JP5293943B2 - Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポリアミック酸と複数のアリル基を有する化合物とを含有する液晶配向剤とその用途に関する。 The present invention relates to a liquid crystal aligning agent containing a polyamic acid and a compound having a plurality of allyl groups, and uses thereof.
液晶表示素子は、ノートパソコンやデスクトップパソコンのモニターをはじめ、ビデオカメラのビューファインダー、投写型のディスプレイ等の様々な液晶表示装置に使われており、最近ではテレビとしても用いられるようになってきた。さらに、光プリンターヘッド、光フーリエ変換素子、ライトバルブ等のオプトエレクトロニクス関連素子としても利用されている。 Liquid crystal display elements are used in various liquid crystal display devices such as monitors for notebook computers and desktop computers, video camera viewfinders, and projection displays. Recently, they have also been used as televisions. . Furthermore, it is also used as an optoelectronic-related element such as an optical printer head, an optical Fourier transform element, or a light valve.
液晶表示素子は、通常は、1)対向配置されている一対の基板、2)前記一対の基板それぞれの対向している面の一方または両方に形成されている電極、3)前記一対の基板それぞれの対向している面に形成された液晶配向膜、および4)前記一対の基板間に形成された液晶層、を有する。 The liquid crystal display element usually has 1) a pair of substrates arranged opposite to each other, 2) electrodes formed on one or both of the opposed surfaces of each of the pair of substrates, and 3) each of the pair of substrates. And a liquid crystal layer formed between the pair of substrates.
従来の液晶表示素子としては、ネマチック液晶を用いた表示素子が主流であり、1)90度ツイストしたTN(Twisted Nematic)型液晶表示素子、2)通常180度以上ツイストしたSTN(Super Twisted Nematic)型液晶表示素子、3)薄膜トランジスタを使用したいわゆるTFT(Thin Film Transistor)型液晶表示素子が実用化されている。これらの液晶表示素子は、画像が適正に視認できる視野角が狭く、斜め方向から見たときに輝度やコントラストの低下および中間調での輝度反転を生じるという欠点を有している。 As a conventional liquid crystal display element, a display element using a nematic liquid crystal is mainly used. 1) TN (Twisted Nematic) type liquid crystal display element twisted by 90 degrees, 2) STN (Super Twisted Nematic) twisted by 180 degrees or more. 3) A so-called TFT (Thin Film Transistor) type liquid crystal display element using a thin film transistor has been put into practical use. These liquid crystal display elements have a drawback that the viewing angle at which an image can be properly viewed is narrow, and when viewed from an oblique direction, luminance and contrast are lowered and luminance is inverted in a halftone.
近年、この視野角の問題については、1)光学補償フィルムを用いたTN−TFT型液晶表示素子、2)垂直配向と光学補償フィルムを用いたVA(Vertical Alignment)型液晶表示素子、3)垂直配向と突起構造物の技術を併用したMVA(Multi Domain Vertical Alignment)型液晶表示素子、または4)横電界方式のIPS(In-Plane Switching)型液晶表示素子、5)ECB(Electrically Controlled Birefringence)型液晶表示素子、6)光学補償ベンド(Optically Compensated BendまたはOptically self-Compensated Birefringence:OCB)型液晶表示素子等の技術により改良されている。そして、改良された技術が実用化され、または実用化が検討されている。 In recent years, the problems of viewing angle are as follows: 1) TN-TFT type liquid crystal display element using optical compensation film, 2) VA (vertical alignment) type liquid crystal display element using vertical alignment and optical compensation film, 3) vertical MVA (Multi Domain Vertical Alignment) type liquid crystal display element using both alignment and protrusion structure technology, or 4) In-plane switching (IPS) type liquid crystal display element of horizontal electric field type, 5) ECB (Electrically Controlled Birefringence) type Liquid crystal display element 6) It is improved by a technique such as an optically compensated bend (Optically Compensated Bend or Optically Self-Compensated Birefringence: OCB) type liquid crystal display element. And the improved technique is put to practical use or practical use is being studied.
液晶表示素子の技術の発展は、単にこれらの駆動方式や素子構造の改良のみならず、液晶表示素子に使用される構成部材の改良によっても達成されている。液晶表示素子に使用される構成部材のなかでも、特に液晶配向膜は、液晶表示素子の表示品位に係わる重要な要素の1つであり、液晶表示素子の高品質化に伴って液晶配向膜の役割が年々重要になってきている。 The development of the technology of the liquid crystal display element is achieved not only by simply improving these driving methods and element structures, but also by improving the components used in the liquid crystal display element. Among the structural members used in the liquid crystal display element, the liquid crystal alignment film is one of the important elements related to the display quality of the liquid crystal display element. Roles are becoming important year after year.
液晶配向膜は、液晶配向剤より調製される。現在、主として用いられている液晶配向剤は、ポリアミック酸または可溶性のポリイミドを有機溶剤に溶解させた溶液である。このような溶液を基板に塗布した後、加熱等の手段により成膜してポリイミド系配向膜を形成させる。ポリアミック酸以外の種々の液晶配向剤も検討されているが、耐熱性、耐薬品性(耐液晶性)、塗布性、液晶配向性、電気特性、光学特性、表示特性等の点から、ほとんど実用化されていない。 The liquid crystal alignment film is prepared from a liquid crystal aligning agent. Currently, the liquid crystal aligning agent mainly used is a solution in which polyamic acid or soluble polyimide is dissolved in an organic solvent. After applying such a solution to a substrate, a polyimide-based alignment film is formed by film formation by means such as heating. Various liquid crystal aligning agents other than polyamic acid are also being studied, but they are almost practical in terms of heat resistance, chemical resistance (liquid crystal resistance), coating properties, liquid crystal alignment properties, electrical properties, optical properties, display properties, etc. It has not been converted.
液晶表示素子の表示品位を向上させるために液晶配向膜に要求される重要な特性として、電圧保持率が挙げられる。電圧保持率が低いと、フレーム期間中に液晶にかかる電圧が低下し、結果として輝度が低下して正常な諧調表示に支障をきたすことがある。また、例え初期の電圧保持率が高くても、高温加速試験後の電圧保持率(長期信頼性)が低下してしまうような場合は問題である。 An important characteristic required for the liquid crystal alignment film in order to improve the display quality of the liquid crystal display element is a voltage holding ratio. When the voltage holding ratio is low, the voltage applied to the liquid crystal during the frame period is lowered, and as a result, the luminance is lowered, and normal gradation display may be hindered. Moreover, even if the initial voltage holding ratio is high, there is a problem when the voltage holding ratio (long-term reliability) after the high temperature acceleration test is lowered.
前記の問題を解決する試みとして、最近ではいくつかの方法が提案されている。
1)液晶配向膜を形成させるための、物性の異なる2つ以上のポリアミック酸を組み合わせて含むポリアミック酸組成物が知られている(例えば特許文献1および2参照)。
2)ポリアミック酸とポリアミドを含むポリマー成分と、溶剤とを含有するワニス組成物が知られている(例えば特許文献3参照)。
3)物性の異なる2つ以上のポリアミック酸およびポリアミド、ならびに溶剤を含有するワニス組成物が知られている(例えば特許文献4参照)。
4)特定構造のジアミンを用いて合成されるポリアミック酸等を含むワニス組成物が知られている(例えば特許文献5参照)。
5)ポリイミドおよびポリアミック酸ワニスに低分子エポキシ樹脂を添加する技術が知られている(例えば特許文献6参照)。
As an attempt to solve the above problem, several methods have been proposed recently.
1) A polyamic acid composition containing a combination of two or more polyamic acids having different physical properties for forming a liquid crystal alignment film is known (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
2) A varnish composition containing a polymer component containing polyamic acid and polyamide and a solvent is known (see, for example, Patent Document 3).
3) A varnish composition containing two or more polyamic acids and polyamides having different physical properties and a solvent is known (see, for example, Patent Document 4).
4) A varnish composition containing a polyamic acid or the like synthesized using a diamine having a specific structure is known (see, for example, Patent Document 5).
5) A technique of adding a low-molecular epoxy resin to polyimide and polyamic acid varnish is known (see, for example, Patent Document 6).
ポリアミック酸に添加剤を加えることによって、液晶表示素子の性能の改善を含む課題の解決を図っている技術が幾つか提案されている。このような技術としては、例えば、ポリアミック酸とオキサジン構造またはオキサゾリン構造を有する硬化促進剤とを含有する液晶配向剤(例えば特許文献7参照)、ポリアミック酸とアルケニル置換ナジイミド化合物とを含有する液晶配向剤(例えば特許文献8および9参照)、およびポリアミック酸とエポキシ基含有化合物とを含有する液晶配向剤(例えば特許文献10および11参照)が挙げられる。 Several techniques have been proposed for solving problems including improvement of the performance of liquid crystal display elements by adding an additive to polyamic acid. Examples of such a technique include a liquid crystal alignment agent containing a polyamic acid and a curing accelerator having an oxazine structure or an oxazoline structure (see, for example, Patent Document 7), and a liquid crystal alignment containing a polyamic acid and an alkenyl-substituted nadiimide compound. And a liquid crystal aligning agent (for example, see Patent Documents 10 and 11) containing a polyamic acid and an epoxy group-containing compound.
また、光配向用化合物に添加剤を加えることによって、液晶表示素子の性能の改善を含む課題の解決を図っている技術も幾つか提案されている。このような技術としては、例えば、二色性分子とラジカル重合性基としてナジイミド基を有する化合物とを含有する光配向用組成物(例えば特許文献12参照)が挙げられる。 In addition, several techniques have been proposed in which problems including improvement of the performance of the liquid crystal display element are solved by adding an additive to the photoalignment compound. Examples of such a technique include a photoalignment composition containing a dichroic molecule and a compound having a nadiimide group as a radical polymerizable group (see, for example, Patent Document 12).
しかしながら、これらの先行技術によって、電圧保持率および長期信頼性の問題は十分に解決されていない。例えば、特許文献7では、前記硬化促進剤は、液晶配向膜を作製する際のイミド化において蒸発、昇華、分解するとされており、このような液晶配向膜を用いて作製された液晶配向膜において硬化促進剤が液晶配向膜の電気特性に及ぼす影響については検討されていない。 However, these prior arts have not sufficiently solved the problems of voltage holding ratio and long-term reliability. For example, in Patent Document 7, the curing accelerator is assumed to evaporate, sublimate, and decompose in imidization when a liquid crystal alignment film is manufactured. In a liquid crystal alignment film manufactured using such a liquid crystal alignment film, The effect of the curing accelerator on the electrical properties of the liquid crystal alignment film has not been studied.
上記状況を考慮して、電圧保持率の経時的な変動に伴う電気特性に対する長期信頼性の問題が改善された液晶表示素子用の液晶配向剤、それを用いて形成される液晶配向膜、およびそれを具備した液晶表示素子の開発が望まれている。 In consideration of the above situation, a liquid crystal aligning agent for a liquid crystal display element in which the problem of long-term reliability with respect to electrical characteristics due to a change in voltage holding ratio with time is improved, a liquid crystal alignment film formed using the same, and Development of a liquid crystal display device including the same is desired.
本発明者らは、前記課題を解決するべく鋭意研究を行った。その結果、ポリアミック酸とこのポリアミック酸の誘導体とから選ばれるポリマーと分子内に複数のアリル基を有する化合物とを含有する液晶配向剤を使用して液晶配向膜を作製するとき、この配向膜を有する液晶表示素子では、良好な長期信頼性を付与することができることを見出し、本発明を完成させた。 The present inventors have intensively studied to solve the above problems. As a result, when preparing a liquid crystal alignment film using a liquid crystal aligning agent containing a polymer selected from a polyamic acid and a derivative of this polyamic acid and a compound having a plurality of allyl groups in the molecule, It has been found that the liquid crystal display element can have good long-term reliability, and the present invention has been completed.
本発明の液晶配向剤は次の[1]項に示される。
[1] ポリアミック酸およびその誘導体から選ばれる少なくとも1つのポリマーと複数のアリル基を有する化合物とを含有する組成物であって、複数のアリル基を有する化合物が式(A−1)〜式(A−7)で表される化合物の群から選ばれる少なくとも1つである液晶配向剤:
(ここに、Z1は独立して単結合、−O−、−CO−、−CONH−、−NHCO−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−(CH2)t−、または−O−(CH2)t−O−であって、tは1〜8の整数であり;Z2は−CH2CH2−または1,4−フェニレンであり;Q1は式(B−1)で表される基であり;Q2は式(B−2)で表される基であり;Q3は水素または式(B−3)で表される基であり;そして、ベンゼン環の任意の水素はフッ素、メチルまたは−OHで置き換えられてもよい。)
The liquid crystal aligning agent of this invention is shown by the following [1] term.
[1] A composition containing at least one polymer selected from polyamic acid and derivatives thereof and a compound having a plurality of allyl groups, wherein the compounds having a plurality of allyl groups are represented by formulas (A-1) to ( A-7) A liquid crystal aligning agent which is at least one selected from the group of compounds represented by:
(Wherein Z 1 is independently a single bond, —O—, —CO—, —CONH—, —NHCO—, —C (CH 3 ) 2 —, —C (CF 3 ) 2 —, — (CH 2) t -, or -O- (CH 2) a t -O-, t is an integer from 1 to 8; Z 2 is -CH 2 CH 2 - be or 1,4-phenylene; Q 1 is a group represented by the formula (B-1); Q 2 is a group represented by the formula (B-2); Q 3 is a group represented by hydrogen or the formula (B-3) Yes; and any hydrogen on the benzene ring may be replaced with fluorine, methyl or —OH.)
本発明の液晶配向剤を用いて液晶配向膜とすることにより、液晶表示素子の電圧保持率の低下を顕著に抑制することができる。 By using the liquid crystal aligning agent of this invention as a liquid crystal aligning film, the fall of the voltage holding rate of a liquid crystal display element can be suppressed notably.
まず最初に、本明細書で用いる用語について説明する。式(A−1)で表される化合物を化合物(A−1)と略記することがある。他の式で表される化合物についても同様の略記法を適用することがある。化学式を定義する際に用いる用語「任意の」は、位置だけでなく個数についても任意であることを意味する。そして、例えば、「任意のAはB、CまたはDで置き換えられてもよい」という表現は、任意のAがBで置き換えられる場合、任意のAがCで置き換えられる場合および任意のAがDで置き換えられる場合に加えて、複数のAがB〜Dの少なくとも2つで置き換えられる場合をも含むことを意味する。但し、任意の−CH2−が−O−で置き換えられてもよい場合には、連続する複数の−CH2−が−O−で置き換えられることは含まれない。 First, terms used in this specification will be described. The compound represented by formula (A-1) may be abbreviated as compound (A-1). Similar abbreviations may be applied to compounds represented by other formulas. The term “arbitrary” used in defining a chemical formula means that not only the position but also the number is arbitrary. And for example, the expression “any A may be replaced by B, C or D” means that any A is replaced by B, any A is replaced by C, and any A is D In addition to the case where it is replaced with, it is meant to include the case where a plurality of A are replaced with at least two of B to D. However, in the case where any —CH 2 — may be replaced by —O—, the replacement of a plurality of consecutive —CH 2 — with —O— is not included.
六角形で囲んだB、Cなどの記号はそれぞれ環B、環Cなどを意味する。環構造の基の炭素原子の位置に結合手が固定されていない置換基または遊離基は、その環構造の基とのそれらの結合位置が任意であることを意味する。下記のナジイミド基における置換基の結合位置は、1、5または7位である。
Symbols such as B and C surrounded by hexagons mean ring B and ring C, respectively. A substituent or a free radical in which a bond is not fixed at a carbon atom position of a ring structure group means that the bonding position with the ring structure group is arbitrary. The bonding position of the substituent in the following nadiimide group is the 1, 5 or 7 position.
上記の式(A−6)または式(A−7)で表されるアリル置換ナジイミド化合物は、マレイミド基を3つまたは4つ有する化合物とアリルシクロペンタジエンを反応させるか、またはアミノ基を3つまたは4つ有する化合物とアリルビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物を反応させることによって得られる。そして、アリルビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物は、アリルシクロペンタジエンと無水マレイン酸を反応させることによって得られる。即ち、アリルシクロペンタジエンはアリル置換ナジイミド化合物を製造するために必須の中間体である。アリルクロライドとシクロペンタジエンを反応させることによって得られるこのアリルシクロペンタジエンは、単一の化合物であるよりも、アリル基の結合位置が異なる複数の化合物の混合物である可能性が強い。そして、この混合物を単一の化合物に分別することは経済上の観点から非常に困難である。また、この単一の化合物を用いることが本発明の目的を達成するために必須というわけでもない。即ち、本発明においては、アリル置換ナジイミド化合物がアリル基の置換位置が異なる化合物の混合物であっても同じ効果が得られるので、このアリルシクロペンタジエンは混合物である可能性を残したまま用いられる。従って、アリル置換ナジイミド化合物もアリル基の結合位置が異なる化合物の混合物である可能性が強い。これが、アリル置換ナジイミド化合物を示す式において、アリル基の置換位置が環を構成するいずれかの炭素に固定されていない理由である。 The allyl-substituted nadiimide compound represented by the above formula (A-6) or formula (A-7) is obtained by reacting a compound having three or four maleimide groups with allylcyclopentadiene or three amino groups. Alternatively, it can be obtained by reacting a compound having four with allylbicyclo [2,2,1] hept-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride. Allylbicyclo [2,2,1] hept-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride is obtained by reacting allylcyclopentadiene with maleic anhydride. That is, allylcyclopentadiene is an essential intermediate for producing an allyl-substituted nadiimide compound. The allylcyclopentadiene obtained by reacting allyl chloride with cyclopentadiene is more likely to be a mixture of a plurality of compounds having different allyl group bonding positions than a single compound. And it is very difficult from an economic viewpoint to fractionate this mixture into a single compound. In addition, the use of this single compound is not essential for achieving the object of the present invention. That is, in the present invention, even if the allyl-substituted nadiimide compound is a mixture of compounds having different allyl group substitution positions, the same effect can be obtained, so that this allylcyclopentadiene is used with the possibility of being a mixture. Therefore, there is a strong possibility that the allyl-substituted nadiimide compound is also a mixture of compounds having different allyl group bonding positions. This is the reason why the substitution position of the allyl group is not fixed to any carbon constituting the ring in the formula showing the allyl-substituted nadiimide compound.
側鎖型ジアミンおよび非側鎖型ジアミンについては、本発明で用いるジアミンに関する説明の最初にこれらの用語の定義を述べる。 Regarding the side chain type diamine and the non-side chain type diamine, definitions of these terms will be described at the beginning of the explanation regarding the diamine used in the present invention.
本発明は、前記の[1]項と次に示す[2]〜[23]項で構成される。
[2] ポリアミック酸およびその誘導体から選ばれる少なくとも1つのポリマーと複数のアリル基を有する化合物とを含有する組成物であって、複数のアリル基を有する化合物が式(A−1)、式(A−2)、式(A−6)および式(A−7)で表される化合物の群から選ばれる少なくとも1つの化合物である、[1]項に記載の液晶配向剤。
(ここに、Z1は独立して単結合、−O−、−(CH2)t−、または−O−(CH2)t−O−であって、tは1〜8の整数であり;そして、ベンゼン環の任意の水素は−OHで置き換えられてもよい。)
The present invention comprises the above item [1] and the following items [2] to [23].
[2] A composition containing at least one polymer selected from polyamic acid and derivatives thereof and a compound having a plurality of allyl groups, wherein the compound having a plurality of allyl groups is represented by formulas (A-1) and ( The liquid crystal aligning agent as described in the item [1], which is at least one compound selected from the group of compounds represented by A-2), formula (A-6) and formula (A-7).
