WO2018051956A1 - 液晶配向剤、液晶配向膜、及び液晶表示素子 - Google Patents

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WO2018051956A1
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liquid crystal
group
component
diamine
aligning agent
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Inventor
翔一朗 中原
信郁 金
石川 和典
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日産化学工業株式会社
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/52Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
    • C09K19/54Additives having no specific mesophase characterised by their chemical composition
    • C09K19/56Aligning agents
    • 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
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    • 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
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    • G02F1/133711Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by organic films, e.g. polymeric films
    • G02F1/133723Polyimide, polyamide-imide

Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal alignment agent, a liquid crystal alignment film, and a liquid crystal display element using the same, which are used when forming a liquid crystal alignment film.
  • a liquid crystal alignment film which is a constituent member of a liquid crystal display element, is a film that uniformly arranges liquid crystals.
  • Various quality improvements are required as the quality of liquid crystal display elements in recent years has been improved.
  • the liquid crystal alignment film obtained by the above method has an advantage that it is difficult to cause an afterimage of the liquid crystal display element.
  • the manufacturing process of the liquid crystal display element in the cleaning process after rubbing, Water droplets are generated at the time of drying, and the film surface is locally and unevenly cleaned. In the obtained liquid crystal display element, linear display unevenness along the air knife direction occurs.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and is excellent in various afterimage characteristics such as liquid crystal alignment properties, alignment regulating power, rubbing resistance, charge storage characteristics, and the like, and unevenness is caused when cleaning a substrate with a liquid crystal alignment film.
  • An object of the present invention is to provide a liquid crystal alignment agent, a liquid crystal alignment film, and a liquid crystal display device using the same for obtaining a liquid crystal alignment film that is not generated.
  • the present inventor conducted extensive research to achieve the above object, and found that the above object can be achieved by a liquid crystal aligning agent containing an alkoxysilane compound having a specific group at the terminal.
  • the present invention is proposed in view of the above-mentioned problems of the prior art, and has the following gist.
  • (A) component a tetracarboxylic dianhydride component containing a tetracarboxylic dianhydride containing an aromatic structure, a diamine having any one of the following formulas (1) to (3) in the structure, and Polyamic acid obtained by reacting a diamine component containing at least one diamine selected from paraphenylenediamine
  • m 1 is an integer of 2 to 18, and when m 1 is an integer of 3 to 18, —O— may exist between carbon-carbon bonds.
  • one or more arbitrary hydrogen atoms on the benzene ring may be substituted with a monovalent organic group other than a primary amino group, and m 2 is an integer of 1 to 8. is there.
  • one or more arbitrary hydrogen atoms on the benzene ring may be substituted with a monovalent organic group other than a primary amino group, and m 3 is an integer of 1 to 4. is there.
  • the diamine component used in the component (A) further contains a diamine having a structure of the following formula (4).
  • the liquid crystal alignment agent In the liquid crystal alignment agent.
  • X 1 is an oxygen atom or a sulfur atom
  • a 1 to A 3 are each independently a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms, and the total number of carbon atoms is 1 to 9
  • * represents a bond with another atom.
  • the third aspect of the present invention for solving the above problem is the liquid crystal aligning agent according to the first aspect or the second aspect, further comprising the following component (C).
  • (C) component polyamic which is a reaction product of a tetracarboxylic dianhydride component and a diamine component containing at least one of diamines having a structure represented by the following formula (13) or the following formula (14) acid
  • the tetracarboxylic dianhydride component in the component (C) contains a tetracarboxylic dianhydride represented by the following formula (16).
  • a tetracarboxylic dianhydride represented by the following formula (16) In the liquid crystal aligning agent of the third aspect.
  • the tetracarboxylic dianhydride component in the component (C) is further a tetracarboxylic acid represented by the following formulas (17) to (19).
  • the liquid crystal aligning agent according to the third aspect contains at least one dianhydride of a compound selected from:
  • R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
  • the tetracarboxylic dianhydride having an aromatic structure is 20 mol% to the total tetracarboxylic dianhydride component. It is in the liquid crystal aligning agent of the 1st aspect which is 100 mol%.
  • the tetracarboxylic dianhydride having an aromatic structure is pyromellitic dianhydride and 3,3 ′, 4,
  • the liquid crystal aligning agent of the first aspect which is at least one selected from 4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride.
  • the eighth aspect of the present invention for solving the above-mentioned problem is the liquid crystal aligning agent according to the first aspect, wherein the component (B) contains an alkoxysilane compound in which the substituent on Si is a trialkoxy group. It is in.
  • a ninth aspect of the present invention for solving the above problem is the liquid crystal aligning agent according to the eighth aspect, wherein the trialkoxy group contains an alkoxysilane compound in which the triethoxy group is a triethoxy group.
  • a tenth aspect of the present invention for solving the above problem is a liquid crystal alignment film obtained from the liquid crystal alignment agent according to any one of the first to ninth aspects.
  • An eleventh aspect of the present invention for solving the above problem is a liquid crystal display device comprising the liquid crystal alignment film of the tenth aspect.
  • the liquid crystal aligning agent of the present invention is excellent in various properties such as liquid crystal alignment properties, alignment regulating power, rubbing resistance, voltage holding properties, charge storage properties, etc., and does not cause unevenness when cleaning a substrate with a liquid crystal alignment film. It is possible to provide a liquid crystal alignment agent for obtaining a liquid crystal alignment film, a liquid crystal alignment film, and a liquid crystal display element using the same.
  • the liquid crystal aligning agent of this invention is a composition used for forming a liquid crystal aligning film,
  • the tetracarboxylic dianhydride component containing the tetracarboxylic dianhydride containing an aromatic structure and following (1) A polyamic acid obtained by reacting a diamine component containing at least one diamine selected from a diamine having any one of the following (3) in the structure and paraphenylenediamine (hereinafter also referred to as a specific polymer (A)): And an alkoxysilane compound having a terminal selected from the group consisting of an epoxy group, a vinyl group, a styryl group, a methacryl group, an acrylic group, a ureido group, a mercaptooxy group, and an isocyanate group (hereinafter also referred to as a specific compound (B)) Say).
  • a polyamic acid obtained by reacting a diamine component containing at least one diamine selected from a diamine having any one of
  • the specific polymer (A) is a highly oriented component polyamic acid, a tetracarboxylic dianhydride component containing a tetracarboxylic dianhydride containing an aromatic structure, and the following (1) to (3): It is obtained by reacting with a diamine component containing at least one diamine selected from a diamine having any of them in the structure and paraphenylenediamine (hereinafter also referred to as a specific diamine).
  • a liquid crystal alignment film including these structures is excellent in liquid crystal alignment and alignment regulating power.
  • m 1 is an integer of 2 to 18, and is preferably 3 to 12 and more preferably 4 to 8 from the viewpoint of liquid crystal orientation and heat resistance.
  • m 1 is an integer of 3 to 18, —O— may exist between carbon-carbon bonds.
  • the divalent organic group having the above formula (1) in the structure preferably further contains an aromatic ring.
  • Specific examples thereof include structures represented by the following formulas (5) to (10). Although it is mentioned, it is not limited to these. *
  • m 1 is an integer of 2 to 18, preferably 3 to 12, and more preferably 4 to 8.
  • m 1 is each independently an integer of 2 to 18, preferably 2 to 12, more preferably 2 to 8.
  • m 2 is a single bond or an integer of 1 to 8, preferably 1 to 3, more preferably 1 or 2 from the viewpoint of voltage holding characteristics. It is.
  • m 2 is an integer of 1 to 8, preferably 1 to 3, more preferably 1 or 2, from the viewpoint of voltage holding characteristics.
  • m 2 is an integer of 1 to 4, and is preferably 1 or 2 from the viewpoint of the stability of the polyamic acid solution.
  • one or more arbitrary hydrogen atoms on the benzene ring are monovalent other than the primary amino group. It may be substituted with an organic group.
  • the monovalent organic group include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a fluorine-containing alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and 2 carbon atoms.
  • Alkyl group having 4 to 4, alkenyl group having 2 to 4 carbon atoms, alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, fluorine-containing alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, fluorine-containing alkenyl group having 2 to 4 carbon atoms, carbon number 1 to A monovalent organic group selected from 4 fluorine-containing alkoxy groups is preferred.
  • the hydrogen atom on the benzene ring is unsubstituted. *
  • diamines having any one of the above formulas (1) to (3) in the structure are shown below, but are not limited thereto. *
  • diamines having the above formula (1) in the structure 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1,5-diaminopentane, 1,6-diaminohexane, 1,7-diaminoheptane, 1, Examples include 8-diaminooctane, 1,9-diaminononane, and 1,10-diaminodecane.
  • 1,3-bis (4-aminophenoxy) propane 1,4 corresponding to the above formula (5), which is a more preferred structure as a divalent organic group formula having the above formula (1) in the structure, -Bis (4-aminophenoxy) butane, 1,5-bis (4-aminophenoxy) pentane, 1,6-bis (4-aminophenoxy) hexane, 1,7-bis (4-aminophenoxy) heptane, , 8-bis (4-aminophenoxy) octane, 1,9-bis (4-aminophenoxy) nonane, 1,10-bis (4-aminophenoxy) decane and the like.
  • Examples of the diamine having the above formula (3) in the structure include 4,4'-diaminobenzidine and 4,4'-diamino-p-terphenyl. *
  • the diamine component used for the component (A) further contains a diamine having the structure of the following formula (4). *
  • X 1 is an oxygen atom or a sulfur atom, an oxygen atom is preferable.
  • a 1 to A 3 are each independently a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms, preferably 1 carbon atom. The total number of carbon atoms is 1 to 9, preferably 3 to 6. * Represents a bond with another atom.
  • Examples of the diamine having the above formula (4) in the structure include diamines having the following structure.
  • “Boc” is a tert-butoxycarbonyl group. *
  • the diamines mentioned in the above specific examples are preferable as raw materials for synthesizing the specific polymer (A), and among the diamines used for the reaction with tetracarboxylic dianhydride, these diamines are preferably 10 Polyamic acid synthesized by using mol% to 100 mol%, more preferably 50 mol% to 100 mol%, is preferred as the specific polymer (A).
  • a diamine other than the above diamine (hereinafter also referred to as other diamine) may be used to the extent that the effects of the present invention are exhibited.
  • other diamine a diamine other than the above diamine
  • the specific example of other diamine is shown below, it is not limited to these.
  • alicyclic diamines examples include 1,4-diaminocyclohexane, 1,3-diaminocyclohexane, 4,4′-diaminodicyclohexylmethane, 4,4′-diamino-3,3′-dimethyldicyclohexylamine, and isophorone diamine Etc. *
  • carbocyclic aromatic diamines examples include o-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 2,4-diaminotoluene, 1,3-diamino-4-chlorobenzene, 4,4'-diaminodiphenyl-2,2'- Propane, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 2,2'-diaminostilbene, 4,4'-diaminostilbene, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diphenylthioether, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone 3,3′-diaminodiphenyl sulfone, 4,4′-diaminobenzoic acid phenyl ester, 2,2′-diaminobenzophenone, 4,4′-diaminobenzyl, bis (4-aminophenyl) phosphine oxide, bis (3 -
  • diamines containing nitrogen atoms in addition to two amino groups include 2,4-diaminodiphenylamine, 2,4-diaminopyridine, 2,4-diamino-s-triazine, 2,7-diaminodibenzofuran, 3,7- Diaminophenothiazine, 2,5-diamino-1,3,4-thiadiazole, 2,4-diamino-6-phenyl-s-triazine, N, N′-bis (4-aminophenyl) -N-phenylamine, N , N′-bis (4-aminephenyl) -N-methylamine, 4,4′-diaminodiphenylurea and the like. *
  • diamines for constituting A which increases the pretilt angle of liquid crystal 1-dodecyloxy-2,4-diaminobenzene, 1-hexadecyloxy-2,4-diaminobenzene, 1-octadecyloxy-2,4-diamino Benzene, 1,1-bis (4-aminophenyl) cyclohexane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] octane, 4,4′-diamino-3-dodecyldiphenyl ether, 4- (4- Trans-n-heptylcyclohexylphenoxy) -1,3-diaminobenzene, 4- (4-trans-n-pentylcyclohexylphenoxy) -1,3-diaminobenzene, 4-trans-n-pentylbicyclohexyl-3,5 -Diaminobenzoate and the like
  • the tetracarboxylic dianhydride component used in the production of the specific polymer (A) of the present invention is a tetracarboxylic dianhydride component containing a tetracarboxylic dianhydride containing an aromatic structure in the structure.
  • the preferred ratio of the tetracarboxylic dianhydride containing an aromatic structure in the structure to the total tetracarboxylic dianhydride component is 20 mol% to 100 mol%, more preferably 50 mol% to 100 mol. %.
