乾燥はホットプレート上にて70℃で5分間の条件で行った。
 塗布性の評価は、上記で得られた液晶配向膜付き基板の塗膜面を目視観察することで行った。具体的には、塗膜面をナトリウムランプの下で目視観察し、ピンホールの有無を確認した。その結果、いずれの実施例で得られた液晶配向膜とも、塗膜面上にピンホールは見られず、塗膜性に優れた液晶配向膜が得られた。
「液晶セルの額縁付近の表示ムラ特性の評価(通常セル)」
 後記する実施例及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、純水及びIPAにて洗浄を行ったITO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、熱循環型クリーンオーブンにて230℃で30分間加熱処理をして、膜厚が100nmの液晶配向膜付きのITO基板を得た。なお、実施例4及び実施例7の液晶配向処理剤は、上記の「液晶配向処理剤のインクジェット塗布性の評価」と同様の条件で基板を作製し(基板には、上記と同様の純水及びIPAにて洗浄を行ったITO電極付き基板(縦40mm×横30mm、厚さ0.7mm)を用いた)、その後、熱循環型クリーンオーブンにて230℃で30分間加熱処理をして、膜厚が100nmの液晶配向膜付きのITO基板とした。
 次に、この基板の塗膜面をロール径が120mmのラビング装置で、レーヨン布を用いて、ロール回転数が1000rpm、ロール進行速度が50mm/sec、押し込み量が0.1mmの条件でラビング処理した。
 その後、ラビング処理後の基板を2枚用意し、塗膜面を内側にして6μm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液晶を注入し、注入口を封止して液晶セルを得た。なお、実施例1及び比較例1~比較例3においては、液晶にMLC-3018U(メルク・ジャパン社製)を用い、それ以外の実施例及び比較例では、液晶にMLC-6608(メルク・ジャパン製)を用いた。
 得られた液晶セルを用いて、液晶セルの額縁付近の表示ムラ特性の評価を行った。具体的には、偏光板とバックライトを用いて、目視観察にて、シール剤付近の液晶配向性の評価を行った。結果、実施例及び比較例で得られたすべての液晶セルとも、均一な液晶配向性を示した。
 その後、液晶セルを温度80℃、湿度90%の高温高湿槽内に96時間保管し、上記と同様の条件でシール剤付近の液晶配向性の評価を行った。評価は、高温高湿槽内に保管後に、シール剤付近に液晶配向性の乱れが見られていないものほど、本評価に優れるとした(表5~表7中の良好表示)。表5~表7中に、高温高湿槽内に保管後の液晶セルの額縁付近の表示ムラ特性の結果を示す。
「電圧保持率の評価(通常セル)」
 前記の「液晶セルの額縁付近の表示ムラ特性の評価(通常セル)」と同様の条件で作製し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、上記の手法で得られた液晶セルに、80℃の温度下で1Vの電圧を60μs印加し、50ms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:50ms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50J/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。
 本評価においては、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(初期ともいう)に対して、紫外線照射後の値(紫外線照射後ともいう)の低下が小さいものほど、本評価に優れるとした。表5~表7中に、各VHRの値を示す。
<実施例1>
 合成例1で得られたポリイミド粉末(1)(2.50g)に、NMP(7.83g)及びγ-BL(23.5g)を加え、70℃で24時間攪拌して溶解させた。この溶液に、L1の10質量%のNMP溶液(1.25g)及びBCS(7.83g)を加え、50℃で15時間攪拌した。その後、S1(0.25g)を加え、25℃で6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。
<実施例2>
 合成例2の合成手法で得られた樹脂固形分濃度25質量%のポリアミド酸溶液(2)(10.0g)に、NEP(16.0g)、PB(15.7g)及びL1の10質量%のNEP溶液(0.75g)を加え、50℃で15時間攪拌した。その後、S1(0.125g)を加え、25℃で6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。
<実施例3>
 合成例3で得られたポリイミド粉末(3)(2.50g)に、NEP(23.5g)を加え、70℃で24時間攪拌して溶解させた。この溶液に、L1の10質量%のNEP溶液(1.25g)、BCS(3.92g)及びPB(11.8g)を加え、50℃で15時間攪拌した。その後、S1(0.25g)を加え、25℃で6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。
<実施例4>