(Where Z 1 is independently a single bond, —O—, — (CH 2 ) t —, or —O— (CH 2 ) t —O—, and t is an integer of 1-8. And any hydrogen on the benzene ring may be replaced with -OH.)
[3] ポリアミック酸およびその誘導体から選ばれる少なくとも1つのポリマーと複数のアリル基を有する化合物とを含有する組成物であって、複数のアリル基を有する化合物が式(A−1−1)、式(A−2−1)、式(A−6−1)、式(A−6−2)、式(A−7−1)または式(A−7−2)で表される化合物である、1項に記載の液晶配向剤。
[3] A composition containing at least one polymer selected from polyamic acid and derivatives thereof and a compound having a plurality of allyl groups, wherein the compound having a plurality of allyl groups is represented by formula (A-1-1), A compound represented by formula (A-2-1), formula (A-6-1), formula (A-6-2), formula (A-7-1) or formula (A-7-2); The liquid crystal aligning agent of 1 with a certain item.
[4]ポリアミック酸およびその誘導体から選ばれる少なくとも1つのポリマーと複数のアリル基を有する化合物とを含有する組成物であって、複数のアリル基を有する化合物の割合がこのポリマーに対する重量比で0.01〜1.0である、[1]〜[3]のいずれか1項に記載の液晶配向剤。 [4] A composition containing at least one polymer selected from polyamic acid and derivatives thereof and a compound having a plurality of allyl groups, wherein the ratio of the compound having a plurality of allyl groups is 0 by weight to the polymer The liquid crystal aligning agent of any one of [1]-[3] which is 0.01-1.0.
[5] ポリアミック酸が式(1)、式(2)、式(5)〜式(7)および式(14)で表される芳香族テトラカルボン酸二無水物の少なくとも1つとジアミンとを反応させることによって得られるポリマーである、[1]〜[4]のいずれか1項に記載の液晶配向剤。
[5] The polyamic acid reacts with at least one of the aromatic tetracarboxylic dianhydrides represented by formula (1), formula (2), formula (5) to formula (7) and formula (14) and diamine. The liquid crystal aligning agent of any one of [1]-[4] which is a polymer obtained by making it.
[6] ポリアミック酸が式(1)で表される芳香族テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを反応させることによって得られるポリマーである、[1]〜[4]のいずれか1項に記載の液晶配向剤。
[6] The method according to any one of [1] to [4], wherein the polyamic acid is a polymer obtained by reacting an aromatic tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (1) with a diamine. Liquid crystal aligning agent.
[7] ポリアミック酸が式(1)、式(2)、式(5)〜式(7)および式(14)で表される芳香族テトラカルボン酸二無水物の少なくとも1つと芳香族以外のテトラカルボン酸二無水物との混合物とジアミンを反応させることによって得られるポリマーである、[1]〜[4]のいずれか1項に記載の液晶配向剤。
[7] The polyamic acid is at least one of the aromatic tetracarboxylic dianhydrides represented by the formula (1), the formula (2), the formula (5) to the formula (7), and the formula (14) and other than the aromatic The liquid crystal aligning agent according to any one of [1] to [4], which is a polymer obtained by reacting a mixture of tetracarboxylic dianhydride with diamine.
[8] ポリアミック酸が式(1)で表される芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族以外のテトラカルボン酸二無水物との混合物とジアミンを反応させることによって得られるポリマーである、[1]〜[4]のいずれか1項に記載の液晶配向剤。
[8] The polyamic acid is a polymer obtained by reacting a diamine with a mixture of an aromatic tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (1) and a tetracarboxylic dianhydride other than aromatic, [ The liquid crystal aligning agent of any one of [1]-[4].
[9] ポリアミック酸が式(1)、式(2)、式(5)〜式(7)および式(14)で表される芳香族テトラカルボン酸二無水物の少なくとも1つと芳香族以外のテトラカルボン酸二無水物との混合物とジアミンを反応させることによって得られるポリマーであって、芳香族以外のテトラカルボン酸二無水物が式(19)、式(23)、式(25)、式(35)〜式(37)、式(39)、式(44)および式(49)で表される化合物の少なくとも1つである、[7]項に記載の液晶配向剤。
[9] The polyamic acid is a compound other than an aromatic tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (1), the formula (2), the formula (5) to the formula (7), and the formula (14). A polymer obtained by reacting a mixture of a tetracarboxylic dianhydride with a diamine, wherein the tetracarboxylic dianhydride other than aromatic is represented by formula (19), formula (23), formula (25), formula The liquid crystal aligning agent as described in the item [7], which is at least one of the compounds represented by (35) to (37), (39), (44) and (49).
[10] ポリアミック酸が式(1)で表される芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族以外のテトラカルボン酸二無水物との混合物とジアミンを反応させることによって得られるポリマーであって、芳香族以外のテトラカルボン酸二無水物が式(19)、式(23)、式(25)、式(35)〜式(37)、式(39)、式(44)および式(49)で表される化合物の少なくとも1つである、[8]項に記載の液晶配向剤。
[10] A polymer obtained by reacting a diamine with a mixture of an aromatic tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (1) and a tetracarboxylic dianhydride other than aromatic polyamic acid, Non-aromatic tetracarboxylic dianhydrides are represented by formula (19), formula (23), formula (25), formula (35) to formula (37), formula (39), formula (44) and formula (49). The liquid crystal aligning agent as described in the item [8], which is at least one of the compounds represented by:
[11] ポリアミック酸が式(1)で表される芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族以外のテトラカルボン酸二無水物との混合物とジアミンを反応させることによって得られるポリマーであって、芳香族以外のテトラカルボン酸二無水物が式(19)で表される化合物である、[8]項に記載の液晶配向剤。
[11] A polymer obtained by reacting a diamine with a mixture of an aromatic tetracarboxylic dianhydride represented by formula (1) and a tetracarboxylic dianhydride other than an aromatic polyamic acid, The liquid crystal aligning agent as described in the item [8], wherein the tetracarboxylic dianhydride other than aromatic is a compound represented by the formula (19).
[12] ジアミンが式(I)〜式(VII)で表される非側鎖型ジアミンの群から選ばれる少なくとも1つである、[5]〜[11]のいずれか1項に記載の液晶配向剤:
ここに、X1は炭素数2〜12の直鎖アルキレンであり;X2は炭素数1〜12の直鎖アルキレンであり;X3は独立して単結合、−O−、−CO−、−CONH−、−NHCO−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−O−(CH2)t−O−、−S−、−S−S−、−SO2−、−S−(CH2)t−S−または炭素数1〜12の直鎖アルキレンであって、tは1〜12の整数であり;シクロヘキサン環またはベンゼン環の任意の水素は、−F、−CH3、−OH、−COOH、−SO3H、−PO3H2、ベンジルまたはヒドロキシベンジルで置き換えられてもよい。
[12] The liquid crystal according to any one of [5] to [11], wherein the diamine is at least one selected from the group of non-side chain diamines represented by formulas (I) to (VII). Alignment agent:
Wherein X 1 is a linear alkylene having 2 to 12 carbon atoms; X 2 is a linear alkylene having 1 to 12 carbon atoms; X 3 is independently a single bond, —O—, —CO—, —CONH—, —NHCO—, —C (CH 3 ) 2 —, —C (CF 3 ) 2 —, —O— (CH 2 ) t —O—, —S—, —S—S—, —SO 2 -, - S- (CH 2 ) a t -S- or straight chain alkylene of 1 to 12 carbon atoms, t is an integer from 1 to 12; any hydrogen cyclohexane ring or benzene ring, - F, -CH 3, -OH, -COOH , -SO 3 H, -PO 3 H 2, may be replaced by benzyl or hydroxybenzyl.
[13] ジアミンが式(IV−1)、式(IV−2)、式(IV−15)、式(IV−16)、式(V−1)〜式(V−12)、式(V−33)および式(VII−2)で表される非側鎖型ジアミンから選ばれる少なくとも1つである、[5]〜[11]のいずれか1項に記載の液晶配向剤。
[13] The diamine is represented by the formula (IV-1), formula (IV-2), formula (IV-15), formula (IV-16), formula (V-1) to formula (V-12), formula (V -33) and the liquid crystal aligning agent of any one of [5]-[11] which is at least 1 chosen from the non-side chain type diamine represented by a formula (VII-2).
[14] ジアミンが請求項12に記載の式(I)〜式(VII)で表される非側鎖型ジアミンから選ばれる少なくとも1つと、炭素数3以上のアルキル、炭素数3以上のアルコキシ、炭素数3以上のアルコキシアルキル、ステロイド骨格を有する基、および炭素数3以上のアルキル、炭素数3以上のアルコキシもしくは炭素数3以上のアルコキシアルキルを末端に有する基から選ばれる側鎖基を有する側鎖型ジアミンの少なくとも1つとの混合物である、[5]〜[11]のいずれか1項に記載の液晶配向剤。 [14] At least one diamine selected from non-side chain diamines represented by formula (I) to formula (VII) according to claim 12, alkyl having 3 or more carbon atoms, alkoxy having 3 or more carbon atoms, A side having a side chain group selected from an alkoxyalkyl having 3 or more carbon atoms, a group having a steroid skeleton, and an alkyl having 3 or more carbon atoms, an alkoxy having 3 or more carbon atoms or an alkoxyalkyl having 3 or more carbon atoms at the terminal The liquid crystal aligning agent of any one of [5]-[11] which is a mixture with at least 1 of chain type diamine.
[15] 側鎖型ジアミンが式(VIII)〜式(XII)で表される化合物の群から選ばれるジアミンである、[14]項に記載の液晶配向剤。
(ここに、R1は単結合、−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−CH2O−、−CF2O−、または炭素数1〜6のアルキレンであって、このアルキレンにおける任意の−CH2−は−O−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく;R2はステロイド骨格を有する基、炭素数3〜30のアルキル、炭素数3〜30のアルキルもしくは炭素数3〜30のアルコキシを置換基として有するフェニル、または式(D−1)で表される基であって、このアルキルにおける任意の−CH2−は−O−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく;
ここに、R13、R14およびR15は独立して単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−CONH−、炭素数1〜4のアルキレン、炭素数1〜3のオキシアルキレン、または炭素数1〜3のアルキレンオキシであり;環Bおよび環Cは独立して1,4−フェニレンまたは1,4−シクロヘキシレンであり;R16およびR17は独立してフッ素またはメチルであって、m1およびm2は独立して0、1または2であり;e、fおよびgは独立して0〜3の整数であって、これらの合計は1以上であり;R18は炭素数3〜30のアルキル、炭素数3〜30のアルコキシ、または炭素数3〜30のアルコキシアルキルであり、これらのアルキル、アルコキシおよびアルコキシアルキルにおいて、任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、そして任意の−CH2−はジフルオロメチレンまたは式(D−2)で表される基で置き換えられてもよく;
ここに、R19、R20、R21およびR22は、独立して炭素数1〜10のアルキルまたはフェニルであり、そしてnは1〜100の整数である。)
(ここに、R3は独立して水素またはメチルであり;R4は水素、炭素数1〜30のアルキル、または炭素数2〜30のアルケニルであり;そして、R5は独立して単結合、−CO−または−CH2−である。)
(ここに、R3は独立して水素またはメチルであり;R4は水素、炭素数1〜30のアルキル、または炭素数2〜30のアルケニルであり;R5は独立して単結合、−CO−または−CH2−であり;そして、R6およびR7は独立して水素、炭素数1〜30のアルキル、またはフェニルである。)
(ここに、R8は炭素数3〜30のアルキルであって、このアルキルの任意の−CH2−は−O−、−CH=CH−またはC≡C−で置き換えられてもよく;R9は独立して−O−または炭素数1〜6のアルキレンであり;環Aは1,4−フェニレンまたは1,4−シクロヘキシレンであり;aは0または1であり;bは0、1または2であり;そして、cは独立して0または1である。)
(ここに、R10は炭素数3〜30のアルキルまたは炭素数3〜30のフッ素化アルキルであり;R11は水素、炭素数1〜30のアルキルまたは炭素数1〜30のフッ素化アルキルであり;R12は独立して−O−または炭素数1〜6のアルキレンであり;そして、dは独立して0または1である。)
[15] The liquid crystal aligning agent according to item [14], wherein the side chain diamine is a diamine selected from the group of compounds represented by formulas (VIII) to (XII).
(Here, R 1 is a single bond, -O -, - CO -, - COO -, - OCO -, - CONH -, - CH 2 O -, - CF 2 O-, or an alkylene having 1 to 6 carbon atoms And any —CH 2 — in the alkylene may be replaced by —O—, —CH═CH— or —C≡C—; R 2 is a group having a steroid skeleton, having 3 to 30 carbon atoms Or an alkyl group having 3 to 30 carbon atoms or phenyl having 3 to 30 carbon atoms as a substituent, or a group represented by the formula (D-1), and any —CH 2 — group in the alkyl group May be replaced by —O—, —CH═CH— or —C≡C—;
Here, R 13 , R 14 and R 15 are each independently a single bond, —O—, —COO—, —OCO—, —CONH—, alkylene having 1 to 4 carbons, or oxyalkylene having 1 to 3 carbons. Or ring C and C are independently 1,4-phenylene or 1,4-cyclohexylene; R 16 and R 17 are independently fluorine or methyl; M1 and m2 are independently 0, 1 or 2; e, f and g are each independently an integer of 0 to 3, and their sum is 1 or more; R 18 is carbon number An alkyl having 3 to 30 carbons, an alkoxy having 3 to 30 carbons, or an alkoxyalkyl having 3 to 30 carbons, and in these alkyls, alkoxys and alkoxyalkyls, any hydrogen is replaced by fluorine. And any —CH 2 — may be replaced by difluoromethylene or a group represented by formula (D-2);
Here, R 19 , R 20 , R 21 and R 22 are independently alkyl having 1 to 10 carbons or phenyl, and n is an integer of 1 to 100. )
(Wherein R 3 is independently hydrogen or methyl; R 4 is hydrogen, alkyl having 1 to 30 carbons, or alkenyl having 2 to 30 carbons; and R 5 is independently a single bond. , -CO- or -CH 2 - is).
(Wherein R 3 is independently hydrogen or methyl; R 4 is hydrogen, alkyl having 1 to 30 carbons, or alkenyl having 2 to 30 carbons; R 5 is independently a single bond, — CO— or —CH 2 —; and R 6 and R 7 are independently hydrogen, alkyl having 1 to 30 carbons, or phenyl.)
(Wherein R 8 is alkyl having 3 to 30 carbon atoms, and any —CH 2 — in this alkyl may be replaced by —O—, —CH═CH— or C≡C—; R 9 is independently -O- or alkylene having 1 to 6 carbon atoms; ring A is 1,4-phenylene or 1,4-cyclohexylene; a is 0 or 1; b is 0, 1 Or 2; and c is independently 0 or 1.)
(Where R 10 is alkyl having 3 to 30 carbon atoms or fluorinated alkyl having 3 to 30 carbon atoms; R 11 is hydrogen, alkyl having 1 to 30 carbon atoms or fluorinated alkyl having 1 to 30 carbon atoms. Yes; R 12 is independently —O— or alkylene having 1 to 6 carbons; and d is independently 0 or 1.
[16] 側鎖型ジアミンが式(VIII−2)、式(VIII−4)、式(VIII−5)、式(VIII−6)、式(XI−2)および式(XI−4)で表される化合物から選ばれるジアミンである、[14]項に記載の液晶配向剤。
(ここに、R23、R24、R29およびR30は、独立して炭素数3〜30のアルキル、または炭素数3〜30のアルコキシである。)
[16] The side chain diamine is represented by formula (VIII-2), formula (VIII-4), formula (VIII-5), formula (VIII-6), formula (XI-2) and formula (XI-4). The liquid crystal aligning agent as described in the item [14], which is a diamine selected from the represented compounds.
(Here, R 23 , R 24 , R 29 and R 30 are each independently alkyl having 3 to 30 carbon atoms or alkoxy having 3 to 30 carbon atoms.)
[17] 非側鎖型ジアミンが式(IV−1)、式(IV−2)、式(IV−15)、式(IV−16)、式(V−1)〜式(V−12)、式(V−33)および式(VII−2)で表される化合物から選ばれるジアミンであり、側鎖型ジアミンが式(VIII−2)、式(VIII−4)、式(VIII−5)、式(VIII−6)、式(XI−2)および式(XI−4)で表される化合物から選ばれるジアミンである、[14]項に記載の液晶配向剤。
(ここに、R23、R24、R29およびR30は、独立して炭素数3〜30のアルキル、または炭素数3〜30のアルコキシである。)
[17] The non-side chain diamine is represented by formula (IV-1), formula (IV-2), formula (IV-15), formula (IV-16), formula (V-1) to formula (V-12). , A diamine selected from the compounds represented by formula (V-33) and formula (VII-2), and the side chain diamine is formula (VIII-2), formula (VIII-4), formula (VIII-5) ), A liquid crystal aligning agent according to item [14], which is a diamine selected from compounds represented by formula (VIII-6), formula (XI-2) and formula (XI-4).
(Here, R 23 , R 24 , R 29 and R 30 are each independently alkyl having 3 to 30 carbon atoms or alkoxy having 3 to 30 carbon atoms.)
[18] ポリマーが、式(1)、式(2)、式(5)〜式(7)および式(14)で表される芳香族テトラカルボン酸二無水物の少なくとも1つと式(19)、式(23)、式(25)、式(35)〜式(37)、式(39)、式(44)および式(49)で表される芳香族以外のテトラカルボン酸二無水物の少なくとも1つとの混合物と、式(IV−1)、式(IV−2)、式(IV−15)、式(IV−16)、式(V−1)〜式(V−12)、式(V−33)および式(VII−2)で表される非側鎖型ジアミンの少なくとも1つを反応させることによって得られるポリアミック酸およびその誘導体並びに前記のテトラカルボン酸二無水物の混合物と式(VIII−2)、式(VIII−4)、式(VIII−5)、式(VIII−6)、式(XI−2)および式(XI−4)で表される側鎖型ジアミンから選ばれる少なくとも1つと前記の非側鎖型ジアミンの少なくとも1つとの混合物を反応させることによって得られるポリアミック酸およびその誘導体から選ばれる少なくとも1つである、[1]〜[4]のいずれか1項に記載の液晶配向剤。
(ここに、R23、R24、R29およびR30は、独立して炭素数3〜30のアルキル、または炭素数3〜30のアルコキシである。)
[18] The polymer comprises at least one aromatic tetracarboxylic dianhydride represented by formula (1), formula (2), formula (5) to formula (7), and formula (14), and formula (19). Formula (23), Formula (25), Formula (35) to Formula (37), Formula (39), Formula (44), and Non-aromatic tetracarboxylic dianhydride represented by Formula (49) Mixtures of at least one, formula (IV-1), formula (IV-2), formula (IV-15), formula (IV-16), formula (V-1) to formula (V-12), formula (V-33) and a polyamic acid obtained by reacting at least one of the non-side chain diamines represented by formula (VII-2) and a derivative thereof, and a mixture of the tetracarboxylic dianhydride and the formula (VIII-2), formula (VIII-4), formula (VIII-5), formula (VIII-6), formula (XI-2) and formula (XI-4) [1] to at least one selected from a polyamic acid obtained by reacting a mixture of at least one selected from side-chain diamines and at least one non-side-chain diamine and a derivative thereof. The liquid crystal aligning agent of any one of [4].
(Here, R 23 , R 24 , R 29 and R 30 are each independently alkyl having 3 to 30 carbon atoms or alkoxy having 3 to 30 carbon atoms.)