  • tetracarboxylic dianhydrides containing an aromatic structure include pyromellitic acid, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetra Preferred are carboxylic acid, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfone, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic acid, pyromellitic acid, 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic acid is particularly preferred.
  • Tetracarboxylic dianhydride is 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride, 3,4-dicarboxy-1,2 , 3,4-tetrahydro-1-naphthalene succinic dianhydride, bicyclo [3,3,0] octane-2,4,6,8-tetracarboxylic dianhydride, etc.
  • the voltage holding ratio is important, these may be mixed.
  • the specific compound (B) contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention is selected from the group consisting of an epoxy group, a vinyl group, a styryl group, a methacryl group, an acrylic group, a ureido group, a mercaptooxy group, an isocyanate group, and an isocyanurate group.
  • An alkoxysilane compound having a terminal group is preferable, and an epoxy group, a ureido group, and an isocyanate group are particularly preferable.
  • the alkoxysilane at the terminal is preferably a trialkoxy group or a dialkoxy group, and among them, a triethoxy group is particularly preferable.
  • Specific polymer (C) As a polymer used for the liquid crystal aligning agent of this invention, it is preferable to contain the specific polymer (C) explained in full detail below besides the specific polymer (A).
  • the specific polymer (C) is a low resistance component polyamic acid. *
  • the diamine component used for the specific polymer (C) contains at least one of diamine compounds having a structure represented by the following formula (13) and the following formula (14). *
  • the structure of the above formula (13) is preferably a 4,4′-bonded diphenylamine group from the viewpoint of liquid crystal alignment, and the structure of the above formula (14) is preferably 3, 6 from the viewpoint of liquid crystal alignment.
  • one or more of arbitrary hydrogen atoms on the benzene ring may be substituted with a monovalent organic group other than the primary amino group.
  • the monovalent organic group include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a fluorine-containing alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and 2 carbon atoms.
  • Alkyl group having 4 to 4, alkenyl group having 2 to 4 carbon atoms, alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, fluorine-containing alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, fluorine-containing alkenyl group having 2 to 4 carbon atoms, carbon number 1 to A monovalent organic group selected from 4 fluorine-containing alkoxy groups is preferred.
  • More preferable structures of the above formula (13) and the above formula (14) are those in which a hydrogen atom on the benzene ring is unsubstituted. *
  • the ratio of the diamine compound containing the structure represented by the above formula (13) or the above formula (14) to the total diamine component is preferably 10 mol% to 100 mol%, more preferably 60 mol%. Mol% to 100 mol%.
  • 4,4′-diaminodiphenylamine is used from the viewpoint of the reactivity with tetracarboxylic dianhydride and the liquid crystal alignment property when used as a liquid crystal alignment film.
  • 3,6-diaminocarbazole is particularly preferred.
  • the following formula (15) may be used as long as the effects of the present invention are not impaired. It is also possible to contain other diamine compounds. Specific examples of other diamines are shown below, but are not limited thereto. *
  • aliphatic diamines include diaminomethane, 1,2-diaminoethane, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1,6-diaminohexane, 1,7-diaminoheptane, 1,8-diamino Octane, 1,9-diaminononane, 1,10-diaminodecane, 1,3-diamino-2,2-dimethylpropane, 1,4-diamino-2,2-dimethylbutane, 1,6-diamino-2,5 -Dimethylhexane, 1,7-diamino-2,5-dimethylheptane, 1,7-diamino-4,4-dimethylheptane, 1,7-diamino-3-methylheptane, 1,9-diamino-5-methylnonane 2,11-diaminododecane
  • alicyclic diamines examples include 1,4-diaminocyclohexane, 1,3-diaminocyclohexane, 4,4′-diaminodicyclohexylmethane, 4,4′-diamino-3,3′-dimethyldicyclohexylmethane, and isophoronediamine Etc. *
  • carbocyclic aromatic diamines examples include o-phenylenediamine, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, diaminotoluenes (eg, 2,4-diaminotoluene), 1,4-diamino-2-methoxybenzene, 2,5-diaminoxylenes, 1,3-diamino-4-chlorobenzene, 1,4-diamino-2,5-dichlorobenzene, 1,4-diamino-4-isopropylbenzene, 4,4'-diaminodiphenyl- 2,2′-propane, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 2,2′-diaminostilbene, 4,4′-diaminostilbene, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diphenylthioether, 4,4 '-Diaminodiphenylsulf
  • diamines for constituting A which increases the pretilt angle of liquid crystal 1-dodecyloxy-2,4-diaminobenzene, 1-hexadecyloxy-2,4-diaminobenzene, 1-octadecyloxy-2,4-diamino Benzene, 1,1-bis (4-aminophenyl) cyclohexane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] octane, 4,4′-diamino-3-dodecyldiphenyl ether, 4- (4- Trans-n-heptylcyclohexylphenoxy) -1,3-diaminobenzene, 4- (4-trans-n-pentylcyclohexylphenoxy) -1,3-diaminobenzene, 4-trans-n-pentylbicyclohexyl-3,5 -Diaminobenzoate and the like
  • the tetracarboxylic dianhydride component used for the production of the specific polymer (C) contains a dianhydride of a tetracarboxylic acid compound represented by the following formula (16). *
  • the tetracarboxylic dianhydride component is selected from a dianhydride of a tetracarboxylic acid compound represented by the following formula (16) and a tetracarboxylic acid represented by the following formula (17) to the following formula (19). Those consisting of at least one dianhydride of the compound are preferred. *
  • R 1, R 2, R 3, R 4 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
  • the composition ratio of tetracarboxylic dianhydride is preferably 10 mol% to 100 mol% of the total tetracarboxylic dianhydride component, and the above formula (16).
  • (17) to at least one tetracarboxylic acid compound dianhydride selected from the tetracarboxylic acid compounds represented by the formula (19) is 0 mol% to 90 mol% of the total tetracarboxylic dianhydride component. is there. More preferably, the tetracarboxylic dianhydride represented by the above formula (16) is 10 mol% to 90 mol% of the total tetracarboxylic dianhydride component, and the above formula (17) to the above formula (19).
  • the dianhydride of at least one tetracarboxylic acid compound selected from the tetracarboxylic acid compounds represented by the formula is 10 mol% to 90 mol% of the total tetracarboxylic dianhydride component. More preferably, the dianhydride of the tetracarboxylic acid represented by the above formula (16) is 20 to 80 mol% of the total tetracarboxylic dianhydride component, and from the above formula (17) to the above formula (19). The dianhydride of at least one tetracarboxylic acid compound selected from the tetracarboxylic acid compounds represented by the formula is 20 to 80 mol% of the total tetracarboxylic dianhydride component.
  • the dianhydride of tetracarboxylic acid represented by the above formula (16) is 25 mol% to 75 mol% of the total tetracarboxylic dianhydride component, and the above formula (17) to the above formula (19).
  • the dianhydride of at least one tetracarboxylic acid compound selected from the tetracarboxylic acid compounds represented by the formula is 25 mol% to 75 mol% of the total tetracarboxylic dianhydride component.
  • a preferable combination of tetracarboxylic dianhydride components is a dianhydride of tetracarboxylic acid of the above formula (16) and the above formula (18) from the viewpoint of liquid crystal alignment.
  • the ratio of the specific polymer (A) to the specific polymer (C) is such that the specific polymer (A) is 10% by weight to 95% with respect to the total amount of the specific polymer (A) and the specific polymer (C). It is preferably% by weight, more preferably 10% by weight to 50% by weight. If the amount of the specific polymer (A) is too small, the charge accumulation characteristics and the rubbing resistance of the liquid crystal alignment film may be deteriorated. If the amount of the specific polymer (C) is too small, the alignment property and alignment regulating power of the liquid crystal are deteriorated. There are things to do.
  • the specific polymer (A) and the specific polymer (C) contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention may each be one type or two or more types.
  • the organic solvent used in the above reaction is not particularly limited as long as the produced polyamic acid can be dissolved, but specific examples thereof include N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, Examples thereof include N-methyl-2-pyrrolidone, N-methylcaprolactam, dimethyl sulfoxide, tetramethyl urea, pyridine, dimethyl sulfone, hexamethyl sulfoxide, and ⁇ -butyrolactone. These may be used alone or in combination. Furthermore, even if the solvent does not dissolve the polyamic acid, it may be used by mixing with the above solvent as long as the produced polyamic acid does not precipitate. In addition, since water in the organic solvent inhibits the polymerization reaction and further causes hydrolysis of the generated polyamic acid, it is preferable to use a dehydrated and dried organic solvent as much as possible. *
  • a solution in which the diamine component is dispersed or dissolved in the organic solvent is stirred, and the tetracarboxylic dianhydride component is used as it is or in an organic solvent.
  • a method of adding by dispersing or dissolving in a solvent a method of adding a diamine component to a solution in which a tetracarboxylic dianhydride component is dispersed or dissolved in an organic solvent, and a tetracarboxylic dianhydride component and a diamine component.
  • the method of adding alternately etc. are mentioned, In this invention, any of these methods may be sufficient.
  • the tetracarboxylic dianhydride component or the diamine component is composed of a plurality of types of compounds
  • the plurality of types of components may be reacted in a mixed state in advance or may be reacted individually and sequentially.
  • the temperature at which the tetracarboxylic dianhydride component and the diamine component are reacted in an organic solvent is usually 0 ° C. to 150 ° C., preferably 5 ° C. to 100 ° C., more preferably 10 ° C. to 80 ° 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. Therefore, it is preferably 1% by weight to 50% by weight, and more preferably 5% by weight to 30% by weight.
  • the initial reaction may be carried out at a high concentration, and then an organic solvent may be added. *
  • the ratio of the tetracarboxylic dianhydride component and the diamine component used for the polyamic acid polymerization reaction is preferably 1: 0.8 to 1.2 in terms of molar ratio.
  • the polyamic acid obtained by adding an excess of the diamine component may increase the coloration of the solution. If the coloration of the solution is a concern, the ratio may be 1: 0.8 to 1. Similar to the normal polycondensation reaction, the closer the molar ratio is to 1: 1, the higher the molecular weight of the polyamic acid obtained. If the molecular weight of the polyamic acid is too small, the strength of the coating film obtained therefrom may be insufficient.
  • the polyamic acid used in the liquid crystal aligning agent of the present invention is preferably 0.1 to 2.0, more preferably 0.2 to 1.5 in terms of reduced viscosity (concentration 0.5 dl / g, 30 ° C. in NMP). is there. *
  • the solvent used for the polymerization of the polyamic acid is not desired to be contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention, or if unreacted monomer components or impurities are present in the reaction solution, the precipitate is collected and purified.
  • the polyamic acid solution is preferably added to a stirring poor solvent, and the precipitate is recovered.
  • recovery of polyamic acid Methanol, acetone, hexane, butyl cellosolve, heptane, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, ethanol, toluene, benzene etc. can be illustrated.
  • the polyamic acid precipitated by introducing it into a poor solvent can be recovered by filtration, washing and drying at room temperature or under reduced pressure at normal temperature or under reduced pressure.
  • the polyamic acid can be purified.
  • liquid crystal aligning agent a coating liquid containing a specific polymer (A) and a specific compound (B), if a uniform thin film can be formed on a board
  • Other forms may be possible.
  • the reaction solution of polyamic acid may be mixed as it is, and the solid polyamic acid is dissolved in an organic solvent and then mixed. You may do it. *
  • the organic solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the resin component contained therein.
  • Specific examples thereof include N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl- 2-pyrrolidone, N-methylcaprolactam, 2-pyrrolidone, N-ethylpyrrolidone, N-vinylpyrrolidone, dimethylsulfoxide, tetramethylurea, pyridine, dimethylsulfone, hexamethylsulfoxide, ⁇ -butyrolactone, and the like. May be used alone or in combination.
  • the organic solvent contained in the liquid crystal aligning agent uses a mixed solvent that is used in combination with a solvent that improves the coating properties and the surface smoothness of the coating film when the liquid crystal aligning agent is applied in addition to the above-described solvents.
  • a mixed solvent is also preferably used in the liquid crystal aligning agent of the present invention. Specific examples of the organic solvent to be used in combination are given below, but the organic solvent 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, 2,6- Zimechi -4-heptanol, 1,2-ethanedi
  • 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.
  • preferred solvent combinations include N-methyl-2-pyrrolidone, ⁇ -butyrolactone, ethylene glycol monobutyl ether, N-methyl-2-pyrrolidone, ⁇ -butyrolactone, propylene glycol monobutyl ether, and N-ethyl-2-pyrrolidone.
