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JP2016051165A - Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and manufacturing method of the same, liquid crystal display device, and phase difference film and manufacturing method of the same - Google Patents

Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and manufacturing method of the same, liquid crystal display device, and phase difference film and manufacturing method of the same Download PDF

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JP2016051165A
JP2016051165A JP2015100853A JP2015100853A JP2016051165A JP 2016051165 A JP2016051165 A JP 2016051165A JP 2015100853 A JP2015100853 A JP 2015100853A JP 2015100853 A JP2015100853 A JP 2015100853A JP 2016051165 A JP2016051165 A JP 2016051165A
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幸志 樫下
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陵 川尻
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal alignment agent that provides a liquid crystal display device having good afterimage characteristics and reliability.SOLUTION: A compound (X) having a silicon-silicon bond is made contained in a liquid crystal alignment agent. Examples of the compound (X) include a compound having a partial structure represented by the following formula (1), where Rand Rare each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group; "*" represents a coupling hand; at least one of the two "*"s is bonded to a silicon atom.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、液晶配向剤、液晶配向膜及びその製造方法、液晶表示素子、並びに位相差フィルム及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a liquid crystal aligning agent, a liquid crystal aligning film and a manufacturing method thereof, a liquid crystal display element, a retardation film and a manufacturing method thereof.

従来、液晶表示素子としては、電極構造や使用する液晶分子の物性、製造工程等が異なる種々の駆動方式のものが開発されており、例えばTN(Twisted Nematic)型やSTN(Super Twisted Nematic)型、VA(Vertical Alignment)型、IPS型(In-Plane Switching)、FFS(fringe field switching)型等の各種液晶表示素子が知られている。これら液晶表示素子は、液晶分子を配向させるための液晶配向膜を有する。液晶配向膜の材料としては、耐熱性、機械的強度、液晶との親和性などの各種特性が良好である点から、ポリアミック酸やポリイミドが一般に使用されている。   Conventionally, as a liquid crystal display element, various drive systems having different electrode structures, properties of liquid crystal molecules to be used, manufacturing processes, and the like have been developed. For example, a TN (Twisted Nematic) type and an STN (Super Twisted Nematic) type have been developed. Various liquid crystal display elements such as VA (Vertical Alignment), IPS (In-Plane Switching), and FFS (fringe field switching) are known. These liquid crystal display elements have a liquid crystal alignment film for aligning liquid crystal molecules. As a material for the liquid crystal alignment film, polyamic acid or polyimide is generally used from the viewpoints of various properties such as heat resistance, mechanical strength, and affinity with liquid crystal.

近年では、大画面で高精細の液晶テレビが主体となり、またスマートフォンやタブレットPC等といった小型の表示端末の普及が進み、液晶パネルに対する高精細化の要求は更に高まりつつある。こうした背景を基に、液晶パネルの表示品位や信頼性の向上を図るべく種々の液晶配向剤が提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1には、ポリアミック酸又はポリイミドの重合体成分とともに、特定構造を有するエポキシ系化合物を液晶配向剤に含有させ、この液晶配向剤を用いて液晶配向膜を形成することにより、液晶配向性及び信頼性を向上させることが開示されている。   In recent years, large-screen high-definition liquid crystal televisions are mainly used, and small display terminals such as smartphones and tablet PCs are widely used, and the demand for high-definition liquid crystal panels is increasing. Based on this background, various liquid crystal aligning agents have been proposed in order to improve the display quality and reliability of the liquid crystal panel (see, for example, Patent Document 1). Patent Document 1 discloses that a liquid crystal aligning agent is contained in a liquid crystal aligning agent together with a polyamic acid or polyimide polymer component and a liquid crystal aligning agent is formed using the liquid crystal aligning agent. And improving reliability.

また、液晶表示素子には種々の光学材料が用いられており、中でも位相差フィルムは、表示の着色を解消する目的や、視覚方向によって表示色及びコントラスト比が変化するといった視野角依存性を解消する目的で用いられている。かかる位相差フィルムとしては、TACフィルム等の基板の表面に形成された液晶配向膜と、その液晶配向膜の表面に重合性液晶を硬化させることによって形成された液晶層とを有するものが知られている。また近年、位相差フィルムにおける液晶配向膜の作製に際して、基板表面に形成した感放射線性の有機薄膜に偏光又は非偏光の放射線を照射することにより液晶配向能を付与する光配向法が利用されており、かかる方法によって液晶配向膜を作製するための位相差フィルム用の液晶配向剤が種々提案されている(例えば、特許文献2参照)。   In addition, various optical materials are used for liquid crystal display elements. Above all, retardation films eliminate the object of viewing color dependency and the viewing angle dependency that the display color and contrast ratio change depending on the visual direction. It is used for the purpose. As such retardation films, those having a liquid crystal alignment film formed on the surface of a substrate such as a TAC film and a liquid crystal layer formed by curing a polymerizable liquid crystal on the surface of the liquid crystal alignment film are known. ing. In recent years, a liquid crystal alignment film in a retardation film has been produced by using a photo-alignment method that imparts liquid crystal alignment ability by irradiating a radiation-sensitive organic thin film formed on the substrate surface with polarized or non-polarized radiation. Various liquid crystal aligning agents for retardation films for producing a liquid crystal aligning film by such a method have been proposed (for example, see Patent Document 2).

特開2008−299318号公報JP 2008-299318 A 特開2012−37868号公報JP 2012-37868 A

近年の液晶パネルの高精細化に伴い、焼き付き低減や信頼性に対する要求は益々厳しくなっており、こうした厳しい要求を満たすべく新たな液晶配向剤の開発が求められている。また、液晶配向剤を用いて位相差フィルムを作製した場合、基板に対する密着性において長期使用に耐え得ること(密着信頼性)が求められる。   With the recent increase in definition of liquid crystal panels, the demands for reduction in burn-in and reliability have become increasingly severe, and the development of new liquid crystal aligning agents has been demanded to meet these strict requirements. Further, when a retardation film is produced using a liquid crystal aligning agent, it is required that the adhesiveness to the substrate can withstand long-term use (adhesion reliability).

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、液晶表示素子の残像特性及び信頼性を良好にできる液晶配向剤を提供することを一つの目的とする。また、密着信頼性が良好な位相差フィルムを得ることができる液晶配向剤を提供することを他の一つの目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a liquid crystal aligning agent capable of improving the afterimage characteristics and reliability of a liquid crystal display element. Another object is to provide a liquid crystal aligning agent capable of obtaining a retardation film having good adhesion reliability.

本発明者らは、上記のような従来技術の課題を解決するべく鋭意検討し、例えばポリシランなどのケイ素−ケイ素結合を有する化合物に着目した。そして、ケイ素−ケイ素結合を有する化合物を液晶配向剤に含有させたところ、液晶表示素子の残像特性及び信頼性の改善効果が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明により以下の液晶配向剤、液晶配向膜及びその製造方法、液晶表示素子、並びに位相差フィルム及びその製造方法が提供される。   The present inventors diligently studied to solve the problems of the prior art as described above, and focused on compounds having a silicon-silicon bond such as polysilane. And when the compound which has a silicon- silicon bond was contained in the liquid crystal aligning agent, it discovered that the afterimage characteristic of a liquid crystal display element and the improvement effect of reliability were acquired, and came to complete this invention. Specifically, the present invention provides the following liquid crystal aligning agent, liquid crystal alignment film and method for producing the same, liquid crystal display element, retardation film and method for producing the same.

本発明は一つの側面において、ケイ素−ケイ素結合を有する化合物(X)を含有する液晶配向剤を提供する。   In one aspect, the present invention provides a liquid crystal aligning agent containing compound (X) having a silicon-silicon bond.

また、別の一つの側面において、上記液晶配向剤を用いて形成された液晶配向膜を提供する。また、上記液晶配向膜を備える液晶表示素子及び上記液晶配向膜を備える位相差フィルムを提供する。さらに、別の一つの側面において、上記液晶配向剤を基板上に塗布して塗膜を形成する工程と、該塗膜に光照射して液晶配向能を付与する工程と、を含む液晶配向膜の製造方法を提供する。またさらに、別の一つの側面において、上記液晶配向剤を基板上に塗布して塗膜を形成する工程と、該塗膜に光照射する工程と、その光照射した後の塗膜上に重合性液晶を塗布して硬化させる工程と、を含む位相差フィルムの製造方法を提供する。   In another aspect, a liquid crystal alignment film formed using the liquid crystal alignment agent is provided. Moreover, a liquid crystal display element provided with the said liquid crystal aligning film and a phase difference film provided with the said liquid crystal aligning film are provided. Furthermore, in another one aspect, a liquid crystal alignment film comprising: a step of applying the liquid crystal alignment agent on a substrate to form a coating film; and a step of irradiating the coating film with light to impart liquid crystal alignment ability. A manufacturing method is provided. Furthermore, in another aspect, the step of coating the liquid crystal aligning agent on a substrate to form a coating film, the step of irradiating the coating film with light, and the polymerization on the coating film after the light irradiation And a step of applying and curing a functional liquid crystal, and a method for producing a retardation film.

ケイ素−ケイ素結合を有する化合物(X)を含む液晶配向剤によれば、液晶表示素子の残像特性(特に、直流電圧の印加によって蓄積した残留電荷に起因する「DC残像」と称する焼き付き特性)及び信頼性を良好にすることができる。また、基板に対する密着信頼性が良好な位相差フィルムを得ることができる。   According to the liquid crystal aligning agent containing the compound (X) having a silicon-silicon bond, an afterimage characteristic of the liquid crystal display element (particularly, a burn-in characteristic called “DC afterimage” caused by a residual charge accumulated by application of a DC voltage) Reliability can be improved. Moreover, a retardation film having good adhesion reliability to the substrate can be obtained.

FFS型液晶表示素子の概略構成図。The schematic block diagram of a FFS type liquid crystal display element. ラビング配向型液晶表示素子の製造に用いたトップ電極の平面模式図。(a)はトップ電極の上面図であり、(b)はトップ電極の部分拡大図である。The plane schematic diagram of the top electrode used for manufacture of a rubbing alignment type liquid crystal display element. (A) is a top view of a top electrode, (b) is the elements on larger scale of a top electrode. 4系統の駆動電極を示す図。The figure which shows the drive electrode of 4 systems. 光配向型液晶表示素子の製造に用いたトップ電極の平面模式図。(a)はトップ電極の上面図であり、(b)はトップ電極の部分拡大図である。The plane schematic diagram of the top electrode used for manufacture of a photo-alignment type liquid crystal display element. (A) is a top view of a top electrode, (b) is the elements on larger scale of a top electrode.

本発明に係る液晶配向剤は、重合体成分が好ましくは有機溶媒中に溶解又は分散してなる液状の重合体組成物である。以下に、本発明に係る液晶配向剤に含まれる各成分、及び必要に応じて任意に配合されるその他の成分について説明する。   The liquid crystal aligning agent according to the present invention is a liquid polymer composition in which a polymer component is preferably dissolved or dispersed in an organic solvent. Below, each component contained in the liquid crystal aligning agent which concerns on this invention, and the other component arbitrarily mix | blended as needed are demonstrated.

<化合物(X)>
本発明に係る液晶配向剤は、ケイ素−ケイ素結合を有する化合物(X)を含有する。化合物(X)としては、例えば下記式(1)で表される部分構造を有する化合物などを用いることができる。

Figure 2016051165
(式(1)中、R11及びR12は、それぞれ独立に水素原子又は1価の有機基である。「*」はそれぞれ結合手を表す。ただし、2つの「*」のうち少なくとも1つはケイ素原子に結合している。) <Compound (X)>
The liquid crystal aligning agent which concerns on this invention contains the compound (X) which has a silicon- silicon bond. As the compound (X), for example, a compound having a partial structure represented by the following formula (1) can be used.
Figure 2016051165
(In the formula (1), R 11 and R 12 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group. “*” Represents a bond, respectively, provided that at least one of two “*”. Is bonded to a silicon atom.)

11及びR12の1価の有機基としては、例えば炭素数1〜30の1価の炭化水素基;当該炭化水素基のメチレン基を−O−、−S−、−CO−、−COO−、−COS−、−NR13−、−CO−NR13−(ただし、R13は炭素数1〜10の1価の炭化水素基である。)等の2価の官能基で置き換えた基;炭素数1〜30の1価の炭化水素基が有する水素原子の少なくとも1個を、水酸基、ニトロ基、アミノ基、シアノ基、ハロゲン原子、カルボキシル基、ホスフィノ基、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、アルコキシカルボニル基、アシル基等の置換基で置換した基;複素環を有する1価の基;のほか、水酸基、アルキルシリル基、アルコキシシリル基などが挙げられる。なお、R11及びR12は、互いに同じでも異なっていてもよい。R11及びR12は、好ましくは1価の炭化水素基である。 Examples of the monovalent organic group represented by R 11 and R 12 include a monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms; and the methylene group of the hydrocarbon group is represented by —O—, —S—, —CO—, —COO. A group substituted with a divalent functional group such as —, —COS—, —NR 13 —, —CO—NR 13 — (wherein R 13 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms); At least one hydrogen atom of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms is substituted with a hydroxyl group, nitro group, amino group, cyano group, halogen atom, carboxyl group, phosphino group, (meth) acryloyl group, In addition to a group substituted with a substituent such as a (meth) acryloyloxy group, an alkoxycarbonyl group, and an acyl group; a monovalent group having a heterocyclic ring; a hydroxyl group, an alkylsilyl group, an alkoxysilyl group, and the like. R 11 and R 12 may be the same as or different from each other. R 11 and R 12 are preferably a monovalent hydrocarbon group.

ここで、本明細書において「炭化水素基」とは、鎖状炭化水素基、脂環式炭化水素基及び芳香族炭化水素基を含む意味である。「鎖状炭化水素基」とは、主鎖に環状構造を含まず、鎖状構造のみで構成された直鎖状炭化水素基及び分岐状炭化水素基を意味する。ただし、飽和でも不飽和でもよい。「脂環式炭化水素基」とは、環構造としては脂環式炭化水素の構造のみを含み、芳香環構造を含まない炭化水素基を意味する。ただし、脂環式炭化水素の構造のみで構成されている必要はなく、その一部に鎖状構造を有するものも含む。「芳香族炭化水素基」とは、環構造として芳香環構造を含む炭化水素基を意味する。ただし、芳香環構造のみで構成されている必要はなく、その一部に鎖状構造や脂環式炭化水素の構造を含んでいてもよい。   Here, in the present specification, the “hydrocarbon group” means a chain hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group, and an aromatic hydrocarbon group. The “chain hydrocarbon group” means a linear hydrocarbon group and a branched hydrocarbon group that are composed only of a chain structure without including a cyclic structure in the main chain. However, it may be saturated or unsaturated. The “alicyclic hydrocarbon group” means a hydrocarbon group that includes only an alicyclic hydrocarbon structure as a ring structure and does not include an aromatic ring structure. However, it is not necessary to be comprised only by the structure of an alicyclic hydrocarbon, The thing which has a chain structure in the part is also included. “Aromatic hydrocarbon group” means a hydrocarbon group containing an aromatic ring structure as a ring structure. However, it is not necessary to be composed only of an aromatic ring structure, and a part thereof may include a chain structure or an alicyclic hydrocarbon structure.

11及びR12が1価の炭化水素基である場合の具体例としては、鎖状炭化水素基として、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、へプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等のアルキル基;ビニル基、アリル基等のアルケニル基;などが挙げられ、これらは直鎖状でも分岐状でもよい。また、脂環式炭化水素基としては、例えばシクロペンチル基、シクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基、シクロヘキセニル基等を;芳香族炭化水素基としては、例えばフェニル基、トリル基、キシリル基、ベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基、α−メチルベンジル基、ジフェニルメチル基、ナフチル基(α−ナフチル基、β−ナフチル基を含む。)、メチルナフチル基、ビフェニレン基、アントリル基、フェナントリル基等を、それぞれ挙げることができる。 Specific examples when R 11 and R 12 are monovalent hydrocarbon groups include chain hydrocarbon groups such as methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, and heptyl groups. And alkyl groups such as octyl group, nonyl group, and decyl group; alkenyl groups such as vinyl group and allyl group; and the like, which may be linear or branched. Examples of the alicyclic hydrocarbon group include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a methylcyclohexyl group, and a cyclohexenyl group; examples of the aromatic hydrocarbon group include a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, a benzyl group, and a phenethyl group. Group, phenylpropyl group, α-methylbenzyl group, diphenylmethyl group, naphthyl group (including α-naphthyl group and β-naphthyl group), methylnaphthyl group, biphenylene group, anthryl group, phenanthryl group, etc. be able to.

化合物(X)は、光に対する感度を高める観点からすると、ケイ素−ケイ素結合を構成する少なくとも1つのケイ素原子が芳香環に結合していることが好ましい。このような構造を有する化合物(X)としては、例えば上記式(1)で表される部分構造において、R11及びR12のうち少なくとも1つが、環部分に置換基を有していてもよい1価の芳香環基である化合物などが挙げられる。この場合、化合物(X)は下記式(1−1)で表される部分構造を有する。

Figure 2016051165
(式(1−1)中、R21は環部分に置換基を有していてもよい1価の芳香環基であり、R12は水素原子又は1価の有機基である。「*」はそれぞれ結合手を表す。ただし、2つの「*」のうち少なくとも1つはケイ素原子に結合している。) From the viewpoint of increasing sensitivity to light, compound (X) preferably has at least one silicon atom constituting a silicon-silicon bond bonded to an aromatic ring. As the compound (X) having such a structure, for example, in the partial structure represented by the above formula (1), at least one of R 11 and R 12 may have a substituent in the ring portion. Examples thereof include compounds that are monovalent aromatic ring groups. In this case, compound (X) has a partial structure represented by the following formula (1-1).
Figure 2016051165
(In Formula (1-1), R 21 is a monovalent aromatic ring group which may have a substituent in the ring portion, and R 12 is a hydrogen atom or a monovalent organic group. “*”. Each represents a bond, provided that at least one of the two “*” is bonded to a silicon atom.)

上記式(1−1)において、R21の1価の芳香環基は、置換又は無置換の芳香環における環部分から1個の水素原子を取り除いた基である。芳香環としては、例えばベンゼン、ナフタレン、アントラセン及びフェナントレンなどが挙げられる。また、芳香環が置換基を有する場合、該置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ビニル基などの1価の炭化水素基;メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基などのアルコキシ基;R11及びR12の1価の有機基の説明で例示した置換基、等が挙げられる。好ましくは、アルキル基又はアルコキシ基であり、より好ましくはアルキル基であり、さらに好ましくはメチル基である。
21としては、耐熱性の観点から、環部分に置換基を有する1価の芳香環基であることが好ましい。また、液晶との親和性の観点において、上記の中でもフェニル基又は置換フェニル基であることが好ましい。
上記式(1−1)中のR12は特に制限されないが、炭素数1〜30の1価の炭化水素基であることが好ましい。
In the above formula (1-1), the monovalent aromatic ring group of R 21 is a group obtained by removing one hydrogen atom from a ring portion in a substituted or unsubstituted aromatic ring. Examples of the aromatic ring include benzene, naphthalene, anthracene and phenanthrene. When the aromatic ring has a substituent, examples of the substituent include monovalent hydrocarbon groups such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a vinyl group; a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group. And the like, and the substituents exemplified in the description of the monovalent organic groups of R 11 and R 12 . An alkyl group or an alkoxy group is preferable, an alkyl group is more preferable, and a methyl group is more preferable.
R 21 is preferably a monovalent aromatic ring group having a substituent in the ring portion from the viewpoint of heat resistance. Among the above, from the viewpoint of affinity with liquid crystal, a phenyl group or a substituted phenyl group is preferable.
R 12 in the above formula (1-1) is not particularly limited, but is preferably a monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms.

化合物(X)はケイ素−ケイ素結合を複数有することが好ましい。このケイ素−ケイ素結合は、液晶配向膜の主成分となり得る重合体成分の一部に組み込まれていてもよいし、あるいは重合体成分とは別に化合物(X)が添加剤の如く含有されていてもよい。これらのうち、使用する化合物(X)の種類が制限されにくいといった点や、液晶配向剤中へのケイ素−ケイ素結合の導入が比較的容易である点からすると、後者とすることが好ましい。   Compound (X) preferably has a plurality of silicon-silicon bonds. This silicon-silicon bond may be incorporated in a part of the polymer component that can be the main component of the liquid crystal alignment film, or the compound (X) is contained as an additive separately from the polymer component. Also good. Among these, the latter is preferable from the viewpoint that the type of the compound (X) to be used is hardly restricted and the introduction of the silicon-silicon bond into the liquid crystal aligning agent is relatively easy.

<ポリシラン>
化合物(X)を添加剤の如く配合する場合、化合物(X)としてポリシランを好ましく用いることができる。使用するポリシランは、直鎖状、分岐状、環状及び網目状のいずれであってもよく、またこれらを組み合わせた構造を有していてもよい。具体的には、例えば下記式(Xa−1)で表される構造単位を有する直鎖状ポリシラン、下記式(Xa−2)で表される構造単位を有する分岐状又は網目状ポリシラン、下記式(Xa−3)で表される環状ポリシランなどが挙げられる。

Figure 2016051165
(式(Xa−1)〜式(Xa−3)中、R〜Rはそれぞれ独立に1価の有機基である。m及びnは「m+n≧1」を満たす整数であり、構造単位ごとのm及びnはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。r、s及びtは「4≦(r+s)×t≦20」を満たす整数である。) <Polysilane>
When compound (X) is blended like an additive, polysilane can be preferably used as compound (X). The polysilane to be used may be linear, branched, cyclic or network-like, or may have a structure combining these. Specifically, for example, a linear polysilane having a structural unit represented by the following formula (Xa-1), a branched or network polysilane having a structural unit represented by the following formula (Xa-2), the following formula And cyclic polysilane represented by (Xa-3).
Figure 2016051165
(In Formula (Xa-1) to Formula (Xa-3), R 1 to R 4 are each independently a monovalent organic group. M and n are integers satisfying “m + n ≧ 1”, and are structural units. M and n may be the same or different, and r, s, and t are integers satisfying “4 ≦ (r + s) × t ≦ 20”.)

〜Rの1価の有機基の具体例については、R11及びR12の1価の有機基の説明が適用される。R〜Rは、それらのうちの少なくとも1個が、環部分に置換基を有していてもよい1価の芳香環基であることが好ましい。該1価の芳香環基の説明は、上記R21の説明が適用される。具体的には、R21としては、例えばフェニル基、トリル基、キシリル基、α−ナフチル基、β−ナフチル基等が挙げられ、環部分に置換基を有する1価の芳香環基が好ましく、トリル基が特に好ましい。なお、R〜Rのうちの2個以上が、環部分に置換基を有していてもよい1価の芳香環基である場合、それらは互いに同じでも異なっていてもよい。
ポリシランが非環状の場合、末端部分に導入される基としては、例えば水素原子、水酸基、アルキル基、アルコキシ基、シリル基等が挙げられる。
Specific examples of the monovalent organic group R 1 to R 4 is a description of the monovalent organic group for R 11 and R 12 are applied. It is preferable that at least one of R 1 to R 4 is a monovalent aromatic ring group which may have a substituent in the ring portion. The description of R 21 is applied to the description of the monovalent aromatic ring group. Specifically, examples of R 21 include a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, an α-naphthyl group, a β-naphthyl group, and the like, and a monovalent aromatic ring group having a substituent in the ring portion is preferable. A tolyl group is particularly preferred. In addition, when two or more of R 1 to R 4 are monovalent aromatic ring groups that may have a substituent in the ring portion, they may be the same as or different from each other.
When the polysilane is acyclic, examples of the group introduced into the terminal portion include a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group, an alkoxy group, and a silyl group.