[19] ポリマーが芳香族テトラカルボン酸二無水物の少なくとも1つと芳香族以外のテトラカルボン酸二無水物の少なくとも1つとの混合物と非側鎖型ジアミンの少なくとも1つを反応させることによって得られるポリアミック酸である、[18]項に記載の液晶配向剤。 [19] The polymer is obtained by reacting a mixture of at least one aromatic tetracarboxylic dianhydride and at least one non-aromatic tetracarboxylic dianhydride with at least one non-side chain diamine. The liquid crystal aligning agent according to item [18], which is a polyamic acid.
[20] ポリマーが、芳香族テトラカルボン酸二無水物の少なくとも1つと芳香族以外のテトラカルボン酸二無水物の少なくとも1つとの混合物と非側鎖型ジアミンの少なくとも1つを反応させることによって得られるポリアミック酸並びに前記のテトラカルボン酸二無水物の混合物と非側鎖型ジアミンの少なくとも1つと側鎖型ジアミンの少なくとも1つとの混合物を反応させることによって得られるポリアミック酸の混合物である、[18]項に記載の液晶配向剤。 [20] A polymer is obtained by reacting a mixture of at least one aromatic tetracarboxylic dianhydride and at least one non-aromatic tetracarboxylic dianhydride with at least one non-side chain diamine. And a mixture of the above-mentioned tetracarboxylic dianhydrides and a mixture of at least one non-side chain diamine and at least one side chain diamine, [18] ] The liquid crystal aligning agent of a term.
[21] ポリマーが、芳香族テトラカルボン酸二無水物の少なくとも1つと芳香族以外のテトラカルボン酸二無水物の少なくとも1つとの混合物と非側鎖型ジアミンの少なくとも1つと側鎖型ジアミンの少なくとも1つとの混合物を反応させることによって得られるポリアミック酸およびその誘導体から選ばれる少なくとも1つである、[18]項に記載の液晶配向剤。 [21] The polymer is a mixture of at least one of an aromatic tetracarboxylic dianhydride and at least one of a non-aromatic tetracarboxylic dianhydride, at least one of a non-side chain diamine and at least one of a side chain diamine. The liquid crystal aligning agent according to item [18], which is at least one selected from a polyamic acid obtained by reacting a mixture with one and a derivative thereof.
[22] [1]〜[21]のいずれか1項に記載の液晶配向剤を基板上に塗布し、膜の状態で焼成することによって形成される液晶配向膜。 [22] A liquid crystal alignment film formed by applying the liquid crystal aligning agent according to any one of [1] to [21] on a substrate and baking it in a film state.
[23] 対向配置されている一対の基板と、前記一対の基板それぞれの対向している面の一方又は両方に形成されている電極と、前記一対の基板それぞれの対向している面に形成された液晶配向膜と、前記一対の基板間に形成された液晶層とを有する液晶表示素子において、前記液晶配向膜が[22]項に記載の液晶配向膜であることを特徴とする液晶表示素子。
[23] A pair of opposed substrates, electrodes formed on one or both of the opposed surfaces of the pair of substrates, and formed on the opposed surfaces of the pair of substrates. A liquid crystal display element having a liquid crystal alignment film and a liquid crystal layer formed between the pair of substrates, wherein the liquid crystal alignment film is the liquid crystal alignment film described in the item [22]. .
本発明の液晶配向剤は、ポリアミック酸およびその誘導体から選ばれる少なくとも1つのポリマーと複数のアリル基を有する化合物とを含有する組成物である。そして、この複数のアリル基を有する化合物は式(A−1)〜式(A−7)で表される化合物の群から選ばれる少なくとも1つの化合物である。
The liquid crystal aligning agent of the present invention is a composition containing at least one polymer selected from polyamic acid and derivatives thereof and a compound having a plurality of allyl groups. The compound having a plurality of allyl groups is at least one compound selected from the group of compounds represented by formula (A-1) to formula (A-7).
式(A−1)〜式(A−7)において、Z1は独立して単結合、−O−、−CO−、−CONH−、−NHCO−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−(CH2)t−、または−O−(CH2)t−O−であって、tは1〜8の整数であり;Z2は−CH2CH2−または1,4−フェニレンであり;Q1は式(B−1)で表される基であり;Q2は式(B−2)で表される基であり;Q3は水素または式(B−3)で表される基であり;そして、ベンゼン環の任意の水素はフッ素、メチルまたは−OHで置き換えられてもよい。これらの中では−OHが好ましい。
In Formula (A-1) to Formula (A-7), Z 1 is independently a single bond, —O—, —CO—, —CONH—, —NHCO—, —C (CH 3 ) 2 —, — C (CF 3 ) 2 —, — (CH 2 ) t —, or —O— (CH 2 ) t —O—, wherein t is an integer of 1 to 8; Z 2 is —CH 2 CH 2 -Or 1,4-phenylene; Q 1 is a group represented by formula (B-1); Q 2 is a group represented by formula (B-2); Q 3 is hydrogen or a formula A group represented by (B-3); and any hydrogen in the benzene ring may be replaced by fluorine, methyl or —OH. Of these, -OH is preferred.
複数のアリル基を有する化合物の好ましい例は、式(A−1)、式(A−2)、式(A−6)および式(A−7)で表される化合物の群から選ばれる少なくとも1つの化合物である。
(ここに、Z1は独立して単結合、−O−、−(CH2)t−、または−O−(CH2)t−O−であって、tは1〜8の整数であり;Q1およびQ2の意味は前記の通りであり;そして、ベンゼン環の任意の水素は−OHで置き換えられてもよい。)
Preferred examples of the compound having a plurality of allyl groups are at least selected from the group of compounds represented by formula (A-1), formula (A-2), formula (A-6) and formula (A-7). One compound.
(Where Z 1 is independently a single bond, —O—, — (CH 2 ) t —, or —O— (CH 2 ) t —O—, and t is an integer of 1-8. Q 1 and Q 2 are as defined above; and any hydrogen on the benzene ring may be replaced by —OH.
化合物(A−1)の具体例を次に示す。
Specific examples of compound (A-1) are shown below.
化合物(A−2)の具体例を次に示す。
Specific examples of compound (A-2) are shown below.
化合物(A−3)の具体例を次に示す。
Specific examples of compound (A-3) are shown below.
化合物(A−6)および化合物(A−7)はアリル置換ナジイミド化合物である。これらの具体例を次に示す。
(Q2の意味は前記の通りである。)
Compound (A-6) and Compound (A-7) are allyl-substituted nadiimide compounds. Specific examples of these are shown below.
(Q 2 has the same meaning as described above.)
そして、複数のアリル基を有する化合物のより好ましい例は、式(A−1−1)、式(A−2−1)、式(A−6−1)、式(A−6−2)、式(A−7−1)および式(A−7−2)で表される化合物の群から選ばれる少なくとも1つの化合物である。 More preferable examples of the compound having a plurality of allyl groups are the formula (A-1-1), the formula (A-2-1), the formula (A-6-1), and the formula (A-6-2). , At least one compound selected from the group of compounds represented by formula (A-7-1) and formula (A-7-2).
次に、本発明で用いるポリアミック酸およびその誘導体について説明する。
ポリアミック酸は、テトラカルボン酸二無水物とジアミンを反応させることによって得られるポリマーであり、これを溶剤に溶解して基板に塗布し、加熱することによって基板表面にポリイミド薄膜からなる液晶配硬膜を形成させることができる。このようなポリアミック酸の誘導体の例は、可溶性ポリイミド、ポリアミック酸エステル、およびポリアミック酸アミドである。より具体的には、ポリアミック酸のアミド結合とカルボキシル基とを完全に脱水閉環させたポリイミド、部分的に脱水閉環させた部分ポリイミド、ポリアミック酸のカルボキシル基がエステルに変換されたポリアミック酸エステル、テトラカルボン酸二無水物の一部をジカルボン酸(またはそのハライドもしくは無水物)に置き換えて反応させて得られるポリアミック酸−ポリアミド共重合体、およびこのポリアミック酸−ポリアミド共重合体を部分的にまたは完全に脱水閉環させて得られるポリアミドイミドが挙げられる。なお、酸成分として、テトラカルボン酸二無水物とジカルボン酸を混合して用いる場合は、ポリアミック酸−ポリアミド共重合体だけではなく、ポリアミドおよび/またはポリアミック酸を含む混合物が得られる可能性があるが、本発明ではこのような可能性を前提にポリアミック酸−ポリアミド共重合体と称する。本発明では、このようなポリアミック酸およびその誘導体から選ばれる少なくとも1つのポリマーを用いる。そして、このようなポリマーの少なくとも2つを混合して用いることが好ましい。
Next, the polyamic acid and its derivative used in the present invention will be described.
A polyamic acid is a polymer obtained by reacting a tetracarboxylic dianhydride and a diamine, dissolved in a solvent, applied to a substrate, and heated to form a liquid crystal hard coating comprising a polyimide thin film on the substrate surface. Can be formed. Examples of such polyamic acid derivatives are soluble polyimides, polyamic acid esters, and polyamic acid amides. More specifically, a polyimide obtained by completely dehydrating and cyclizing an amide bond and a carboxyl group of a polyamic acid, a partial polyimide obtained by partially dehydrating and cyclizing a polyamic acid, a polyamic acid ester obtained by converting a carboxyl group of a polyamic acid into an ester, tetra A polyamic acid-polyamide copolymer obtained by reacting a part of a carboxylic dianhydride with a dicarboxylic acid (or its halide or anhydride), and the polyamic acid-polyamide copolymer partially or completely. And polyamideimide obtained by dehydration ring closure. In addition, when tetracarboxylic dianhydride and dicarboxylic acid are mixed and used as an acid component, not only a polyamic acid-polyamide copolymer but also a mixture containing polyamide and / or polyamic acid may be obtained. However, in the present invention, it is referred to as a polyamic acid-polyamide copolymer based on such a possibility. In the present invention, at least one polymer selected from such polyamic acids and derivatives thereof is used. And it is preferable to mix and use at least two of such polymers.
テトラカルボン酸二無水物は、これを用いて得られるポリアミック酸が液晶配向剤に用いる溶剤に可溶であることを条件に選択することができる。そして、このようなテトラカルボン酸二無水物のうち、芳香族テトラカルボン酸二無水物の少なくとも1つを用いることが好ましい。芳香族テトラカルボン酸二無水物の好ましい例を次に示す。 The tetracarboxylic dianhydride can be selected on the condition that the polyamic acid obtained using the tetracarboxylic dianhydride is soluble in the solvent used for the liquid crystal aligning agent. And among such tetracarboxylic dianhydrides, it is preferable to use at least one of aromatic tetracarboxylic dianhydrides. Preferred examples of the aromatic tetracarboxylic dianhydride are shown below.
上記の芳香族テトラカルボン酸二無水物のうち、化合物(1)、化合物(2)、化合物(5)、化合物(6)、化合物(7)および化合物(14)がより好ましく、化合物(1)(ピロメリット酸二無水物)が特に好ましい。 Of the above aromatic tetracarboxylic dianhydrides, compound (1), compound (2), compound (5), compound (6), compound (7) and compound (14) are more preferred, and compound (1) (Pyromellitic dianhydride) is particularly preferred.
本発明では、前記の芳香族テトラカルボン酸二無水物の少なくとも1つと、芳香族以外のテトラカルボン酸二無水物の少なくとも1つを併用することができる。芳香族以外のテトラカルボン酸二無水物の好ましい例を次に示す。
In the present invention, at least one of the above-mentioned aromatic tetracarboxylic dianhydrides and at least one of the non-aromatic tetracarboxylic dianhydrides can be used in combination. Preferred examples of non-aromatic tetracarboxylic dianhydrides are shown below.
上記の芳香族以外のテトラカルボン酸二無水物のうち、化合物(19)〜化合物(39)および化合物(49)がより好ましく、化合物(19)、化合物(23)、化合物(25)、化合物(35)〜化合物(37)、化合物(39)、化合物(44)および化合物(49)が更に好ましい。そして、化合物(19)(1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物)が特に好ましい。 Of the above tetracarboxylic dianhydrides other than aromatic compounds, compound (19) to compound (39) and compound (49) are more preferred, and compound (19), compound (23), compound (25), compound ( 35) to Compound (37), Compound (39), Compound (44) and Compound (49) are more preferable. Compound (19) (1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride) is particularly preferable.
一方、本発明におけるポリアミック酸またはその誘導体を、溶剤に可溶なポリイミドとするには、式(24)、式(35)〜式(44)、式(49)、式(50)、式(53)および式(60)で表されるテトラカルボン酸二無水物を用いることが好ましい。 On the other hand, in order to make the polyamic acid or its derivative in the present invention into a solvent-soluble polyimide, the formula (24), formula (35) to formula (44), formula (49), formula (50), formula ( 53) and tetracarboxylic dianhydrides represented by the formula (60) are preferably used.
そして、本発明では、前記の芳香族テトラカルボン酸二無水物の少なくとも1つと芳香族以外のテトラカルボン酸二無水物の少なくとも1つを組み合わせて用いることが好ましく、化合物(1)(ピロメリット酸二無水物)と化合物(19)(1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物)とを組み合わせて用いることが特に好ましい。このようにして得られるポリアミック酸と化合物(A)とを含有する液晶配向剤を用いて液晶配向膜を形成させるとき、それを含む液晶表示素子に、電圧保持率に関して良好な長期信頼性を付与することができる。 In the present invention, it is preferable to use a combination of at least one of the above-mentioned aromatic tetracarboxylic dianhydrides and at least one of the non-aromatic tetracarboxylic dianhydrides, compound (1) (pyromellitic acid) The dianhydride) and the compound (19) (1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride) are particularly preferably used in combination. When a liquid crystal alignment film is formed using a liquid crystal aligning agent containing the polyamic acid thus obtained and the compound (A), the liquid crystal display element including the liquid crystal display element is given good long-term reliability with respect to voltage holding ratio. can do.
さらに、本発明におけるテトラカルボン酸二無水物には、化合物(1)〜化合物(67)以外の他のテトラカルボン酸二無水物も用いることができる。他のテトラカルボン酸二無水物の選択は、本発明の目的が達成される範囲内であれば任意であり、種々の形態のテトラカルボン酸二無水物を用いることができるが、例えば、側鎖構造を有するテトラカルボン酸二無水物を挙げることもできる。側鎖構造を有するテトラカルボン酸二無水物を用いて得られるポリアミック酸を液晶配向剤に用いれば、この液晶配向剤から形成される液晶配向膜は、それを含む液晶表示素子におけるプレチルト角を大きくすることができる。 Furthermore, other tetracarboxylic dianhydrides other than the compounds (1) to (67) can be used for the tetracarboxylic dianhydride in the present invention. The selection of other tetracarboxylic dianhydrides is arbitrary as long as the object of the present invention is achieved, and various forms of tetracarboxylic dianhydrides can be used. Mention may also be made of a tetracarboxylic dianhydride having a structure. If a polyamic acid obtained using a tetracarboxylic dianhydride having a side chain structure is used as a liquid crystal aligning agent, the liquid crystal aligning film formed from this liquid crystal aligning agent has a large pretilt angle in a liquid crystal display device including the polyamic acid. can do.
側鎖構造を有するテトラカルボン酸二無水物は特に限定されないが、好ましい例としてステロイド骨格を有する化合物(68)および化合物(69)を挙げることができる。
The tetracarboxylic dianhydride having a side chain structure is not particularly limited, but preferred examples include compound (68) and compound (69) having a steroid skeleton.
本発明では、テトラカルボン酸二無水物の一部を、カルボン酸無水物に置き換えて用いてもよい。テトラカルボン酸二無水物の一部をカルボン酸無水物に置き換えることにより、重合反応のターミネーションを起こすことができる。そして、このターミネーションにより、それ以上の反応の進行を抑えることができるので、得られるポリアミック酸の分子量を容易に制御することができる。テトラカルボン酸二無水物に対するカルボン酸無水物の比率は、本発明の効果を損なわない範囲にすればよいが、目安として全テトラカルボン酸二無水物量の10モル%以下にすることが好ましい。 In the present invention, a part of the tetracarboxylic dianhydride may be replaced with a carboxylic anhydride. By replacing a part of the tetracarboxylic dianhydride with a carboxylic acid anhydride, the polymerization reaction can be terminated. And since this termination can suppress the further progress of the reaction, the molecular weight of the resulting polyamic acid can be easily controlled. The ratio of the carboxylic acid anhydride to the tetracarboxylic dianhydride may be in a range that does not impair the effects of the present invention, but it is preferably set to 10 mol% or less of the total tetracarboxylic dianhydride amount.
本発明では任意のジアミンを用いることができる。しかしながら、VA型液晶表示素子の場合には80〜90°程度の大きなプレチルト角が、OCB型液晶表示素子の場合には7〜20°程度のプレチルト角が、TN型液晶表示素子やSTN型液晶表示素子の場合には3〜10°程度のプレチルト角が、およびIPS型液晶表示素子の場合には0〜3°程度の小さなプレチルト角が要求される場合が多い。従って、プレチルト角の調整を考慮する必要がある。 In the present invention, any diamine can be used. However, in the case of a VA liquid crystal display element, a large pretilt angle of about 80 to 90 °, and in the case of an OCB type liquid crystal display element, a pretilt angle of about 7 to 20 ° has a TN liquid crystal display element or an STN liquid crystal display. In the case of a display element, a pretilt angle of about 3 to 10 ° is often required, and in the case of an IPS liquid crystal display element, a small pretilt angle of about 0 to 3 ° is often required. Therefore, it is necessary to consider the adjustment of the pretilt angle.
ところで、ジアミンはその構造の違いによって2種類に分けることができる。即ち、2つのアミノ基を結ぶ骨格を主鎖として見たときに、主鎖から分岐する基、即ち側鎖基を有するジアミンと側鎖基を持たないジアミンである。側鎖基を有するジアミンをテトラカルボン酸二無水物と反応させることによって、ポリマーの主鎖に対して多数の側鎖基を有するポリアミック酸またはポリイミドが得られる。このようなポリマー主鎖に対して側鎖基を有するポリアミック酸またはポリイミドを使用するとき、このポリマーを含有する液晶配向剤から形成される液晶配向膜は、液晶表示素子におけるプレチルト角を大きくすることができる。即ち、この側鎖基はプレチルト角を大きくする効果を有する基であり、炭素数3以上のアルキル、炭素数3以上のアルコキシ、炭素数3以上のアルコキシアルキル、ステロイド骨格を有する基、および炭素数3以上のアルキル、炭素数3以上のアルコキシもしくは炭素数3以上のアルコキシアルキルを末端に有する基から選ばれる。本発明ではこのような側鎖基を有するジアミンを側鎖型ジアミンと称する。このような側鎖基を持たないジアミンを非側鎖型ジアミンと称する。 By the way, diamine can be divided into two types depending on the difference in structure. That is, when a skeleton connecting two amino groups is viewed as a main chain, a group branched from the main chain, that is, a diamine having a side chain group and a diamine having no side chain group. By reacting a diamine having a side chain group with tetracarboxylic dianhydride, a polyamic acid or polyimide having a large number of side chain groups with respect to the main chain of the polymer is obtained. When a polyamic acid or polyimide having a side chain group with respect to such a polymer main chain is used, the liquid crystal alignment film formed from the liquid crystal aligning agent containing this polymer increases the pretilt angle in the liquid crystal display element. Can do. That is, this side chain group is a group having an effect of increasing the pretilt angle, and is an alkyl having 3 or more carbon atoms, an alkoxy having 3 or more carbon atoms, an alkoxyalkyl having 3 or more carbon atoms, a group having a steroid skeleton, and a carbon number. It is selected from a group having 3 or more alkyl, alkoxy having 3 or more carbon atoms or alkoxyalkyl having 3 or more carbon atoms at the terminal. In the present invention, a diamine having such a side chain group is referred to as a side chain diamine. Such a diamine having no side chain group is referred to as a non-side chain diamine.