  • propylene glycol monobutyl ether N-methyl-2-pyrrolidone and ⁇ -butyrolactone, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone and diethylene glycol diethyl ether, N-methyl-2-pyrrolidone, ⁇ -butyrolactone and propylene glycol monobutyl ether 2,6-dimethyl-4-heptanone, N-methyl-2-pyrrolidone and ⁇ -butyrolactone, propylene glycol monobutyl ether and diisopropyl ether, N-methyl-2-pyro Examples thereof include lidone, ⁇ -butyrolactone, propylene glycol monobutyl ether and 2,6-dimethyl-4-heptanol, N-methyl-2-pyrrolidone, ⁇ -butyrolactone and dipropylene glycol dimethyl ether.
  • the kind and content of such a solvent are appropriately selected according to the application device, application conditions, application environment, and the like of the liquid crystal aligning agent
  • the solid content concentration can be appropriately changed depending on the setting of the thickness of the liquid crystal alignment film to be formed, but is preferably 1 wt% to 10 wt%. If it is less than 1% by weight, it is difficult to form a uniform and defect-free coating film, and if it exceeds 10% by weight, the storage stability of the solution may deteriorate.
  • an additive such as a silane coupling agent may be added to the liquid crystal aligning agent of the present invention, and other resin components may be added.
  • the liquid crystal aligning agent of the present invention obtained as described above can be filtered as necessary, applied to a substrate, dried and baked to form a coating film. By performing alignment treatment such as irradiation, it can be used as a liquid crystal alignment film.
  • the substrate to be used is not particularly limited as long as it is a highly transparent substrate, and a glass substrate, a plastic substrate such as an acrylic substrate or a polycarbonate substrate can be used, and an ITO electrode for driving a liquid crystal is formed. It is preferable to use a new substrate from the viewpoint of simplification of the process. Further, in the reflection type liquid crystal display element, an opaque material such as a silicon wafer can be used as long as the substrate is only on one side, and in this case, a material that reflects light such as aluminum can be used.
  • liquid crystal aligning agent examples include spin coating, printing, and ink-jet methods, but from the viewpoint of productivity, the transfer printing method is widely used industrially. Are also preferably used. *
  • the drying process after applying the liquid crystal aligning agent is not necessarily required, but if the time from application to baking is not constant for each substrate, or if baking is not performed immediately after application, a drying process is included. Is preferred.
  • the drying is not particularly limited as long as the solvent is evaporated to such an extent that the shape of the coating film is not deformed by the conveyance of the substrate or the like.
  • a method of drying on a hot plate at 50 ° C. to 150 ° C., preferably 80 ° C. to 120 ° C. for 0.5 minutes to 30 minutes, preferably 1 minute to 5 minutes is used. *
  • the firing of the liquid crystal aligning agent can be performed at an arbitrary temperature of 100 ° C. to 350 ° C., preferably 150 ° C. to 300 ° C., more preferably 200 ° C. to 250 ° C.
  • the liquid crystal aligning agent contains a polyamic acid
  • the conversion rate from the polyamic acid to the polyimide changes depending on the baking temperature, but the liquid crystal aligning agent of the present invention does not necessarily need to be imidized 100%.
  • baking is preferably performed at a temperature higher by 10 ° C. or more than the heat treatment temperature required for the liquid crystal cell manufacturing process, such as sealing agent curing. *
  • the thickness of the coating film after baking is too thick, it will be 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, so 5 nm to 300 nm, preferably 10 nm to 100 nm. It is. *
  • liquid crystal alignment film obtained from the liquid crystal aligning agent of the present invention as described above has excellent characteristics, liquid crystal display elements such as TN, STN, TFT, lateral electric field type, and further, ferroelectric It can be used as a liquid crystal alignment film for a liquid crystal display element having a property and antiferroelectric property. In particular, it can be suitably used as a liquid crystal alignment film for a horizontal electric field type liquid crystal display element in which seizure due to the alignment regulating force easily occurs.
  • 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 aligning agent of the present invention by the method described above, and then preparing a liquid crystal cell by a known method.
  • a pair of substrates on which a liquid crystal alignment film is formed are sandwiched by spacers of 1 ⁇ m to 30 ⁇ m, preferably 2 ⁇ m to 10 ⁇ m, and the rubbing direction is an arbitrary angle of 0 ° to 270 °.
  • a method is generally used in which the surroundings are fixed with a sealant, and liquid crystal is injected and sealed.
  • the method for enclosing the liquid crystal is not particularly limited, and examples thereof include a vacuum method of injecting liquid crystal after reducing the pressure inside the produced liquid crystal cell, and a dropping method of sealing after dropping the liquid crystal.
  • the liquid crystal display element produced using the liquid crystal aligning agent of this invention is excellent in the orientation of a liquid crystal, alignment control power, and has the outstanding electrical property, it is a contrast fall or image sticking. It can be a liquid crystal display device that hardly occurs, and is suitably used for various types of display elements using nematic liquid crystal such as TN, STN, TFT, and lateral electric field type liquid crystal display elements. Further, by selecting a liquid crystal to be used, it can be used for a ferroelectric and antiferroelectric liquid crystal display element. Among these liquid crystal display elements, the liquid crystal display element is particularly preferably used for a horizontal electric field type liquid crystal display element in which seizure due to the alignment regulating force easily occurs.
  • NMP N-methyl-2-pyrrolidone
  • BCS Butyl cellosolve
  • GBL ⁇ -butyrolactone
  • ⁇ Viscosity> the viscosity of the polymer solution was measured using an E-type viscometer TVE-22H (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.), a sample amount of 1.1 mL, cone rotor TE-1 (1 ° 34 ′, R24), temperature 25 Measured at ° C.
  • a substrate with electrodes was prepared.
  • the substrate is a glass substrate having a size of 30 mm ⁇ 35 mm and a thickness of 0.7 mm.
  • an IZO electrode having a solid pattern constituting a counter electrode as a first layer is formed on the substrate.
  • a SiN (silicon nitride) film formed by the CVD method is formed as the second layer.
  • the second layer SiN film has a thickness of 500 nm and functions as an interlayer insulating film.
  • a comb-like pixel electrode formed by patterning an IZO film as the third layer is arranged to form two pixels, a first pixel and a second pixel. ing.
  • the size of each pixel is 10 mm long and about 5 mm wide.
  • the first-layer counter electrode and the third-layer pixel electrode are electrically insulated by the action of the second-layer SiN film.
  • the pixel electrode of the third layer has a comb-like shape configured by arranging a plurality of electrode elements having a dogleg shape whose central portion is bent.
  • the width in the short direction of each electrode element is 3 ⁇ m, and the distance between the electrode elements is 6 ⁇ m. Since the pixel electrode forming each pixel is formed by arranging a plurality of bent-shaped electrode elements in the central portion, the shape of each pixel is not rectangular, but in the central portion like the electrode elements. It has a shape that bends and resembles a bold-faced koji.
  • Each pixel is divided into upper and lower portions with a central bent portion as a boundary, and has a first region on the upper side of the bent portion and a second region on the lower side. *
  • the formation directions of the electrode elements of the pixel electrodes constituting them are different. That is, when the rubbing direction of the liquid crystal alignment film described later is used as a reference, the electrode element of the pixel electrode is formed to form an angle of + 10 ° (clockwise) in the first region of the pixel, and the pixel in the second region of the pixel.
  • the electrode elements of the electrode are formed so as to form an angle of ⁇ 10 ° (clockwise). That is, in the first region and the second region of each pixel, the directions of the rotation operation (in-plane switching) of the liquid crystal induced by the voltage application between the pixel electrode and the counter electrode are mutually in the substrate plane. It is comprised so that it may become a reverse direction.
  • the polyimide film is rubbed with a rayon cloth in a predetermined rubbing direction (roll diameter 120 mm, rotation speed 500 rpm, moving speed 30 mm / sec, pushing amount 0.3 mm), and then irradiated with ultrasonic waves in pure water for 1 minute. And dried at 80 ° C. for 10 minutes.
  • the rubbing directions are combined so that they are antiparallel, the periphery is sealed leaving the liquid crystal injection port, and an empty cell with a cell gap of 3.8 ⁇ m is formed.
  • a liquid crystal (MLC-2041, manufactured by Merck & Co., Inc.) was vacuum-injected into this empty cell at room temperature, and the injection port was sealed to obtain an anti-parallel alignment liquid crystal cell.
  • the obtained liquid crystal cell constitutes an FFS mode liquid crystal display element. Thereafter, the obtained liquid crystal cell was heated at 120 ° C. for 1 hour and allowed to stand overnight before being used for each evaluation.
  • the afterimage was evaluated using the following optical system and the like.
  • the prepared liquid crystal cell is installed between two polarizing plates arranged so that the polarization axes are orthogonal to each other, and the LED backlight is turned on with no voltage applied, so that the brightness of transmitted light is minimized.
  • the arrangement angle of the liquid crystal cell was adjusted.
  • VT curve voltage-transmittance curve
  • the afterimage evaluation according to the above-described method was performed under a temperature condition in which the temperature of the liquid crystal cell was 23 ° C.
  • the liquid crystal cell After leaving, the liquid crystal cell is placed between two polarizing plates arranged so that the polarization axes are orthogonal, and the backlight is turned on with no voltage applied so that the brightness of the transmitted light is minimized.
  • the arrangement angle of the liquid crystal cell was adjusted. Then, the rotation angle when the liquid crystal cell was rotated from the angle at which the second region of the first pixel became darkest to the angle at which the first region became darkest was calculated as an angle ⁇ .
  • the second area was compared with the first area, and a similar angle ⁇ was calculated. Then, the average value of the angle ⁇ values of the first pixel and the second pixel was calculated as the angle ⁇ of the liquid crystal cell.
  • the value of the angle ⁇ of the liquid crystal cell exceeded 0.1 degree, it was defined as “defective” and evaluated.
  • the value of the angle ⁇ of the liquid crystal cell did not exceed 0.1 degree, it was defined as “good” and evaluated.
  • the polyimide film was rubbed once under the conditions of a roll diameter of 130 mm, a rotation speed of 1200 rpm, a moving speed of 20 mm / sec, an indentation amount of 0.4 mm, and a rayon cloth. Then, in a shower washer, clean with pure water for 1 minute with a pressure of 0.15 MPa and a flow rate of 7 liters / minute, and then drain and dry with an air knife so that the wind hits from the angle of 45 degrees with the rubbing direction. The plate was dried at 80 ° C. for 10 minutes.
  • Liquid crystal (MLC-2041, manufactured by Merck & Co., Inc.) was applied very thinly on the substrate, and heated on a hot plate at 100 ° C. for 5 minutes. After standing at room temperature for 10 minutes, the alignment disorder of the liquid crystal was observed using a polarizing microscope.
  • the polyamic acid solution (346.7 g) was added with NMP (339.3 g) and N2.0 solution (1.1% by weight of AD-2) (52.0 g) and BCS (262.0 g), and the polymer concentration of the polyamic acid solution (B2 )
  • the liquid crystal alignment films of Examples 1 to 11 showed good results in any of the evaluation of stability of liquid crystal alignment, relaxation of accumulated charge, and evaluation of cleaning unevenness.
  • the alignment films of Comparative Examples 1 to 3 could not achieve good results in all evaluations.

