JP2019040216A - Liquid crystal aligning agent, liquid crystal aligning film and liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
【課題】応答速度が速い液晶表示素子の液晶配向剤用の重合体を提供する。【解決手段】下記式(I)で表される側鎖構造を有するポリイミド前駆体及びそれをイミド化して得られるポリイミドからなる群から選ばれるうち少なくとも1つの重合体。【化1】(R1、R2は炭素原子数1〜10のアルキル基等;T1、T2は単結合等;Sは単結合等;は下記の構造を表す)【化2】(Rは水素原子等;R3は−CH2−等を表す)【選択図】なしA polymer for a liquid crystal aligning agent of a liquid crystal display element having a high response speed is provided. At least one polymer selected from the group consisting of a polyimide precursor having a side chain structure represented by the following formula (I) and a polyimide obtained by imidization thereof. (R1 and R2 are alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms, etc .; T1 and T2 are single bonds and the like; S is a single bond and the like are represented by the following structures): Etc .; R3 represents -CH2- etc.) [Selection] None
Description
本発明は、液晶分子に電圧を印加した状態で紫外線を照射することによって作製される垂直配向方式の液晶表示素子等に使用できる液晶配向剤、液晶配向膜、及び液晶表示素子に関する。 The present invention relates to a liquid crystal aligning agent, a liquid crystal aligning film, and a liquid crystal display element which can be used for a liquid crystal display element of vertical alignment system manufactured by irradiating ultraviolet light in a state where voltage is applied to liquid crystal molecules.
基板に対して垂直に配向している液晶分子を電界によって応答させる方式(垂直配向(VA)方式ともいう)の液晶表示素子には、その製造過程において液晶分子に電圧を印加しながら紫外線を照射する工程を含むものがある。
このような垂直配向方式の液晶表示素子では、予め液晶組成物中に光重合性化合物を添加し、かつポリイミド系などの垂直配向膜を用い、液晶セルに電圧を印加しながら紫外線を照射することで、液晶の応答速度を速くする技術(PSA(Polymer Sustained Alignment)方式素子、例えば、特許文献1及び非特許文献1参照。)が知られている。
In a liquid crystal display device of a system (also referred to as vertical alignment (VA) system) in which liquid crystal molecules aligned vertically to the substrate are responded by an electric field (irradiated with ultraviolet light) while applying a voltage to the liquid crystal molecules There is one that includes the step of
In such a vertical alignment type liquid crystal display device, a photopolymerizable compound is previously added to a liquid crystal composition, and a vertical alignment film such as a polyimide type is used to irradiate ultraviolet light while applying a voltage to a liquid crystal cell. There are known techniques for increasing response speed of liquid crystal (PSA (Polymer Sustained Alignment) device, for example, see Patent Document 1 and Non-patent Document 1).
かかるPSA方式素子では、通常、電界に応答した液晶分子の傾く方向は、基板上に設けられた突起や表示用電極に設けられたスリットなどによって制御されているが、液晶組成物中に光重合性化合物を添加し液晶セルに電圧を印加しながら紫外線を照射することにより、液晶分子の傾いていた方向が記憶されたポリマー構造物が液晶配向膜上に形成されるので、突起やスリットのみで液晶分子の傾き方向を制御する方法と比べて、液晶表示素子の応答速度が速くなるといわれている。 In such a PSA type device, the tilt direction of liquid crystal molecules in response to an electric field is usually controlled by a protrusion provided on a substrate, a slit provided in a display electrode, etc. The polymer structure in which the inclined direction of the liquid crystal molecules is memorized is formed on the liquid crystal alignment film by adding an organic compound and irradiating the ultraviolet light while applying a voltage to the liquid crystal cell. The response speed of the liquid crystal display element is said to be faster than the method of controlling the tilt direction of the liquid crystal molecules.
一方、このPSA方式の液晶表示素子においては、液晶に添加する重合性化合物の溶解性が低く、添加量を増やすと低温時に析出するといった問題があるが、重合性化合物の添加量を減らすと良好な配向状態が得られなくなる。また、液晶中に残留する未反応の重合性化合物は液晶中の不純物(コンタミ)となるため液晶表示素子の信頼性を低下させるといった問題もある。また、PSA方式で必要なUV照射処理はその照射量が多いと、液晶中の成分が分解し、信頼性の低下を引き起こす。
さらに、光重合性化合物を液晶組成物ではなく、液晶配向膜中に添加することによっても、液晶表示素子の応答速度が速くなることが報告されている(SC−PVA型液晶ディスプレイ、例えば、非特許文献2参照)。
On the other hand, in the liquid crystal display element of this PSA system, the solubility of the polymerizable compound added to the liquid crystal is low, and there is a problem that precipitation occurs at low temperature when the addition amount is increased, but it is good when the addition amount of the polymerization compound is reduced. Orientation can not be obtained. In addition, since the unreacted polymerizable compound remaining in the liquid crystal becomes an impurity (contamination) in the liquid crystal, there is also a problem that the reliability of the liquid crystal display element is lowered. In addition, when the UV irradiation treatment required in the PSA method is high, the components in the liquid crystal are decomposed to cause a decrease in reliability.
Furthermore, it has been reported that the response speed of the liquid crystal display element can be increased also by adding a photopolymerizable compound to the liquid crystal alignment film instead of the liquid crystal composition (SC-PVA type liquid crystal display, for example, non-liquid crystal display) Patent Document 2).
近年では、液晶表示素子の品質向上に伴い、電圧印加に対する液晶の応答速度をさらに速くすることが望まれている。その為には、液晶中の成分の分解を伴わない長波長の紫外線照射で、重合性化合物が効率よく反応し、配向固定化能力を発揮することが必要である。さらに、紫外線照射後に未反応の重合性化合物が残存せず、液晶表示素子の信頼性に悪影響を与えないことも必要である。 In recent years, with the improvement of the quality of liquid crystal display elements, it is desired to further accelerate the response speed of liquid crystals to voltage application. For this purpose, it is necessary for the polymerizable compound to react efficiently and to exhibit the ability to fix the alignment by irradiation with ultraviolet light of long wavelength without decomposition of the components in the liquid crystal. Furthermore, it is also necessary that the unreacted polymerizable compound does not remain after irradiation with ultraviolet light, and the reliability of the liquid crystal display device is not adversely affected.
本発明の課題は、上述の従来技術の問題点を伴わずに、液晶中及び/又は液晶配向膜中の重合性化合物を反応させる工程を用いて得られる液晶表示素子の応答速度を向上させることができる液晶配向剤、液晶配向膜、及び液晶表示素子を提供することにある。 An object of the present invention is to improve the response speed of a liquid crystal display element obtained by using a step of reacting a polymerizable compound in a liquid crystal and / or in a liquid crystal alignment film without the above-mentioned problems of the prior art. It is providing a liquid crystal aligning agent, a liquid crystal aligning film, and a liquid crystal display element which can be
本発明者らは、鋭意検討を行った結果、液晶配向剤を構成する重合体に対して、紫外線照射によりラジカルを発生する特定構造を導入し、この液晶配向剤の使用を通じて、液晶中及び/又は液晶配向膜中の重合性化合物を反応させる工程を用いて得られる液晶表示素子における、重合性化合物の反応性を高めることにより、上記課題を達成しうることを見出し、本発明を完成させた。 As a result of intensive investigations, the present inventors introduced a specific structure that generates radicals upon irradiation with ultraviolet light, to the polymer constituting the liquid crystal alignment agent, and through the use of this liquid crystal alignment agent, Or in the liquid crystal display element obtained by using the step of reacting the polymerizable compound in the liquid crystal alignment film, it is found that the above-mentioned problems can be achieved by enhancing the reactivity of the polymerizable compound, and the present invention has been completed. .
即ち、本発明は以下の要旨を有するものである。
(1)下記式(I)で表される側鎖構造を有する重合体を含有することを特徴とする液晶配向剤。
(2)前記式(I)で表される側鎖構造を有する重合体が、前記式(I)で表される側鎖構造を有するポリイミド前駆体及びそれをイミド化して得られるポリイミドからなる群から選ばれる少なくとも1つの重合体である上記(1)に記載の液晶配向剤。
That is, the present invention has the following gist.
(1) A liquid crystal aligning agent comprising a polymer having a side chain structure represented by the following formula (I).
(2) A group in which a polymer having a side chain structure represented by the formula (I) is a polyimide precursor having a side chain structure represented by the formula (I) and a polyimide obtained by imidizing the same The liquid crystal aligning agent according to the above (1), which is at least one polymer selected from
(3)式(I)中のArがフェニル基であり、Qが−ORである上記(1)又は(2)に記載の液晶配向剤。
(4)上記重合体が、液晶を垂直に配向させる側鎖をさらに有する上記(1)〜(3のいずれか1項に記載の液晶配向剤。
(5)上記液晶を垂直に配向させる側鎖が、下記式(II−1)及び(II−2)から選ばれる少なくとも1つである上記(4)に記載の液晶配向剤。
(4) The liquid crystal aligning agent according to any one of the above (1) to (3), wherein the polymer further has a side chain which causes liquid crystal to be vertically aligned.
(5) The liquid crystal aligning agent as described in said (4) whose side chain which orientates the said liquid crystal perpendicularly | vertically is at least one chosen from following formula (II-1) and (II-2).