そして、側鎖型ジアミンと非側鎖型ジアミンを適宜組み合わせることにより、上記の種々の表示素子のそれぞれに必要なプレチルト角に対応することができる。即ち、大きなプレチルト角が必要でない場合には非側鎖型ジアミンの少なくとも1つを用いればよい。上記のVA型液晶表示素子、OCB型液晶表示素子、STN型液晶表示素子等の用途の場合には、非側鎖型ジアミンの少なくとも1つと側鎖型ジアミンの少なくとも1つを組み合わせて用いればよい。このとき非側鎖型ジアミンと側鎖型ジアミンの配合比率は、目的とするプレチルト角の大きさに応じて決めればよい。もちろん、側鎖基を適当に選ぶことにより、側鎖型ジアミンのみを用いて対応することも可能である。このように、本発明の液晶配向剤は、任意の種類の液晶表示素子に適用することができる。なお、このような側鎖基の効果は、前記のテトラカルボン酸二無水物においても同様である。 Then, by appropriately combining the side chain type diamine and the non-side chain type diamine, it is possible to cope with the pretilt angle required for each of the various display elements. That is, when a large pretilt angle is not required, at least one non-side chain diamine may be used. In the case of applications such as the VA type liquid crystal display element, OCB type liquid crystal display element, STN type liquid crystal display element, etc., at least one non-side chain diamine and at least one side chain diamine may be used in combination. . At this time, the blending ratio of the non-side chain diamine and the side chain diamine may be determined according to the target pretilt angle. Of course, it is possible to use only a side chain type diamine by appropriately selecting a side chain group. As described above, the liquid crystal aligning agent of the present invention can be applied to any kind of liquid crystal display element. In addition, the effect of such a side chain group is the same also in the said tetracarboxylic dianhydride.
側鎖基の具体例は次の通りである。
まず最初に、アルキル、アルキルオキシ、アルキルオキシアルキル、アルキルカルボニル、アルキルカルボニルオキシ、アルキルオキシカルボニル、アルキルアミノカルボニル、アルケニル、アルケニルオキシ、アルケニルカルボニル、アルケニルカルボニルオキシ、アルケニルオキシカルボニル、アルケニルアミノカルボニル、アルキニル、アルキニルオキシ、アルキニルカルボニル、アルキニルカルボニルオキシ、アルキニルオキシカルボニル、アルキニルアミノカルボニル等を挙げることができる。そして、これらの基におけるアルキル、アルケニルおよびアルキニルは、いずれも炭素数3以上の基である。但し、アルキルオキシアルキルにおいては、全体として炭素数3以上であればよい。なお、これらの基は直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。
Specific examples of the side chain group are as follows.
First of all, alkyl, alkyloxy, alkyloxyalkyl, alkylcarbonyl, alkylcarbonyloxy, alkyloxycarbonyl, alkylaminocarbonyl, alkenyl, alkenyloxy, alkenylcarbonyl, alkenylcarbonyloxy, alkenyloxycarbonyl, alkenylaminocarbonyl, alkynyl, Alkynyloxy, alkynylcarbonyl, alkynylcarbonyloxy, alkynyloxycarbonyl, alkynylaminocarbonyl and the like can be mentioned. Alkyl, alkenyl and alkynyl in these groups are all groups having 3 or more carbon atoms. However, in alkyloxyalkyl, it is sufficient if it has 3 or more carbon atoms as a whole. These groups may be linear or branched.
次に、末端の環が置換基として炭素数3以上のアルキル、炭素数3以上のアルコキシまたは炭素数3以上のアルコキシアルキルを有することを条件に、フェニル、フェニルアルキル、フェニルアルキルオキシ、フェニルオキシ、フェニルカルボニル、フェニルカルボニルオキシ、フェニルオキシカルボニル、フェニルアミノカルボニル、フェニルシクロヘキシルオキシ、炭素数3以上のシクロアルキル、シクロヘキシルアルキル、シクロヘキシルオキシ、シクロヘキシルオキシカルボニル、シクロヘキシルフェニル、シクロヘキシルフェニルアルキル、シクロヘキシルフェニルオキシ、ビス(シクロヘキシル)オキシ、ビス(シクロヘキシル)アルキル、ビス(シクロヘキシル)フェニル、ビス(シクロヘキシル)フェニルアルキル、ビス(シクロヘキシル)オキシカルボニル、ビス(シクロヘキシル)フェニルオキシカルボニル、およびシクロヘキシルビス(フェニル)オキシカルボニル等の環構造の基を挙げることができる。なお、ビス(シクロヘキシル)およびビス(フェニル)は、それぞれ単結合ではなくアルキレンにより結合されたものでもよい。 Next, phenyl, phenylalkyl, phenylalkyloxy, phenyloxy, on condition that the terminal ring has alkyl having 3 or more carbon atoms, alkoxy having 3 or more carbon atoms or alkoxyalkyl having 3 or more carbon atoms as a substituent, Phenylcarbonyl, phenylcarbonyloxy, phenyloxycarbonyl, phenylaminocarbonyl, phenylcyclohexyloxy, cycloalkyl having 3 or more carbon atoms, cyclohexylalkyl, cyclohexyloxy, cyclohexyloxycarbonyl, cyclohexylphenyl, cyclohexylphenylalkyl, cyclohexylphenyloxy, bis ( Cyclohexyl) oxy, bis (cyclohexyl) alkyl, bis (cyclohexyl) phenyl, bis (cyclohexyl) phenylalkyl, bis ( Kurohekishiru) oxycarbonyl, and bis (cyclohexyl) phenyloxycarbonyl and cyclohexyl bis (phenyl) group of a ring structure, such as oxycarbonyl,. Note that bis (cyclohexyl) and bis (phenyl) may be bonded not by a single bond but by alkylene.
さらに、2個以上のベンゼン環またはシクロヘキサン環が単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−CONH−もしくは炭素数1〜3のアルキレンを介して結合し、末端の環が置換基として炭素数3以上のアルキル、炭素数3以上のフッ素置換アルキル、炭素数3以上のアルコキシ、または炭素数3以上のアルコキシアルキルを有する環集合基を挙げることができる。もちろん、ステロイド骨格を有する基も側鎖基として有効である。 Further, two or more benzene rings or cyclohexane rings are bonded via a single bond, —O—, —COO—, —OCO—, —CONH— or alkylene having 1 to 3 carbon atoms, and the terminal ring is a substituent. Examples thereof include a ring assembly group having alkyl having 3 or more carbon atoms, fluorine-substituted alkyl having 3 or more carbon atoms, alkoxy having 3 or more carbon atoms, or alkoxyalkyl having 3 or more carbon atoms. Of course, a group having a steroid skeleton is also effective as a side chain group.
非側鎖型ジアミンの好ましい例を次に挙げる。
Preferred examples of non-side chain diamines are listed below.
式(I)〜式(VII)において、X1は炭素数2〜12の直鎖アルキレンであり;X2は炭素数1〜12の直鎖アルキレンであり;X3は独立して単結合、−O−、−CO−、−CONH−、−NHCO−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−O−(CH2)t−O−、−S−、−S−S−、−SO2−、−S−(CH2)t−S−または炭素数1〜12の直鎖アルキレンであって、tは1〜12の整数であり;シクロヘキサン環またはベンゼン環の任意の水素は、−F、−CH3、−OH、−COOH、−SO3H、−PO3H2、ベンジルまたはヒドロキシベンジルで置き換えられてもよい。 In the formulas (I) to (VII), X 1 is a linear alkylene having 2 to 12 carbon atoms; X 2 is a linear alkylene having 1 to 12 carbon atoms; X 3 is independently a single bond, -O -, - CO -, - CONH -, - NHCO -, - C (CH 3) 2 -, - C (CF 3) 2 -, - O- (CH 2) t -O -, - S-, -S-S -, - SO 2 -, - S- a (CH 2) t -S- or straight chain alkylene of 1 to 12 carbon atoms, t is an integer from 1 to 12; cyclohexane ring or benzene arbitrary hydrogen rings, -F, -CH 3, -OH, -COOH, -SO 3 H, -PO 3 H 2, may be replaced by benzyl or hydroxybenzyl.
式(I)で表されるジアミンの好ましい例を次に示す。
Preferred examples of the diamine represented by the formula (I) are shown below.
式(II)で表されるジアミンの好ましい例を次に示す。
Preferred examples of the diamine represented by the formula (II) are shown below.
式(III)で表されるジアミンの好ましい例を次に示す。
Preferred examples of the diamine represented by the formula (III) are shown below.
式(IV)で表されるジアミンの好ましい例を次に示す。
Preferred examples of the diamine represented by the formula (IV) are shown below.
式(V)で表されるジアミンの好ましい例を次に示す。
Preferred examples of the diamine represented by the formula (V) are shown below.
式(VI)で表されるジアミンの好ましい例を次に示す。
Preferred examples of the diamine represented by the formula (VI) are shown below.
式(VII)で表されるジアミンの好ましい例を次に示す。
Preferred examples of the diamine represented by the formula (VII) are shown below.
これらのジアミンのうち、より好ましい例は、化合物(IV−1)〜化合物(IV−5)、化合物(IV−15)、化合物(IV−16)、化合物(V−1)〜化合物(V−12)、化合物(V−26)、化合物(V−27)、化合物(V−31)、化合物(V−33)、化合物(VI−1)、化合物(VI−2)、化合物(VI−6)、および化合物(VII−1)〜化合物(VII−5)であり、特に好ましい例は化合物(IV−1)、化合物(IV−2)、化合物(IV−15)、化合物(IV−16)、化合物(V−1)〜化合物(V−12)、化合物(V−33)、および化合物(VII−2)である。 Among these diamines, more preferred examples include compound (IV-1) to compound (IV-5), compound (IV-15), compound (IV-16), compound (V-1) to compound (V- 12), Compound (V-26), Compound (V-27), Compound (V-31), Compound (V-33), Compound (VI-1), Compound (VI-2), Compound (VI-6) ), And compound (VII-1) to compound (VII-5), and particularly preferred examples are compound (IV-1), compound (IV-2), compound (IV-15), and compound (IV-16). Compound (V-1) to Compound (V-12), Compound (V-33), and Compound (VII-2).
本発明に用いられる側鎖型ジアミンとしては、具体的には下記の式(VIII)〜式(XII)で表されるジアミンが挙げられる。
Specific examples of the side chain diamine used in the present invention include diamines represented by the following formulas (VIII) to (XII).
式(VIII)中、R1は単結合、−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−CH2O−、−CF2O−、または炭素数1〜6のアルキレンであって、このアルキレンにおける任意の−CH2−は−O−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく;R2はステロイド骨格を有する基、炭素数3〜30のアルキル、炭素数3〜30のアルキルもしくは炭素数3〜30のアルコキシを置換基として有するフェニル、または式(D−1)で表される基であって、このアルキルにおける任意の−CH2−は−O−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよい。 Wherein (VIII), R 1 is a single bond, -O -, - CO -, - COO -, - OCO -, - CONH -, - CH 2 O -, - CF 2 O-, or 6 carbon atoms Wherein any —CH 2 — in the alkylene may be replaced by —O—, —CH═CH—, or —C≡C—; R 2 is a group having a steroid skeleton, 3 carbon atoms A group represented by formula (D-1), or an arbitrary —CH in the alkyl, having a substituent of ˜30 alkyl, C 3-30 alkyl or C 3-30 alkoxy as a substituent, 2 — may be replaced by —O—, —CH═CH— or —C≡C—.
ここに、R13、R14およびR15は独立して単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−CONH−、炭素数1〜4のアルキレン、炭素数1〜3のオキシアルキレン、または炭素数1〜3のアルキレンオキシであり;環Bおよび環Cは独立して1,4−フェニレンまたは1,4−シクロヘキシレンであり;R16およびR17は独立してフッ素またはメチルであって、m1およびm2は独立して0、1または2であり;e、fおよびgは独立して0〜3の整数であって、これらの合計は1以上であり;R18は炭素数3〜30のアルキル、炭素数3〜30のアルコキシ、または炭素数3〜30のアルコキシアルキルであり、これらのアルキル、アルコキシおよびアルコキシアルキルにおいて、任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、そして任意の−CH2−はジフルオロメチレンまたは式(D−2)で表される基で置き換えられてもよい。
Here, R 13 , R 14 and R 15 are each independently a single bond, —O—, —COO—, —OCO—, —CONH—, alkylene having 1 to 4 carbons, or oxyalkylene having 1 to 3 carbons. Or ring C and C are independently 1,4-phenylene or 1,4-cyclohexylene; R 16 and R 17 are independently fluorine or methyl; M1 and m2 are independently 0, 1 or 2; e, f and g are each independently an integer of 0 to 3, and their sum is 1 or more; R 18 is carbon number An alkyl having 3 to 30 carbons, an alkoxy having 3 to 30 carbons, or an alkoxyalkyl having 3 to 30 carbons, and in these alkyls, alkoxys and alkoxyalkyls, any hydrogen is replaced by fluorine. And any —CH 2 — may be replaced by difluoromethylene or a group represented by the formula (D-2).
ここに、R19、R20、R21およびR22は、独立して炭素数1〜10のアルキルまたはフェニルであり、そしてnは1〜100の整数である。
Here, R 19 , R 20 , R 21 and R 22 are independently alkyl having 1 to 10 carbons or phenyl, and n is an integer of 1 to 100.
ここに、R3は独立して水素またはメチルであり;R4は水素、炭素数1〜30のアルキル、または炭素数2〜30のアルケニルであり;そして、R5は独立して単結合、−CO−または−CH2−である。2つのアミノフェニル−R5−O−基の一方はステロイド骨格の3位に結合し、もう一方は6位に結合していることが好ましい。また、2つのアミノ基のベンゼン環への結合位置はそれぞれ、R5の結合位置に対してメタ位またはパラ位であることが好ましい。なお、ステロイド骨格を形成する炭素に結合している任意の水素はメチルで置き換えられてもよい。
Wherein R 3 is independently hydrogen or methyl; R 4 is hydrogen, alkyl having 1 to 30 carbons, or alkenyl having 2 to 30 carbons; and R 5 is independently a single bond, —CO— or —CH 2 —. One of the two aminophenyl-R 5 —O— groups is preferably bonded to the 3-position of the steroid skeleton and the other is bonded to the 6-position. Moreover, it is preferable that the bonding position of the two amino groups to the benzene ring is meta or para with respect to the bonding position of R 5 . Note that any hydrogen bonded to carbon forming the steroid skeleton may be replaced with methyl.
ここに、R3は独立して水素またはメチルであり;R4は水素、炭素数1〜30のアルキル、または炭素数2〜30のアルケニルであり;R5は独立して単結合、−CO−または−CH2−であり;そして、R6およびR7は独立して水素、炭素数1〜30のアルキル、またはフェニルである。2つのR7置換アミノフェニル−R5−O−基のベンゼン環への結合位置はそれぞれ、ステロイド骨格が結合している炭素に対してメタ位またはパラ位であることが好ましい。また、2つのアミノ基のベンゼン環への結合位置はそれぞれ、R5に対してメタ位またはパラ位であることが好ましい。
Wherein R 3 is independently hydrogen or methyl; R 4 is hydrogen, alkyl having 1 to 30 carbons, or alkenyl having 2 to 30 carbons; R 5 is independently a single bond, —CO — Or —CH 2 —; and R 6 and R 7 are independently hydrogen, alkyl having 1 to 30 carbons, or phenyl. The bonding positions of the two R 7 -substituted aminophenyl-R 5 —O— groups to the benzene ring are each preferably in the meta position or the para position with respect to the carbon to which the steroid skeleton is bonded. Moreover, it is preferable that the bonding position of the two amino groups to the benzene ring is meta or para with respect to R 5 .
ここに、R8は炭素数3〜30のアルキルであって、このアルキルの任意の−CH2−は−O−、−CH=CH−またはC≡C−で置き換えられてもよく;R9は独立して−O−または炭素数1〜6のアルキレンであり;環Aは1,4−フェニレンまたは1,4−シクロヘキシレンであり;aは0または1であり;bは0、1または2であり;そして、cは独立して0または1である。2つのアミノ基のベンゼン環への結合位置は、それぞれR9に対してメタ位またはパラ位であることが好ましい。
Here, R 8 is alkyl having 3 to 30 carbons, and any —CH 2 — in the alkyl may be replaced by —O—, —CH═CH—, or C≡C—; R 9 Is independently —O— or alkylene having 1 to 6 carbon atoms; ring A is 1,4-phenylene or 1,4-cyclohexylene; a is 0 or 1; b is 0, 1 or And c is independently 0 or 1. The bonding position of the two amino groups to the benzene ring is preferably meta or para to R 9 , respectively.
ここに、R10は炭素数3〜30のアルキルまたは炭素数3〜30のフッ素化アルキルであり;R11は水素、炭素数1〜30のアルキルまたは炭素数1〜30のフッ素化アルキルであり;R12は独立して−O−または炭素数1〜6のアルキレンであり;そして、dは独立して0または1である。2つのアミノ基のベンゼン環への結合位置は、それぞれR12に対してメタ位またはパラ位であることが好ましい。
Wherein R 10 is alkyl having 3 to 30 carbon atoms or fluorinated alkyl having 3 to 30 carbon atoms; R 11 is hydrogen, alkyl having 1 to 30 carbon atoms or fluorinated alkyl having 1 to 30 carbon atoms. R 12 is independently —O— or alkylene having 1 to 6 carbons; and d is independently 0 or 1. The bonding position of the two amino groups to the benzene ring is preferably meta or para to R 12 , respectively.
式(VIII)で表されるジアミンの例として、式(VIII−1)〜式(VIII−43)で表されるジアミンを挙げることができる。 Examples of the diamine represented by the formula (VIII) include diamines represented by the formula (VIII-1) to the formula (VIII-43).
式(VIII−1)〜式(VIII−11)において、R23およびR24はいずれも炭素数3〜30のアルキルまたは炭素数3〜30のアルコキシであることが好ましく、炭素数5〜25のアルキルまたは炭素数5〜25のアルコキシであることがさらに好ましい。 In the formulas (VIII-1) to (VIII-11), R 23 and R 24 are each preferably alkyl having 3 to 30 carbons or alkoxy having 3 to 30 carbons, and having 5 to 25 carbons. More preferably, it is alkyl or alkoxy having 5 to 25 carbon atoms.
式(VIII−12)〜式(VIII−15)において、R25は炭素数4〜30のアルキルであることが好ましく、炭素数6〜25のアルキルであることがさらに好ましい。式(VIII−16)および(VIII−17)において、R26は炭素数6〜30のアルキルであることが好ましく、炭素数8〜25のアルキルであることがさらに好ましい。 In Formula (VIII-12) to Formula (VIII-15), R 25 is preferably alkyl having 4 to 30 carbons, and more preferably alkyl having 6 to 25 carbons. In the formulas (VIII-16) and (VIII-17), R 26 is preferably alkyl having 6 to 30 carbons, and more preferably alkyl having 8 to 25 carbons.
式(VIII−18)〜(VIII−37)において、R27およびR28はいずれも、炭素数3〜30のアルキル、または炭素数3〜30のアルコキシであることが好ましく、炭素数5〜25のアルキルまたは炭素数5〜25のアルコキシであることがさらに好ましい。 In formulas (VIII-18) to (VIII-37), R 27 and R 28 are each preferably alkyl having 3 to 30 carbons or alkoxy having 3 to 30 carbons, and having 5 to 25 carbons. It is more preferable that they are alkyl or alkoxy having 5 to 25 carbon atoms.
これらのうち、式(VIII−1)〜式(VIII−11)で表されるジアミンが好ましく、式(VIII−2)、式(VIII−4)、式(VIII−5)および式(VIII−6)のいずれか1つで表されるジアミンがより好ましい。 Of these, diamines represented by the formulas (VIII-1) to (VIII-11) are preferable, and the formulas (VIII-2), (VIII-4), (VIII-5) and (VIII-) are preferred. The diamine represented by any one of 6) is more preferable.
