WO2021246431A1 - Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element - Google Patents

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Abstract

Provided is a liquid crystal alignment agent that can be suitably used for a liquid crystal alignment film having high film strength and for a liquid crystal display element in which AC afterimages are suppressed, and that does not precipitate solid content when being stored at a low temperature. Further provided are a liquid crystal alignment film obtained from said liquid crystal alignment agent, and a liquid crystal display element having said liquid crystal alignment film. The liquid crystal alignment agent contains a component (A) and a component (B). Component (A): A polymer (A) having the ability to align liquid crystals. Component (B): A hydroxyalkylamide compound (B) represented by formula (1). (R represents a C1-6 alkyl group, R1 and R2 each independently represent a hydrogen atom or a C1-6 monovalent organic group, and A represents a C1-30 divalent organic group.)

Description

液晶配向剤、液晶配向膜、及び液晶表示素子Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element
 本発明は、液晶配向剤、液晶配向膜、及び液晶表示素子に関する。 The present invention relates to a liquid crystal alignment agent, a liquid crystal alignment film, and a liquid crystal display element.
 従来から液晶表示装置は、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、携帯電話、テレビジョン受像機等の表示部として幅広く用いられている。液晶表示装置は、例えば、素子基板とカラーフィルタ基板との間に挟持された液晶層、液晶層に電界を印加する画素電極及び共通電極、液晶層の液晶分子の配向性を制御する配向膜、画素電極に供給される電気信号をスイッチングする薄膜トランジスタ(TFT)等を備えている。液晶分子の駆動方式としては、TN(Twisted Nematic)方式、VA(Vertical Alignment)方式等の縦電界方式や、IPS(In-Plane Switching)方式、FFS(Fringe Field Switching)方式等の横電界方式が知られている。 Conventionally, liquid crystal displays have been widely used as display units for personal computers, smartphones, mobile phones, television receivers, and the like. The liquid crystal display device includes, for example, a liquid crystal layer sandwiched between an element substrate and a color filter substrate, a pixel electrode and a common electrode that apply an electric field to the liquid crystal layer, and an alignment film that controls the orientation of liquid crystal molecules in the liquid crystal layer. It is equipped with a thin film transistor (TFT) or the like for switching an electric signal supplied to a pixel electrode. As the driving method of the liquid crystal molecule, a vertical electric field method such as a TN (Twisted Nematic) method and a VA (Vertical Alignment) method, and a horizontal electric field method such as an IPS (In-Plane Switching) method and an FFS (Fringe Field Switching) method are used. Are known.
 現在、工業的に最も普及している液晶配向膜は、電極基板上に形成された、ポリアミック酸及び/又はこれをイミド化したポリイミドに代表される重合体からなる膜の表面を、綿、ナイロン、ポリエステル等の布で一方向に擦る、いわゆるラビング処理を行うことで作製されている。ラビング処理は、簡便で生産性に優れた工業的に有用な方法である。しかし、液晶表示素子の高性能化、高精細化、大型化に伴い、ラビング処理で発生する配向膜の表面の傷、発塵、機械的な力や静電気による影響、更には、配向処理面内の不均一性等の種々の問題が明らかとなっている。ラビング処理に代わる配向処理方法としては、偏光された放射線を照射することにより、液晶配向能を付与する光配向法が知られている。光配向法は、光異性化反応を利用したもの、光架橋反応を利用したもの、光分解反応を利用したもの等が提案されている(例えば、非特許文献1、特許文献1参照)。 Currently, the most widely used liquid crystal alignment film in industry is a film made of a polymer typified by a polyamic acid and / or an imidized polyimide formed on an electrode substrate, and the surface of the film is made of cotton or nylon. , It is manufactured by performing a so-called rubbing process of rubbing in one direction with a cloth such as polyester. The rubbing process is a simple and highly productive industrially useful method. However, with the increase in performance, definition, and size of liquid crystal display elements, scratches on the surface of the alignment film generated by the rubbing process, dust generation, the effects of mechanical force and static electricity, and the in-plane alignment process Various problems such as non-uniformity of the above have been clarified. As an orientation treatment method instead of the rubbing treatment, a photo-alignment method for imparting a liquid crystal alignment ability by irradiating with polarized radiation is known. As the photoalignment method, a method using a photoisomerization reaction, a method using a photocrosslinking reaction, a method using a photodecomposition reaction, and the like have been proposed (see, for example, Non-Patent Document 1 and Patent Document 1).
 近年では、大画面で高精細な液晶テレビが主体となり、またスマートフォン、タブレットPCやカーナビゲーションといった小型の表示端末の普及が進み、液晶表示素子に対する高品質化の要求は従来よりも増してさらに高まっている。スマートフォンなどのモバイル用途及びカーナビゲーションなどの車載用途の液晶表示素子の信頼性試験として、パネルの振動試験を実施することがある。この振動試験では、輝点などの不良が発生しないことが求められる。振動試験後に不良が発生しない液晶表示素子を得るために、例えば液晶配向膜の機械強度を高める方法が考えられる。液晶配向膜の機械強度、特に膜強度を改善する方法として、液晶配向剤に架橋剤を添加する方法が挙げられる。
 また、IPS方式やFFS駆動方式においては、液晶配向の安定性も重要となる。配向の安定性が小さいと、液晶を長時間駆動させた際に液晶が初期の状態に戻らなくなり、コントラストの低下や焼き付き(以下、AC残像と称する。)の原因となる。
 これらの課題を解決する手段として、特定のポリイミド成分と特定のヒドロキシアルキルアミド化合物を含有する液晶配向剤が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
In recent years, large-screen, high-definition LCD TVs have become the mainstream, and small display terminals such as smartphones, tablet PCs, and car navigation systems have become widespread, and the demand for higher quality LCD display elements has increased even more than before. ing. As a reliability test of liquid crystal display elements for mobile applications such as smartphones and in-vehicle applications such as car navigation systems, a panel vibration test may be conducted. In this vibration test, it is required that defects such as bright spots do not occur. In order to obtain a liquid crystal display element that does not cause defects after the vibration test, for example, a method of increasing the mechanical strength of the liquid crystal alignment film can be considered. As a method for improving the mechanical strength of the liquid crystal alignment film, particularly the film strength, a method of adding a cross-linking agent to the liquid crystal alignment agent can be mentioned.
Further, in the IPS system and the FFS drive system, the stability of the liquid crystal orientation is also important. If the orientation stability is small, the liquid crystal does not return to the initial state when the liquid crystal is driven for a long time, which causes a decrease in contrast and burn-in (hereinafter referred to as AC afterimage).
As a means for solving these problems, a liquid crystal alignment agent containing a specific polyimide component and a specific hydroxyalkylamide compound has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
特開平9-297313号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-297313 WO2018/092811号公報WO2018 / 092811 Publication
 液晶配向剤は、製造してから出荷するまでの間、通常、重合体の劣化を防ぐために極低温環境下で(例えば、-20℃で)保管される。
 一方、本発明者らの検討において、特許文献2に記載のヒドロキシアルキルアミド化合物を液晶配向剤に添加した場合、得られる液晶配向膜の膜強度が改善し、AC残像が抑制された液晶表示素子が得られるものの、低温保管時に液晶配向剤に含まれる固形分が析出してしまうことが分かった。
 一度析出した固形分は再溶解されにくく、液晶表示素子の製造プロセスにおいて印刷不良などの不具合を引き起こす恐れがある。このような固形分の析出が発生する原因は定かでないが、液晶配向剤に用いるヒドロキシアルキルアミド化合物の極性が高いことが一因であると推測される。それ故に、冷凍保管時においても、固形分の析出が発生しない液晶配向剤が求められている。
The liquid crystal alignment agent is usually stored in a very low temperature environment (for example, at −20 ° C.) from the time of manufacture to the time of shipment in order to prevent deterioration of the polymer.
On the other hand, in the study by the present inventors, when the hydroxyalkylamide compound described in Patent Document 2 is added to the liquid crystal alignment agent, the film strength of the obtained liquid crystal alignment film is improved and the AC afterimage is suppressed. However, it was found that the solid content contained in the liquid crystal alignment agent was precipitated during storage at a low temperature.
Once deposited, the solid content is difficult to redissolve, which may cause problems such as printing defects in the manufacturing process of the liquid crystal display element. The cause of such solid content precipitation is not clear, but it is presumed that the high polarity of the hydroxyalkylamide compound used in the liquid crystal alignment agent is one of the causes. Therefore, there is a demand for a liquid crystal alignment agent that does not cause precipitation of solid content even during frozen storage.
 以上のようなことから、本発明は、膜強度が高い液晶配向膜及びAC残像が抑制された液晶表示素子に好適に用いられ得る液晶配向剤であって、低温保管時に固形分が析出しない液晶配向剤を提供することを目的とする。さらに、該液晶配向剤から得られる液晶配向膜、該液晶配向膜を有する液晶表示素子を提供することを目的とする。 Based on the above, the present invention is a liquid crystal alignment agent that can be suitably used for a liquid crystal alignment film having high film strength and a liquid crystal display element in which AC afterimage is suppressed, and a liquid crystal in which solid content does not precipitate during low temperature storage. It is intended to provide an orienting agent. Further, it is an object of the present invention to provide a liquid crystal alignment film obtained from the liquid crystal alignment agent and a liquid crystal display element having the liquid crystal alignment film.
 本発明者は、上記課題を達成するために鋭意研究を行った結果、特定のヒドロキシアルキルアミド化合物を含有する液晶配向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、本発明を完成させた。 As a result of diligent research to achieve the above-mentioned problems, the present inventor has found that a liquid crystal aligning agent containing a specific hydroxyalkylamide compound is extremely effective for achieving the above-mentioned object, and the present invention. Was completed.
 本発明は、以下の態様を包含するものである。
[1]下記の(A)成分と(B)成分とを含有する液晶配向剤。
(A)成分:液晶を配向させる能力を有する重合体(A)
(B)成分:下記式(1)で表されるヒドロキシアルキルアミド化合物(B)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 
(Rは炭素数1~6のアルキル基、R、Rは、それぞれ独立に水素原子又は炭素数1~6の1価の有機基、Aは炭素数1~30の2価の有機基を表す。)
The present invention includes the following aspects.
[1] A liquid crystal alignment agent containing the following component (A) and component (B).
(A) Component: Polymer (A) having the ability to orient the liquid crystal display
Component (B): Hydroxyalkylamide compound (B) represented by the following formula (1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014

(R is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R 1 and R 2 are independently hydrogen atoms or monovalent organic groups having 1 to 6 carbon atoms, and A is a divalent organic group having 1 to 30 carbon atoms. Represents.)
 本発明のもう一つの態様は、以下の態様を包含するものである。
[1]下記の(A’)成分と(B’)成分とを含有する液晶配向剤。
(A’)成分:液晶を配向させる能力を有する重合体(A’)
(B’)成分:下記式(1’)で表されるヒドロキシアルキルアミド化合物(B’)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 
(R’は、基「*-C(R2’-C(R1’-OH」(*は結合手を表す。R1’、R2’は、それぞれ独立に水素原子又は炭素数1~6の1価の有機基を表す。)で表される1価の有機基を表し、複数のR’はそれぞれ同一でも異なってもよい。nは1~30の整数である。L1’は炭素数1~10の2価の有機基であり、複数のL1’はそれぞれ同一でも異なってもよい。)
Another aspect of the present invention includes the following aspects.
[1] A liquid crystal alignment agent containing the following components (A') and (B').
(A') component: Polymer (A') having the ability to orient the liquid crystal display.
Component (B'): Hydroxyalkylamide compound (B') represented by the following formula (1')
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015

(R 'is a group "* -C (R 2') 2 -C (R 1 ') 2 -OH " (* represents a bond .R 1', R 2 'each independently represent a hydrogen atom or It represents a monovalent organic group having 1 to 6 carbon atoms.), And a plurality of R's may be the same or different. N is an integer of 1 to 30. L 1 'is a divalent organic group having 1 to 10 carbon atoms, more L 1' may be the same or different.)
 本発明によれば、膜強度が高い液晶配向膜及びAC残像が抑制された液晶表示素子に好適に用いられ得る液晶配向剤であって、低温保管時に固形分が析出しない液晶配向剤、並びに該液晶配向剤から得られる液晶配向膜、及び該液晶配向膜を有する液晶表示素子を提供することができる。 According to the present invention, a liquid crystal alignment agent that can be suitably used for a liquid crystal alignment film having high film strength and a liquid crystal display element in which AC afterimage is suppressed, and a liquid crystal alignment agent in which solid content does not precipitate during low temperature storage, and the same. It is possible to provide a liquid crystal alignment film obtained from a liquid crystal alignment agent and a liquid crystal display element having the liquid crystal alignment film.
 以下、特定のヒドロキシアルキルアミド化合物を含有する液晶配向剤、該液晶配向剤を用いて形成される液晶配向膜、及び該液晶配向膜を有する液晶表示素子について詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の一実施態様としての一例であり、これらの内容に特定されるものではない。
 以下の説明において、「(メタ)アクリル」の記載は、アクリルとメタアクリルの両方を示す。また、「ハロゲン原子」として、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
Hereinafter, a liquid crystal alignment agent containing a specific hydroxyalkylamide compound, a liquid crystal alignment film formed by using the liquid crystal alignment agent, and a liquid crystal display element having the liquid crystal alignment film will be described in detail. The description of the constituent elements is an example as an embodiment of the present invention, and is not specified in these contents.
In the following description, the description of "(meth) acrylic" refers to both acrylic and methacrylic. Further, examples of the "halogen atom" include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom and the like.
(液晶配向剤)
 本発明の液晶配向剤は、液晶を配向させる能力を有する重合体(A)(本発明では、(A)成分ともいう)又は重合体(A’)(本発明では、(A’)成分ともいう)を含有する。重合体(A’)は、好ましい具体例を含め、重合体(A)と同様の化合物を挙げることができる。
 また、本発明の液晶配向剤の一つの態様は、上記重合体(A)及び上記式(1)で表されるヒドロキシアルキルアミド化合物(B)(本発明では、(B)成分ともいう)を含有する。
 また、本発明の液晶配向剤のもう一つの態様は、上記重合体(A’)及び上記式(1’)で表されるヒドロキシアルキルアミド化合物(B’)(本発明では、(B’)成分ともいう)を含有する。
(Liquid crystal alignment agent)
The liquid crystal aligning agent of the present invention is a polymer (A) (also referred to as a component (A) in the present invention) or a polymer (A') (also referred to as a component (A') in the present invention) having the ability to orient the liquid crystal. ). Examples of the polymer (A') include compounds similar to those of the polymer (A), including preferable specific examples.
In addition, one aspect of the liquid crystal alignment agent of the present invention is the polymer (A) and the hydroxyalkylamide compound (B) represented by the formula (1) (also referred to as the component (B) in the present invention). contains.
In addition, another aspect of the liquid crystal alignment agent of the present invention is the hydroxyalkylamide compound (B') represented by the above polymer (A') and the above formula (1') (in the present invention, (B'). Also called an ingredient).
<(A)成分、(A’)成分>
 本発明の液晶配向剤は、既知のものと同様に、液晶を配向させる能力を有する重合体を含有するが、かかる重合体は、液晶を配向させる能力を有するものであれば特に限定されない。
 かかる重合体としては、例えば、ポリイミド前駆体、ポリイミド前駆体のイミド化物であるポリイミド、アクリルポリマー、メタクリルポリマー、アクリルアミドポリマー、メタクリルアミドポリマー、ポリスチレン、ポリシロキサン、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン、ポリカーネート、ポリウレア、ポリフェノール(ノボラック樹脂)、マレイミドポリマー、イソシアヌル酸骨格やトリアジン骨格を有した化合物を導入した重合体等が挙げられる。
<(A) component, (A') component>
The liquid crystal alignment agent of the present invention contains a polymer having the ability to orient the liquid crystal as in the known one, but the polymer is not particularly limited as long as it has the ability to orient the liquid crystal.
Examples of such polymers include polyimide precursors, polyimides of polyimide precursors, polyimides, acrylic polymers, methacrylic polymers, acrylamide polymers, methacrylamide polymers, polystyrenes, polysiloxanes, polyamides, polyesters, polyurethanes, polycarbonates, and polyureas. , Polyphenol (novolak resin), maleimide polymer, polymer introduced with a compound having an isocyanuric acid skeleton or a triazine skeleton, and the like.
 これらの重合体を製造するための原料としては、それぞれ、下記のものが挙げられる。
 重合体が、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル等のポリイミド前駆体やポリイミドの場合は、テトラカルボン酸若しくはその誘導体から選択される少なくとも一種の化合物(好ましくは、テトラカルボン酸二無水物)とジアミンが挙げられる。
 重合体が(メタ)アクリルポリマーの場合は、(メタ)アクリル酸若しくはその誘導体、(メタ)アクリル酸エステル若しくはその誘導体が挙げられる。
 重合体が(メタ)アクリルアミドポリマーの場合は、(メタ)アクリルアミド若しくはその誘導体が挙げられる。
Examples of the raw materials for producing these polymers include the following.
When the polymer is a polyimide precursor such as polyamic acid or polyamic acid ester or polyimide, at least one compound (preferably tetracarboxylic acid dianhydride) selected from tetracarboxylic acid or a derivative thereof and diamine can be mentioned. Be done.
When the polymer is a (meth) acrylic polymer, (meth) acrylic acid or a derivative thereof, (meth) acrylic acid ester or a derivative thereof can be mentioned.
When the polymer is a (meth) acrylamide polymer, (meth) acrylamide or a derivative thereof can be mentioned.
 重合体がポリスチレンの場合は、スチレン若しくはその誘導体が挙げられる。
 重合体がポリシロキサンの場合は、メトキシ基若しくはエトキシ基を有するシラン化合物が挙げられる。
 重合体がポリアミドの場合は、ジカルボン酸及びその誘導体から選択される少なくとも一種のジカルボン酸成分とジアミン成分が挙げられる。
 重合体がポリエステルの場合はジカルボン酸及びその誘導体から選択される少なくとも一種のジカルボン酸成分とジオール成分が挙げられる。
When the polymer is polystyrene, styrene or a derivative thereof may be mentioned.
When the polymer is polysiloxane, a silane compound having a methoxy group or an ethoxy group can be mentioned.
When the polymer is a polyamide, examples thereof include at least one dicarboxylic acid component and a diamine component selected from a dicarboxylic acid and a derivative thereof.
When the polymer is polyester, at least one dicarboxylic acid component and a diol component selected from the dicarboxylic acid and its derivatives can be mentioned.
 重合体がポリウレタンの場合は、イソシアネート化合物とヒドロキシ基を有する化合物が挙げられる。
 重合体がポリカーネートの場合は、ビスフェノール誘導体とホスゲン若しくはホスゲン等価物(例えば、トリクロロホスゲン)若しくはジフェニルカーボネートが挙げられる。
 重合体がポリウレアの場合は、ビスイソシアネート誘導体とジアミン成分が挙げられる。
 重合体がマレイミドポリマーの場合は、マレイミド誘導体単独若しくはスチレンとの共重合が挙げられる。
 重合体がイソシアヌル酸骨格やトリアジン骨格を有した化合物を導入したポリマーの場合は、イソシアヌル酸骨格やトリアジン骨格を有した化合物が挙げられる
When the polymer is polyurethane, examples thereof include an isocyanate compound and a compound having a hydroxy group.
When the polymer is polycarbonate, bisphenol derivatives and phosgene or phosgene equivalents (eg, trichlorophosgene) or diphenyl carbonates can be mentioned.
When the polymer is polyurea, bisisocyanate derivatives and diamine components can be mentioned.
When the polymer is a maleimide polymer, the maleimide derivative alone or copolymerization with styrene may be mentioned.
In the case of a polymer into which a compound having an isocyanuric acid skeleton or a triazine skeleton is introduced, examples of the polymer have a compound having an isocyanuric acid skeleton or a triazine skeleton.
<<ポリイミド系重合体>>
 本発明の液晶配向剤に含有される重合体としては、なかでも、液晶配向剤としての実用性、塗布膜の機械的強度、及び液晶配向性の観点から、ポリイミド前駆体、及びポリイミド前駆体のイミド化物であるポリイミドからなる群から選ばれる1つ以上の重合体(以下、ポリイミド系重合体ともいう。)が好ましい。
 上記ポリイミド系重合体は、既知の方法で製造できる。例えば、ポリイミド前駆体であるポリアミック酸は、テトラカルボン酸二無水物若しくはその誘導体からなるテトラカルボン酸成分と、ジアミン成分と、を重合(重縮合)反応させることにより得られ、このポリイミド前駆体をイミド化することによりポリイミドが得られる。テトラカルボン酸二無水物の誘導体としては、テトラカルボン酸ジハライド、テトラカルボン酸ジアルキルエステル、又はテトラカルボン酸ジアルキルエステルジハライドが挙げられる。
<< Polyimide-based polymer >>
Among the polymers contained in the liquid crystal alignment agent of the present invention, the polyimide precursor and the polyimide precursor are selected from the viewpoints of practicality as a liquid crystal alignment agent, mechanical strength of the coating film, and liquid crystal orientation. One or more polymers (hereinafter, also referred to as polyimide-based polymers) selected from the group consisting of polyimides that are imidized products are preferable.
The polyimide-based polymer can be produced by a known method. For example, polyamic acid, which is a polyimide precursor, is obtained by polymerizing (polycondensing) a tetracarboxylic acid component composed of a tetracarboxylic acid dianhydride or a derivative thereof and a diamine component, and this polyimide precursor is used. Polyimide can be obtained by imidization. Derivatives of the tetracarboxylic dianhydride include a tetracarboxylic dianhydride, a tetracarboxylic dianyl ester, or a tetracarboxylic dianhydride.
<<<テトラカルボン酸成分>>>
 ポリイミド前駆体であるポリアミック酸は、例えば、芳香族、非環式脂肪族若しくは脂環式テトラカルボン酸二無水物を含むテトラカルボン酸成分から得られるものが挙げられる。ここで、芳香族テトラカルボン酸二無水物は、芳香環に結合する少なくとも1つのカルボキシ基を含めて4つのカルボキシ基が分子内脱水することにより得られる酸二無水物である。非環式脂肪族テトラカルボン酸二無水物は、鎖状炭化水素構造に結合する4つのカルボキシ基が分子内脱水することにより得られる酸二無水物である。但し、鎖状炭化水素構造のみで構成されている必要はなく、その一部に脂環式構造や芳香環構造を有していてもよい。
<<< Tetracarboxylic acid component >>>
Examples of the polyamic acid as a polyimide precursor include those obtained from a tetracarboxylic acid component containing an aromatic, acyclic aliphatic or alicyclic tetracarboxylic dianhydride. Here, the aromatic tetracarboxylic dianhydride is an acid dianhydride obtained by intramolecular dehydration of four carboxy groups including at least one carboxy group bonded to the aromatic ring. The acyclic aliphatic tetracarboxylic dianhydride is an acid dianhydride obtained by intramolecular dehydration of four carboxy groups bonded to a chain hydrocarbon structure. However, it does not have to be composed only of a chain hydrocarbon structure, and may have an alicyclic structure or an aromatic ring structure as a part thereof.
 また、脂環式テトラカルボン酸二無水物は、脂環式構造に結合する少なくとも1つのカルボキシ基を含めて4つのカルボキシ基が分子内脱水することにより得られる酸二無水物である。但し、これら4つのカルボキシ基はいずれも芳香環には結合していない。
 また、脂環式構造のみで構成されている必要はなく、その一部に鎖状炭化水素構造や芳香環構造を有していてもよい。
The alicyclic tetracarboxylic dianhydride is an acid dianhydride obtained by intramolecular dehydration of four carboxy groups including at least one carboxy group bonded to the alicyclic structure. However, none of these four carboxy groups are bonded to the aromatic ring.
Further, it does not have to be composed only of an alicyclic structure, and may have a chain hydrocarbon structure or an aromatic ring structure as a part thereof.
 本発明に係るポリアミック酸は、なかでも、下記式(2)で表されるテトラカルボン酸二無水物を含むテトラカルボン酸成分から得られるものが好ましい。 The polyamic acid according to the present invention is preferably one obtained from a tetracarboxylic acid component containing a tetracarboxylic dianhydride represented by the following formula (2).
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 
(Xは、下記式(x-1)~(x-13)から選ばれる構造を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016