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Abstract

下記(A)成分、及び下記(B)成分を含有する液晶配向剤。なお、下記式(1)~下記式(3)中の記号の定義は、明細書に記載の通りである。 (A)成分:芳香族構造を含有するテトラカルボン酸二無水物を含有するテトラカルボン酸二無水物成分と、下記(1)~(3)のいずれかを構造中に有するジアミン及びパラフェニレンジアミンから選ばれる少なくとも1種のジアミンを含有するジアミン成分とを反応させて得られるポリアミック酸 (B)成分:エポキシ基、ビニル基、スチリル基、メタクリル基、アクリル基、ウレイド基、メルカプトキ基、イソシアネート基からなる群から選ばれる基を末端に有するアルコキシシラン化合物

Description

液晶配向剤、液晶配向膜、及び液晶表示素子
 本発明は、液晶配向膜を形成する際に用いる液晶配向剤、液晶配向膜、及びそれを用いた液晶表示素子に関するものである。
 液晶表示素子は、表示デバイスとして現在広く使用されている。液晶表示素子の構成部材である液晶配向膜は、液晶を均一に並べる膜であり、近年の液晶表示素子が高品質化するなかで、各種の特性向上が求められている。 
 例えば、高い表示品位の液晶表示素子を得るためには、高い輝度を示すことが重要である。したがって、液晶配向膜にはより高い透過率が求められる。
 また、液晶配向膜に電荷が蓄積すると、液晶表示素子に残像が生じるという問題もある。残像が消えるまでの時間を短くする方法としては、特許文献1のような体積抵抗率の低い配向膜や、特許文献2のような、体積抵抗率が液晶表示素子のバックライトによっても変化しにくい液晶配向膜を使用する方法が提案されている。
国際公開第2004/053583号 国際公開第2013/008822号
 しかし、上記のような方法で得られる液晶配向膜は、液晶表示素子の残像を生じにくく出来るメリットがある一方で、液晶表示素子の製造工程において、ラビング後の洗浄工程において、水のハジキやエアナイフ乾燥時の水滴発生などを生じ、膜表面が局所的に不均一な洗浄が行われることになり、得られる液晶表示素子では、エアナイフ方向に沿った線状の表示ムラを生じてしまう。 
 本発明は、上記の事情に鑑みなされたものであって、液晶配向性、配向規制力、ラビング耐性、電荷蓄積特性等の種々の残像特性に優れ、なおかつ液晶配向膜つき基板の洗浄時にムラを発生させない液晶配向膜を得るための液晶配向剤、液晶配向膜、及びそれを用いた液晶表示素子を提供することにある。
 本発明者は、上記の目的を達成するため、鋭意研究を進めたところ、特定の基を末端に有するアルコキシシラン化合物を含有する液晶配向剤により上記の目的を達成し得ることを見出した。 
 かくして、本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて提案するものであり、下記を要旨とするものである。
 上記課題を解決するための本発明の第1の態様は、下記(A)成分及び下記(B)成分を含有する液晶配向剤にある。
 (A)成分:芳香族構造を含有するテトラカルボン酸二無水物を含有するテトラカルボン酸二無水物成分と、下記式(1)~下記式(3)のいずれかを構造中に有するジアミン及びパラフェニレンジアミンから選ばれる少なくとも1種のジアミンを含有するジアミン成分とを反応させて得られるポリアミック酸
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 (式(1)中、mは2~18の整数であり、mが3~18の整数である場合は、炭素―炭素結合間に-O-が存在していても良い。) 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 (式(2)中、ベンゼン環上の任意の水素原子の1個又は複数個は、一級アミノ基以外の1価の有機基で置換されていてもよく、mは1~8の整数である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 (式(3)中、ベンゼン環上の任意の水素原子の1個又は複数個は、一級アミノ基以外の1価の有機基で置換されていてもよく、mは1~4の整数である。)
 (B)成分:エポキシ基、ビニル基、スチリル基、メタクリル基、アクリル基、ウレイド基、メルカプトキ基、イソシアネート基からなる群から選ばれる基を末端に有するアルコキシシラン化合物
 上記課題を解決するための本発明の第2の態様は、上記(A)成分に用いられるジアミン成分が、更に、下記式(4)の構造を含有するジアミンを含有する、第1の態様の液晶配向剤にある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 (式(4)中、Xは酸素原子又は硫黄原子であり、A~Aはそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1~3の炭化水素基であり、炭素数の合計は1~9である。また、*は、他の原子との結合を表す。)
 上記課題を解決するための本発明の第3の態様は、さらに、下記(C)成分を含有する、第1の態様又は第2の態様の液晶配向剤にある。
 (C)成分:テトラカルボン酸二無水物成分と、下記式(13)又は下記式(14)で示される構造を含有するジアミンのうち少なくとも1つを含有するジアミン成分との反応物であるポリアミック酸
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 上記課題を解決するための本発明の第4の態様は、上記(C)成分におけるテトラカルボン酸二無水物成分が、下記式(16)で示されるテトラカルボン酸の二無水物を含有するものである、第3の態様の液晶配向剤にある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 上記課題を解決するための本発明の第5の態様は、上記(C)成分におけるテトラカルボン酸二無水物成分が、さらに、下記式(17)~下記式(19)で示されるテトラカルボン酸から選ばれる少なくとも1種の化合物の二無水物を含有する、第3の態様の液晶配向剤にある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 (式(18)中、R、R、R、Rは、それぞれ独立に水素原子又は炭素数1から3のアルキル基を表す。)
 上記課題を解決するための本発明の第6の態様は、上記(A)成分において、芳香族構造を有するテトラカルボン酸二無水物が、全テトラカルボン酸二無水物成分に対し20モル%~100モル%である、第1の態様の液晶配向剤にある。
 上記課題を解決するための本発明の第7の態様は、上記(A)成分において、芳香族構造を有するテトラカルボン酸二無水物が、ピロメリット酸二無水物及び3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物から選ばれる少なくとも1種である、第1の態様の液晶配向剤にある。
 上記課題を解決するための本発明の第8の態様は、上記(B)成分において、Si上の置換基が、トリアルコキシ基であるアルコキシシラン化合物を含有する、第1の態様の液晶配向剤にある。
 上記課題を解決するための本発明の第9の態様は、上記トリアルコキシ基が、トリエトキシ基であるアルコキシシラン化合物を含有する、第8の態様の液晶配向剤にある。
 上記課題を解決するための本発明の第10の態様は、第1の態様から第9の態様のいずれかの液晶配向剤から得られる液晶配向膜にある。
 上記課題を解決するための本発明の第11の態様は、第10の態様の液晶配向膜を具備する液晶表示素子にある。
 本発明の液晶配向剤を用いることにより、液晶配向性、配向規制力、ラビング耐性、電圧保持特性、電荷蓄積特性等の種々の特性に優れ、なおかつ液晶配向膜つき基板の洗浄時にムラを発生させない液晶配向膜を得るための液晶配向剤、液晶配向膜、及びそれを用いた液晶表示素子を提供することが可能である。
 以下に本発明を詳細に説明する。 
 本発明の液晶配向剤は、液晶配向膜を形成するのに用いる組成物であり、芳香族構造を含有するテトラカルボン酸二無水物を含有するテトラカルボン酸二無水物成分と、下記(1)~下記(3)のいずれかを構造中に有するジアミン及びパラフェニレンジアミンから選ばれる少なくとも1種のジアミンを含有するジアミン成分とを反応させて得られるポリアミック酸(以下、特定重合体(A)とも言う)と、エポキシ基、ビニル基、スチリル基、メタクリル基、アクリル基、ウレイド基、メルカプトキ基、イソシアネート基からなる群から選ばれる基を末端に有するアルコキシシラン化合物(以下、特定化合物(B)とも言う)を含有することを特徴とする。以下、各構成要件につき詳述する。
<特定重合体(A)>
 特定重合体(A)は高配向成分のポリアミック酸であり、芳香族構造を含有するテトラカルボン酸二無水物を含有するテトラカルボン酸二無水物成分と、下記(1)~下記(3)のいずれかを構造中に有するジアミン及びパラフェニレンジアミンから選ばれる少なくとも1種のジアミン(以下、特定ジアミンとも称する)を含有するジアミン成分とを反応させて得られることを特徴とするものである。これらの構造を含む液晶配向膜は液晶配向性、配向規制力に優れる。 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 上記式(1)中、mは2~18の整数であるが、液晶の配向性および耐熱性の観点から、好ましくは3~12であり、より好ましくは4~8である。なお、mが3~18の整数である場合は、炭素-炭素結合間に-O-が存在していても良い。
 また、上記式(1)を構造中に有する2価の有機基は、さらに芳香環を含むものであることが好ましく、その具体例としては、下記式(5)~下記式(10)に示す構造を挙げられるがこれらに限定されるものではない。 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 上記式(5)~上記式(8)、上記式(10)において、mは2~18の整数であり、好ましくは3~12であり、より好ましくは4~8である。上記式(9)において、mは、それぞれ独立して2~18の整数であり、好ましくは、それぞれ独立して2~12であり、より好ましくは、それぞれ独立して2~8である。また、上記式(7)及び上記式(10)において、mは単結合又は、1~8の整数であるが、電圧保持特性の観点から、1~3が好ましく、より好ましくは1又は2である。 
 上記式(2)中、mは1~8の整数であるが、電圧保持特性の観点から、1~3が好ましく、より好ましくは1又は2である。 
 上記式(3)中、mは1~4の整数であるが、ポリアミック酸溶液の安定性の観点から、好ましくは1又は2である。 
 上記式(1)~上記式(3)のいずれかを構造中に有するジアミン及びパラフェニレン基において、ベンゼン環上の任意の水素原子の1個又は複数個は、一級アミノ基以外の1価の有機基で置換されていてもよい。この1価の有機基としては、炭素数1~20のアルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数1~20の含フッ素アルキル基、炭素数2~20の含フッ素アルケニル基、炭素数1~20の含フッ素アルコキシ基、シクロヘキシル基、フェニル基、フッ素原子およびこれらの組み合わせからなる基などが挙げられ、液晶の配向性の観点からは炭素数1~4のアルキル基、炭素数2~4のアルケニル基、炭素数1~4のアルコキシ基、炭素数1~4の含フッ素アルキル基、炭素数2~4の含フッ素アルケニル基、炭素数1~4の含フッ素アルコキシ基から選ばれる1価の有機基が好ましい。より好ましい構造としては、ベンゼン環上の水素原子が無置換のものである。 
 上記式(1)~上記式(3)のいずれかを構造中に有するジアミンの具体例を以下に示すがこれらに限定されるものではない。 
 上記式(1)を構造中に有するジアミンとして、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-ジアミノヘキサン、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-ジアミノデカンなどが挙げられる。さらに芳香族環も含むものとして、上記式(11)に対応する、1,3-ビス(4-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、1,5-ビス(4-アミノフェニル)ペンタン、1,6-ビス(4-アミノフェニル)ヘキサン、1,7-ビス(4-アミノフェニル)ヘプタン、1,8-ビス(4-アミノフェニル)オクタン、1,9-ビス(4-アミノフェニル)ノナン、1,10-ビス(4-アミノフェニル)デカンなどが挙げられる。同様に、上記式(1)を構造中に有する2価の有機基式としてさらに好ましい構造である上記式(5)に対応する、1,3-ビス(4-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、1,5-ビス(4-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)ヘキサン、1,7-ビス(4-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、1,9-ビス(4-アミノフェノキシ)ノナン、1,10-ビス(4-アミノフェノキシ)デカンなどが挙げられる。同様に、上記式(6)に対応する、ジ(4-アミノフェニル)プロパン-1,3-ジオエート、ジ(4-アミノフェニル)ブタン-1,4-ジオエート、ジ(4-アミノフェニル)ペンタン-1,5-ジオエート、ジ(4-アミノフェニル)ヘキサン-1,6-ジオエート、ジ(4-アミノフェニル)ヘプタン-1,7-ジオエート、ジ(4-アミノフェニル)オクタン-1,8-ジオエート、ジ(4-アミノフェニル)ノナン-1,9-ジオエート、ジ(4-アミノフェニル)デカン-1,10-ジオエートなどが挙げられる。同様に、上記式(8)に対応する、1,3-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェノキシ〕プロパン、1,4-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェノキシ〕ブタン、1,5-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェノキシ〕ペンタン、1,6-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェノキシ〕ヘキサン、1,7-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェノキシ〕ヘプタン、1,8-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェノキシ〕オクタン、1,9-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェノキシ〕ノナン、1,10-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェノキシ〕デカンなどが挙げられる。 