式(IX)で表されるジアミンの例としては、式(IX−1)〜式(IX−4)で表されるジアミンが挙げられる。
Examples of the diamine represented by the formula (IX) include diamines represented by the formula (IX-1) to the formula (IX-4).
式(X)で表されるジアミンの例として、式(X−1)〜式(X−8)で表されるジアミンが挙げられる。
Examples of the diamine represented by the formula (X) include diamines represented by the formula (X-1) to the formula (X-8).
式(XI)で表されるジアミンの例として、式(XI−1)〜式(XI−8)で表されるジアミンが挙げられる。
Examples of the diamine represented by the formula (XI) include diamines represented by the formula (XI-1) to the formula (XI-8).
式(XI−1)〜式(XI−3)において、R29は炭素数3〜30のアルキルであることが好ましく、式(XI−4)〜式(XI−8)において、R30は炭素数3〜20のアルキルであることが好ましい。 In Formula (XI-1) to Formula (XI-3), R 29 is preferably alkyl having 3 to 30 carbon atoms. In Formula (XI-4) to Formula (XI-8), R 30 is carbon. It is preferable that it is a C3-C20 alkyl.
式(XII)で表されるジアミンの例として、式(XII−1)〜式(XII−3)で表されるジアミンが挙げられる。
これらの式において、R31は炭素数6〜20のアルキルであることが好ましく、R32は水素、または炭素数1〜10のアルキルであることが好ましい。
Examples of the diamine represented by the formula (XII) include diamines represented by the formula (XII-1) to the formula (XII-3).
In these formulas, R 31 is preferably alkyl having 6 to 20 carbon atoms, and R 32 is preferably hydrogen or alkyl having 1 to 10 carbon atoms.
本発明においては、式(I)〜式(XII)で表されるジアミン以外のその他のジアミンを併用してもよい。このようなその他のジアミンの例として、ナフタレン構造を有するナフタレン系ジアミン、フルオレン構造を有するフルオレン系ジアミン、およびシロキサン結合を有するシロキサン系ジアミンを挙げることができ、これらのジアミンは側鎖基を有するものであってもよい。 In the present invention, other diamines other than the diamines represented by the formulas (I) to (XII) may be used in combination. Examples of such other diamines include naphthalene diamines having a naphthalene structure, fluorene diamines having a fluorene structure, and siloxane diamines having a siloxane bond, and these diamines have side chain groups. It may be.
シロキサン系ジアミンの好ましい例は、下記の式(XV)で表される化合物である。
式(XV)において、R33およびR34はそれぞれ独立して炭素数1〜3のアルキルまたはフェニルであり、X4は独立して炭素数1〜6のアルキレン、またはフェニレンであり、mは1〜10の整数である。なお、このフェニレンの任意の水素は炭素数1〜4のアルキルで置き換えられてもよい。
A preferred example of the siloxane-based diamine is a compound represented by the following formula (XV).
In the formula (XV), R 33 and R 34 are each independently alkyl or phenyl having 1 to 3 carbon atoms, X 4 is independently alkylene having 1 to 6 carbon atoms or phenylene, and m is 1 It is an integer of -10. In addition, arbitrary hydrogen of this phenylene may be replaced by C1-C4 alkyl.
その他のジアミンの好ましい例としては、前記シロキサン系ジアミン以外に、下記の式(1’)〜式(8’)で表される化合物を挙げることができる。
これらの式において、R35およびR36はそれぞれ独立して炭素数3〜30のアルキルである。
Preferable examples of other diamines include compounds represented by the following formulas (1 ′) to (8 ′) in addition to the siloxane-based diamines.
In these formulas, R 35 and R 36 are each independently alkyl having 3 to 30 carbon atoms.
本発明では、ジアミンに加えてモノアミンを用いてもよい。こうすることにより、重合反応のターミネーションを起こすことができ、それ以上の反応の進行を抑えることができるので、得られる重合体(ポリアミック酸)の分子量を容易に制御することができる。ジアミンに対するモノアミンの比率は、本発明の効果を損なわない範囲にすればよいが、目安として全アミン量の10モル%以下にすることが好ましい。 In the present invention, a monoamine may be used in addition to the diamine. By doing so, the termination of the polymerization reaction can be caused, and further progress of the reaction can be suppressed, so that the molecular weight of the resulting polymer (polyamic acid) can be easily controlled. The ratio of the monoamine to the diamine may be in a range that does not impair the effects of the present invention, but as a guideline, it is preferably 10 mol% or less of the total amine amount.
本発明におけるポリアミック酸またはその誘導体は、任意の重量平均分子量を有することができる。前記ポリアミック酸またはその誘導体の重量平均分子量は特に限定されないが、液晶配向剤の成分として用いられる場合は5×103以上であることが好ましく、1×104以上であることがより好ましい。5×103以上の重量平均分子量を有するポリアミック酸またはその誘導体は、液晶配向膜を焼成するステップにおいて蒸発することがなく、液晶配向剤の成分として好ましい物性を有する。 The polyamic acid or derivative thereof in the present invention can have any weight average molecular weight. The weight average molecular weight of the polyamic acid or derivative thereof is not particularly limited, but when used as a component of a liquid crystal aligning agent, it is preferably 5 × 10 3 or more, and more preferably 1 × 10 4 or more. The polyamic acid or derivative thereof having a weight average molecular weight of 5 × 10 3 or more does not evaporate in the step of firing the liquid crystal alignment film, and has preferable physical properties as a component of the liquid crystal alignment agent.
この重量平均分子量はゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)法により測定される。例えば、得られたポリアミック酸またはその誘導体をジメチルホルムアミド(DMF)でポリマー濃度が約1重量%になるように希釈し、クロマトパックC−R7A(島津製作所製)を用い、DMFを展開溶剤としてゲル浸透クロマトグラフ分析(GPC)法により測定し、ポリスチレン換算することにより求められる。さらに、ポリアミック酸やポリアクリル酸等のGPC測定を精度良く行うために、リン酸、塩酸、硝酸、硫酸等の無機酸やリチウムブロミド、リチウムクロリド等の無機塩をDMF溶剤に溶解させた展開溶剤を調製することがある。 This weight average molecular weight is measured by a gel permeation chromatography (GPC) method. For example, the obtained polyamic acid or derivative thereof is diluted with dimethylformamide (DMF) so that the polymer concentration is about 1% by weight, and a gel is prepared using Chromatopack C-R7A (manufactured by Shimadzu Corporation) with DMF as a developing solvent. It is determined by measuring by a permeation chromatographic analysis (GPC) method and converting to polystyrene. Furthermore, in order to perform GPC measurement of polyamic acid, polyacrylic acid, etc. with high accuracy, a developing solvent in which inorganic acid such as phosphoric acid, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, etc. and inorganic salt such as lithium bromide, lithium chloride, etc. are dissolved in DMF solvent. May be prepared.
本発明におけるポリアミック酸またはその誘導体は、公知の方法を用いて製造することができる。例えば、原料投入口、窒素導入口、温度計、攪拌機およびコンデンサーを備えた反応容器に、式(I)〜式(XII)で表されるジアミンの少なくとも1つと、場合によってその他のジアミンから選択される少なくとも1つのジアミン、さらに必要に応じてモノアミンの所望量を仕込む。 The polyamic acid or derivative thereof in the present invention can be produced using a known method. For example, a reaction vessel equipped with a raw material inlet, a nitrogen inlet, a thermometer, a stirrer and a condenser is selected from at least one of the diamines represented by the formulas (I) to (XII) and optionally other diamines. At least one diamine, and optionally the desired amount of monoamine.
次に、溶剤(例えばアミド系極性溶剤であるN−メチル−2−ピロリドンやジメチルホルムアミド等)およびテトラカルボン酸二無水物の1種または2種以上、さらに必要に応じてカルボン酸無水物を投入する。このときテトラカルボン酸二無水物の総仕込み量は、ジアミンの総モル数とほぼ等モル(モル比0.9〜1.1程度)とすることが好ましい。 Next, one or more of a solvent (for example, N-methyl-2-pyrrolidone or dimethylformamide, which is an amide polar solvent) and tetracarboxylic dianhydride, and a carboxylic acid anhydride if necessary To do. At this time, it is preferable that the total charge amount of tetracarboxylic dianhydride is approximately equal to the total number of moles of diamine (molar ratio of about 0.9 to 1.1).
攪拌下に温度0〜70℃で1〜48時間反応させることによりポリアミック酸の溶液を得ることができる。また、加熱して反応温度を上げる(例えば、50〜80℃)ことにより、分子量の小さいポリアミック酸を得ることもできる。得られたポリアミック酸の溶液は、所望の粘度に調整するために溶剤で希釈して使用することができる。 A polyamic acid solution can be obtained by reacting at a temperature of 0 to 70 ° C. for 1 to 48 hours under stirring. Moreover, the polyamic acid with a small molecular weight can also be obtained by heating and raising reaction temperature (for example, 50-80 degreeC). The obtained polyamic acid solution can be used after being diluted with a solvent in order to adjust to a desired viscosity.
本発明におけるポリアミック酸は、多量の貧溶剤で沈殿させ、固形分と溶剤とを濾過等により完全に分離し、IR、NMRで分析することにより同定される。さらには、KOHやNaOH等の強アルカリの水溶液で固形のポリアミック酸を分解後、有機溶剤で抽出し、GC、HPLCもしくはGC−MSで分析することにより、使用されているモノマーを同定することができる。 The polyamic acid in the present invention is identified by precipitating with a large amount of a poor solvent, separating the solid and the solvent completely by filtration or the like, and analyzing by IR or NMR. Furthermore, after decomposing solid polyamic acid with an aqueous solution of strong alkali such as KOH or NaOH, the monomer used can be identified by extracting with an organic solvent and analyzing by GC, HPLC or GC-MS. it can.
また、本発明におけるポリアミック酸をポリアミック酸誘導体である可溶性ポリイミドとする場合には、ポリアミック酸溶液を、脱水剤である無水酢酸、無水プロピオン酸、無水トリフルオロ酢酸等の酸無水物、および脱水閉環触媒であるトリエチルアミン、ピリジン、コリジン等の三級アミンとともに、温度20〜150℃でイミド化反応させて得ることができる。 In the case where the polyamic acid in the present invention is a soluble polyimide that is a polyamic acid derivative, the polyamic acid solution is prepared by using an acid anhydride such as acetic anhydride, propionic anhydride, and trifluoroacetic anhydride as dehydrating agents, and dehydrating ring closure. It can be obtained by imidization reaction at a temperature of 20 to 150 ° C. with a tertiary amine such as triethylamine, pyridine, collidine and the like as a catalyst.
または、ポリアミック酸溶液から多量の貧溶剤(メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系溶剤やグリコール系溶剤)を用いてポリアミック酸を析出させ、析出させたポリアミック酸を、トルエン、キシレン等の溶剤中で、前記と同様の脱水剤および脱水閉環触媒とともに、温度20〜150℃でイミド化反応させて得ることもできる。 Alternatively, polyamic acid is precipitated from a polyamic acid solution using a large amount of poor solvent (alcohol solvent or glycol solvent such as methanol, ethanol or isopropanol), and the precipitated polyamic acid is dissolved in a solvent such as toluene or xylene. It can also be obtained by imidization reaction at a temperature of 20 to 150 ° C. together with the same dehydrating agent and dehydration ring closure catalyst as described above.
前記イミド化反応において、脱水剤と脱水閉環触媒の割合は0.1〜10(モル比)であることが好ましい。両者の合計使用量は、使用するテトラカルボン酸二無水物に含まれる酸二無水物のトータルのモル量に対して1.5〜10倍モルであることが好ましい。この化学的イミド化の脱水剤、触媒量、反応温度および反応時間を調整することによって、イミド化の程度を制御し、部分ポリイミドを得ることができる。 In the imidization reaction, the ratio of the dehydrating agent to the dehydrating ring-closing catalyst is preferably 0.1 to 10 (molar ratio). The total amount used of both is preferably 1.5 to 10 times the total molar amount of acid dianhydride contained in the tetracarboxylic dianhydride used. By adjusting the dehydrating agent, catalyst amount, reaction temperature and reaction time of this chemical imidization, the degree of imidization can be controlled and a partial polyimide can be obtained.
得られたポリイミドは、溶剤と分離して、後述する溶剤に、前記アルケニル置換ナジイミド化合物と前記ヘテロ環化合物から選ばれる少なくとも1種類とを組み合わせた改良剤と共に再溶解させて液晶配向剤として使用することもできるし、または溶剤と分離することなく該改良剤を添加して液晶配向剤として使用することもできる。 The obtained polyimide is separated from the solvent and re-dissolved in a solvent described later together with an improving agent that combines at least one selected from the alkenyl-substituted nadiimide compound and the heterocyclic compound, and used as a liquid crystal aligning agent. Alternatively, the improver can be added without separation from the solvent and used as a liquid crystal aligning agent.
また前記したように、本発明におけるテトラカルボン酸二無水物に用いる酸二無水物の一部は有機ジカルボン酸に置き換えられていてもよい。有機ジカルボン酸およびテトラカルボン酸二無水物を用いて本発明におけるポリアミック酸を製造すると、ポリアミック酸−ポリアミド共重合体を得ることができる。ここで、テトラカルボン酸二無水物に対する有機ジカルボン酸の比率は、本発明の効果を損なわない範囲にすればよいが、目安としては、10モル%以下にすることが好ましい。 As described above, a part of the acid dianhydride used for the tetracarboxylic dianhydride in the present invention may be replaced with an organic dicarboxylic acid. If the polyamic acid in this invention is manufactured using organic dicarboxylic acid and tetracarboxylic dianhydride, a polyamic acid-polyamide copolymer can be obtained. Here, the ratio of the organic dicarboxylic acid to the tetracarboxylic dianhydride may be within a range that does not impair the effects of the present invention, but as a guideline, the ratio is preferably 10 mol% or less.
さらに、該ポリアミック酸−ポリアミド共重合体を化学的にイミド化することによってポリアミドイミドを製造することができる。 Furthermore, polyamideimide can be produced by chemically imidizing the polyamic acid-polyamide copolymer.
本発明の液晶配向剤は、粘度等の物性の調整、取り扱いの容易さ、工程の簡略化等の観点から、溶剤を含んでいてもよく、通常の液晶配向剤に含有される各種添加剤をさらに含んでいてもよい。 The liquid crystal aligning agent of the present invention may contain a solvent from the viewpoints of adjustment of physical properties such as viscosity, ease of handling, simplification of processes, and the like, and various additives contained in ordinary liquid crystal aligning agents. Further, it may be included.
本発明の液晶配向剤における化合物(A)の含有率は、液晶表示素子に用いたときその電気特性を長期に安定させる観点から、液晶配向剤中のポリアミック酸またはその誘導体に対する重量比で0.01〜1.0であることが好ましく、0.01〜0.7であることがより好ましく、0.01〜0.5であることがさらに好ましい。この重量比の特に好ましい範囲は0.1〜0.5である。 The content ratio of the compound (A) in the liquid crystal aligning agent of the present invention is 0.00 by weight ratio with respect to the polyamic acid or the derivative thereof in the liquid crystal aligning agent from the viewpoint of stabilizing the electrical characteristics for a long time when used in the liquid crystal display element. It is preferably 01 to 1.0, more preferably 0.01 to 0.7, and still more preferably 0.01 to 0.5. A particularly preferred range of this weight ratio is 0.1 to 0.5.
本発明の液晶配向剤におけるポリアミック酸またはその誘導体の含有率は、液晶配向剤の基板への塗布方法によって適宜選択されることができる。例えば、通常の液晶表示素子の製造工程で用いられる印刷機(オフセット印刷機やインクジェット印刷機を含む。以下、「印刷機」と略すことがある。)で使用される液晶配向剤におけるポリアミック酸またはその誘導体の含有率は、総量で0.5〜30重量%であることが好ましく、より好ましくは総量で1〜15重量%であることが好ましいが、液晶配向剤の粘度との関係で適宜調整される。 The content rate of the polyamic acid or its derivative in the liquid crystal aligning agent of this invention can be suitably selected with the coating method to the board | substrate of a liquid crystal aligning agent. For example, a polyamic acid or a polyamic acid in a liquid crystal aligning agent used in a printing machine (including an offset printing machine and an ink jet printing machine, which may be abbreviated as “printing machine” hereinafter) used in a manufacturing process of a normal liquid crystal display element. The content of the derivative is preferably 0.5 to 30% by weight in total, and more preferably 1 to 15% by weight in total, but is appropriately adjusted in relation to the viscosity of the liquid crystal aligning agent. Is done.
本発明に用いられる溶剤は、ポリアミック酸、可溶性ポリイミド、およびポリアミドイミド等の高分子成分の製造工程や用途で通常使用されている溶剤を広く含み、使用目的に応じて適宜選択され得る。該溶剤は、1)ポリアミック酸や可溶性ポリイミドに対して易溶性である非プロトン性極性有機溶剤と、2)表面張力を変えて塗布性改善等を目的とする溶剤とを含む混合溶剤であることが好ましい。
これらの溶剤を例示すれば以下のとおりである。
The solvent used in the present invention includes a wide variety of solvents usually used in the production process and applications of polymer components such as polyamic acid, soluble polyimide, and polyamideimide, and can be appropriately selected depending on the purpose of use. The solvent is a mixed solvent containing 1) an aprotic polar organic solvent which is easily soluble in polyamic acid and soluble polyimide, and 2) a solvent for improving coating properties by changing the surface tension. Is preferred.
Examples of these solvents are as follows.
1)ポリアミック酸や可溶性ポリイミドに対し良溶剤である非プロトン性極性有機溶剤(以下、非プロトン性極性有機溶剤):例えば、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルイミダゾリジノン、N−メチルカプロラクタム、N−メチルプロピオンアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、ジエチルアセトアミド、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトンである。これらのうち、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルイミダゾリジノン、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等がさらに好ましく例示される。 1) Aprotic polar organic solvent which is a good solvent for polyamic acid and soluble polyimide (hereinafter, aprotic polar organic solvent): for example, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylimidazolidinone, N-methylcaprolactam, N-methylpropionamide, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, diethylacetamide, γ-butyrolactone, and γ-valerolactone. Of these, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylimidazolidinone, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, and the like are more preferred.
2)表面張力を変えて塗布性改善等を目的とした溶剤(以下、その他の溶剤):例えば、乳酸アルキル、3−メチル−3−メトキシブタノール、テトラリン、イソホロン、エチレングリコールモノブチルエーテル等のエチレングリコールモノアルキルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル等のジエチレングリコールモノアルキルエーテル、エチレングリコールモノアルキルまたはフェニルアセテート、トリエチレングリコールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル、マロン酸ジエチル等のマロン酸ジアルキル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル等のジプロピレングリコールモノアルキルエーテル、これらアセテート類等のエステル化合物である。これらのうち、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル等がさらに好ましく例示される。 2) Solvents for improving coating properties by changing surface tension (hereinafter referred to as other solvents): for example, ethylene glycol such as alkyl lactate, 3-methyl-3-methoxybutanol, tetralin, isophorone, ethylene glycol monobutyl ether Monoalkyl ether, diethylene glycol monoalkyl ether such as diethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoalkyl or phenyl acetate, propylene glycol monoalkyl ether such as triethylene glycol monoalkyl ether, propylene glycol monobutyl ether, dialkyl malonate such as diethyl malonate , Dipropylene glycol monoalkyl ethers such as dipropylene glycol monomethyl ether, and ester compounds such as these acetates A. Of these, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, and the like are more preferred.