 合成例3で得られたポリイミド粉末(3)(1.50g)に、NEP(16.5g)及びγ-BL(4.14g)を加え、70℃で24時間攪拌して溶解させた。この溶液に、L1の10質量%のNEP溶液(0.75g)、PB(16.5g)及びDME(4.14g)を加え、50℃で15時間攪拌した。その後、S1(0.15g)を加え、25℃で6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。
<実施例5>
 合成例4で得られたポリイミド粉末(4)(2.50g)に、NEP(23.5g)を加え、70℃で24時間攪拌して溶解させた。この溶液に、L1の10質量%のNEP溶液(1.75g)及びPB(15.7g)を加え、50℃で15時間攪拌した。その後、S1(0.175g)を加え、25℃で6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。
<実施例6>
 合成例4で得られたポリイミド粉末(4)(2.50g)に、NEP(23.5g)を加え、70℃で24時間攪拌して溶解させた。この溶液に、L1の10質量%のNEP溶液(1.25g)及びPB(15.7g)を加え、50℃で15時間攪拌した。その後、S1(0.175g)を加え、25℃で6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。
<実施例7>
 合成例4で得られたポリイミド粉末(4)(1.50g)に、NEP(18.6g)を加え、70℃で24時間攪拌して溶解させた。この溶液に、L1の10質量%のNEP溶液(1.05g)及びPB(22.8g)を加え、50℃で15時間攪拌した。その後、S1(0.105g)を加え、25℃で6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。
<実施例8>
 合成例5で得られたポリイミド粉末(5)(2.50g)に、NMP(19.6g)を加え、70℃で24時間攪拌して溶解させた。この溶液に、L1の10質量%のNMP溶液(0.75g)、BCS(3.92g)及びPB(15.7g)を加え、50℃で15時間攪拌した。その後、S2(0.175g)を加え、25℃で6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。
 なお、「液晶セルの額縁付近の表示ムラ特性の評価(通常セル)」に関しては、前記の標準試験とともに強調試験として、温度80℃、湿度90%の高温高湿槽内に168時間保管した際の評価も行った(その他の条件は、前記条件と同様)。その結果、液晶セル中、シール剤付近に液晶配向性の乱れは見られなかった。
<実施例9>
 合成例5で得られたポリイミド粉末(6)(2.50g)に、NMP(19.6g)を加え、70℃で24時間攪拌して溶解させた。この溶液に、L1の10質量%のNMP溶液(0.75g)、BCS(3.92g)及びPB(15.7g)を加え、50℃で15時間攪拌した。その後、S2(0.175g)を加え、25℃で6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。
 なお、「液晶セルの額縁付近の表示ムラ特性の評価(通常セル)」に関しては、前記の標準試験とともに強調試験として、温度80℃、湿度90%の高温高湿槽内に168時間保管した際の評価も行った(その他の条件は、前記条件と同様)。その結果、液晶セル中、シール剤付近に液晶配向性の乱れが見られた。
<実施例10>
 合成例7で得られたポリイミド粉末(7)(2.50g)に、NEP(23.5g)を加え、70℃で24時間攪拌して溶解させた。この溶液に、L2の10質量%のNEP溶液(1.75g)、BCS(3.92g)及びPB(11.8g)を加え、50℃で15時間攪拌した。その後、S1(0.30g)を加え、25℃で6時間攪拌して、液晶配向処理剤(10)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。
<実施例11>
 合成例8で得られたポリイミド粉末(8)(2.50g)に、NEP(27.4g)を加え、70℃で24時間攪拌して溶解させた。この溶液に、L1の10質量%のNEP溶液(1.75g)及びPB(11.8g)を加え、50℃で15時間攪拌した。その後、S2(0.125g)を加え、25℃で6時間攪拌して、液晶配向処理剤(11)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。
<実施例12>
 合成例9で得られたポリイミド粉末(9)(2.50g)に、NMP(19.6g)を加え、70℃で24時間攪拌して溶解させた。この溶液に、L1の10質量%のNMP溶液(2.50g)、BCS(7.83g)及びPB(11.8g)を加え、50℃で15時間攪拌した。その後、S1(0.25g)を加え、25℃で6時間攪拌して、液晶配向処理剤(12)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。
<実施例13>