 上記式(2)を構造中に有するジアミンとして、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェノキシ〕ベンゼン、1,4-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェノキシ〕ベンゼンなどが挙げられる。 
 上記式(3)を構造中に有するジアミンとして、4,4’-ジアミノベンジジン、4,4’-ジアミノ-p-ターフェニルなどが挙げられる。 
 上記(A)成分に用いられるジアミン成分は、更に、下記式(4)の構造を含有するジアミンを含有すると好ましい。 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 上記式(4)中、Xは酸素原子又は硫黄原子であり、酸素原子が好ましい。A~Aは、それぞれ独立に水素原子又は炭素数1~3の炭化水素基であり、炭素数1が好ましい。なお、炭素数の合計は1~9であり、3~6が好ましい。また、*は、他の原子との結合を表す。 
 上記式(4)を構造中に有するジアミンとしては、例えば以下の構造のジアミンが挙げられる。なお、下記式中の「Boc」はtert-ブトキシカルボニル基である。 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 上記の具体例に挙げたジアミンは、特定重合体(A)を合成する為の原料として好ましいものであり、テトラカルボン酸二無水物との反応に用いるジアミンのうち、これらのジアミンを好ましくは10モル%~100モル%、より好ましくは50モル%~100モル%使用し合成されたポリアミック酸は、特定重合体(A)として好ましい。
<その他のジアミン>
 本発明の特定重合体(A)に用いられるジアミン成分には、本発明の効果を奏する程度において、上記のジアミン以外のジアミン(以下、その他のジアミンとも称する)が用いられても良い。その他のジアミンの具体例を以下に示すが、これらに限定されるものではない。 
 脂環式ジアミンの例として、1,4-ジアミノシクロヘキサン、1,3-ジアミノシクロヘキサン、4,4’-ジアミノジシクロヘキシルメタン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジメチルジシクロヘキシルアミン、およびイソホロンジアミン等が挙げられる。 
 炭素環式芳香族ジアミンの例として、o-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン、2,4-ジアミノトルエン、1,3-ジアミノ-4-クロロベンゼン、4,4’-ジアミノジフェニル-2,2’-プロパン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、2,2’-ジアミノスチルベン、4,4’-ジアミノスチルベン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-ジフェニルチオエーテル、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、4,4’-ジアミノ安息香酸フェニルエステル、2,2’-ジアミノベンゾフェノン、4,4’-ジアミノベンジル、ビス(4-アミノフェニル)ホスフィンオキシド、ビス(3-アミノフェニル)メチルスルフィンオキシド、ビス(4-アミノフェニル)フェニルホスフィンオキシド、ビス(4-アミノフェニル)シクロヘキシルホスフィンオキシド、1,8-ジアミノナフタレン、1,5-ジアミノナフタレン、1,5-ジアミノアントラキノン、ジアミノフルオレン、ビス(4-アミノフェニル)ジエチルシラン、ビス(4-アミノフェニル)ジメチルシラン、ビス(4-アミノフェニル)テトラメチルジシロキサン、3,4’-ジアミノジフェニルエーテル、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)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]ヘキサフルオロプロパン、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)ベンゼン等が挙げられる。 
 2つのアミノ基以外に窒素原子を含むジアミンの例として、2,4-ジアミノジフェニルアミン、2,4-ジアミノピリジン、2,4-ジアミノ-s-トリアジン、2,7-ジアミノジベンゾフラン、3,7-ジアミノフェノチアジン、2,5-ジアミノ-1,3,4-チアジアゾール、2,4-ジアミノ-6-フェニル-s-トリアジン、N,N’-ビス(4-アミノフェニル)-N-フェニルアミン、N,N’-ビス(4-アミンフェニル)-N-メチルアミン、4,4’-ジアミノジフェニル尿素等が挙げられる。 
 液晶のプレチルト角を高めるAを構成する為のジアミンとして、1-ドデシルオキシ-2,4-ジアミノベンゼン、1-ヘキサデシルオキシ-2,4-ジアミノベンゼン、1-オクタデシルオキシ-2,4-ジアミノベンゼン、1,1-ビス(4-アミノフェニル)シクロヘキサン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]オクタン、4,4’-ジアミノ-3-ドデシルジフェニルエーテル、4-(4-トランス-n-ヘプチルシクロヘキシルフェノキシ)-1,3-ジアミノベンゼン、4-(4-トランス-n-ペンチルシクロヘキシルフェノキシ)-1,3-ジアミノベンゼン、4-トランス-n-ペンチルビシクロヘキシル-3,5-ジアミノベンゾエート等が挙げられる。
<テトラカルボン酸二無水物成分>
 本発明の特定重合体(A)の製造に用いられるテトラカルボン酸二無水物成分は、芳香族構造をその構造内に含有するテトラカルボン酸二無水物を含有するテトラカルボン酸二無水物成分が好ましい。この場合、芳香族構造をその構造内に含有するテトラカルボン酸二無水物の、テトラカルボン酸二無水物成分全体における好ましい比率は20モル%~100モル%、より好ましくは50モル%~100モル%である。芳香族構造をその構造内に含有するテトラカルボン酸二無水物としては、ピロメリット酸、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸、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)エーテル、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)スルホン、2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸などが好ましく、ピロメリット酸、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸が特に好ましい。 
 また、テトラカルボン酸二無水物が、1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、2,3,5-トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、3,4-ジカルボキシ-1,2,3,4-テトラヒドロ-1-ナフタレンコハク酸二無水物、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などのテトラカルボン酸二無水物である場合は、液晶の配向性を低下させる傾向はあるものの、電圧保持特性を向上させる効果があるので、電圧保持率を重視する場合は、これらを混在させても良い。
<特定化合物(B)>
 本発明の液晶配向剤に含有される特定化合物(B)とは、エポキシ基、ビニル基、スチリル基、メタクリル基、アクリル基、ウレイド基、メルカプトキ基、イソシアネート基、イソシアヌレート基からなる群から選ばれる基を末端に有するアルコキシシラン化合物である。その中でも、エポキシ基、ウレイド基、イソシアネート基、イソシアヌレート基が好ましく、エポキシ基、ウレイド基、イソシアネート基が特に好ましい。 
 また、末端に有するアルコキシシランは、トリアルコキシ基または、ジアルコキシ基であることが好ましく、その中でも、トリエトキシ基であると、特に好ましい。 
 具体的には、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、p-スチリルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-ウレイドプロピルトリアルコキシシラン、3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。
<特定重合体(C)>
 本発明の液晶配向剤に用いられる重合体としては、特定重合体(A)の他、下記に詳述する特定重合体(C)を含有していることが好ましい。 
 特定重合体(C)は低抵抗成分のポリアミック酸である。 
 特定重合体(C)に用いられるジアミン成分は、下記式(13)、下記式(14)で示される構造を含有するジアミン化合物のうち少なくとも1つを含有する。 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
 上記式(13)の構造は、液晶配向性の観点から、好ましくは4,4’結合のジフェニルアミン基であり、上記式(14)の構造は、液晶配向性の観点から、好ましくは3,6結合のカルバゾール基である。 
 上記式(13)又は上記式(14)において、ベンゼン環上の任意の水素原子の1個又は複数個は、一級アミノ基以外の1価の有機基で置換されていてもよい。この1価の有機基としては、炭素数1~20のアルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数1~20の含フッ素アルキル基、炭素数2~20の含フッ素アルケニル基、炭素数1~20の含フッ素アルコキシ基、シクロヘキシル基、フェニル基、フッ素原子およびこれらの組み合わせからなる基などが挙げられ、液晶の配向性の観点からは炭素数1~4のアルキル基、炭素数2~4のアルケニル基、炭素数1~4のアルコキシ基、炭素数1~4の含フッ素アルキル基、炭素数2~4の含フッ素アルケニル基、炭素数1~4の含フッ素アルコキシ基から選ばれる1価の有機基が好ましい。より好ましい上記式(13)及び上記式(14)の構造としては、ベンゼン環上の水素原子が無置換のものである。 
 特定重合体(C)における、上記式(13)、上記式(14)で示される構造を含有するジアミン化合物の、全ジアミン成分に対する比率は10モル%~100モル%が好ましく、より好ましくは60モル%~100モル%である。上記式(13)、上記式(14)で示される構造を含有するジアミン化合物を10モル%以上とすることにより、体積抵抗率を効果的に下げることができ、目的とする体積抵抗率のポリアミック酸を得ることが容易になり、更に電圧保持特性が良く、かつ液晶配向膜に優れた電荷蓄積特性や耐ラビング性を付与することが出来る。
 上記式(13)又は上記式(14)の構造を有するジアミンのうち、テトラカルボン酸二無水物との反応性及び液晶配向膜としたときの液晶配向性の観点から4,4’-ジアミノジフェニルアミン、3,6-ジアミノカルバゾールが特に好ましい。 
 特定重合体(C)において、上記式(13)、上記式(14)で示される構造を含有するジアミン化合物以外に、本発明の効果を損なわない範囲において、下記式(15)に示されるようなそれ以外のジアミン化合物を含有させることも可能である。他のジアミンの具体例を以下に示すがこれらに限定されるものではない。 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
 窒素原子を有するAを構成する為のジアミンとして、2、3-ジアミノピリジン、2,6-ジアミノピリジン、3,4-ジアミノピリジン、2,4-ジアミノピリミジン、2,4-ジアミノ-6-ヒドロキシピリミジン、2,4-ジアミノ-1,3,5-トリアジン、2,4-ジアミノ-1,3,5-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-イソプロポキシ-1,3,5-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-メトキシ-1,3,5-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-フェニル-1,3,5-トリアジン、2,6-ジアミノプリン、1,4-ビス(3-アミノプロピル)ピペラジン、2,4-ジアミノ-5-フェニルチアゾール、3,5-ジアミノ-1,2,4-トリアゾール、3,6-ジアミアクリジン、アクリノール、2,5-ビス(4-アミノフェニル)-1,3,4―オキサジアゾール、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン、3,3’-ジアミノ-ジプロピルアミン、ペンタエチレンヘキサアミン、N,N-ビス(3-アミノプロピル)メチルアミン、4,4’-ジアミノベンズアニリド、2,6-ジアミノ-4-ニトロトルエン、N,N’-ビス(4-アミノフェニル)-N-フェニルアミン、N,N’-ビス(4-アミノフェニル)-N-メチルアミン、4,4’-ジアミノジフェニル尿素等が挙げられる。 
 脂肪族ジアミンの例として、ジアミノメタン、1,2-ジアミノエタン、1,3-ジアミノプロパン、1,4-ジアミノブタン、1,6-ジアミノヘキサン、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、1,3-ジアミノ-2,2-ジメチルプロパン、1,4-ジアミノ-2,2-ジメチルブタン、1,6-ジアミノ-2,5-ジメチルヘキサン、1,7-ジアミノ-2,5-ジメチルヘプタン、1,7-ジアミノ-4,4-ジメチルヘプタン、1,7-ジアミノ-3-メチルヘプタン、1,9-ジアミノ-5-メチルノナン、2,11-ジアミノドデカン、1,12-ジアミノオクタデカン、1,2-ビス(3-アミノプロポキシ)エタン等が挙げられる。 
 脂環式ジアミンの例として、1,4-ジアミノシクロヘキサン、1,3-ジアミノシクロヘキサン、4,4’-ジアミノジシクロヘキシルメタン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジメチルジシクロヘキシルメタン、およびイソホロンジアミン等が挙げられる。 
 炭素環式芳香族ジアミンの例として、o-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン、p-フェニレンジアミン、ジアミノトルエン類(例えば、2,4-ジアミノトルエン)、1,4-ジアミノ-2-メトキシベンゼン、2,5-ジアミノキシレン類、1,3-ジアミノ-4-クロロベンゼン、1,4-ジアミノ-2,5-ジクロロベンゼン、1,4-ジアミノ-4-イソプロピルベンゼン、4,4’-ジアミノジフェニル-2,2’-プロパン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、2,2’-ジアミノスチルベン、4,4’-ジアミノスチルベン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-ジフェニルチオエーテル、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、4,4’-ジアミノ安息香酸フェニルエステル、2,2’-ジアミノベンゾフェノン、4,4’-ジアミノベンジル、ビス(4-アミノフェニル)ホスフィンオキシド、ビス(3-アミノフェニル)メチルスルフィンオキシド、ビス(4-アミノフェニル)フェニルホスフィンオキシド、ビス(4-アミノフェニル)シクロヘキシルホスフィンオキシド、1,8-ジアミノナフタレン、1,5-ジアミノナフタレン、1,5-ジアミノアントラキノン、ジアミノフルオレン、ビス(4-アミノフェニル)ジエチルシラン、ビス(4-アミノフェニル)ジメチルシラン、ビス(4-アミノフェニル)テトラメチルジシロキサン、3,4’-ジアミノジフェニルエーテル、ベンジジン、2,2’-ジメチルベンジジン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、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、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)ベンゼン等が挙げられる。 