非プロトン性極性溶剤とその他の溶剤の種類および割合は、液晶配向剤の印刷性、塗布性、溶解性および保存安定性等を考慮して、適宜に設定することができる。非プロトン性極性溶剤は、その他の溶剤よりも相対的に溶解性および保存安定性に優れ、その他の溶剤は印刷性および塗布性に優れる傾向がある。 The types and ratios of the aprotic polar solvent and the other solvent can be appropriately set in consideration of the printability, coatability, solubility, storage stability, and the like of the liquid crystal aligning agent. Aprotic polar solvents are relatively superior in solubility and storage stability to other solvents, and other solvents tend to be excellent in printability and coatability.
本発明の液晶配向剤は各種添加剤を含有してもよい。例えば、有機溶剤に可溶性のポリマーを添加剤としてもよく、それらを添加することにより、形成される液晶配向膜の電気特性や配向性を制御することができる。このようなポリマーの例としては、ポリアミド、ポリウレタン、ポリウレア、ポリエステル、ポリエポキサイド、ポリエステルポリオール、シリコーン変性ポリウレタン、シリコーン変性ポリエステル等を挙げることができる。 The liquid crystal aligning agent of this invention may contain various additives. For example, a polymer soluble in an organic solvent may be used as an additive, and by adding them, the electrical characteristics and orientation of the liquid crystal alignment film to be formed can be controlled. Examples of such polymers include polyamide, polyurethane, polyurea, polyester, polyepoxide, polyester polyol, silicone-modified polyurethane, silicone-modified polyester, and the like.
その他の添加剤としては、例えば1)塗布性の向上を望むときにはかかる目的に沿った界面活性剤を、2)帯電防止の向上を必要とするときは帯電防止剤を、3)基板との密着性や耐ラビング性の向上を望むときにはシランカップリング剤やチタン系のカップリング剤を、また、4)低温でイミド化を進行させる場合はイミド化触媒を、用いることができる。 Other additives include, for example, 1) a surfactant in accordance with the purpose when improvement in coatability is desired, 2) an antistatic agent when improvement in antistatic is required, and 3) adhesion to the substrate. Silane coupling agents and titanium-based coupling agents can be used when it is desired to improve the properties and rubbing resistance, and 4) an imidization catalyst can be used when imidization proceeds at a low temperature.
シランカップリング剤の例としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、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、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルトリメトキシシラン、パラアミノフェニルトリメトキシシラン、パラアミノフェニルトリエトキシシラン、メタアミノフェニルトリメトキシシラン、メタアミノフェニルトリエトキシシラン、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−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メトキシシラン、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−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、3−クロロ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トリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、N−(1,3−ジメチルブチリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロピルアミン、およびN,N’−ビス[3−(トリメトキシシリル)プロピル]エチレンジアミンを挙げることができる。 Examples of silane coupling agents include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyl. Trimethoxysilane, paraaminophenyltrimethoxysilane, paraaminophenyltriethoxysilane, metaaminophenyltrimethoxysilane, metaaminophenyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-glycid Xylpropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-chloropropylmethyldimethoxysilane, 3-chloropropiyl Trimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, N- (1,3-dimethylbutylidene) -3- (triethoxysilyl) -1-propylamine, and N, N Mention may be made of '-bis [3- (trimethoxysilyl) propyl] ethylenediamine.
イミド化触媒の好ましい例として、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン等の脂肪族アミン類;N,N−ジメチルアニリン、N,N−ジエチルアニリン、メチル置換アニリン、ヒドロキシ置換アニリン等の芳香族アミン類;およびピリジン、メチル置換ピリジン、ヒドロキシ置換ピリジン、キノリン、メチル置換キノリン、ヒドロキシ置換キノリン、イソキノリン、メチル置換イソキノリン、ヒドロキシ置換イソキノリン、イミダゾール、メチル置換イミダゾール、ヒドロキシ置換イミダゾール等の環式アミン類を挙げることができる。特に、N,N−ジメチルアニリン、o−,m−,p−ヒドロキシアニリン、o−,m−,p−ヒドロキシピリジン、およびイソキノリンが好ましい。 Preferred examples of the imidation catalyst include aliphatic amines such as trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, and tributylamine; aromatics such as N, N-dimethylaniline, N, N-diethylaniline, methyl-substituted aniline, and hydroxy-substituted aniline. Amines; and cyclic amines such as pyridine, methyl substituted pyridine, hydroxy substituted pyridine, quinoline, methyl substituted quinoline, hydroxy substituted quinoline, isoquinoline, methyl substituted isoquinoline, hydroxy substituted isoquinoline, imidazole, methyl substituted imidazole, hydroxy substituted imidazole, etc. Can be mentioned. In particular, N, N-dimethylaniline, o-, m-, p-hydroxyaniline, o-, m-, p-hydroxypyridine, and isoquinoline are preferred.
シランカップリング剤の添加量は、通常、ポリアミック酸またはその誘導体の総重量に対して0〜10重量%であり、0.1〜3重量%であることが好ましい。 The addition amount of the silane coupling agent is usually 0 to 10% by weight, preferably 0.1 to 3% by weight, based on the total weight of the polyamic acid or derivative thereof.
イミド化触媒の添加量は、通常、ポリアミック酸またはその誘導体のカルボニル基に対して0.01〜5等量であり、0.05〜3等量であることが好ましい。 The amount of the imidation catalyst added is usually 0.01 to 5 equivalents, preferably 0.05 to 3 equivalents, relative to the carbonyl group of the polyamic acid or derivative thereof.
その他の添加剤の添加量は、その用途に応じて異なるが、通常、ポリアミック酸またはその誘導体の総重量に対して0〜30重量%であり、0.1〜10重量%であることが好ましい。 The addition amount of other additives varies depending on the application, but is usually 0 to 30% by weight, preferably 0.1 to 10% by weight, based on the total weight of the polyamic acid or derivative thereof. .
本発明の液晶配向剤の別の好ましい形態は、2種以上のポリアミック酸を含む組成物である。例えば、テトラカルボン酸二無水物およびジアミンのいずれにも側鎖基を有する化合物が用いられていない第1のポリアミック酸と、テトラカルボン酸二無水物およびジアミンの一方または両方に側鎖基を有する化合物が用いられている第2のポリアミック酸とを含む液晶配向剤が挙げられる。より具体的には、このポリアミック酸の1種は、芳香族テトラカルボン酸二無水物(好ましくは前記の化合物(1)〜化合物(18))の少なくとも1つおよび芳香族以外のテトラカルボン酸二無水物(好ましくは前記の化合物(19)〜化合物(67))の少なくとも1つの一方または両方と非側鎖型ジアミン(好ましくは化合物(I)〜化合物(VII))の少なくとも1つとを反応させて得られるポリアミック酸またはその誘導体(以下、「ポリアミック酸I」と称することがある。)であり、別の1種は、前記の芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族以外のテトラカルボン酸二無水物の一方または両方と、側鎖型ジアミン(好ましくは化合物(VIII)〜化合物(XII))の少なくとも1つ、またはこの側鎖型ジアミンの少なくとも1つと非側鎖型ジアミンの少なくとも1つの混合物とを反応させて得られるポリアミック酸またはその誘導体(以下、「ポリアミック酸II」と称することがある。)である。 Another preferable form of the liquid crystal aligning agent of the present invention is a composition containing two or more kinds of polyamic acids. For example, the first polyamic acid in which neither a tetracarboxylic dianhydride nor a diamine has a compound having a side chain group, and one or both of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine have a side chain group A liquid crystal aligning agent containing the 2nd polyamic acid in which the compound is used is mentioned. More specifically, one kind of the polyamic acid is an aromatic tetracarboxylic dianhydride (preferably at least one of the above-mentioned compounds (1) to (18)) and a non-aromatic tetracarboxylic diacid. At least one or both of an anhydride (preferably compound (19) to compound (67)) and at least one non-side chain diamine (preferably compound (I) to compound (VII)) are reacted. Or a derivative thereof (hereinafter sometimes referred to as “polyamic acid I”), and another one is the above-mentioned aromatic tetracarboxylic dianhydride and a non-aromatic tetracarboxylic acid. One or both of the dianhydrides, at least one of the side chain diamines (preferably compound (VIII) to compound (XII)), or at least one of the side chain diamines; It is a polyamic acid obtained by reacting with at least one mixture of non-side chain diamines or a derivative thereof (hereinafter sometimes referred to as “polyamic acid II”).
本発明におけるポリアミック酸Iおよびポリアミック酸IIを含有する組成物は、前述のポリアミック酸Iとポリアミック酸IIを混合することにより調製される。混合されるポリアミック酸Iとポリアミック酸IIの重量比は、I/II=99/1〜50/50であることが好ましく、I/II=95/5〜80/20であることがより好ましい。この重量比は、求められるプレチルト角に応じて適宜調整されればよく、ポリアミック酸IIの比率を上げればプレチルト角を大きくすることができる。 The composition containing polyamic acid I and polyamic acid II in the present invention is prepared by mixing polyamic acid I and polyamic acid II described above. The weight ratio of the polyamic acid I and the polyamic acid II to be mixed is preferably I / II = 99/1 to 50/50, and more preferably I / II = 95/5 to 80/20. This weight ratio may be appropriately adjusted according to the required pretilt angle, and the pretilt angle can be increased by increasing the ratio of polyamic acid II.
なお、本発明の液晶配向剤は、ポリアミック酸Iとポリアミック酸IIだけを含有してもよく、ポリアミック酸Iおよびポリアミック酸II以外のポリアミック酸またはその誘導体をさらに含有してもよい。 In addition, the liquid crystal aligning agent of this invention may contain only polyamic acid I and polyamic acid II, and may further contain polyamic acid other than polyamic acid I and polyamic acid II, or its derivative (s).
一方、前記ポリアミック酸IIは、これを含有する液晶配向剤を用いて形成される液晶配向膜を含む液晶表示素子に、好適なプレチルト角を付与するのに効果的である。ポリアミック酸IIを合成するに際しては側鎖を有するジアミン以外のジアミンを併用してもよい。併用してもよいジアミンの例として、前記の化合物(I)〜化合物(VII)、フルオレン系ジアミン、およびシロキサン系ジアミンが挙げられる。 On the other hand, the polyamic acid II is effective for imparting a suitable pretilt angle to a liquid crystal display element including a liquid crystal alignment film formed using a liquid crystal aligning agent containing the polyamic acid II. When synthesizing polyamic acid II, a diamine other than a diamine having a side chain may be used in combination. Examples of the diamine that may be used in combination include the compounds (I) to (VII), fluorene-based diamine, and siloxane-based diamine.
前記ポリアミック酸Iとポリアミック酸IIとを組み合わせる(ブレンドする)ことにより、本発明の液晶配向剤として好ましい特性を付与することができる。具体的には、ポリアミック酸の原料であるジアミンについて、用いるジアミンの種類およびその組み合わせを適宜選択することにより、本発明の組成物を用いて形成される液晶配向膜に、さらに良好な長期信頼性および好適なプレチルト角を付与することができる。 By combining (blending) the polyamic acid I and the polyamic acid II, preferable characteristics can be imparted as the liquid crystal aligning agent of the present invention. Specifically, for the diamine that is the raw material of the polyamic acid, the liquid crystal alignment film formed by using the composition of the present invention can be further improved by selecting the kind of diamine to be used and the combination thereof appropriately. And a suitable pretilt angle can be provided.
本発明の液晶配向膜は、例えば液晶表示素子用の基板、またはフッ化カルシウムやシリコン等の測定用の基板に本発明の液晶配向剤を塗布し、この液晶配向剤の膜を例えば150〜400℃、好ましくは180〜280℃に加熱することによって形成することができる。ここで液晶配向膜の膜厚は、10〜300nmであることが好ましく、30〜100nmであることがより好ましい。また、液晶配向膜はラビング処理されていることが好ましい。 The liquid crystal aligning film of the present invention is obtained by, for example, applying the liquid crystal aligning agent of the present invention to a substrate for a liquid crystal display element or a measuring substrate such as calcium fluoride or silicon, and applying the liquid crystal aligning agent film to, for example, 150 to 400 It can be formed by heating to ℃, preferably 180 to 280 ℃. Here, the film thickness of the liquid crystal alignment film is preferably 10 to 300 nm, and more preferably 30 to 100 nm. The liquid crystal alignment film is preferably rubbed.
液晶配向膜の膜厚は、液晶配向剤の粘度や液晶配向剤の塗布方法によって調整することができる。また液晶配向膜の膜厚は、段差計やエリプソメータ等の公知の膜厚測定装置によって測定することができる。さらに液晶配向膜中の成分は、必要に応じて加水分解等の処理を行い、IRやMS等の通常の分析手段を利用して分析することができる。 The film thickness of a liquid crystal aligning film can be adjusted with the viscosity of a liquid crystal aligning agent, and the coating method of a liquid crystal aligning agent. The film thickness of the liquid crystal alignment film can be measured by a known film thickness measuring device such as a step meter or an ellipsometer. Furthermore, the components in the liquid crystal alignment film can be analyzed using a normal analysis means such as IR or MS after performing a treatment such as hydrolysis as necessary.
次に、本発明の液晶表示素子について説明する。本発明の液晶表示素子は、1)対向配置された一対の基板、2)この一対の基板それぞれの対向している面に形成された本発明の液晶配向膜、および3)前記一対の基板間に挟持された液晶層を含む。対向配置された一対の電極付基板は、透明基板(例えばガラス基板)であることが好ましい。 Next, the liquid crystal display element of the present invention will be described. The liquid crystal display element of the present invention includes 1) a pair of substrates arranged opposite to each other, 2) a liquid crystal alignment film of the present invention formed on the opposed surfaces of each of the pair of substrates, and 3) between the pair of substrates. A liquid crystal layer sandwiched between the two. It is preferable that the pair of substrates with electrodes disposed to face each other is a transparent substrate (for example, a glass substrate).
一対の基板の少なくとも一方または両方の表面には、液晶表示素子の形態に応じて電極が設けられる。この電極は、基板の一面に形成される電極であれば特に限定されない。このような電極には、例えばITOや金属の蒸着膜等が挙げられる。電極は、基板の表面の全体に形成されていてもよいし、例えばパターン化されている所定の形状に形成されていてもよい。電極が設けられていない基板には基板の表面上に本発明の液晶配向膜が形成され、電極が設けられている基板には電極の上に本発明の液晶配向膜が形成される。本発明の液晶配向膜の形成については前述のとおりである。 Electrodes are provided on at least one or both surfaces of the pair of substrates according to the form of the liquid crystal display element. The electrode is not particularly limited as long as it is an electrode formed on one surface of the substrate. Examples of such electrodes include ITO and metal vapor deposition films. The electrode may be formed on the entire surface of the substrate, or may be formed in a predetermined shape that is patterned, for example. The liquid crystal alignment film of the present invention is formed on the surface of the substrate on which the electrode is not provided, and the liquid crystal alignment film of the present invention is formed on the electrode on the substrate on which the electrode is provided. The formation of the liquid crystal alignment film of the present invention is as described above.
前記一対の基板間に挟持された液晶層は、通常液晶組成物で構成される。ここで液晶組成物は特に制限はされず、駆動モードに応じて、誘電率異方性が正の液晶組成物および誘電率異方性が負の液晶組成物についていずれの組成物も用いることができる。 The liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates is usually composed of a liquid crystal composition. Here, the liquid crystal composition is not particularly limited, and any liquid crystal composition having a positive dielectric anisotropy and a liquid crystal composition having a negative dielectric anisotropy can be used depending on the driving mode. it can.
誘電率異方性が正である好ましい液晶組成物の例は、特許第3086228号公報、特許第2635435号公報、特表平5−501735号公報、特開平8−157826号公報、特開平8−231960号公報、特開平9−241644号公報(EP885272A1)、特開平9−302346号公報(EP806466A1)、特開平8−199168号公報(EP722998A1)、特開平9−235552号公報、特開平9−255956号公報、特開平9−241643号公報(EP885271A1)、特開平10−204016号公報(EP844229A1)、特開平10−204436号公報、特開平10−231482号公報、特開2000−087040号公報、特開2001−48822号公報等に開示されている。 Examples of preferable liquid crystal compositions having a positive dielectric anisotropy include Japanese Patent No. 3086228, Japanese Patent No. 2635435, Japanese Patent Laid-Open No. 5-501735, Japanese Patent Laid-Open No. 8-157826, Japanese Patent Laid-Open No. 8- No. 231960, JP-A-9-241644 (EP882722A1), JP-A-9-302346 (EP806466A1), JP-A-8-199168 (EP722998A1), JP-A-9-235552, JP-A-9-255556. JP-A-9-241643 (EP882711A1), JP-A-10-204016 (EP844229A1), JP-A-10-204436, JP-A-10-231482, JP-A-2000-087040, Special Disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2001-48822 There.
VA型液晶表示素子において用いられる液晶組成物は、誘電率異方性が負の各種の液晶組成物とすることができる。好ましい液晶組成物の例は、特開昭57−114532号公報、特開平2−4725号公報、特開平4−224885号公報、特開平8−40953号公報、特開平8−104869号公報、特開平10−168076号公報、特開平10−168453号公報、特開平10−236989号公報、特開平10−236990号公報、特開平10−236992号公報、特開平10−236993号公報、特開平10−236994号公報、特開平10−237000号公報、特開平10−237004号公報、特開平10−237024号公報、特開平10−237035号公報、特開平10−237075号公報、特開平10−237076号公報、特開平10−237448号公報(EP967261A1)、特開平10−287874号公報、特開平10−287875号公報、特開平10−291945号公報、特開平11−029581号公報、特開平11−080049号公報、特開2000−256307号公報、特開2001−019965号公報、特開2001−072626号公報、特開2001−192657号公報等に開示されている。 The liquid crystal composition used in the VA liquid crystal display element can be various liquid crystal compositions having negative dielectric anisotropy. Examples of preferred liquid crystal compositions include JP-A-57-141432, JP-A-2-4725, JP-A-4-224858, JP-A-8-40953, JP-A-8-104869, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 10-168076, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 10-168453, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 10-236989, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 10-236990, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 10-236992, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 10-236993, Japanese Laid-open Patent Publication No. -236994, JP-A-10-237000, JP-A-10-237004, JP-A-10-237024, JP-A-10-237035, JP-A-10-237075, JP-A-10-237076 JP, 10-237448, (EP967261A1), JP 10-28787. No. 1, JP-A-10-287875, JP-A-10-291945, JP-A-11-029581, JP-A-11-080049, JP-A-2000-256307, JP-A-2001-019965. JP-A-2001-072626, JP-A-2001-192657, and the like.
前記誘電率異方性が正または負の液晶組成物に、1つ以上の光学活性化合物を添加して使用することも何ら差し支えない。 One or more optically active compounds may be used by adding to the liquid crystal composition having a positive or negative dielectric anisotropy.
本発明の液晶表示素子は、もちろんその他の部材を有してもよい。例えば、薄膜トランジスタを使用したカラー表示のTFT型液晶素子においては、第1の透明基板上に薄膜トランジスタ、絶縁膜、保護膜、信号電極および画素電極等が形成されており、第2の透明基板上に画素領域以外の光を遮断するブラックマトリクス、カラーフィルター、平坦化膜および画素電極等を有してもよい。 Of course, the liquid crystal display element of the present invention may have other members. For example, in a color display TFT type liquid crystal element using a thin film transistor, a thin film transistor, an insulating film, a protective film, a signal electrode, a pixel electrode, and the like are formed on a first transparent substrate, and the second transparent substrate is formed. A black matrix, a color filter, a planarization film, a pixel electrode, and the like that block light outside the pixel region may be included.