ポリシランの具体例としては、例えば、ポリジメチルシラン、ポリメチルプロピルシラン、ポリメチルブチルシラン、ポリメチルペンチルシラン、ポリジブチルシラン、ポリジヘキシルシラン、ジメチルシラン−メチルヘキシルシラン共重合体等のポリジアルキルシラン;ポリメチルシクロヘキシルシラン等のポリアルキルシクロアルキルシラン;
ポリメチルフェニルシラン、ポリメチル(4−トリル)シラン、メチルフェニルシラン−ジフェニルシラン共重合体、ジメチルシラン−メチルフェニルシラン共重合体、ジメチルシラン−フェニルヘキシルシラン共重合体、ジメチルシラン−メチルナフチルシラン共重合体等のポリアルキルアリールシラン;ポリジフェニルシラン、ポリジ(4−トリル)シラン、ポリフェニルナフチルシラン等のポリジアリールシラン;
ポリフェニルシリン、ポリメチルシリン、ジフェニルシラン−フェニルシリン共重合体、ジフェニルシラン−メチルシリン共重合体、ジメチルシラン−メチルシリン共重合体などの架橋型ポリシラン;デカフェニルシクロペンタシラン、デカメチルシクロペンタシラン、ドデカフェニルシクロヘキサシラン、ドデカメチルシクロヘキサシランなどの環状ポリシラン;等が挙げられる。なお、「シリン」とは、ケイ素原子が三次元的に結合している構造単位を意味する。ポリシランは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
Specific examples of the polysilane include polydialkylsilanes such as polydimethylsilane, polymethylpropylsilane, polymethylbutylsilane, polymethylpentylsilane, polydibutylsilane, polydihexylsilane, and dimethylsilane-methylhexylsilane copolymer. A polyalkylcycloalkylsilane such as polymethylcyclohexylsilane;
Polymethylphenylsilane, polymethyl (4-tolyl) silane, methylphenylsilane-diphenylsilane copolymer, dimethylsilane-methylphenylsilane copolymer, dimethylsilane-phenylhexylsilane copolymer, dimethylsilane-methylnaphthylsilane copolymer Polyalkylarylsilanes such as polymers; polydiarylsilanes such as polydiphenylsilane, polydi (4-tolyl) silane, polyphenylnaphthylsilane;
Cross-linked polysilanes such as polyphenylsilin, polymethylsilin, diphenylsilane-phenylsilin copolymer, diphenylsilane-methylsilin copolymer, dimethylsilane-methylsilin copolymer; decaphenylcyclopentasilane, decamethylcyclopentasilane, And cyclic polysilanes such as dodecaphenylcyclohexasilane and dodecamethylcyclohexasilane; Note that “silin” means a structural unit in which silicon atoms are three-dimensionally bonded. Polysilane can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

ポリシランの重合度について、直鎖状ポリシランは2以上であり、5以上であることが好ましく、10以上であることがより好ましい。重合度の上限については特に制限されないが、100以下であることが好ましく、80以下であることがより好ましく、50以下であることが更に好ましい。
分岐状又は網目状のポリシランの重合度は、10以上であることが好ましく、10〜100であることがより好ましい。環状ポリシランの重合度は、通常4以上であり、好ましくは5〜12であり、より好ましくは5〜10である。
Regarding the degree of polymerization of the polysilane, the linear polysilane is 2 or more, preferably 5 or more, and more preferably 10 or more. The upper limit of the degree of polymerization is not particularly limited, but is preferably 100 or less, more preferably 80 or less, and even more preferably 50 or less.
The degree of polymerization of the branched or network polysilane is preferably 10 or more, and more preferably 10 to 100. The degree of polymerization of the cyclic polysilane is usually 4 or more, preferably 5 to 12, and more preferably 5 to 10.

ポリシランの分子量は、数平均分子量で300〜20,000とすることが好ましい。数平均分子量を300未満とすると、信頼性及び残像特性の改善効果が得られにくく、20,000よりも大きくすると、液晶配向剤中での分散性及び溶剤に対する溶解性が低下し、塗布性に劣る傾向がある。好ましくは350〜10,000であり、更に好ましくは400〜8,000であり、特に好ましくは500〜5,000である。なお、上記値はゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定したポリスチレン換算値である。   The molecular weight of polysilane is preferably 300 to 20,000 in terms of number average molecular weight. When the number average molecular weight is less than 300, it is difficult to obtain the effect of improving the reliability and the afterimage characteristics. There is a tendency to be inferior. Preferably it is 350-10,000, More preferably, it is 400-8,000, Most preferably, it is 500-5,000. In addition, the said value is the polystyrene conversion value measured by the gel permeation chromatography.

<重合体成分>
本発明に係る液晶配向剤は、液晶配向膜の主成分となり得る重合体成分を含有する。かかる重合体の主骨格は特に限定されないが、例えばポリアミック酸、ポリイミド、ポリアミック酸エステル、ポリシロキサン、ポリエステル、ポリアミド、セルロース誘導体、ポリアセタール、ポリスチレン誘導体、ポリ(スチレン−フェニルマレイミド)誘導体、ポリ(メタ)アクリレートなどの主骨格が挙げられる。
これらの中でも、耐熱性や機械的強度、液晶との親和性などの観点から、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、ポリイミド、ポリエステル及びポリ(メタ)アクリレートよりなる群から選ばれる少なくとも一種の重合体であることが好ましく、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル及びポリイミドよりなる群から選ばれる少なくとも一種の重合体であることがより好ましい。なお、液晶配向剤の調製に使用する重合体は1種のみでもよく、2種以上であってもよい。(メタ)アクリレートは、アクリレート及びメタクリレートを含むことを意味する。
<Polymer component>
The liquid crystal aligning agent which concerns on this invention contains the polymer component which can become a main component of a liquid crystal aligning film. The main skeleton of such a polymer is not particularly limited. For example, polyamic acid, polyimide, polyamic acid ester, polysiloxane, polyester, polyamide, cellulose derivative, polyacetal, polystyrene derivative, poly (styrene-phenylmaleimide) derivative, poly (meth) Main skeletons such as acrylate may be mentioned.
Among these, it is at least one polymer selected from the group consisting of polyamic acid, polyamic acid ester, polyimide, polyester, and poly (meth) acrylate from the viewpoint of heat resistance, mechanical strength, affinity with liquid crystal, and the like. It is preferably an at least one polymer selected from the group consisting of polyamic acid, polyamic acid ester and polyimide. In addition, the polymer used for preparation of a liquid crystal aligning agent may be only 1 type, and 2 or more types may be sufficient as it. (Meth) acrylate is meant to include acrylate and methacrylate.

[ポリアミック酸]
本発明に係る液晶配向剤に含有させるポリアミック酸は、例えば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り得ることができる。
(テトラカルボン酸二無水物)
ポリアミック酸の合成に使用するテトラカルボン酸二無水物としては、例えば、脂肪族テトラカルボン酸二無水物、脂環式テトラカルボン酸二無水物、芳香族テトラカルボン酸二無水物などを挙げることができる。これらの具体例としては、脂肪族テトラカルボン酸二無水物として、例えばブタンテトラカルボン酸二無水物などを;
脂環式テトラカルボン酸二無水物として、例えば1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラン−3−イル)−3a,4,5,9b−テトラヒドロナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラン−3−イル)−8−メチル−3a,4,5,9b−テトラヒドロナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、3−オキサビシクロ[3.2.1]オクタン−2,4−ジオン−6−スピロ−3’−(テトラヒドロフラン−2’,5’−ジオン)、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロ−3−フラニル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、3,5,6−トリカルボキシ−2−カルボキシメチルノルボルナン−2:3,5:6−二無水物、ビシクロ[3.3.0]オクタン−2,4,6,8−テトラカルボン酸2:4,6:8−二無水物、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3,5,6−テトラカルボン酸2:3,5:6−二無水物、4,9−ジオキサトリシクロ[5.3.1.02,6]ウンデカン−3,5,8,10−テトラオン、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.2]オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、エチレンジアミン四酢酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、エチレングリコールビス(アンヒドロトリメリテート)、1,3−プロピレングリコールビス(アンヒドロトリメリテート)などを;
[Polyamic acid]
The polyamic acid contained in the liquid crystal aligning agent according to the present invention can be obtained, for example, by reacting tetracarboxylic dianhydride with diamine.
(Tetracarboxylic dianhydride)
Examples of tetracarboxylic dianhydrides used for the synthesis of polyamic acid include aliphatic tetracarboxylic dianhydrides, alicyclic tetracarboxylic dianhydrides, aromatic tetracarboxylic dianhydrides, and the like. it can. Specific examples of these include aliphatic tetracarboxylic dianhydrides such as butane tetracarboxylic dianhydride;
Examples of the alicyclic tetracarboxylic dianhydride include 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride, 5- (2,5-di Oxotetrahydrofuran-3-yl) -3a, 4,5,9b-tetrahydronaphtho [1,2-c] furan-1,3-dione, 5- (2,5-dioxotetrahydrofuran-3-yl) -8 -Methyl-3a, 4,5,9b-tetrahydronaphtho [1,2-c] furan-1,3-dione, 3-oxabicyclo [3.2.1] octane-2,4-dione-6-spiro -3 ′-(tetrahydrofuran-2 ′, 5′-dione), 5- (2,5-dioxotetrahydro-3-furanyl) -3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid anhydride, 3 , 5,6-To Carboxy-2-carboxymethylnorbornane-2: 3,5: 6-dianhydride, bicyclo [3.3.0] octane-2,4,6,8-tetracarboxylic acid 2: 4,6: 8-di Anhydride, bicyclo [2.2.1] heptane-2,3,5,6-tetracarboxylic acid 2: 3,5: 6-dianhydride, 4,9-dioxatricyclo [5.3.1] .0 2,6] undecane -3,5,8,10- tetraone, 1,2,4,5-cyclohexane tetracarboxylic dianhydride, bicyclo [2.2.2] oct-7-ene -2, 3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, ethylenediaminetetraacetic acid dianhydride, cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, ethylene glycol bis (anhydro trimellitate), 1,3-propylene glycol bis (anhydro Trimellitate ) Etc .;

芳香族テトラカルボン酸二無水物として、例えばピロメリット酸二無水物などを;それぞれ挙げることができるほか、特開2010−97188号公報に記載のテトラカルボン酸二無水物を用いることができる。なお、ポリアミック酸の合成に使用するテトラカルボン酸二無水物としては、これらの1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。   Examples of the aromatic tetracarboxylic dianhydride include pyromellitic dianhydride and the like; respectively, and tetracarboxylic dianhydrides described in JP 2010-97188 A can be used. In addition, as tetracarboxylic dianhydride used for the synthesis | combination of a polyamic acid, these 1 type can be used individually or in combination of 2 or more types.

テトラカルボン酸二無水物としては、液晶配向性及び溶剤に対する溶解性を良好にできる点で、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3,5,6−テトラカルボン酸2:3,5:6−二無水物、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラン−3−イル)−3a,4,5,9b−テトラヒドロナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラン−3−イル)−8−メチル−3a,4,5,9b−テトラヒドロナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、ビシクロ[3.3.0]オクタン−2,4,6,8−テトラカルボン酸2:4,6:8−二無水物、シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、及びピロメリット酸二無水物よりなる群から選ばれる少なくとも一種の化合物を含むことが好ましい。これらの好ましい化合物の使用量(2種以上使用する場合にはその合計量)は、ポリアミック酸の合成に使用するテトラカルボン酸二無水物の全量に対して、5モル%以上とすることが好ましく、10モル%以上とすることがより好ましく、20モル%以上とすることがより好ましい。   As tetracarboxylic dianhydride, bicyclo [2.2.1] heptane-2,3,5,6-tetracarboxylic acid 2: 3,5 is preferable in that the liquid crystal orientation and the solubility in a solvent can be improved. : 6-dianhydride, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride, 5- (2,5-dioxotetrahydrofuran-3- Yl) -3a, 4,5,9b-tetrahydronaphtho [1,2-c] furan-1,3-dione, 5- (2,5-dioxotetrahydrofuran-3-yl) -8-methyl-3a, 4,5,9b-tetrahydronaphtho [1,2-c] furan-1,3-dione, bicyclo [3.3.0] octane-2,4,6,8-tetracarboxylic acid 2: 4,6: 8-dianhydride, cyclohexanetetra Carboxylic acid dianhydride, and preferably contains at least one compound selected from the group consisting of pyromellitic dianhydride. The amount of these preferred compounds used (the total amount when two or more are used) is preferably 5 mol% or more based on the total amount of tetracarboxylic dianhydride used for the synthesis of polyamic acid. It is more preferable to set it as 10 mol% or more, and it is more preferable to set it as 20 mol% or more.

(ジアミン)
ポリアミック酸の合成に使用するジアミンとしては、例えば脂肪族ジアミン、脂環式ジアミン、芳香族ジアミン、ジアミノオルガノシロキサンなどが挙げられる。これらの具体例としては、脂肪族ジアミンとして、例えばm−キシリレンジアミン、1,3−プロパンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサンなどを;
脂環式ジアミンとして、例えば1,4−ジアミノシクロヘキサン、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)などを;
(Diamine)
Examples of the diamine used for the synthesis of the polyamic acid include aliphatic diamine, alicyclic diamine, aromatic diamine, and diaminoorganosiloxane. Specific examples of these include aliphatic diamines such as m-xylylenediamine, 1,3-propanediamine, tetramethylenediamine, pentamethylenediamine, hexamethylenediamine, and 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane. ;
Examples of alicyclic diamines include 1,4-diaminocyclohexane, 4,4′-methylenebis (cyclohexylamine) and the like;

芳香族ジアミンとして、例えばドデカノキシジアミノベンゼン、テトラデカノキシジアミノベンゼン、ペンタデカノキシジアミノベンゼン、ヘキサデカノキシジアミノベンゼン、オクタデカノキシジアミノベンゼン、コレスタニルオキシジアミノベンゼン、コレステリルオキシジアミノベンゼン、ジアミノ安息香酸コレスタニル、ジアミノ安息香酸コレステリル、ジアミノ安息香酸ラノスタニル、3,6−ビス(4−アミノベンゾイルオキシ)コレスタン、3,6−ビス(4−アミノフェノキシ)コレスタン、1,1−ビス(4−((アミノフェニル)メチル)フェニル)−4−ブチルシクロヘキサン、1,1−ビス(4−((アミノフェニル)メチル)フェニル)−4−ヘプチルシクロヘキサン、1,1−ビス(4−((アミノフェノキシ)メチル)フェニル)−4−ヘプチルシクロヘキサン、1,1−ビス(4−((アミノフェニル)メチル)フェニル)−4−(4−ヘプチルシクロヘキシル)シクロヘキサン、N−(2,4−ジアミノフェニル)−4−(4−ヘプチルシクロヘキシル)ベンズアミド、下記式(D−1)

Figure 2016051165
(式(D−1)中、XI及びXIIは、それぞれ独立に、単結合、−O−、−COO−又は−OCO−であり、Rは炭素数1〜3のアルカンジイル基であり、RIIは単結合又は炭素数1〜3のアルカンジイル基であり、aは0又は1であり、bは0〜2の整数であり、cは1〜20の整数であり、dは0又は1である。但し、a及びbが同時に0になることはない。) Examples of aromatic diamines include dodecanoxydiaminobenzene, tetradecanoxydiaminobenzene, pentadecanoxydiaminobenzene, hexadecanoxydiaminobenzene, octadecanoxydiaminobenzene, cholestanyloxydiaminobenzene, and cholesteryloxydiaminobenzene. Cholestanyl diaminobenzoate, cholesteryl diaminobenzoate, lanostannyl diaminobenzoate, 3,6-bis (4-aminobenzoyloxy) cholestane, 3,6-bis (4-aminophenoxy) cholestane, 1,1-bis (4 -((Aminophenyl) methyl) phenyl) -4-butylcyclohexane, 1,1-bis (4-((aminophenyl) methyl) phenyl) -4-heptylcyclohexane, 1,1-bis (4-((amino Phenoxy Methyl) phenyl) -4-heptylcyclohexane, 1,1-bis (4-((aminophenyl) methyl) phenyl) -4- (4-heptylcyclohexyl) cyclohexane, N- (2,4-diaminophenyl) -4 -(4-Heptylcyclohexyl) benzamide, the following formula (D-1)
Figure 2016051165
(In Formula (D-1), X I and X II are each independently a single bond, —O—, —COO— or —OCO—, and R I is an alkanediyl group having 1 to 3 carbon atoms. R II is a single bond or an alkanediyl group having 1 to 3 carbon atoms, a is 0 or 1, b is an integer of 0 to 2, c is an integer of 1 to 20, and d is 0 or 1, provided that a and b are not 0 at the same time.)

で表される化合物などの配向性基含有ジアミン:
p−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルアミン、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、4−アミノフェニル−4’−アミノベンゾエート、4,4’−ジアミノアゾベンゼン、1,5−ビス(4−アミノフェノキシ)ペンタン、1,7−ビス(4−アミノフェノキシ)ヘプタン、ビス[2−(4−アミノフェニル)エチル]ヘキサン二酸、N,N−ビス(4−アミノフェニル)メチルアミン、1,5−ジアミノナフタレン、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノビフェニル、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、4,4’−(p−フェニレンジイソプロピリデン)ビスアニリン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、2,6−ジアミノピリジン、2,4−ジアミノピリミジン、3,6−ジアミノアクリジン、3,6−ジアミノカルバゾール、N−メチル−3,6−ジアミノカルバゾール、N,N’−ビス(4−アミノフェニル)−ベンジジン、N,N’−ビス(4−アミノフェニル)−N,N’−ジメチルベンジジン、1,4−ビス−(4−アミノフェニル)−ピペラジン、3,5−ジアミノ安息香酸などのその他のジアミン、などを;
ジアミノオルガノシロキサンとして、例えば、1,3−ビス(3−アミノプロピル)−テトラメチルジシロキサンなどを;それぞれ挙げることができるほか、特開2010−97188号公報に記載のジアミンを用いることができる。
Oriented group-containing diamine such as a compound represented by:
p-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylamine, 4,4′-diaminodiphenyl sulfide, 4-aminophenyl-4′-aminobenzoate, 4,4′-diaminoazobenzene, 1 , 5-bis (4-aminophenoxy) pentane, 1,7-bis (4-aminophenoxy) heptane, bis [2- (4-aminophenyl) ethyl] hexanedioic acid, N, N-bis (4-amino) Phenyl) methylamine, 1,5-diaminonaphthalene, 2,2′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 2,2′-bis (trifluoromethyl) -4,4′-diaminobiphenyl, 4,4 '-Diaminodiphenyl ether, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 9,9-bis (4-aminophen Fluorene, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 2,2-bis (4-aminophenyl) hexafluoropropane, 4,4 '-(p-phenylenediisopropyl Riden) bisaniline, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, 2,6-diaminopyridine, 2,4-diaminopyrimidine, 3,6-diamino Acridine, 3,6-diaminocarbazole, N-methyl-3,6-diaminocarbazole, N, N′-bis (4-aminophenyl) -benzidine, N, N′-bis (4-aminophenyl) -N, Other diamonds such as N'-dimethylbenzidine, 1,4-bis- (4-aminophenyl) -piperazine, 3,5-diaminobenzoic acid And so on;
Examples of the diaminoorganosiloxane include 1,3-bis (3-aminopropyl) -tetramethyldisiloxane; and the diamines described in JP-A 2010-97188 can be used.

上記式(D−1)における「−X−(R−XII−」で表される2価の基としては、炭素数1〜3のアルカンジイル基、*−O−、*−COO−又は*−O−C−O−(ただし、「*」を付した結合手がジアミノフェニル基と結合する。)であることが好ましい。基「−C2c+1」としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、エイコシル基などを挙げることができ、これらは直鎖状であることが好ましい。ジアミノフェニル基における2つのアミノ基は、他の基に対して2,4−位又は3,5−位にあることが好ましい。 Examples of the divalent group represented by “—X I — (R I —X II ) d —” in the formula (D-1) include alkanediyl groups having 1 to 3 carbon atoms, * —O—, * —COO— or * —O—C 2 H 4 —O— (however, a bond marked with “*” is bonded to a diaminophenyl group) is preferred. Examples of the group “—C c H 2c + 1 ” include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, a decyl group, a dodecyl group, a tridecyl group, and a tetradecyl group. Group, pentadecyl group, hexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, nonadecyl group, eicosyl group and the like, and these are preferably linear. The two amino groups in the diaminophenyl group are preferably in the 2,4-position or 3,5-position with respect to other groups.

上記式(D−1)で表される化合物の具体例としては、例えば下記式(D−1−1)〜式(D−1−4)のそれぞれで表される化合物などを挙げることができる。

Figure 2016051165
なお、ポリアミック酸の合成に使用するジアミンとしては、これらの化合物の1種を単独で又は2種以上を適宜選択して使用することができる。 Specific examples of the compound represented by the formula (D-1) include compounds represented by the following formulas (D-1-1) to (D-1-4). .
Figure 2016051165
In addition, as diamine used for the synthesis | combination of a polyamic acid, 1 type of these compounds can be used individually or in combination of 2 or more types as appropriate.

TN型、STN型又は垂直配向型の液晶表示素子用の液晶配向剤に適用する場合、ポリアミック酸の側鎖に、塗膜に液晶配向能を付与可能な基(配向性基)を導入してもよい。こうした配向性基としては、例えば直鎖構造を有する基、メソゲン骨格を有する基及び嵩高い構造を有する基などが挙げられ、具体的には、例えば炭素数4〜20のアルキル基、炭素数4〜20のフルオロアルキル基、炭素数4〜20のアルコキシ基、炭素数17〜51のステロイド骨格を有する基、複数個の環が直接又は連結基を介して結合した基などが挙げられる。配向性基を有するポリアミック酸は、例えば配向性基含有ジアミンをモノマー組成に含む重合によって得ることができる。配向性基含有ジアミンを使用する場合、その配合割合は、液晶配向性を良好にする観点から、合成に使用する全ジアミンに対して、3モル%以上とすることが好ましく、5〜70モル%とすることがより好ましい。   When applied to a liquid crystal aligning agent for a TN type, STN type or vertical alignment type liquid crystal display element, a group (orientation group) capable of imparting liquid crystal alignment ability to the coating film is introduced into the side chain of the polyamic acid. Also good. Examples of such an orientation group include a group having a straight chain structure, a group having a mesogen skeleton, and a group having a bulky structure. Specifically, for example, an alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, a carbon number of 4 -20-fluoroalkyl group, C4-C20 alkoxy group, group having a steroid skeleton having 17-51 carbon atoms, or a group in which a plurality of rings are bonded directly or via a linking group. The polyamic acid having an orientation group can be obtained, for example, by polymerization containing an orientation group-containing diamine in the monomer composition. In the case of using an orientation group-containing diamine, the blending ratio is preferably 3 mol% or more with respect to the total diamine used in the synthesis, from the viewpoint of improving liquid crystal orientation, and is preferably 5 to 70 mol%. More preferably.

ケイ素−ケイ素結合を有する化合物(X)がポリアミック酸である場合、当該ポリアミック酸は、例えばケイ素−ケイ素結合を有するジアミン(以下「特定ジアミン」とも称する。)を原料に用いることによって得ることができる。特定ジアミンの構造は特に限定されるものではないが、例えば下記式(2−1)で表される化合物や、下記式(2−2)で表される化合物などが挙げられる。

Figure 2016051165
(式(2−1)中、Aはケイ素−ケイ素結合を有する2価の有機基である。式(2−2)中、Aはケイ素−ケイ素結合を有する1価の有機基である。) When the compound (X) having a silicon-silicon bond is a polyamic acid, the polyamic acid can be obtained, for example, by using a diamine having a silicon-silicon bond (hereinafter also referred to as “specific diamine”) as a raw material. . Although the structure of specific diamine is not specifically limited, For example, the compound represented by a following formula (2-1), the compound represented by a following formula (2-2), etc. are mentioned.
Figure 2016051165
(In Formula (2-1), A 1 is a divalent organic group having a silicon-silicon bond. In Formula (2-2), A 2 is a monovalent organic group having a silicon-silicon bond. .)

の2価の有機基としては、例えば上記式(Xa−1)で表される構造からなる2価の基、2価の炭化水素基の少なくとも1個のメチレン基を上記式(Xa−1)で表される構造で置き換えた基などが挙げられる。Aの1価の有機基としては、例えば1価の炭化水素基の少なくとも1個のメチレン基を上記式(Xa−1)で表される構造で置き換えた基などが挙げられる。A及びAにおいて、ケイ素−ケイ素結合を構成する少なくとも1つのケイ素原子は芳香環に結合していることが好ましい。 Examples of the divalent organic group represented by A 1 include a divalent group having a structure represented by the above formula (Xa-1) and at least one methylene group of a divalent hydrocarbon group represented by the above formula (Xa- And a group substituted with the structure represented by 1). Examples of the monovalent organic group for A 2 include a group in which at least one methylene group of a monovalent hydrocarbon group is replaced with a structure represented by the above formula (Xa-1). In A 1 and A 2 , it is preferable that at least one silicon atom constituting the silicon-silicon bond is bonded to the aromatic ring.

特定ジアミンの具体例としては、例えば下記式(DA−1)〜式(DA−3)のそれぞれで表される化合物などが挙げられる。

Figure 2016051165
Specific examples of the specific diamine include compounds represented by the following formulas (DA-1) to (DA-3).
Figure 2016051165

化合物(X)としてのポリアミック酸を合成する場合、特定ジアミンの使用割合は、合成に使用する全ジアミンに対して、3モル%以上とすることが好ましく、5〜80モル%とすることがより好ましい。   When synthesizing the polyamic acid as the compound (X), the use ratio of the specific diamine is preferably 3 mol% or more, more preferably 5 to 80 mol%, based on the total diamine used in the synthesis. preferable.

液晶配向剤により形成した塗膜に対して光配向法により液晶配向能を付与する場合、ポリアミック酸の主鎖又は側鎖に光配向性構造を導入してもよい。光配向性構造としては、光異性化や光二量化、光分解等によって光配向性を示す基を採用することができる。具体的には、例えばアゾ化合物又はその誘導体を基本骨格として含有するアゾ含有基、桂皮酸又はその誘導体を基本骨格として含有する桂皮酸構造を有する桂皮酸含有基、カルコン又はその誘導体を基本骨格として含有するカルコン含有基、ベンゾフェノン又はその誘導体を基本骨格として含有するベンゾフェノン含有基、クマリン又はその誘導体を基本骨格として含有するクマリン含有基、シクロブタン又はその誘導体を基本骨格として含有するシクロブタン含有構造、ビシクロ[2.2.2]オクテン又はその誘導体を基本骨格として含有するビシクロ[2.2.2]オクテン含有構造、下記式(p)

Figure 2016051165
(式(p)中、Xは、硫黄原子、酸素原子又は−NH−である。「*」はそれぞれ結合手を示す。但し、2つの「*」のうち少なくとも一つは芳香環に結合している。) When liquid crystal alignment ability is imparted to the coating film formed of the liquid crystal aligning agent by a photo-alignment method, a photo-alignment structure may be introduced into the main chain or side chain of the polyamic acid. As the photoalignment structure, a group exhibiting photoalignment by photoisomerization, photodimerization, photolysis, or the like can be employed. Specifically, for example, an azo-containing group containing an azo compound or a derivative thereof as a basic skeleton, a cinnamic acid-containing group having a cinnamic acid structure containing a cinnamic acid or a derivative thereof as a basic skeleton, a chalcone or a derivative thereof as a basic skeleton A chalcone-containing group containing, a benzophenone-containing group containing benzophenone or a derivative thereof as a basic skeleton, a coumarin-containing group containing coumarin or a derivative thereof as a basic skeleton, a cyclobutane-containing structure containing cyclobutane or a derivative thereof as a basic skeleton, bicyclo [ 2.2.2] Bicyclo [2.2.2] octene-containing structure containing octene or a derivative thereof as a basic skeleton, the following formula (p)
Figure 2016051165
(In Formula (p), X 3 is a sulfur atom, an oxygen atom or —NH—. “*” Represents a bond, respectively, provided that at least one of two “*” is bonded to an aromatic ring. doing.)