 合成例10で得られたポリイミド粉末(10)(2.50g)に、NEP(23.5g)を加え、70℃で24時間攪拌して溶解させた。この溶液に、L1の10質量%のNEP溶液(3.00g)、BCS(7.83g)及びPB(7.83g)を加え、50℃で15時間攪拌した。その後、S2(0.175g)を加え、25℃で6時間攪拌して、液晶配向処理剤(13)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。
<実施例14>
 合成例11で得られたポリイミド粉末(11)(2.50g)に、NEP(23.5g)を加え、70℃で24時間攪拌して溶解させた。この溶液に、L2の10質量%のNEP溶液(1.25g)、BCS(7.83g)及びPB(7.83g)を加え、50℃で15時間攪拌した。その後、S2(0.175g)を加え、25℃で6時間攪拌して、液晶配向処理剤(14)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。
<比較例1>
 合成例1で得られたポリイミド粉末(1)(2.50g)に、NMP(7.83g)、γ-BL(23.5g)を加え、70℃で24時間攪拌して溶解させた。この溶液に、BCS(7.83g)を加え、25℃で6時間攪拌して、液晶配向処理剤(15)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。
<比較例2>
 合成例1で得られたポリイミド粉末(1)(2.50g)に、NMP(7.83g)、γ-BL(23.5g)を加え、70℃で24時間攪拌して溶解させた。この溶液に、S1(0.25g)及びBCS(7.83g)を加え、25℃で6時間攪拌して、液晶配向処理剤(16)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。
<比較例3>
 合成例1で得られたポリイミド粉末(1)(2.50g)に、NMP(7.83g)、γ-BL(23.5g)を加え、70℃で24時間攪拌して溶解させた。この溶液に、L1の10質量%のNMP溶液(1.25g)及びBCS(7.83g)を加え、50℃で15時間攪拌して、液晶配向処理剤(17)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。
<比較例4>
 合成例3で得られたポリイミド粉末(3)(2.50g)に、NEP(23.5g)を加え、70℃で24時間攪拌して溶解させた。この溶液に、BCS(3.92g)及びPB(11.8g)を加え、25℃で6時間攪拌して、液晶配向処理剤(18)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。
<比較例5>
 合成例3で得られたポリイミド粉末(3)(2.50g)に、NEP(23.5g)を加え、70℃で24時間攪拌して溶解させた。この溶液に、S1(0.25g)、BCS(3.92g)及びPB(11.8g)を加え、25℃で6時間攪拌して、液晶配向処理剤(19)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。
<比較例6>
 合成例3で得られたポリイミド粉末(3)(2.50g)に、NEP(23.5g)を加え、70℃で24時間攪拌して溶解させた。この溶液に、L1の10質量%のNEP溶液(1.25g)、BCS(3.92g)及びPB(11.8g)を加え、50℃で15時間攪拌して、液晶配向処理剤(20)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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000074
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000075
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000076
*1:ポリイミド系重合体100質量部に対する特定化合物の導入量(質量部)を示す。
*2:ポリイミド系重合体100質量部に対する特定アミン化合物の導入量(質量部)を示す。
*3:液晶配向処理剤中のポリイミド系重合体の占める割合を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000077
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000078
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000079
*1:液晶セル中、シール剤付近に液晶配向性の乱れが見られた。
*2:液晶セル中、シール剤から0.3cmまでの幅の領域までに液晶配向性の乱れが見られた(*1よりも液晶配向性の乱れが見られる幅が広い)。
*3:液晶セル中、シール剤から0.6cmまでの幅の領域までに液晶配向性の乱れが見られた(*2よりも液晶配向性の乱れが見られる幅が広い)。
 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、液晶セルに紫外線照射を行っても、電圧保持率の低下を抑制することができた。また、液晶セルを長時間、高温高湿槽内に保管しても、シール剤付近に液晶配向性の乱れが見られなかった。すなわち、本発明の液晶配向処理剤は、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し、かつ、高温高湿条件下において液晶表示素子の額縁付近の表示ムラの発生を抑制することができる液晶配向膜となる。