(6)上記重合体が、光反応性基を構造中に含む側鎖を更に有する上記(1)から(4)のいずれか1項に記載の液晶配向剤。
(7)上記光反応性基を構造中に含む側鎖が、下記(III)又は式(IV)で表される上記(6)に記載の液晶配向剤。
(Y1は−CH2−、−O−、−CONH−、−NHCO−、−COO−、−OCO−、−NH−、又は−CO−を表す。Y2は、炭素数1〜30のアルキレン基、二価の炭素環若しくは複素環であり、このアルキレン基、二価の炭素環若しくは複素環の1つ又は複数の水素原子は、フッ素原子若しくは有機基で置換されていてもよい。Y2は、次の基が互いに隣り合わない場合、−CH2−がこれらの基に置換されていてもよい;−O−、−NHCO−、−CONH−、−COO−、−OCO−、−NH−、−NHCONH−、−CO−。Y3は、−CH2−、−O−、−CONH−、−NHCO−、−COO−、−OCO−、−NH−、−CO−、又は単結合を表す。Y4はシンナモイル基を表す。Y5は単結合、炭素数1〜30のアルキレン基、二価の炭素環若しくは複素環であり、このアルキレン基、二価の炭素環若しくは複素環の1つ又は複数の水素原子は、フッ素原子若しくは有機基で置換されていてもよい。Y5は、次の基が互いに隣り合わない場合、−CH2−がこれらの基に置換されていてもよい;−O−、−NHCO−、−CONH−、−COO−、−OCO−、−NH−、−NHCONH−、−CO−。Y6はアクリル基又はメタクリル基である光重合性基を示す。)
(6) The liquid crystal aligning agent according to any one of the above (1) to (4), wherein the polymer further has a side chain containing a photoreactive group in the structure.
(7) The liquid crystal aligning agent as described in said (6) in which the side chain which contains the said photoreactive group in a structure is represented by following (III) or Formula (IV).
(Y 1 represents -CH 2- , -O-, -CONH-, -NHCO-, -COO-, -OCO-, -NH-, or -CO-. Y 2 represents 1 to 30 carbon atoms It is an alkylene group, a divalent carbon ring or a heterocyclic ring, and one or more hydrogen atoms of the alkylene group, a divalent carbon ring or a heterocyclic ring may be substituted by a fluorine atom or an organic group. In the 2nd group, -CH 2- may be substituted by these groups when the following groups are not adjacent to each other; -O-, -NHCO-, -CONH-, -COO-, -OCO-,- NH-, -NHCONH-, -CO-, Y 3 is -CH 2- , -O-, -CONH-, -NHCO-, -COO-, -OCO-, -NH-, -CO-, or .Y 4 representing the bond represents a cinnamoyl group .Y 5 is a single bond, 1 to 3 carbon atoms And one or more hydrogen atoms of the alkylene group, divalent carbon ring or heterocyclic ring may be substituted with a fluorine atom or an organic group. In Y 5 , when the following groups are not adjacent to each other, -CH 2- may be substituted by these groups; -O-, -NHCO-, -CONH-, -COO-, -OCO-, -NH-, -NHCONH-, -CO-, and Y 6 represents a photopolymerizable group which is an acrylic group or a methacrylic group.)
(8)上記重合体が、下記式(1)で表されるジアミンを含有するジアミン成分と、テトラカルボン酸二無水物成分とを反応させて得られるポリイミド前駆体及びそれをイミド化して得られるポリイミドのうち少なくとも1つの重合体を含有する上記(1)から(7)のいずれか1項に記載の液晶配向剤。
(9)上記重合体が、さらに下記式(2)で表されるジアミンを含有するジアミン成分と、テトラカルボン酸二無水物成分とを反応させて得られるポリイミド前駆体及びそれをイミド化して得られるポリイミドのうち少なくとも1つの重合体を含有する上記(8)に記載の液晶配向剤。
(10)上記重合体が、さらに下記式(3)又は(4)で表されるジアミンを含有するジアミン成分と、テトラカルボン酸二無水物成分とを反応させて得られるポリイミド前駆体及びそれをイミド化して得られるポリイミドのうち少なくとも1つの重合体を含有する上記(8)又は(9)に記載の液晶配向剤。
(Y1、Y2,Y3,Y4,Y5,及びY6の定義は、上記式(IV)と同じである。)
(11)上記(1)で表されるジアミンが、全ジアミン成分の10モル%〜80モル%である上記(8)〜(10)のいずれか1項に記載の液晶配向剤。
(12)液晶配向剤が、液晶中及び/又は液晶配向膜中に重合性化合物が含有し、電圧を印加しながら紫外線照射により上記重合性化合物が反応させて得られる液晶表示素子用である上記(1)〜(11)のいずれか1項に記載の液晶配向剤。
(13)上記(1)〜(12)のいずれか1項に記載の液晶配向剤から得られる液晶配向膜。
(14)上記(13)に記載の液晶配向膜を具備する液晶表示素子。
(15)液晶表示素子が、電圧を印加しながら紫外線照射により上記重合性化合物が反応させて得られる上記(14)に記載の液晶表示素子。
(8) A polyimide precursor obtained by reacting a diamine component containing a diamine represented by the following formula (1) with a tetracarboxylic acid dianhydride component and the above-mentioned polymer is obtained by imidizing it The liquid crystal aligning agent according to any one of the above (1) to (7), which contains at least one polymer of polyimides.
(9) A polyimide precursor obtained by reacting a diamine component containing a diamine represented by the following formula (2) with a tetracarboxylic acid dianhydride component and obtained by imidizing the same: The liquid crystal aligning agent as described in said (8) containing the polymer of at least 1 among polyimides.
(10) A polyimide precursor obtained by reacting a diamine component containing a diamine represented by the following formula (3) or (4) with a tetracarboxylic acid dianhydride component and the above-mentioned polymer The liquid crystal aligning agent as described in said (8) or (9) which contains at least 1 polymer among the polyimides obtained by imidation.
(The definitions of Y 1, Y 2, Y 3, Y 4, Y 5 and Y 6 are the same as in the above formula (IV).)
(11) The liquid crystal aligning agent as described in any one of said (8)-(10) whose diamine represented by said (1) is 10 mol%-80 mol% of all the diamine components.
(12) The liquid crystal aligning agent is for liquid crystal display devices obtained by containing a polymerizable compound in a liquid crystal and / or in a liquid crystal alignment film and reacting the above-described polymerizable compound by ultraviolet irradiation while applying a voltage. The liquid crystal aligning agent of any one of (1)-(11).
The liquid crystal aligning film obtained from the liquid crystal aligning agent of any one of said (1)-(12).
(14) A liquid crystal display device comprising the liquid crystal alignment film as described in (13) above.
(15) The liquid crystal display element according to (14), wherein the liquid crystal display element is obtained by reacting the polymerizable compound by ultraviolet irradiation while applying a voltage.
(16)下記式(I)で表される側鎖構造を含有するポリイミド前駆体及びそれをイミド化して得られるポリイミドのうち少なくとも1つの重合体。
(17)下記式(I)で表されるジアミン。
(18)下記式で表されるジアミン。
(17) Diamine represented by the following formula (I).
(18) Diamine represented by the following formula.
本発明によれば、応答速度が速い垂直配向方式の液晶表示素子、特にPSA型液晶表示素子に好適な液晶配向剤を提供される。本発明の液晶配向剤では、長波長の紫外線を照射した場合であっても、応答速度を十分に向上させた液晶表示素子が製造できる。 According to the present invention, it is possible to provide a liquid crystal aligning agent suitable for a liquid crystal display element of vertical alignment system having a high response speed, in particular a PSA type liquid crystal display element. The liquid crystal aligning agent of the present invention can produce a liquid crystal display element with sufficiently improved response speed even when irradiated with ultraviolet light of long wavelength.
本発明の液晶配向剤は、上記式(I)で表される構造を側鎖に有する少なくとも1つの重合体(以下、特定重合体ともいう。)と溶媒とを含有する。液晶配向膜とは、液晶配向膜を形成するための溶液であり、液晶配向膜とは液晶を所定の方向に配向させるための膜である。
上記(I)で表される構造を側鎖に有する重合体としては、上記式(IV)で表されるジアミンを含有するジアミン成分と、テトラカルボン酸二無水物成分とを反応させて得られるポリイミド前駆体及びそれをイミド化して得られるポリイミドのうち少なくとも1つの重合体が使用できる。
なお、上記式(IV)で表されるジアミン化合物(以後、特定ジアミンとも称する)は、文献未知の新規化合物である。
The liquid crystal aligning agent of the present invention contains at least one polymer (hereinafter also referred to as a specific polymer) having a structure represented by the above formula (I) in a side chain, and a solvent. The liquid crystal alignment film is a solution for forming a liquid crystal alignment film, and the liquid crystal alignment film is a film for aligning a liquid crystal in a predetermined direction.
As a polymer which has a structure represented by said (I) in a side chain, it is obtained by making the diamine component containing the diamine represented by said Formula (IV), and a tetracarboxylic dianhydride component react. At least one polymer of the polyimide precursor and the polyimide obtained by imidizing it can be used.
In addition, the diamine compound (Hereafter, it is also called a specific diamine.) Represented by the said Formula (IV) is a novel compound of literature unknown.
<紫外線照射によりラジカルが発生する側鎖>
本発明の液晶配向剤に含有される特定重合体は、紫外線照射によりラジカルが発生する部位を側鎖として有している。紫外線照射によりラジカルが発生する部位は下記式(I)で表すことができる。
The specific polymer contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention has, as a side chain, a site where radicals are generated by ultraviolet irradiation. The site | part from which a radical generate | occur | produces by ultraviolet irradiation can be represented by following formula (I).