(X represents a structure selected from the following equations (x-1) to (x-13).)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 
(R~Rはそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数2~6のアルケニル基、炭素数2~6のアルキニル基、フッ素原子を含有する炭素数1~6の1価の有機基、又はフェニル基を表す。R及びRは、それぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表す。j及びkは、0又は1の整数であり、A及びAは、それぞれ独立して、単結合、-O-、-CO-、-COO-、フェニレン基、スルホニル基、又はアミド基を表す。複数のAは、それぞれ同一でも異なってもよい。*1は一方の酸無水物基に結合する結合手であり、*2は他方の酸無水物基に結合する結合手である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017

(R 1 to R 4 each independently contain a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 6 carbon atoms, and a fluorine atom. It represents a monovalent organic group or a phenyl group having 1 to 6 carbon atoms. R 5 and R 6 independently represent a hydrogen atom or a methyl group. J and k are integers of 0 or 1. , a 1 and a 2 are each independently a single bond, -O -, - CO -, -. COO-, a phenylene group, a sulfonyl group or an more a 2 an amide group, are different from each identical * 1 is a bond that binds to one acid anhydride group, and * 2 is a bond that binds to the other acid anhydride group.)
 上記式(2)で表されるテトラカルボン酸二無水物又はその誘導体の好ましい具体例としては、Xが、上記式(x-1)~(x-8)、(x-10)~(x-13)から選ばれるものが挙げられる。 As a preferable specific example of the tetracarboxylic dianhydride represented by the above formula (2) or a derivative thereof, X is the above formulas (x-1) to (x-8) and (x-10) to (x). The one selected from -13) can be mentioned.
 上記式(x-1)は、なかでも、下記式(x1-1)~(x1-6)からなる群から選ばれるものが好ましい。 The above formula (x-1) is preferably selected from the group consisting of the following formulas (x1-1) to (x1-6).
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 
(*1は一方の酸無水物基に結合する結合手であり、*2は他方の酸無水物基に結合する結合手である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018

(* 1 is a bond that binds to one acid anhydride group, and * 2 is a bond that binds to the other acid anhydride group.)
 上記式(x-12)、(x-13)の好ましい具体例としては、下記式(x-14)~(x-29)が挙げられる。なお、式中の「*」は結合位置を表す。 Preferred specific examples of the above formulas (x-12) and (x-13) include the following formulas (x-14) to (x-29). In addition, "*" in the formula represents a coupling position.
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 
 上記式(2)で表されるテトラカルボン酸二無水物若しくはその誘導体の使用量は、ジアミン成分と反応させる全テトラカルボン酸成分1モルに対して、60~100モル%含むことが好ましく、80~100モル%がより好ましく、90~100モル%がさらに好ましい。 The amount of the tetracarboxylic dianhydride or its derivative represented by the above formula (2) is preferably 60 to 100 mol% based on 1 mol of the total tetracarboxylic acid component to be reacted with the diamine component, 80. It is more preferably ~ 100 mol%, still more preferably 90-100 mol%.
<<<ジアミン成分>>>
 ポリイミド前駆体の製造に用いられるジアミン成分は特に限定されないが、下記式(3)及び(3i)で表されるジアミンから選ばれる少なくとも1種以上のジアミンを含むジアミン成分が好ましい。
<<< Diamine component >>>
The diamine component used for producing the polyimide precursor is not particularly limited, but a diamine component containing at least one diamine selected from the diamines represented by the following formulas (3) and (3i) is preferable.
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
 
(Yは下記式(O)で表される2価の有機基を表す。Rは水素原子又は炭素数1~6のアルキル基を表す。Y3iは、下記式(O’)で表される2価の有機基を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021

(Y 3 represents a divalent organic group represented by the following formula (O). R represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Y 3i is represented by the following formula (O'). Represents a divalent organic group.)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
 
(Arは、2価のベンゼン環、ビフェニル構造、又はナフタレン環を表す。2つのArは同一でも異なってもよく、上記環の任意の水素原子は1価の置換基で置換されていてもよい。pは0又は1の整数である。Qは-(CH-(nは2~18の整数である。)、又は上記-(CH-の-CH-の少なくとも一部を-O-、-C(=O)-又は-O-C(=O)-のいずれかで置き換えた基を表す。*は結合手を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022

(Ar represents a divalent benzene ring, a biphenyl structure, or a naphthalene ring. The two Ars may be the same or different, and any hydrogen atom in the ring may be substituted with a monovalent substituent. .p is .Q 3 is an integer of 0 or 1 - (CH 2) n - ( . n is an integer of 2 to 18), or the - (CH 2) n - -CH 2 of - at least Represents a group in which a part is replaced with either -O-, -C (= O)-or -OC (= O)-. * Represents a bond.)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
 
(Ar’は、2価のベンゼン環、又はビフェニル構造を表す。2つのAr’は同一でも異なってもよく、上記環の任意の水素原子は1価の置換基で置換されていてもよい。p’は0又は1の整数である。Q3’は-(CH-(nは2~18の整数である。)、又は上記-(CH-の-CH-の少なくとも一部を-O-、-C(=O)-又は-O-C(=O)-のいずれかで置き換えた基を表す。*は結合手を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023

(Ar'represents a divalent benzene ring or a biphenyl structure. The two Ar's may be the same or different, and any hydrogen atom in the ring may be substituted with a monovalent substituent. p 'is an integer of 0 or 1 .Q 3' is - (CH 2) n - (. n is an integer of 2 to 18), or the - (CH 2) n - of - -CH 2 of Represents a group in which at least a part is replaced with either -O-, -C (= O)-or -OC (= O)-. * Represents a bond.)
 上記環の置換基としては、例えば、ハロゲン原子、炭素数1~10のアルキル基、炭素数2~10のアルケニル基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数1~10のフルオロアルキル基、炭素数2~10のフルオロアルケニル基、炭素数1~10のフルオロアルコキシ基、カルボキシ基、ヒドロキシ基、炭素数1~10のアルキルオキシカルボニル基、シアノ基、ニトロ基等が挙げられる。 Examples of the substituent of the ring include a halogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, and a fluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms. Examples thereof include a fluoroalkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, a fluoroalkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a carboxy group and a hydroxy group, an alkyloxycarbonyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cyano group and a nitro group.
 上記式(O)で表される2価の有機基は、液晶配向性を高める観点から、下記式(o-1)~(o-16)で表される2価の有機基が好ましい。 The divalent organic group represented by the above formula (O) is preferably a divalent organic group represented by the following formulas (o-1) to (o-16) from the viewpoint of enhancing the liquid crystal orientation.
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
(式中の「*」は結合位置を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
("*" In the formula indicates the bond position.)
 上記式(O’)で表される2価の有機基は、液晶配向性を高める観点から、上記式(o-7)~(o-16)で表される2価の有機基が好ましい。 The divalent organic group represented by the above formula (O') is preferably a divalent organic group represented by the above formulas (o-7) to (o-16) from the viewpoint of enhancing the liquid crystal orientation.
 上記式(3i)で表されるジアミンの好ましい具体例としては、下記式(3i-1)~(3i-5)で表される化合物が挙げられる。 Preferred specific examples of the diamine represented by the above formula (3i) include compounds represented by the following formulas (3i-1) to (3i-5).
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
 
 式(3)で表されるジアミン及び式(3i)で表されるジアミンの合計の割合は、ジアミン成分1モルに対して1~95モル%であることが好ましく、1~90モル%であることがより好ましく、5~90モル%であることがさらに好ましい。 The total ratio of the diamine represented by the formula (3) and the diamine represented by the formula (3i) is preferably 1 to 95 mol% with respect to 1 mol of the diamine component, and is preferably 1 to 90 mol%. More preferably, it is more preferably 5 to 90 mol%.
 本発明に用いられるポリイミド系重合体は、得られる液晶配向膜の電圧保持率を高める観点から、窒素含有複素環(但し、ポリイミドが有するイミド環を除く。)、第二級アミノ基及び第三級アミノ基よりなる群から選ばれる少なくとも一種の窒素含有構造(以下、窒素含有構造ともいう。)を有してもよい。窒素含有構造を有するポリイミド系重合体は、窒素含有構造を有する単量体、例えば、窒素含有構造を有するジアミンを原料の少なくとも一部に用いることにより得ることができる。 The polyimide-based polymer used in the present invention has a nitrogen-containing heterocycle (excluding the imide ring of the polyimide), a secondary amino group, and a third, from the viewpoint of increasing the voltage retention of the obtained liquid crystal alignment film. It may have at least one nitrogen-containing structure (hereinafter, also referred to as a nitrogen-containing structure) selected from the group consisting of a secondary amino group. The polyimide-based polymer having a nitrogen-containing structure can be obtained by using a monomer having a nitrogen-containing structure, for example, a diamine having a nitrogen-containing structure as at least a part of a raw material.
 上記窒素含有構造を有するジアミンが有していてもよい窒素含有複素環としては、例えば、ピロール、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾール、ピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、インドール、ベンゾイミダゾール、プリン、キノリン、イソキノリン、ナフチリジン、キノキサリン、フタラジン、トリアジン、カルバゾール、アクリジン、ピペリジン、ピペラジン、ピロリジン、ヘキサメチレンイミン等が挙げられる。なかでも、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、ピペリジン、ピペラジン、キノリン、カルバゾール又はアクリジンが好ましい。 Examples of the nitrogen-containing heterocycle that the diamine having a nitrogen-containing structure may have include pyrrole, imidazole, pyrazole, triazole, pyridine, pyrimidine, pyridazine, pyrazine, indole, benzimidazole, purine, quinoline, and isoquinoline. Examples thereof include naphthylidine, quinoxalin, phthalazine, triazine, carbazole, aclysine, piperidine, piperazine, pyrrolidine, hexamethyleneimine and the like. Of these, pyridine, pyrimidine, pyrazine, piperidine, piperazine, quinoline, carbazole or acridine are preferable.
 上記窒素含有構造を有するジアミンが有していてもよい第二級アミノ基及び第三級アミノ基は、例えば、下記式(n)で表される。 The secondary amino group and the tertiary amino group that the diamine having the nitrogen-containing structure may have are represented by, for example, the following formula (n).
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
 
 上記式(n)において、Rは、水素原子又は炭素数1~10の1価の炭化水素基を表す。「*」は、炭化水素基に結合する結合手を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028

In the above formula (n), R represents a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. "*" Represents a bond that binds to a hydrocarbon group.
 上記式(n)中のRの1価の炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基;シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;フェニル基、メチルフェニル基等のアリール基等が挙げられる。Rは、好ましくは水素原子又はメチル基である。 Examples of the monovalent hydrocarbon group of R in the above formula (n) include an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group and a propyl group; a cycloalkyl group such as a cyclohexyl group; and an aryl such as a phenyl group and a methylphenyl group. The group etc. can be mentioned. R is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
 窒素含有構造を有するジアミンの具体例としては、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、3,6-ジアミノカルバゾール、N-メチル-3,6-ジアミノカルバゾール、1,4-ビス-(4-アミノフェニル)-ピペラジン、3,6-ジアミノアクリジン、N-エチル-3,6-ジアミノカルバゾール、N-フェニル-3,6-ジアミノカルバゾール、下記式(Dp-1)~(Dp-9)で表される化合物、下記式(z-1)~(z-18)で表される化合物が挙げられる。 Specific examples of the diamine having a nitrogen-containing structure include 2,6-diaminopyridine, 3,4-diaminopyridine, 2,4-diaminopyrimidine, 3,6-diaminocarbazole, and N-methyl-3,6-diaminocarbazole. , 1,4-Bis- (4-aminophenyl) -pyrimidine, 3,6-diaminoacridine, N-ethyl-3,6-diaminocarbazole, N-phenyl-3,6-diaminocarbazole, the following formula (Dp- Examples thereof include compounds represented by 1) to (Dp-9) and compounds represented by the following formulas (z-1) to (z-18).
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
 