 具体的には、本発明における特定化合物、特定アミン化合物及び特定ポリイミド系重合体を用いた液晶配向処理剤の実施例と、特定化合物及び特定アミン化合物を用いていない液晶配向処理剤の比較例において、比較例の液晶配向処理剤は、上記特性に劣ることがわかった。より具体的には、実施例1と比較例1との比較、及び実施例3と比較例4との比較である。
 また、特定化合物又は特定アミン化合物のどちらか一方しか用いていない液晶配向処理剤の比較例も、実施例に比べて、上記特性に劣ることがわかった。より具体的には、実施例1と比較例2又は比較例3との比較、及び実施例3と比較例5又は比較例6との比較である。
 加えて、本発明における特定側鎖構造のなかで、前記式[2-1]の特定側鎖構造を有する特定側鎖型ジアミン化合物を用いた液晶配向処理剤は、前記式[2-2]の特定側鎖構造を有するジアミン化合物を用いた液晶配向処理剤に比べて、強調試験において、液晶セルを長時間、高温高湿槽内に保管しても、シール剤付近に液晶配向性の乱れが見られなかった。より具体的には、強調試験における同一条件での比較において、実施例8と実施例9との比較である。
 本発明の液晶配向処理剤は、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し、かつ、シール剤と液晶配向膜との接着性を高め、高温高湿条件下において液晶表示素子の額縁付近の表示ムラの発生を抑制することができる液晶配向膜を提供することができる。加えて、上記の液晶配向膜を有する液晶表示素子、上記の液晶配向膜を提供することのできる液晶配向処理剤を提供することができる。
 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などに好適に利用でき、TN素子、STN素子、TFT液晶素子、特に垂直配向型の液晶表示素子に有用である。
 さらに、本発明の液晶配向処理剤から得られた液晶配向膜は、液晶表示素子を作製する際に、紫外線を照射する必要がある液晶表示素子に対しても有用である。すなわち、電極を備えた一対の基板の間に液晶層を有してなり、前記一対の基板の間に活性エネルギー線および熱の少なくとも一方により重合する重合性化合物を含む液晶組成物を配置し、前記電極間に電圧を印加しつつ前記重合性化合物を重合させる工程を経て製造される液晶表示素子、さらには、電極を備えた一対の基板の間に液晶層を有してなり、前記一対の基板の間に活性エネルギー線および熱の少なくとも一方で重合する重合性基を含む液晶配向膜を配置し、前記電極間に電圧を印加しつつ前記重合性基を重合させる工程を経て製造される液晶表示素子に対して、特に有用である。

Claims (22)

  1.  下記の(A)成分、(B)成分及び(C)成分を含有する液晶配向処理剤。
    (A)成分:ヘテロポリ酸。
    (B)成分:重合体。
    (C)成分:分子内に窒素含有芳香族複素環を有する化合物。
  2.  前記へテロポリ酸が、リンモリブデン酸、ケイモリブデン酸、リンタングステン酸、ケイタングステン酸及びリンタングストモリブデン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項1に記載の液晶配向処理剤。
  3.  前記重合体が、アクリルポリマー、メタクリルポリマー、ノボラック樹脂、ポリヒドロキシスチレン、ポリイミド前駆体、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、セルロース及びポリシロキサンからなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項1又は請求項2に記載の液晶配向処理剤。
  4.  前記重合体が、ジアミン成分とテトラカルボン酸成分との反応で得られるポリイミド前駆体又は該ポリイミド前駆体をイミド化したポリイミドである請求項3に記載の液晶配向処理剤。
  5.  前記ジアミン成分が、下記の式[2-1]又は式[2-2]で示される側鎖構造を有するジアミン化合物を含む請求項4に記載の液晶配向処理剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (Yは単結合、-(CH-(aは1~15の整数である)、-O-、-CHO-、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH)-、-N(CH)CO-、-COO-及び-OCO-からなる群から選ばれる少なくとも1種の結合基を示す。Yは単結合又は-(CH-(bは1~15の整数である)を示す。Yは単結合、-(CH-(cは1~15の整数である)、-O-、-CHO-、-COO-及び-OCO-からなる群から選ばれる少なくとも1種を示す。Yはベンゼン環、シクロヘキサン環及び複素環からなる群から選ばれる少なくとも1種の2価の環状基、又はステロイド骨格を有する炭素数17~51の2価の有機基を示し、前記環状基上の任意の水素原子は、炭素数1~3のアルキル基、炭素数1~3のアルコキシル基、炭素数1~3のフッ素含有アルキル基、炭素数1~3のフッ素含有アルコキシル基又はフッ素原子で置換されていてもよい。