 液晶のプレチルト角を高めるAを構成する為のジアミンとして、1-ドデシルオキシ-2,4-ジアミノベンゼン、1-ヘキサデシルオキシ-2,4-ジアミノベンゼン、1-オクタデシルオキシ-2,4-ジアミノベンゼン、1,1-ビス(4-アミノフェニル)シクロヘキサン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]オクタン、4,4’-ジアミノ-3-ドデシルジフェニルエーテル、4-(4-トランス-n-ヘプチルシクロヘキシルフェノキシ)-1,3-ジアミノベンゼン、4-(4-トランス-n-ペンチルシクロヘキシルフェノキシ)-1,3-ジアミノベンゼン、4-トランス-n-ペンチルビシクロヘキシル-3,5-ジアミノベンゾエート等が挙げられる。 
 特定重合体(C)の製造に用いられるテトラカルボン酸二無水物成分は、下記式(16)で示されるテトラカルボン酸化合物の二無水物を含有するものである。 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
 具体的には、テトラカルボン酸二無水物成分が、下記式(16)で示されるテトラカルボン酸化合物の二無水物及び下記式(17)~下記式(19)で示されるテトラカルボン酸から選ばれる少なくとも1種の化合物の二無水物からなるものが好ましい。 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
 上記式(18)中、R、R、R、Rは、それぞれ独立に水素原子又は炭素数1から3のアルキル基を表す。 
 好ましいテトラカルボン酸二無水物の組成比としては、上記式(16)で示されるテトラカルボン酸の二無水物が、テトラカルボン酸二無水物成分全体の10モル%~100モル%、及び上記式(17)から上記式(19)で示されるテトラカルボン酸化合物から選ばれる少なくとも1種のテトラカルボン酸化合物の二無水物が、テトラカルボン酸二無水物成分全体の0モル%~90モル%である。より好ましくは、上記式(16)で示されるテトラカルボン酸の二無水物が、テトラカルボン酸二無水物成分全体の10モル%~90モル%、及び上記式(17)から上記式(19)で示されるテトラカルボン酸化合物から選ばれる少なくとも1種のテトラカルボン酸化合物の二無水物が、テトラカルボン酸二無水物成分全体の10モル%~90モル%である。さらに好ましくは、上記式(16)で示されるテトラカルボン酸の二無水物が、テトラカルボン酸二無水物成分全体の20モル%~80モル%、及び上記式(17)から上記式(19)で示されるテトラカルボン酸化合物から選ばれる少なくとも1種のテトラカルボン酸化合物の二無水物が、テトラカルボン酸二無水物成分全体の20モル%~80モル%である。とりわけ好ましくは、上記式(16)で示されるテトラカルボン酸の二無水物が、テトラカルボン酸二無水物成分全体の25モル%~75モル%、及び上記式(17)から上記式(19)で示されるテトラカルボン酸化合物から選ばれる少なくとも1種のテトラカルボン酸化合物の二無水物が、テトラカルボン酸二無水物成分全体の25モル%~75モル%である。 
 好ましいテトラカルボン酸二無水物成分の組み合わせは、液晶配向性の観点から、上記式(16)及び上記式(18)のテトラカルボン酸の二無水物である。この2つのテトラカルボン酸二無水物を用いることにより、加熱によるイミド化が進行し難いポリアミック酸が得られる。ポリアミック酸中のカルボン酸基と後に記述するジアミン成分中の窒素原子との相互作用により、抵抗の低い液晶配向膜が得られると考えられる。 
 特定重合体(A)と特定重合体(C)との比率は、特定重合体(A)と特定重合体(C)の合計量に対して、特定重合体(A)が10重量%~95重量%であることが好ましく、より好ましくは10重量%~50重量%である。特定重合体(A)が少なすぎると、液晶配向膜の電荷蓄積特性や耐ラビング性が悪化することがあり、特定重合体(C)が少なすぎると、液晶の配向性や配向規制力が悪化することがある。本発明の液晶配向剤に含有される特定重合体(A)と特定重合体(C)は、それぞれ1種類であっても、2種類以上であっても良い。
<ポリアミック酸の合成>
 特定重合体(A)又は特定重合体(C)を、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとの反応により得る場合には、有機溶媒中でテトラカルボン酸二無水物とジアミンとを混合して反応させる方法が簡便である。 
 上記反応の際に用いられる有機溶媒は、生成したポリアミック酸が溶解するものであれば特に限定されないが、あえてその具体例を挙げるならば、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-メチルカプロラクタム、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、ピリジン、ジメチルスルホン、ヘキサメチルスルホキシド、γ-ブチロラクトン等を挙げることができる。これらは単独でも、また混合して使用してもよい。さらに、ポリアミック酸を溶解させない溶媒であっても、生成したポリアミック酸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アミック酸を加水分解させる原因となるので、有機溶媒はなるべく脱水乾燥させたものを用いることが好ましい。 
 テトラカルボン酸二無水物成分とジアミン成分とを有機溶媒中で混合させる方法としては、ジアミン成分を有機溶媒に分散あるいは溶解させた溶液を攪拌させ、テトラカルボン酸二無水物成分をそのまま、または有機溶媒に分散あるいは溶解させて添加する方法、逆にテトラカルボン酸二無水物成分を有機溶媒に分散あるいは溶解させた溶液にジアミン成分を添加する方法、テトラカルボン酸二無水物成分とジアミン成分とを交互に添加する方法などが挙げられ、本発明においてはこれらのいずれの方法であっても良い。また、テトラカルボン酸二無水物成分またはジアミン成分が複数種の化合物からなる場合は、これら複数種の成分をあらかじめ混合した状態で反応させても良く、個別に順次反応させても良い。 
 テトラカルボン酸二無水物成分とジアミン成分を有機溶剤中で反応させる際の温度は、通常0℃~150℃、好ましくは5℃~100℃、より好ましくは10℃~80℃である。温度が高い方が重合反応は早く終了するが、高すぎると高分子量の重合体が得られない場合がある。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ので、好ましくは1重量%~50重量%、より好ましくは5重量%~30重量%である。反応初期は高濃度で行い、その後、有機溶媒を追加しても構わない。 
 ポリアミック酸の重合反応に用いるテトラカルボン酸二無水物成分とジアミン成分の比率は、モル比で1:0.8~1.2であることが好ましい。また、ジアミン成分を過剰にして得られたポリアミック酸は、溶液の着色が大きくなる場合があるので、溶液の着色が気になる場合は1:0.8~1とすれば良い。通常の重縮合反応と同様に、このモル比が1:1に近いほど得られるポリアミック酸の分子量は大きくなる。ポリアミック酸の分子量は、小さすぎるとそこから得られる塗膜の強度が不十分となる場合があり、逆にポリアミック酸の分子量が大きすぎると、そこから製造される液晶配向処理剤の粘度が高くなり過ぎて、塗膜形成時の作業性、塗膜の均一性が悪くなる場合がある。従って、本発明の液晶配向剤に用いるポリアミック酸は還元粘度(濃度0.5dl/g、NMP中30℃)で0.1~2.0が好ましく、より好ましくは0.2~1.5である。 
 ポリアミック酸の重合に用いた溶媒を本発明の液晶配向剤中に含有させたくない場合や、反応溶液中に未反応のモノマー成分や不純物が存在する場合には、この沈殿回収および精製を行う。その方法は、ポリアミック酸溶液を攪拌している貧溶媒に投入し、沈殿回収することが好ましい。ポリアミック酸の沈殿回収に用いる貧溶媒としては特に限定されないが、メタノール、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、エタノール、トルエン、ベンゼンなどが例示できる。貧溶媒に投入することにより沈殿したポリアミック酸は濾過・洗浄して回収した後、常圧あるいは減圧下で、常温あるいは加熱乾燥してパウダーとすることが出来る。このパウダーを更に良溶媒に溶解して、再沈殿する操作を2回~10回繰り返すと、ポリアミック酸を精製することもできる。一度の沈殿回収操作では不純物が除ききれないときは、この精製工程を行うことが好ましい。この際の貧溶媒として例えばアルコール類、ケトン類、炭化水素など3種類以上の貧溶媒を用いると、より一層精製の効率が上がるので好ましい。
<液晶配向剤>
 以下に説明する本発明の液晶配向剤の形態は、特定重合体(A)及び特定化合物(B)を含有する塗布液であるが、基板上に均一な薄膜を形成することができるのであれば、他の形態であっても良い。 
 特定重合体(A)及び特定重合体(C)を含有する塗布液とするには、ポリアミック酸の反応溶液をそのまま混合してもよく、固形物のポリアミック酸を有機溶媒に溶解させたのち混合しても良い。 
 この有機溶媒としては、含有される樹脂成分を溶解させるものであれば特に限定されないが、あえてその具体例を挙げるならば、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-メチルカプロラクタム、2-ピロリドン、N-エチルピロリドン、N-ビニルピロリドン、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、ピリジン、ジメチルスルホン、ヘキサメチルスルホキシド、γ-ブチロラクトン等を挙げることができ、これらは1種類でも複数種類を混合して用いても良い。
 また、液晶配向剤に含有される有機溶媒は、上記のような溶媒に加えて液晶配向剤を塗布する際の塗布性や塗膜の表面平滑性を向上させる溶媒を併用した混合溶媒を使用することが一般的であり、本発明の液晶配向剤においてもこのような混合溶媒は好適に用いられる。併用する有機溶媒の具体例を下記に挙げるが、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、2,6-ジメチル-4-ヘプタノール、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、ジイソプロピルエーテル、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、4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノン、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、2,6-ジメチル-4-ヘプタノン、4,6-ジメチル-2-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、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、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エチル、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、下記式[D-1]~下記式[D-3]で表される溶媒などを挙げることができる。 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 上記式[D-1]中、Dは炭素数1~3のアルキル基を示し、上記式[D-2]中、Dは炭素数1~3のアルキル基を示し、上記式[D-3]中、Dは炭素数1~4のアルキル基を示す。 
 なかでも好ましい溶媒の組み合わせとしては、N-メチル-2-ピロリドンとγ-ブチロラクトンとエチレングリコールモノブチルエーテル、N-メチル-2-ピロリドンとγ-ブチロラクトンとプロピレングリコールモノブチルエーテル、N-エチル-2-ピロリドンとプロピレングリコールモノブチルエーテル、N-メチル-2-ピロリドンとγ-ブチロラクトンと4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノンとジエチレングリコールジエチルエーテル、N-メチル-2-ピロリドンとγ-ブチロラクトンとプロピレングリコールモノブチルエーテルと2,6-ジメチル-4-ヘプタノン、N-メチル-2-ピロリドンとγ-ブチロラクトンとプロピレングリコールモノブチルエーテルとジイソプロピルエーテル、N-メチル-2-ピロリドンとγ-ブチロラクトンとプロピレングリコールモノブチルエーテルと2,6-ジメチル-4-ヘプタノール、N-メチル-2-ピロリドンとγ-ブチロラクトンとジプロピレングリコールジメチルエーテル、などを挙げることができる。このような溶媒の種類及び含有量は、液晶配向剤の塗布装置、塗布条件、塗布環境などに応じて適宜選択される。 
 本発明の液晶配向剤は、形成させようとする液晶配向膜の厚みの設定によって固形分濃度を適宜変更することができるが、1重量%~10重量%とすることが好ましい。1重量%未満では均一で欠陥のない塗膜を形成させることが困難となり、10重量%よりも多いと溶液の保存安定性が悪くなる場合がある。 
 その他、本発明の液晶配向剤には、基板に対する塗膜の密着性を向上させるために、シランカップリング剤などの添加剤を加えてもよく、また、他の樹脂成分を添加してもよい。 
 以上のようにして得られた本発明の液晶配向剤は、必要に応じて濾過した後、基板に塗布し、乾燥、焼成して塗膜とすることができ、この塗膜面をラビングや光照射などの配向処理をすることにより、液晶配向膜として使用することができる。 
 この際、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、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を用いることができ、液晶駆動のためのITO電極などが形成された基板を用いることがプロセスの簡素化の観点から好ましい。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エハー等の不透明な物でも使用でき、この場合の電極はアルミ等の光を反射する材料も使用できる。
 液晶配向剤の塗布方法としては、スピンコート法、印刷法、インクジェット法などが挙げられるが、生産性の面から工業的には転写印刷法が広く用いられており、本発明の液晶配向剤においても好適に用いられる。 