 窒素含有構造を有するジアミンの使用割合は、液晶表示素子の電圧保持率を高める観点から、合成に使用するジアミンの全体量に対して1モル%以上が好ましく、2モル%以上がより好ましい。また、該使用割合は、90モル%以下が好ましく、80モル%以下がより好ましい。 The ratio of diamine having a nitrogen-containing structure is preferably 1 mol% or more, more preferably 2 mol% or more, based on the total amount of diamine used for synthesis, from the viewpoint of increasing the voltage retention rate of the liquid crystal display element. The usage ratio is preferably 90 mol% or less, more preferably 80 mol% or less.
 本発明に用いられるポリイミド系重合体は、上記に記載のジアミン以外のその他のジアミンを含んでいてもよい。以下にその他のジアミンの例を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
 基「-N(D)-(Dはカルバメート系保護基を表す。)」を分子内に有する炭素数6~30のジアミン;4,4’-ジアミノアゾベンゼン及び下記式(d-1)~(d-3)で表されるジアミンなどの光配向性基を有するジアミン;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、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、4,4’-ジアミノベンゾフェノン、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、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、3,5-ジアミノ安息香酸及び下記式(3b-1)~(3b-4)で示されるジアミン化合物などのカルボキシ基を有するジアミン;4-(2-(メチルアミノ)エチル)アニリン、4-(2-アミノエチル)アニリン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノベンゾフェノン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-ジアミノベンズアニリド、4,4’-ジアミノアゾベンゼン、1-(4-アミノフェニル)-1,3,3-トリメチル-1H-インダン-5-アミン、1-(4-アミノフェニル)-2,3-ジヒドロ-1,3,3-トリメチル-1H-インデン-6-アミン;下記式(h-1)~(h-3)で表されるジアミン等のウレア結合を有するジアミン;下記式(h-4)~(h-6)で表されるアミド結合を有するジアミン;メタクリル酸2-(2,4-ジアミノフェノキシ)エチル及び2,4-ジアミノ-N,N-ジアリルアニリン等の光重合性基を末端に有するジアミン;コレスタニルオキシ-3,5-ジアミノベンゼン、コレステニルオキシ-3,5-ジアミノベンゼン、コレスタニルオキシ-2,4-ジアミノベンゼン、3,5-ジアミノ安息香酸コレスタニル、3,5-ジアミノ安息香酸コレステニル、3,5-ジアミノ安息香酸ラノスタニル及び3,6-ビス(4-アミノベンゾイルオキシ)コレスタン等のステロイド骨格を有するジアミン;下記式(V-1)~(V-6)で表されるジアミン;1,3-ビス(3-アミノプロピル)-テトラメチルジシロキサン等のシロキサン結合を有するジアミン;下記式(Ox-1)~(Ox-2)等のオキサゾリン構造を有するジアミン等のジアミン;国際公開第2018/117239号に記載の式(Y-1)~(Y-167)のいずれかで表される基に2つのアミノ基が結合したジアミン等が挙げられる。
The polyimide-based polymer used in the present invention may contain other diamines other than the diamines described above. Examples of other diamines are given below, but the present invention is not limited thereto.
A diamine having 6 to 30 carbon atoms having the group "-N (D)-(D represents a carbamate-based protecting group)" in the molecule; 4,4'-diaminoazobenzene and the following formula (d T -1) to Diamines having a photo-oriented group such as diamine represented by (d T -3); 3,3'-diaminodiphenylmethane, 3,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,3'- Diaminodiphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminobenzophenone, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (4-Aminophenyl) benzene, 1,3-bis (4-aminophenyl) benzene, 1,4-bis (4-aminobenzyl) benzene, 2,4-diaminophenol, 3,5-diaminophenol, 3, 5-Diaminobenzyl alcohol, 2,4-diaminobenzyl alcohol, 4,6-diaminoresorcinol; 2,4-diaminobenzoic acid, 2,5-diaminobenzoic acid, 3,5-diaminobenzoic acid and the following formula (3b-). 1) Diamines having a carboxy group such as the diamine compounds shown in (3b-4); 4- (2- (methylamino) ethyl) aniline, 4- (2-aminoethyl) aniline, 4,4'-diamino Diphenylmethane, 4,4'-diaminobenzophenone, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminobenzanilide, 4,4'-diaminoazobenzene, 1- (4-aminophenyl) -1,3,3- Trimethyl-1H-indane-5-amine, 1- (4-aminophenyl) -2,3-dihydro-1,3,3-trimethyl-1H-inden-6-amine; the following formulas (h-1) to ( Diamine having a urea bond such as a diamine represented by h-3); Diamine having an amide bond represented by the following formulas (h-4) to (h-6); 2- (2,4-diamino) methacrylate Phenoxy) Diamines having photopolymerizable groups such as ethyl and 2,4-diamino-N, N-diallylaniline at the ends; cholestanyloxy-3,5-diaminobenzene, cholestenyloxy-3,5-diaminobenzene, Cholestanyloxy-2,4-diaminobenzene, cholestanyl 3,5-diaminobenzoate, cholestenyl 3,5-diaminobenzoate, lanostannyl 3,5-diaminobenzoate and 3,6-bis (4-aminobenzoyloki) B) Diamine having a steroid skeleton such as cholesterol; diamine represented by the following formulas (V-1) to (V-6); siloxane bond such as 1,3-bis (3-aminopropyl) -tetramethyldisiloxane Diamines such as diamines having an oxazoline structure such as the following formulas (Ox-1) to (Ox-2); formulas (Y-1) to (Y-167) described in International Publication No. 2018/1172339. Examples thereof include diamines in which two amino groups are bonded to a group represented by any of the above.
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
 
(式(3b-1)中、Aは単結合、-CH-、-C-、-C(CH-、-CF-、-C(CF-、-O-、-CO-、-NH-、-N(CH)-、-CONH-、-NHCO-、-CHO-、-OCH-、-COO-、-OCO-、-CON(CH)-又は-N(CH)CO-を表し、m1及びm2はそれぞれ独立して、0~4の整数を表し、かつm1+m2は1~4の整数を表す。式(3b-2)中、m3及びm4はそれぞれ独立して、1~5の整数を表す。式(3b-3)中、Aは炭素数1~5の直鎖又は分岐アルキル基を表し、m5は1~5の整数を表す。式(3b-4)中、A及びAはそれぞれ独立して、単結合、-CH-、-C-、-C(CH-、-CF-、-C(CF-、-O-、-CO-、-NH-、-N(CH)-、-CONH-、-NHCO-、-CHO-、-OCH-、-COO-、-OCO-、-CON(CH)-又は-N(CH)CO-を表し、m6は1~4の整数を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033

(In the formula (3b-1), A 1 is a single bond, -CH 2 -, - C 2 H 4 -, - C (CH 3) 2 -, - CF 2 -, - C (CF 3) 2 -, -O-, -CO-, -NH-, -N (CH 3 )-, -CONH-, -NHCO-, -CH 2 O-, -OCH 2- , -COO-, -OCO-, -CON ( CH 3 )-or -N (CH 3 ) CO-, m1 and m2 independently represent an integer of 0 to 4, and m1 + m2 represent an integer of 1 to 4. Equation (3b-2). Medium, m3 and m4 each independently represent an integer of 1 to 5. In the formula (3b-3), A 2 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and m5 represents 1 to 5. . of an integer expression in (3b-4), a 3 and a 4 are each independently a single bond, -CH 2 -, - C 2 H 4 -, - C (CH 3) 2 -, - CF 2- , -C (CF 3 ) 2- , -O-, -CO-, -NH-, -N (CH 3 )-, -CONH-, -NHCO-, -CH 2 O-, -OCH 2- , -COO -, - OCO -, - CON (CH 3) - or -N (CH 3) CO- represents, m6 is an integer of 1-4).
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
 
(Xv1~Xv4、Xp1~Xp2は、それぞれ独立に、-(CH-(aは1~15の整数である。)、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH)-、-NH-、-O-、-CHO-、-CHOCO-、-COO-、又は-OCO-を表し、Xv5は-O-、-CHO-、-CHOCO-、-COO-、又は-OCO-を表す。Xは、単結合、-O-、-NH-、又は-O-(CH-O-(mは1~6の整数を表す。)を表し、Rv1~Rv4、R1a~R1bは、それぞれ独立に、炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のアルコキシ基又は炭素数2~20のアルコキシアルキル基を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035

(X v1 to X v4 and X p1 to X p2 are independently-(CH 2 ) a- (a is an integer of 1 to 15), -CONH-, -NHCO-, and -CON (CH). 3) -, - NH -, - O -, - CH 2 O -, - CH 2 OCO -, - COO-, or -OCO- represent, X v5 is -O -, - CH 2 O - , - CH 2 Represents OCO-, -COO-, or -OCO-. X a is a single bond, -O-, -NH-, or -O- (CH 2 ) m- O- (m is an integer of 1 to 6). R v1 to R v4 and R 1a to R 1b independently represent an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or an alkoxyalkyl group having 2 to 20 carbon atoms. Represents a group.)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
 
 上記基「-N(D)-(Dはカルバメート系保護基を表す。)」を分子内に有する炭素数6~30のジアミンとしては、下記式(5-1)~(5-10)で表される化合物が挙げられる。 A diamine having 6 to 30 carbon atoms having the above group "-N (D)-(D represents a carbamate-based protecting group)" in the molecule is represented by the following formulas (5-1) to (5-10). Examples include the represented compounds.
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
 
(Bocは、tert-ブトキシカルボニル基を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037

(Boc represents a tert-butoxycarbonyl group.)
<(B)成分>
 本発明の液晶配向剤の一つの態様は、下記式(1)で表されるヒドロキシアルキルアミド化合物(B)を含有することを特徴とする。
<Ingredient (B)>
One aspect of the liquid crystal alignment agent of the present invention is characterized by containing the hydroxyalkylamide compound (B) represented by the following formula (1).
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
 
(Rは炭素数1~6のアルキル基、R、Rは、それぞれ独立に水素原子又は炭素数1~6の1価の有機基、Aは炭素数1~30の2価の有機基を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038

(R is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R 1 and R 2 are independently hydrogen atoms or monovalent organic groups having 1 to 6 carbon atoms, and A is a divalent organic group having 1 to 30 carbon atoms. Represents.)
 上記式(1)におけるRの炭素数1~6のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基が挙げられる。 The alkyl group having 1 to 6 carbon atoms of R in the above formula (1) includes a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, an isobutyl group and a tert-butyl group. , N-pentyl group, n-hexyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group and the like.
 上記式(1)におけるR、Rの炭素数1~6の1価の有機基としては、炭素数1~6のアルキル基、炭素数2~6のアルケニル基、炭素数2~6のアルキニル基、又はこれらの基の炭素-炭素間にヘテロ原子を有する基を含むヘテロ原子含有基、上記アルキル基、アルケニル基、アルキニル基及びヘテロ原子含有基が有する一部又は全部の水素原子を置換基で置換した基が挙げられる。 The monovalent organic group having 1 to 6 carbon atoms of R 1 and R 2 in the above formula (1) includes an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, and 2 to 6 carbon atoms. Alkinyl group, or a hetero atom-containing group containing a group having a hetero atom between carbons of these groups, and a part or all of the hydrogen atoms of the above-mentioned alkyl group, alkenyl group, alkynyl group and hetero atom-containing group are substituted. Examples include groups substituted with groups.
 ヘテロ原子を有する基としては、例えば、酸素原子、窒素原子、ケイ素原子、リン原子及びイオウ原子からなる群より選ばれる少なくとも1種を有する基等が挙げられ、-O-、-NR-(Rは、水素原子又は炭素数1~6のアルキル基を表す。)、-CO-、-S-、-CO-及びこれらを組み合わせた基等が挙げられる。なかでも、-O-が好ましい。 Examples of the group having a hetero atom include a group having at least one selected from the group consisting of an oxygen atom, a nitrogen atom, a silicon atom, a phosphorus atom and a sulfur atom, and examples thereof include -O- and -NR- (R). Represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms), -CO-, -S-, -CO-, and a group combining these. Of these, —O— is preferable.
 上記置換基としては、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子;メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等のアルコキシ基;メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基;メトキシカルボニルオキシ基、エトキシカルボニルオキシ基等のアルコキシカルボニルオキシ基;シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基等が挙げられる。 Examples of the substituent include halogen atoms such as fluorine atom, chlorine atom, bromine atom and iodine atom; alkoxy group such as methoxy group, ethoxy group and propoxy group; alkoxycarbonyl group such as methoxycarbonyl group and ethoxycarbonyl group; methoxy. Alkoxycarbonyloxy groups such as carbonyloxy group and ethoxycarbonyloxy group; cyano group, nitro group, hydroxy group and the like can be mentioned.
 液晶配向性を高める観点から、上記式(1)におけるRは水素原子またはメチル基であることが好ましく、Rは水素原子であることが好ましい。 From the viewpoint of enhancing the liquid crystal orientation, R 1 in the above formula (1) is preferably a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 is preferably a hydrogen atom.
 上記式(1)におけるAの炭素数1~30の2価の有機基としては、例えば2価の炭化水素基、この炭化水素基の炭素-炭素間に上記ヘテロ原子を有する基を含む2価のヘテロ原子含有基、上記2価の炭化水素基及び2価のヘテロ原子含有基が有する一部又は全部の水素原子を上記R、Rで例示した置換基で置換した2価の有機基等が挙げられる。 The divalent organic group having 1 to 30 carbon atoms of A in the above formula (1) includes, for example, a divalent hydrocarbon group and a divalent group having the above heteroatom between carbon and carbon of the hydrocarbon group. heteroatom-containing group, the divalent divalent organic group in which some or all of the hydrogen atoms substituted with substituents exemplified above R 1, R 2 hydrocarbon groups and divalent heteroatom-containing groups having And so on.
 上記2価の炭化水素基としては、例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン等のアルカン;エチレン、プロペン、ブテン、ペンテン等のアルケン;エチン、プロピン、ブチン、ペンチン等のアルキン等の炭素数1~30の鎖状炭化水素、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、ノルボルナン、アダマンタン等のシクロアルカン、シクロプロペン、シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘキセン、ノルボルネン等のシクロアルケン等の炭素数3~30の脂環式炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、ナフタレン、メチルナフタレン、ジメチルナフタレン、アントラセン等のアレーン等の炭素数6~30の芳香族炭化水素等の炭化水素から、2個の水素原子を除いた2価の炭化水素基等が挙げられる。 Examples of the divalent hydrocarbon group include alkenes such as methane, ethane, propane, and butane; alkenes such as ethylene, propene, butene, and pentene; and alkynes such as ethine, propine, butine, and pentine having 1 to 1 carbon atoms. 30 chain hydrocarbons, cyclopropane, cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, norbornan, adamantan and other cycloalkanes, cyclopropene, cyclobutene, cyclopentene, cyclohexene, norbornene and other cycloalkenes, etc. Two hydrogen atoms are removed from hydrocarbons such as aromatic hydrocarbons having 6 to 30 carbon atoms such as hydrocarbons, benzene, toluene, xylene, mesitylene, naphthalene, methylnaphthalene, dimethylnaphthalene, anthracene and the like 2 Hydrocarbon groups of valence and the like can be mentioned.
 上記式(1)におけるAとしては、炭素数1~30の2価の炭化水素基が好ましく、より好ましくは炭素数1~30の2価の鎖状炭化水素、又は炭素数6~30の芳香族炭化水素から2個の水素原子を除いた2価の炭化水素基が好ましい。
 炭素数1~30の2価の鎖状炭化水素は、好ましくは炭素数2~30の2価の鎖状炭化水素、より好ましくは炭素数2~16の2価の鎖状炭化水素が好ましい。
As A in the above formula (1), a divalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms is preferable, and a divalent chain hydrocarbon having 1 to 30 carbon atoms or an aromatic having 6 to 30 carbon atoms is more preferable. A divalent hydrocarbon group obtained by removing two hydrogen atoms from a group hydrocarbon is preferable.
The divalent chain hydrocarbon having 1 to 30 carbon atoms is preferably a divalent chain hydrocarbon having 2 to 30 carbon atoms, and more preferably a divalent chain hydrocarbon having 2 to 16 carbon atoms.
 上記式(1)で表されるヒドロキシアルキルアミド化合物は、下記式(b-1)~(b-3)で表される化合物のいずれかであることが好ましい。 The hydroxyalkylamide compound represented by the above formula (1) is preferably any of the compounds represented by the following formulas (b-1) to (b-3).
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
 
 本発明の液晶配向剤における上記式(1)で表されるヒドロキシアルキルアミド化合物の好ましい含有量は、(A)成分100質量部に対して、0.1~50質量部が好ましく、0.1~30質量部がより好ましい。 The preferable content of the hydroxyalkylamide compound represented by the above formula (1) in the liquid crystal alignment agent of the present invention is preferably 0.1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A), 0.1. ~ 30 parts by mass is more preferable.
<(B’)成分>
 本発明の液晶配向剤のもう一つの態様は、下記式(1’)で表されるヒドロキシアルキルアミド化合物(B’)を含有することを特徴とする。
<(B') component>
Another aspect of the liquid crystal alignment agent of the present invention is characterized by containing a hydroxyalkylamide compound (B') represented by the following formula (1').
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
 
(R’は、基「*-C(R2’-C(R1’-OH」(*は結合手を表す。R1’、R2’は、それぞれ独立に水素原子又は炭素数1~6の1価の有機基を表す。)で表される1価の有機基を表し、複数のR’はそれぞれ同一でも異なってもよい。nは1~30の整数である。L1’は炭素数1~10の2価の有機基であり、複数のL1’はそれぞれ同一でも異なってもよい。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040