上記式(I)において、カルボニルが結合しているArは紫外線の吸収波長に関与するため、長波長化する場合、ナフチレンやビフェニレンのような共役長の長い構造が好ましい。また、Arには置換基が置換していても良く、かかる置換基は、アルキル基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、アミノ基などのような電子供与性の有機基が好ましい。 In the above formula (I), since Ar to which a carbonyl is bonded is involved in the absorption wavelength of ultraviolet light, when the wavelength is increased, it is preferable to use a structure having a long conjugation length such as naphthylene or biphenylene. Further, Ar may be substituted by a substituent, and such a substituent is preferably an electron donative organic group such as an alkyl group, a hydroxyl group, an alkoxy group, an amino group and the like.
式(I)中、Arがナフチレンやビフェニレンのような構造になると溶解性が悪くなり、合成の難易度も高くなる。紫外線の波長が250nm〜380nmの範囲であればフェニル基でも十分な特性が得られるため、フェニル基が最も好ましい。
また、R1、R2は、それぞれ独立して炭素原子数1〜10のアルキル基、アルコキシ基、ベンジル基、又はフェネチル基であり、アルキル基やアルコキシ基の場合、R1、R2で環を形成していてもよい。
In the formula (I), when Ar has a structure such as naphthylene or biphenylene, the solubility becomes worse, and the degree of difficulty in synthesis also increases. If the wavelength of ultraviolet light is in the range of 250 nm to 380 nm, sufficient characteristics can be obtained even with a phenyl group, so a phenyl group is most preferable.
R 1 and R 2 each independently represent an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group, a benzyl group or a phenethyl group, and in the case of an alkyl group or an alkoxy group, R 1 and R 2 are rings May be formed.
式(I)中、Qは、電子供与性の有機基が好ましく、下記が好ましい。
Qがアミノ誘導体の場合、ポリイミドの前駆体であるポリアミック酸の重合の際に、発生するカルボン酸基とアミノ基が塩を形成するなどの不具合が生じる可能性があるため、より好ましくはヒドロキシル基又はアルコキシル基である。
In the formula (I), Q is preferably an electron donating organic group, and the following is preferable.
When Q is an amino derivative, it is more preferable to use a hydroxyl group, since problems such as formation of a salt with the generated carboxylic acid group and amino group may occur during polymerization of polyamic acid which is a precursor of polyimide Or an alkoxyl group.
液晶配向剤を含有する重合体として、ポリイミド前駆体及び又はポリイミドを使用し、上記式(I)の構造を側鎖に導入しようとする場合、かかる式(I)の側鎖構造にするのが原料のハンドリング性や重合体の合成のし易さからして好ましい。
上記式(I)における紫外線照射によりラジカルを発生する部位は、具体的には、以下が好ましい。特に、得られる液晶表示素子の信頼性の点から、(b)又は(c)が好ましい。
Specifically, the site which generates a radical upon irradiation with ultraviolet light in the above formula (I) is preferably the following. In particular, from the viewpoint of the reliability of the liquid crystal display element obtained, (b) or (c) is preferable.
なお、式(I)において、−T1−S−T2−は、ジアミノベンゼンと紫外線照射によりラジカルを発生する部位を繋ぐ連結基の役割をする。T1、T2はそれぞれ独立して、単結合、−O−、−S−、−COO−、−OCO−、−NHCO−、−CONH−、−NH−、−CH2O−、−N(CH3)−、−CON(CH3)−、又は−N(CH3)CO−である。Sは単結合、又はフッ素原子によって置換されていてもよい炭素原子数1〜20のアルキレン基(但し、アルキレン基の-CH2-又はCF2-は-CH=CH-で任意に置換されていてもよく、次のいずれかの基が互いに隣り合わない場合、これらの基に置換されていてもよい;−O−、−COO−、−OCO−、−NHCO−、−CONH−、−NH−、二価の炭素環若しくは複素環である。)である。特に、T2は、合成難易度の点で−O−が最も好ましい。またSは、合成難易度や溶解性の点で炭素数が2〜10、より好ましくは4〜8のアルキレン基が好ましい。 In the formula (I), -T 1 -S-T 2 -plays a role of a linking group which links diaminobenzene and a site which generates a radical upon irradiation with ultraviolet light. T 1 and T 2 are each independently a single bond, -O-, -S-, -COO-, -OCO-, -NHCO-, -CONH-, -NH-, -CH 2 O-, -N (CH 3) -, - CON (CH 3) -, or -N (CH 3) a CO-. S is a single bond or an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms which may be substituted by a fluorine atom (however, -CH 2 -or CF 2-of the alkylene group is optionally substituted by -CH = CH- And any of the following groups may not be adjacent to each other, may be substituted by these groups; -O-, -COO-, -OCO-, -NHCO-, -CONH-, -NH And is a divalent carbocycle or heterocycle. In particular, T 2 is most preferably —O— in terms of synthesis difficulty. S is preferably an alkylene group having a carbon number of 2 to 10, more preferably 4 to 8 in view of synthesis difficulty and solubility.
<液晶を垂直に配向させる側鎖>
本発明の液晶配向剤に含有される重合体は、上記式(I)で表される側鎖以外に、液晶を垂直に配向させる側鎖を有するのが好ましい。液晶を垂直に配向させる側鎖は、下記の式[II−1]又は式[II−2]で表される。
It is preferable that the polymer contained in the liquid crystal aligning agent of this invention has the side chain which orientates a liquid crystal perpendicularly | vertically other than the side chain represented by said Formula (I). The side chain which vertically aligns liquid crystal is represented by the following formula [II-1] or formula [II-2].
なかでも、X1は、原料の入手性や合成の容易さの点から、単結合、−(CH2)a−(aは1〜15の整数である)、−O−、−CH2O−又はCOO−が好ましく、より好ましいのは、単結合、−(CH2)a−(aは1〜10の整数である)、−O−、−CH2O−又はCOO−である。なかでも、X2は、単結合又は(CH2)b−(bは1〜10の整数である)が好ましい。X3は、なかでも、合成の容易さの点から、単結合、−(CH2)c−(cは1〜15の整数である)、−O−、−CH2O−又はCOO−が好ましく、より好ましいのは、単結合、−(CH2)c−(cは1〜10の整数である)、−O−、−CH2O−又はCOO−である。 Among them, X 1 is a single bond,-(CH 2 ) a- (a is an integer of 1 to 15), -O- or -CH 2 O from the viewpoint of availability of raw materials and easiness of synthesis. - or COO-, and more preferred are a single bond, - (CH 2) a - (a is an integer of 1 to 10), - O -, - is a CH 2 O- or COO-. Among them, X 2 is preferably a single bond or (CH 2 ) b- (b is an integer of 1 to 10). Among them, X 3 is a single bond,-(CH 2 ) c- (wherein c is an integer of 1 to 15), -O-, -CH 2 O- or COO- from the viewpoint of easiness of synthesis. preferably, more preferred are a single bond, - (CH 2) c - (c is an integer of 1 to 10), - O -, - CH 2 O- or COO-.
なかでも、X4は、合成の容易さの点から、ベンゼン環、シクロへキサン環又はステロイド骨格を有する炭素数17〜51の有機基が好ましい。X5は、なかでも、ベンゼン環又はシクロへキサン環が好ましい。nは、なかでも、原料の入手性や合成の容易さの点から、0〜3が好ましく、より好ましいのは、0〜2である。
X6は、なかでも、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1〜10のフッ素含有アルキル基、炭素数1〜18のアルコキシル基又は炭素数1〜10のフッ素含有アルコキシル基が好ましい。より好ましくは、炭素数1〜12のアルキル基又は炭素数1〜12のアルコキシル基である。特に好ましくは、炭素数1〜9のアルキル基又は炭素数1〜9のアルコキシル基である。
Among them, X 4 is preferably a C 17 -C 51 organic group having a benzene ring, a cyclohexane ring or a steroid skeleton from the viewpoint of easiness of synthesis. Among them, X 5 is preferably a benzene ring or a cyclohexane ring. Among these, n is preferably 0 to 3 and more preferably 0 to 2 in view of availability of raw materials and easiness of synthesis.
Among them, X 6 is preferably an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, a fluorine-containing alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 18 carbon atoms or a fluorine-containing alkoxyl group having 1 to 10 carbon atoms. More preferably, it is a C1-C12 alkyl group or a C1-C12 alkoxyl group. Especially preferably, they are a C1-C9 alkyl group or a C1-C9 alkoxyl group.
式[II−1]におけるX1、X2、X3、X4、X5、X6及びnの好ましい組み合わせとしては、国際公開公報WO2011/132751(2011.10.27公開)の13頁〜34頁の表6〜表47に掲載される(2−1)〜(2−629)と同じ組み合わせが挙げられる。なお、国際公開公報の各表では、本発明におけるX1〜X6が、Y1〜Y6として示されているが、Y1〜Y6は、X1〜X6と読み替えるものとする。
また、国際公開公報の各表に掲載される(2−605)〜(2−629)では、本発明におけるステロイド骨格を有する炭素数17〜51の有機基が、ステロイド骨格を有する炭素数12〜25の有機基と示されているが、ステロイド骨格を有する炭素数12〜25の有機基は、ステロイド骨格を有する炭素数17〜51の有機基と読み替えるものとする。なかでも、(2−25)〜(2−96)、(2−145)〜(2−168)、(2−217)〜(2−240)、(2−268)〜(2−315)、(2−364)〜(2−387)、(2−436)〜(2−483)又は(2−603)〜(2−615)の組み合わせが好ましい。特に好ましい組み合わせは、(2−49)〜(2−96)、(2−145)〜(2−168)、(2−217)〜(2−240)、(2−603)〜(2−606)、(2−607)〜(2−609)、(2−611)、(2−612)又は(2−624)である。
As a preferable combination of X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 , X 6 and n in the formula [II-1], page 13 of International Publication WO 2011/132751 (released on 2011.10.27) The same combination as (2-1) to (2-629) listed in Tables 6 to 47 on page 34 can be mentioned. In each table of International Publication, X 1 to X 6 in the present invention is shown as Y1 to Y6, Y1 to Y6, shall read X 1 to X 6.