Yはベンゼン環、シクロヘキサン環及び複素環からなる群から選ばれる少なくとも1種の環状基を示し、これらの環状基上の任意の水素原子が、炭素数1~3のアルキル基、炭素数1~3のアルコキシル基、炭素数1~3のフッ素含有アルキル基、炭素数1~3のフッ素含有アルコキシル基又はフッ素原子で置換されていてもよい。nは0~4の整数を示す。Yは炭素数1~18のアルキル基、炭素数2~18のアルケニル基、炭素数1~18のフッ素含有アルキル基、炭素数1~18のアルコキシル基及び炭素数1~18のフッ素含有アルコキシル基からなる群から選ばれる少なくとも1種を示す。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    (Yは単結合、-O-、-CHO-、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH)-、-N(CH)CO-、-COO-及び-OCO-からなる群から選ばれる少なくとも1種の結合基を示す。Yは炭素数8~18のアルキル基又は炭素数6~18のフッ素含有アルキル基を示す。)
  6.  前記ジアミン化合物が、下記の式[2a]で示される請求項5に記載の液晶配向処理剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    (Yは前記式[2-1]又は式[2-2]で示される構造を示す。n1は1~4の整数を示す。)
  7.  前記テトラカルボン酸成分が、下記の式[3]で示されるテトラカルボン酸二無水物を含む請求項4~請求項6のいずれか一項に記載の液晶配向処理剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    (Zは下記の式[3a]~式[3k]で示される構造からなる群から選ばれる少なくとも1種の構造を示す。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
    (Z~Zはそれぞれ独立して、水素原子、メチル基、塩素原子及びベンゼン環からなる群から選ばれる少なくとも1種を示す。Z及びZはそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を示す。)
  8.  前記(C)成分の化合物が、分子内に1級アミノ基を1個と窒素含有芳香族複素環とを有し、かつ前記1級アミノ基が脂肪族炭化水素基又は非芳香族環式炭化水素基に結合しているアミン化合物である請求項1~請求項7のいずれか一項に記載の液晶配向処理剤。
  9.  前記アミン化合物が、下記の式[4a-1]で示される請求項8に記載の液晶配向処理剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
    (Sは脂肪族単価水素基又は非芳香族環式炭化水素基を有する2価の有機基を示す。Sは窒素含有複素環を示す。)
  10.  前記アミン化合物が、下記の式[4a-2]で示される請求項8に記載の液晶配向処理剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
    (Sは炭素数1~10の脂肪族炭化水素基又は非芳香族環式炭化水素基を示す。Sは単結合、-O-、-NH-、-S-、-SO-及び炭素数1~19の2価の有機基からなる群から選ばれる少なくとも1種を示し、SとSが有する炭素原子の合計は1~20である。Sは窒素含有複素環を示す。)
  11.  前記式[4a-2]で示されるアミン化合物中のS、S及びSが、それぞれ下記に記載の基又は環から選択される組み合わせからなる請求項10に記載の液晶配向処理剤。
     但し、Sが、炭素数1~10の直鎖又は分岐アルキル基、炭素数1~10の不飽和アルキル基、シクロプロパン環、シクロブタン環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、シクロヘプタン環、シクロオクタン環、シクロノナン環、シクロデカン環、シクロウンデカン環、シクロドデカン環、シクロトリデカン環、シクロテトラデカン環、シクロペンタデカン環、シクロヘキサデカン環、シクロヘプタデカン環、シクロオクタデカン環、シクロノナデカン環、シクロイコサン環、トリシクロエイコサン環、トリシクロデコサン環、ビシクロヘプタン環、デカヒドロナフタレン環、ノルボルネン環及びアダマンタン環からなる群から選ばれる1種である;