(R 'is a group "* -C (R 2') 2 -C (R 1 ') 2 -OH " (* represents a bond .R 1', R 2 'each independently represent a hydrogen atom or It represents a monovalent organic group having 1 to 6 carbon atoms.), And a plurality of R's may be the same or different. N is an integer of 1 to 30. L 1 'is a divalent organic group having 1 to 10 carbon atoms, more L 1' may be the same or different.)
 上記式(1’)におけるR1’及びR2’の炭素数1~6の1価の有機基としては、上記式(1)におけるR及びRで例示した構造を挙げることができ、好ましい具体例を含めてそれぞれR及びRと同様である。 The monovalent organic group having 1 to 6 carbon atoms and R 2 '' R 1 in the formula (1) ', can be mentioned structure illustrated in R 1 and R 2 in the formula (1), It is the same as R 1 and R 2 , respectively, including preferable specific examples.
 上記式(1’)におけるL1’の炭素数1~10の2価の有機基としては、例えば炭素数1~10の2価の炭化水素基、この炭化水素基の炭素-炭素間に上記ヘテロ原子を有する基を含む2価のヘテロ原子含有基、上記2価の炭化水素基及び2価のヘテロ原子含有基が有する一部又は全部の水素原子を上記式(1)におけるR、Rで例示した置換基で置換した2価の有機基等が挙げられる。2価の炭化水素基の具体例としては、上記式(1)におけるAで例示した炭化水素基が挙げられる。
 上記式(1’)におけるL1’としては、炭素数1~10の2価の炭化水素基が好ましく、より好ましくは炭素数1~10の2価の鎖状炭化水素、又は炭素数6~10の芳香族炭化水素から2個の水素原子を除いた2価の炭化水素基が好ましい。
 炭素数1~10の2価の鎖状炭化水素は、好ましくは炭素数2~10の2価の鎖状炭化水素、より好ましくは炭素数2~8の2価の鎖状炭化水素が好ましい。
Divalent organic groups, for example, a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms having 1 to 10 carbon atoms 'L 1 in the formula (1)', the carbon of the hydrocarbon group - above between carbon A divalent heteroatom-containing group including a group having a heteroatom, a part or all of the hydrogen atoms contained in the divalent hydrocarbon group and the divalent heteroatom-containing group are R 1 , R in the above formula (1). Examples thereof include a divalent organic group substituted with the substituent exemplified in 2. Specific examples of the divalent hydrocarbon group include the hydrocarbon group exemplified by A in the above formula (1).
The 'L 1 in the formula (1)' is preferably a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably a divalent chain hydrocarbon of 1 to 10 carbon atoms, or C 6 -C A divalent hydrocarbon group obtained by removing 2 hydrogen atoms from 10 aromatic hydrocarbons is preferable.
The divalent chain hydrocarbon having 1 to 10 carbon atoms is preferably a divalent chain hydrocarbon having 2 to 10 carbon atoms, and more preferably a divalent chain hydrocarbon having 2 to 8 carbon atoms.
 上記式(1’)におけるnは、1~20の整数がより好ましく、2~20の整数が更に好ましい。 For n in the above formula (1'), an integer of 1 to 20 is more preferable, and an integer of 2 to 20 is further preferable.
 上記式(1’)で表されるヒドロキシアルキルアミド化合物は、下記式(b’-1)~(b’-5)で表される化合物のいずれかであることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
The hydroxyalkylamide compound represented by the above formula (1') is preferably any of the compounds represented by the following formulas (b'-1) to (b'-5).
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
 本発明の液晶配向剤における上記式(1’)で表されるヒドロキシアルキルアミド化合物の好ましい含有量は、(A’)成分100質量部に対して、0.1~50質量部が好ましく、0.1~30質量部がより好ましい。 The preferable content of the hydroxyalkylamide compound represented by the above formula (1') in the liquid crystal alignment agent of the present invention is preferably 0.1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A'), and is 0. .1 to 30 parts by mass is more preferable.
<ポリアミック酸の製造方法>
 本発明に用いられるポリイミド前駆体であるポリアミック酸は、以下の方法により製造できる。具体的には、上記テトラカルボン酸成分と上記ジアミン成分とを有機溶媒の存在下で-20~150℃、好ましくは0~50℃において、30分~24時間、好ましくは1~12時間反応(重縮合反応)させることによって合成できる。
 上記の反応に用いる有機溶媒の具体例としては、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、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンが挙げられる。また、重合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]~[D-3]で示される溶媒を用いることができる。これらは2種以上を混合して用いてもよい。
<Manufacturing method of polyamic acid>
The polyimide precursor polyamic acid used in the present invention can be produced by the following method. Specifically, the tetracarboxylic acid component and the diamine component are reacted in the presence of an organic solvent at −20 to 150 ° C., preferably 0 to 50 ° C. for 30 minutes to 24 hours, preferably 1 to 12 hours (. It can be synthesized by subjecting it to a polycondensation reaction).
Specific examples of the organic solvent used in the above reaction include N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, and the like. Examples thereof include 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone. When the polymer has high solvent solubility, it is represented by methyl ethyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, or the following formulas [D-1] to [D-3]. Can be used as a solvent. These may be used by mixing two or more kinds.
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
 
(式[D-1]中、Dは炭素数1~3のアルキル基を表し、式[D-2]中、Dは炭素数1~3のアルキル基を表し、式[D-3]中、Dは炭素数1~4のアルキル基を表す。)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042

(In the formula [D-1], D 1 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and in the formula [D-2], D 2 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and the formula [D-3]. ], D 3 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)
 反応は任意の濃度で行うことができるが、好ましくは1~50質量%、より好ましくは5~30質量%である。反応初期は高濃度で行い、その後、溶媒を追加することもできる。反応においては、ジアミン成分の合計モル数とテトラカルボン酸成分の合計モル数の比は0.8~1.2であることが好ましい。通常の重縮合反応同様、このモル比が1.0に近いほど生成するポリアミック酸の分子量は大きくなる。 The reaction can be carried out at any concentration, but is preferably 1 to 50% by mass, more preferably 5 to 30% by mass. The initial reaction can be carried out at a high concentration and then the solvent can be added. In the reaction, 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 a normal polycondensation reaction, the closer the molar ratio is to 1.0, the larger the molecular weight of the polyamic acid produced.
 上記反応で得られたポリアミック酸は、反応溶液をよく撹拌させながら貧溶媒に注入することで、ポリアミック酸を析出させて回収することができる。また、析出を数回行い、貧溶媒で洗浄後、常温あるいは加熱乾燥することで精製されたポリアミック酸の粉末を得ることができる。貧溶媒は、特に限定されないが、水、メタノール、エタノール、ヘキサン、ブチルセロソルブ、アセトン、トルエン等が挙げられる。 The polyamic acid obtained in the above reaction can be recovered by precipitating the polyamic acid by injecting the reaction solution into a poor solvent while stirring well. Further, the purified polyamic acid powder can be obtained by performing precipitation several times, washing with a poor solvent, and then drying at room temperature or by heating. The antisolvent is not particularly limited, and examples thereof include water, methanol, ethanol, hexane, butyl cellosolve, acetone, and toluene.
 ポリイミド前駆体がポリアミック酸エステルである場合は、(1)テトラカルボン酸二無水物とジアミンから得られるポリアミック酸をエステル化する方法。(2)テトラカルボン酸ジエステルジクロリドとジアミンとの反応による方法。(3)テトラカルボン酸ジエステルとジアミンとを重縮合させる方法、等の既知の方法による製造できる。 When the polyimide precursor is a polyamic acid ester, (1) a method for esterifying a polyamic acid obtained from tetracarboxylic acid dianhydride and diamine. (2) A method based on a reaction between a tetracarboxylic dianester dichloride and a diamine. (3) It can be produced by a known method such as a method of polycondensing a tetracarboxylic diandiester and a diamine.
 上記ポリイミド前駆体は、それを製造するに際して、上記の如きテトラカルボン酸誘導体及びジアミンとともに、適当な末端封止剤を用いて得られる末端修飾型の重合体であってもよい。
 末端修飾剤としては、例えば無水酢酸、無水マレイン酸、無水ナジック酸、無水フタル酸、無水イタコン酸、シクロヘキサンジカルボン酸無水物、3-ヒドロキシフタル酸無水物、トリメット酸無水物等の酸無水物や二炭酸ジ-tert-ブチル;アニリン、2-アミノフェノール、3-アミノフェノール、4-アミノサリチル酸、5-アミノサリチル酸、6-アミノサリチル酸、2-アミノ安息香酸、3-アミノ安息香酸、4-アミノ安息香酸等のモノアミン化合物;エチルイソシアネート、フェニルイソシアネート、ナフチルイソシアネート等のモノイソシアネート化合物等を挙げられる。
 末端修飾剤の使用割合は、使用するジアミン成分の計100モル部に対して、40モル部以下とすることが好ましく、30モル部以下とすることがより好ましい。
The polyimide precursor may be a terminal-modified polymer obtained by using an appropriate terminal encapsulant together with the tetracarboxylic acid derivative and diamine as described above when producing the polyimide precursor.
Examples of the terminal modifier include acid anhydrides such as acetic anhydride, maleic anhydride, nagic anhydride, phthalic anhydride, itaconic anhydride, cyclohexanedicarboxylic acid anhydride, 3-hydroxyphthalic anhydride, and trimetic acid anhydride. Di-tert-butyl dicarbonate; aniline, 2-aminophenol, 3-aminophenol, 4-aminosalicylic acid, 5-aminosalicylic acid, 6-aminosalicylic acid, 2-aminobenzoic acid, 3-aminobenzoic acid, 4-amino Examples thereof include monoamine compounds such as benzoic acid; monoisocyanate compounds such as ethyl isocyanate, phenyl isocyanate and naphthyl isocyanate.
The ratio of the terminal modifier to be used is preferably 40 mol parts or less, more preferably 30 mol parts or less, based on 100 mol parts in total of the diamine component used.
<ポリイミドの製造方法>
 本発明に用いられるポリイミドは、ポリイミド前駆体であるポリアミック酸又はポリアミック酸エステルを既知の方法によりイミド化することにより製造できる。
 ポリイミドにおいては、ポリアミック酸又はポリアミック酸エステルが有する官能基の閉環率(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。
<Polyimide manufacturing method>
The polyimide used in the present invention can be produced by imidizing a polyamic acid or a polyamic acid ester, which is a polyimide precursor, by a known method.
In polyimide, the ring closure rate (also referred to as imidization rate) of the functional group of the polyamic acid or the polyamic acid ester does not necessarily have to be 100%, and can be arbitrarily adjusted according to the intended use and purpose.
 上記ポリアミック酸又はポリアミック酸エステルをイミド化してポリイミドを得る方法としては、上記ポリアミック酸又はポリアミック酸エステルの溶液をそのまま加熱する熱イミド化、又は上記ポリアミック酸又はポリアミック酸エステルの溶液に触媒を添加する触媒イミド化が挙げられる。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。 As a method for imidizing the polyamic acid or the polyamic acid ester to obtain a polyimide, thermal imidization in which the solution of the polyamic acid or the polyamic acid ester is heated as it is, or a catalyst is added to the solution of the polyamic acid or the polyamic acid ester. Catalytic imidization can be mentioned. The temperature for thermal imidization is 100 to 400 ° C., preferably 120 to 250 ° C., and it is preferable to remove the water produced by the imidization reaction from the outside of the system.
 触媒イミド化は、重合体の溶液に、塩基性触媒と酸無水物とを添加し、-20~250℃、好ましくは0~180℃で撹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ック酸基またはアミック酸エステル基の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ック酸基またはアミック酸エステル基の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、トリブチルアミントリオクチルアミンなどを挙げることができ、なかでも、ピリジンは反応を進行させるのに適度な塩基性を持つので好ましい。酸無水物としては、無水酢酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸などを挙げることができ、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、触媒量と反応温度、反応時間を調節することにより制御することができる。 Catalyst imidization can be carried out by adding a basic catalyst and an acid anhydride to a solution of the polymer 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 the amount of the amic acid group or the amic acid ester group, and the amount of the acid anhydride is 1 to 1 to 1 to the amic acid group or the amic acid ester group. It is 50 mol times, preferably 3 to 30 mol times. Examples of the basic catalyst include pyridine, triethylamine, trimethylamine, and tributylamine trioctylamine. Among them, pyridine is preferable because it has an appropriate basicity for advancing the reaction. Examples of the acid anhydride include acetic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride and the like, and among them, acetic anhydride is preferable because it facilitates purification after the reaction is completed. The imidization rate by catalytic imidization can be controlled by adjusting the amount of catalyst, the reaction temperature, and the reaction time.
 触媒イミド化の反応溶液から、生成したポリイミドを回収する場合には、反応溶液を溶媒に投入して沈殿させればよい。沈殿に用いる溶媒としてはメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、アセトン、ヘキサン、ブチルセルソルブ、ヘプタン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、ベンゼン、水などを挙げることができる。溶媒に投入して沈殿させた重合体は濾過して回収した後、常圧あるいは減圧下で、常温あるいは加熱して乾燥することができる。また、沈殿回収した重合体を、溶媒に再溶解させ、再沈殿回収する操作を2~10回繰り返すと、重合体中の不純物を少なくすることができる。この際の溶媒として、例えば、アルコール類、ケトン類、炭化水素などが挙げられ、これらの内から選ばれる3種類以上の溶媒を用いると、より一層精製の効率が上がるので好ましい。 When recovering the produced polyimide from the reaction solution of catalyst imidization, the reaction solution may be put into a solvent and precipitated. Examples of the solvent used for precipitation include methanol, ethanol, isopropyl alcohol, acetone, hexane, butyl cellsolve, heptane, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, toluene, benzene, water and the like. The polymer put into a solvent and precipitated can be collected by filtration and then dried at room temperature or by heating under normal pressure or reduced pressure. Further, by repeating the operation of re-dissolving the polymer recovered by precipitation in a solvent and re-precipitating and recovering it 2 to 10 times, impurities in the polymer can be reduced. Examples of the solvent at this time include alcohols, ketones, hydrocarbons, and the like, and it is preferable to use three or more kinds of solvents selected from these because the efficiency of purification is further improved.
 <重合体の溶液粘度・分子量>
 本発明に用いられるポリアミック酸、ポリアミック酸エステル及びポリイミドは、これを濃度10~15質量%の溶液としたときに、例えば10~1000mPa・sの溶液粘度を持つものが作業性の観点から好ましいが、特に限定されない。なお、上記重合体の溶液粘度(mPa・s)は、当該重合体の良溶媒(例えばγ-ブチロラクトン、N-メチル-2-ピロリドンなど)を用いて調製した濃度10~15質量%の重合体溶液につき、E型回転粘度計を用いて25℃において測定した値である。
<Solution viscosity / molecular weight of polymer>
The polyamic acid, polyamic acid ester and polyimide used in the present invention preferably have a solution viscosity of, for example, 10 to 1000 mPa · s when the solution is made into a solution having a concentration of 10 to 15% by mass, from the viewpoint of workability. , Not particularly limited. The solution viscosity (mPa · s) of the polymer is a polymer having a concentration of 10 to 15% by mass prepared by using a good solvent of the polymer (for example, γ-butyrolactone, N-methyl-2-pyrrolidone, etc.). The values of the solution were measured at 25 ° C. using an E-type rotational viscometer.
 上記ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル及びポリイミドのゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは1,000~500,000であり、より好ましくは2,000~500,000である。また、Mwと、GPCにより測定したポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)との比で表される分子量分布(Mw/Mn)は、好ましくは15以下であり、より好ましくは10以下である。このような分子量範囲にあることで、液晶表示素子の良好な液晶配向性を確保することができる。 The polystyrene-equivalent weight average molecular weight (Mw) measured by gel permeation chromatography (GPC) of the polyamic acid, polyamic acid ester and polyimide is preferably 1,000 to 500,000, more preferably 2,000. ~ 500,000. The molecular weight distribution (Mw / Mn) represented by the ratio of Mw to the polystyrene-equivalent number average molecular weight (Mn) measured by GPC is preferably 15 or less, more preferably 10 or less. Within such a molecular weight range, good liquid crystal orientation of the liquid crystal display element can be ensured.
<液晶配向剤の好ましい態様>
 本発明の液晶配向剤の好ましい態様としては、例えば、液晶を配向させる能力を有する重合体が溶媒中に溶解された溶液中に、上記式(1)又は(1’)のヒドロキシアルキルアミド化合物が添加された形態が挙げられる。
 本発明の液晶配向剤に含有される重合体の含有量(濃度)は、形成させようとする塗膜の厚みの設定によっても適宜変更できるが、均一で欠陥のない塗膜を形成させるという点から1質量%以上が好ましく、溶液の保存安定性の点からは10質量%以下が好ましい。
 上記式(1)又は(1’)のヒドロキシアルキルアミド化合物の含有量は、液晶配向剤に含有される上記重合体と上記式(1)又は(1’)のヒドロキシアルキルアミド化合物との含有量の合計に対して、1~15質量%であるのが好ましく、2~10質量%であるのがより好ましく、2~8質量%であるのが特に好ましい。
<Preferable embodiment of liquid crystal alignment agent>
As a preferred embodiment of the liquid crystal aligning agent of the present invention, for example, the hydroxyalkylamide compound of the above formula (1) or (1') is contained in a solution in which a polymer having the ability to orient the liquid crystal is dissolved in a solvent. Examples include the added form.
The content (concentration) of the polymer contained in the liquid crystal alignment agent of the present invention can be appropriately changed by setting the thickness of the coating film to be formed, but it is a point that a uniform and defect-free coating film is formed. 1% by mass or more is preferable, and 10% by mass or less is preferable from the viewpoint of storage stability of the solution.
The content of the hydroxyalkylamide compound of the above formula (1) or (1') is the content of the polymer contained in the liquid crystal alignment agent and the hydroxyalkylamide compound of the above formula (1) or (1'). It is preferably 1 to 15% by mass, more preferably 2 to 10% by mass, and particularly preferably 2 to 8% by mass with respect to the total of.
 液晶配向剤に含有される溶媒は、重合体成分が均一に溶解するものであれば特に限定されない。その具体例としては、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,N-ジメチルラクトアミド、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、γ-バレロラクトン、1,3-ジメチル-2-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、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、N-(n-プロピル)-2-ピロリドン、N-イソプロピル-2-ピロリドン、N-(n-ブチル)-2-ピロリドン、N-(tert-ブチル)-2-ピロリドン、N-(n-ペンチル)-2-ピロリドン、N-メトキシプロピル-2-ピロリドン、N-エトキシエチル-2-ピロリドン、N-メトキシブチル-2-ピロリドン、N-シクロヘキシル-2-ピロリドン(これらを総称して「良溶媒」ともいう)などを挙げられる。なかでも、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド又はγ-ブチロラクトンが好ましい。良溶媒の含有量は、液晶配向剤に含まれる溶媒全体の20~99質量%であることが好ましく、20~90質量%がより好ましく、特に好ましいのは、30~80質量%である。 The solvent contained in the liquid crystal alignment agent is not particularly limited as long as the polymer component is uniformly dissolved. Specific examples thereof include N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethyllactamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, dimethylsulfoxide, and γ-butyrolactone. , Γ-Valerolactone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, methylethylketone, cyclohexanone, cyclopentanone, 3-methoxy-N, N-dimethylpropanamide, 3-butoxy-N, N-dimethylpropanamide, N- (n-propyl) -2-pyrrolidone, N-isopropyl-2-pyrrolidone, N- (n-butyl) -2-pyrrolidone, N- (tert-butyl) -2-pyrrolidone, N- (n-pentyl) ) -2-Pyrrolidone, N-methoxypropyl-2-pyrrolidone, N-ethoxyethyl-2-pyrrolidone, N-methoxybutyl-2-pyrrolidone, N-cyclohexyl-2-pyrrolidone (collectively, "good solvent") Also known as). Of these, N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, 3-methoxy-N, N-dimethylpropanamide, 3-butoxy-N, N-dimethylpropanamide or γ-butyrolactone are preferable. The content of the good solvent is preferably 20 to 99% by mass, more preferably 20 to 90% by mass, and particularly preferably 30 to 80% by mass based on the total amount of the solvent contained in the liquid crystal alignment agent.
 また、液晶配向剤に含有される溶媒は、上記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(貧溶媒ともいう。)を併用した混合溶媒の使用が好ましい。併用する溶媒の具体例を下記するが、これらに限定されない。 The solvent contained in the liquid crystal alignment agent is a mixed solvent in which a solvent (also referred to as a poor solvent) that improves the coatability when the liquid crystal alignment agent is applied and the surface smoothness of the coating film is used in addition to the above solvent. Is preferred. Specific examples of the solvent to be used in combination are described below, but the present invention is not limited thereto.
 例えば、ジイソプロピルエーテル、ジイソブチルエーテル、ジイソブチルカルビノール(2,6-ジメチル-4-ヘプタノール)、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、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、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、プロピレングリコールモノブチルエーテル、1-(2-ブトキシエトキシ)-2-プロパノール、2-(2-ブトキシエトキシ)-1-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、プロピレングリコールジアセテート、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、エチレングリコールモノブチルエーテルアセタート、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、プロピレングリコールジアセテート、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、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-メトキシプロピオン酸エチル、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n-ブチル、乳酸イソアミル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジイソブチルケトン(2,6-ジメチル-4-ヘプタノン)などを挙げることができる。貧溶媒の含有量は、液晶配向剤に含まれる溶媒全体の1~80質量%が好ましく、10~80質量%がより好ましく、20~70質量%が特に好ましい。貧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。 For example, diisopropyl ether, diisobutyl ether, diisobutylcarbinol (2,6-dimethyl-4-heptanol), ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, 1,2-butoxyetan, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether. , 4-Hydroxy-4-methyl-2-pentanone, diethylene glycol methyl ethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, 3-ethoxybutyl acetate, 1-methylpentyl acetate, 2-ethylbutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, ethylene Glycol monoacetate, ethylene glycol diacetate, propylene carbonate, ethylene carbonate, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monoisoamyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, propylene glycol monobutyl ether, 1- (2-butoxyethoxy) -2- Propanol, 2- (2-butoxyethoxy) -1-propanol, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol diacetate, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether ace Tart, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, 2- (2-ethoxyethoxy) ethyl acetate, diethylene glycol acetate, propylene glycol diacetate, n-butyl acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, 3- Methyl methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, propyl 3-methoxypropionate, butyl 3-methoxypropionate, n-butyl lactate, isoamyl lactate, diethylene glycol monoethyl ether, diisobutyl ketone (2) , 6-Dimethyl-4-heptanone) and the like. The content of the poor solvent is preferably 1 to 80% by mass, more preferably 10 to 80% by mass, and particularly preferably 20 to 70% by mass, based on the total amount of the solvent contained in the liquid crystal alignment agent. The type and content of the poor solvent are appropriately selected according to the liquid crystal alignment agent coating device, coating conditions, coating environment, and the like.
 なかでも、ジイソブチルカルビノール、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールジアセテート、ジエチレングリコールジエチルエーテル、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ジメチルエーテル、4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノン、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ブチルエーテルアセタート、又はジイソブチルケトンが好ましい。 Among them, diisobutylcarbinol, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol diacetate, diethylene glycol diethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene. Glycol monobutyl ether acetate or diisobutyl ketone is preferred.
 良溶媒と貧溶媒との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ジイソブチルケトン、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ジイソブチルカルビノール、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、N-メチル-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。 Preferred solvent combinations of good and poor solvents include N-methyl-2-pyrrolidone and ethylene glycol monobutyl ether, N-methyl-2-pyrrolidone and γ-butyrolactone and ethylene glycol monobutyl ether, and N-methyl-2-. Pyrrolidone and γ-butyrolactone and propylene glycol monobutyl ether, N-ethyl-2-pyrrolidone and propylene glycol monobutyl ether, N-methyl-2-pyrrolidone and γ-butyrolactone, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone and diethylene glycol diethyl Ether, N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, propylene glycol, monobutyl ether and diisobutylketone, N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, propylene glycol, monobutyl ether and diisopropyl ether, N-methyl-2-pyrrolidone. Gamma-butylolactone and propylene glycol monobutyl ether and diisobutylcarbinol, N-methyl-2-pyrrolidone and γ-butyrolactone and dipropylene glycol dimethyl ether, N-methyl-2-pyrrolidone and propylene glycol monobutyl ether and dipropylene glycol dimethyl ether, etc. be able to.
 本発明の液晶配向剤は、重合体成分及び溶媒以外の成分(以下、添加剤成分ともいう。)を追加的に含有してもよい。このような添加剤成分としては、液晶配向膜と基板との密着性や液晶配向膜とシール材との密着性を高めるための密着助剤、液晶配向膜の強度を高めるための化合物(以下、架橋性化合物ともいう。)、液晶配向膜の誘電率や電気抵抗を調整するための誘電体や導電物質などが挙げられる。 The liquid crystal alignment agent of the present invention may additionally contain a component other than the polymer component and the solvent (hereinafter, also referred to as an additive component). Such additive components include an adhesion aid for enhancing the adhesion between the liquid crystal alignment film and the substrate and the adhesion between the liquid crystal alignment film and the sealing material, and a compound for increasing the strength of the liquid crystal alignment film (hereinafter,). (Also referred to as a crosslinkable compound), a dielectric for adjusting the dielectric constant and electrical resistance of the liquid crystal alignment film, a conductive substance, and the like can be mentioned.
 上記架橋性化合物としては、例えば、AC残像に対して良好な耐性を発現し、膜強度の改善が高い観点から、オキシラニル基、オキセタニル基、保護イソシアネート基、保護イソチオシアネート基、オキサゾリン環構造を含む基、メルドラム酸構造を含む基及びシクロカーボネート基よりなる群から選ばれる少なくとも1種の基を有する化合物、上記式(1)及び式(1’)で表される化合物以外のヒドロキシアルキルアミド化合物、又は下記式(e)で表される化合物から選ばれる化合物等が挙げられる。 The crosslinkable compound includes, for example, an oxylanyl group, an oxetanyl group, a protected isocyanate group, a protected isothiocyanate group, and an oxazoline ring structure from the viewpoint of exhibiting good resistance to AC afterimages and improving film strength. A compound having at least one group selected from the group consisting of a group, a group containing a merdrum acid structure and a cyclocarbonate group, a hydroxyalkylamide compound other than the compounds represented by the above formulas (1) and (1'), Alternatively, a compound selected from the compounds represented by the following formula (e) can be mentioned.
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
 