で表される部分構造を基本骨格として含有するエステル基含有構造、等が挙げられる。
上記式(p)中の「*」が結合する芳香環としては、例えばベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環等が挙げられる。
光配向性構造を有するポリアミック酸は、例えば光配向性構造を有するテトラカルボン酸二無水物、及び光配向性構造を有するジアミンの少なくともいずれかをモノマー組成に含む重合により得ることができる。この場合、光配向性構造を有するモノマーの使用割合は、光反応性の観点から、重合体の合成に使用するモノマーの全体量に対して20モル%以上とすることが好ましく、30〜80モル%とすることがより好ましい。
An ester group-containing structure containing a partial structure represented by the above as a basic skeleton, and the like.
Examples of the aromatic ring to which “*” in the formula (p) is bonded include a benzene ring, a naphthalene ring, and an anthracene ring.
The polyamic acid having a photoalignment structure can be obtained, for example, by polymerization containing at least one of a tetracarboxylic dianhydride having a photoalignment structure and a diamine having a photoalignment structure in the monomer composition. In this case, from the viewpoint of photoreactivity, the proportion of the monomer having a photo-alignment structure is preferably 20 mol% or more with respect to the total amount of monomers used for polymer synthesis, and is 30 to 80 mol. % Is more preferable.

(ポリアミック酸の合成)
ポリアミック酸は、上記のようなテトラカルボン酸二無水物とジアミンとを、必要に応じて分子量調整剤とともに反応させることによって得ることができる。ポリアミック酸の合成反応に供されるテトラカルボン酸二無水物とジアミンとの使用割合は、ジアミンのアミノ基1当量に対して、テトラカルボン酸二無水物の酸無水物基が0.2〜2当量となる割合が好ましく、0.3〜1.2当量となる割合がより好ましい。
分子量調整剤としては、例えば無水マレイン酸、無水フタル酸、無水イタコン酸などの酸一無水物、アニリン、シクロヘキシルアミン、n−ブチルアミンなどのモノアミン化合物、フェニルイソシアネート、ナフチルイソシアネートなどのモノイソシアネート化合物等を挙げることができる。分子量調整剤の使用割合は、使用するテトラカルボン酸二無水物及びジアミンの合計100重量部に対して、20重量部以下とすることが好ましく、10重量部以下とすることがより好ましい。
(Synthesis of polyamic acid)
The polyamic acid can be obtained by reacting the above tetracarboxylic dianhydride and diamine together with a molecular weight adjusting agent as necessary. The ratio of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine used in the polyamic acid synthesis reaction is 0.2 to 2 for the tetracarboxylic dianhydride acid anhydride group to 1 equivalent of the amino group of the diamine. The ratio which becomes an equivalent is preferable, and the ratio which becomes 0.3-1.2 equivalent is more preferable.
Examples of the molecular weight modifier include acid monoanhydrides such as maleic anhydride, phthalic anhydride and itaconic anhydride, monoamine compounds such as aniline, cyclohexylamine and n-butylamine, and monoisocyanate compounds such as phenyl isocyanate and naphthyl isocyanate. Can be mentioned. The use ratio of the molecular weight modifier is preferably 20 parts by weight or less, and more preferably 10 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the total of the tetracarboxylic dianhydride and diamine used.

ポリアミック酸の合成反応は、好ましくは有機溶媒中において行われる。このときの反応温度は、−20℃〜150℃が好ましく、0〜100℃がより好ましい。また、反応時間は、0.1〜24時間が好ましく、0.5〜12時間がより好ましい。   The polyamic acid synthesis reaction is preferably carried out in an organic solvent. The reaction temperature at this time is preferably -20 ° C to 150 ° C, more preferably 0 to 100 ° C. The reaction time is preferably from 0.1 to 24 hours, more preferably from 0.5 to 12 hours.

反応に使用する有機溶媒としては、例えば非プロトン性極性溶媒、フェノール系溶媒、アルコール、ケトン、エステル、エーテル、ハロゲン化炭化水素、炭化水素などを挙げることができる。これらの有機溶媒のうち、非プロトン性極性溶媒及びフェノール系溶媒よりなる群(第一群の有機溶媒)から選択される1種以上、又は、第一群の有機溶媒から選択される1種以上と、アルコール、ケトン、エステル、エーテル、ハロゲン化炭化水素及び炭化水素よりなる群(第二群の有機溶媒)から選択される1種以上との混合物を使用することが好ましい。後者の場合、第二群の有機溶媒の使用割合は、第一群の有機溶媒及び第二群の有機溶媒の合計量に対して、好ましくは50重量%以下であり、より好ましくは40重量%以下であり、更に好ましくは30重量%以下である。   Examples of the organic solvent used in the reaction include aprotic polar solvents, phenol solvents, alcohols, ketones, esters, ethers, halogenated hydrocarbons, hydrocarbons, and the like. Among these organic solvents, one or more selected from the group consisting of an aprotic polar solvent and a phenolic solvent (first group organic solvent), or one or more selected from the first group of organic solvents And a mixture of at least one selected from the group consisting of alcohols, ketones, esters, ethers, halogenated hydrocarbons and hydrocarbons (second-group organic solvent). In the latter case, the proportion of the second group organic solvent used is preferably 50% by weight or less, more preferably 40% by weight, based on the total amount of the first group organic solvent and the second group organic solvent. Or less, more preferably 30% by weight or less.

特に好ましい有機溶媒は、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、テトラメチル尿素、ヘキサメチルホスホルトリアミド、m−クレゾール、キシレノール及びハロゲン化フェノールよりなる群から選択される1種以上を溶媒として使用するか、あるいはこれらの1種以上と他の有機溶媒との混合物を、上記割合の範囲で使用することが好ましい。有機溶媒の使用量(a)は、テトラカルボン酸二無水物及びジアミンの合計量(b)が、反応溶液の全量(a+b)に対して、0.1〜50重量%になる量とすることが好   Particularly preferred organic solvents are N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, γ-butyrolactone, tetramethylurea, hexamethylphosphortriamide, m-cresol, xylenol. And at least one selected from the group consisting of halogenated phenols is used as a solvent, or a mixture of one or more of these and another organic solvent is preferably used in the above range. The amount of organic solvent used (a) is such that the total amount (b) of tetracarboxylic dianhydride and diamine is 0.1 to 50% by weight based on the total amount (a + b) of the reaction solution. Prefer

以上のようにして、ポリアミック酸を溶解してなる反応溶液が得られる。この反応溶液はそのまま液晶配向剤の調製に供してもよく、反応溶液中に含まれるポリアミック酸を単離したうえで液晶配向剤の調製に供してもよく、又は単離したポリアミック酸を精製したうえで液晶配向剤の調製に供してもよい。ポリアミック酸を脱水閉環してポリイミドとする場合には、上記反応溶液をそのまま脱水閉環反応に供してもよく、反応溶液中に含まれるポリアミック酸を単離したうえで脱水閉環反応に供してもよく、又は単離したポリアミック酸を精製したうえで脱水閉環反応に供してもよい。ポリアミック酸の単離及び精製は公知の方法に従って行うことができる。   As described above, a reaction solution obtained by dissolving polyamic acid is obtained. This reaction solution may be used as it is for the preparation of the liquid crystal aligning agent, may be used for the preparation of the liquid crystal aligning agent after isolating the polyamic acid contained in the reaction solution, or the isolated polyamic acid was purified. You may use for preparation of a liquid crystal aligning agent. When polyamic acid is dehydrated and cyclized into a polyimide, the above reaction solution may be directly subjected to dehydration and cyclization reaction, or may be subjected to dehydration and cyclization reaction after isolating the polyamic acid contained in the reaction solution. Alternatively, the isolated polyamic acid may be purified and then subjected to a dehydration ring closure reaction. Isolation and purification of the polyamic acid can be performed according to known methods.

[ポリアミック酸エステル]
ポリアミック酸エステルは、例えば、[I]上記合成反応により得られたポリアミック酸とエステル化剤とを反応させる方法、[II]テトラカルボン酸ジエステルとジアミンとを反応させる方法、[III]テトラカルボン酸ジエステルジハロゲン化物とジアミンとを反応させる方法、などによって得ることができる。
なお、本明細書において「テトラカルボン酸ジエステル」とは、テトラカルボン酸が有する4個のカルボキシル基のうち2個がエステル化され、残りの2個がカルボキシル基である化合物を意味する。「テトラカルボン酸ジエステルジハロゲン化物」とは、テトラカルボン酸が有する4個のカルボキシル基のうち2個がエステル化され、残りの2個がハロゲン化された化合物を意味する。
[Polyamic acid ester]
Examples of the polyamic acid ester include [I] a method of reacting the polyamic acid obtained by the above synthesis reaction with an esterifying agent, [II] a method of reacting a tetracarboxylic acid diester and a diamine, and [III] tetracarboxylic acid. It can be obtained by a method of reacting a diester dihalide and a diamine.
In this specification, “tetracarboxylic acid diester” means a compound in which two of the four carboxyl groups of tetracarboxylic acid are esterified and the remaining two are carboxyl groups. “Tetracarboxylic acid diester dihalide” means a compound in which two of the four carboxyl groups of tetracarboxylic acid are esterified and the remaining two are halogenated.

ここで、方法[I]で使用するエステル化剤としては、例えば水酸基含有化合物、アセタール系化合物、ハロゲン化物、エポキシ基含有化合物等が挙げられる。これらの具体例としては、水酸基含有化合物として、例えばメタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール類、フェノール、クレゾール等のフェノール類などを;アセタール系化合物として、例えばN,N−ジメチルホルムアミドジエチルアセタール、N,N−ジエチルホルムアミドジエチルアセタールなどを;ハロゲン化物として、例えば臭化メチル、臭化エチル、臭化ステアリル、塩化メチル、塩化ステアリル、1,1,1−トリフルオロ−2−ヨードエタンなどを;エポキシ基含有化合物として、例えばプロピレンオキシドなどを、それぞれ挙げることができる。なお、エステル化剤と反応させるポリアミック酸として、ケイ素−ケイ素結合を有するポリアミック酸を用いることにより、化合物(X)としてのポリアミック酸エステルを得ることができる。   Here, examples of the esterifying agent used in the method [I] include a hydroxyl group-containing compound, an acetal compound, a halide, and an epoxy group-containing compound. Specific examples thereof include hydroxyl group-containing compounds such as alcohols such as methanol, ethanol and propanol; phenols such as phenol and cresol; and acetal compounds such as N, N-dimethylformamide diethyl acetal, N, N-diethylformamide diethyl acetal and the like; halides such as methyl bromide, ethyl bromide, stearyl bromide, methyl chloride, stearyl chloride, 1,1,1-trifluoro-2-iodoethane and the like; epoxy group-containing Examples of the compound include propylene oxide. In addition, the polyamic acid ester as a compound (X) can be obtained by using the polyamic acid which has a silicon-silicon bond as a polyamic acid made to react with an esterifying agent.

方法[II]で使用するテトラカルボン酸ジエステルは、テトラカルボン酸二無水物を上記のアルコール類を用いて開環することにより得ることができる。方法[III]で使用するテトラカルボン酸ジエステルジハロゲン化物は、上記の如くして得たテトラカルボン酸ジエステルを、塩化チオニル等の適当な塩素化剤と反応させることにより得ることができる。また、方法[II]及び[III]において、反応に使用するジアミンの少なくとも一部を特定ジアミンとすることにより、化合物(X)としてのポリアミック酸エステルを得ることができる。なお、ポリアミック酸エステルは、アミック酸エステル構造のみを有していてもよく、アミック酸構造とアミック酸エステル構造とが併存する部分エステル化物であってもよい。   The tetracarboxylic acid diester used in Method [II] can be obtained by ring-opening tetracarboxylic dianhydride using the above alcohols. The tetracarboxylic acid diester dihalide used in Method [III] can be obtained by reacting the tetracarboxylic acid diester obtained as described above with an appropriate chlorinating agent such as thionyl chloride. Moreover, in method [II] and [III], the polyamic acid ester as a compound (X) can be obtained by making at least one part of the diamine used for reaction into specific diamine. The polyamic acid ester may have only an amic acid ester structure, or may be a partially esterified product in which an amic acid structure and an amic acid ester structure coexist.

ポリアミック酸エステルを溶解してなる反応溶液は、そのまま液晶配向剤の調製に供してもよく、反応溶液中に含まれるポリアミック酸エステルを単離したうえで液晶配向剤の調製に供してもよく、又は単離したポリアミック酸エステルを精製したうえで液晶配向剤の調製に供してもよい。ポリアミック酸エステルの単離及び精製は公知の方法に従って行うことができる。   The reaction solution obtained by dissolving the polyamic acid ester may be used for the preparation of the liquid crystal aligning agent as it is, or may be used for the preparation of the liquid crystal aligning agent after isolating the polyamic acid ester contained in the reaction solution, Or after purifying the isolated polyamic acid ester, you may use for preparation of a liquid crystal aligning agent. Isolation and purification of the polyamic acid ester can be performed according to a known method.

[ポリイミド]
ポリイミドは、例えば上記の如くして合成されたポリアミック酸を脱水閉環してイミド化することにより得ることができる。
[Polyimide]
Polyimide can be obtained, for example, by dehydrating and ring-closing imidized polyamic acid synthesized as described above.

ポリイミドは、その前駆体であるポリアミック酸が有していたアミック酸構造のすべてを脱水閉環した完全イミド化物であってもよく、アミック酸構造の一部のみを脱水閉環し、アミック酸構造とイミド環構造とが併存する部分イミド化物であってもよい。反応に使用するポリイミドは、そのイミド化率が20%以上であることが好ましく、30〜99%であることがより好ましく、40〜99%であることが更に好ましい。このイミド化率は、ポリイミドのアミック酸構造の数とイミド環構造の数との合計に対するイミド環構造の数の占める割合を百分率で表したものである。ここで、イミド環の一部がイソイミド環であってもよい。   The polyimide may be a completely imidized product obtained by dehydrating and cyclizing all of the amic acid structure possessed by the polyamic acid that is the precursor, and only a part of the amic acid structure may be dehydrated and cyclized. It may be a partially imidized product in which a ring structure coexists. The polyimide used for the reaction preferably has an imidization ratio of 20% or more, more preferably 30 to 99%, and still more preferably 40 to 99%. This imidation ratio represents the ratio of the number of imide ring structures to the total of the number of polyimide amic acid structures and the number of imide ring structures in percentage. Here, a part of the imide ring may be an isoimide ring.

ポリアミック酸の脱水閉環は、好ましくはポリアミック酸を加熱する方法により、又はポリアミック酸を有機溶媒に溶解し、この溶液中に脱水剤及び脱水閉環触媒を添加し必要に応じて加熱する方法により行われる。このうち、後者の方法によることが好ましい。なお、脱水閉環反応させるポリアミック酸として、ケイ素−ケイ素結合を有するポリアミック酸を用いることにより、化合物(X)としてのポリイミドを得ることができる。   The polyamic acid is preferably dehydrated and closed by heating the polyamic acid, or by dissolving the polyamic acid in an organic solvent, adding a dehydrating agent and a dehydrating ring-closing catalyst to the solution, and heating the solution as necessary. . Of these, the latter method is preferred. In addition, the polyimide as a compound (X) can be obtained by using the polyamic acid which has a silicon- silicon bond as a polyamic acid made to carry out a dehydration ring-closing reaction.

ポリアミック酸の溶液中に脱水剤及び脱水閉環触媒を添加する方法において、脱水剤としては、例えば無水酢酸、無水プロピオン酸、無水トリフルオロ酢酸などの酸無水物を用いることができる。脱水剤の使用量は、ポリアミック酸のアミック酸構造の1モルに対して0.01〜20モルとすることが好ましい。脱水閉環触媒としては、例えばピリジン、コリジン、ルチジン、トリエチルアミン等の3級アミンを用いることができる。脱水閉環触媒の使用量は、使用する脱水剤1モルに対して0.01〜10モルとすることが好ましい。脱水閉環反応に用いられる有機溶媒としては、ポリアミック酸の合成に用いられるものとして例示した有機溶媒を挙げることができる。脱水閉環反応の反応温度は、好ましくは0〜180℃であり、より好ましくは10〜150℃である。反応時間は、好ましくは1.0〜120時間であり、より好ましくは2.0〜30時間である。   In the method of adding a dehydrating agent and a dehydrating ring-closing catalyst to a polyamic acid solution, as the dehydrating agent, for example, acid anhydrides such as acetic anhydride, propionic anhydride, and trifluoroacetic anhydride can be used. It is preferable that the usage-amount of a dehydrating agent shall be 0.01-20 mol with respect to 1 mol of the amic acid structure of a polyamic acid. As the dehydration ring closure catalyst, for example, tertiary amines such as pyridine, collidine, lutidine, triethylamine and the like can be used. The amount of the dehydration ring closure catalyst used is preferably 0.01 to 10 moles per mole of the dehydrating agent used. Examples of the organic solvent used in the dehydration ring-closing reaction include the organic solvents exemplified as those used for the synthesis of polyamic acid. The reaction temperature of the dehydration ring closure reaction is preferably 0 to 180 ° C, more preferably 10 to 150 ° C. The reaction time is preferably 1.0 to 120 hours, more preferably 2.0 to 30 hours.

このようにしてポリイミドを含有する反応溶液が得られる。この反応溶液は、そのまま液晶配向剤の調製に供してもよく、反応溶液から脱水剤及び脱水閉環触媒を除いたうえで液晶配向剤の調製に供してもよく、ポリイミドを単離したうえで液晶配向剤の調製に供してもよく、又は単離したポリイミドを精製したうえで液晶配向剤の調製に供してもよい。これらの精製操作は公知の方法に従って行うことができる。その他、ポリイミドは、ポリアミック酸エステルのイミド化により得ることもできる。   In this way, a reaction solution containing polyimide is obtained. This reaction solution may be used for the preparation of the liquid crystal aligning agent as it is, may be used for the preparation of the liquid crystal aligning agent after removing the dehydrating agent and the dehydrating ring-closing catalyst from the reaction solution, and the liquid crystal after isolating the polyimide. You may use for preparation of an aligning agent, or you may use for preparation of a liquid crystal aligning agent, after purifying the isolated polyimide. These purification operations can be performed according to known methods. In addition, polyimide can also be obtained by imidation of polyamic acid ester.

以上のようにして得られるポリアミック酸、ポリアミック酸エステル及びポリイミドは、これを濃度15重量%の溶液としたときに、20〜1,800mPa・sの溶液粘度を持つものであることが好ましく、50〜1,500mPa・sの溶液粘度を持つものであることがより好ましい。なお、上記重合体の溶液粘度(mPa・s)は、当該重合体の良溶媒(例えばγ−ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドンなど)を用いて調製した濃度15重量%の重合体溶液につき、E型回転粘度計を用いて25℃において測定した値である。
上記ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル及びポリイミドのゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは1,000〜500,000であり、より好ましくは2,000〜300,000である。また、Mwと、GPCにより測定したポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)との比で表される分子量分布(Mw/Mn)は、好ましくは15以下であり、より好ましくは10以下である。このような分子量範囲にあることで、液晶表示素子の良好な配向性及び安定性を確保することができる。
The polyamic acid, polyamic acid ester, and polyimide obtained as described above preferably have a solution viscosity of 20 to 1,800 mPa · s when this is made into a solution having a concentration of 15% by weight. More preferably, it has a solution viscosity of ˜1,500 mPa · s. In addition, the solution viscosity (mPa · s) of the above polymer is based on a polymer solution having a concentration of 15% by weight prepared using a good solvent for the polymer (eg, γ-butyrolactone, N-methyl-2-pyrrolidone, etc.). The value measured at 25 ° C. using an E-type rotational viscometer.
The polystyrene equivalent weight average molecular weight (Mw) measured by gel permeation chromatography (GPC) of the polyamic acid, polyamic acid ester and polyimide is preferably 1,000 to 500,000, more preferably 2,000. ~ 300,000. Moreover, the molecular weight distribution (Mw / Mn) represented by the ratio between Mw and the polystyrene-equivalent number average molecular weight (Mn) measured by GPC is preferably 15 or less, more preferably 10 or less. By being in such a molecular weight range, it is possible to ensure good orientation and stability of the liquid crystal display element.

[ポリシロキサン]
ポリシロキサンは、例えば加水分解性のシラン化合物を加水分解・縮合させることにより得ることができる。
[Polysiloxane]
Polysiloxane can be obtained, for example, by hydrolyzing and condensing a hydrolyzable silane compound.

ポリシロキサンの合成に使用するシラン化合物としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン等のアルコキシシラン化合物;3−メルカプト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エトキシシラン、メルカプトメチルトリメトキシシラン、メルカプトメチルトリエトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、3−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、N−(3−シクロヘキシルアミノ)プロピルトリメトキシシラン等の窒素・硫黄含有アルコキシシラン化合物;
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トリエトキシシラン、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)エチルトリエトキシシラン等のエポキシ基含有シラン化合物;
3−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシラン等の不飽和結合含有アルコキシシラン化合物;ケイ素−ケイ素結合を有するアルコキシシラン化合物などを挙げることができる。加水分解性シラン化合物は、これらのうちの1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。なお、「(メタ)アクリロキシ」は、「アクリロキシ」及び「メタクリロキシ」を含む意味である。ケイ素−ケイ素結合を有するアルコキシシラン化合物をモノマー組成に含ませることにより、化合物(X)としてのポリシロキサンを得ることができる。
Examples of silane compounds used in the synthesis of polysiloxane include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, and trimethoxysilylpropyl succinic anhydride. Alkoxysilane compounds such as dimethyldimethoxysilane and dimethyldiethoxysilane; 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, mercaptomethyltrimethoxysilane, mercaptomethyltriethoxysilane, 3-ureidopropyltrimethoxysilane , 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, N- (3-cyclohexylamino) propyltrimethoxysilane, etc. Containing sulfur-containing alkoxysilane compound;
Epoxy group-containing silanes such as 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane Compound;
3- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropyltriethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropylmethyldiethoxysilane, vinyl Examples include unsaturated bond-containing alkoxysilane compounds such as trimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, and p-styryltrimethoxysilane; alkoxysilane compounds having a silicon-silicon bond. One of these hydrolyzable silane compounds can be used alone or in combination of two or more. Note that “(meth) acryloxy” means “acryloxy” and “methacryloxy”. By including an alkoxysilane compound having a silicon-silicon bond in the monomer composition, a polysiloxane as the compound (X) can be obtained.

上記の加水分解・縮合反応は、上記の如きシラン化合物の1種又は2種以上と水とを、好ましくは適当な触媒及び有機溶媒の存在下で反応させることにより行うことができる。加水分解・縮合反応に際し、水の使用割合は、シラン化合物(合計量)1モルに対して、好ましくは0.5〜100モルであり、より好ましくは1〜30モルである。   The hydrolysis / condensation reaction can be carried out by reacting one or more of the above silane compounds with water, preferably in the presence of an appropriate catalyst and an organic solvent. In the hydrolysis / condensation reaction, the proportion of water used is preferably 0.5 to 100 mol, more preferably 1 to 30 mol, per 1 mol of the silane compound (total amount).

加水分解・縮合反応の際に使用する触媒としては、例えば酸、アルカリ金属化合物、有機塩基、チタン化合物、ジルコニウム化合物などを挙げることができる。触媒の使用量は、触媒の種類、温度などの反応条件などにより異なり、適宜に設定されるべきであるが、例えばシラン化合物の合計量に対して、好ましくは0.01〜3倍モルであり、より好ましくは0.05〜1倍モルである。
上記の加水分解・縮合反応の際に使用する有機溶媒としては、例えば炭化水素、ケトン、エステル、エーテル、アルコールなどを挙げることができる。これらのうち、非水溶性又は難水溶性の有機溶媒を用いることが好ましい。有機溶媒の使用割合は、反応に使用するシラン化合物の合計100重量部に対して、好ましくは10〜10,000重量部であり、より好ましくは50〜1,000重量部である。
Examples of the catalyst used in the hydrolysis / condensation reaction include acids, alkali metal compounds, organic bases, titanium compounds, zirconium compounds and the like. The amount of catalyst used varies depending on the type of catalyst, reaction conditions such as temperature, and should be set as appropriate. For example, it is preferably 0.01 to 3 times the total amount of the silane compound. More preferably, it is 0.05-1 times mole.
Examples of the organic solvent used in the above hydrolysis / condensation reaction include hydrocarbons, ketones, esters, ethers, alcohols and the like. Among these, it is preferable to use a water-insoluble or poorly water-soluble organic solvent. The use ratio of the organic solvent is preferably 10 to 10,000 parts by weight, and more preferably 50 to 1,000 parts by weight with respect to a total of 100 parts by weight of the silane compounds used in the reaction.