In addition, in (2-605) to (2-629) listed in each table of the international publication, an organic group having 17 to 51 carbon atoms having a steroid skeleton in the present invention has 12 to 12 carbon atoms having a steroid skeleton. Although indicated as 25 organic groups, an organic group having 12 to 25 carbon atoms having a steroid skeleton is to be read as an organic group having 17 to 51 carbon atoms having a steroid skeleton. Among them, (2-25) to (2-96), (2-145) to (2-168), (2-217) to (2-240), (2-268) to (2-315) And (2-364) to (2-387), (2-436) to (2-483), or a combination of (2-603) to (2-615) is preferable. Particularly preferred combinations are (2-49) to (2-96), (2-145) to (2-168), (2-217) to (2-240), and (2-603) to (2-). 606), (2-607) to (2-609), (2-611), (2-612) or (2-624).
式[II−2]中、X7、X8は、上記で定義されたとおりである。なかでも、X7は、単結合、−O−、−CH2O−、−CONH−、−CON(CH3)−又はCOO−が好ましく、より好ましくは、単結合、−O−、−CONH−又はCOO−である。X8は、なかでも、炭素数8〜18のアルキル基が好ましい。
In formula [II-2], X 7 and X 8 are as defined above. Among them, X 7 is preferably a single bond, -O-, -CH 2 O-, -CONH-, -CON (CH 3 )-or COO-, more preferably a single bond, -O-, -CONH -Or COO-. Among them, X 8 is preferably an alkyl group having 8 to 18 carbon atoms.
液晶を垂直に配向させる側鎖としては、高くて安定な液晶の垂直配向性を得ることができる点から、式[II−1]で示される構造を用いることが好ましい。
なお、液晶を垂直に配向させる側鎖を有する重合体が液晶を垂直に配向させる能力は、液晶を垂直に配向させる側鎖の構造によって異なるが、一般的に、液晶を垂直に配向させる側鎖の量が多くなると液晶を垂直に配向させる能力は上がり、少なくなると下がる。また、環状構造を有すると、環状構造を有さないものと比較して、液晶を垂直に配向させる能力が高い傾向がある。
As a side chain for vertically aligning liquid crystal, it is preferable to use a structure represented by formula [II-1] from the viewpoint that high and stable vertical alignment of liquid crystal can be obtained.
The ability of a polymer having side chains for vertically aligning liquid crystals to vertically align liquid crystals varies depending on the structure of side chains for vertically aligning liquid crystals, but in general, the side chains for vertically aligning liquid crystals The ability to align liquid crystals vertically increases as the amount of increases, and decreases as it decreases. Moreover, when it has a cyclic structure, the ability to align liquid crystals vertically tends to be higher than that without a cyclic structure.
<光反応性の側鎖>
本発明の液晶配向剤に含有される重合体は、上記式(I)で表される側鎖以外に、光反応性の側鎖を有していてもよい。光反応性の側鎖は、紫外線(UV)等の光の照射によって反応し、共有結合を形成し得る官能基(以下、光反応性基ともいう。)を有する。
光反応性の側鎖は、重合体の主鎖に直接結合していてもよく、また、結合基を介して結合していてもよい。光反応性の側鎖は、例えば、下記式(III)で表される。
The polymer contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention may have a photoreactive side chain in addition to the side chain represented by the above formula (I). The photoreactive side chain has a functional group (hereinafter, also referred to as a photoreactive group) capable of reacting by irradiation of light such as ultraviolet light (UV) to form a covalent bond.
The photoreactive side chain may be directly bonded to the main chain of the polymer, or may be linked via a linking group. The photoreactive side chain is represented, for example, by the following formula (III).
式(III)中、R8、R9、R10は、上記で定義されたとおりである。なかでも、R8は、単結合、−O−、−COO−、−NHCO、又は−CONH−が好ましい。R9は、通常の有機合成的手法で形成させることができるが、合成の容易性の観点から、単結合又は、炭素数1〜12のアルキレン基が好ましい。 In formula (III), R 8 , R 9 , R 10 are as defined above. Among them, R 8 is preferably a single bond, -O-, -COO-, -NHCO or -CONH-. R 9 can be formed by a general organic synthetic method, but a single bond or an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms is preferable from the viewpoint of easiness of synthesis.
また、R9の任意の−CH2−を置き換える二価の炭素環若しくは複素環は、具体的には以下のものが例示される。
R10は、光反応性の点から、メタクリル基、アクリル基又はビニル基であることが好ましい。
光反応性の側鎖の存在量は、紫外線の照射によって反応し共有結合を形成することにより液晶の応答速度を速めることができる範囲であることが好ましく、液晶の応答速度をより速めるためには、他の特性に影響が出ない範囲で、可能な限り多いことが好ましい。
R 10 is preferably a methacryl group, an acryl group or a vinyl group from the viewpoint of photoreactivity.
The amount of the photoreactive side chain is preferably in the range in which the response speed of the liquid crystal can be accelerated by reacting to form a covalent bond by irradiation of ultraviolet light, and in order to further accelerate the response speed of the liquid crystal Preferably, as many as possible, as long as other properties are not affected.
<液晶配向剤を形成する重合体>
特定側鎖を有するポリイミド前駆体及び該ポリイミド前駆体をイミド化したポリイミドを製造する方法は特に限定されない。例えば、特定側鎖を有するジアミンとテトラカルボン酸二無水物を重合させる方法、特定側鎖を含有するテトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物を重合させる方法、テトラカルボン酸二無水物とジアミンを重合させた後に、特定側鎖を含有する化合物を何らかの反応により重合体に修飾させる方法などが挙げられる。なかでも、製造の容易性の観点より、特定側鎖を含有するジアミン化合物とテトラカルボン酸二無水物を重合させる方法が好ましい。
<Polymer Forming Liquid Crystal Alignment Agent>
The polyimide precursor having a specific side chain and the method for producing a polyimide obtained by imidizing the polyimide precursor are not particularly limited. For example, a method of polymerizing a diamine having a specific side chain and tetracarboxylic acid dianhydride, a method of polymerizing a tetracarboxylic acid dianhydride containing a specific side chain and a diamine compound, polymerizing tetracarboxylic acid dianhydride and a diamine After the reaction, a method of modifying a compound containing a specific side chain to a polymer by any reaction may be mentioned. Among them, a method of polymerizing a diamine compound containing a specific side chain and tetracarboxylic acid dianhydride is preferable from the viewpoint of easiness of production.
特定側鎖に加え、液晶を垂直に配向させる側鎖及び/又は光反応性側鎖を有するポリイミド前駆体、及び該ポリイミド前駆体をイミド化したポリイミドを製造する方法についても前述と同様の方法が挙げられる。その好ましい方法も、同様に、液晶を垂直に配向させる側鎖を含有するジアミン化合物及び/又は光反応性側鎖を含有するジアミン化合物と、テトラカルボン酸二無水物を重合させる方法が好ましい。 The same method as described above is also applied to a polyimide precursor having a side chain and / or a photoreactive side chain for vertically aligning liquid crystal in addition to a specific side chain, and a method for producing a polyimide obtained by imidating the polyimide precursor. It can be mentioned. The preferred method is also a method of polymerizing tetracarboxylic acid dianhydride with a diamine compound containing side chains for vertically aligning liquid crystal and / or a light reactive side chain.
<特定ジアミン>
本発明の液晶配向剤を形成する上記の重合体の製造に使用されるジアミン(以下、特定ジアミンともいう。)は、紫外線照射により分解しラジカルが発生する部位を側鎖として有する。
The diamine (hereinafter, also referred to as a specific diamine) used for the production of the above-mentioned polymer forming the liquid crystal aligning agent of the present invention has, as a side chain, a site which is decomposed by ultraviolet irradiation to generate radicals.
式(I)におけるジアミノベンゼンは、o−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、又はp−フェニレンジアミンのいずれでの構造でもよいが、酸二無水物との反応性の点では、m−フェニレンジアミン、又はp−フェニレンジアミンが好ましい。
特定アミンとしては、合成の容易さ、汎用性の高さ、特性などの点から、下記式で表される構造が最も好ましい。なお、式中nは2〜8の整数である。
The specific amine is most preferably a structure represented by the following formula in terms of easiness of synthesis, high versatility, properties and the like. In the formula, n is an integer of 2 to 8.
<特定ジアミンの合成>
本発明において、特定ジアミンは、各ステップを経てジニトロ体、或いは、還元工程で除去可能な保護基を施したアミノ基を有するモノニトロ体、或いは、ジアミンを合成し、通常用いる還元反応にてニトロ基をアミノ基に変換あるいは保護基を脱保護することにより得ることができる。
ジアミン前駆体の合成法は、種々方法があるが、例えば、紫外線照射にてラジカルが発生する部位を合成し、スペーサー部位を導入した後、ジニトロベンゼンと結合させる方法を以下に示す。なお、式中nは2〜8の整数である。
In the present invention, the specific diamine is a dinitro compound through each step, or a mononitro compound having an amino group to which a protective group removable in the reduction step is applied, or a diamine is synthesized and a nitro group is used in a commonly used reduction reaction. Can be obtained by converting into an amino group or deprotecting a protecting group.