(Aは芳香環を有する(m+n)価の有機基を表す。mは1~6の整数を表し、nは0~4の整数を表す。R、Rは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数2~6のアルケニル基、又は炭素数2~6のアルキニル基を表す。Aの芳香環は1価の基で置換されてもよく、該1価の基の具体例としては、上記式(O)のArの置換基で示した1価の有機基(但し、炭素数1~10のアルコキシ基を除く。)が挙げられる。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043

(A is an integer of .m 1-6 representing the (m + n) valent organic group having an aromatic ring, n represents 0 to 4 representing an integer .R e, is R f, each independently, hydrogen Represents an atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, or an alkynyl group having 2 to 6 carbon atoms. The aromatic ring of A may be substituted with a monovalent group. Specific examples of the valent group include monovalent organic groups represented by Ar substituents of the above formula (O) (excluding alkoxy groups having 1 to 10 carbon atoms).
 オキシラニル基を有する化合物の具体例としては、特開平10-338880号公報の段落[0037]に記載の化合物や、国際公開第2017/170483号に記載のトリアジン環を骨格にもつ化合物などの、2個以上のオキシラニル基を有する化合物が挙げられる。これらのうち、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、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、N,N,N’,N’-テトラグリシジル-p-フェニレンジアミン、下記式(r-1)~(r-3)で表される化合物などの窒素原子を含有する化合物であってもよい。 Specific examples of the compound having an oxylanyl group include the compound described in paragraph [0037] of JP-A No. 10-338880 and the compound having a triazine ring as a skeleton described in International Publication No. 2017/170483. Examples thereof include compounds having more than one oxylanyl group. Of these, N, N, N', N'-tetraglycidyl-m-xylenediamine, 1,3-bis (N, N-diglycidylaminomethyl) cyclohexane, N, N, N', N'-tetra Nitrogen atoms such as glycidyl-4, 4'-diaminodiphenylmethane, N, N, N', N'-tetraglycidyl-p-phenylenediamine, compounds represented by the following formulas (r-1) to (r-3). It may be a compound containing.
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
 
 オキセタニル基を有する化合物の具体例としては、国際公開第2011/132751号の段落[0170]~[0175]に記載の2個以上のオキセタニル基を有する化合物等が挙げられる。 Specific examples of the compound having an oxetanyl group include the compounds having two or more oxetanyl groups described in paragraphs [0170] to [0175] of International Publication No. 2011/132751.
 保護イソシアネート基を有する化合物の具体例としては、日本特開2014-224978号公報の段落[0046]~[0047]に記載の2個以上の保護イソシアネート基を有する化合物、国際公開第2015/141598号の段落[0119]~[0120]に記載の3個以上の保護イソシアネート基を有する化合物等が挙げられ、下記式(bi-1)~(bi-3)で表される化合物であってもよい。 Specific examples of the compound having a protected isocyanate group include the compounds having two or more protected isocyanate groups described in paragraphs [0046] to [0047] of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-224978, International Publication No. 2015/141598. The compounds having three or more protected isocyanate groups described in paragraphs [0119] to [0120] of the above are mentioned, and the compounds represented by the following formulas (bi-1) to (bi-3) may be used. ..
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
 
 保護イソチオシアネート基を有する化合物の具体例としては、日本特開2016-200798号公報に記載の、2個以上の保護イソチオシアネート基を有する化合物が挙げられる。 Specific examples of the compound having a protected isothiocyanate group include the compounds having two or more protected isothiocyanate groups described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-2000798.
 オキサゾリン環構造を含む基を有する化合物の具体例としては、日本特開2007-286597号公報の段落[0115]に記載の、2個以上のオキサゾリン構造を含む化合物が挙げられる。 Specific examples of the compound having a group containing an oxazoline ring structure include compounds containing two or more oxazoline structures described in paragraph [0115] of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-286597.
 メルドラム酸構造を含む基を有する化合物の具体例としては、国際公開第2012/091088号に記載の、メルドラム酸構造を2個以上有する化合物が挙げられる。 Specific examples of the compound having a group containing a Meldrum's acid structure include the compound having two or more Meldrum's acid structures described in International Publication No. 2012/091088.
 シクロカーボネート基を有する化合物の具体例としては、国際公開第2011/155577号に記載の化合物が挙げられる。 Specific examples of the compound having a cyclocarbonate group include the compound described in International Publication No. 2011/155577.
 上記式(1)及び式(1’)で表される化合物以外のヒドロキシアルキルアミド化合物の具体例としては、国際公開第2015/072554号や、日本特開2016-118753号公報の段落[0058]に記載の化合物、日本特開2016-200798号公報に記載の化合物、国際公開第2019/142927号に記載の化合物等が挙げられ、下記式(hd-1)~(hd-8)で表される化合物、下記式(hd1-1)~(hd1-4)で表される化合物であってもよい。 Specific examples of hydroxyalkylamide compounds other than the compounds represented by the above formulas (1) and (1') include International Publication No. 2015/072554 and paragraph [0058] of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-118753. , The compound described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-200798, the compound described in International Publication No. 2019/142927, and the like, which are represented by the following formulas (hd-1) to (hd-8). The compound may be a compound represented by the following formulas (hd1-1) to (hd1-4).
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
 
 上記式(e)のAにおける芳香環を有する(m+n)価の有機基としては、炭素数6~30の(m+n)価の芳香族炭化水素基、炭素数6~30の芳香族炭化水素基が直接又は連結基を介して結合した(m+n)価の有機基、芳香族複素環を有する(m+n)価の基が挙げられる。上記芳香族炭化水素としては、例えばベンゼン、ナフタレンなどが挙げられる。芳香族複素環としては、例えばピロール環、イミダゾール環、ピラゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、キノリン環、イソキノリン環、カルバゾール環、ピリダジン環、ピラジン環、ベンゾイミダゾール環、インドール環、キノキサリン環、アクリジン環などが挙げられる。上記連結基としては、炭素数1~10のアルキレン基、-NR-(Rは水素原子又は炭素数1~6のアルキル基)、フッ素原子を有する炭素数1~10のアルキレン基、又は上記アルキレン基から水素原子を一つ除いた基、2価又は3価のシクロヘキサン環等が挙げられる。尚、上記アルキレン基の任意の水素原子は、フッ素原子又はトリフルオロメチル基などの有機基で置換されてもよい。具体例を挙げるならば、国際公開第2010/074269号に記載の化合物、下記式(e-1)~(e-10)で表される化合物が挙げられる。 Examples of the (m + n) -valent organic group having an aromatic ring in A of the above formula (e) include an (m + n) -valent aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms and an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms. Examples thereof include a (m + n) valent organic group bonded directly or via a linking group, and a (m + n) valent group having an aromatic heterocycle. Examples of the aromatic hydrocarbon include benzene and naphthalene. Examples of the aromatic heterocycle include a pyrrole ring, an imidazole ring, a pyrazole ring, a pyridine ring, a pyrimidine ring, a quinoline ring, an isoquinoline ring, a carbazole ring, a pyridazine ring, a pyrazine ring, a benzimidazole ring, an indole ring, a quinoxaline ring, and an acridin ring. And so on. The linking group includes an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, -NR- (R is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms), an alkylene group having a fluorine atom and 1 to 10 carbon atoms, or the above-mentioned alkylene group. Examples thereof include a group obtained by removing one hydrogen atom from the group, a divalent or trivalent cyclohexane ring, and the like. Any hydrogen atom of the alkylene group may be substituted with an organic group such as a fluorine atom or a trifluoromethyl group. Specific examples include the compounds described in International Publication No. 2010/074269 and the compounds represented by the following formulas (e-1) to (e-10).
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
 