VA型液晶表示素子、特にMVA型液晶表示素子においては、第1の透明基板上にドメインと称される微小な突起物が形成されている。また、基板間のセルギャップの調整用にスペーサーが形成されていてもよい。 In a VA liquid crystal display element, in particular, an MVA liquid crystal display element, a minute projection called a domain is formed on a first transparent substrate. A spacer may be formed for adjusting the cell gap between the substrates.
本発明の液晶表示素子は任意の方法で製作することができる。1つの例は、1)前記二枚の透明基板上に液晶配向剤を塗布する工程、2)塗布された液晶配向剤を乾燥する工程、3)乾燥された液晶配向剤を脱水・閉環反応させるために必要な加熱処理をする工程、4)得られた配向膜を配向処理する工程、5)二枚の基板を所定の隙間を有して張り合わせた後に、基板の間の隙間に液晶を封入する工程、または一方の基板に液晶を滴下させた後に、もう一方の基板と張り合わせる工程を含む方法である。 The liquid crystal display element of the present invention can be produced by any method. One example is 1) a step of applying a liquid crystal aligning agent on the two transparent substrates, 2) a step of drying the applied liquid crystal aligning agent, and 3) dehydrating and ring-closing the dried liquid crystal aligning agent. A step of performing heat treatment necessary for the above, 4) a step of aligning the obtained alignment film, and 5) bonding two substrates together with a predetermined gap, and then enclosing a liquid crystal in the gap between the substrates Or a step of attaching a liquid crystal to one substrate and then bonding it to the other substrate.
前記の液晶配向剤を塗布する方法としては、スピンナー法、印刷法、ディッピング法、滴下法、インクジェット法等が一般に知られている。これらの方法が本発明においても適用可能である。 As a method for applying the liquid crystal aligning agent, a spinner method, a printing method, a dipping method, a dropping method, an ink jet method and the like are generally known. These methods are also applicable in the present invention.
乾燥工程および脱水反応に必要な加熱処理を施す工程では、オーブンまたは赤外炉の中で加熱処理する方法、ホットプレート上で加熱処理する方法等が一般に知られている。これらの方法が本発明においても適用可能である。乾燥工程は、溶剤の蒸発が可能な範囲内の比較的低温(50〜140℃)で実施することが好ましい。加熱処理の工程は一般に150〜300℃程度の温度で行うことが好ましい。 In the drying process and the heat treatment necessary for the dehydration reaction, a method of heat treatment in an oven or an infrared furnace, a method of heat treatment on a hot plate, and the like are generally known. These methods are also applicable in the present invention. The drying step is preferably performed at a relatively low temperature (50 to 140 ° C.) within a range where the solvent can be evaporated. In general, the heat treatment step is preferably performed at a temperature of about 150 to 300 ° C.
液晶配向膜への配向処理は、IPS型液晶表示素子、OCB型液晶表示素子、TN型液晶表示素子、STN型液晶表示素子では通常ラビング処理を行う。VA型液晶表示素子ではラビング処理を行わないことが多いが行ってもよい。 The alignment treatment for the liquid crystal alignment film is usually a rubbing treatment for IPS liquid crystal display elements, OCB liquid crystal display elements, TN liquid crystal display elements, and STN liquid crystal display elements. In many cases, the VA liquid crystal display element is not subjected to the rubbing treatment.
次いで、一方の基板上に接着剤を塗布し貼りあわせ真空中で液晶を注入する。滴下注入法の場合には、貼りあわせる前に液晶を基板上に滴下し、その後もう一方の基板で貼りあわせる。貼りあわせに使用した接着剤を熱または紫外線で硬化させて本発明の液晶表示素子が作製される。 Next, an adhesive is applied onto one substrate, and the liquid crystal is injected in a vacuum. In the case of the dropping injection method, the liquid crystal is dropped on the substrate before bonding, and then bonded on the other substrate. The liquid crystal display element of the present invention is produced by curing the adhesive used for bonding with heat or ultraviolet rays.
本発明の液晶表示素子には、偏光板(偏光フィルム)、波長板、光散乱フィルム、駆動回路等が実装されてもよい。 A polarizing plate (polarizing film), a wave plate, a light scattering film, a driving circuit, and the like may be mounted on the liquid crystal display element of the present invention.
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例において用いる化合物は次の通りである。
<テトラカルボン酸二無水物>
化合物(1):ピロメリット酸二無水物
化合物(19):1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物
化合物(23):1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物
<ジアミン>
化合物(V−1):4,4’−ジアミノジフェニルメタン
化合物(V−7):1,2−ビス(4−アミノフェニル)エタン
化合物(VII−2):1,3−ビス(4−(4−アミノベンジル)フェニル)プロパン
化合物(XI−2−1):1,1−ビス(4−(4−アミノベンジル)フェニル)−4−ヘプチルシクロヘキサン
化合物(XI−4−1):1,1−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル−4−(トランス−4−n−ペンチルシクロヘキシル)シクロヘキサン
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to these Examples. The compounds used in the examples are as follows.
<Tetracarboxylic dianhydride>
Compound (1): Pyromellitic dianhydride compound (19): 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride compound (23): 1,2,3,4-butanetetracarboxylic dianhydride <Diamine>
Compound (V-1): 4,4′-diaminodiphenylmethane compound (V-7): 1,2-bis (4-aminophenyl) ethane compound (VII-2): 1,3-bis (4- (4 -Aminobenzyl) phenyl) propane compound (XI-2-1): 1,1-bis (4- (4-aminobenzyl) phenyl) -4-heptylcyclohexane compound (XI-4-1): 1,1- Bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl-4- (trans-4-n-pentylcyclohexyl) cyclohexane
<複数のアリル基を有する化合物>
化合物(A−1−1):
化合物(A−2−1):
<Compound having a plurality of allyl groups>
Compound (A-1-1):
Compound (A-2-1):
化合物(A−6−1):
化合物(A−6−2):
Compound (A-6-1):
Compound (A-6-2):
化合物(A−7−1):
Compound (A-7-1):
化合物(A−7−2):
<溶剤>
NMP:N−メチル−2−ピロリドン
BC:ブチルセロソルブ(エチレングリコールモノブチルエーテル)
GBL:γ―ブチロラクトン
Compound (A-7-2):
<Solvent>
NMP: N-methyl-2-pyrrolidone BC: Butyl cellosolve (ethylene glycol monobutyl ether)
GBL: γ-butyrolactone
[合成例1]
<ポリアミック酸の合成>
温度計、攪拌機、原料投入仕込み口および窒素ガス導入口を備えた100mLの四つ口フラスコに、化合物(V−1)(2.919g)、および脱水NMP(54g)、脱水GBL(15g)を入れ、乾燥窒素気流下で攪拌して溶解した。次いで、化合物(19)(1.155g)、化合物(1)(1.927g)を添加し、室温環境下で30時間反応させた。反応中に反応温度が上昇する場合は、反応温度を約70℃以下に抑えて反応させた。得られた溶液に、BC(25g)を加えて、ポリマー濃度が6重量%のポリアミック酸溶液(PA1)を得た。PA1中のポリマーの重量平均分子量は58,000であった。
[Synthesis Example 1]
<Synthesis of polyamic acid>
In a 100 mL four-necked flask equipped with a thermometer, stirrer, raw material charging inlet and nitrogen gas inlet, compound (V-1) (2.919 g), dehydrated NMP (54 g), and dehydrated GBL (15 g) were added. And dissolved by stirring under a dry nitrogen stream. Subsequently, the compound (19) (1.155 g) and the compound (1) (1.927 g) were added and reacted for 30 hours in a room temperature environment. When the reaction temperature rose during the reaction, the reaction temperature was kept at about 70 ° C. or lower for the reaction. BC (25 g) was added to the obtained solution to obtain a polyamic acid solution (PA1) having a polymer concentration of 6% by weight. The weight average molecular weight of the polymer in PA1 was 58,000.
ポリアミック酸の重量平均分子量は次のようにして求めた。まず、合成反応によって得られたポリアミック酸濃度6重量%の溶液を希釈してポリアミック酸濃度が約1重量%の溶液とした。次に、この希釈液にGPC法を適用し、測定データをポリスチレン換算して重量平均分子量を求めた。ポリアミック酸溶液の希釈にはリン酸−DMF混合液(リン酸/DMF重量比=0.6/100)を用い、この混合液をGPC法の展開剤としても用いた。なお、GPC法の測定装置としてはクロマトパックC−R7A(島津製作所製)を使用し、カラムにはGF−7HQ(昭和電工株式会社製)を用い、カラム温度50℃、流速0.6mL/minとした。 The weight average molecular weight of the polyamic acid was determined as follows. First, a solution having a polyamic acid concentration of 6% by weight obtained by the synthesis reaction was diluted to obtain a solution having a polyamic acid concentration of about 1% by weight. Next, the GPC method was applied to this diluted solution, and the measurement data was converted to polystyrene to determine the weight average molecular weight. For diluting the polyamic acid solution, a phosphoric acid-DMF mixed solution (phosphoric acid / DMF weight ratio = 0.6 / 100) was used, and this mixed solution was also used as a developing agent for the GPC method. In addition, Chromatopack C-R7A (manufactured by Shimadzu Corporation) is used as a measuring apparatus of the GPC method, GF-7HQ (manufactured by Showa Denko KK) is used for the column, the column temperature is 50 ° C., and the flow rate is 0.6 mL / min. It was.
[合成例2〜5]
表1に示したようにテトラカルボン酸二無水物およびジアミンを変更した以外は、合成例1に準拠してポリアミック酸溶液(PA2〜PA5)を得た。合成例1を含めて、結果を表1にまとめた。
<表1>
[Synthesis Examples 2 to 5]
A polyamic acid solution (PA2 to PA5) was obtained according to Synthesis Example 1 except that tetracarboxylic dianhydride and diamine were changed as shown in Table 1. The results are summarized in Table 1 including Synthesis Example 1.
<Table 1>
[実施例1]
合成例1で得られたPA1と合成例2で得られたPA2を重量比8/2で混合した。得られた混合物に、これに含まれるポリアミック酸に対する重量比で0.2に相当する化合物(A−2−1)を添加した。その後、NMP/BC=1/1(重量比)の混合溶剤を加え、ポリアミック酸濃度が4重量%になるように希釈して液晶配向剤とした。
[Example 1]
PA1 obtained in Synthesis Example 1 and PA2 obtained in Synthesis Example 2 were mixed at a weight ratio of 8/2. The compound (A-2-1) corresponding to 0.2 by weight ratio with respect to the polyamic acid contained therein was added to the resulting mixture. Thereafter, a mixed solvent of NMP / BC = 1/1 (weight ratio) was added and diluted so that the polyamic acid concentration was 4% by weight to obtain a liquid crystal aligning agent.
得られた液晶配向剤を、二枚のITO電極付ガラス基板にスピンナーにて塗布し、膜厚70nmの膜を形成させた。塗膜後80℃にて約5分間加熱乾燥した後、210℃にて20分間加熱処理を行い、次いでラビング処理を行って液晶配向膜を形成させた。このガラス基板上に形成された液晶配向膜を超純水中で5分間超音波洗浄してからオーブン中120℃で30分間乾燥した。次いで、一方のガラス基板に7μmのギャップ材を散布し、液晶配向膜を形成させた面を内側にして、ラビング方向が逆平行になるように、もう1枚のガラス基板を対向配置させた後、液晶配向膜の周囲をエポキシ硬化剤でシールし、ギャップ7μmのアンチパラレルセルを作製した。このセルに、下記に示す液晶組成物を注入し、注入口を光硬化剤で封止した。次いで、110℃で30分間加熱処理を行い、液晶表示素子を作製した。 The obtained liquid crystal aligning agent was apply | coated to the glass substrate with two ITO electrodes with a spinner, and the film | membrane with a film thickness of 70 nm was formed. After coating, the film was heated and dried at 80 ° C. for about 5 minutes, then heat-treated at 210 ° C. for 20 minutes, and then rubbed to form a liquid crystal alignment film. The liquid crystal alignment film formed on this glass substrate was ultrasonically cleaned in ultrapure water for 5 minutes and then dried in an oven at 120 ° C. for 30 minutes. Next, after spraying a 7 μm gap material on one glass substrate and placing the other glass substrate oppositely so that the surface on which the liquid crystal alignment film is formed is on the inside and the rubbing direction is antiparallel The periphery of the liquid crystal alignment film was sealed with an epoxy curing agent to produce an anti-parallel cell with a gap of 7 μm. The liquid crystal composition shown below was injected into this cell, and the injection port was sealed with a photocuring agent. Next, a heat treatment was performed at 110 ° C. for 30 minutes to manufacture a liquid crystal display element.
<液晶組成物>
<Liquid crystal composition>
[実施例2]
合成例1で得られたPA1と合成例3で得られたPA3を重量比8/2で混合した。得られた混合物に、これに含まれるポリアミック酸に対する重量比で0.2に相当する化合物(A−2−1)を添加した。その後、NMP/BC=1/1(重量比)の混合溶剤を加え、ポリアミック酸濃度が4重量%になるように希釈して液晶配向剤とした。得られた液晶配向剤を用いて、実施例1と同様に液晶表示素子を作製した。
[Example 2]
PA1 obtained in Synthesis Example 1 and PA3 obtained in Synthesis Example 3 were mixed at a weight ratio of 8/2. The compound (A-2-1) corresponding to 0.2 by weight ratio with respect to the polyamic acid contained therein was added to the resulting mixture. Thereafter, a mixed solvent of NMP / BC = 1/1 (weight ratio) was added and diluted so that the polyamic acid concentration was 4% by weight to obtain a liquid crystal aligning agent. A liquid crystal display element was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained liquid crystal aligning agent.
[実施例3]
合成例4で得られたPA4に、これに含まれるポリアミック酸に対する重量比で0.2に相当する化合物(A−1−1)を添加した。その後、NMP/BC=1/1(重量比)の混合溶剤を加え、ポリアミック酸濃度が4重量%になるように希釈して液晶配向剤とした。得られた液晶配向剤を用いて、実施例1と同様に液晶表示素子を作製した。
[Example 3]
To PA4 obtained in Synthesis Example 4, a compound (A-1-1) corresponding to 0.2 in weight ratio to the polyamic acid contained therein was added. Thereafter, a mixed solvent of NMP / BC = 1/1 (weight ratio) was added and diluted so that the polyamic acid concentration was 4% by weight to obtain a liquid crystal aligning agent. A liquid crystal display element was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained liquid crystal aligning agent.
[実施例4]
前記のPA4に、これに含まれるポリアミック酸に対する重量比で0.2に相当する化合物(A−2−1)を添加した。その後、NMP/BC=1/1(重量比)の混合溶剤を加え、ポリアミック酸濃度が4重量%になるように希釈して液晶配向剤とした。得られた液晶配向剤を用いて、実施例1と同様に液晶表示素子を作製した。
[Example 4]
A compound (A-2-1) corresponding to 0.2 in terms of the weight ratio to the polyamic acid contained therein was added to the PA4. Thereafter, a mixed solvent of NMP / BC = 1/1 (weight ratio) was added and diluted so that the polyamic acid concentration was 4% by weight to obtain a liquid crystal aligning agent. A liquid crystal display element was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained liquid crystal aligning agent.
[実施例5]
前記のPA1とPA2を重量比8/2で混合した。得られた混合物に、これに含まれるポリアミック酸に対する重量比で0.2に相当する化合物(A−6−2)を添加した。その後、NMP/BC=1/1(重量比)の混合溶剤を加え、ポリアミック酸濃度が4重量%になるように希釈して液晶配向剤とした。得られた液晶配向剤を用いて、実施例1と同様に液晶表示素子を作製した。
[Example 5]
The PA1 and PA2 were mixed at a weight ratio of 8/2. The compound (A-6-2) corresponding to 0.2 by weight ratio to the polyamic acid contained therein was added to the obtained mixture. Thereafter, a mixed solvent of NMP / BC = 1/1 (weight ratio) was added and diluted so that the polyamic acid concentration was 4% by weight to obtain a liquid crystal aligning agent. A liquid crystal display element was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained liquid crystal aligning agent.
[実施例6]
合成例5で得られたPA5と前記のPA2を重量比8/2で混合した。得られた混合物に、これに含まれるポリアミック酸に対する重量比で0.2に相当する化合物(A−7−1)を添加した。その後、NMP/BC=1/1(重量比)の混合溶剤を加え、ポリアミック酸濃度が4重量%になるように希釈して液晶配向剤とした。得られた液晶配向剤を用いて、実施例1と同様に液晶表示素子を作製した。
[Example 6]
PA5 obtained in Synthesis Example 5 and the above PA2 were mixed at a weight ratio of 8/2. The compound (A-7-1) corresponding to 0.2 by weight ratio with respect to the polyamic acid contained therein was added to the obtained mixture. Thereafter, a mixed solvent of NMP / BC = 1/1 (weight ratio) was added and diluted so that the polyamic acid concentration was 4% by weight to obtain a liquid crystal aligning agent. A liquid crystal display element was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained liquid crystal aligning agent.
[実施例7]
前記のPA1とPA2を重量比8/2で混合した。得られた混合物に、これに含まれるポリアミック酸に対する重量比で0.2に相当する化合物(A−6−1)を添加した。その後、NMP/BC=1/1(重量比)の混合溶剤を加え、ポリアミック酸濃度が4重量%になるように希釈して液晶配向剤とした。得られた液晶配向剤を用いて、実施例1と同様に液晶表示素子を作製した。
[Example 7]
The PA1 and PA2 were mixed at a weight ratio of 8/2. The compound (A-6-1) corresponding to 0.2 by weight ratio with respect to the polyamic acid contained therein was added to the obtained mixture. Thereafter, a mixed solvent of NMP / BC = 1/1 (weight ratio) was added and diluted so that the polyamic acid concentration was 4% by weight to obtain a liquid crystal aligning agent. A liquid crystal display element was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained liquid crystal aligning agent.
[実施例8]
前記のPA1とPA2を重量比8/2で混合した。得られた混合物に、これに含まれるポリアミック酸に対する重量比で0.4に相当する化合物(A−6−1)を添加した。その後、NMP/BC=1/1(重量比)の混合溶剤を加え、ポリアミック酸濃度が4重量%になるように希釈して液晶配向剤とした。得られた液晶配向剤を用いて、実施例1と同様に液晶表示素子を作製した。
[Example 8]
The PA1 and PA2 were mixed at a weight ratio of 8/2. The compound (A-6-1) corresponding to 0.4 by weight ratio with respect to the polyamic acid contained therein was added to the resulting mixture. Thereafter, a mixed solvent of NMP / BC = 1/1 (weight ratio) was added and diluted so that the polyamic acid concentration was 4% by weight to obtain a liquid crystal aligning agent. A liquid crystal display element was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained liquid crystal aligning agent.
[実施例9]
前記のPA5とPA2を重量比8/2で混合した。得られた混合物に、これに含まれるポリアミック酸に対する重量比で0.2に相当する化合物(A−6−1)を添加した。その後、NMP/BC=1/1(重量比)の混合溶剤を加え、ポリアミック酸濃度が4重量%になるように希釈して液晶配向剤とした。得られた液晶配向剤を用いて、実施例1と同様に液晶表示素子を作製した。
[Example 9]
The PA5 and PA2 were mixed at a weight ratio of 8/2. The compound (A-6-1) corresponding to 0.2 by weight ratio with respect to the polyamic acid contained therein was added to the obtained mixture. Thereafter, a mixed solvent of NMP / BC = 1/1 (weight ratio) was added and diluted so that the polyamic acid concentration was 4% by weight to obtain a liquid crystal aligning agent. A liquid crystal display element was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained liquid crystal aligning agent.