上記の加水分解・縮合反応は、例えば油浴などにより加熱して実施することが好ましい。加水分解・縮合反応時には、加熱温度を130℃以下とすることが好ましく、40〜100℃とすることがより好ましい。加熱時間は、0.5〜12時間とすることが好ましく、1〜8時間とすることがより好ましい。加熱中は、混合液を撹拌してもよいし、還流下に置いてもよい。また、反応終了後において、反応液から分取した有機溶媒層を水で洗浄することが好ましい。この洗浄に際しては、少量の塩を含む水(例えば、0.2重量%程度の硝酸アンモニウム水溶液など)を用いて洗浄することにより、洗浄操作が容易になる点で好ましい。洗浄は、洗浄後の水層が中性になるまで行い、その後、有機溶媒層を、必要に応じて無水硫酸カルシウム、モレキュラーシーブなどの乾燥剤で乾燥した後、溶媒を除去することにより、目的とするポリシロキサンを得ることができる。   The hydrolysis / condensation reaction is preferably carried out by heating with, for example, an oil bath. In the hydrolysis / condensation reaction, the heating temperature is preferably 130 ° C. or lower, more preferably 40 to 100 ° C. The heating time is preferably 0.5 to 12 hours, and more preferably 1 to 8 hours. During heating, the mixture may be stirred or placed under reflux. Moreover, it is preferable to wash | clean the organic-solvent layer fractionated from the reaction liquid with water after completion | finish of reaction. In this washing, washing with water containing a small amount of salt (for example, an aqueous ammonium nitrate solution of about 0.2% by weight) is preferable in that the washing operation is facilitated. Washing is performed until the aqueous layer after washing becomes neutral, and then the organic solvent layer is dried with a desiccant such as anhydrous calcium sulfate or molecular sieve as necessary, and then the solvent is removed to remove the solvent. The polysiloxane can be obtained.

ポリシロキサンは、GPCで測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)が100〜50,000の範囲にあることが好ましく、200〜10,000の範囲にあることがより好ましい。ポリシロキサンの重量平均分子量が上記範囲にあると、液晶配向膜を製造する際に取り扱いやすく、また得られた液晶配向膜は十分な材料強度及び特性を有するものとなる。   The polysiloxane preferably has a polystyrene-equivalent weight average molecular weight (Mw) measured by GPC in the range of 100 to 50,000, and more preferably in the range of 200 to 10,000. When the weight average molecular weight of the polysiloxane is in the above range, it is easy to handle when producing a liquid crystal alignment film, and the obtained liquid crystal alignment film has sufficient material strength and characteristics.

[ポリ(メタ)アクリレート]
ポリ(メタ)アクリレートは、例えば(メタ)アクリル系化合物のラジカル重合により得ることができる。合成に使用する(メタ)アクリル系化合物としては特に制限されないが、例えば(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸、ビニル安息香酸等の不飽和カルボン酸;
(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸アリル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸−2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸トリメトキシシリルプロピル、(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸3,4−エポキシシクロヘキシルメチル、(メタ)アクリル酸−N,N−ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸メトキシポリエチレングリコール、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、α−メトキシアクリル酸メチル、α−エトキシアクリル酸メチル、クロトン酸メチル、クロトン酸エチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル等の不飽和カルボン酸エステル;無水マレイン酸、無水イタコン酸等の不飽和多価カルボン酸無水物;などが挙げられる。(メタ)アクリル系化合物としては、上記のものを一種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
なお、重合に際しては、(メタ)アクリル系化合物以外の他のモノマーを使用してもよい。例えば、他のモノマーとしてケイ素−ケイ素結合及びエチレン性不飽和結合を有する化合物を用いることにより、化合物(X)としてのポリ(メタ)アクリレートを得ることができる。
[Poly (meth) acrylate]
Poly (meth) acrylate can be obtained, for example, by radical polymerization of a (meth) acrylic compound. Although it does not restrict | limit especially as a (meth) acrylic compound used for a synthesis | combination, For example, unsaturated carboxylic acids, such as (meth) acrylic acid, maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, mesaconic acid, itaconic acid, vinyl benzoic acid;
Methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, allyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, ( 2-ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, trimethoxysilylpropyl (meth) acrylate, methoxyethyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, 3,4- (meth) acrylic acid 3,4- Epoxy cyclohexyl methyl, (meth) acrylic acid-N, N-dimethylaminoethyl, (meth) acrylic acid methoxypolyethylene glycol, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, α-methoxy acrylate, α-ethoxy acrylate methyl, croton Methyl acetate, ethyl crotonic acid, Unsaturated carboxylic acid esters such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate and 4-hydroxybutyl (meth) acrylate; unsaturated polyvalent esters such as maleic anhydride and itaconic anhydride Carboxylic anhydride; etc. are mentioned. As a (meth) acrylic-type compound, the above-mentioned thing can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
In the polymerization, another monomer other than the (meth) acrylic compound may be used. For example, poly (meth) acrylate as compound (X) can be obtained by using a compound having a silicon-silicon bond and an ethylenically unsaturated bond as another monomer.

(メタ)アクリル系化合物の重合反応に際して使用する重合開始剤としては、例えば2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ化合物;ベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、t−ブチルペルオキシピバレート、1,1’−ビス(t−ブチルペルオキシ)シクロヘキサン等の有機過酸化物;過酸化水素;これらの過酸化物と還元剤とからなるレドックス型開始剤等が挙げられる。これらの中でもアゾ化合物が好ましい。重合開始剤は、これらの一種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
重合開始剤の使用割合は、反応に使用する全モノマー100重量部に対して、0.01〜50重量部とすることが好ましく、0.1〜40重量部とすることがより好ましい。
Examples of the polymerization initiator used in the polymerization reaction of the (meth) acrylic compound include 2,2′-azobis (isobutyronitrile), 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2, Azo compounds such as 2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile); benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, t-butylperoxypivalate, 1,1′-bis (t-butylperoxy) cyclohexane, etc. Organic peroxides; hydrogen peroxide; redox type initiators composed of these peroxides and reducing agents. Of these, azo compounds are preferred. A polymerization initiator can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
The use ratio of the polymerization initiator is preferably 0.01 to 50 parts by weight, and more preferably 0.1 to 40 parts by weight with respect to 100 parts by weight of all monomers used in the reaction.

(メタ)アクリル系化合物の重合反応は、好ましくは有機溶媒中で行われる。反応に使用する有機溶媒としては、例えばアルコール、エーテル、ケトン、アミド、エステル、炭化水素化合物などが挙げられる。これらの中でもアルコール及びエーテルよりなる群から選ばれる少なくとも一種を使用することが好ましく、例えばジエチレングリコールメチルエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどが挙げられる。なお、有機溶媒は、一種単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。   The polymerization reaction of the (meth) acrylic compound is preferably performed in an organic solvent. Examples of the organic solvent used for the reaction include alcohols, ethers, ketones, amides, esters, hydrocarbon compounds, and the like. Among these, it is preferable to use at least one selected from the group consisting of alcohol and ether, and examples thereof include diethylene glycol methyl ethyl ether and propylene glycol monomethyl ether acetate. In addition, an organic solvent can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

(メタ)アクリル系化合物の重合反応に際し、反応温度は30℃〜120℃とすることが好ましく、60〜110℃とすることがより好ましい。反応時間は、1〜36時間とすることが好ましく、2〜24時間とすることがより好ましい。また、有機溶媒の使用量(a)は、反応に使用するモノマーの合計量(b)が、反応溶液の全体量(a+b)に対して、0.1〜50重量%になるような量にすることが好ましい。   In the polymerization reaction of the (meth) acrylic compound, the reaction temperature is preferably 30 to 120 ° C, more preferably 60 to 110 ° C. The reaction time is preferably 1 to 36 hours, and more preferably 2 to 24 hours. The amount of organic solvent used (a) is such that the total amount (b) of monomers used in the reaction is 0.1 to 50% by weight with respect to the total amount of reaction solution (a + b). It is preferable to do.

ポリ(メタ)アクリレートについて、GPCで測定したポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)は、形成される液晶配向膜の液晶配向性を良好にするとともに、その液晶配向性の経時的安定性を確保するといった観点から、250〜500,000であることが好ましく、500〜100,000であることがより好ましく、1,000〜50,000であることが更に好ましい。   For poly (meth) acrylate, the polystyrene-equivalent number average molecular weight (Mn) measured by GPC improves the liquid crystal alignment of the liquid crystal alignment film to be formed and ensures the stability of the liquid crystal alignment over time. In view of the above, it is preferably 250 to 500,000, more preferably 500 to 100,000, and still more preferably 1,000 to 50,000.

液晶配向剤に含有される成分の好ましい態様としては、
(A)重合体成分として、ポリアミック酸、ポリイミド、ポリアミック酸エステル、ポリ(メタ)アクリレート、及びポリシロキサンよりなる群から選ばれる少なくとも一種であってケイ素−ケイ素結合を有さない重合体(以下、「その他の重合体」ともいう。)を含有し、かつ化合物(X)としてポリシランを含有する態様。
(B)重合体成分として、ポリアミック酸、ポリイミド、ポリアミック酸エステル、ポリ(メタ)アクリレート、及びポリシロキサンよりなる群から選ばれる少なくとも一種であってケイ素−ケイ素結合を有する重合体を含有する態様。
(C)重合体成分として、ポリアミック酸、ポリイミド、ポリアミック酸エステル、ポリ(メタ)アクリレート、及びポリシロキサンよりなる群から選ばれる少なくとも一種であってケイ素−ケイ素結合を有する重合体と、上記その他の重合体と、を含有する態様。
が挙げられる。
As a preferred embodiment of the component contained in the liquid crystal aligning agent,
(A) As a polymer component, a polymer having at least one selected from the group consisting of polyamic acid, polyimide, polyamic acid ester, poly (meth) acrylate, and polysiloxane and having no silicon-silicon bond (hereinafter referred to as “polymer component”) (It is also referred to as “other polymer”.) And polysilane as the compound (X).
(B) The aspect containing the polymer which is at least 1 type chosen from the group which consists of polyamic acid, a polyimide, a polyamic acid ester, poly (meth) acrylate, and polysiloxane as a polymer component, and has a silicon-silicon bond.
(C) As a polymer component, a polymer having at least one selected from the group consisting of polyamic acid, polyimide, polyamic acid ester, poly (meth) acrylate, and polysiloxane and having a silicon-silicon bond, and the other And an embodiment containing a polymer.
Is mentioned.

化合物(X)の配合割合は、化合物(X)の種類に応じて適宜選択することが好ましい。例えば、ポリシランを用いる場合には、液晶配向剤の重合体成分の合計100重量部に対して、0.01〜40重量部とすることが好ましい。0.01重量部未満とすると、化合物(X)の配合による効果が得にくく、40重量部よりも多くすると、材料強度が低下したり、液晶配向性や電圧保持率などの各種特性が低下したりしやすくなるからである。より好ましくは、0.03〜30重量部であり、更に好ましくは0.05〜20重量部であり、特に好ましくは0.1〜15重量部である。
また、化合物(X)としてポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、ポリイミド、ポリ(メタ)アクリレート及びポリシロキサンよりなる群から選ばれる少なくとも一種を用いる場合には、化合物(X)の配合割合を、重合体成分の合計量に対して1〜100重量%の範囲内で適宜設定することができる。好ましくは5重量%以上であり、更に好ましくは10重量%以上である。
The compounding ratio of compound (X) is preferably selected as appropriate according to the type of compound (X). For example, when using polysilane, it is preferable to set it as 0.01-40 weight part with respect to a total of 100 weight part of the polymer component of a liquid crystal aligning agent. If it is less than 0.01 part by weight, it is difficult to obtain the effect of compounding compound (X). If it exceeds 40 parts by weight, the material strength decreases, and various properties such as liquid crystal orientation and voltage holding ratio decrease. It is because it becomes easy to do. More preferably, it is 0.03-30 weight part, More preferably, it is 0.05-20 weight part, Especially preferably, it is 0.1-15 weight part.
Further, when at least one selected from the group consisting of polyamic acid, polyamic acid ester, polyimide, poly (meth) acrylate and polysiloxane is used as compound (X), the compounding ratio of compound (X) is determined as a polymer component. It can set suitably in the range of 1 to 100 weight% with respect to the total amount. Preferably it is 5 weight% or more, More preferably, it is 10 weight% or more.

なお、ケイ素−ケイ素結合を有する化合物を含む液晶配向剤を用いた場合に、DC残像特性及び信頼性の改善効果が高くなる理由は定かではないが、ケイ素−ケイ素結合がシグマ共役により導電性を示すことにより、直流電圧の印加によって蓄積した残留電荷をリークし、残像良化に寄与したこと、及びバックライト光の照射によりケイ素−ケイ素結合の一部が分解し、その分解した化合物がラジカル開始剤のごとく作用して樹脂中に取り込まれた結果、不純物としては作用せず、信頼性の良化に寄与したことが考えられる。
また、化合物(X)を含む液晶配向剤は、光配向用(主に光分解型)の液晶配向剤としても好適である。その理由は必ずしも明らかでないが、配向能付与のための光照射によって化合物(X)が分解することで、異方性の発現又は消失が起こり、結果として、偏光方向又はそれと直交した方向に異方性の大きい膜が形成されたことが推測される。
In addition, when the liquid crystal aligning agent containing the compound which has a silicon-silicon bond is used, the reason for improving the DC afterimage characteristics and reliability is not clear, but the silicon-silicon bond has conductivity due to sigma conjugation. As shown, leakage of residual charge accumulated by application of DC voltage contributed to the improvement of afterimage, and part of the silicon-silicon bond was decomposed by irradiation with backlight, and the decomposed compound started radicals. As a result of acting like an agent and being taken into the resin, it does not act as an impurity and contributes to the improvement of reliability.
Moreover, the liquid crystal aligning agent containing compound (X) is suitable also as a liquid crystal aligning agent for photo-alignment (mainly photodecomposition type). The reason for this is not necessarily clear, but the compound (X) is decomposed by light irradiation for imparting alignment ability, so that anisotropy appears or disappears, resulting in anisotropy in the polarization direction or a direction perpendicular thereto. It is presumed that a highly characteristic film was formed.

<その他の成分>
本発明に係る液晶配向剤は、必要に応じてその他の成分を含有していてもよい。当該その他の成分としては、例えば分子内に少なくとも一つのエポキシ基を有する化合物(以下、「エポキシ基含有化合物」という。)、官能性シラン化合物、金属キレート化合物、硬化促進剤、界面活性剤等を挙げることができる。
<Other ingredients>
The liquid crystal aligning agent which concerns on this invention may contain the other component as needed. Examples of the other components include compounds having at least one epoxy group in the molecule (hereinafter referred to as “epoxy group-containing compound”), functional silane compounds, metal chelate compounds, curing accelerators, surfactants, and the like. Can be mentioned.

[エポキシ基含有化合物]
エポキシ基含有化合物は、液晶配向膜における基板表面との接着性や電気特性を向上させるために使用することができる。このようなエポキシ基含有化合物としては、例えばエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、2,2−ジブロモネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−m−キシリレンジアミン、1,3−ビス(N,N−ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、N,N−ジグリシジル−ベンジルアミン、N,N−ジグリシジル−アミノメチルシクロヘキサン、N,N−ジグリシジル−シクロヘキシルアミン等を好ましいものとして挙げることができる。その他、エポキシ基含有化合物の例としては、国際公開第2009/096598号記載のエポキシ基含有ポリオルガノシロキサンを用いることができる。
エポキシ基含有化合物を液晶配向剤に添加する場合、その配合割合は、液晶配向剤中に含まれる重合体の合計100重量部に対して、40重量部以下とすることが好ましく、0.1〜30重量部とすることがより好ましい。
[Epoxy group-containing compound]
The epoxy group-containing compound can be used to improve the adhesion and electrical properties with the substrate surface in the liquid crystal alignment film. Examples of such epoxy group-containing compounds include ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, tripropylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, 1 , 6-hexanediol diglycidyl ether, glycerin diglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, 2,2-dibromoneopentyl glycol diglycidyl ether, N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-m-xylylene diene Amine, 1,3-bis (N, N-diglycidylaminomethyl) cyclohexane, N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-4,4′-diamy Diphenylmethane, N, N-diglycidyl - benzylamine, N, N-diglycidyl - aminomethyl cyclohexane, N, N-diglycidyl - may be mentioned as being preferred and cyclohexylamine. In addition, as an example of the epoxy group-containing compound, an epoxy group-containing polyorganosiloxane described in International Publication No. 2009/096598 can be used.
When adding an epoxy group containing compound to a liquid crystal aligning agent, it is preferable that the mixture ratio shall be 40 weight part or less with respect to a total of 100 weight part of the polymer contained in a liquid crystal aligning agent. More preferably, it is 30 parts by weight.

[官能性シラン化合物]
官能性シラン化合物は、液晶配向剤の印刷性の向上を目的として使用することができる。このような官能性シラン化合物としては、例えば3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、2−アミノプロピルトリメトキシシラン、2−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、N−エトキシカルボニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−トリエトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、10−トリメトキシシリル−1,4,7−トリアザデカン、9−トリメトキシシリル−3,6−ジアザノニルアセテート、9−トリメトキシシリル−3,6−ジアザノナン酸メチル、N−ベンジル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、グリシドキシメチルトリメトキシシラン、2−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等を挙げることができる。
官能性シラン化合物を液晶配向剤に添加する場合、その配合割合は、液晶配向剤中に含まれる重合体の合計100重量部に対して、2重量部以下とすることが好ましく、0.02〜0.2重量部とすることがより好ましい。
[Functional silane compounds]
The functional silane compound can be used for the purpose of improving the printability of the liquid crystal aligning agent. Examples of such functional silane compounds include 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 2-aminopropyltrimethoxysilane, 2-aminopropyltriethoxysilane, N- (2-aminoethyl). ) -3-Aminopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-ureidopropyltrimethoxysilane, 3-ureidopropyltriethoxysilane, N-ethoxycarbonyl-3- Aminopropyltrimethoxysilane, N-triethoxysilylpropyltriethylenetriamine, 10-trimethoxysilyl-1,4,7-triazadecane, 9-trimethoxysilyl-3,6-diazanonyl acetate, 9-trimethoxysilyl -3,6- Methyl azananoate, N-benzyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, glycidoxymethyltrimethoxysilane, 2-glycidoxyethyltrimethoxysilane, 3-glycid And xylpropyltrimethoxysilane.
When adding a functional silane compound to a liquid crystal aligning agent, it is preferable that the mixture ratio shall be 2 weight part or less with respect to a total of 100 weight part of the polymer contained in a liquid crystal aligning agent, 0.02- More preferably, it is 0.2 parts by weight.

[金属キレート化合物]
金属キレート化合物は、液晶配向剤の重合体成分がエポキシ構造を有する場合に、低温処理によって形成した膜の機械的強度を担保することを目的として液晶配向剤(特に、位相差フィルム用の液晶配向剤)中に含有される。金属キレート化合物としては、アルミニウム、チタニウム及びジルコニウムから選択される金属のアセチルアセトン錯体又はアセト酢酸錯体を用いることが好ましい。具体的には、例えばジイソプロポキシエチルアセトアセテートアルミニウム、トリス(アセチルアセトネート)アルミニウム、トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、ジイソプロポキシビス(エチルアセトアセテート)チタニウム、ジイソプロポキシビス(アセチルアセトネート)チタニウム、トリ−n−ブトキシエチルアセトアセテートジルコニウム、ジ−n−ブトキシビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウムなどを挙げることができる。
金属キレート化合物を添加する場合、その使用割合は、エポキシ構造を含む構成成分の合計100重量に対して、好ましくは50重量部以下であり、より好ましくは0.1〜40重量部であり、更に好ましくは1〜30重量部である。
[Metal chelate compounds]
When the polymer component of the liquid crystal aligning agent has an epoxy structure, the metal chelate compound is a liquid crystal aligning agent (especially liquid crystal alignment for a retardation film) for the purpose of ensuring the mechanical strength of the film formed by low-temperature treatment. Agent). As the metal chelate compound, it is preferable to use an acetylacetone complex or an acetoacetic acid complex of a metal selected from aluminum, titanium and zirconium. Specifically, for example, diisopropoxyethyl acetoacetate aluminum, tris (acetylacetonate) aluminum, tris (ethylacetoacetate) aluminum, diisopropoxybis (ethylacetoacetate) titanium, diisopropoxybis (acetylacetonate) Examples thereof include titanium, tri-n-butoxyethyl acetoacetate zirconium, and di-n-butoxybis (ethyl acetoacetate) zirconium.
When the metal chelate compound is added, the use ratio thereof is preferably 50 parts by weight or less, more preferably 0.1 to 40 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the total components including the epoxy structure. Preferably it is 1-30 weight part.

[硬化促進剤]
硬化促進剤は、液晶配向剤中の重合体成分がエポキシ構造を有している場合に、形成される液晶配向膜の機械的強度及び液晶配向性の経時的安定性を担保するために液晶配向剤(特に、位相差フィルム用の液晶配向剤)中に含有される。硬化促進剤としては、例えばフェノール基、シラノール基、チオール基、リン酸基、スルホン酸基、カルボキシル基、カルボン酸無水物基などを有する化合物を使用することができ、中でもフェノール基又はシラノール基を有する化合物が好ましい。その具体例としては、フェノール基を有する化合物として、例えばシアノフェノール、ニトロフェノール、メトキシフェノキシフェノール、チオフェノキシフェノール、4−ベンジルフェノールなどを;シラノール基を有する化合物として、例えばトリメチルシラノール、トリエチルシラノール、1,4−ビス(ヒドロキシジメチルシリル)ベンゼン、トリフェニルシラノール、ジフェニルシランジオールなどを、それぞれ挙げることができる。硬化促進剤を添加する場合、その使用割合は、エポキシ構造を含む構成成分の合計100重量に対して、好ましくは50重量部以下であり、より好ましくは0.1〜40重量部であり、更に好ましくは1〜30重量部である。
[Curing accelerator]
When the polymer component in the liquid crystal aligning agent has an epoxy structure, the curing accelerator is liquid crystal alignment in order to ensure the mechanical strength of the liquid crystal alignment film to be formed and the stability over time of the liquid crystal alignment. Contained in an agent (particularly, a liquid crystal aligning agent for a retardation film). As the curing accelerator, for example, a compound having a phenol group, silanol group, thiol group, phosphoric acid group, sulfonic acid group, carboxyl group, carboxylic anhydride group or the like can be used. The compound which has is preferable. Specific examples thereof include compounds having a phenol group such as cyanophenol, nitrophenol, methoxyphenoxyphenol, thiophenoxyphenol, 4-benzylphenol; compounds having a silanol group such as trimethylsilanol, triethylsilanol, 1 , 4-bis (hydroxydimethylsilyl) benzene, triphenylsilanol, diphenylsilanediol and the like. When the curing accelerator is added, the use ratio thereof is preferably 50 parts by weight or less, more preferably 0.1 to 40 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total components including the epoxy structure, and further Preferably it is 1-30 weight part.

[界面活性剤]
上記界面活性剤は、液晶配向剤の基板に対する塗布性を向上させることを目的として液晶配向剤(特に、位相差フィルム用の液晶配向剤)中に含有させることができる。このような界面活性剤としては、例えばノニオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、シリコーン界面活性剤、ポリアルキレンオキシド界面活性剤、含フッ素界面活性剤などを挙げることができる。界面活性剤の使用割合は、液晶配向剤の全量100重量部に対して、10重量部以下とすることが好ましく、1重量部以下とすることがより好ましい。
なお、その他の成分としては、上記のほか、分子内に少なくとも一つのオキセタニル基を有する化合物や酸化防止剤などを挙げることができる。
[Surfactant]
The surfactant can be contained in a liquid crystal aligning agent (particularly, a liquid crystal aligning agent for a retardation film) for the purpose of improving the applicability of the liquid crystal aligning agent to the substrate. Examples of such surfactants include nonionic surfactants, anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, silicone surfactants, polyalkylene oxide surfactants, and fluorine-containing surfactants. be able to. The proportion of the surfactant used is preferably 10 parts by weight or less, and more preferably 1 part by weight or less with respect to 100 parts by weight of the total amount of the liquid crystal aligning agent.
In addition to the above, other components include compounds having at least one oxetanyl group in the molecule, antioxidants, and the like.

<溶剤>
本発明に係る液晶配向剤は、化合物(X)及び必要に応じて使用されるその他の成分が、好ましくは適当な溶媒中に分散又は溶解してなる液状の組成物として調製される。
<Solvent>
The liquid crystal aligning agent according to the present invention is prepared as a liquid composition in which compound (X) and other components used as necessary are preferably dispersed or dissolved in an appropriate solvent.

使用する有機溶媒としては、例えばN−メチル−2−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、γ−ブチロラクタム、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、エチレングリコールモノメチルエーテル、乳酸ブチル、酢酸ブチル、メチルメトキシプロピオネ−ト、エチルエトキシプロピオネ−ト、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコール−n−プロピルエーテル、エチレングリコール−i−プロピルエーテル、エチレングリコール−n−ブチルエーテル(ブチルセロソルブ)、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジイソブチルケトン、イソアミルプロピオネート、イソアミルイソブチレート、ジイソペンチルエーテル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等を挙げることができる。これらは、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。   Examples of the organic solvent to be used include N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, γ-butyrolactam, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, Ethylene glycol monomethyl ether, butyl lactate, butyl acetate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, ethylene glycol methyl ether, ethylene glycol ethyl ether, ethylene glycol-n-propyl ether, ethylene glycol-i-propyl ether , Ethylene glycol-n-butyl ether (butyl cellosolve), ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol ethyl ether acetate, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol Recall diethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diisobutyl ketone, isoamyl propionate, isoamyl isobutyrate, diisopentyl ether, ethylene carbonate, propylene carbonate, etc. be able to. These can be used alone or in admixture of two or more.