 上記化合物は架橋性化合物の一例であり、これらに限定されるものではない。例えば、国際公開第2015/060357号の53頁[0105]~55頁[0116]に開示されている上記以外の成分などが挙げられる。また、架橋性化合物は、2種類以上組み合わせてもよい。 The above compound is an example of a crosslinkable compound, and is not limited thereto. For example, components other than the above disclosed in International Publication No. 2015/060357 on pages 53 [0105] to 55 [0116] can be mentioned. Further, two or more kinds of crosslinkable compounds may be combined.
 本発明の液晶配向剤における、架橋性化合物の含有量は、液晶配向剤に含まれる重合体成分100質量部に対して、0.5~20質量部であることが好ましく、架橋反応が進行し、かつAC残像に対して良好な耐性を発現する観点から、より好ましくは1~15質量部である。 The content of the crosslinkable compound in the liquid crystal aligning agent of the present invention is preferably 0.5 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer component contained in the liquid crystal aligning agent, and the crosslinking reaction proceeds. In addition, from the viewpoint of exhibiting good resistance to AC afterimages, it is more preferably 1 to 15 parts by mass.
 上記密着助剤としては、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、3-アミノプロピルジエトキシメチルシラン、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、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、トリス-(トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート、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等のシランカップリング剤が挙げられる。シランカップリング剤を使用する場合は、AC残像に対して良好な耐性を発現する観点から、液晶配向剤に含まれる重合体成分100質量部に対して0.1~30質量部であることが好ましく、より好ましくは0.1~20質量部である。 Examples of the adhesion aid include 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyldiethoxymethylsilane, 2-aminopropyltrimethoxysilane, 2-aminopropyltriethoxysilane, and N. -(2-Aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-ureidopropyltrimethoxysilane, 3-ureidopropyltriethoxysilane, N -Ethoxycarbonyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-ethoxycarbonyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-triethoxysilylpropyltriethylenetriamine, N-trimethoxysilylpropyltriethylenetriamine, 10-trimethoxysilyl -1,4,7-triazadecane, 10-triethoxysilyl-1,4,7-triazadecane, 9-trimethoxysilyl-3,6-diazanonyl acetate, 9-triethoxysilyl-3,6-diaza Nonylacetate, N-benzyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-benzyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltriethoxysilane , N-bis (oxyethylene) -3-aminopropyltrimethoxysilane, N-bis (oxyethylene) -3-aminopropyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 2- (3,4-) Epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, p. -Styryltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxy Silane cups such as silane, tris- (trimethoxysilylpropyl) isocyanurate, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-isoxapropyltriethoxysilane, etc. Ring agent can be mentioned. When a silane coupling agent is used, it should be 0.1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer component contained in the liquid crystal alignment agent from the viewpoint of exhibiting good resistance to AC afterimage. It is preferable, more preferably 0.1 to 20 parts by mass.
(液晶配向膜)
 本発明の液晶配向膜は、上記本発明の液晶配向剤を用いて形成される。
 本発明の液晶配向膜の製造方法の好ましい態様としては、例えば、上記の液晶配向剤を基板に塗布する工程(工程(1))、塗布した液晶配向剤を焼成する工程(工程(2))、場合により、工程(2)で得られた膜に配向処理する工程(工程(3))を含む液晶配向膜の製造方法が挙げられる。
(Liquid crystal alignment film)
The liquid crystal alignment film of the present invention is formed by using the liquid crystal alignment agent of the present invention.
Preferred embodiments of the method for producing a liquid crystal alignment film of the present invention include, for example, a step of applying the above liquid crystal alignment agent to a substrate (step (1)) and a step of firing the applied liquid crystal alignment agent (step (2)). In some cases, a method for producing a liquid crystal alignment film including a step (step (3)) of aligning the film obtained in the step (2) can be mentioned.
<工程(1)>
 本発明に用いられる液晶配向剤を塗布す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、窒化珪素基板、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等を用いることもできる。その際、液晶を駆動させるためのITO電極などが形成された基板を用いると、プロセスの簡素化の点から好ましい。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などの不透明な物でも使用でき、この場合の電極にはアルミニウムなどの光を反射する材料も使用できる。
<Process (1)>
The substrate to which the liquid crystal alignment agent used in the present invention is applied is not particularly limited as long as it is a highly transparent substrate, and a glass substrate, a silicon nitride substrate, a plastic substrate such as an acrylic substrate or a polycarbonate substrate, or the like can also be used. At that time, it is preferable to use a substrate on which an ITO electrode or the like for driving the liquid crystal is formed, from the viewpoint of simplifying the process. Further, in the reflective liquid crystal display element, an opaque object such as a silicon wafer can be used if only one side of the substrate is used, and a material that reflects light such as aluminum can also be used for the electrode in this case.
 液晶配向剤を基板に塗布し、成膜する方法としては、スクリーン印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷、インクジェット法、又はスプレー法等が挙げられる。なかでも、インクジェット法による塗布、成膜法が好適に使用できる。 Examples of the method of applying the liquid crystal alignment agent to the substrate to form a film include screen printing, offset printing, flexographic printing, inkjet method, spray method and the like. Among them, the coating method by the inkjet method and the film forming method can be preferably used.
<工程(2)>
 工程(2)は、基板上に塗布した液晶配向剤を焼成し、膜を形成する工程である。液晶配向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、溶媒を蒸発させたり、重合体中のアミック酸又はアミック酸エステルの熱イミド化を行ったりすることができる。本発明の液晶配向剤を塗布した後の乾燥、焼成工程は、任意の温度と時間を選択することができ、複数回行ってもよい。液晶配向剤の溶媒を蒸発させる温度としては、例えば40~180℃で行うことができる。プロセスを短縮する観点で、40~150℃で行ってもよい。焼成時間としては特に限定されないが、1~10分又は、1~5分が挙げられる。重合体中のアミック酸又はアミック酸エステルの熱イミド化を行う場合には、上記有機溶媒を蒸発させる工程の後、例えば150~300℃、又は150~250℃の温度範囲で焼成する工程ができる。焼成時間としては特に限定されないが、5~40分、又は、5~30分の焼成時間が挙げられる。
 焼成後の膜状物は、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、5~300nmが好ましく、10~200nmがより好ましい。
<Process (2)>
The step (2) is a step of firing the liquid crystal alignment agent applied on the substrate to form a film. After applying the liquid crystal alignment agent on the substrate, the solvent is evaporated by a heating means such as a hot plate, a heat circulation type oven or an IR (infrared) type oven, or the heat of the amic acid or the amic acid ester in the polymer is generated. It can be imidized. The drying and firing steps after applying the liquid crystal alignment agent of the present invention can be performed at any temperature and time, and may be performed a plurality of times. The temperature at which the solvent of the liquid crystal alignment agent is evaporated can be, for example, 40 to 180 ° C. From the viewpoint of shortening the process, it may be carried out at 40 to 150 ° C. The firing time is not particularly limited, and examples thereof include 1 to 10 minutes or 1 to 5 minutes. In the case of thermal imidization of the amic acid or the amic acid ester in the polymer, after the step of evaporating the organic solvent, a step of firing in a temperature range of, for example, 150 to 300 ° C. or 150 to 250 ° C. can be performed. .. The firing time is not particularly limited, and examples thereof include a firing time of 5 to 40 minutes or 5 to 30 minutes.
If the film-like material after firing is too thin, the reliability of the liquid crystal display element may decrease, so 5 to 300 nm is preferable, and 10 to 200 nm is more preferable.
 <工程(3)>
 工程(3)は、場合により、工程(2)で得られた膜に配向処理する工程である。即ち、VA方式又はPSAモード等の垂直配向型の液晶表示素子では、形成した塗膜をそのまま液晶配向膜として使用することができるが、該塗膜に対し配向能付与処理を施してもよい。液晶配向膜の配向処理方法としては、ラビング処理法でもよいが、光配向処理法が好適である。光配向処理法としては、上記膜状物の表面に、一定方向に偏向された放射線を照射し、場合により、好ましくは、150~250℃の温度で加熱処理を行い、液晶配向性(液晶配向能ともいう)を付与する方法が挙げられる。放射線としては、100~800nmの波長を有する紫外線又は可視光線を用いることができる。なかでも、好ましくは100~400nm、より好ましくは、200~400nmの波長を有する紫外線である。
<Process (3)>
The step (3) is, in some cases, a step of orienting the film obtained in the step (2). That is, in a vertically oriented liquid crystal display element such as a VA method or a PSA mode, the formed coating film can be used as it is as a liquid crystal alignment film, but the coating film may be subjected to an alignment ability imparting treatment. As a method for aligning the liquid crystal alignment film, a rubbing treatment method may be used, but a photoalignment treatment method is preferable. As a photo-alignment treatment method, the surface of the film-like material is irradiated with radiation deflected in a certain direction, and in some cases, heat treatment is performed at a temperature of 150 to 250 ° C. to achieve liquid crystal orientation (liquid crystal alignment). There is a method of giving (also called Noh). As the radiation, ultraviolet rays having a wavelength of 100 to 800 nm or visible light can be used. Among them, ultraviolet rays having a wavelength of preferably 100 to 400 nm, more preferably 200 to 400 nm.
 上記放射線の照射量は、1~10,000mJ/cmが好ましい。なかでも、100~5,000mJ/cmが好ましい。また、放射線を照射する場合、液晶配向性を改善するために、上記膜状物を有する基板を、50~250℃で加熱しながら照射してもよい。このようにして作製した上記液晶配向膜は、液晶分子を一定の方向に安定して配向させることができる。
 更に、上記の方法で、偏光された放射線を照射した液晶配向膜に、水や溶媒を用いて、これらと接触処理するか、放射線を照射した液晶配向膜を加熱処理することもできる。
The irradiation amount of the above radiation is preferably 1 to 10,000 mJ / cm 2. Of these, 100 to 5,000 mJ / cm 2 is preferable. Further, when irradiating with radiation, in order to improve the liquid crystal orientation, the substrate having the film-like substance may be irradiated while being heated at 50 to 250 ° C. The liquid crystal alignment film thus produced can stably orient liquid crystal molecules in a certain direction.
Further, by the above method, the liquid crystal alignment film irradiated with polarized radiation can be contact-treated with water or a solvent, or the liquid crystal alignment film irradiated with radiation can be heat-treated.
 上記接触処理に使用する溶媒としては、放射線の照射によって膜状物から生成した分解物を溶解する溶媒であれば、特に限定されるものではない。具体例としては、水、メタノール、エタノール、2-プロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、1-メトキシ-2-プロパノール、1-メトキシ-2-プロパノールアセテート、ブチルセロソルブ、乳酸エチル、乳酸メチル、ジアセトンアルコール、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、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸シクロヘキシル等が挙げられる。なかでも、汎用性や溶媒の安全性の点から、水、2-プロパノール、1-メトキシ-2-プロパノール又は乳酸エチルが好ましい。より好ましいのは、水、1-メトキシ-2-プロパノール又は乳酸エチルである。溶媒は、1種類でも、2種類以上組み合わせてもよい。 The solvent used for the contact treatment is not particularly limited as long as it is a solvent that dissolves the decomposition product generated from the film-like substance by irradiation with radiation. Specific examples include water, methanol, ethanol, 2-propanol, acetone, methyl ethyl ketone, 1-methoxy-2-propanol, 1-methoxy-2-propanol acetate, butyl cellosolve, ethyl lactate, methyl lactate, diacetone alcohol, 3-. Examples thereof include methyl methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, propyl acetate, butyl acetate, cyclohexyl acetate and the like. Of these, water, 2-propanol, 1-methoxy-2-propanol or ethyl lactate are preferable from the viewpoint of versatility and solvent safety. More preferred are water, 1-methoxy-2-propanol or ethyl lactate. The solvent may be used alone or in combination of two or more.
 上記の接触処理としては、浸漬処理や噴霧処理(スプレー処理ともいう)が挙げられる。これらの処理における処理時間は、放射線の照射によって膜状物から生成した分解物を効率的に溶解させる点から、10秒~1時間であることが好ましい。なかでも、1~30分間浸漬処理をすることが好ましい。また、上記接触処理時の溶媒は、常温でも加温しても良いが、好ましくは、10~80℃である。なかでも、20~50℃が好ましい。加えて、分解物の溶解性の点から、必要に応じて、超音波処理等を行っても良い。 Examples of the above contact treatment include immersion treatment and spray treatment (also referred to as spray treatment). The treatment time in these treatments is preferably 10 seconds to 1 hour from the viewpoint of efficiently dissolving the decomposition products generated from the film-like material by irradiation with radiation. Above all, it is preferable to carry out the immersion treatment for 1 to 30 minutes. Further, the solvent at the time of the contact treatment may be heated at room temperature, but is preferably 10 to 80 ° C. Above all, 20 to 50 ° C. is preferable. In addition, from the viewpoint of the solubility of the decomposition product, ultrasonic treatment or the like may be performed as necessary.
 上記接触処理の後に、水、メタノール、エタノール、2-プロパノール、アセトン、メチルエチルケトン等の低沸点溶媒によるすすぎ(リンスともいう)や焼成を行うことが好ましい。その際、リンスと焼成のどちらか一方を行っても、又は、両方を行っても良い。焼成の温度は、150~300℃であることが好ましい。なかでも、180~250℃が好ましい。より好ましいのは、200~230℃である。また、焼成の時間は、10秒~30分が好ましい。なかでも、1~10分が好ましい。
 上記の放射線を照射した塗膜に対する加熱処理は、50~300℃で1~30分とすることがより好ましく、120~250℃で1~30分とすることがさらに好ましい。
After the above contact treatment, it is preferable to perform rinsing (also referred to as rinsing) or firing with a low boiling point solvent such as water, methanol, ethanol, 2-propanol, acetone, or methyl ethyl ketone. At that time, either rinsing or firing may be performed, or both may be performed. The firing temperature is preferably 150 to 300 ° C. Above all, 180 to 250 ° C. is preferable. More preferably, it is 200 to 230 ° C. The firing time is preferably 10 seconds to 30 minutes. Of these, 1 to 10 minutes is preferable.
The heat treatment for the coating film irradiated with the above radiation is more preferably at 50 to 300 ° C. for 1 to 30 minutes, and even more preferably at 120 to 250 ° C. for 1 to 30 minutes.
(液晶表示素子)
 本発明の液晶表示素子は、本発明の液晶配向膜を有する。
 本発明の液晶配向膜は、高い液晶配向性が得られる観点から、IPS方式やFFS方式などの横電界方式の液晶表示素子の液晶配向膜として好適であり、特に、FFS方式の液晶表示素子の液晶配向膜として有用である。
 液晶表示素子は、本発明の液晶配向剤から得られる液晶配向膜付きの基板を得た後、既知の方法で液晶セルを作製し、該液晶セル内に液晶を配することにより、製造することができる。具体的には以下の2つの方法が挙げられる。第一の方法は、先ず、それぞれの液晶配向膜が対向するように間隙(セルギャップ)を介して2枚の基板を対向配置する。次いで、2枚の基板の周辺部をシール剤を用いて貼り合わせ、基板表面及びシール剤により区画されたセルギャップ内に液晶組成物を注入充填して膜面に接触した後、注入孔を封止する。
(Liquid crystal display element)
The liquid crystal display element of the present invention has the liquid crystal alignment film of the present invention.
The liquid crystal alignment film of the present invention is suitable as a liquid crystal alignment film for a transverse electric field type liquid crystal display element such as an IPS method or an FFS method from the viewpoint of obtaining high liquid crystal alignment, and is particularly suitable for an FFS type liquid crystal display element. It is useful as a liquid crystal alignment film.
The liquid crystal display element is manufactured by obtaining a substrate with a liquid crystal alignment film obtained from the liquid crystal alignment agent of the present invention, producing a liquid crystal cell by a known method, and arranging the liquid crystal in the liquid crystal cell. Can be done. Specifically, the following two methods can be mentioned. In the first method, first, two substrates are arranged facing each other through a gap (cell gap) so that the liquid crystal alignment films face each other. Next, the peripheral portions of the two substrates are bonded together using a sealant, and the liquid crystal composition is injected and filled into the surface of the substrate and the cell gap partitioned by the sealant to contact the film surface, and then the injection holes are sealed. Stop.
 第二の方法は、ODF(One Drop Fill)方式と呼ばれる手法である。液晶配向膜を形成した2枚の基板のうちの一方の基板上の所定の場所に、例えば紫外光硬化性のシール剤を塗布し、更に液晶配向膜面上の所定の数箇所に液晶組成物を滴下する。その後、液晶配向膜が対向するように他方の基板を貼り合わせて液晶組成物を基板の全面に押し広げて膜面に接触させる。次いで、基板の全面に紫外光を照射してシール剤を硬化する。いずれの方法による場合でも、更に、用いた液晶組成物が等方相をとる温度まで加熱した後、室温まで徐冷することにより、液晶充填時の流動配向を除去することが望ましい。
 なお、塗膜に対してラビング処理を行った場合には、2枚の基板は、各塗膜におけるラビング方向が互いに所定の角度、例えば直交又は逆平行となるように対向配置される。光配向処理を行った場合も同様に、配向方向が互いに所定の角度、例えば直交又は逆平行となるように対向配置される。
 シール剤としては、例えば硬化剤及びスペーサーとしての酸化アルミニウム球を含有するエポキシ樹脂等を用いることができる。液晶としては、ネマチック液晶及びスメクチック液晶を挙げることができ、その中でもネマチック液晶が好ましい。
The second method is a method called the ODF (One Drop Fill) method. For example, an ultraviolet light-curable sealant is applied to a predetermined place on one of the two substrates on which the liquid crystal alignment film is formed, and the liquid crystal composition is further applied to a predetermined number of places on the liquid crystal alignment film surface. Is dropped. Then, the other substrate is bonded so that the liquid crystal alignment film faces each other, and the liquid crystal composition is spread over the entire surface of the substrate and brought into contact with the film surface. Next, the entire surface of the substrate is irradiated with ultraviolet light to cure the sealant. Regardless of which method is used, it is desirable to remove the flow orientation during liquid crystal filling by further heating the liquid crystal composition used to a temperature at which an isotropic phase is obtained and then slowly cooling the liquid crystal composition to room temperature.
When the coating film is subjected to the rubbing treatment, the two substrates are arranged so as to face each other so that the rubbing directions of the coating films are opposite to each other at a predetermined angle, for example, orthogonal or antiparallel. Similarly, when the photo-alignment treatment is performed, the orientation directions are arranged so as to face each other at a predetermined angle, for example, orthogonal or antiparallel.
As the sealing agent, for example, an epoxy resin containing a curing agent and aluminum oxide spheres as a spacer can be used. Examples of the liquid crystal include a nematic liquid crystal and a smectic liquid crystal, and among them, the nematic liquid crystal is preferable.
 液晶材料は、ポジ型液晶材料やネガ型液晶材料のいずれを用いてもよいが、好ましいのは、ネガ型液晶材料である。次に、偏光板の設置を行う。具体的には、2枚の基板の液晶層とは反対側の面に一対の偏光板を貼り付ける。偏光板としては、ポリビニルアルコールを延伸配向させながらヨウ素を吸収させた「H膜」と称される偏光フィルムを酢酸セルロース保護膜で挟んだ偏光板又はH膜そのものからなる偏光板を挙げることができる。 As the liquid crystal material, either a positive type liquid crystal material or a negative type liquid crystal material may be used, but a negative type liquid crystal material is preferable. Next, the polarizing plate is installed. Specifically, a pair of polarizing plates are attached to the surfaces of the two substrates opposite to the liquid crystal layer. Examples of the polarizing plate include a polarizing plate in which a polarizing film called "H film" in which polyvinyl alcohol is stretch-oriented and iodine is absorbed sandwiched between a cellulose acetate protective film or a polarizing plate made of the H film itself. ..
 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。以下におけ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。また、「Boc」は、tert-ブトキシカルボニル基を表す。 The present invention will be described in more detail with reference to examples below, but the present invention is not limited thereto. The abbreviations of the compounds and the measurement method of each characteristic in the following are as follows. Further, "Boc" represents a tert-butoxycarbonyl group.
(有機溶媒)
 NMP:N-メチル-2-ピロリドン
 GBL:γ-ブチルラクトン
 BCS:ブチルセロソルブ
 DMF:N,N-ジメチルホルムアミド
(Organic solvent)
NMP: N-methyl-2-pyrrolidone GBL: γ-butyl lactone BCS: butyl cellosolve DMF: N, N-dimethylformamide
(ジアミン)
 DA-1~DA-6:それぞれ、下記式(DA-1)~(DA-6)で表される化合物
(Diamine)
DA-1 to DA-6: Compounds represented by the following formulas (DA-1) to (DA-6), respectively.
(テトラカルボン酸二無水物)
 DAH-1~DAH-2:それぞれ、下記式(DAH-1)~(DAH-2)で表される化合物
(Tetracarboxylic dianhydride)
DAH-1 to DAH-2: Compounds represented by the following formulas (DAH-1) to (DAH-2), respectively.
(架橋剤)
 AD-1:下記式(AD-1)で表される化合物
 AD-2:下記式(AD-2)で表される化合物。該化合物は、日本特表2018-537481(段落[0079]~[0080]、図5)に記載の合成法にて合成した。
 AD-3:下記式(AD-3)で表される化合物。
(Crosslinking agent)
AD-1: Compound represented by the following formula (AD-1) AD-2: Compound represented by the following formula (AD-2). The compound was synthesized by the synthetic method described in Japanese Patent Publication No. 2018-537481 (paragraphs [0079] to [0080], FIG. 5).
AD-3: A compound represented by the following formula (AD-3).
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
 