There are various methods for synthesizing a diamine precursor. For example, a method of synthesizing a site where radicals are generated by ultraviolet irradiation, introducing a spacer site, and combining with a dinitrobenzene is shown below. In the formula, n is an integer of 2 to 8.
上記反応の場合、ヒドロキシル基が二箇所存在しているものを用いているが、塩基(触媒)の種類や仕込み比を最適化することで選択的に合成することができる。
なお、使用する塩基は特に限定はされないが、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸セシウムなどの無機塩基、ピリジン、ジメチルアミノピリジン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミンなどの有機塩基などが好ましい。
ジアミン前駆体であるジニトロ化合物を還元する方法は、特に制限はなく、通常、パラジウムカーボン、酸化白金、ラネーニッケル、白金カーボン、ロジウム−アルミナ、硫化白金カーボンなどを触媒として用い、酢酸エチル、トルエン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アルコール系などの溶媒中、水素ガス、ヒドラジン、塩化水素などによって還元を行う方法がある。必要に応じてオートクレープなどを用いてもよい。
In the case of the above reaction, one having two hydroxyl groups is used, but it can be selectively synthesized by optimizing the type of the base (catalyst) and the preparation ratio.
The base used is not particularly limited, but is preferably an inorganic base such as potassium carbonate, sodium carbonate or cesium carbonate, an organic base such as pyridine, dimethylaminopyridine, trimethylamine, triethylamine or tributylamine.
The method of reducing the dinitro compound which is a diamine precursor is not particularly limited, and usually, palladium carbon, platinum oxide, Raney nickel, platinum carbon, rhodium-alumina, platinum sulfide carbon or the like is used as a catalyst, ethyl acetate, toluene, tetrahydrofuran There is a method of reduction with hydrogen gas, hydrazine, hydrogen chloride or the like in a solvent such as dioxane or alcohol. You may use an autoclave etc. as needed.
一方、構造に不飽和結合部位を含む場合、パラジウムカーボンや白金カーボンなどを用いると不飽和結合部位が還元されてしまい、飽和結合となってしまう恐れがあるため、好ましい条件としては還元鉄や錫、塩化錫などの遷移金属や、被毒されたパラジウムカーボンや白金カーボン、鉄がドープされた白金カーボンなどを触媒として用いた還元条件などが好ましい。
また、ベンジル基などで保護されたジアミノベンゼン誘導体からも同様に上記還元工程で脱保護することで本発明のジアミンを得ることができる。
特定ジアミンは、ポリアミック酸の合成に用いるジアミン成分の好ましくは10〜80モル%を用いることが好ましく、より好ましくは20〜60モル%、特に好ましくは30〜50モル%である。
On the other hand, in the case where the structure contains an unsaturated bond site, if palladium carbon or platinum carbon is used, the unsaturated bond site may be reduced and it may become a saturated bond. Preferred conditions include reduced iron and tin Preferred are reduction conditions using, as a catalyst, a transition metal such as tin chloride, poisoned palladium carbon or platinum carbon, platinum carbon doped with iron, or the like.
In addition, the diamine of the present invention can be obtained by deprotecting a diaminobenzene derivative protected by a benzyl group or the like in the same manner in the reduction step.
The specific diamine is preferably used in an amount of 10 to 80% by mole, more preferably 20 to 60% by mole, and particularly preferably 30 to 50% by mole of the diamine component used for the synthesis of the polyamic acid.
<液晶を垂直に配向させる側鎖を有するジアミン>
液晶を垂直に配向させる側鎖をポリイミド系重合体に導入する方法は、特定側鎖構造を有するジアミンをジアミン成分の一部に用いることが好ましい。特に下記の式[2]で示されるジアミン(特定側鎖型ジアミン化合物ともいう)を用いることが好ましい。
It is preferable to use the diamine which has a specific side chain structure as a part of diamine component in the method of introduce | transducing the side chain which orientates a liquid crystal perpendicularly | vertically into a polyimide-type polymer. In particular, it is preferable to use a diamine represented by the following formula [2] (also referred to as a specific side chain type diamine compound).
特定側鎖型ジアミンとしては、高くて安定な液晶の垂直配向性を得ることができる点から、下記の式[2−1]で示されるジアミンを用いることが好ましい。
上記式[2−1]におけるX1、X2、X3、X4、X5、及びnは、上記式[II−1]におけるそれぞれで定義されたのと同じであり、また、それぞれの好ましいものも、上記式[II−1]におけるそれぞれで定義されたのと同じである。
なお、式[2−1]中、mは1〜4の整数である。好ましくは、1の整数である。
As the specific side chain type diamine, it is preferable to use a diamine represented by the following formula [2-1] from the viewpoint that high and stable vertical alignment of liquid crystal can be obtained.
X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 and n in the above formula [2-1] are the same as defined in each of the above formula [II-1], and Preferred ones are also the same as defined in each of the above Formula [II-1].
In the formula [2-1], m is an integer of 1 to 4. Preferably, it is an integer of 1.
特定側鎖型ジアミンは、具体的には、例えば、下記の式[2a−1]〜式[2a−31]で示される構造が挙げられる。
上記式[2a−1]〜[2a−31]中、特に好ましいのは、式[2a−1]〜式[2a−6]、式[2a−9]〜式[2a−13]又は式[2a−22]〜式[2a−31]である。 Among the above formulas [2a-1] to [2a-31], particularly preferable ones are the formulas [2a-1] to [2a-6], [2a-9] to [2a-13] or [Formula 2] 2a-22] to the formula [2a-31].
また、前記式[II−2]で示される特定側鎖構造を有するジアミンとしては、下記の式[2b−1]〜[2b−10]で示されるジアミンが挙げられる。
上記式[2b−5]〜式[2b−10]中、A1は−COO−、−OCO−、−CONH−、−NHCO−、−CH2−、−O−、−CO−又はNH−を示し、A2は炭素数1〜22の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基又は炭素数1〜22の直鎖状若しくは分岐状のフッ素含有アルキル基を示す。
上記のジアミンは、液晶配向膜とした際の液晶配向性、プレチルト角、電圧保持特性、蓄積電荷などの特性に応じて、1種又は2種以上を混合して使用することもできる。
In the above formulas [2b-5] to [2b-10], A 1 is -COO-, -OCO-, -CONH-, -NHCO-, -CH 2- , -O-, -CO- or NH- And A 2 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 22 carbon atoms or a linear or branched fluorine-containing alkyl group having 1 to 22 carbon atoms.
The above diamines may be used alone or in combination of two or more, according to the properties such as liquid crystal alignment property, pretilt angle, voltage holding property, accumulated charge, etc. when forming a liquid crystal alignment film.
上記の液晶を垂直に配向させる側鎖を有するジアミンは、ポリアミック酸の合成に用いるジアミン成分の5〜50モル%用いることが好ましく、より好ましくはジアミン成分の10〜40モル%であり、特に好ましくは15〜30モル%である。
液晶を垂直に配向させる側鎖を有するジアミンを用いると、応答速度の向上や液晶の配向固定化能力の点で特に優れる。
It is preferable to use 5 to 50 mol% of the diamine component used in the synthesis of the polyamic acid, more preferably 10 to 40 mol% of the diamine component, and particularly preferably the diamine having a side chain for vertically orienting the liquid crystal. Is 15 to 30 mol%.
The use of a diamine having a side chain that vertically aligns the liquid crystal is particularly excellent in terms of the improvement of the response speed and the ability to fix the alignment of the liquid crystal.
<光反応性側鎖を含有するジアミン>
光反応性の側鎖を有するジアミンとしては、例えば、式(3)で表される側鎖を有するジアミンであり、具体的には、下記の一般式(3)で表されるジアミンを挙げることができるが、これに限定されるものではない。
Examples of the diamine having a photoreactive side chain include diamines having a side chain represented by Formula (3), and specifically, diamines represented by the following General Formula (3) But not limited thereto.
式(3)における二つのアミノ基(−NH2)の結合位置は限定されない。具体的には、側鎖の結合基に対して、ベンゼン環上の2,3の位置、2,4の位置、2,5の位置、2,6の位置、3,4の位置、3,5の位置が挙げられる。なかでも、ポリアミック酸を合成する際の反応性の観点から、2,4の位置、2,5の位置、又は3,5の位置が好ましい。ジアミンを合成する際の容易性も加味すると、2,4の位置、又は3,5の位置がより好ましい。 The bonding position of the two amino groups (-NH 2 ) in the formula (3) is not limited. Specifically, with respect to the linking group of the side chain, the 2, 3 positions, 2, 4 positions, 2, 5 positions, 2, 6 positions, 3, 4 positions, 3, 4 positions on the benzene ring There are 5 positions. Among them, from the viewpoint of reactivity when synthesizing a polyamic acid, the positions of 2, 4, 2, 5, or 3, 5 are preferable. The positions of 2, 4 or 3, 5 are more preferable in consideration of the ease of synthesis of the diamine.