液晶配向剤における固形分濃度(液晶配向剤の溶媒以外の成分の合計重量が液晶配向剤の全重量に占める割合)は、粘性、揮発性などを考慮して適宜に選択されるが、好ましくは1〜10重量%の範囲である。すなわち、液晶配向剤は、後述するように基板表面に塗布され、好ましくは加熱されることにより、液晶配向膜である塗膜又は液晶配向膜となる塗膜が形成される。このとき、固形分濃度が1重量%未満である場合には、塗膜の膜厚が過小となって良好な液晶配向膜が得にくくなる。一方、固形分濃度が10重量%を超える場合には、塗膜の膜厚が過大となって良好な液晶配向膜が得にくく、また、液晶配向剤の粘性が増大して塗布性が低下する傾向にある。   The solid content concentration in the liquid crystal aligning agent (the ratio of the total weight of components other than the solvent of the liquid crystal aligning agent to the total weight of the liquid crystal aligning agent) is appropriately selected in consideration of viscosity, volatility, etc. It is in the range of 1 to 10% by weight. That is, the liquid crystal aligning agent is applied to the substrate surface as will be described later, and preferably heated to form a coating film that is a liquid crystal alignment film or a coating film that becomes a liquid crystal alignment film. At this time, when the solid content concentration is less than 1% by weight, the film thickness of the coating film becomes too small, and it becomes difficult to obtain a good liquid crystal alignment film. On the other hand, when the solid content concentration exceeds 10% by weight, it is difficult to obtain a good liquid crystal alignment film because the film thickness is excessive, and the viscosity of the liquid crystal aligning agent increases and the applicability decreases. There is a tendency.

特に好ましい固形分濃度の範囲は、液晶配向剤の用途や、基板に液晶配向剤を塗布する際に用いる方法によって異なる。例えば液晶表示素子用の液晶配向剤について、スピンナー法により基板に塗布する場合には、固形分濃度(液晶配向剤中の溶媒以外の全成分の合計重量が液晶配向剤の全重量に占める割合)が1.5〜4.5重量%の範囲であることが特に好ましい。印刷法による場合には、固形分濃度を3〜9重量%の範囲とし、それにより溶液粘度を12〜50mPa・sの範囲とすることが特に好ましい。インクジェット法による場合には、固形分濃度を1〜5重量%の範囲とし、それにより、溶液粘度を3〜15mPa・sの範囲とすることが特に好ましい。液晶配向剤を調製する際の温度は、好ましくは10〜50℃であり、より好ましくは20〜30℃である。また、位相差フィルム用の液晶配向剤については、液晶配向剤の塗布性及び形成される塗膜の膜厚を適度にする観点から、液晶配向剤の固形分濃度が0.2〜10重量%の範囲であることが好ましく、3〜10重量%の範囲であることがより好ましい。   The particularly preferable solid content concentration range varies depending on the use of the liquid crystal aligning agent and the method used when the liquid crystal aligning agent is applied to the substrate. For example, when a liquid crystal aligning agent for a liquid crystal display element is applied to a substrate by a spinner method, the solid content concentration (the ratio of the total weight of all components other than the solvent in the liquid crystal aligning agent to the total weight of the liquid crystal aligning agent) Is particularly preferably in the range of 1.5 to 4.5% by weight. In the case of the printing method, it is particularly preferable that the solid content concentration is in the range of 3 to 9% by weight, and thereby the solution viscosity is in the range of 12 to 50 mPa · s. In the case of the inkjet method, it is particularly preferable that the solid content concentration is in the range of 1 to 5% by weight, and thereby the solution viscosity is in the range of 3 to 15 mPa · s. The temperature when preparing the liquid crystal aligning agent is preferably 10 to 50 ° C, more preferably 20 to 30 ° C. Moreover, about the liquid crystal aligning agent for retardation films, the solid content density | concentration of a liquid crystal aligning agent is 0.2 to 10 weight% from a viewpoint which makes the applicability | paintability of a liquid crystal aligning agent, and the film thickness of the coating film formed moderate. It is preferable that it is the range of 3-10 weight%.

<液晶表示素子及び位相差フィルム>
上記に説明した液晶配向剤を用いることにより液晶配向膜を製造することができる。また、上記液晶配向剤を用いて形成された液晶配向膜は、液晶表示素子用(液晶セル用)の液晶配向膜及び位相差フィルム用の液晶配向膜に好ましく適用することができる。以下に、液晶表示素子及び位相差フィルムについて説明する。
<Liquid crystal display element and retardation film>
A liquid crystal alignment film can be manufactured by using the liquid crystal aligning agent described above. Moreover, the liquid crystal aligning film formed using the said liquid crystal aligning agent can be preferably applied to the liquid crystal aligning film for liquid crystal display elements (for liquid crystal cells), and the liquid crystal aligning film for retardation films. Below, a liquid crystal display element and retardation film are demonstrated.

[液晶表示素子]
本発明に係る液晶表示素子は、上記液晶配向剤を用いて形成された液晶配向膜を具備する。液晶表示素子の動作モードは特に限定せず、例えばTN型、STN型、VA型(VA−MVA型、VA−PVA型などを含む。)、IPS型、FFS型、OCB型など種々の動作モードに適用することができる。
[Liquid crystal display element]
The liquid crystal display element according to the present invention includes a liquid crystal alignment film formed using the liquid crystal alignment agent. The operation mode of the liquid crystal display element is not particularly limited. For example, various operation modes such as a TN type, STN type, VA type (including VA-MVA type, VA-PVA type, etc.), IPS type, FFS type, OCB type, etc. Can be applied to.

液晶表示素子は、例えば以下の工程(1−1)〜(1−3)を含む工程により製造することができる。工程(1−1)は、所望の動作モードによって使用基板が異なる。工程(1−2)及び工程(1−3)は各動作モード共通である。   A liquid crystal display element can be manufactured by the process including the following processes (1-1)-(1-3), for example. In the step (1-1), the substrate to be used differs depending on the desired operation mode. Step (1-2) and step (1-3) are common to each operation mode.

[工程(1−1):塗膜の形成]
先ず、基板上に液晶配向剤を塗布し、次いで塗布面を加熱することにより基板上に塗膜を形成する。
(1−1A)例えばTN型、STN型又はVA型の液晶表示素子を製造する場合、まず、パターニングされた透明導電膜が設けられている基板二枚を一対として、その各透明性導電膜形成面上に液晶配向剤を、好ましくはオフセット印刷法、スピンコート法、ロールコーター法又はインクジェット印刷法によりそれぞれ塗布する。基板としては、例えばフロートガラス、ソーダガラスなどのガラス;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリ(脂環式オレフィン)などのプラスチックからなる透明基板を用いることができる。基板の一面に設けられる透明導電膜としては、酸化スズ(SnO)からなるNESA膜(米国PPG社登録商標)、酸化インジウム−酸化スズ(In−SnO)からなるITO膜などを用いることができる。パターニングされた透明導電膜を得るには、例えばパターンなし透明導電膜を形成した後、フォト・エッチングによりパターンを形成する方法;透明導電膜を形成する際に所望のパターンを有するマスクを用いる方法;などによることができる。液晶配向剤の塗布に際しては、基板表面及び透明導電膜と塗膜との接着性を更に良好にするために、基板表面のうち塗膜を形成する面に、官能性シラン化合物、官能性チタン化合物などを予め塗布する前処理を施しておいてもよい。
[Step (1-1): Formation of coating film]
First, a liquid crystal aligning agent is apply | coated on a board | substrate, Then, a coating film is formed on a board | substrate by heating an application surface.
(1-1A) When manufacturing a TN-type, STN-type, or VA-type liquid crystal display element, for example, first, a pair of two substrates on which patterned transparent conductive films are provided, and each transparent conductive film is formed. A liquid crystal aligning agent is preferably applied onto the surface by an offset printing method, a spin coating method, a roll coater method or an ink jet printing method. As the substrate, for example, glass such as float glass or soda glass; a transparent substrate made of plastic such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethersulfone, polycarbonate, poly (cycloaliphatic olefin) can be used. As a transparent conductive film provided on one surface of the substrate, an NESA film (registered trademark of PPG, USA) made of tin oxide (SnO 2 ), an ITO film made of indium oxide-tin oxide (In 2 O 3 —SnO 2 ), etc. Can be used. In order to obtain a patterned transparent conductive film, for example, after forming a transparent conductive film without a pattern, a method of forming a pattern by photo-etching; a method of using a mask having a desired pattern when forming a transparent conductive film; And so on. In applying the liquid crystal aligning agent, in order to further improve the adhesion between the substrate surface and the transparent conductive film and the coating film, a functional silane compound or a functional titanium compound is formed on the surface of the substrate surface on which the coating film is formed. It is also possible to perform a pretreatment to apply the above in advance.

液晶配向剤を塗布した後、塗布した液晶配向剤の液垂れ防止などの目的で、好ましくは予備加熱(プレベーク)が実施される。プレベーク温度は、好ましくは30〜200℃であり、より好ましくは40〜150℃であり、特に好ましくは40〜100℃である。プレベーク時間は、好ましくは0.25〜10分であり、より好ましくは0.5〜5分である。その後、溶剤を完全に除去し、必要に応じて重合体に存在するアミック酸構造を熱イミド化することを目的として焼成(ポストベーク)工程が実施される。このときの焼成温度(ポストベーク温度)は、好ましくは80〜300℃であり、より好ましくは120〜250℃である。ポストベーク時間は、好ましくは5〜200分であり、より好ましくは10〜100分である。このようにして形成される膜の膜厚は、好ましくは0.001〜1μmであり、より好ましくは0.005〜0.5μmである。   After applying the liquid crystal aligning agent, preheating (pre-baking) is preferably performed for the purpose of preventing dripping of the applied liquid crystal aligning agent. The pre-baking temperature is preferably 30 to 200 ° C, more preferably 40 to 150 ° C, and particularly preferably 40 to 100 ° C. The pre-bake time is preferably 0.25 to 10 minutes, and more preferably 0.5 to 5 minutes. Then, a baking (post-baking) process is implemented for the purpose of removing a solvent completely and heat imidating the amic acid structure which exists in a polymer as needed. The firing temperature (post-bake temperature) at this time is preferably 80 to 300 ° C, more preferably 120 to 250 ° C. The post-bake time is preferably 5 to 200 minutes, more preferably 10 to 100 minutes. The thickness of the film thus formed is preferably 0.001 to 1 μm, more preferably 0.005 to 0.5 μm.

(1−1B)IPS型又はFFS型の液晶表示素子を製造する場合、櫛歯型にパターニングされた透明導電膜又は金属膜からなる電極が設けられている基板の電極形成面と、電極が設けられていない対向基板の一面とに液晶配向剤をそれぞれ塗布し、次いで各塗布面を加熱することにより塗膜を形成する。このとき使用される基板及び透明導電膜の材質、塗布方法、塗布後の加熱条件、透明導電膜又は金属膜のパターニング方法、基板の前処理、並びに形成される塗膜の好ましい膜厚については上記(1−1A)と同様である。金属膜としては、例えばクロムなどの金属からなる膜を使用することができる。   (1-1B) When manufacturing an IPS type or FFS type liquid crystal display element, an electrode forming surface of a substrate provided with an electrode made of a transparent conductive film or a metal film patterned in a comb shape, and an electrode are provided. A liquid crystal aligning agent is apply | coated to one surface of the counter substrate which is not formed, respectively, Then, each coating surface is heated, and a coating film is formed. Regarding the material used for the substrate and the transparent conductive film, the coating method, the heating conditions after coating, the patterning method for the transparent conductive film or the metal film, the pretreatment of the substrate, and the preferred film thickness of the coating film to be formed The same as (1-1A). As the metal film, for example, a film made of a metal such as chromium can be used.

上記(1−1A)及び(1−1B)のいずれの場合も、基板上に液晶配向剤を塗布した後、有機溶媒を除去することによって液晶配向膜又は液晶配向膜となる塗膜が形成される。このとき、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル及びポリイミドの少なくともいずれかが液晶配向剤に配合されている場合には、塗膜形成後に更に加熱することによって、液晶配向剤に配合されるポリアミック酸、ポリアミック酸エステル及びポリイミドの脱水閉環反応を進行させ、よりイミド化された塗膜としてもよい。   In both cases (1-1A) and (1-1B), after applying a liquid crystal aligning agent on the substrate, the organic solvent is removed to form a liquid crystal alignment film or a liquid crystal alignment film. The At this time, when at least one of polyamic acid, polyamic acid ester and polyimide is blended in the liquid crystal aligning agent, the polyamic acid and polyamic acid blended in the liquid crystal aligning agent are further heated after the coating film is formed. It is good also as a coating film made more imidized by advancing the dehydration ring-closing reaction of ester and polyimide.

[工程(1−2):配向能付与処理]
TN型、STN型、IPS型又はFFS型の液晶表示素子を製造する場合、上記工程(1−1)で形成した塗膜に液晶配向能を付与する処理を実施する。これにより、液晶分子の配向能が塗膜に付与されて液晶配向膜となる。配向能付与処理としては、塗膜を例えばナイロン、レーヨン、コットンなどの繊維からなる布を巻き付けたロールで一定方向に擦るラビング処理、塗膜に対して偏光又は非偏光の放射線を照射する光配向処理などが挙げられる。一方、VA型液晶表示素子を製造する場合には、上記工程(1−1)で形成した塗膜をそのまま液晶配向膜として使用することができるが、該塗膜に対し配向能付与処理を施してもよい。
[Step (1-2): Orientation ability imparting treatment]
When manufacturing a TN type, STN type, IPS type, or FFS type liquid crystal display element, the process which provides liquid crystal aligning ability to the coating film formed at the said process (1-1) is implemented. Thereby, the orientation ability of a liquid crystal molecule is provided to a coating film, and it becomes a liquid crystal aligning film. Examples of the orientation-imparting treatment include rubbing treatment in which the coating film is rubbed in a fixed direction with a roll wound with a cloth made of fibers such as nylon, rayon, and cotton, and photo-alignment in which the coating film is irradiated with polarized or non-polarized radiation. Processing. On the other hand, when manufacturing a VA type liquid crystal display element, the coating film formed in the above step (1-1) can be used as it is as a liquid crystal alignment film. May be.

光配向処理において、塗膜に照射する放射線としては、例えば150〜800nmの波長の光を含む紫外線及び可視光線を用いることができる。放射線が偏光である場合、直線偏光であっても部分偏光であってもよい。また、用いる放射線が直線偏光又は部分偏光である場合には、照射は基板面に垂直の方向から行ってもよく、斜め方向から行ってもよく、又はこれらを組み合わせて行ってもよい。非偏光の放射線を照射する場合には、照射の方向は斜め方向とする。
使用する光源としては、例えば低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、重水素ランプ、メタルハライドランプ、アルゴン共鳴ランプ、キセノンランプ、エキシマーレーザーなどを使用することができる。好ましい波長領域の紫外線は、光源を、例えばフィルター、回折格子などと併用する手段などにより得ることができる。放射線の照射量は、好ましくは100〜50,000J/mであり、より好ましくは300〜20,000J/mである。また、塗膜に対する光照射は、反応性を高めるために塗膜を加温しながら行ってもよい。加温の際の温度は、通常30〜250℃であり、好ましくは40〜200℃であり、より好ましくは50〜150℃である。
In the photo-alignment treatment, ultraviolet rays and visible rays including light having a wavelength of 150 to 800 nm can be used as radiation applied to the coating film, for example. When the radiation is polarized light, it may be linearly polarized light or partially polarized light. When the radiation used is linearly polarized light or partially polarized light, irradiation may be performed from a direction perpendicular to the substrate surface, an oblique direction, or a combination thereof. When non-polarized radiation is irradiated, the irradiation direction is an oblique direction.
As a light source to be used, for example, a low-pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, a deuterium lamp, a metal halide lamp, an argon resonance lamp, a xenon lamp, an excimer laser, or the like can be used. Ultraviolet rays in a preferable wavelength region can be obtained by means of using a light source in combination with, for example, a filter or a diffraction grating. The radiation dose is preferably 100 to 50,000 J / m 2 , more preferably 300 to 20,000 J / m 2 . Moreover, you may perform light irradiation with respect to a coating film, heating a coating film, in order to improve the reactivity. The temperature at the time of heating is 30-250 degreeC normally, Preferably it is 40-200 degreeC, More preferably, it is 50-150 degreeC.

なお、ラビング処理後の液晶配向膜に対して更に、液晶配向膜の一部に紫外線を照射することによって液晶配向膜の一部の領域のプレチルト角を変化させる処理や、液晶配向膜表面の一部にレジスト膜を形成した上で先のラビング処理と異なる方向にラビング処理を行った後にレジスト膜を除去する処理を行い、液晶配向膜が領域ごとに異なる液晶配向能を持つようにしてもよい。この場合、得られる液晶表示素子の視界特性を改善することが可能である。VA型の液晶表示素子に好適な液晶配向膜は、PSA(Polymer sustained alignment)型の液晶表示素子にも好適に用いることができる。   In addition, the liquid crystal alignment film after the rubbing treatment is further subjected to a process for changing the pretilt angle of a part of the liquid crystal alignment film by irradiating a part of the liquid crystal alignment film with ultraviolet rays or a surface of the liquid crystal alignment film. A resist film is formed on the part, and a rubbing process is performed in a direction different from the previous rubbing process, followed by a process of removing the resist film, so that the liquid crystal alignment film has different liquid crystal alignment capabilities for each region. . In this case, it is possible to improve the visibility characteristics of the obtained liquid crystal display element. A liquid crystal alignment film suitable for a VA liquid crystal display element can also be suitably used for a PSA (Polymer sustained alignment) type liquid crystal display element.

[工程(1−3):液晶セルの構築]
上記のようにして液晶配向膜が形成された基板を2枚準備し、対向配置した2枚の基板間に液晶を配置することにより液晶セルを製造する。液晶セルを製造するには、例えば以下の2つの方法が挙げられる。第一の方法は、従来から知られている方法である。先ず、それぞれの液晶配向膜が対向するように間隙(セルギャップ)を介して2枚の基板を対向配置し、2枚の基板の周辺部をシール剤を用いて貼り合わせ、基板表面及びシール剤により区画されたセルギャップ内に液晶を注入充填した後、注入孔を封止することにより、液晶セルを製造することができる。また、第二の方法は、ODF(One Drop Fill)方式と呼ばれる手法である。液晶配向膜を形成した2枚の基板のうちの一方の基板上の所定の場所に、例えば紫外光硬化性のシール剤を塗布し、更に液晶配向膜面上の所定の数箇所に液晶を滴下した後、液晶配向膜が対向するように他方の基板を貼り合わせるとともに液晶を基板の全面に押し広げ、次いで基板の全面に紫外光を照射してシール剤を硬化することにより、液晶セルを製造することができる。いずれの方法による場合でも、上記のようにして製造した液晶セルにつき更に、用いた液晶が等方相をとる温度まで加熱した後、室温まで徐冷することにより、液晶充填時の流動配向を除去することが望ましい。
[Step (1-3): Construction of liquid crystal cell]
Two substrates on which the liquid crystal alignment film is formed as described above are prepared, and a liquid crystal cell is manufactured by disposing a liquid crystal between the two substrates disposed to face each other. In order to manufacture a liquid crystal cell, the following two methods are mentioned, for example. The first method is a conventionally known method. First, two substrates are arranged opposite to each other through a gap (cell gap) so that the respective liquid crystal alignment films are opposed to each other, and the peripheral portions of the two substrates are bonded together using a sealant, and the substrate surface and the sealant are bonded. A liquid crystal cell can be manufactured by injecting and filling liquid crystal into the cell gap partitioned by the step, and then sealing the injection hole. The second method is a method called an ODF (One Drop Fill) method. For example, an ultraviolet light curable sealant is applied to a predetermined location on one of the two substrates on which the liquid crystal alignment film is formed, and liquid crystal is dropped to a predetermined location on the liquid crystal alignment film surface. After that, the other substrate is bonded so that the liquid crystal alignment film faces, and the liquid crystal is spread over the entire surface of the substrate, and then the entire surface of the substrate is irradiated with ultraviolet light to cure the sealant, thereby manufacturing a liquid crystal cell. can do. Regardless of which method is used, the liquid crystal cell produced as described above is further heated to a temperature at which the used liquid crystal takes an isotropic phase, and then slowly cooled to room temperature, thereby removing the flow alignment at the time of filling the liquid crystal. It is desirable to do.

シール剤としては、例えば硬化剤及びスペーサーとしての酸化アルミニウム球を含有するエポキシ樹脂などを用いることができる。
液晶としては、ネマチック液晶及びスメクチック液晶を挙げることができ、その中でもネマチック液晶が好ましく、例えばシッフベース系液晶、アゾキシ系液晶、ビフェニル系液晶、フェニルシクロヘキサン系液晶、エステル系液晶、ターフェニル系液晶、ビフェニルシクロヘキサン系液晶、ピリミジン系液晶、ジオキサン系液晶、ビシクロオクタン系液晶、キュバン系液晶などを用いることができる。また、これらの液晶に、例えばコレスチルクロライド、コレステリルノナエート、コレステリルカーボネートなどのコレステリック液晶;商品名「C−15」、「CB−15」(メルク社製)として販売されているようなカイラル剤;p−デシロキシベンジリデン−p−アミノ−2−メチルブチルシンナメートなどの強誘電性液晶などを、添加して使用してもよい。
As the sealing agent, for example, an epoxy resin containing a curing agent and aluminum oxide spheres as a spacer can be used.
Examples of the liquid crystal include nematic liquid crystal and smectic liquid crystal. Among them, nematic liquid crystal is preferable. For example, Schiff base liquid crystal, azoxy liquid crystal, biphenyl liquid crystal, phenylcyclohexane liquid crystal, ester liquid crystal, terphenyl liquid crystal, biphenyl. Cyclohexane liquid crystals, pyrimidine liquid crystals, dioxane liquid crystals, bicyclooctane liquid crystals, cubane liquid crystals, and the like can be used. Further, cholesteric liquid crystals such as cholestyl chloride, cholesteryl nonate, and cholesteryl carbonate; chiral agents such as those sold under the trade names “C-15” and “CB-15” (manufactured by Merck & Co., Inc.). A ferroelectric liquid crystal such as p-decyloxybenzylidene-p-amino-2-methylbutylcinnamate may be added and used.

そして、液晶セルの外側表面に偏光板を貼り合わせることにより液晶表示素子を得ることができる。液晶セルの外表面に貼り合わされる偏光板としては、ポリビニルアルコールを延伸配向させながらヨウ素を吸収させた「H膜」と称される偏光フィルムを酢酸セルロース保護膜で挟んだ偏光板又はH膜そのものからなる偏光板を挙げることができる。   And a liquid crystal display element can be obtained by sticking a polarizing plate on the outer surface of a liquid crystal cell. As a polarizing plate to be bonded to the outer surface of the liquid crystal cell, a polarizing film or an H film itself in which a polarizing film called an “H film” in which iodine is absorbed while stretching and aligning polyvinyl alcohol is sandwiched between cellulose acetate protective films The polarizing plate which consists of can be mentioned.

[位相差フィルム]
次に、液晶配向剤を用いて位相差フィルムを製造する方法について説明する。位相差フィルムの製造に際しては、工程中にほこりや静電気が発生するのを抑えつつ均一な液晶配向膜を形成することが可能である点、放射線の照射時に適当なフォトマスクを使用することによって基板上に液晶配向方向が異なる複数の領域を任意に形成できる点において光配向法を利用することが好ましい。具体的には、以下の工程(2−1)〜(2−3)を経ることによって製造することができる。
[Phase difference film]
Next, a method for producing a retardation film using a liquid crystal aligning agent will be described. In the production of the retardation film, it is possible to form a uniform liquid crystal alignment film while suppressing the generation of dust and static electricity during the process, and by using a suitable photomask during radiation irradiation, the substrate It is preferable to use a photo-alignment method in that a plurality of regions having different liquid crystal alignment directions can be formed arbitrarily. Specifically, it can be produced through the following steps (2-1) to (2-3).

[工程(2−1):液晶配向剤による塗膜の形成]
先ず、液晶配向剤を基板上に塗布して塗膜を形成する。ここで使用される基板としては、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリアミド、ポリイミド、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネートなどの合成樹脂からなる透明基板を好適に例示することができる。これらのうち、TACは、液晶表示素子における偏光フィルムの保護層として一般的に使用されている。また、ポリメチルメタクリレートは、溶媒の吸湿性が低い点、光学特性が良好である点及び低コストである点において位相差フィルム用の基板として好ましく使用することができる。なお、液晶配向剤の塗布に使用する基板に対しては、基板表面と塗膜との密着性を更に良好にするために、基板表面のうち塗膜を形成する面に従来公知の前処理が実施されていてもよい。
[Step (2-1): Formation of coating film by liquid crystal aligning agent]
First, a liquid crystal aligning agent is apply | coated on a board | substrate and a coating film is formed. As the substrate used here, a transparent substrate made of a synthetic resin such as triacetyl cellulose (TAC), polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethersulfone, polyamide, polyimide, polymethyl methacrylate, polycarbonate, etc. is preferably exemplified. Can do. Of these, TAC is generally used as a protective layer for a polarizing film in a liquid crystal display device. In addition, polymethyl methacrylate can be preferably used as a substrate for a retardation film in that the hygroscopicity of the solvent is low, the optical properties are good, and the cost is low. In addition, for the substrate used for the application of the liquid crystal aligning agent, in order to further improve the adhesion between the substrate surface and the coating film, a conventionally known pretreatment is performed on the surface of the substrate surface on which the coating film is formed. May be implemented.