 液晶配向剤を塗布した後の乾燥の工程は、必ずしも必要とされないが、塗布後~焼成までの時間が基板ごとに一定していない場合や、塗布後ただちに焼成されない場合には、乾燥工程を含める方が好ましい。この乾燥は、基板の搬送等により塗膜形状が変形しない程度に溶媒が蒸発していれば良く、その乾燥手段については特に限定されない。具体例を挙げるならば、50℃~150℃、好ましくは80℃~120℃のホットプレート上で、0.5分~30分、好ましくは1分~5分乾燥させる方法がとられる。 
 液晶配向剤の焼成は、100℃~350℃の任意の温度で行うことができるが、好ましくは150℃~300℃であり、さらに好ましくは200℃~250℃である。液晶配向剤中にポリアミック酸を含有する場合は、この焼成温度によってポリアミック酸からポリイミドへの転化率が変化するが、本発明の液晶配向剤は、必ずしも100%イミド化させる必要は無い。ただし、液晶セル製造行程で必要とされる、シール剤硬化などの熱処理温度より、10℃以上高い温度で焼成することが好ましい。 
 焼成後の塗膜の厚みは、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、5nm~300nm、好ましくは10nm~100nmである。 
 上記のようにして本発明の液晶配向剤から得られた液晶配向膜は、優れた特性を有しているので、TN、STN、TFT、横電界型等の液晶表示素子、更には、強誘電性および反強誘電性の液晶表示素子用の液晶配向膜として用いることができる。特に、配向規制力由来の焼き付きが起こりやすい横電界型の液晶表示素子用の液晶配向膜として好適に用いることができる。
<液晶表示素子>
 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、液晶表示素子としたものである。液晶セル作製の一例を挙げるならば、液晶配向膜の形成された1対の基板を、1μm~30μm、好ましくは2μm~10μmのスペーサーを挟んで、ラビング方向が0°~270°の任意の角度となるように設置して周囲をシール剤で固定し、液晶を注入して封止する方法が一般的である。液晶封入の方法については特に制限されず、作製した液晶セル内を減圧にした後液晶を注入する真空法、液晶を滴下した後封止を行う滴下法などが例示できる。 
 このようにして、本発明の液晶配向剤を用いて作製した液晶表示素子は、液晶の配向性、配向規制力に優れ、かつ優れた電気特性を有しているため、コントラストの低下や焼き付きの起こり難い液晶表示デバイスとすることができ、TN、STN、TFT、横電界型等の液晶表示素子などネマティック液晶を用いた種々の方式による表示素子に好適に用いられる。また、使用する液晶を選択することで、強誘電性および反強誘電性の液晶表示素子にも使用することができる。これらの液晶表示素子のなかでも、配向規制力由来の焼き付きが起こりやすい横電界型の液晶表示素子に特に好ましく用いられる。
 以下に実施例を挙げ、本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。下記実施例および比較例で用いる略語は、以下のとおりである。
 以後で使用する化合物の略号、及び各特性の測定方法は、次のとおりである。
<化合物の略号>
 下記DA-6において「Boc」はtert-ブトキシカルボニル基である。 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
<溶媒の略号>
NMP:N-メチル-2-ピロリドン
BCS:ブチルセロソルブ
GBL:γ-ブチロラクトン
<粘度>
 合成例において、重合体溶液の粘度は、E型粘度計TVE-22H(東機産業社製)を用い、サンプル量1.1mL、コーンロータTE-1(1°34’、R24)、温度25℃で測定した。
<液晶表示素子の作製>
 初めに電極付きの基板を準備した。基板は、30mm×35mmの大きさで、厚さが0.7mmのガラス基板である。基板上には第1層目として対向電極を構成する、ベタ状のパターンを備えたIZO電極が形成されている。第1層目の対向電極の上には第2層目として、CVD法により成膜されたSiN(窒化珪素)膜が形成されている。第2層目のSiN膜の膜厚は500nmであり、層間絶縁膜として機能する。第2層目のSiN膜の上には、第3層目としてIZO膜をパターニングして形成された櫛歯状の画素電極が配置され、第1画素および第2画素の2つの画素を形成している。各画素のサイズは、縦10mmで横約5mmである。このとき、第1層目の対向電極と第3層目の画素電極とは、第2層目のSiN膜の作用により電気的に絶縁されている。 
 第3層目の画素電極は、中央部分が屈曲したくの字形状の電極要素を複数配列して構成された櫛歯状の形状を有する。各電極要素の短手方向の幅は3μmであり、電極要素間の間隔は6μmである。各画素を形成する画素電極が、中央部分の屈曲したくの字形状の電極要素を複数配列して構成されているため、各画素の形状は長方形状ではなく、電極要素と同様に中央部分で屈曲する、太字のくの字に似た形状を備える。そして、各画素は、その中央の屈曲部分を境にして上下に分割され、屈曲部分の上側の第1領域と下側の第2領域を有する。 
 各画素の第1領域と第2領域とを比較すると、それらを構成する画素電極の電極要素の形成方向が異なるものとなっている。すなわち、後述する液晶配向膜のラビング方向を基準とした場合、画素の第1領域では画素電極の電極要素が+10°の角度(時計回り)をなすように形成され、画素の第2領域では画素電極の電極要素が-10°の角度(時計回り)をなすように形成されている。すなわち、各画素の第1領域と第2領域とでは、画素電極と対向電極との間の電圧印加によって誘起される液晶の、基板面内での回転動作(インプレーン・スイッチング)の方向が互いに逆方向となるように構成されている。 
 次に、得られた液晶配向剤を1.0μmのフィルターで濾過した後、準備された上記電極付き基板と対向基板として裏面にITO膜が成膜されており、かつ高さ4μmの柱状のスペーサーを有するガラス基板のそれぞれにスピンコートした。次いで、60℃のホットプレート上で5分間乾燥後、230℃で15分間焼成して膜厚60nmの塗膜として、各基板上にポリイミド膜を得た。このポリイミド膜上を、所定のラビング方向で、レーヨン布によりラビング(ロール径120mm、回転数500rpm、移動速度30mm/sec、押し込み量0.3mm)した後、純水中にて1分間超音波照射を行い、80℃で10分間乾燥した。 
 その後、上記液晶配向膜付きの2種類の基板を用いて、それぞれのラビング方向が逆平行になるように組み合わせ、液晶注入口を残して周囲をシールし、セルギャップが3.8μmの空セルを作製した。この空セルに液晶(MLC-2041、メルク社製)を常温で真空注入したのち、注入口を封止してアンチパラレル配向の液晶セルとした。得られた液晶セルは、FFSモード液晶表示素子を構成する。その後、得られた液晶セルを120℃で1時間加熱し、一晩放置してから各評価に使用した。
<蓄積電荷の緩和特性の評価>
 以下の光学系等を用いて残像の評価を行った。作製した液晶セルを偏光軸が直交するように配置された2枚の偏光板の間に設置し、電圧無印加の状態でLEDバックライトを点灯させておき、透過光の輝度が最も小さくなるように、液晶セルの配置角度を調整した。 
 次に、この液晶セルに周波数30Hzの交流電圧を印加しながらV-Tカーブ(電圧-透過率曲線)を測定し、相対透過率が23%となる交流電圧を駆動電圧として算出した。 
 残像評価では、相対透過率が23%となる周波数30Hzの交流電圧を印加して液晶セルを駆動させながら、同時に1Vの直流電圧を印加し、40分間駆動させた。その後、直流電圧の印加のみを停止し、交流電圧のみでさらに15分駆動した。 
 直流電圧の印加を停止した時点から5分間が経過するまでに、相対透過率が25%以下に緩和した場合に、「良好」とし、相対透過率が25%以下に低下するまでに5分間以上を要した場合には、「不良」と定義して評価した。
 そして、上述した方法に従う残像評価は、液晶セルの温度が23℃の状態の温度条件下で行った。
<液晶配向の安定性評価>
 この液晶セルを用い、60℃の恒温環境下、周波数30Hzで10Vppの交流電圧を168時間印加した。その後、液晶セルの画素電極と対向電極との間を短絡させた状態にし、そのまま室温に一日放置した。 
 放置の後、液晶セルを偏光軸が直交するように配置された2枚の偏光板の間に設置し、電圧無印加の状態でバックライトを点灯させておき、透過光の輝度が最も小さくなるように液晶セルの配置角度を調整した。そして、第1画素の第2領域が最も暗くなる角度から第1領域が最も暗くなる角度まで液晶セルを回転させたときの回転角度を角度Δとして算出した。第2画素でも同様に、第2領域と第1領域とを比較し、同様の角度Δを算出した。そして、第1画素と第2画素の角度Δ値の平均値を液晶セルの角度Δとして算出した。この液晶セルの角度Δの値が0.1度を越える場合には、「不良」と定義し評価した。この液晶セルの角度Δの値が0.1度を越えない場合には、「良好」と定義し評価した。
<洗浄ムラの評価1>
 得られた液晶配向剤を、液晶配向膜印刷機(飯沼ゲージ製 ドクターブレード方式S-150)、アニロックスロール(仕様:深度17マイクロメートル、400メッシュ)に液晶配向剤を約1cc滴下し、8×8cmの塗布面を有する印刷版(コムラテック製 仕様:400メッシュ、開口率30%、角度75度)を用いて、アニロックスロール圧は、Nip幅5mm、印圧マイナス0.12mmの条件で、10×10cmのガラス基板の中心に塗膜を形成した。その後、60℃のホットプレート上で2分間乾燥後、IRオーブンにて230℃15分間焼成し、ガラス基板上にポリイミド膜を得た。このポリイミド膜上を、ロール径130mm、回転数1200rpm、移動速度20mm/sec、押し込み量0.4mm、レーヨン布の条件で1回ラビングした。その後、シャワー洗浄機にて、圧力0.15MPa、流量7リットル/分の純水で1分間洗浄を行い、ラビング方向と45度の角度から風があたるように、エアナイフで水切り乾燥を行い、ホットプレート上で80℃10分間乾燥させた。その基板上に液晶(MLC-2041、メルク社製)をごく薄く塗布し、100℃のホットプレートで5分間加熱した。室温で10分間放置した後、偏光顕微鏡を使って液晶の配向乱れを観察した。 
 この時、エアナイフと同じ方向に、洗浄の液晶乱れが観察できた場合は、ムラ評価で「不良」とした。エアナイフ方向に沿った洗浄のムラがなく、均一な配向が得られていれば、ムラ評価で「良好」とした。
<合成例>
[ポリアミック酸B1の製造]
 撹拌装置付きおよび窒素導入管付きの2000mlフラスコにDA-1を27.8g(0.140モル)、DA-4を111.6g(0.560モル)入れ、NMP1194gを加え、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を水冷下で撹拌しながらCA-2を30.2g(0.154モル)加え、さらにNMPを341g加え、窒素雰囲気下で1時間撹拌した。その後、CA-4を131.4g(0.525モル)とNMPを170.5g入れ、50℃で加熱しながら20時間撹拌し、25℃における粘度をE型粘度計(東機産業社製)で確認したところ、1376mPa・sであった。このポリアミック酸溶液346.7gにNMPを339.3g、AD-1を1.1重量%含むNMP溶液を52.0gおよびBCS262.0g加え、ポリマー濃度が5.8重量%のポリアミック酸溶液(B1)を得た。
[ポリアミック酸B2の製造]
 撹拌装置付きおよび窒素導入管付きの2000mlフラスコにDA-1を27.8g(0.140モル)、DA-4を111.6g(0.560モル)入れ、NMP1194gを加え、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を水冷下で撹拌しながらCA-2を30.2g(0.154モル)加え、さらにNMPを341g加え、窒素雰囲気下で1時間撹拌した。その後、CA-4を131.4g(0.525モル)とNMPを170.5g入れ、50℃で加熱しながら20時間撹拌し、25℃における粘度をE型粘度計(東機産業社製)で確認したところ、1376mPa・sであった。このポリアミック酸溶液346.7gにNMPを339.3g、AD-2を1.1重量%含むNMP溶液を52.0gおよびBCS262.0g加え、ポリマー濃度が5.8重量%のポリアミック酸溶液(B2)を得た。
[ポリアミック酸B3の製造]
 撹拌装置付きおよび窒素導入管付きの2000mlフラスコにDA-1を27.8g(0.140モル)、DA-4を111.6g(0.560モル)入れ、NMP1194gを加え、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を水冷下で撹拌しながらCA-2を30.2g(0.154モル)加え、さらにNMPを341g加え、窒素雰囲気下で1時間撹拌した。その後、CA-4を131.4g(0.525モル)とNMPを170.5g入れ、50℃で加熱しながら20時間撹拌し、25℃における粘度をE型粘度計(東機産業社製)で確認したところ、1376mPa・sであった。このポリアミック酸溶液346.7gにNMPを339.3g、AD-3を1.1重量%含むNMP溶液を52.0gおよびBCS262.0g加え、ポリマー濃度が5.8重量%のポリアミック酸溶液(B3)を得た。
[ポリアミック酸B4の製造]
 撹拌装置付きおよび窒素導入管付きの2000mlフラスコにDA-7を25.0g(0.164モル)、DA-4を130.7g(0.656モル)入れ、NMP1331gを加え、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を水冷下で撹拌しながらCA-2を77.2g(0.394モル)加え、さらにNMPを380g加え、窒素雰囲気下で1時間撹拌した。その後、CA-4を102.6g(0.410モル)とNMPを190.0g入れ、50℃で加熱しながら20時間撹拌し、25℃における粘度をE型粘度計(東機産業社製)で確認したところ、1336mPa・sであった。このポリアミック酸溶液360.0gにNMPを324.0g、AD-2を1.1重量%含むNMP溶液を54.0gおよびBCS262.0g加え、ポリマー濃度が5.8重量%のポリアミック酸溶液(B4)を得た。
[ポリアミック酸B5の製造]
 撹拌装置付きおよび窒素導入管付きの2000mlフラスコにDA-7を25.0g(0.164モル)、DA-4を130.7g(0.656モル)入れ、NMP1331gを加え、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を水冷下で撹拌しながらCA-2を77.2g(0.394モル)加え、さらにNMPを380g加え、窒素雰囲気下で1時間撹拌した。その後、CA-4を102.6g(0.410モル)とNMPを190.0g入れ、50℃で加熱しながら20時間撹拌し、25℃における粘度をE型粘度計(東機産業社製)で確認したところ、1336mPa・sであった。このポリアミック酸溶液360.0gにNMPを324.0g、AD-4を1.1重量%含むNMP溶液を54.0gおよびBCS262.0g加え、ポリマー濃度が5.8重量%のポリアミック酸溶液(B5)を得た。
[ポリアミック酸B6の製造]