光反応性の側鎖を有するジアミンは、具体的には以下のものが挙げられる。
また、光反応性の側鎖を有するジアミンとしては、下記式で表わされる光二量化反応を起こす基及び光重合反応を起こす基を側鎖に有するジアミンも挙げられる。
上記式中、Y1は−CH2−、−O−、−CONH−、−NHCO−、−COO−、−OCO−、−NH−、又は−CO−を表す。Y2は、炭素数1〜30のアルキレン基、二価の炭素環若しくは複素環であり、このアルキレン基、二価の炭素環若しくは複素環の1つ又は複数の水素原子は、フッ素原子若しくは有機基で置換されていてもよい。Y2は、次の基が互いに隣り合わない場合、−CH2−がこれらの基に置換されていてもよい;−O−、−NHCO−、−CONH−、−COO−、−OCO−、−NH−、−NHCONH−、−CO−。Y3は、−CH2−、−O−、−CONH−、−NHCO−、−COO−、−OCO−、−NH−、−CO−、又は単結合を表す。Y4はシンナモイル基を表す。Y5は単結合、炭素数1〜30のアルキレン基、二価の炭素環若しくは複素環であり、このアルキレン基、二価の炭素環若しくは複素環の1つ又は複数の水素原子は、フッ素原子若しくは有機基で置換されていてもよい。Y5は、次の基が互いに隣り合わない場合、−CH2−がこれらの基に置換されていてもよい;−O−、−NHCO−、−CONH−、−COO−、−OCO−、−NH−、−NHCONH−、−CO−。Y6はアクリル基又はメタクリル基である光重合性基を示す。 In the above formulae, Y 1 represents -CH 2- , -O-, -CONH-, -NHCO-, -COO-, -OCO-, -NH-, or -CO-. Y 2 is an alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, a divalent carbon ring or a heterocyclic ring, and one or more hydrogen atoms of this alkylene group, a divalent carbon ring or a heterocyclic ring are a fluorine atom or an organic It may be substituted by a group. In Y 2 , when the following groups are not adjacent to each other, -CH 2- may be substituted by these groups; -O-, -NHCO-, -CONH-, -COO-, -OCO-, -NH-, -NHCONH-, -CO-. Y 3 is, -CH 2 -, - O - , - CONH -, - NHCO -, - COO -, - OCO -, - NH -, - CO-, or a single bond. Y 4 represents a cinnamoyl group. Y 5 is a single bond, an alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, a divalent carbon ring or a heterocyclic ring, and one or more hydrogen atoms of this alkylene group, a divalent carbon ring or a heterocyclic ring are fluorine atoms Or may be substituted by an organic group. In Y 5 , when the following groups are not adjacent to each other, -CH 2- may be substituted by these groups; -O-, -NHCO-, -CONH-, -COO-, -OCO-, -NH-, -NHCONH-, -CO-. Y 6 represents a photopolymerizable group which is an acrylic group or a methacrylic group.
上記光反応性の側鎖を有するジアミンは、液晶配向膜とした際の液晶配向性、プレチルト角、電圧保持特性、蓄積電荷などの特性、液晶表示素子とした際の液晶の応答速度などに応じて、1種類又は2種類以上を混合して使用できる。
また、光反応性の側鎖を有するジアミンは、ポリアミック酸の合成に用いるジアミン成分の10〜70モル%を用いることが好ましく、より好ましくは20〜60モル%、特に好ましくは30〜50モル%である。
The diamine having the photoreactive side chain is selected according to the liquid crystal alignment property, the pretilt angle, the voltage holding property, the characteristics such as the accumulated charge when the liquid crystal alignment film is formed, and the response speed of the liquid crystal when the liquid crystal display element is formed. It is possible to use one or two or more kinds in combination.
The diamine having a photoreactive side chain is preferably used in an amount of 10 to 70% by mole, more preferably 20 to 60% by mole, and particularly preferably 30 to 50% by mole of the diamine component used in the synthesis of the polyamic acid. It is.
<その他のジアミン>
なお、ポリイミド前駆体及び/又は、ポリイミドを製造する場合、本発明の効果を損わない限りにおいて、上記したジアミン以外のその他のジアミンをジアミン成分として併用することができる。具体的には、例えば、p−フェニレンジアミン、2,3,5,6−テトラメチル−p−フェニレンジアミン、2,5−ジメチル−p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、2,4−ジメチル−m−フェニレンジアミン、2,5−ジアミノトルエン、2,6−ジアミノトルエン、2,5−ジアミノフェノール、2,4−ジアミノフェノール、3,5−ジアミノフェノール、3,5−ジアミノベンジルアルコール、2,4−ジアミノベンジルアルコール、4,6−ジアミノレゾルシノール、4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジヒドロキシ−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジカルボキシ−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジフルオロ−4,4’−ビフェニル、3,3’−トリフルオロメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、3,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジアミノビフェニル、2,2’−ジアミノビフェニル、2,3’−ジアミノビフェニル、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、3,4’−ジアミノジフェニルメタン、2,2’−ジアミノジフェニルメタン、2,3’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、2,2’−ジアミノジフェニルエーテル、2,3’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−スルホニルジアニリン、3,3’−スルホニルジアニリン、ビス(4−アミノフェニル)シラン、ビス(3−アミノフェニル)シラン、ジメチル−ビス(4−アミノフェニル)シラン、ジメチル−ビス(3−アミノフェニル)シラン、4,4’−チオジアニリン、3,3’−チオジアニリン、4,4’−ジアミノジフェニルアミン、3,3’−ジアミノジフェニルアミン、3,4’−ジアミノジフェニルアミン、2,2’−ジアミノジフェニルアミン、2,3’−ジアミノジフェニルアミン、N−メチル(4,4’−ジアミノジフェニル)アミン、N−メチル(3,3’−ジアミノジフェニル)アミン、N−メチル(3,4’−ジアミノジフェニル)アミン、N−メチル(2,2’−ジアミノジフェニル)アミン、N−メチル(2,3’−ジアミノジフェニル)アミン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、3,3’−ジアミノベンゾフェノン、3,4’−ジアミノベンゾフェノン、1,4−ジアミノナフタレン、2,2’−ジアミノベンゾフェノン、2,3’−ジアミノベンゾフェノン、1,5−ジアミノナフタレン、1,6−ジアミノナフタレン、1,7−ジアミノナフタレン、1,8−ジアミノナフタレン、2,5−ジアミノナフタレン、2,6ジアミノナフタレン、2,7−ジアミノナフタレン、2,8−ジアミノナフタレン、1,2−ビス(4−アミノフェニル)エタン、1,2−ビス(3−アミノフェニル)エタン、1,3−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、1,3−ビス(3−アミノフェニル)プロパン、1,4−ビス(4−アミノフェニル)ブタン、1,4−ビス(3−アミノフェニル)ブタン、ビス(3,5−ジエチル−4−アミノフェニル)メタン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェニル)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェニル)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノベンジル)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’−[1,4−フェニレンビス(メチレン)]ジアニリン、4,4’−[1,3−フェニレンビス(メチレン)]ジアニリン、3,4’−[1,4−フェニレンビス(メチレン)]ジアニリン、3,4’−[1,3−フェニレンビス(メチレン)]ジアニリン、3,3’−[1,4−フェニレンビス(メチレン)]ジアニリン、3,3’−[1,3−フェニレンビス(メチレン)]ジアニリン、1,4−フェニレンビス[(4−アミノフェニル)メタノン]、1,4−フェニレンビス[(3−アミノフェニル)メタノン]、1,3−フェニレンビス[(4−アミノフェニル)メタノン]、1,3−フェニレンビス[(3−アミノフェニル)メタノン]、1,4−フェニレンビス(4−アミノベンゾエート)、1,4−フェニレンビス(3−アミノベンゾエート)、1,3−フェニレンビス(4−アミノベンゾエート)、1,3−フェニレンビス(3−アミノベンゾエート)、ビス(4−アミノフェニル)テレフタレート、ビス(3−アミノフェニル)テレフタレート、ビス(4−アミノフェニル)イソフタレート、ビス(3−アミノフェニル)イソフタレート、N,N’−(1,4−フェニレン)ビス(4−アミノベンズアミド)、N,N’−(1,3−フェニレン)ビス(4−アミノベンズアミド)、N,N’−(1,4−フェニレン)ビス(3−アミノベンズアミド)、N,N’−(1,3−フェニレン)ビス(3−アミノベンズアミド)、N,N’−ビス(4−アミノフェニル)テレフタルアミド、N,N’−ビス(3−アミノフェニル)テレフタルアミド、N,N’−ビス(4−アミノフェニル)イソフタルアミド、N,N’−ビス(3−アミノフェニル)イソフタルアミド、9,10−ビス(4−アミノフェニル)アントラセン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ジフェニルスルホン、2,2’−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2’−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2’−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2’−ビス(3−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2’−ビス(3−アミノ−4−メチルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2’−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、2,2’−ビス(3−アミノフェニル)プロパン、2,2’−ビス(3−アミノ−4−メチルフェニル)プロパン、3,5−ジアミノ安息香酸、2,5−ジアミノ安息香酸、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)プロパン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)プロパン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ブタン、1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)ブタン、1,5−ビス(4−アミノフェノキシ)ペンタン、1,5−ビス(3−アミノフェノキシ)ペンタン、1,6−ビス(4−アミノフェノキシ)へキサン、1,6−ビス(3−アミノフェノキシ)へキサン、1,7−ビス(4−アミノフェノキシ)ヘプタン、1,7−(3−アミノフェノキシ)ヘプタン、1,8−ビス(4−アミノフェノキシ)オクタン、1,8−ビス(3−アミノフェノキシ)オクタン、1,9−ビス(4−アミノフェノキシ)ノナン、1,9−ビス(3−アミノフェノキシ)ノナン、1,10−(4−アミノフェノキシ)デカン、1,10−(3−アミノフェノキシ)デカン、1,11−(4−アミノフェノキシ)ウンデカン、1,11−(3−アミノフェノキシ)ウンデカン、1,12−(4−アミノフェノキシ)ドデカン、1,12−(3−アミノフェノキシ)ドデカンなどの芳香族ジアミン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(4−アミノ−3−メチルシクロヘキシル)メタンなどの脂環式ジアミン、1,3−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタン、1,5−ジアミノペンタン、1,6−ジアミノへキサン、1,7−ジアミノヘプタン、1,8−ジアミノオクタン、1,9−ジアミノノナン、1,10−ジアミノデカン、1,11−ジアミノウンデカン、1,12−ジアミノドデカンなどの脂肪族ジアミンが挙げられる。