位相差フィルムは、多くの場合、偏光フィルムと組み合わせて使用される。このとき、所期する光学特性を発揮できるように、偏光フィルムの偏光軸に対する角度を特定の方向に精密に制御して位相差フィルムを貼り合わせる必要がある。従って、ここで、所定角度の方向に液晶配向能を有する液晶配向膜を、TACフィルムやポリメチルメタクリレートなどの基板上に形成することにより、位相差フィルムを偏光フィルム上にその角度を制御しつつ貼り合わせる工程を省略することができる。またこれにより、液晶表示素子の生産性の向上に寄与することができる。所定角度の方向に液晶配向能を有する液晶配向膜を形成するには、液晶配向剤を用いて光配向法によって行うことが好ましい。   In many cases, the retardation film is used in combination with a polarizing film. At this time, it is necessary to attach the retardation film by precisely controlling the angle with respect to the polarization axis of the polarizing film in a specific direction so that the desired optical characteristics can be exhibited. Accordingly, by forming a liquid crystal alignment film having a liquid crystal alignment ability in a predetermined angle direction on a substrate such as a TAC film or polymethyl methacrylate, the angle of the retardation film is controlled on the polarizing film. The step of bonding can be omitted. Thereby, it can contribute to the improvement of productivity of a liquid crystal display element. In order to form a liquid crystal alignment film having a liquid crystal alignment ability in a predetermined angle direction, it is preferable to carry out by a photo-alignment method using a liquid crystal alignment agent.

基板上への液晶配向剤の塗布は、適宜の塗布方法によることができ、例えばロールコーター法、スピンナー法、印刷法、インクジェット法、バーコーター法、エクストリューションダイ法、ダイレクトグラビアコーター法、チャンバードクターコーター法、オフセットグラビアコーター法、一本ロールキスコーター法、小径のグラビアロールを使ったリバースキスコーター法、3本リバースロールコーター法、4本リバースロールコーター法、スロットダイ法、エアードクターコーター法、正回転ロールコーター法、ブレードコーター法、ナイフコーター法、含浸コーター法、MBコーター法、MBリバースコーター法などを採用することができる。
塗布後、塗布面を加熱(ベーク)して塗膜を形成する。この時の加熱温度は、40〜150℃とすることが好ましく、80〜140℃とすることがより好ましい。加熱時間は、0.1〜15分とすることが好ましく、1〜10分とすることがより好ましい。基板上に形成される塗膜の膜厚は、好ましくは1〜1,000nmであり、より好ましくは5nm〜500nmである。
The liquid crystal aligning agent can be applied onto the substrate by an appropriate application method such as a roll coater method, a spinner method, a printing method, an ink jet method, a bar coater method, an extrusion die method, a direct gravure coater method, a chamber. Doctor coater method, offset gravure coater method, single roll kiss coater method, reverse kiss coater method using small diameter gravure roll, 3 reverse roll coater method, 4 reverse roll coater method, slot die method, air doctor coater method A positive rotation roll coater method, a blade coater method, a knife coater method, an impregnation coater method, an MB coater method, an MB reverse coater method, and the like can be employed.
After coating, the coated surface is heated (baked) to form a coating film. The heating temperature at this time is preferably 40 to 150 ° C, more preferably 80 to 140 ° C. The heating time is preferably 0.1 to 15 minutes, and more preferably 1 to 10 minutes. The film thickness of the coating film formed on the substrate is preferably 1 to 1,000 nm, more preferably 5 nm to 500 nm.

[工程(2−2):光照射工程]
次いで、上記のようにして基板上に形成された塗膜に対し光を照射することにより、塗膜に液晶配向能を付与して液晶配向膜とする。ここで、照射する光としては、例えば150〜800nmの波長の光を含む紫外線、可視光線などを挙げることができる。これらのうち、300〜400nmの波長の光を含む紫外線が好ましい。照射光は偏光であっても非偏光であってもよい。偏光としては、直線偏光を含む光を使用することが好ましい。
光の照射は、用いる光が偏光である場合には、基板面に垂直の方向から行っても斜め方向から行ってもよく、あるいはこれらを組み合わせて行ってもよい。非偏光を照射する場合には、基板面に対して斜めの方向から行う必要がある。
使用する光源としては、例えば低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、重水素ランプ、メタルハライドランプ、アルゴン共鳴ランプ、キセノンランプ、水銀−キセノンランプ(Hg−Xeランプ)などを挙げることができる。偏光は、これらの光源を例えばフィルター、回折格子などと併用する手段などにより得ることができる。
光の照射量は、0.1mJ/cm以上1,000mJ/cm未満とすることが好ましく、1〜500mJ/cmとすることがより好ましく、2〜200mJ/cmとすることが更に好ましい。
[Step (2-2): Light irradiation step]
Next, the coating film formed on the substrate as described above is irradiated with light, thereby imparting liquid crystal alignment ability to the liquid crystal alignment film. Here, examples of the light to be irradiated include ultraviolet rays and visible rays including light having a wavelength of 150 to 800 nm. Among these, ultraviolet rays containing light having a wavelength of 300 to 400 nm are preferable. Irradiation light may be polarized or non-polarized. As the polarized light, it is preferable to use light including linearly polarized light.
When the light to be used is polarized light, the light irradiation may be performed from a direction perpendicular to the substrate surface, an oblique direction, or a combination thereof. When irradiating non-polarized light, it is necessary to carry out from a direction oblique to the substrate surface.
Examples of the light source used include a low-pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, a deuterium lamp, a metal halide lamp, an argon resonance lamp, a xenon lamp, and a mercury-xenon lamp (Hg-Xe lamp). Polarized light can be obtained by means of using these light sources together with, for example, a filter or a diffraction grating.
The dose of light is preferably less than 0.1 mJ / cm 2 or more 1,000 mJ / cm 2, more preferably to 1 to 500 mJ / cm 2, further be 2~200mJ / cm 2 preferable.

[工程(2−3):液晶層の形成]
次いで、上記のようにして光照射した後の塗膜上に重合性液晶を塗布して硬化させる。これにより、重合性液晶を含む塗膜(液晶層)を形成する。ここで使用される重合性液晶は、加熱及び光照射のうちの少なくとも1種の処理によって重合する液晶化合物又は液晶組成物である。このような重合性液晶としては、従来公知のものを使用することができ、具体的には、例えば非特許文献1(「UVキュアラブル液晶とその応用」、液晶、第3巻第1号(1999年)、pp34〜42)に記載されているネマチック液晶を挙げることができる。また、コレステリック液晶;ディスコティック液晶;カイラル剤を添加されたツイストネマティック配向型液晶などであってもよい。重合性液晶は、複数の液晶化合物の混合物であってもよい。重合性液晶は、さらに、公知の重合開始剤、適当な溶媒などを含有する組成物であってもよい。
形成された液晶配向膜上に上記のような重合性液晶を塗布するには、例えばバーコーター法、ロールコーター法、スピンナー法、印刷法、インクジェット法などの適宜の塗布方法を採用することができる。
[Step (2-3): Formation of Liquid Crystal Layer]
Next, a polymerizable liquid crystal is applied and cured on the coating film after the light irradiation as described above. Thereby, the coating film (liquid crystal layer) containing a polymerizable liquid crystal is formed. The polymerizable liquid crystal used here is a liquid crystal compound or a liquid crystal composition that is polymerized by at least one treatment of heating and light irradiation. As such a polymerizable liquid crystal, a conventionally known liquid crystal can be used. Specifically, for example, Non-Patent Document 1 ("UV curable liquid crystal and its application", Liquid Crystal, Vol. 3, No. 1 (1999). Year), pp 34-42). Further, cholesteric liquid crystal; discotic liquid crystal; twisted nematic alignment type liquid crystal to which a chiral agent is added may be used. The polymerizable liquid crystal may be a mixture of a plurality of liquid crystal compounds. The polymerizable liquid crystal may further be a composition containing a known polymerization initiator, an appropriate solvent, and the like.
In order to apply the polymerizable liquid crystal as described above on the formed liquid crystal alignment film, for example, an appropriate application method such as a bar coater method, a roll coater method, a spinner method, a printing method, or an ink jet method can be employed. .

次いで、上記のように形成された重合性液晶の塗膜に対して、加熱及び光照射から選択される1種以上の処理を施すことにより、該塗膜を硬化して液晶層を形成する。これらの処理を重畳的に行うことが、良好な配向が得られることから好ましい。
塗膜の加熱温度は、使用する重合性液晶の種類によって適宜に選択される。例えばメルク社製のRMS03−013Cを使用する場合、40〜80℃の範囲の温度で加熱することが好ましい。加熱時間は、好ましくは0.5〜5分である。
照射光としては、200〜500nmの範囲の波長を有する非偏光の紫外線を好ましく使用することができる。光の照射量としては、50〜10,000mJ/cmとすることが好ましく、100〜5,000mJ/cmとすることがより好ましい。
形成される液晶層の厚さとしては、所望の光学特性によって適宜に設定される。例えば波長540nmの可視光における1/2波長板を製造する場合は、形成した位相差フィルムの位相差が240〜300nmとなるような厚さが選択され、1/4波長板であれば、位相差が120〜150nmとなるような厚さが選択される。目的の位相差が得られる液晶層の厚さは、使用する重合性液晶の光学特性によって異なる。例えばメルク製のRMS03−013Cを使用する場合、1/4波長板を製造するための厚さは、0.6〜1.5μmの範囲である。
Next, the coating film of the polymerizable liquid crystal formed as described above is subjected to at least one treatment selected from heating and light irradiation to cure the coating film to form a liquid crystal layer. It is preferable to perform these treatments in a superimposed manner because good alignment can be obtained.
The heating temperature of the coating film is appropriately selected depending on the type of polymerizable liquid crystal used. For example, when using RMS03-013C manufactured by Merck, it is preferable to heat at a temperature in the range of 40 to 80 ° C. The heating time is preferably 0.5 to 5 minutes.
As irradiation light, non-polarized ultraviolet rays having a wavelength in the range of 200 to 500 nm can be preferably used. The irradiation dose of light, preferably in the 50~10,000mJ / cm 2, and more preferably a 100~5,000mJ / cm 2.
The thickness of the liquid crystal layer to be formed is appropriately set depending on desired optical characteristics. For example, when manufacturing a half-wave plate for visible light having a wavelength of 540 nm, a thickness is selected such that the retardation of the formed retardation film is 240 to 300 nm. The thickness is selected such that the phase difference is 120 to 150 nm. The thickness of the liquid crystal layer from which the desired retardation is obtained varies depending on the optical characteristics of the polymerizable liquid crystal used. For example, when RMS03-013C manufactured by Merck is used, the thickness for manufacturing a quarter-wave plate is in the range of 0.6 to 1.5 μm.

上記のようにして得られた位相差フィルムは、液晶表示素子の位相差フィルムとして好ましく適用することができる。本発明の液晶配向剤を用いて製造された位相差フィルムが適用される液晶表示素子は、その動作モードに制限はなく、例えばTN型、STN型、IPS型、FFS型、VA型などの公知の各種モードに適用することができる。上記位相差フィルムは、液晶表示素子の視認側に配置された偏光板の外側面に対し、位相差フィルムにおける基板側の面が貼付されて用いられる。従って、位相差フィルムの基板をTAC製又はアクリル基材とし、該位相差フィルムの基板を偏光フィルムの保護膜としても機能させる態様とすることが好ましい。   The retardation film obtained as described above can be preferably applied as a retardation film of a liquid crystal display element. The liquid crystal display element to which the retardation film manufactured using the liquid crystal aligning agent of the present invention is applied is not limited in its operation mode. For example, TN type, STN type, IPS type, FFS type, VA type and the like are known. It can be applied to various modes. The retardation film is used by attaching the substrate-side surface of the retardation film to the outer surface of the polarizing plate disposed on the viewing side of the liquid crystal display element. Therefore, it is preferable that the retardation film substrate is made of TAC or an acrylic base, and the retardation film substrate also functions as a protective film for the polarizing film.

ここで、位相差フィルムを工業的規模で生産する方法としてロール・トゥー・ロール方式がある。この方法は、長尺状の基材フィルムの巻回体からフィルムを巻き出し、その巻き出したフィルム上に液晶配向膜を形成する処理、液晶配向膜上に重合性液晶を塗布して硬化する処理、及び必要に応じて保護フィルムを積層する処理までを連続した工程で行い、それら工程を経た後のフィルムを巻回体として回収する方法である。本発明に係る液晶配向剤を用いて形成した位相差フィルムは、基板に対する密着性が良好であり、これを巻回体として保管等した場合にも液晶配向膜と基板とが剥離しにくい。よって、ロール・トゥー・ロール方式によって位相差フィルムを製造する際における製品歩留まりの低下を抑制でき、生産性の観点からも好ましい。   Here, there is a roll-to-roll method as a method for producing a retardation film on an industrial scale. In this method, a film is unwound from a wound body of a long base film, a liquid crystal alignment film is formed on the unwound film, and a polymerizable liquid crystal is applied and cured on the liquid crystal alignment film. It is the method of performing the process and the process which laminates | stacks a protective film as needed in the continuous process, and collect | recovering the film after passing through these processes as a wound body. The retardation film formed using the liquid crystal aligning agent according to the present invention has good adhesion to the substrate, and the liquid crystal alignment film and the substrate are hardly peeled even when stored as a wound body. Therefore, it is possible to suppress a decrease in product yield when producing a retardation film by a roll-to-roll method, which is preferable from the viewpoint of productivity.

本発明の液晶表示素子は、種々の装置に有効に適用することができ、例えば、時計、携帯型ゲーム、ワープロ、ノート型パソコン、カーナビゲーションシステム、カムコーダー、PDA、デジタルカメラ、携帯電話、スマートフォン、各種モニター、液晶テレビ、インフォメーションディスプレイなどの各種表示装置に用いることができる。   The liquid crystal display element of the present invention can be effectively applied to various devices, such as watches, portable games, word processors, notebook computers, car navigation systems, camcorders, PDAs, digital cameras, mobile phones, smartphones, The present invention can be used for various display devices such as various monitors, liquid crystal televisions, and information displays.

以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

以下の合成例において、重合体の重量平均分子量Mw、イミド化率及びエポキシ当量、並びに重合体溶液の溶液粘度は以下の方法により測定した。なお、以下では、式Xで表される化合物を単に「化合物X」と記すことがある。
[重合体の重量平均分子量Mw及び数平均分子量Mn]
Mw及びMnは、以下の条件におけるGPCにより測定したポリスチレン換算値である。
カラム:東ソー(株)製、TSKgelGRCXLII
溶剤:テトラヒドロフラン
温度:40℃
圧力:68kgf/cm
[重合体のイミド化率]
ポリイミドを含有する溶液を純水に投入し、得られた沈殿を室温で十分に減圧乾燥した後、重水素化ジメチルスルホキシドに溶解し、テトラメチルシランを基準物質として室温でH−NMRを測定した。得られたH−NMRスペクトルから、下記数式(1)を用いてイミド化率を求めた。
イミド化率(%)=(1−A/A×α)×100 …(1)
(数式(1)中、Aは化学シフト10ppm付近に現れるNH基のプロトン由来のピーク面積であり、Aはその他のプロトン由来のピーク面積であり、αは重合体の前駆体(ポリアミック酸)におけるNH基のプロトン1個に対するその他のプロトンの個数割合である。)
[エポキシ当量]
エポキシ当量は、JIS C 2105に記載の塩酸−メチルエチルケトン法により測定した。
[重合体溶液の溶液粘度]
重合体溶液の溶液粘度(mPa・s)は、E型回転粘度計を用いて25℃で測定した。
In the following synthesis examples, the polymer weight average molecular weight Mw, imidization rate and epoxy equivalent, and the solution viscosity of the polymer solution were measured by the following methods. Hereinafter, the compound represented by Formula X may be simply referred to as “Compound X”.
[Weight average molecular weight Mw and number average molecular weight Mn of the polymer]
Mw and Mn are polystyrene equivalent values measured by GPC under the following conditions.
Column: Tosoh Co., Ltd., TSKgelGRCXLII
Solvent: Tetrahydrofuran Temperature: 40 ° C
Pressure: 68 kgf / cm 2
[Imidation rate of polymer]
A solution containing polyimide is poured into pure water, and the resulting precipitate is sufficiently dried at room temperature under reduced pressure, then dissolved in deuterated dimethyl sulfoxide, and 1 H-NMR is measured at room temperature using tetramethylsilane as a reference substance. did. From the obtained 1 H-NMR spectrum, the imidation ratio was determined using the following mathematical formula (1).
Imidation ratio (%) = (1-A 1 / A 2 × α) × 100 (1)
(In Formula (1), A 1 is a peak area derived from protons of NH groups appearing near a chemical shift of 10 ppm, A 2 is a peak area derived from other protons, and α is a precursor of a polymer (polyamic acid). The number ratio of other protons to one proton of NH group in)
[Epoxy equivalent]
The epoxy equivalent was measured by the hydrochloric acid-methyl ethyl ketone method described in JIS C 2105.
[Solution viscosity of polymer solution]
The solution viscosity (mPa · s) of the polymer solution was measured at 25 ° C. using an E-type rotational viscometer.

<化合物の合成>
[合成例1−1;化合物(DA−1)の合成]
下記スキーム1にしたがって化合物(DA−1)を合成した。

Figure 2016051165
<Synthesis of compounds>
[Synthesis Example 1-1; Synthesis of Compound (DA-1)]
Compound (DA-1) was synthesized according to the following scheme 1.
Figure 2016051165

<重合体の合成>
[合成例2−1;重合体(PA−1)の合成]
テトラカルボン酸二無水物としてピロメリット酸二無水物10.36g(合成に使用したジアミンの全体量100モル部に対して93モル部)、並びにジアミンとしてビス[2−(4−アミノフェニル)エチル]ヘキサン二酸を19.6g(同100モル部)をN−メチル−2−ピロリドン(NMP)85g及びγ−ブチロラクトン(GBL)85gの混合溶媒に溶解し、30℃で6時間反応を行った。次いで、反応混合物を大過剰のメタノール中に注ぎ、反応生成物を沈澱させた。回収した沈殿物をメタノールで洗浄した後、減圧下40℃において15時間乾燥することにより、ポリアミック酸(重合体(PA−1))を29.1g得た。得られた重合体(PA−1)をNMP:GBL=50:50(重量比)の溶媒組成にて15重量%となるように調製し、この溶液の粘度を測定したところ671mPa・sであった。また、この重合体溶液を20℃において3日間静置したところ、ゲル化することはなく、保存安定性は良好であった。
<Synthesis of polymer>
[Synthesis Example 2-1; Synthesis of Polymer (PA-1)]
10.36 g of pyromellitic dianhydride as the tetracarboxylic dianhydride (93 mol parts with respect to 100 mol parts of the total amount of diamine used in the synthesis), and bis [2- (4-aminophenyl) ethyl as the diamine 19.6 g (100 mol parts) of hexanedioic acid was dissolved in a mixed solvent of 85 g of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and 85 g of γ-butyrolactone (GBL) and reacted at 30 ° C. for 6 hours. . The reaction mixture was then poured into a large excess of methanol to precipitate the reaction product. The recovered precipitate was washed with methanol and then dried under reduced pressure at 40 ° C. for 15 hours to obtain 29.1 g of polyamic acid (polymer (PA-1)). The obtained polymer (PA-1) was prepared to have a solvent composition of NMP: GBL = 50: 50 (weight ratio) to be 15% by weight, and the viscosity of this solution was measured to be 671 mPa · s. It was. Further, when this polymer solution was allowed to stand at 20 ° C. for 3 days, it did not gel and the storage stability was good.

[合成例2−2〜合成例2−4]
上記合成例2−1において、反応に使用するテトラカルボン酸二無水物及びジアミンの種類及び量を下記表1の通り変更した以外は合成例2−1と同様にしてポリアミック酸を得た。なお、表1中の数値は、テトラカルボン酸二無水物については、反応に使用したテトラカルボン酸二無水物の全体量に対する使用割合(モル%)を示し、ジアミンについては、反応に使用したジアミンの全体量に対する使用割合(モル%)を示す。各合成例で得た重合体溶液のそれぞれにつき、20℃で3日間静置したところ、いずれもゲル化することはなく、保存安定性は良好であった。
[Synthesis Example 2-2 to Synthesis Example 2-4]
A polyamic acid was obtained in the same manner as in Synthesis Example 2-1, except that the types and amounts of tetracarboxylic dianhydride and diamine used in the reaction were changed as shown in Table 1 below. In addition, the numerical value of Table 1 shows the use ratio (mol%) with respect to the whole quantity of the tetracarboxylic dianhydride used for reaction about the tetracarboxylic dianhydride, About the diamine, the diamine used for reaction The ratio of use (mol%) to the total amount of is shown. When each of the polymer solutions obtained in each synthesis example was allowed to stand at 20 ° C. for 3 days, none of them was gelled and the storage stability was good.

Figure 2016051165
Figure 2016051165

表1中のテトラカルボン酸二無水物及びジアミンの略称は以下の通りである。
(テトラカルボン酸二無水物)
AN−1; 1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物
AN−2; ピロメリット酸二無水物
AN−3; 2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物
AN−4; 5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラン−3−イル)−3a,4,5,9b−テトラヒドロナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン
AN−5; 5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラン−3−イル)−8−メチル−3a,4,5,9b−テトラヒドロナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン
AN−6; ビシクロ[3.3.0]オクタン−2,4,6,8−テトラカルボン酸2:4,6:8−二無水物
(ジアミン)
DA−1; 上記式(DA−1)で表される化合物
DA−2; パラフェニレンジアミン
DA−3; 4,4’−ジアミノジフェニルメタン
DA−4; 1,5−ビス(4−アミノフェノキシ)ペンタン
DA−5; ビス[2−(4−アミノフェニル)エチル]ヘキサン二酸
DA−6; 4,4’−ジアミノジフェニルアミン
DA−7; 3,5−ジアミノ安息香酸
DA−8; N−(2,4−ジアミノフェニル)−4−(4−ヘプチルシクロヘキシル)ベンズアミド
DA−9; 4−(テトラデカオキシ)ベンゼン−1,3−ジアミン
DA−10; 3,5−ジアミノ安息香酸コレスタニル
なお、重合体(PA−2)はTN型液晶表示素子に好適であり、重合体(PA−3)は、VA型液晶表示素子に好適である。
Abbreviations of tetracarboxylic dianhydride and diamine in Table 1 are as follows.
(Tetracarboxylic dianhydride)
AN-1; 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride AN-2; pyromellitic dianhydride AN-3; 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic dianhydride AN-4; 5- (2,5-dioxotetrahydrofuran-3-yl) -3a, 4,5,9b-tetrahydronaphtho [1,2-c] furan-1,3-dione AN-5; 5- (2,5 -Dioxotetrahydrofuran-3-yl) -8-methyl-3a, 4,5,9b-tetrahydronaphtho [1,2-c] furan-1,3-dione AN-6; bicyclo [3.3.0] Octane-2,4,6,8-tetracarboxylic acid 2: 4,6: 8-dianhydride (diamine)
DA-1; Compound DA-2 represented by the above formula (DA-1); paraphenylenediamine DA-3; 4,4′-diaminodiphenylmethane DA-4; 1,5-bis (4-aminophenoxy) pentane DA-5; bis [2- (4-aminophenyl) ethyl] hexanedioic acid DA-6; 4,4′-diaminodiphenylamine DA-7; 3,5-diaminobenzoic acid DA-8; N- (2, 4-diaminophenyl) -4- (4-heptylcyclohexyl) benzamide DA-9; 4- (tetradecoxy) benzene-1,3-diamine DA-10; cholestanyl 3,5-diaminobenzoate Polymer ( PA-2) is suitable for a TN liquid crystal display element, and the polymer (PA-3) is suitable for a VA liquid crystal display element.