[実施例10]
前記のPA1とPA2を重量比8/2で混合した。得られた混合物に、これに含まれるポリアミック酸に対する重量比で0.2に相当する化合物(A−7−2)を添加した。その後、NMP/BC=1/1(重量比)の混合溶剤を加え、ポリアミック酸濃度が4重量%になるように希釈して液晶配向剤とした。得られた液晶配向剤を用いて、実施例1と同様に液晶表示素子を作製した。
[Example 10]
The PA1 and PA2 were mixed at a weight ratio of 8/2. The compound (A-7-2) corresponding to 0.2 by weight ratio with respect to the polyamic acid contained therein was added to the obtained mixture. Thereafter, a mixed solvent of NMP / BC = 1/1 (weight ratio) was added and diluted so that the polyamic acid concentration was 4% by weight to obtain a liquid crystal aligning agent. A liquid crystal display element was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained liquid crystal aligning agent.
[比較例1]
前記のPA1とPA2を重量比8/2で混合した。得られた混合物にNMP/BC=1/1(重量比)の混合溶剤を加え、ポリアミック酸濃度が4重量%になるように希釈して液晶配向剤とした。得られた液晶配向剤を用いて、実施例1と同様に液晶表示素子を作製した。
[Comparative Example 1]
The PA1 and PA2 were mixed at a weight ratio of 8/2. A mixed solvent of NMP / BC = 1/1 (weight ratio) was added to the obtained mixture, and the mixture was diluted so that the polyamic acid concentration was 4% by weight to obtain a liquid crystal aligning agent. A liquid crystal display element was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained liquid crystal aligning agent.
[比較例2]
前記のPA1とPA3を重量比8/2で混合した。得られた混合物にNMP/BC=1/1(重量比)の混合溶剤を加え、ポリアミック酸濃度が4重量%になるように希釈して液晶配向剤とした。得られた液晶配向剤を用いて、実施例1と同様に液晶表示素子を作製した。
[Comparative Example 2]
The PA1 and PA3 were mixed at a weight ratio of 8/2. A mixed solvent of NMP / BC = 1/1 (weight ratio) was added to the obtained mixture, and the mixture was diluted so that the polyamic acid concentration was 4% by weight to obtain a liquid crystal aligning agent. A liquid crystal display element was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained liquid crystal aligning agent.
[比較例3]
前記のPA4にNMP/BC=1/1(重量比)の混合溶剤を加え、ポリアミック酸濃度が4重量%になるように希釈して液晶配向剤とした。得られた液晶配向剤を用いて、実施例1と同様に液晶表示素子を作製した。
[Comparative Example 3]
A liquid crystal aligning agent was prepared by adding a mixed solvent of NMP / BC = 1/1 (weight ratio) to the PA4 and diluting the polyamic acid concentration to 4% by weight. A liquid crystal display element was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained liquid crystal aligning agent.
[試験例1〜13]
<電気特性の評価>
実施例1〜10および比較例1〜3で作製した液晶表示素子について、電圧保持率の測定と長期信頼性の測定を以下のようにして行った。
1)電圧保持率(%)の測定
東陽テクニカ製液晶物性評価装置6254型を用いて電圧保持率の測定を行った。測定条件は、ゲート幅60μs、周波数0.3Hz、波高±5Vであり、測定温度は60℃とした。この値が大きいほど電気特性は良好であると言える。結果を表2に示す。
2)長期信頼性の測定
作製した液晶表示素子について、経時的に電圧保持率を求め、保持特性を評価した。保持特性の試験方法は、温度60℃の雰囲気中に液晶表示素子を500時間放置し、途中経時的に取り出し電圧保持率を測定した。電圧保持率の低下が小さいほど(例えば前記の条件で放置時間が500時間以上で電圧保持率の低下量が2%未満であれば)長期信頼性は良好であると言える。結果を表2に示す。測定温度は60℃とした。
[Test Examples 1 to 13]
<Evaluation of electrical characteristics>
About the liquid crystal display element produced in Examples 1-10 and Comparative Examples 1-3, the measurement of the voltage holding rate and the long-term reliability were performed as follows.
1) Measurement of voltage holding ratio (%) The voltage holding ratio was measured using a liquid crystal property evaluation apparatus 6254 type manufactured by Toyo Technica. The measurement conditions were a gate width of 60 μs, a frequency of 0.3 Hz, a wave height of ± 5 V, and a measurement temperature of 60 ° C. It can be said that the larger this value, the better the electrical characteristics. The results are shown in Table 2.
2) Measurement of long-term reliability About the produced liquid crystal display element, the voltage holding rate was calculated | required with time and the holding | maintenance characteristic was evaluated. As a test method for holding characteristics, a liquid crystal display element was left in an atmosphere at a temperature of 60 ° C. for 500 hours, and the voltage holding ratio was measured by taking it out over time. It can be said that the smaller the decrease in the voltage holding ratio (for example, if the standing time is 500 hours or more under the above conditions and the decrease in the voltage holding ratio is less than 2%), the better the long-term reliability. The results are shown in Table 2. The measurement temperature was 60 ° C.
<表2>
<Table 2>
表2に示されたように、本発明の液晶配向剤を用いて得られた液晶表示素子の場合、電圧保持率の低下が顕著に抑制された。 As shown in Table 2, in the case of the liquid crystal display element obtained using the liquid crystal aligning agent of the present invention, the decrease in the voltage holding ratio was remarkably suppressed.
Claims (23)
(ここに、Z1は独立して単結合、−O−、−CO−、−CONH−、−NHCO−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−(CH2)t−、または−O−(CH2)t−O−であって、tは1〜8の整数であり;Z2は−CH2CH2−または1,4−フェニレンであり;Q1は式(B−1)で表される基であり;Q2は式(B−2)で表される基であり;Q3は水素または式(B−3)で表される基であり;そして、ベンゼン環の任意の水素はフッ素、メチルまたは−OHで置き換えられてもよい。) A composition comprising at least one polymer selected from polyamic acid and derivatives thereof and a compound having a plurality of allyl groups, wherein the compounds having a plurality of allyl groups are represented by formulas (A-1) to (A-7): ) A liquid crystal aligning agent that is at least one selected from the group of compounds represented by:
(Wherein Z 1 is independently a single bond, —O—, —CO—, —CONH—, —NHCO—, —C (CH 3 ) 2 —, —C (CF 3 ) 2 —, — (CH 2) t -, or -O- (CH 2) a t -O-, t is an integer from 1 to 8; Z 2 is -CH 2 CH 2 - be or 1,4-phenylene; Q 1 is a group represented by the formula (B-1); Q 2 is a group represented by the formula (B-2); Q 3 is a group represented by hydrogen or the formula (B-3) Yes; and any hydrogen on the benzene ring may be replaced with fluorine, methyl or —OH.)
(ここに、Z1は独立して単結合、−O−、−(CH2)t−、または−O−(CH2)t−O−であって、tは1〜8の整数であり;そして、ベンゼン環の任意の水素は−OHで置き換えられてもよい。) A composition containing at least one polymer selected from polyamic acid and derivatives thereof and a compound having a plurality of allyl groups, wherein the compound having a plurality of allyl groups is represented by formula (A-1) or formula (A-2). ), A liquid crystal aligning agent according to claim 1, which is at least one compound selected from the group of compounds represented by formula (A-6) and formula (A-7).
(Where Z 1 is independently a single bond, —O—, — (CH 2 ) t —, or —O— (CH 2 ) t —O—, and t is an integer of 1-8. And any hydrogen on the benzene ring may be replaced with -OH.)
A composition containing at least one polymer selected from polyamic acid and derivatives thereof and a compound having a plurality of allyl groups, wherein the compound having a plurality of allyl groups is represented by formula (A-1-1) or formula (A 2-1), a compound represented by formula (A-6-1), formula (A-6-2), formula (A-7-1) or formula (A-7-2), Item 2. A liquid crystal aligning agent according to Item 1.
By reacting at least one of the aromatic tetracarboxylic dianhydrides represented by the formula (1), formula (2), formula (5) to formula (7) and formula (14) with the diamine and the polyamic acid The liquid crystal aligning agent of any one of Claims 1-4 which is a polymer obtained.
The liquid crystal aligning agent of any one of Claims 1-4 whose polyamic acid is a polymer obtained by making the aromatic tetracarboxylic dianhydride represented by Formula (1) and diamine react.
The polyamic acid is an aromatic tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (1), the formula (2), the formula (5) to the formula (7), and the formula (14), and a tetracarboxylic acid other than aromatic. The liquid crystal aligning agent of any one of Claims 1-4 which is a polymer obtained by making the mixture with a dianhydride and diamine react.
The polyamic acid is a polymer obtained by reacting a diamine with a mixture of an aromatic tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (1) and a tetracarboxylic dianhydride other than aromatic. 5. The liquid crystal aligning agent according to any one of 4 above.
The polyamic acid is an aromatic tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (1), the formula (2), the formula (5) to the formula (7), and the formula (14), and a tetracarboxylic acid other than aromatic. A polymer obtained by reacting a mixture of a dianhydride and a diamine, wherein the tetracarboxylic dianhydride other than aromatic is represented by the formula (19), formula (23), formula (25), formula (35): The liquid crystal aligning agent of Claim 7 which is at least 1 of the compound represented by-Formula (37), Formula (39), Formula (44), and Formula (49).
A polyamic acid is a polymer obtained by reacting a mixture of an aromatic tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (1) and a non-aromatic tetracarboxylic dianhydride with a diamine, other than aromatic Are represented by formula (19), formula (23), formula (25), formula (35) to formula (37), formula (39), formula (44) and formula (49). The liquid crystal aligning agent of Claim 8 which is at least 1 of the compound which becomes.
A polyamic acid is a polymer obtained by reacting a mixture of an aromatic tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (1) and a non-aromatic tetracarboxylic dianhydride with a diamine, other than aromatic The liquid crystal aligning agent of Claim 8 whose tetracarboxylic dianhydride of is a compound represented by Formula (19).
ここに、X1は炭素数2〜12の直鎖アルキレンであり;X2は炭素数1〜12の直鎖アルキレンであり;X3は独立して単結合、−O−、−CO−、−CONH−、−NHCO−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−O−(CH2)t−O−、−S−、−S−S−、−SO2−、−S−(CH2)t−S−または炭素数1〜12の直鎖アルキレンであって、tは1〜12の整数であり;シクロヘキサン環またはベンゼン環の任意の水素は、−F、−CH3、−OH、−COOH、−SO3H、−PO3H2、ベンジルまたはヒドロキシベンジルで置き換えられてもよい。 The liquid crystal aligning agent according to any one of claims 5 to 11, wherein the diamine is at least one selected from the group of non-side chain diamines represented by formulas (I) to (VII):
Wherein X 1 is a linear alkylene having 2 to 12 carbon atoms; X 2 is a linear alkylene having 1 to 12 carbon atoms; X 3 is independently a single bond, —O—, —CO—, —CONH—, —NHCO—, —C (CH 3 ) 2 —, —C (CF 3 ) 2 —, —O— (CH 2 ) t —O—, —S—, —S—S—, —SO 2 -, - S- (CH 2 ) a t -S- or straight chain alkylene of 1 to 12 carbon atoms, t is an integer from 1 to 12; any hydrogen cyclohexane ring or benzene ring, - F, -CH 3, -OH, -COOH , -SO 3 H, -PO 3 H 2, may be replaced by benzyl or hydroxybenzyl.
The diamine is represented by formula (IV-1), formula (IV-2), formula (IV-15), formula (IV-16), formula (V-1) to formula (V-12), or formula (V-33). The liquid crystal aligning agent of any one of Claims 5-11 which is at least 1 chosen from non-side chain type diamine represented by Formula (VII-2).
(ここに、R1は単結合、−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−CH2O−、−CF2O−、または炭素数1〜6のアルキレンであって、このアルキレンにおける任意の−CH2−は−O−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく;R2はステロイド骨格を有する基、炭素数3〜30のアルキル、炭素数3〜30のアルキルもしくは炭素数3〜30のアルコキシを置換基として有するフェニル、または式(D−1)で表される基であって、このアルキルにおける任意の−CH2−は−O−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく;
ここに、R13、R14およびR15は独立して単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−CONH−、炭素数1〜4のアルキレン、炭素数1〜3のオキシアルキレン、または炭素数1〜3のアルキレンオキシであり;環Bおよび環Cは独立して1,4−フェニレンまたは1,4−シクロヘキシレンであり;R16およびR17は独立してフッ素またはメチルであって、m1およびm2は独立して0、1または2であり;e、fおよびgは独立して0〜3の整数であって、これらの合計は1以上であり;R18は炭素数3〜30のアルキル、炭素数3〜30のアルコキシ、または炭素数3〜30のアルコキシアルキルであり、これらのアルキル、アルコキシおよびアルコキシアルキルにおいて、任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、そして任意の−CH2−はジフルオロメチレンまたは式(D−2)で表される基で置き換えられてもよく;
ここに、R19、R20、R21およびR22は、独立して炭素数1〜10のアルキルまたはフェニルであり、そしてnは1〜100の整数である。)
(ここに、R3は独立して水素またはメチルであり;R4は水素、炭素数1〜30のアルキル、または炭素数2〜30のアルケニルであり;そして、R5は独立して単結合、−CO−または−CH2−である。)
(ここに、R3は独立して水素またはメチルであり;R4は水素、炭素数1〜30のアルキル、または炭素数2〜30のアルケニルであり;R5は独立して単結合、−CO−または−CH2−であり;そして、R6およびR7は独立して水素、炭素数1〜30のアルキル、またはフェニルである。)
(ここに、R8は炭素数3〜30のアルキルであって、このアルキルの任意の−CH2−は−O−、−CH=CH−またはC≡C−で置き換えられてもよく;R9は独立して−O−または炭素数1〜6のアルキレンであり;環Aは1,4−フェニレンまたは1,4−シクロヘキシレンであり;aは0または1であり;bは0、1または2であり;そして、cは独立して0または1である。)
(ここに、R10は炭素数3〜30のアルキルまたは炭素数3〜30のフッ素化アルキルであり;R11は水素、炭素数1〜30のアルキルまたは炭素数1〜30のフッ素化アルキルであり;R12は独立して−O−または炭素数1〜6のアルキレンであり;そして、dは独立して0または1である。) The liquid crystal aligning agent of Claim 14 whose side chain type diamine is diamine chosen from the group of the compound represented by Formula (VIII)-Formula (XII).
(Here, R 1 is a single bond, -O -, - CO -, - COO -, - OCO -, - CONH -, - CH 2 O -, - CF 2 O-, or an alkylene having 1 to 6 carbon atoms And any —CH 2 — in the alkylene may be replaced by —O—, —CH═CH— or —C≡C—; R 2 is a group having a steroid skeleton, having 3 to 30 carbon atoms Or an alkyl group having 3 to 30 carbon atoms or phenyl having 3 to 30 carbon atoms as a substituent, or a group represented by the formula (D-1), and any —CH 2 — group in the alkyl group May be replaced by —O—, —CH═CH— or —C≡C—;
Here, R 13 , R 14 and R 15 are each independently a single bond, —O—, —COO—, —OCO—, —CONH—, alkylene having 1 to 4 carbons, or oxyalkylene having 1 to 3 carbons. Or ring C and C are independently 1,4-phenylene or 1,4-cyclohexylene; R 16 and R 17 are independently fluorine or methyl; M1 and m2 are independently 0, 1 or 2; e, f and g are each independently an integer of 0 to 3, and their sum is 1 or more; R 18 is carbon number An alkyl having 3 to 30 carbons, an alkoxy having 3 to 30 carbons, or an alkoxyalkyl having 3 to 30 carbons, and in these alkyls, alkoxys and alkoxyalkyls, any hydrogen is replaced by fluorine. And any —CH 2 — may be replaced by difluoromethylene or a group represented by formula (D-2);
Here, R 19 , R 20 , R 21 and R 22 are independently alkyl having 1 to 10 carbons or phenyl, and n is an integer of 1 to 100. )
(Wherein R 3 is independently hydrogen or methyl; R 4 is hydrogen, alkyl having 1 to 30 carbons, or alkenyl having 2 to 30 carbons; and R 5 is independently a single bond. , -CO- or -CH 2 - is).
(Wherein R 3 is independently hydrogen or methyl; R 4 is hydrogen, alkyl having 1 to 30 carbons, or alkenyl having 2 to 30 carbons; R 5 is independently a single bond, — CO— or —CH 2 —; and R 6 and R 7 are independently hydrogen, alkyl having 1 to 30 carbons, or phenyl.)
(Wherein R 8 is alkyl having 3 to 30 carbon atoms, and any —CH 2 — in this alkyl may be replaced by —O—, —CH═CH— or C≡C—; R 9 is independently -O- or alkylene having 1 to 6 carbon atoms; ring A is 1,4-phenylene or 1,4-cyclohexylene; a is 0 or 1; b is 0, 1 Or 2; and c is independently 0 or 1.)
(Where R 10 is alkyl having 3 to 30 carbon atoms or fluorinated alkyl having 3 to 30 carbon atoms; R 11 is hydrogen, alkyl having 1 to 30 carbon atoms or fluorinated alkyl having 1 to 30 carbon atoms. Yes; R 12 is independently —O— or alkylene having 1 to 6 carbons; and d is independently 0 or 1.
(ここに、R23、R24、R29およびR30は、独立して炭素数3〜30のアルキル、または炭素数3〜30のアルコキシである。) The side chain diamine is represented by formula (VIII-2), formula (VIII-4), formula (VIII-5), formula (VIII-6), formula (XI-2) and formula (XI-4). The liquid crystal aligning agent of Claim 14 which is a diamine chosen from a compound.
(Here, R 23 , R 24 , R 29 and R 30 are each independently alkyl having 3 to 30 carbon atoms or alkoxy having 3 to 30 carbon atoms.)
(ここに、R23、R24、R29およびR30は、独立して炭素数3〜30のアルキル、または炭素数3〜30のアルコキシである。) The non-side chain diamine is represented by formula (IV-1), formula (IV-2), formula (IV-15), formula (IV-16), formula (V-1) to formula (V-12), formula (IV) V-33) and a diamine selected from the compounds represented by formula (VII-2), and the side chain diamine is represented by formula (VIII-2), formula (VIII-4), formula (VIII-5), formula The liquid crystal aligning agent of Claim 14 which is a diamine chosen from the compound represented by (VIII-6), Formula (XI-2), and Formula (XI-4).
(Here, R 23 , R 24 , R 29 and R 30 are each independently alkyl having 3 to 30 carbon atoms or alkoxy having 3 to 30 carbon atoms.)
(ここに、R23、R24、R29およびR30は、独立して炭素数3〜30のアルキル、または炭素数3〜30のアルコキシである。) The polymer is composed of at least one aromatic tetracarboxylic dianhydride represented by formula (1), formula (2), formula (5) to formula (7) and formula (14), and formula (19), formula ( 23), formula (25), formula (35) to formula (37), formula (39), formula (44), and at least one tetracarboxylic dianhydride other than aromatic represented by formula (49) And the formula (IV-1), formula (IV-2), formula (IV-15), formula (IV-16), formula (V-1) to formula (V-12), formula (V- 33) and at least one non-side chain diamine represented by the formula (VII-2) and a mixture of the polyamic acid and derivatives thereof and the tetracarboxylic dianhydride described above and the formula (VIII- 2) side represented by formula (VIII-4), formula (VIII-5), formula (VIII-6), formula (XI-2) and formula (XI-4) Any one of Claims 1-4 which is at least 1 chosen from the polyamic acid obtained by making the mixture of at least 1 chosen from chain type diamine and at least 1 of said non-side chain type diamine react. 2. A liquid crystal aligning agent according to item 1.
(Here, R 23 , R 24 , R 29 and R 30 are each independently alkyl having 3 to 30 carbon atoms or alkoxy having 3 to 30 carbon atoms.)
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