[粘度]
 ポリアミック酸溶液の粘度は、E型粘度計(東機産業社製、TVE-22H)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。
[viscosity]
The viscosity of the polyamic acid solution is measured using an E-type viscometer (TVE-22H, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) at a sample volume of 1.1 mL, a cone rotor TE-1 (1 ° 34', R24), and a temperature of 25 ° C. did.
[モノマーの合成]
 新規化合物であるAD-3の合成法について、以下詳述する。
[Synthesis of monomer]
The method for synthesizing AD-3, which is a novel compound, will be described in detail below.
 下記合成例1に記載の生成物はH-NMR分析により同定した(分析条件は下記の通り)。
 装置:BRUKER ADVANCE III-500MHz
 測定溶媒:重水素化ジメチルスルホキシド(DMSO-d
 基準物質:テトラメチルシラン(TMS)(δ0.0 ppm for H)
The product described in Synthesis Example 1 below was identified by 1 H-NMR analysis (analytical conditions are as follows).
Equipment: BRUKER ADVANCE III-500MHz
Measuring solvent: Deuterated dimethyl sulfoxide (DMSO-d 6 )
Reference substance: Tetramethylsilane (TMS) (δ0.0 ppm for 1 H)
(合成例1 AD-3の合成)
 下記スキームに従って、AD-3を合成した。
(Synthesis Example 1 Synthesis of AD-3)
AD-3 was synthesized according to the following scheme.
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
<AD-3-1の合成>
 テトラエチレングリコール(10.0g,51.5mmol)に対し、コハク酸無水物(13.0g,130mmol)、ジクロロメタン(60g)、及び4-ジメチルアミノピリジン(3.14g,25.7mmol)を加え、50℃で6時間加熱還流した。反応終了後、室温25℃に冷却し、2規定塩酸(60g)で2回分液洗浄し、濃縮し、乾燥させ、AD-3-1を得た(収量:15.6g,39.6mmol,収率77%)。
H-NMR(500MHz) in DMSO-d:12.20(br,2H),4.12(t,4H),3.59(t,4H),3.53(s,8H),2.51(t,4H),2.47(t,4H).
<Synthesis of AD-3-1>
To tetraethylene glycol (10.0 g, 51.5 mmol), succinic anhydride (13.0 g, 130 mmol), dichloromethane (60 g), and 4-dimethylaminopyridine (3.14 g, 25.7 mmol) were added. The mixture was heated under reflux at 50 ° C. for 6 hours. After completion of the reaction, the mixture was cooled to room temperature of 25 ° C., washed twice with 2N hydrochloric acid (60 g), concentrated and dried to obtain AD-3-1 (yield: 15.6 g, 39.6 mmol, yield). Rate 77%).
1 1 H-NMR (500MHz) in DMSO-d 6 : 12.20 (br, 2H), 4.12 (t, 4H), 3.59 (t, 4H), 3.53 (s, 8H), 2 .51 (t, 4H), 2.47 (t, 4H).
<AD-3-2の合成>
 AD-3-1(15.6g,39.6mmol)に対し、ジクロロメタン(94g)、塩化オキサリル(10.4g,81.9mmol)、及びDMF(0.16g)を加え、室温25℃で5時間撹拌した。反応終了後、溶液を濃縮し、AD-3-2の粗体を得た(収量:18g)。得られたAD-3-2の粗体はそのまま次工程に使用した。
<Synthesis of AD-3-2>
Dichloromethane (94 g), oxalyl chloride (10.4 g, 81.9 mmol), and DMF (0.16 g) were added to AD-3-1 (15.6 g, 39.6 mmol), and the temperature at room temperature was 25 ° C. for 5 hours. Stirred. After completion of the reaction, the solution was concentrated to obtain a crude product of AD-3-2 (yield: 18 g). The obtained crude product of AD-3-2 was used as it was in the next step.
<AD-3の合成>
 ビス(2-((トリメチルシリル)オキシ)エチル)アミン(20.8g,83.3mmol)に対し、ジクロロメタン(86g)、及びトリエチルアミン(8.82g,87.2mmol)を加え氷浴で0℃に冷却し、ジクロロメタン(34g)で希釈した上記AD-3-2の粗体(18g)を滴下し、滴下終了後室温25℃で17時間撹拌した。析出したトリエチルアミン塩酸塩を濾過で除去し、水を加えたところ乳化し分液性が大きく悪化したため、水相を含めて全濃縮した。粗体にメタノールを加えたところ目的物が溶解し塩が析出してきたため、濾過・濃縮した。これを3回繰り返し、塩を濾過で除去した。粗体にメタノール(108g)を加え、酢酸(0.030g)を添加し、80℃で2時間加熱撹拌した。トリメチルシリル基の脱離を確認した後、反応液を濃縮した。メタノールを加えて共沸を繰り返し、酢酸を除去した後、アセトニトリル、特製白鷺活性炭を加え80℃で加熱撹拌した後、濾過、濃縮した。これを2回繰り返し、乾燥させ、AD-3を得た(収量:13.1g,23.0mmol,2段階収率58%)。
H-NMR(500MHz)in DMSO-d:4.98(br,4H),4.12(t,4H),3.59(t,4H),3.57-3.43(m,12H),3.41-3.38(m,8H),3.32(t,4H),2.69-2.61(m,4H),2.53-2.49(m,4H).
<Synthesis of AD-3>
Dichloromethane (86 g) and triethylamine (8.82 g, 87.2 mmol) were added to bis (2-((trimethylsilyl) oxy) ethyl) amine (20.8 g, 83.3 mmol) and cooled to 0 ° C. in an ice bath. Then, the crude product (18 g) of AD-3-2 diluted with dichloromethane (34 g) was added dropwise, and after completion of the addition, the mixture was stirred at room temperature of 25 ° C. for 17 hours. The precipitated triethylamine hydrochloride was removed by filtration, and when water was added, it was emulsified and the liquid separation property was significantly deteriorated. When methanol was added to the crude product, the target product was dissolved and salts were precipitated, so the mixture was filtered and concentrated. This was repeated 3 times and the salt was removed by filtration. Methanol (108 g) was added to the crude product, acetic acid (0.030 g) was added, and the mixture was heated and stirred at 80 ° C. for 2 hours. After confirming the elimination of the trimethylsilyl group, the reaction solution was concentrated. Methanol was added and azeotrope was repeated to remove acetic acid, acetonitrile and special Shirasagi activated carbon were added, and the mixture was heated and stirred at 80 ° C., then filtered and concentrated. This was repeated twice and dried to obtain AD-3 (yield: 13.1 g, 23.0 mmol, two-step yield 58%).
1 1 H-NMR (500MHz) in DMSO-d 6 : 4.98 (br, 4H), 4.12 (t, 4H), 3.59 (t, 4H), 3.57-3.43 (m, 12H), 3.41-3.38 (m, 8H), 3.32 (t, 4H), 2.69-2.61 (m, 4H), 2.53-2.49 (m, 4H) ..
[重合体の合成]
(製造例1)
 撹拌装置付き及び窒素導入管付きの200mL四つ口フラスコにDA-1(1.08g、10mmol)、DA-2(3.66g、15mmol)、DA-3(4.81g、15mmol)及びDA-4(3.98g、10mmol)を加えた後、NMP(132g)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撹拌しながらDAH-1(10.54g,47mmol)を加え、NMP(40.3g)を加えた後、さらに40℃で12時間撹拌することで固形分濃度12質量%のポリアミック酸溶液(PAA-1)を得た。このポリアミック酸溶液の粘度は430mPa・sであった。
[Synthesis of polymer]
(Manufacturing Example 1)
DA-1 (1.08 g, 10 mmol), DA-2 (3.66 g, 15 mmol), DA-3 (4.81 g, 15 mmol) and DA- in a 200 mL four-necked flask with a stirrer and a nitrogen inlet tube. After adding 4 (3.98 g, 10 mmol), NMP (132 g) was added, and the mixture was stirred and dissolved while feeding nitrogen. DAH-1 (10.54 g, 47 mmol) was added while stirring this diamine solution, NMP (40.3 g) was added, and the mixture was further stirred at 40 ° C. for 12 hours to obtain a polyamic acid having a solid content concentration of 12% by mass. A solution (PAA-1) was obtained. The viscosity of this polyamic acid solution was 430 mPa · s.
(製造例2)
 撹拌装置付き及び窒素導入管付きの100mLの四つ口フラスコに、DA-5(3.99g、20mmol)及びDA-6(1.49g、5.0mmol)を量り取り、次いで、NMPを49g加えて、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撹拌しながらDAH-2(4.71g、24mmol)を添加し、更に固形分濃度が10質量%になるようにNMPを加え、室温で20時間撹拌してポリアミック酸溶液(PAA-2)(粘度:150mPa・s)を得た。
(Manufacturing Example 2)
Weigh DA-5 (3.99 g, 20 mmol) and DA-6 (1.49 g, 5.0 mmol) into a 100 mL four-necked flask with a stirrer and a nitrogen inlet tube, then add 49 g of NMP. Then, nitrogen was sent and stirred to dissolve. DAH-2 (4.71 g, 24 mmol) was added while stirring this diamine solution, NMP was further added so that the solid content concentration became 10% by mass, and the mixture was stirred at room temperature for 20 hours to obtain a polyamic acid solution (PAA-). 2) (Viscosity: 150 mPa · s) was obtained.
[試料溶液の調製]
(比較例1)
 撹拌子を入れた50mLの三角フラスコに、製造例1で得られたポリアミック酸溶液(PAA-1)(1.33g)を量り取り、製造例2で得られたポリアミック酸溶液(PAA-2)(2.40g)を添加した。さらにNMP(0.27g)、GBL(2.20g)、BCS(3.00g)、及びAD-1の10%NMP溶液(0.80g)を加え、マグネチックスターラーで終夜撹拌し液晶配向剤(AL-1)を得た。
[Preparation of sample solution]
(Comparative Example 1)
The polyamic acid solution (PAA-1) (1.33 g) obtained in Production Example 1 was weighed in a 50 mL Erlenmeyer flask containing a stirrer, and the polyamic acid solution (PAA-2) obtained in Production Example 2 was weighed. (2.40 g) was added. Further, NMP (0.27 g), GBL (2.20 g), BCS (3.00 g), and a 10% NMP solution (0.80 g) of AD-1 were added, and the mixture was stirred overnight with a magnetic stirrer to form a liquid crystal alignment agent (liquid crystal alignment agent). AL-1) was obtained.
(実施例1~2)
 AD-1の代わりにAD-2~AD-3を用いた点を除いては、比較例1と同様の操作を行うことで、液晶配向剤(AL-2)~(AL-3)を得た。
(Examples 1 and 2)
Liquid crystal alignment agents (AL-2) to (AL-3) can be obtained by performing the same operation as in Comparative Example 1 except that AD-2 to AD-3 are used instead of AD-1. rice field.
(比較例2)
 撹拌子を入れた50mLの三角フラスコにAD-1の10%NMP溶液(1.20g)を加え、NMP(2.80g)、GBL(3.00g)及びBCS(3.00g)を加え、マグネチックスターラーで終夜撹拌し溶液(Sol-1)を得た。
(Comparative Example 2)
Add 10% NMP solution (1.20 g) of AD-1 to a 50 mL Erlenmeyer flask containing a stirrer, add NMP (2.80 g), GBL (3.00 g) and BCS (3.00 g), and add Magne. The solution (Sol-1) was obtained by stirring overnight with a tick stirrer.
(実施例3~4)
 AD-1の代わりにAD-2~AD-3を用いた点を除いては、比較例2と同様の操作を行うことで、溶液(Sol-2)~(Sol-3)を得た。
(Examples 3 to 4)
Solutions (Sol-2) to (Sol-3) were obtained by performing the same operation as in Comparative Example 2 except that AD-2 to AD-3 were used instead of AD-1.
[液晶配向剤の評価]
 比較例1及び実施例1~2の液晶配向剤をそれぞれ用いて形成された液晶配向膜及び該液晶配向膜を有する液晶素子について、以下に記載の残像評価及びラビング耐性試験を行った。
[Evaluation of liquid crystal alignment agent]
The afterimage evaluation and rubbing resistance test described below were performed on a liquid crystal alignment film formed by using the liquid crystal alignment agents of Comparative Example 1 and Examples 1 and 2, respectively, and a liquid crystal element having the liquid crystal alignment film.
<液晶セルの作製>
 FFSモード液晶表示素子の構成を備えた液晶セルを作製した。
 始めに、電極付きの基板を準備した。基板は、30mm×35mmの長方形で、厚みが0.7mmのガラス基板を用いた。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ITO電極が形成され、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)膜が形成されていた。第2層目のSiN膜は、層間絶縁膜として機能する膜厚が500nmのものを用いた。第2層目のSiN膜の上には、第3層目としてITO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画素及び第2画素の2つの画素が形成されていた。各画素のサイズは、縦10mmで横約5mmであった。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た。
<Manufacturing of liquid crystal cell>
A liquid crystal cell having a configuration of an FFS mode liquid crystal display element was manufactured.
First, a substrate with electrodes was prepared. As the substrate, a glass substrate having a rectangular shape of 30 mm × 35 mm and a thickness of 0.7 mm was used. An ITO electrode having a solid pattern forming a counter electrode as a first layer is formed on the substrate, and a film is formed on the counter electrode of the first layer as a second layer by a CVD method. A SiN (silicon nitride) film was formed. As the SiN film of the second layer, a film having a film thickness of 500 nm that functions as an interlayer insulating film was used. On the SiN film of the second layer, a comb-shaped pixel electrode formed by patterning an ITO film as the third layer is arranged, and two pixels of the first pixel and the second pixel are formed. Was there. The size of each pixel was 10 mm in length and about 5 mm in width. At this time, the counter electrode of the first layer and the pixel electrode of the third layer were electrically insulated by the action of the SiN film of the second layer.
 第3層目の画素電極は、中央部分が内角160°で屈曲した幅3μmの電極要素が6μmの間隔を開けて平行になるように複数配列された櫛歯形状を有しており、1つの画素は、複数の電極要素の屈曲部を結ぶ線を境に第1領域と第2領域を有していた。 The pixel electrode of the third layer has a comb-teeth shape in which a plurality of electrode elements having a width of 3 μm in which the central portion is bent at an internal angle of 160 ° are arranged in parallel with an interval of 6 μm. The pixel had a first region and a second region with a line connecting the bent portions of the plurality of electrode elements as a boundary.
 次に、比較例1及び実施例1~2で得られた液晶配向剤(AL-1)~(AL-3)を孔径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裏面にITO膜が成膜されている高さ4μmの柱状スペーサーを有するガラス基板に、スピンコートにて塗布した。80℃のホットプレート上で2分間乾燥させた後、IR式オーブンを用いて230℃、30分焼成を行い、厚み100nmの塗膜を形成させた。この塗膜面に偏光紫外線を300mJ/cmとなるように照射して配向処理を施した。再度IR式オーブンを用いて230℃、30分焼成を行って、液晶配向膜付き基板を得た。上記2枚の基板を一組とし、液晶注入口を残して周囲にシール剤(三井化学社製 XN-1500T)を印刷し、もう1枚の基板を、液晶配向膜面が向き合う配向方向が0°になるようにして張り合わせた後、シール剤を硬化させ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MLC-3019(メルク社製)を注入し、注入口を封止して、FFS駆動液晶セルを得た。
 上記のようにして得られたFFS駆動液晶セルに対し、110℃で1時間加熱し、一晩放置した後、下記残像評価を行った。
Next, the liquid crystal alignment agents (AL-1) to (AL-3) obtained in Comparative Example 1 and Examples 1 and 2 were filtered through a filter having a pore size of 1.0 μm, and then the substrate with the electrode was prepared. It was applied by spin coating to a glass substrate having a columnar spacer having a height of 4 μm and having an ITO film formed on the back surface. After drying on a hot plate at 80 ° C. for 2 minutes, baking was performed at 230 ° C. for 30 minutes using an IR oven to form a coating film having a thickness of 100 nm. The surface of the coating film was irradiated with polarized ultraviolet rays at 300 mJ / cm 2 to perform an orientation treatment. Firing was performed again at 230 ° C. for 30 minutes using an IR oven to obtain a substrate with a liquid crystal alignment film. A set of the above two substrates is printed with a sealant (XN-1500T manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) around it, leaving the liquid crystal injection port, and the other substrate is oriented with the liquid crystal alignment film surface facing 0. After laminating at °, the sealant was cured to prepare an empty cell. A liquid crystal MLC-3019 (manufactured by Merck & Co., Inc.) was injected into this empty cell by a vacuum injection method, and the injection port was sealed to obtain an FFS-driven liquid crystal cell.
The FFS-driven liquid crystal cell obtained as described above was heated at 110 ° C. for 1 hour, left overnight, and then the following afterimage evaluation was performed.
<長期交流駆動による残像評価>
 上記FFS駆動液晶セルに対して、60℃の恒温環境下、周波数30Hzで±5Vの交流電圧を120時間印加した(尚、以下、「FFS駆動液晶セル」を「液晶セル」ともいう)。その後、液晶セルの画素電極と対向電極との間をショートさせた状態にし、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の平均値を液晶セルの角度Δとして算出した。
 上記で得られた液晶セルの角度Δが0.10°以上を「×」とし、0.10°未満を「〇」と評価した。
<Afterimage evaluation by long-term AC drive>
An AC voltage of ± 5 V was applied to the FFS-driven liquid crystal cell at a constant temperature of 60 ° C. at a frequency of 30 Hz for 120 hours (hereinafter, the “FFS-driven liquid crystal cell” is also referred to as a “liquid crystal cell”). Then, the pixel electrode of the liquid crystal cell and the counter electrode were short-circuited and left at room temperature for one day.
After leaving it to stand, the liquid crystal cell is placed between two polarizing plates arranged so that the polarization axes are orthogonal to each other, 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 the darkest to the angle at which the first region became the darkest was calculated as the angle Δ. Similarly, in the second pixel, the second region and the first region were compared, and the same angle Δ was calculated. Then, the average value of the angles Δ of the first pixel and the second pixel was calculated as the angle Δ of the liquid crystal cell.
When the angle Δ of the liquid crystal cell obtained above was 0.10 ° or more, it was evaluated as “x”, and when it was less than 0.10 °, it was evaluated as “〇”.
<ラビング耐性試験>
 次に、実施例1~2及び比較例1で得られた液晶配向剤を用いて形成された液晶配向膜の強度を確認するため、ラビング耐性試験を行った。
 比較例1及び実施例1~2で得られた液晶配向剤(AL-1)~(AL-3)を、全面にITO電極が付いたガラス基板のITO面にスピンコートにて塗布した。80℃のホットプレート上で2分間乾燥させた後、IR式オーブンを用いて230℃、30分焼成を行い、厚み100nmの塗膜を形成させた。この塗膜面に偏光紫外線を300mJ/cmとなるように照射して配向処理を施した。再度IR式オーブンを用いて230℃、30分焼成を行って、液晶配向膜付き基板を得た。
 上記のようにして得られた液晶配向膜付き基板に対し、レーヨン布でラビング(ローラー直径:120mm、ローラー回転数:1000rpm、移動速度:20mm/sec、押し込み長:0.6mm)した後に、顕微鏡観察を行い、液晶配向膜のラビング耐性を評価した。
 膜面にラビングによるスジが見られなかったものを「〇」、スジがみられたものを「×」として評価した。
<Rubbing resistance test>
Next, a rubbing resistance test was conducted to confirm the strength of the liquid crystal alignment film formed by using the liquid crystal alignment agents obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1.
The liquid crystal alignment agents (AL-1) to (AL-3) obtained in Comparative Example 1 and Examples 1 and 2 were applied to the ITO surface of a glass substrate having an ITO electrode on the entire surface by spin coating. After drying on a hot plate at 80 ° C. for 2 minutes, baking was performed at 230 ° C. for 30 minutes using an IR oven to form a coating film having a thickness of 100 nm. The surface of the coating film was irradiated with polarized ultraviolet rays at 300 mJ / cm 2 to perform an orientation treatment. Firing was performed again at 230 ° C. for 30 minutes using an IR oven to obtain a substrate with a liquid crystal alignment film.
The substrate with the liquid crystal alignment film obtained as described above is rubbed with a rayon cloth (roller diameter: 120 mm, roller rotation speed: 1000 rpm, moving speed: 20 mm / sec, pushing length: 0.6 mm), and then a microscope. Observation was performed and the rubbing resistance of the liquid crystal alignment film was evaluated.
Those with no rubbing streaks on the film surface were evaluated as "○", and those with streaks were evaluated as "x".
 比較例1及び実施例1~2における、FFS駆動液晶セルに対する残像評価の評価結果、及び液晶配向膜のラビング耐性試験の評価結果を下記表1に示す。 Table 1 below shows the evaluation results of the afterimage evaluation for the FFS-driven liquid crystal cell and the evaluation results of the rubbing resistance test of the liquid crystal alignment film in Comparative Example 1 and Examples 1 and 2.
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000053
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000053
 