 撹拌装置付きおよび窒素導入管付きの2000mlフラスコにDA-8を17.7g(0.164モル)、DA-4を130.7g(0.656モル)入れ、NMP1289gを加え、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を水冷下で撹拌しながらCA-2を77.2g(0.377モル)加え、さらにNMPを368g加え、窒素雰囲気下で1時間撹拌した。その後、CA-4を102.6g(0.410モル)とNMPを184.2g入れ、50℃で加熱しながら20時間撹拌し、25℃における粘度をE型粘度計(東機産業社製)で確認したところ、1312mPa・sであった。このポリアミック酸溶液360.0gにNMPを324.0g、AD-2を1.1重量%含むNMP溶液を54.0gおよびBCS262.0g加え、ポリマー濃度が5.8重量%のポリアミック酸溶液(B6)を得た。
[ポリアミック酸B7の製造]
 撹拌装置付きおよび窒素導入管付きの2000mlフラスコにDA-1を21.8g(0.110モル)、DA-4を87.7g(0.440モル)入れ、NMP1288gを加え、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を水冷下で撹拌しながらCA-2を77.7g(0.396モル)加え、さらにNMPを396g加え、窒素雰囲気下で1時間撹拌した。その後、CA-3を33.0g(0.110モル)とNMPを495g入れ、6時間撹拌し、25℃における粘度をE型粘度計(東機産業社製)で確認したところ、131mPa・sであった。このポリアミック酸溶液612.2gにNMPを127.8g、AD-2を1.0重量%含むNMP溶液を60.0gおよびBCS200.0g加え、ポリマー濃度が6.0重量%のポリアミック酸溶液(B7)を得た。
[ポリアミック酸A1の製造]
 撹拌装置付きおよび窒素導入管付きの2000mlフラスコにDA-5を156.1g(0.545モル)入れ、NMP1593gを加え、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を水冷下で撹拌しながらCA-1を116.7g(0.535モル)加え、さらにNMPを398g加え、窒素雰囲気下、50℃で加熱しながら20時間撹拌し、25℃における粘度をE型粘度計(東機産業社製)で確認したところ、510mPa・sであった。このポリアミック酸溶液535.7gにNMPを264.3g、およびBCS200.0g加え、ポリマー濃度が6.0重量%のポリアミック酸溶液(A1)を得た。
[ポリアミック酸A2の製造]
 撹拌装置付きおよび窒素導入管付きの2000mlフラスコにDA-5を110.0g(0.384モル)、DA-6を38.3g(0.096モル)入れ、NMP1459gを加え、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を水冷下で撹拌しながらCA-1を100.5g(0.461モル)加え、さらにNMPを365g加え、窒素雰囲気下、50℃で加熱しながら20時間撹拌し、25℃における粘度をE型粘度計(東機産業社製)で確認したところ、502mPa・sであった。このポリアミック酸溶液555.6gにNMPを244.4g、およびBCS200.0g加え、ポリマーの濃度が6.0重量%のポリアミック酸溶液(A2)を得た。
[ポリアミック酸A3の製造]
 撹拌装置付きおよび窒素導入管付きの2000mlフラスコにDA-5を82.5g(0.288モル)、DA-6を76.5g(0.192モル)入れ、NMP1529gを加え、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を水冷下で撹拌しながらCA-1を101.5g(0.465モル)加え、さらにNMPを382g加え、窒素雰囲気下、50℃で加熱しながら20時間撹拌し、25℃における粘度をE型粘度計(東機産業社製)で確認したところ、529mPa・sであった。このポリアミック酸溶液582.5gにNMPを217.5g、およびBCS200.0g加え、ポリマーの濃度が6.0重量%のポリアミック酸溶液(A3)を得た。
[ポリアミック酸A4の製造]
 撹拌装置付きおよび窒素導入管付きの2000mlフラスコにDA-5を85.9g(0.300モル)、DA-6を79.7g(0.200モル)入れ、NMP1171gを加え、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を水冷下で撹拌しながらCA-2を46.1g(0.235モル)加え、さらにNMPを390g加え、窒素雰囲気下で2時間撹拌した。その後、CA-1を54.5g(0.250モル)とNMP390.5gを加え、50℃で加熱しながら20時間撹拌し、25℃における粘度をE型粘度計(東機産業社製)で確認したところ、518mPa・sであった。このポリアミック酸溶液571.4gにNMPを228.6g、およびBCS200.0g加え、ポリマーの濃度が6.0重量%のポリアミック酸溶液(A4)を得た。
[ポリアミック酸A5の製造]
 撹拌装置付きおよび窒素導入管付きの2000mlフラスコにDA-3を77.5g(0.300モル)、DA-6を79.7g(0.200モル)入れ、NMP1536gを加え、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を水冷下で撹拌しながらCA-1を104.7g(0.480モル)加え、さらにNMPを384g加え、50℃で加熱しながら20時間撹拌し、25℃における粘度をE型粘度計(東機産業社製)で確認したところ、508mPa・sであった。このポリアミック酸溶液582.5gにNMPを217.5g、およびBCS200.0g加え、ポリマーの濃度が6.0重量%のポリアミック酸溶液(A5)を得た。
[ポリアミック酸A6の製造]
 撹拌装置付きおよび窒素導入管付きの2000mlフラスコにDA-2を73.3g(0.300モル)、DA-6を79.7g(0.200モル)入れ、NMP1505gを加え、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を水冷下で撹拌しながらCA-1を103.6g(0.475モル)加え、さらにNMPを376g加え、50℃で加熱しながら20時間撹拌し、25℃における粘度をE型粘度計(東機産業社製)で確認したところ、501mPa・sであった。このポリアミック酸溶液582.5gにNMPを217.5g、およびBCS200.0g加え、ポリマーの濃度が6.0重量%のポリアミック酸溶液(A6)を得た。
[ポリアミック酸A7の製造]
 撹拌装置付きおよび窒素導入管付きの2000mlフラスコにDA-3を129.2g(0.500モル)入れ、NMP1594gを加え、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を水冷下で撹拌しながらCA-2を92.2g(0.470モル)加え、さらにNMPを398g加え、50℃で加熱しながら20時間撹拌し、25℃における粘度をE型粘度計(東機産業社製)で確認したところ、135mPa・sであった。このポリアミック酸溶液606.1gにNMPを193.9g、およびBCS200.0g加え、ポリマーの濃度が6.0重量%のポリアミック酸溶液(A7)を得た。
[実施例1]
 ポリアミック酸溶液A1を19.3g、B2を80.7g混合して、室温で2時間撹拌することで、ポリマー固形分の重量比が、A1:B2=2:8となるポリマー溶液(D1)を100g得た。
[実施例2]
 ポリアミック酸溶液A1を29.3g、B2を70.7g混合して、室温で2時間撹拌することで、ポリマー固形分の重量比が、A1:B2=3:7となるポリマー溶液(D2)を100g得た。
[実施例3]
 ポリアミック酸溶液A1を19.3g、B3を80.7g混合して、室温で2時間撹拌することで、ポリマー固形分の重量比が、A1:B3=2:8となるポリマー溶液(D3)を100g得た。
[実施例4]
 ポリアミック酸溶液A2を19.3g、B2を80.7g混合して、室温で2時間撹拌することで、ポリマー固形分の重量比が、A2:B2=2:8となるポリマー溶液(D4)を100g得た。
[実施例5]
 ポリアミック酸溶液A3を19.3g、B2を80.7g混合して、室温で2時間撹拌することで、ポリマー固形分の重量比が、A3:B2=2:8となるポリマー溶液(D5)を100g得た。
[実施例6]
 ポリアミック酸溶液A4を19.3g、B2を80.7g混合して、室温で2時間撹拌することで、ポリマー固形分の重量比が、A4:B2=2:8となるポリマー溶液(D6)を100g得た。
[実施例7]
 ポリアミック酸溶液A5を19.3g、B2を80.7g混合して、室温で2時間撹拌することで、ポリマー固形分の重量比が、A5:B2=2:8となるポリマー溶液(D7)を100g得た。
[実施例8]
 ポリアミック酸溶液A6を19.3g、B2を80.7g混合して、室温で2時間撹拌することで、ポリマー固形分の重量比が、A6:B2=2:8となるポリマー溶液(D8)を100g得た。
[実施例9]
 ポリアミック酸溶液A2を19.3g、B4を80.7g混合して、室温で2時間撹拌することで、ポリマー固形分の重量比が、A2:B4=2:8となるポリマー溶液(D9)を100g得た。
[実施例10]
 ポリアミック酸溶液A2を19.3g、B6を80.7g混合して、室温で2時間撹拌することで、ポリマー固形分の重量比が、A2:B6=2:8となるポリマー溶液(D10)を100g得た。
[実施例11]
 ポリアミック酸溶液A2を19.3g、B5を80.7g混合して、室温で2時間撹拌することで、ポリマー固形分の重量比が、A2:B5=2:8となるポリマー溶液(D11)を100g得た。
[比較例1]
 ポリアミック酸溶液A1を19.3g、B1を80.7g混合して、室温で2時間撹拌することで、ポリマー固形分の重量比が、A1:B1=2:8となるポリマー溶液(E1)を100g得た。
[比較例2]
 ポリアミック酸溶液A1を19.3g、B7を80.7g混合して、室温で2時間撹拌することで、ポリマー固形分の重量比が、A1:B7=2:8となるポリマー溶液(E2)を100g得た。
[比較例3]
 ポリアミック酸溶液A7を19.3g、B2を80.7g混合して、室温で2時間撹拌することで、ポリマー固形分の重量比が、A7:B2=2:8となるポリマー溶液(E3)を100g得た。 
 上記で得られた液晶配向剤を用いて、液晶配向の安定性評価、蓄積電荷の緩和特性の評価および洗浄ムラ評価を行った。結果を下記表1に示す。 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000029
 以上のように、実施例1~実施例11の液晶配向膜は、液晶配向の安定性評価、蓄積電荷の緩和、洗浄ムラの評価のいずれにおいても良好な結果を示した。一方、比較例1~比較例3の配向膜では、全ての評価で良好な結果を両立することはできなかった。

Claims (11)

  1.  下記(A)成分及び下記(B)成分を含有する液晶配向剤。
    (A)成分:芳香族構造を含有するテトラカルボン酸二無水物を含有するテトラカルボン酸二無水物成分と、下記式(1)~下記式(3)のいずれかを構造中に有するジアミン及びパラフェニレンジアミンから選ばれる少なくとも1種のジアミンを含有するジアミン成分とを反応させて得られるポリアミック酸
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (式(1)中、mは2~18の整数であり、mが3~18の整数である場合は、炭素―炭素結合間に-O-が存在していても良い。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    (式(2)中、ベンゼン環上の任意の水素原子の1個又は複数個は、一級アミノ基以外の1価の有機基で置換されていてもよく、mは1~8の整数である。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    (式(3)中、ベンゼン環上の任意の水素原子の1個又は複数個は、一級アミノ基以外の1価の有機基で置換されていてもよく、mは1~4の整数である。)
    (B)成分:エポキシ基、ビニル基、スチリル基、メタクリル基、アクリル基、ウレイド基、メルカプトキ基、イソシアネート基からなる群から選ばれる基を末端に有するアルコキシシラン化合物
  2.  上記(A)成分に用いられるジアミン成分が、更に、下記式(4)の構造を含有するジアミンを含有する、請求項1に記載の液晶配向剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    (式(4)中、Xは酸素原子又は硫黄原子であり、A~Aはそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1~3の炭化水素基であり、炭素数の合計は1~9である。また、*は、他の原子との結合を表す。)
  3.  さらに、下記(C)成分を含有する、請求項1又は請求項2に記載の液晶配向剤。
    (C)成分:テトラカルボン酸二無水物成分と、下記式(13)又は下記式(14)で示される構造を含有するジアミンのうち少なくとも1つを含有するジアミン成分との反応物であるポリアミック酸。  
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
  4.  上記(C)成分におけるテトラカルボン酸二無水物成分が、下記式(16)で示されるテトラカルボン酸の二無水物を含有するものである、請求項3に記載の液晶配向剤。  
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
  5.  上記(C)成分におけるテトラカルボン酸二無水物成分が、さらに、下記式(17)~下記式(19)で示されるテトラカルボン酸から選ばれる少なくとも1種の化合物の二無水物を含有する、請求項3に記載の液晶配向剤。  
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
    (式(18)中、R、R、R、Rは、それぞれ独立に水素原子又は炭素数1から3のアルキル基を表す。)
  6.  上記(A)成分において、芳香族構造を有するテトラカルボン酸二無水物が、全テトラカルボン酸二無水物成分に対し20モル%~100モル%である、請求項1に記載の液晶配向剤。
  7.  上記(A)成分において、芳香族構造を有するテトラカルボン酸二無水物が、ピロメリット酸二無水物及び3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物から選ばれる少なくとも1種である、請求項1に記載の液晶配向剤。
  8.  上記(B)成分において、Si上の置換基が、トリアルコキシ基であるアルコキシシラン化合物を含有する、請求項1に記載の液晶配向剤。
  9.  上記トリアルコキシ基が、トリエトキシ基であるアルコキシシラン化合物を含有する、請求項8に記載の液晶配向剤。
  10.  請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の液晶配向剤から得られる液晶配向膜。
  11.  請求項10に記載の液晶配向膜を具備する液晶表示素子。
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