     Sが、単結合、-O-、-NH-、-S-、-SO-、炭素数1~19の炭化水素基、-CO-O-、-O-CO-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CO-、-CF-、-C(CF-、-CH(OH)-、-C(CH-、-Si(CH-、-O-Si(CH-、-Si(CH-O-、-O-Si(CH-O-、シクロプロパン環、シクロブタン環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、シクロヘプタン環、シクロオクタン環、シクロノナン環、シクロデカン環、シクロウンデカン環、シクロドデカン環、シクロトリデカン環、シクロテトラデカン環、シクロペンタデカン環、シクロヘキサデカン環、シクロヘプタデカン環、シクロオクタデカン環、シクロノナデカン環、シクロイコサン環、トリシクロエイコサン環、トリシクロデコサン環、ビシクロヘプタン環、デカヒドロナフタレン環、ノルボルネン環、アダマンタン環、ベンゼン環、ナフタレン環、テトラヒドロナフタレン環、アズレン環、インデン環、フルオレン環、アントラセン環、フェナントレン環、フェナレン環、ピロール環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピラゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、キノリン環、ピラゾリン環、イソキノリン環、カルバゾール環、プリン環、チアジアゾール環、ピリダジン環、トリアジン環、ピラゾリジン環、トリアゾール環、ピラジン環、ベンズイミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、チノリン環、フェナントロリン環、インドール環、キノキサリン環、ベンゾチアゾール環、フェノチアジン環、オキサジアゾール環、アクリジン環、オキサゾール環、ピペラジン環、ピペリジン環、ジオキサン環及びモルフォリン環からなる群から選ばれる1種である;
     Sが、ピロール環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピラゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、キノリン環、ピラゾリン環、イソキノリン環、カルバゾール環、プリン環、チアジアゾール環、ピリダジン環、ピラゾリン環、トリアジン環、ピラゾリジン環、トリアゾール環、ピラジン環、ベンズイミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、チノリン環、フェナントロリン環、インドール環、キノキサリン環、ベンゾチアゾール環、フェノチアジン環、オキサジアゾール環及びアクリジン環からなる群から選ばれる1種である。
  12.  前記(B)成分と(C)成分とを含有する溶媒を加熱下に混合して得られる請求項1~請求項11のいずれか一項に記載の液晶配向処理剤。
  13.  前記液晶配向処理剤が、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン及びγ-ブチロラクトンからなる群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12のいずれか一項に記載の液晶配向処理剤。
  14.  前記液晶配向処理剤が、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、ジプロピレングリコールジメチルエーテル及び下記の式[D1]~式[D3]で示される溶媒からなる群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。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
    (Dは炭素数1~3のアルキル基を示す。Dは炭素数1~3のアルキル基を示す。Dは炭素数1~4のアルキル基を示す。)
  15.  前記液晶配向処理剤が、エポキシ基、イソシアネート基、オキセタン基及びシクロカーボネート基からなる群から選ばれる架橋性化合物、ヒドロキシル基、ヒドロキシアルキル基及び炭素数1~3のアルコキシアルキル基からなる群から選ばれる架橋性化合物、又は重合性不飽和結合基を有する架橋性化合物を含有する請求項1~請求項14のいずれか一項に記載の液晶配向処理剤。
  16.  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から得られる液晶配向膜。 
  17.  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をインクジェット法により塗布して得られる液晶配向膜。
  18.  請求項16又は請求項17に記載の液晶配向膜を有する液晶表示素子。
  19.  電極を備えた一対の基板の間に液晶層を有してなり、前記一対の基板の間に活性エネルギー線及び熱の少なくとも一方により重合する重合性化合物を含む液晶組成物を配置し、前記電極間に電圧を印加しつつ前記重合性化合物を重合させる工程を経て製造される液晶表示素子に用いられることを特徴とする請求項16又は請求項17に記載の液晶配向膜。
  20.  請求項19に記載の液晶配向膜を有することを特徴とする液晶表示素子。
  21.  電極を備えた一対の基板の間に液晶層を有してなり、前記一対の基板の間に活性エネルギー線及び熱の少なくとも一方により重合する重合性基を含む液晶配向膜を配置し、前記電極間に電圧を印加しつつ前記重合性基を重合させる工程を経て製造される液晶表示素子に用いられることを特徴とする請求項16又は請求項17に記載の液晶配向膜。
  22.  請求項21に記載の液晶配向膜を有することを特徴とする液晶表示素子。
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