[合成例3−1;重合体(PI−1)の合成]
テトラカルボン酸二無水物として2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物21.48g(合成に使用したジアミンの全体量100モル部に対して98モル部)、並びにジアミンとして、3,5−ジアミノ安息香酸5.95g(同40モル部)及びビス[2−(4−アミノフェニル)エチル]ヘキサン二酸22.56g(同60モル部)をNMP200gに溶解し、室温で6時間反応を行った。次いで、NMP250gを追加し、ピリジン15.2g及び無水酢酸19.6gを添加し100℃で5時間脱水閉環反応を行った。次いで、反応混合物を大過剰のメタノール中に注ぎ、反応生成物を沈澱させた。回収した沈殿物をメタノールで洗浄した後、減圧下40℃において15時間乾燥することにより、イミド化率約75%のポリイミド(重合体(PI−1))を得た。得られた重合体(PI−1)をNMPにて15重量%となるように調製した。この溶液の粘度を測定したところ841mPa・sであった。
[Synthesis Example 3-1; Synthesis of Polymer (PI-1)]
21.48 g of 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride as tetracarboxylic dianhydride (98 mol parts with respect to 100 mol parts of the total amount of diamine used in the synthesis), and 3,5 as diamine -Dissolve 5.95 g (40 mol parts) of diaminobenzoic acid and 22.56 g (60 mol parts) of bis [2- (4-aminophenyl) ethyl] hexanedioic acid in 200 g of NMP, and react at room temperature for 6 hours. went. Next, 250 g of NMP was added, 15.2 g of pyridine and 19.6 g of acetic anhydride were added, and dehydration ring closure reaction was performed at 100 ° C. for 5 hours. The reaction mixture was then poured into a large excess of methanol to precipitate the reaction product. The recovered precipitate was washed with methanol, and then dried at 40 ° C. under reduced pressure for 15 hours to obtain a polyimide (polymer (PI-1)) having an imidation ratio of about 75%. The obtained polymer (PI-1) was prepared to be 15% by weight with NMP. When the viscosity of this solution was measured, it was 841 mPa · s.

[合成例4−1;重合体(PAE−1)の合成]
テトラカルボン酸二無水物として下記式(AN−7)で表される化合物8.47g(30mmol)及び下記式(AN−8)で表される化合物17.2g(66mmol)をNMP684gに溶解し、更にトリエチルアミン5.06g(50mmol)及び下記式(DA−11)で表される化合物25.8g(100mmol)を加えて溶解した。次いで、この溶液を撹拌しながらトリアジン系縮合剤DMT−MM(15±2重量%水和物)83.0g(300mmol)を添加し、更にNMP122gを加え、室温で5時間撹拌してポリアミック酸エステル(重合体(PAE−1))の溶液を得た。得られた重合体溶液の粘度を測定したところ32.3mPa・sであった。
次いで、重合体溶液をメタノール5,676g中に投入し、得られた沈殿物を濾別した。この沈殿物をメタノールで洗浄した後に温度100℃で減圧乾燥し、重合体(PAE−1)の粉末を得た。回収した重合体(PAE−1)をNMPにて15重量%となるように調製した。この溶液の粘度を測定したところ251mPa・sであった。

Figure 2016051165
[Synthesis Example 4-1; Synthesis of Polymer (PAE-1)]
As tetracarboxylic dianhydride, 8.47 g (30 mmol) of a compound represented by the following formula (AN-7) and 17.2 g (66 mmol) of a compound represented by the following formula (AN-8) were dissolved in 684 g of NMP. Further, 5.06 g (50 mmol) of triethylamine and 25.8 g (100 mmol) of a compound represented by the following formula (DA-11) were added and dissolved. Next, while stirring this solution, 83.0 g (300 mmol) of triazine condensing agent DMT-MM (15 ± 2% by weight hydrate) was added, 122 g of NMP was further added, and the mixture was stirred at room temperature for 5 hours to be polyamic acid ester. A solution of (polymer (PAE-1)) was obtained. It was 32.3 mPa * s when the viscosity of the obtained polymer solution was measured.
Next, the polymer solution was put into 5,676 g of methanol, and the resulting precipitate was separated by filtration. The precipitate was washed with methanol and then dried under reduced pressure at a temperature of 100 ° C. to obtain a polymer (PAE-1) powder. The recovered polymer (PAE-1) was prepared to be 15% by weight with NMP. It was 251 mPa * s when the viscosity of this solution was measured.
Figure 2016051165

<液晶配向剤の調製及び評価>
[実施例1−1:ラビング配向FFS型液晶表示素子]
(1)液晶配向剤の調製
重合体として合成例2−1で得た重合体(PA−1)100重量部、及び数平均分子量2,000のポリフェニルメチルシラン(下記式(X−1)で表される構造単位を有する化合物)5重量部を、γ−ブチロラクトン(GBL)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)及びブチルセロソルブ(BC)からなる混合溶媒(GBL:NMP:BC=40:40:20(重量比))に溶解し、固形分濃度が3.5重量%の溶液とした。この溶液を孔径0.2μmのフィルターで濾過することにより液晶配向剤(R−1)を調製した。なお、ポリシランの数平均分子量はポリスチレン換算値である(以下同じ)。

Figure 2016051165
なお、式(X−1)中、Phはフェニル基、Meはメチル基を示す(以下同じ)。 <Preparation and evaluation of liquid crystal aligning agent>
[Example 1-1: rubbing alignment FFS type liquid crystal display element]
(1) Preparation of liquid crystal aligning agent 100 parts by weight of the polymer (PA-1) obtained in Synthesis Example 2-1 as a polymer and polyphenylmethylsilane having a number average molecular weight of 2,000 (the following formula (X-1) 5 parts by weight of a compound having a structural unit represented by the following formula: a mixed solvent (GBL: NMP: BC = 40: 40:20 (weight ratio)) to obtain a solution having a solid concentration of 3.5% by weight. The liquid crystal aligning agent (R-1) was prepared by filtering this solution through a filter having a pore diameter of 0.2 μm. In addition, the number average molecular weight of polysilane is a polystyrene conversion value (hereinafter the same).
Figure 2016051165
In the formula (X-1), Ph represents a phenyl group, and Me represents a methyl group (hereinafter the same).

(2)塗布性の評価
上記で調製した液晶配向剤(R−1)を、ガラス基板上にスピンナーを用いて塗布し、80℃のホットプレートで1分間プレベークを行った後、庫内を窒素置換した200℃のオーブンで1時間加熱(ポストベーク)することにより、平均膜厚0.1μmの塗膜を形成した。この塗膜を倍率100倍及び10倍の顕微鏡で観察して膜厚ムラ及びピンホールの有無を調べた。評価は、100倍の顕微鏡で観察しても膜厚ムラ及びピンホールの双方とも観察されなかった場合を塗布性「良好」、100倍の顕微鏡では膜厚ムラ及びピンホールの少なくともいずれかが観察されたが、10倍の顕微鏡では膜厚ムラ及びピンホールの双方とも観察されなかった場合を塗布性「可」、10倍の顕微鏡で膜厚ムラ及びピンホールの少なくともいずれかが明確に観察された場合を塗布性「不良」として行った。本実施例では、100倍の顕微鏡でも膜厚ムラ及びピンホールの双方とも観察されず、塗布性は「良好」であった。
(2) Evaluation of applicability The liquid crystal aligning agent (R-1) prepared above was applied on a glass substrate using a spinner, prebaked on a hot plate at 80 ° C. for 1 minute, and then the interior was filled with nitrogen. A coating film having an average film thickness of 0.1 μm was formed by heating (post-baking) in a substituted 200 ° C. oven for 1 hour. This coating film was observed with a microscope having a magnification of 100 times and 10 times to examine the presence or absence of film thickness unevenness and pinholes. Evaluation is that the film thickness unevenness and the pinhole are not observed even when observed with a 100 × microscope, the coating property is “good”, and the 100 × microscope observes at least one of the film thickness unevenness and the pinhole. However, when both the film thickness unevenness and the pinhole were not observed with a 10 × microscope, the coating property was “OK”. At least one of the film thickness unevenness and the pinhole was clearly observed with a 10 × microscope. The case was evaluated as “bad” coating property. In this example, neither film thickness unevenness nor pinhole was observed even with a 100 × microscope, and the coating property was “good”.

(3)ラビング耐性の評価
上記で得た塗膜に対し、コットン布を巻き付けたロールを有するラビングマシーンにより、ロール回転数1,000rpm、ステージ移動速度20cm/秒、毛足押し込み長さ0.4mmでラビング処理を7回実施した。得られた基板上のラビング削れによる異物(塗膜の欠片)を光学顕微鏡にて観察し、500μm×500μmの領域内の異物数を計測した。評価は、異物の数が3個以下の場合をラビング耐性「良好」、4個以上7個以下の場有をラビング耐性「可」、8個以上の場合をラビング耐性「不良」として行った。その結果、異物は確認されずこの塗膜のラビング耐性は、「良好」であった
(3) Evaluation of rubbing resistance With respect to the coating film obtained above, a rubbing machine having a roll wound with a cotton cloth was used to rotate the roll at 1,000 rpm, the stage moving speed 20 cm / sec, and the indentation length 0.4 mm. The rubbing treatment was performed 7 times. Foreign matter (a piece of coating film) due to rubbing scraping on the obtained substrate was observed with an optical microscope, and the number of foreign matters in a 500 μm × 500 μm region was measured. In the evaluation, the rubbing resistance was “good” when the number of foreign matters was 3 or less, and the rubbing resistance was “good” when 4 or more and 7 or less were present, and the rubbing resistance “bad” when 8 or more. As a result, no foreign matter was confirmed, and the rubbing resistance of this coating film was “good”.

(4)ラビング処理によるFFS型液晶表示素子の製造
図1に示すFFS型液晶表示素子10を作製した。先ず、パターンを有さないボトム電極15、絶縁層14としての窒化ケイ素膜、及び櫛歯状にパターニングされたトップ電極13がこの順で形成された電極対を片面に有するガラス基板11aと、電極が設けられていない対向ガラス基板11bとを一対とし、ガラス基板11aの透明電極を有する面と対向ガラス基板11bの一面とに、それぞれ上記(1)で調製した液晶配向剤(R−1)を、スピンナーを用いて塗布して塗膜を形成した。次いで、この塗膜を80℃のホットプレートで1分間プレベークを行った後、庫内を窒素置換したオーブン中で230℃にて15分間加熱(ポストベーク)して、平均膜厚0.1μmの塗膜を形成した。ここで使用したトップ電極13の平面模式図を図2に示した。なお、図2(a)は、トップ電極13の上面図であり、図2(b)は、図2(a)の破線で囲った部分C1の拡大図である。本実施例では、電極の線幅d1を4μm、電極間の距離d2を6μmとした。また、トップ電極13としては、電極A、電極B、電極C及び電極Dの4系統の駆動電極を用いた。図3に、用いた駆動電極の構成を示した。この場合、ボトム電極15は、4系統の駆動電極のすべてに作用する共通電極として働き、4系統の駆動電極の領域のそれぞれが画素領域となる。
(4) Manufacture of FFS type liquid crystal display element by rubbing process The FFS type liquid crystal display element 10 shown in FIG. 1 was produced. First, a glass substrate 11a having an electrode pair on one side of which a bottom electrode 15 having no pattern, a silicon nitride film as an insulating layer 14, and a top electrode 13 patterned in a comb shape are formed in this order, and an electrode The liquid crystal aligning agent (R-1) prepared in the above (1) is paired with the opposite glass substrate 11b not provided with the glass substrate 11a, and the surface of the glass substrate 11a having the transparent electrode and one surface of the opposite glass substrate 11b. The coating film was formed by coating using a spinner. Next, this coating film was pre-baked for 1 minute on an 80 ° C. hot plate, and then heated (post-baked) for 15 minutes at 230 ° C. in an oven in which the inside of the chamber was purged with nitrogen, so that the average film thickness was 0.1 μm. A coating film was formed. A schematic plan view of the top electrode 13 used here is shown in FIG. 2A is a top view of the top electrode 13, and FIG. 2B is an enlarged view of a portion C1 surrounded by a broken line in FIG. 2A. In this example, the line width d1 of the electrodes was 4 μm, and the distance d2 between the electrodes was 6 μm. Further, as the top electrode 13, four types of drive electrodes of electrode A, electrode B, electrode C, and electrode D were used. FIG. 3 shows the configuration of the drive electrode used. In this case, the bottom electrode 15 functions as a common electrode that acts on all of the four drive electrodes, and each of the four drive electrode regions serves as a pixel region.

次いで、ガラス基板11a,11b上に形成した塗膜の各表面にコットンにてラビング処理を実施し、液晶配向膜12とした。図2(b)に、ガラス基板11a上に形成した塗膜に対するラビング方向を矢印で示す。次に、一対の基板のうちの一方の基板における液晶配向膜を有する面の外縁にシール剤を塗布した後、これらの基板を、互いの基板11a,11bのラビング方向が逆並行となるように直径3.5μmのスペーサーを介して貼り合わせ、シール剤を硬化させた。次いで、液晶注入口より一対の基板間に液晶MLC−6221(メルク社製)を注入し、液晶層16を形成した。さらに、基板11a,11bの外側両面に、偏光板(図示略)を2枚の偏光板の偏光方向が互いに直交するように貼り合わせることにより液晶表示素子10を作製した。   Subsequently, the surface of the coating film formed on the glass substrates 11 a and 11 b was rubbed with cotton to form the liquid crystal alignment film 12. In FIG.2 (b), the rubbing direction with respect to the coating film formed on the glass substrate 11a is shown by the arrow. Next, after applying a sealant to the outer edge of the surface having the liquid crystal alignment film in one of the pair of substrates, the rubbing directions of the substrates 11a and 11b are antiparallel to each other. The sealing agent was cured by bonding through a spacer having a diameter of 3.5 μm. Next, liquid crystal MLC-6221 (manufactured by Merck & Co., Inc.) was injected between the pair of substrates through the liquid crystal injection port to form the liquid crystal layer 16. Furthermore, the liquid crystal display element 10 was produced by bonding a polarizing plate (not shown) on both outer surfaces of the substrates 11a and 11b so that the polarization directions of the two polarizing plates were orthogonal to each other.

(5)液晶配向性の評価
上記で製造したFFS型液晶表示素子につき、5Vの電圧をON・OFF(印加・解除)したときの明暗の変化における異常ドメインの有無を顕微鏡によって倍率50倍で観察した。評価は、異常ドメインが観察されなかった場合を液晶配向性「良好」とし、異常ドメインが観察された場合を液晶配向性「不良」として行った。この液晶表示素子では液晶配向性「良好」であった。
(6)電圧保持率の評価
上記で製造したFFS型液晶表示素子につき、23℃において5Vの電圧を60マイクロ秒の印加時間、167ミリ秒のスパンで印加した後、印加解除から167ミリ秒後の電圧保持率(VHR)を測定したところ99.3%であった。なお、測定装置としては、(株)東陽テクニカ製、VHR−1を使用した。
(5) Evaluation of liquid crystal orientation For the FFS type liquid crystal display device manufactured as described above, the presence or absence of abnormal domains in the change in brightness when a voltage of 5 V is turned ON / OFF (applied / released) is observed with a microscope at a magnification of 50 times. did. The evaluation was performed when the abnormal domain was not observed and the liquid crystal alignment was “good”, and when the abnormal domain was observed, the liquid crystal alignment was “bad”. In this liquid crystal display element, the liquid crystal orientation was “good”.
(6) Evaluation of voltage holding ratio For the FFS type liquid crystal display device manufactured as described above, a voltage of 5 V was applied at 23 ° C. with an application time of 60 microseconds and a span of 167 milliseconds, and 167 milliseconds after the release of application. When the voltage holding ratio (VHR) of was measured, it was 99.3%. In addition, as a measuring apparatus, Toyo Technica Co., Ltd. make and VHR-1 were used.

(7)耐熱性
上記で製造したFFS型液晶表示素子につき、上記(6)と同様に電圧保持率を測定し、その値を初期VHR(VHRBF)とした。次いで、初期VHR測定後の液晶表示素子につき、100℃のオーブン中に500時間静置した。その後、この液晶表示素子を室温下に静置して室温まで放冷した後、上記(6)と同様にして電圧保持率(VHRAF)を測定した。また、下記数式(EX−2)により、熱ストレスの付与前後の電圧保持率の変化率(△VHR(%))を求めた。
△VHR=((VHRBF−VHRAF)÷VHRBF)×100…(EX−2)
耐熱性の評価は、変化率ΔVHRが4%未満であった場合を耐熱性「良好」、4%以上5%未満であった場合を「可」、5%以上であった場合を耐熱性「不良」として行った。その結果、本実施例の液晶表示素子のΔVHRは1.0%であり、耐熱性は「良好」であった。
(8)耐光性
上記で製造したFFS型液晶表示素子につき、上記(6)と同様に電圧保持率を測定し、その値を初期VHR(VHRBF)とした。次いで、初期VHR測定後の液晶表示素子につき、LEDランプ照射下の80℃オーブン中で200時間静置した後、室温中に静置して室温まで自然冷却した。光照射後の液晶セルにつき、上記と同様の方法により再度電圧保持率を測定した。この値を光照射後電圧保持率(VHRAFBL)とした。電圧保持率の減少量ΔVHRBL(%)を下記数式(EX−3)から求め、耐光性を評価した。
△VHRBL=((VHRBF−VHRAFBL)÷VHRBF)×100…(EX−3)
ΔVHRBLが3.0%未満であった場合を耐光性「良好」、3.0%以上5.0%未満であった場合を「可」、5.0%以上であった場合を「不良」と判断した。その結果、本実施例の液晶表示素子のΔVHRBLは1.0%であり、耐光性は「良好」であった。
(7) per FFS type liquid crystal display device manufactured in heat-resistant above, the (6) and measure the voltage holding ratio similarly to the value as the initial VHR (VHR BF). Next, the liquid crystal display element after the initial VHR measurement was left in an oven at 100 ° C. for 500 hours. Thereafter, the liquid crystal display element was left at room temperature and allowed to cool to room temperature, and then the voltage holding ratio (VHR AF ) was measured in the same manner as in the above (6). Further, the rate of change in voltage holding ratio (ΔVHR (%)) before and after application of thermal stress was determined by the following mathematical formula (EX-2).
ΔVHR = ((VHR BF −VHR AF ) ÷ VHR BF ) × 100 (EX−2)
Evaluation of heat resistance is “good” when the rate of change ΔVHR is less than 4%, “good” when 4% or more and less than 5%, and “high” when 5% or more. Went as "bad". As a result, ΔVHR of the liquid crystal display element of this example was 1.0%, and the heat resistance was “good”.
(8) per FFS type liquid crystal display device manufactured in light resistance above, to measure the voltage holding ratio similarly to the above (6), and its value as an initial VHR (VHR BF). Next, the liquid crystal display element after the initial VHR measurement was allowed to stand in an 80 ° C. oven under LED lamp irradiation for 200 hours, and then allowed to stand at room temperature and naturally cooled to room temperature. With respect to the liquid crystal cell after light irradiation, the voltage holding ratio was measured again by the same method as described above. This value was defined as a voltage holding ratio (VHR AFBL ) after light irradiation. The decrease amount ΔVHR BL (%) of the voltage holding ratio was obtained from the following formula (EX-3), and the light resistance was evaluated.
ΔVHR BL = ((VHR BF −VHR AFBL ) ÷ VHR BF ) × 100 (EX-3)
When ΔVHR BL is less than 3.0%, light resistance is “good”, when it is 3.0% or more and less than 5.0%, “good”, when it is 5.0% or more, “bad” I decided. As a result, ΔVHR BL of the liquid crystal display element of this example was 1.0%, and the light resistance was “good”.

(9)残像特性の評価(DC残像評価)
上記で製造したFFS型液晶表示素子を25℃、1気圧の環境下においた。ボトム電極を4系統の駆動電極すべての共通電極として、ボトム電極の電位を0V電位(グランド電位)に設定した。電極B及び電極Dを共通電極と短絡して0V印加状態としつつ、電極A及び電極Cに交流電圧3.5V及び直流電圧1Vからなる合成電圧を2時間印加した。2時間経過後、直ちに電極A〜電極Dのすべてに交流1.5Vの電圧を印加した。そして、全駆動電極に交流1.5Vの電圧を印加し始めた時点から、駆動ストレス印加領域(電極A及び電極Cの画素領域)と駆動ストレス非印加領域(電極B及び電極Dの画素領域)との輝度差が目視で確認できなくなるまでの時間を測定し、これを残像消去時間Tsとした。なお、この時間が短いほど、残像が生じ難いこととなる。残像消去時間Tsが30秒未満であった場合を「良好」、30秒以上120秒未満であった場合を「可」、120秒以上であった場合を「不良」として評価したところ、本実施例の液晶表示素子の残像消去時間Tsは1秒であり、残像特性「良好」と評価された。
(9) Evaluation of afterimage characteristics (DC afterimage evaluation)
The FFS type liquid crystal display device produced above was placed in an environment of 25 ° C. and 1 atmosphere. The bottom electrode was set as a common electrode for all four drive electrodes, and the potential of the bottom electrode was set to 0 V potential (ground potential). The electrode B and the electrode D were short-circuited with the common electrode to be in a 0 V application state, and a composite voltage composed of an AC voltage of 3.5 V and a DC voltage of 1 V was applied to the electrodes A and C for 2 hours. Immediately after 2 hours, an AC voltage of 1.5 V was applied to all of the electrodes A to D. Then, from the start of applying an AC voltage of 1.5 V to all drive electrodes, a drive stress application region (pixel region of electrode A and electrode C) and a drive stress non-application region (pixel region of electrode B and electrode D) The time until the difference in brightness with the eye cannot be confirmed visually was measured, and this was defined as the afterimage erasing time Ts. Note that the shorter this time, the less likely an afterimage is generated. When the afterimage erasing time Ts was less than 30 seconds, it was evaluated as “good”, when it was between 30 seconds and less than 120 seconds as “good”, and when it was over 120 seconds as “bad”, this implementation The afterimage erasing time Ts of the example liquid crystal display element was 1 second, and the afterimage characteristics were evaluated as “good”.

[実施例1−2〜実施例1−6及び比較例1,2]
上記実施例1−1において、使用する重合体及び添加剤の種類及び量を下記表2に示す通りとしたほかは実施例1−1と同様にして液晶配向剤を調製するとともに、FFS型液晶表示素子を製造して各種評価を行った。評価結果は下記表2に示した。
[Example 1-2 to Examples 1-6 and Comparative Examples 1 and 2]
In Example 1-1, a liquid crystal aligning agent was prepared in the same manner as in Example 1-1 except that the types and amounts of the polymers and additives used were as shown in Table 2 below, and an FFS type liquid crystal was prepared. The display element was manufactured and various evaluations were performed. The evaluation results are shown in Table 2 below.

Figure 2016051165
Figure 2016051165

表2中の添加剤の略称は以下の通りである。
(添加剤)
X−1; ポリフェニルメチルシラン(数平均分子量2,000)
X−2; ジフェニルシラン−フェニルシリン共重合体(数平均分子量5,000、下記式(X−2)で表される構造単位を有する化合物)
X−3; ジフェニルシラン−メチルシリン共重合体(数平均分子量600、下記式(X−3)で表される構造単位を有する化合物)
X−4; 下記式(X−4)で表される環状ポリシラン(数平均分子量450)
X−5; メチルフェニルシラン−ジフェニルシラン共重合体(数平均分子量10,000、下記式(X−5)で表される構造単位を有する化合物)
X−6;下記式(X−6)で表される構造単位を有する化合物
EP−1; 4,4’−メチレンビス[N,N−ビス(オキシラニルメチル)アニリン]

Figure 2016051165
表2中、添加剤の数値は、液晶配向剤の調製に使用した重合体成分の合計100重量部に対する配合割合(重量部)を示す。 Abbreviations of additives in Table 2 are as follows.
(Additive)
X-1; polyphenylmethylsilane (number average molecular weight 2,000)
X-2; diphenylsilane-phenylsilin copolymer (a compound having a number average molecular weight of 5,000 and a structural unit represented by the following formula (X-2))
X-3: Diphenylsilane-methylsilin copolymer (a compound having a number average molecular weight of 600 and a structural unit represented by the following formula (X-3))
X-4: Cyclic polysilane represented by the following formula (X-4) (number average molecular weight 450)
X-5; Methylphenylsilane-diphenylsilane copolymer (number average molecular weight 10,000, compound having a structural unit represented by the following formula (X-5))
X-6; Compound EP-1 having a structural unit represented by the following formula (X-6); 4,4′-methylenebis [N, N-bis (oxiranylmethyl) aniline]
Figure 2016051165
In Table 2, the numerical value of the additive indicates the blending ratio (parts by weight) with respect to 100 parts by weight of the polymer components used for the preparation of the liquid crystal aligning agent.

表2に示すように、実施例1−1〜実施例1−6では、液晶配向剤の塗布性、塗膜のラビング耐性、並びに液晶表示素子の液晶配向性、電圧保持率、耐熱性、耐光性及び残像特性についていずれも「良好」又は「可」の結果であり、各種特性のバランスが取れていた。特に、実施例1−1〜実施例1−3及び実施例1−6は、いずれの評価でも「良好」の結果が得られた。
これに対し、比較例1では、塗布性、ラビング耐性及び液晶配向性は「良好」の評価であったものの、電圧保持率、耐熱性及び耐光性がいずれも実施例より劣る結果であった。また、比較例2では、残像特性が実施例よりも劣る結果であった。
As shown in Table 2, in Examples 1-1 to 1-6, the coating property of the liquid crystal aligning agent, the rubbing resistance of the coating film, the liquid crystal alignment property of the liquid crystal display element, the voltage holding ratio, the heat resistance, and the light resistance. Each of the characteristics and the afterimage characteristics was “good” or “good”, and various characteristics were balanced. In particular, Examples 1-1 to 1-3 and Example 1-6 obtained “good” results in any evaluation.
On the other hand, in the comparative example 1, although applicability | paintability, rubbing tolerance, and liquid crystal orientation were evaluation of "good", it was a result in which a voltage holding rate, heat resistance, and light resistance are all inferior to an Example. In Comparative Example 2, the afterimage characteristics were inferior to those of the Examples.