 液晶配向剤が低温保管時に固形分が析出しない液晶配向剤であるかを確認するため、比較例2及び実施例3~4の架橋剤溶液(Sol-1)~(Sol-3)を用いて、下記低温保存安定性試験を行った。 In order to confirm whether the liquid crystal alignment agent is a liquid crystal alignment agent in which solid content does not precipitate during low temperature storage, the cross-linking agent solutions (Sol-1) to (Sol-3) of Comparative Example 2 and Examples 3 to 4 are used. , The following low temperature storage stability test was performed.
<低温保存安定性試験>
 比較例2及び実施例3~4で得られた架橋剤溶液(Sol-1)~(Sol-3)について、-20℃で2日間放置し、低温保存安定性を評価する試験を行った。
 2日経過後における溶液の析出状態を観察し、析出がみられない場合、実用上低温保存安定性は良好であると判断し、「○」と評価した。一方、析出がみられた場合、低温保存安定性は悪いと判断し、「×」と評価した。結果を下記表2に示す。
<Low temperature storage stability test>
The cross-linking agent solutions (Sol-1) to (Sol-3) obtained in Comparative Example 2 and Examples 3 to 4 were allowed to stand at −20 ° C. for 2 days, and a test was conducted to evaluate the low temperature storage stability.
After 2 days, the precipitation state of the solution was observed, and if no precipitation was observed, it was judged that the low temperature storage stability was practically good, and the evaluation was "○". On the other hand, when precipitation was observed, it was judged that the low temperature storage stability was poor, and it was evaluated as "x". The results are shown in Table 2 below.
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000054
 
 表1、2に示されるように、アルキルアミド部位を有しかつアミド基のN上にアルキル基を有するAD-2、またはアルキルアミド部位を有しかつエチレングリコール鎖を有するAD-3は、配向剤に適用した際、良好な液晶配向性と高いラビング耐性を付与することができ、しかも低温保存安定性に優れた配向剤を形成できることがわかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000054

As shown in Tables 1 and 2, AD-2 having an alkylamide moiety and having an alkyl group on N of the amide group, or AD-3 having an alkylamide moiety and having an ethylene glycol chain is oriented. It was found that when applied to the agent, a good liquid crystal orientation and high rubbing resistance can be imparted, and an orientation agent having excellent low temperature storage stability can be formed.
 本発明の液晶配向剤から得られる液晶配向膜は、IPS駆動方式やFFS駆動方式の液晶表示素子に代表される、種々の液晶表示素子に好適に用いることができる。そして、これらの表示素子は、表示を目的とする液晶ディスプレイに限定されず、さらには、光の透過と遮断を制御する調光窓や光シャッターなどにおいても有用である。

 
The liquid crystal alignment film obtained from the liquid crystal alignment agent of the present invention can be suitably used for various liquid crystal display elements represented by IPS drive type and FFS drive type liquid crystal display elements. These display elements are not limited to liquid crystal displays intended for display, and are also useful in dimming windows and optical shutters that control the transmission and blocking of light.

Claims (17)

  1.  下記の(A)成分と(B)成分とを含有する液晶配向剤。
    (A)成分:液晶を配向させる能力を有する重合体(A)
    (B)成分:下記式(1)で表されるヒドロキシアルキルアミド化合物(B)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     
    (Rは炭素数1~6のアルキル基、R、Rは、それぞれ独立に水素原子又は炭素数1~6の1価の有機基、Aは炭素数1~30の2価の有機基を表す。)
    A liquid crystal alignment agent containing the following component (A) and component (B).
    (A) Component: Polymer (A) having the ability to orient the liquid crystal display
    Component (B): Hydroxyalkylamide compound (B) represented by the following formula (1)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001

    (R is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R 1 and R 2 are independently hydrogen atoms or monovalent organic groups having 1 to 6 carbon atoms, and A is a divalent organic group having 1 to 30 carbon atoms. Represents.)
  2.  前記式(1)において、Rが水素原子である、請求項1に記載の液晶配向剤。 The liquid crystal alignment agent according to claim 1, wherein R 2 is a hydrogen atom in the formula (1).
  3.  前記式(1)において、Aが、炭素数1~30の2価の炭化水素基である、請求項1~2のいずれか1項に記載の液晶配向剤。 The liquid crystal alignment agent according to any one of claims 1 to 2, wherein A is a divalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms in the above formula (1).
  4.  ヒドロキシアルキルアミド化合物(B)が、下記式(b-1)~(b-3)で表される化合物のいずれかである、請求項1~3のいずれか1項に記載の液晶配向剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    The liquid crystal alignment agent according to any one of claims 1 to 3, wherein the hydroxyalkylamide compound (B) is any of the compounds represented by the following formulas (b-1) to (b-3).
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
  5.  下記の(A’)成分と(B’)成分とを含有する液晶配向剤。
    (A’)成分:液晶を配向させる能力を有する重合体(A’)
    (B’)成分:下記式(1’)で表されるヒドロキシアルキルアミド化合物(B’)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     
    (R’は、基「*-C(R2’-C(R1’-OH」(*は結合手を表す。R1’、R2’は、それぞれ独立に水素原子又は炭素数1~6の1価の有機基を表す。)で表される1価の有機基を表し、複数のR’はそれぞれ同一でも異なってもよい。nは1~30の整数である。L1’は炭素数1~10の2価の有機基であり、複数のL1’はそれぞれ同一でも異なってもよい。)
    A liquid crystal alignment agent containing the following (A') component and (B') component.
    (A') component: Polymer (A') having the ability to orient the liquid crystal display.
    Component (B'): Hydroxyalkylamide compound (B') represented by the following formula (1')
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003

    (R 'is a group "* -C (R 2') 2 -C (R 1 ') 2 -OH " (* represents a bond .R 1', R 2 'each independently represent a hydrogen atom or It represents a monovalent organic group having 1 to 6 carbon atoms.), And a plurality of R's may be the same or different. N is an integer of 1 to 30. L 1 'is a divalent organic group having 1 to 10 carbon atoms, more L 1' may be the same or different.)
  6.  ヒドロキシアルキルアミド化合物(B’)が、下記式(b’-1)~(b’-5)で表される化合物のいずれかである、請求項5に記載の液晶配向剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    The liquid crystal alignment agent according to claim 5, wherein the hydroxyalkylamide compound (B') is any of the compounds represented by the following formulas (b'-1) to (b'-5).
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
  7.  前記重合体(A)又は前記重合体(A’)が、ポリイミド前駆体及び該ポリイミド前駆体のイミド化物であるポリイミド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、請求項1~6のいずれか1項に記載の液晶配向剤。 Claims 1 to 6 wherein the polymer (A) or the polymer (A') is at least one polymer selected from the group consisting of a polyimide precursor and a polyimide which is an imidized product of the polyimide precursor. The liquid crystal alignment agent according to any one of the above items.
  8.  前記ポリイミド前駆体が、下記式(2)で表され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成分を用いて得られる請求項7に記載の液晶配向剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
     
    (Xは、下記式(x-1)~(x-13)から選ばれる構造を表す。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
     
    (R~Rはそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数2~6のアルケニル基、炭素数2~6のアルキニル基、フッ素原子を含有する炭素数1~6の1価の有機基、又はフェニル基を表す。R及びRは、それぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表す。j及びkは、0又は1の整数であり、A及びAは、それぞれ独立して、単結合、-O-、-CO-、-COO-、フェニレン基、スルホニル基、又はアミド基を表す。複数のAは、それぞれ同一でも異なってもよい。*1は一方の酸無水物基に結合する結合手であり、*2は他方の酸無水物基に結合する結合手である。)
    The liquid crystal alignment agent according to claim 7, wherein the polyimide precursor is obtained by using a tetracarboxylic acid component containing a tetracarboxylic dianhydride represented by the following formula (2).
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005

    (X represents a structure selected from the following equations (x-1) to (x-13).)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006

    (R 1 to R 4 each independently contain a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 6 carbon atoms, and a fluorine atom. It represents a monovalent organic group or a phenyl group having 1 to 6 carbon atoms. R 5 and R 6 independently represent a hydrogen atom or a methyl group. J and k are integers of 0 or 1. , a 1 and a 2 are each independently a single bond, -O -, - CO -, -. COO-, a phenylene group, a sulfonyl group or an more a 2 an amide group, are different from each identical * 1 is a bond that binds to one acid anhydride group, and * 2 is a bond that binds to the other acid anhydride group.)
  9.  前記式(x-1)が、下記式(x1-1)~(x1-6)からなる群から選ばれる請求項8に記載の液晶配向剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
     
    (*1は一方の酸無水物基に結合する結合手であり、*2は他方の酸無水物基に結合する結合手である。)
    The liquid crystal alignment agent according to claim 8, wherein the formula (x-1) is selected from the group consisting of the following formulas (x1-1) to (x1-6).
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007

    (* 1 is a bond that binds to one acid anhydride group, and * 2 is a bond that binds to the other acid anhydride group.)
  10.  前記ポリイミド前駆体が、下記式(3)及び(3i)で表されるジアミンから選ばれる少なくとも1種以上のジアミンを含有するジアミン成分を用いて得られる請求項7~9のいずれか1項に記載の液晶配向剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
     
    (Yは下記式(O)で表される2価の有機基を表す。Rは水素原子又は炭素数1~6のアルキル基を表す。Y3iは、下記式(O’)で表される2価の有機基を表す。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
     
    (Arは、2価のベンゼン環、ビフェニル構造、又はナフタレン環を表す。2つのArは同一でも異なってもよく、前記環の任意の水素原子は1価の置換基で置換されていてもよい。pは0又は1の整数である。Qは-(CH-(nは2~18の整数である。)、又は前記-(CH-の-CH-の少なくとも一部を-O-、-C(=O)-又は-O-C(=O)-のいずれかで置き換えた基を表す。*は結合手を表す。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
     
    (Ar’は、2価のベンゼン環、又はビフェニル構造を表す。2つのAr’は同一でも異なってもよく、前記環の任意の水素原子は1価の置換基で置換されていてもよい。p’は0又は1の整数である。Q3’は-(CH-(nは2~18の整数である。)、又は前記-(CH-の-CH-の少なくとも一部を-O-、-C(=O)-又は-O-C(=O)-のいずれかで置き換えた基を表す。*は結合手を表す。)
    The present invention according to any one of claims 7 to 9, wherein the polyimide precursor is obtained by using a diamine component containing at least one diamine selected from the diamines represented by the following formulas (3) and (3i). The liquid crystal alignment agent described.
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008

    (Y 3 represents a divalent organic group represented by the following formula (O). R represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Y 3i is represented by the following formula (O'). Represents a divalent organic group.)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009

    (Ar represents a divalent benzene ring, a biphenyl structure, or a naphthalene ring. The two Ars may be the same or different, and any hydrogen atom in the ring may be substituted with a monovalent substituent. .p is .Q 3 is an integer of 0 or 1 - (CH 2) n - (. n is an integer of 2 to 18), or the - (CH 2) n - at least - -CH 2 of Represents a group in which a part is replaced with either -O-, -C (= O)-or -OC (= O)-. * Represents a bond.)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010

    (Ar'represents a divalent benzene ring or biphenyl structure. The two Ar's may be the same or different, and any hydrogen atom in the ring may be substituted with a monovalent substituent. p 'is an integer of 0 or 1 .Q 3' is - (CH 2) n - (. n is an integer of 2 to 18), or the - (CH 2) n - of - -CH 2 of Represents a group in which at least a part is replaced with either -O-, -C (= O)-or -OC (= O)-. * Represents a bond.)
  11.  前記式(O)で表される2価の有機基が、下記式(o-1)~(o-16)のいずれかである、請求項10に記載の液晶配向剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
     
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
     
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
    (式中の「*」は結合位置を表す。)
    The liquid crystal alignment agent according to claim 10, wherein the divalent organic group represented by the formula (O) is any of the following formulas (o-1) to (o-16).
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011

    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012

    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
    ("*" In the formula indicates the bond position.)
  12.  前記ポリイミド前駆体が、窒素含有複素環(但し、ポリイミドが有するイミド環を除く。)、第二級アミノ基及び第三級アミノ基からなる群から選ばれる少なくとも一種の窒素含有構造を有するジアミンを含有するジアミン成分を用いて得られる請求項7~11のいずれか1項に記載の液晶配向剤。 The polyimide precursor is a diamine having at least one nitrogen-containing structure selected from the group consisting of a nitrogen-containing heterocycle (excluding the imide ring of the polyimide), a secondary amino group and a tertiary amino group. The liquid crystal alignment agent according to any one of claims 7 to 11 obtained by using the contained diamine component.
  13.  請求項1~12のいずれか1項に記載の液晶配向剤を基板に塗布し、焼成し、得られる膜に偏光された放射線を照射する液晶配向膜の製造方法。 A method for producing a liquid crystal alignment film, wherein the liquid crystal alignment agent according to any one of claims 1 to 12 is applied to a substrate, fired, and the obtained film is irradiated with polarized radiation.
  14.  温度150~250℃で焼成する請求項13に記載の液晶配向膜の製造方法。 The method for producing a liquid crystal alignment film according to claim 13, which is fired at a temperature of 150 to 250 ° C.
  15.  請求項1~12のいずれか1項に記載の液晶配向剤から形成されてなる液晶配向膜。 A liquid crystal alignment film formed from the liquid crystal alignment agent according to any one of claims 1 to 12.
  16.  請求項15に記載の液晶配向膜を具備する液晶表示素子。 A liquid crystal display element provided with the liquid crystal alignment film according to claim 15.
  17.  IPS駆動方式又はFFS駆動方式である請求項16に記載の液晶表示素子。

     
    The liquid crystal display element according to claim 16, which is an IPS drive system or an FFS drive system.

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