<Other diamines>
In addition, when manufacturing a polyimide precursor and / or a polyimide, as long as the effect of this invention is not impaired, other diamine other than the above-described diamine can be used together as a diamine component. Specifically, for example, p-phenylenediamine, 2,3,5,6-tetramethyl-p-phenylenediamine, 2,5-dimethyl-p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 2,4-dimethyl- m-phenylenediamine, 2,5-diaminotoluene, 2,6-diaminotoluene, 2,5-diaminophenol, 2,4-diaminophenol, 3,5-diaminophenol, 3,5-diaminobenzyl alcohol, 2, 4-diaminobenzyl alcohol, 4,6-diaminoresorcinol, 4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-dimethoxy-4,4'-diaminobiphenyl 3,3'-Dihydroxy-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-dicarboxy-4,4'-diaminobiphenyl Nil, 3,3'-difluoro-4,4'-biphenyl, 3,3'-trifluoromethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 3,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-diaminobiphenyl, 2 2,2′-diaminobiphenyl, 2,3′-diaminobiphenyl, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 3,3′-diaminodiphenylmethane, 3,4′-diaminodiphenylmethane, 2,2′-diaminodiphenylmethane, 2,3 '-Diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylether, 3,3'-diaminodiphenylether, 3,4'-diaminodiphenylether, 2,2'-diaminodiphenylether, 2,3'-diaminodiphenylether, 4,4'- Sulfonyldianiline, 3,3'-sulfonyldianiline, bis (4-aminophenyl) ring Orchid, bis (3-aminophenyl) silane, dimethyl-bis (4-aminophenyl) silane, dimethyl-bis (3-aminophenyl) silane, 4,4'-thiodianiline, 3,3'-thiodianiline, 4,4 '-Diaminodiphenylamine, 3,3'-diaminodiphenylamine, 3,4'-diaminodiphenylamine, 2,2'-diaminodiphenylamine, 2,3'-diaminodiphenylamine, N-methyl (4,4'-diaminodiphenyl) amine N-methyl (3,3'-diaminodiphenyl) amine, N-methyl (3,4'-diaminodiphenyl) amine, N-methyl (2,2'-diaminodiphenyl) amine, N-methyl (2,3 '-Diaminodiphenyl) amine, 4,4'-diaminobenzophenone, 3,3'-diaminobenzophenone, 3,4' Diaminobenzophenone, 1,4-diaminonaphthalene, 2,2'-diaminobenzophenone, 2,3'-diaminobenzophenone, 1,5-diaminonaphthalene, 1,6-diaminonaphthalene, 1,7-diaminonaphthalene, 1,8 -Diaminonaphthalene, 2,5-diaminonaphthalene, 2,6 diaminonaphthalene, 2,7-diaminonaphthalene, 2,8-diaminonaphthalene, 1,2-bis (4-aminophenyl) ethane, 1,2-bis ( 3-aminophenyl) ethane, 1,3-bis (4-aminophenyl) propane, 1,3-bis (3-aminophenyl) propane, 1,4-bis (4-aminophenyl) butane, 1,4- Bis (3-aminophenyl) butane, bis (3,5-diethyl-4-aminophenyl) methane, 1,4-bis (4- Aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (4-aminophenyl) benzene, 1,3-bis (4-aminophenyl) benzene, 1,4-bis ( 4-Aminobenzyl) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 4,4 ′-[1,4-phenylenebis (methylene)] dianiline, 4,4 ′-[1,3-phenylenebis (Methylene)] dianiline, 3,4 '-[1,4-phenylenebis (methylene)] dianiline, 3,4'-[1,3-phenylenebis (methylene)] dianiline, 3,3 '-[1,1 4-phenylenebis (methylene)] dianiline, 3,3 ′-[1,3-phenylenebis (methylene)] dianiline, 1,4-phenylenebis [(4-aminophenyl) methanone], 1, -Phenylenebis [(3-aminophenyl) methanone], 1,3-phenylenebis [(4-aminophenyl) methanone], 1,3-phenylenebis [(3-aminophenyl) methanone], 1,4-phenylene Bis (4-aminobenzoate), 1,4-phenylene bis (3-aminobenzoate), 1,3-phenylene bis (4-aminobenzoate), 1,3-phenylene bis (3-aminobenzoate), bis (4) -Aminophenyl) terephthalate, bis (3-aminophenyl) terephthalate, bis (4-aminophenyl) isophthalate, bis (3-aminophenyl) isophthalate, N, N '-(1,4-phenylene) bis (4) -Aminobenzamido), N, N '-(1,3-phenylene) bis (4-aminobenzamido), N, N '-(1,4-phenylene) bis (3-aminobenzamido), N, N'-(1,3-phenylene) bis (3-aminobenzamido), N, N'-bis (4-aminophenyl) Terephthalamide, N, N′-bis (3-aminophenyl) terephthalamide, N, N′-bis (4-aminophenyl) isophthalamide, N, N′-bis (3-aminophenyl) isophthalamide, 9,9 10-bis (4-aminophenyl) anthracene, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) diphenyl sulfone, 2,2′-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2′- Bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 2,2′-bis (4-aminophenyl) hexafluoropropane, 2,2′-bis (3-aminophen ) Hexafluoropropane, 2,2'-bis (3-amino-4-methylphenyl) hexafluoropropane, 2,2'-bis (4-aminophenyl) propane, 2,2'-bis (3-amino) Phenyl) propane, 2,2'-bis (3-amino-4-methylphenyl) propane, 3,5-diaminobenzoic acid, 2,5-diaminobenzoic acid, 1,3-bis (4-aminophenoxy) propane 1,3-bis (3-aminophenoxy) propane, 1,4-bis (4-aminophenoxy) butane, 1,4-bis (3-aminophenoxy) butane, 1,5-bis (4-aminophenoxy) ) Pentane, 1,5-bis (3-aminophenoxy) pentane, 1,6-bis (4-aminophenoxy) hexane, 1,6-bis (3-aminophenoxy) hexane, 1, Bis (4-aminophenoxy) heptane, 1,7- (3-aminophenoxy) heptane, 1,8-bis (4-aminophenoxy) octane, 1,8-bis (3-aminophenoxy) octane, 1, 9-bis (4-aminophenoxy) nonane, 1,9-bis (3-aminophenoxy) nonane, 1,10- (4-aminophenoxy) decane, 1,10- (3-aminophenoxy) decane, 1,1 Aromatic diamines such as 11- (4-aminophenoxy) undecane, 1,11- (3-aminophenoxy) undecane, 1,12- (4-aminophenoxy) dodecane, 1,12- (3-aminophenoxy) dodecane And alicyclic diamines such as bis (4-aminocyclohexyl) methane and bis (4-amino-3-methylcyclohexyl) methane; Diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1,5-diaminopentane, 1,6-diaminohexane, 1,7-diaminoheptane, 1,8-diaminooctane, 1,9-diaminononane, 1,10-diamino Aliphatic diamines such as decane, 1,11-diaminoundecane, 1,12-diaminododecane and the like.
上記その他のジアミンは、液晶配向膜とした際の液晶配向性、プレチルト角、電圧保持特性、蓄積電荷などの特性に応じて、1種類又は2種類以上を混合して使用することもできる。 The above-mentioned other diamines can be used alone or in combination of two or more, depending on the properties such as liquid crystal alignment property, pretilt angle, voltage holding property, accumulated charge and the like when forming a liquid crystal alignment film.