[実施例2−1:光配向FFS型液晶表示素子]
(1)液晶配向剤の調製
重合体として合成例2−4で得た重合体(PA−4)100重量部を、γ−ブチロラクトン(GBL)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)及びブチルセロソルブ(BC)からなる混合溶媒(GBL:NMP:BC=40:40:20(重量比))に溶解し、固形分濃度が3.5重量%の溶液とした。この溶液を孔径0.2μmのフィルターで濾過することにより液晶配向剤(R−6)を調製した。
[Example 2-1: Photo-alignment FFS type liquid crystal display element]
(1) Preparation of liquid crystal aligning agent As a polymer, 100 parts by weight of the polymer (PA-4) obtained in Synthesis Example 2-4 was mixed with γ-butyrolactone (GBL), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and butyl cellosolve. It was dissolved in a mixed solvent consisting of (BC) (GBL: NMP: BC = 40: 40: 20 (weight ratio)) to obtain a solution having a solid content concentration of 3.5% by weight. A liquid crystal aligning agent (R-6) was prepared by filtering this solution through a filter having a pore diameter of 0.2 μm.

(2)塗布性の評価
上記で調製した液晶配向剤(R−6)を、ガラス基板上にスピンナーを用いて塗布し、80℃のホットプレートで1分間プレベークを行った後、庫内を窒素置換した200℃のオーブンで1時間加熱(ポストベーク)することにより、平均膜厚0.1μmの塗膜を形成した。この塗膜を上記実施例1−1の(2)と同様にして、塗布性の評価を行った。その結果、塗布性は「良好」であった。
(3)配向性の評価
上記で得た塗膜に対し、Hg−Xeランプ及びグランテーラープリズムを用いて313nmの輝線を含む偏光紫外線300J/mを基板法線方向から照射して、配向処理を施した。この配向膜付きガラス基板を、MORITEX社製液晶配向膜検査装置(LayScan)を用い、屈折率異方性(nm)を測定した。評価は、0.020nm以上であった場合を配向性「良好」、0.020nm未満0.010nm以上であった場合を「可」、0.010nm未満であった場合を「不良」とした。その結果、この基板は0.034nmであり配向性「良好」であった。
(2) Evaluation of applicability The liquid crystal aligning agent (R-6) prepared above was applied on a glass substrate using a spinner, prebaked on a hot plate at 80 ° C. for 1 minute, and then the interior was filled with nitrogen. A coating film having an average film thickness of 0.1 μm was formed by heating (post-baking) in a substituted 200 ° C. oven for 1 hour. The coatability of this coating film was evaluated in the same manner as in Example 1-1 (2). As a result, the coating property was “good”.
(3) Evaluation of orientation The coating film obtained above was irradiated with polarized ultraviolet rays 300 J / m 2 containing a 313 nm emission line from the normal direction of the substrate using an Hg-Xe lamp and a Grand Taylor prism, and subjected to an orientation treatment. Was given. The refractive index anisotropy (nm) of this glass substrate with an alignment film was measured using a liquid crystal alignment film inspection apparatus (RayScan) manufactured by MORITEX. In the evaluation, the orientation was “good” when it was 0.020 nm or more, “good” when it was less than 0.020 nm and less than 0.010 nm, and “bad” when it was less than 0.010 nm. As a result, this substrate was 0.034 nm and the orientation was “good”.

(4)光配向法によるFFS型液晶表示素子の製造
先ず、上記実施例1−1の(4)と同様の一対のガラス基板11a,11bの各表面に、それぞれ上記(1)で調製した液晶配向剤(R−6)を、スピンナーを用いて塗布して塗膜を形成した。次いで、この塗膜を80℃のホットプレートで1分間プレベークを行った後、庫内を窒素置換したオーブン中で230℃にて15分間加熱(ポストベーク)して、平均膜厚0.1μmの塗膜を形成した。ここで使用したトップ電極13の平面模式図を図4に示す。なお、図4(a)は、トップ電極13の上面図であり、図4(b)は、図4(a)の破線で囲った部分C1の拡大図である。本実施例では、電極の線幅d1が4μm、電極間の距離d2が6μmのトップ電極を有する基板を使用した。なお、トップ電極13としては、上記実施例1−1の(4)と同様、電極A、電極B、電極C及び電極Dの4系統の駆動電極を用いた(図3参照)。
次いで、これら塗膜の各表面に、それぞれ、Hg−Xeランプ及びグランテーラープリズムを用いて、313nmの輝線を含む偏光紫外線300J/mを基板法線方向から照射して、液晶配向膜を有する一対の基板を得た。このとき、偏光紫外線の照射方向は基板法線方向からとし、偏光紫外線の偏光面を基板に投影した線分の方向が図4中の両頭矢印の方向となるように偏光面方向を設定したうえで光照射処理を行った。
(4) Manufacture of FFS type liquid crystal display element by photo-alignment method First, the liquid crystal prepared in (1) above on each surface of a pair of glass substrates 11a and 11b similar to (4) in Example 1-1. The orientation agent (R-6) was applied using a spinner to form a coating film. Next, this coating film was pre-baked for 1 minute on an 80 ° C. hot plate, and then heated (post-baked) for 15 minutes at 230 ° C. in an oven in which the inside of the chamber was purged with nitrogen, so that the average film thickness was 0.1 μm. A coating film was formed. A schematic plan view of the top electrode 13 used here is shown in FIG. 4A is a top view of the top electrode 13, and FIG. 4B is an enlarged view of a portion C1 surrounded by a broken line in FIG. 4A. In this example, a substrate having a top electrode having an electrode line width d1 of 4 μm and a distance d2 between the electrodes of 6 μm was used. As the top electrode 13, four drive electrodes of electrode A, electrode B, electrode C, and electrode D were used as in (4) of Example 1-1 (see FIG. 3).
Next, each surface of these coatings is irradiated with polarized ultraviolet rays 300 J / m 2 including a 313 nm emission line from the substrate normal direction using a Hg-Xe lamp and a Grand Taylor prism, respectively, to have a liquid crystal alignment film. A pair of substrates was obtained. At this time, the irradiation direction of the polarized ultraviolet ray is from the normal direction of the substrate, and the polarization plane direction is set so that the direction of the line segment in which the polarization plane of the polarized ultraviolet ray is projected onto the substrate is the direction of the double-headed arrow in FIG. The light irradiation process was performed.

次いで、上記基板のうちの1枚の液晶配向膜を有する面の外周に、直径5.5μmの酸化アルミニウム球入りエポキシ樹脂接着剤をスクリーン印刷により塗布した後、一対の基板の液晶配向膜面を対向させ、偏光紫外線の偏光面を基板へ投影した方向が平行となるように重ね合わせて圧着し、150℃で1時間かけて接着剤を熱硬化した。次いで、液晶注入口から基板間隙に、メルク社製液晶「MLC−6221」を充填した後、エポキシ樹脂接着剤で液晶注入口を封止した。その後、液晶注入時の流動配向を除くために、これを150℃まで加熱してから室温まで徐冷した。
次に、基板の外側両面に偏光板を貼り合わせることにより、FFS型液晶表示素子を製造した。このとき、偏光板のうちの1枚は、その偏光方向が液晶配向膜の偏光紫外線の偏光面の基板面への射影方向と平行となるように貼付し、もう1枚はその偏光方向が先の偏光板の偏光方向と直交するように貼付した。
Next, an epoxy resin adhesive containing aluminum oxide spheres having a diameter of 5.5 μm is applied to the outer periphery of the surface of the substrate having the liquid crystal alignment film by screen printing, and the liquid crystal alignment film surfaces of the pair of substrates are then applied. It was made to oppose and it piled up and crimped | bonded so that the direction which the polarization plane of polarized ultraviolet rays projected on the board | substrate might become parallel, and the adhesive was thermoset at 150 degreeC over 1 hour. Next, liquid crystal “MLC-6221” manufactured by Merck Co., Ltd. was filled into the substrate gap from the liquid crystal injection port, and then the liquid crystal injection port was sealed with an epoxy resin adhesive. Then, in order to remove the flow alignment at the time of liquid crystal injection, this was heated to 150 ° C. and then gradually cooled to room temperature.
Next, an FFS type liquid crystal display element was manufactured by laminating polarizing plates on both outer surfaces of the substrate. At this time, one of the polarizing plates is stuck so that the polarization direction thereof is parallel to the direction of projection of the polarization plane of the polarized ultraviolet light of the liquid crystal alignment film onto the substrate surface, and the other one has the polarization direction first. The polarizing plate was stuck so as to be orthogonal to the polarization direction of the polarizing plate.

(5)液晶配向性の評価
上記で製造した光配向FFS型液晶表示素子につき、上記実施例1−1の(5)と同様にして液晶配向性の評価を行った。その結果、この液晶表示素子では液晶配向性「良好」であった。
(6)電圧保持率の評価
上記で製造した光配向型FFS液晶表示素子につき、上記実施例1−1の(6)と同様にして電圧保持率(VHR)を測定し電圧保持率を評価した。その結果、VHRは99.4%であった。
(7)耐熱性
上記実施例1−1の(7)と同様にして電圧保持率(VHRBF)を測定するとともに、熱ストレス付与前後の電圧保持率の変化率により液晶表示素子の耐熱性を評価した。その結果、ΔVHRは2.3%であり、耐熱性「良好」と判断された。
(8)耐光性
上記実施例1−1の(8)と同様にして電圧保持率(VHRBF)を測定するとともに、光ストレス付与前後の電圧保持率の変化により液晶表示素子の耐光性を評価した。その結果、ΔVHRBLは2.6%であり、耐光性「良好」と判断された。
(9)残像特性の評価(DC残像評価)
上記で製造した光配向型FFS液晶表示素子につき、上記実施例1−1の(9)と同様にして残像特性の評価を行った。その結果、残像消去時間Tsは2秒であり、残像特性「良好」と評価された。
(5) Evaluation of liquid crystal orientation About the photo-alignment FFS type liquid crystal display element manufactured above, liquid crystal orientation was evaluated similarly to (5) of the said Example 1-1. As a result, this liquid crystal display element had “good” liquid crystal alignment.
(6) Evaluation of voltage holding ratio With respect to the photo-alignment type FFS liquid crystal display device manufactured as described above, the voltage holding ratio (VHR) was measured in the same manner as (6) of Example 1-1 to evaluate the voltage holding ratio. . As a result, VHR was 99.4%.
(7) Heat resistance The voltage holding ratio (VHR BF ) is measured in the same manner as (7) of Example 1-1 above, and the heat resistance of the liquid crystal display element is determined by the rate of change of the voltage holding ratio before and after applying thermal stress. evaluated. As a result, ΔVHR was 2.3%, and the heat resistance was judged as “good”.
(8) Light resistance The voltage holding ratio (VHR BF ) is measured in the same manner as (8) in Example 1-1, and the light resistance of the liquid crystal display element is evaluated by the change in the voltage holding ratio before and after applying light stress. did. As a result, ΔVHR BL was 2.6%, and the light resistance was judged as “good”.
(9) Evaluation of afterimage characteristics (DC afterimage evaluation)
With respect to the photo-alignment type FFS liquid crystal display device manufactured as described above, the afterimage characteristics were evaluated in the same manner as in Example 1-1 (9). As a result, the afterimage erasing time Ts was 2 seconds, and the afterimage characteristic was evaluated as “good”.

[実施例3−1:位相差フィルム]
(1)液晶配向剤の調製
合成例3−1で得た重合体(PI−1)100重量部、及び数平均分子量1,000からなるポリフェニルメチルシラン10重量部を、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、メチルエチルケトン(MEK)及び酢酸ブチル(BTLAC)からなる混合溶媒(PGMEA:MEK:BTLAC=20:10:70(重量比))に溶解し、固形分濃度が5.0重量%の溶液とした。この溶液を孔径0.2μmのフィルターで濾過することにより液晶配向剤(R−7)を調製した。
(2)位相差フィルムの製造
基板としてのTACフィルムの一面に、上記で調製した液晶配向剤(R−7)をバーコーターにて塗布し、オーブン内にて120℃で2分間ベークして膜厚100nmの塗膜を形成した。次いで、この塗膜表面にHg−Xeランプ及びグランテーラープリズムを用いて313nmの輝線を含む偏光紫外線10mJ/cmを基板法線から垂直に照射した。次いで、重合性液晶(RMS03−013C、メルク社製)を孔径0.2μmのフィルターでろ過した後、この重合性液晶を、光照射後の塗膜上にバーコーターにより塗布して重合性液晶の塗膜を形成した。温度50℃に調整したオーブン内で1分間ベークした後、Hg−Xeランプを用いて365nmの輝線を含む非偏光の紫外線1,000mJ/cmを塗膜面に対して垂直の方向から照射し、重合性液晶を硬化して液晶層を形成することにより位相差フィルムを製造した。
[Example 3-1: retardation film]
(1) Preparation of liquid crystal aligning agent 100 parts by weight of the polymer (PI-1) obtained in Synthesis Example 3-1 and 10 parts by weight of polyphenylmethylsilane having a number average molecular weight of 1,000 were mixed with propylene glycol monomethyl ether acetate. (PGMEA), methyl ethyl ketone (MEK) and butyl acetate (BTLAC) dissolved in a mixed solvent (PGMEA: MEK: BTLAC = 20: 10: 70 (weight ratio)) and a solid content concentration of 5.0% by weight It was. A liquid crystal aligning agent (R-7) was prepared by filtering this solution through a filter having a pore size of 0.2 μm.
(2) Production of retardation film The liquid crystal aligning agent (R-7) prepared above is applied to one side of a TAC film as a substrate with a bar coater, and baked in an oven at 120 ° C for 2 minutes to form a film. A coating film having a thickness of 100 nm was formed. Next, the surface of the coating film was irradiated perpendicularly from the substrate normal line with polarized ultraviolet rays of 10 mJ / cm 2 containing an emission line of 313 nm using a Hg—Xe lamp and a Grand Taylor prism. Next, the polymerizable liquid crystal (RMS03-013C, manufactured by Merck & Co., Inc.) was filtered through a filter having a pore size of 0.2 μm, and this polymerizable liquid crystal was applied onto the coated film after light irradiation by a bar coater. A coating film was formed. After baking for 1 minute in an oven adjusted to a temperature of 50 ° C., an unpolarized ultraviolet ray containing 365 nm emission line was irradiated at 1,000 mJ / cm 2 from a direction perpendicular to the coating surface using an Hg-Xe lamp. A retardation film was produced by curing a polymerizable liquid crystal to form a liquid crystal layer.

(3)液晶配向性の評価
上記(2)で製造した位相差フィルムにつき、クロスニコル下での目視及び偏光顕微鏡(倍率2.5倍)によって異常ドメインの有無を観察することにより液晶配向性を評価した。評価は、目視にて配向性が良好かつ偏光顕微鏡にて異常ドメインが観察されなかった場合を液晶配向性「良好」、目視では異常ドメインが観察されなかったが偏光顕微鏡にて異常ドメインが観察された場合を液晶配向性「可」、目視及び偏光顕微鏡にて異常ドメインが観察された場合を液晶配向性「不良」として行った。その結果、この位相差フィルムは液晶配向性「良好」と評価された。
(3) Evaluation of liquid crystal orientation About the retardation film manufactured by said (2), liquid crystal orientation is observed by observing the presence or absence of an abnormal domain by visual observation under crossed Nicols and a polarizing microscope (magnification 2.5 times). evaluated. The evaluation was that the alignment was good visually and the abnormal domain was not observed with a polarizing microscope. The liquid crystal orientation was “good”. The case where the liquid crystal orientation was “possible”, and the case where an abnormal domain was observed visually and with a polarizing microscope was regarded as “Poor”. As a result, this retardation film was evaluated as “good” for liquid crystal alignment.

(4)密着性
上記(2)で製造した位相差フィルムを用いて、液晶配向剤により形成した塗膜の基板との密着性について評価した。先ず、ガイドの付いた等間隔スペーサーを用い、カッターナイフにより位相差フィルムの液晶層側の面から切り込みを入れ、1cm×1cmの範囲内に10個×10個の格子パターンを形成した。各切込みの深さは、液晶層表面から基板厚さの中ほどまで達するようにした。次いで、上記格子パターンの全面を覆うようにセロハンテープを密着させた後、セロハンテープを引き剥がした。引き剥がし後の格子パターンの切込み部をクロスニコル下における目視によって観察して密着性を評価した。評価は、切込み線に沿った部分及び格子パターンの交差部分に剥離が確認されなかった場合を密着性「良好」、上記部分に剥離が観察された格子目の個数が、格子パターン全体の個数に対して15%未満の場合を密着性「可」、上記部分に剥離が観察された格子目の個数が、格子パターン全体の個数に対して15%以上であった場合を密着性「不良」として行った。その結果、この位相差フィルムは密着性「良好」であった。
(5)密着信頼性
上記(2)で製造した位相差フィルムを、85℃、85%RHの高温恒湿雰囲気下に24時間暴露し、その後上記(4)と同様の操作を行い、密着信頼性を評価した。評価は、切込み線に沿った部分及び格子パターンの交差部分に剥離が確認されなかった場合を密着信頼性「良好」、上記部分に剥離が観察された格子目の個数が、格子パターン全体の個数に対して25%未満の場合を「可」、上記部分に剥離が観察された格子目の個数が、格子パターン全体の個数に対して25%以上であった場合を「不良」として行った。その結果、この位相差フィルムは密着信頼性「良好」であった。
(4) Adhesiveness Using the retardation film produced in (2) above, the adhesiveness of the coating film formed with the liquid crystal aligning agent to the substrate was evaluated. First, using an equally spaced spacer with a guide, a cutter knife was used to cut from the surface on the liquid crystal layer side of the retardation film to form 10 × 10 lattice patterns within a range of 1 cm × 1 cm. The depth of each cut was made to reach the middle of the substrate thickness from the surface of the liquid crystal layer. Next, after attaching a cellophane tape so as to cover the entire surface of the lattice pattern, the cellophane tape was peeled off. The notches in the lattice pattern after peeling were observed visually under crossed Nicols to evaluate the adhesion. The evaluation was that the adhesion was “good” when no peeling was observed at the portion along the cut line and at the intersection of the lattice pattern, and the number of lattices where peeling was observed in the above portion was the number of the entire lattice pattern. On the other hand, when the amount is less than 15%, the adhesion is “possible”, and when the number of lattices where peeling is observed in the above portion is 15% or more with respect to the total number of lattice patterns, the adhesion is “bad”. went. As a result, this retardation film had good adhesion.
(5) Adhesion reliability The retardation film produced in the above (2) is exposed to a high temperature and humidity atmosphere of 85 ° C. and 85% RH for 24 hours, and then the same operation as in the above (4) is performed. Sex was evaluated. Evaluation is that the adhesion reliability is “good” when no separation is confirmed at the portion along the cut line and at the intersection of the lattice pattern, and the number of lattices where separation is observed in the above portion is the number of the entire lattice pattern On the other hand, the case where it was less than 25% was evaluated as “possible”, and the case where the number of lattices where peeling was observed in the above portion was 25% or more with respect to the total number of lattice patterns was regarded as “defective”. As a result, this retardation film had good adhesion reliability “good”.

10…液晶表示素子、11a,11b…ガラス基板、12…液晶配向膜、13…トップ電極、14…絶縁層、15…ボトム電極、16…液晶層   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Liquid crystal display element, 11a, 11b ... Glass substrate, 12 ... Liquid crystal aligning film, 13 ... Top electrode, 14 ... Insulating layer, 15 ... Bottom electrode, 16 ... Liquid crystal layer

Claims (14)

ケイ素−ケイ素結合を有する化合物(X)を含有する液晶配向剤。   Liquid crystal aligning agent containing the compound (X) which has a silicon-silicon bond. 前記ケイ素−ケイ素結合を構成する少なくとも1つのケイ素原子は芳香環に結合している、請求項1に記載の液晶配向剤。   The liquid crystal aligning agent according to claim 1, wherein at least one silicon atom constituting the silicon-silicon bond is bonded to an aromatic ring. 前記化合物(X)は、下記式(1−1)で表される部分構造を有する、請求項2に記載の液晶配向剤。
Figure 2016051165
(式(1−1)中、R21は環部分に置換基を有していてもよい1価の芳香環基であり、R12は1価の有機基である。「*」はそれぞれ結合手を表す。ただし、2つの「*」のうち少なくとも1つはケイ素原子に結合している。)
The said compound (X) is a liquid crystal aligning agent of Claim 2 which has a partial structure represented by a following formula (1-1).
Figure 2016051165
(In Formula (1-1), R 21 is a monovalent aromatic ring group which may have a substituent in the ring portion, and R 12 is a monovalent organic group. “*” Represents a bond. Represents a hand, but at least one of the two “*” is bonded to a silicon atom.)
上記式(1−1)において、前記R21は、環部分に置換基を有する1価の芳香環基である、請求項3に記載の液晶配向剤。 4. The liquid crystal aligning agent according to claim 3, wherein, in the formula (1-1), R 21 is a monovalent aromatic ring group having a substituent in the ring portion. ポリアミック酸、ポリイミド、ポリアミック酸エステル、ポリ(メタ)アクリレート、及びポリシロキサンよりなる群から選ばれる少なくとも一種であってケイ素−ケイ素結合を有さない重合体を更に含有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の液晶配向剤。   5. The polymer according to claim 1, further comprising at least one polymer selected from the group consisting of polyamic acid, polyimide, polyamic acid ester, poly (meth) acrylate, and polysiloxane and having no silicon-silicon bond. The liquid crystal aligning agent as described in any one. 前記化合物(X)として、ポリアミック酸、ポリイミド、ポリアミック酸エステル、ポリ(メタ)アクリレート及びポリシロキサンよりなる群から選ばれる少なくとも一種の重合体を含有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の液晶配向剤。   The compound (X) contains at least one polymer selected from the group consisting of polyamic acid, polyimide, polyamic acid ester, poly (meth) acrylate and polysiloxane, according to any one of claims 1 to 5. The liquid crystal aligning agent of description. 前記重合体は、ポリアミック酸、ポリイミド、及びポリアミック酸エステルよりなる群から選ばれる少なくとも一種であり、
ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3,5,6−テトラカルボン酸2:3,5:6−二無水物、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラン−3−イル)−3a,4,5,9b−テトラヒドロナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラン−3−イル)−8−メチル−3a,4,5,9b−テトラヒドロナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、ビシクロ[3.3.0]オクタン−2,4,6,8−テトラカルボン酸2:4,6:8−二無水物、シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、及びピロメリット酸二無水物よりなる群から選ばれる少なくとも一種のテトラカルボン酸二無水物に由来する部分構造を有する重合体である、請求項5又は6に記載の液晶配向剤。
The polymer is at least one selected from the group consisting of polyamic acid, polyimide, and polyamic acid ester,
Bicyclo [2.2.1] heptane-2,3,5,6-tetracarboxylic acid 2: 3,5: 6-dianhydride, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 2 , 3,5-Tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride, 5- (2,5-dioxotetrahydrofuran-3-yl) -3a, 4,5,9b-tetrahydronaphtho [1,2-c] furan-1, 3-dione, 5- (2,5-dioxotetrahydrofuran-3-yl) -8-methyl-3a, 4,5,9b-tetrahydronaphtho [1,2-c] furan-1,3-dione, bicyclo [3.3.0] The group consisting of octane-2,4,6,8-tetracarboxylic acid 2: 4,6: 8-dianhydride, cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, and pyromellitic dianhydride At least one kind of TE It is a polymer having a partial structure derived from a Rakarubon dianhydride, liquid crystal alignment agent according to claim 5 or 6.
請求項1〜7のいずれか一項に記載の液晶配向剤を用いて形成された液晶配向膜。   The liquid crystal aligning film formed using the liquid crystal aligning agent as described in any one of Claims 1-7. 請求項1〜7のいずれか一項に記載の液晶配向剤を基板に塗布して塗膜を形成し、該塗膜に光照射することにより得られる液晶配向膜。   The liquid crystal aligning film obtained by apply | coating the liquid crystal aligning agent as described in any one of Claims 1-7 to a board | substrate, forming a coating film, and irradiating light to this coating film. 請求項1〜7のいずれか一項に記載の液晶配向剤を基板に塗布した後、ラビング処理して得られる液晶配向膜。   The liquid crystal aligning film obtained by apply | coating the liquid crystal aligning agent as described in any one of Claims 1-7 to a board | substrate, and carrying out a rubbing process. 請求項1〜7のいずれか一項に記載の液晶配向剤を基板上に塗布して塗膜を形成する工程と、該塗膜に光照射して液晶配向能を付与する工程と、を含む液晶配向膜の製造方法。   The process of apply | coating the liquid crystal aligning agent as described in any one of Claims 1-7 on a board | substrate, and forming a coating film, and the process of irradiating light to this coating film and providing liquid crystal aligning ability is included. A method for producing a liquid crystal alignment film. 請求項8〜10のいずれか一項に記載の液晶配向膜を備える液晶表示素子。   A liquid crystal display element provided with the liquid crystal aligning film as described in any one of Claims 8-10. 請求項8又は9に記載の液晶配向膜を備える位相差フィルム。   A retardation film comprising the liquid crystal alignment film according to claim 8. 請求項1〜7のいずれか一項に記載の液晶配向剤を基板上に塗布して塗膜を形成する工程と、前記塗膜に光照射する工程と、前記光照射した後の塗膜上に重合性液晶を塗布して硬化させる工程と、を含む位相差フィルムの製造方法。   The process of apply | coating the liquid crystal aligning agent as described in any one of Claims 1-7 on a board | substrate, forming the coating film, the process of irradiating the said coating film, and the coating film after the said light irradiation A method for producing a retardation film, comprising: applying a polymerizable liquid crystal thereon and curing the liquid crystal.
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