<テトラカルボン酸二無水物>
上記のジアミン成分と反応させるテトラカルボン酸二無水物成分は特に限定されない。具体的には、ピロメリット酸、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸、2,3,6,7−アントラセンテトラカルボン酸、1,2,5,6−アントラセンテトラカルボン酸、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸、2,3,3’,4−ビフェニルテトラカルボン酸、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ジメチルシラン、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ジフェニルシラン、2,3,4,5−ピリジンテトラカルボン酸、2,6−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ピリジン、3,3’,4,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸、1,3−ジフェニル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸、オキシジフタルテトラカルボン酸、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸、1,2,3,4−テトラメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸、1,2−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸、1,3−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸、1,2,3,4−シクロヘプタンテトラカルボン酸、2,3,4,5−テトラヒドロフランテトラカルボン酸、3,4−ジカルボキシ−1−シクロへキシルコハク酸、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸、3,4−ジカルボキシ−1,2,3,4−テトラヒドロ−1−ナフタレンコハク酸、ビシクロ[3,3,0]オクタン−2,4,6,8−テトラカルボン酸、ビシクロ[4,3,0]ノナン−2,4,7,9−テトラカルボン酸、ビシクロ[4,4,0]デカン−2,4,7,9−テトラカルボン酸、ビシクロ[4,4,0]デカン−2,4,8,10−テトラカルボン酸、トリシクロ[6.3.0.0<2,6>]ウンデカン−3,5,9,11−テトラカルボン酸、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸、4−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラン−3−イル)−1,2,3,4−テトラヒドリナフタレン−1,2−ジカルボン酸、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、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフリル)−3−メチル−3−シクロへキサン−1,2−ジカルボン酸、テトラシクロ[6,2,1,1,0,2,7]ドデカ−4,5,9,10−テトラカルボン酸、3,5,6−トリカルボキシノルボルナン−2:3,5:6ジカルボン酸、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸等が挙げられる。勿論、テトラカルボン酸二無水物も、液晶配向膜にした際の液晶配向性、電圧保持特性、蓄積電荷などの特性に応じて、1種類又は2種類以上併用してもよい。
<Tetracarboxylic acid dianhydride>
The tetracarboxylic acid dianhydride component to be reacted with the above diamine component is not particularly limited. Specifically, pyromellitic acid, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic acid, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic acid, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic acid, 2, 3,6,7-anthracenetetracarboxylic acid, 1,2,5,6-anthracenetetracarboxylic acid, 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic acid, 2,3,3', 4-biphenyltetra Carboxylic acid, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether, 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic acid, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfone, bis (3,4-dicarboxy) Phenyl) methane, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane, 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) Lopane, bis (3,4-dicarboxyphenyl) dimethylsilane, bis (3,4-dicarboxyphenyl) diphenylsilane, 2,3,4,5-pyridinetetracarboxylic acid, 2,6-bis (3,4 -Dicarboxyphenyl) pyridine, 3,3 ', 4,4'-diphenyl sulfone tetracarboxylic acid, 3,4,9,10-perylene tetracarboxylic acid, 1,3-diphenyl-1,2,3,4- Cyclobutane tetracarboxylic acid, oxydiphthalic tetracarboxylic acid, 1,2,3,4-cyclobutane tetracarboxylic acid, 1,2,3,4-cyclopentane tetracarboxylic acid, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic acid Acid, 1,2,3,4-tetramethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic acid, 1,2-dimethyl-1,2,3,4-cyclobu Tetracarboxylic acid, 1,3-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutane tetracarboxylic acid, 1,2,3,4-cycloheptane tetracarboxylic acid, 2,3,4,5-tetrahydrofuran tetracarboxylic acid 3,4-dicarboxy-1-cyclohexylsuccinic acid, 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid, 3,4-dicarboxy-1,2,3,4-tetrahydro-1-naphthalenesuccinic acid, bicyclo [3,3,0] octane-2,4,6,8-tetracarboxylic acid, bicyclo [4,3,0] nonane-2,4,7,9-tetracarboxylic acid, bicyclo [4,4,0 Decane-2,4,7,9-tetracarboxylic acid, bicyclo [4,4,0] decane-2,4,8,10-tetracarboxylic acid, tricyclo [6.3.0.0 <2,6 >] Undecane 3,5,9,11-tetracarboxylic acid, 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid, 4- (2,5-dioxotetrahydrofuran-3-yl) -1,2,3,4-tetra Hydride naphthalene-1,2-dicarboxylic acid, bicyclo [2,2,2] oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic acid, 5- (2,5-dioxotetrahydrofuryl) -3 -Methyl-3-cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid, tetracyclo [6,2,1,1,0,2,7] dodeca-4,5,9,10-tetracarboxylic acid, 3,5, 6-tricarboxy norbornane-2: 3,5: 6 dicarboxylic acid, 1,2,4,5- cyclohexane tetracarboxylic acid etc. are mentioned. Of course, one or more types of tetracarboxylic acid dianhydrides may be used in combination depending on the properties such as liquid crystal alignment property, voltage holding property, and accumulated charge in forming a liquid crystal alignment film.
<重合性化合物>
本発明の液晶配向剤には、必要に応じ、2つ以上の末端に光重合又は光架橋する基を有する重合性化合物を含有しても良い。かかる重合性化合物は、光重合又は光架橋する基を有する末端を二つ以上持っている化合物である。ここで、光重合する基を有する重合性化合物とは、光を照射することにより重合を生じさせる官能基を有する化合物である。また、光架橋する基を有する化合物とは、光を照射することにより、重合性化合物の重合体や、ポリイミド前駆体、及び、このポリイミド前駆体をイミド化して得られるポリイミドから選択される少なくとも一種の重合体と反応してこれらと架橋することができる官能基を有する化合物である。なお、光架橋する基を有する化合物は、光架橋する基を有する化合物同士でも反応する。
<Polymerizable compound>
The liquid crystal aligning agent of the present invention may optionally contain a polymerizable compound having a group capable of photopolymerization or photocrosslinking at two or more ends. Such a polymerizable compound is a compound having two or more ends having a group capable of photopolymerization or photocrosslinking. Here, the polymerizable compound which has a group which photopolymerizes is a compound which has a functional group which causes superposition | polymerization by irradiating light. Further, the compound having a photocrosslinkable group is at least one selected from a polymer of a polymerizable compound, a polyimide precursor, and a polyimide obtained by imidizing this polyimide precursor by irradiating light. And a compound having a functional group capable of reacting with the polymer of and crosslinking with these. In addition, the compound which has group which photocrosslinks also reacts with compounds which have group which photocrosslinks.
上記重合性化合物を含有させた本発明の液晶配向剤を、SC−PVA型液晶ディスプレイなどの垂直配向方式の液晶表示素子に用いることにより、この液晶を垂直に配向させる側鎖及び光反応性の側鎖を有する重合体や、この重合性化合物を単独で用いた場合と比較して、応答速度を顕著に向上させることができ、少ない重合性化合物の添加量でも応答速度を十分に向上させることができる。 By using the liquid crystal aligning agent of the present invention containing the above-mentioned polymerizable compound in a liquid crystal display element of a vertical alignment system such as a SC-PVA type liquid crystal display, side chains for vertically aligning this liquid crystal and photoreactivity The response speed can be significantly improved as compared with the case of using a polymer having a side chain or this polymerizable compound alone, and the response speed can be sufficiently improved even with a small amount of the polymerizable compound added. Can.
光重合又は光架橋する基としては、下記式(IV)で表される一価の基が挙げられる。
重合性化合物の具体例としては、下記式(V)で表される2つの末端のそれぞれに光重合する基を有する化合物、下記式(VI)で表される光重合する基を有する末端と光架橋する基を有する末端を有する化合物や、下記式(VII)で表される2つの末端のそれぞれに光架橋する基を有する化合物が挙げられる。
なお、下記式(V)〜(VII)において、R12、Z1及びZ2は上記式(IV)におけるR12、Z1及びZ2と同じであり、Q1は二価の有機基である。Q1は、フェニレン基(−C6H4−)、ビフェニレン基(−C6H4−C6H4−)、シクロヘキシレン基(−C6H10−)等の環構造を有していることが好ましい。液晶との相互作用が大きくなりやすいためである。
Specific examples of the polymerizable compound include a compound having a group which is photopolymerized at each of two ends represented by the following formula (V), an end having a photopolymerizing group represented by the following formula (VI), and a light The compound which has a terminal which has a group which bridge | crosslinks, and the compound which has a group which photocrosslinks to each of two terminals represented by following formula (VII) are mentioned.
In Formula (V) ~ (VII), R 12, Z 1 and Z 2 are the same as R 12, Z 1 and Z 2 in the formula (IV), Q 1 is a divalent organic group is there. Q 1 represents a phenylene group (-C 6 H 4 -), biphenylene group (-C 6 H 4 -C 6 H 4 -), cyclohexylene (-C 6 H 10 -) having a cyclic structure, such as Is preferred. This is because the interaction with the liquid crystal tends to be large.
式(V)で表される重合性化合物の具体例は、下記式(4)で表される重合性化合物が挙げられる。下記式(4)において、V、Wは、単結合、又は−R1O−で表され、R1は直鎖状若しくは分岐状の炭素数1〜10のアルキレン基であり、好ましくは、−R1O−で表され、R1は直鎖状若しくは分岐状の炭素数2〜6のアルキレン基である。なお、V、Wは、同一でも異なっていてもよいが、同一であると合成が容易である。 Specific examples of the polymerizable compound represented by the formula (V) include polymerizable compounds represented by the following formula (4). In the following formula (4), V and W are each represented by a single bond or -R 1 O-, and R 1 is a linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, preferably- represented by R 1 O-, R 1 is a linear or branched alkylene group having 2 to 6 carbon atoms. V and W may be the same or different, but if they are the same, synthesis is easy.
なお、光重合又は光架橋する基として、α−メチレン−γ−ブチロラクトン基ではなく、アクリレート基やメタクリレート基を有する重合性化合物であっても、このアクリレート基やメタクリレート基がオキシアルキレン基等のスペーサーを介してフェニレン基と結合している構造を有する重合性化合物は、上記両末端にα−メチレン−γ−ブチロラクトン基を有する重合性化合物と同様に、応答速度を特に大幅に向上させることができる。また、アクリレート基やメタクリレート基がオキシアルキレン基等のスペーサーを介してフェニレン基と結合している構造を有する重合性化合物は、熱に対する安定性が向上し、高温、例えば、200℃以上の焼成温度に十分耐えることができる。 In addition, even if it is a polymerizable compound which does not have an α-methylene-γ-butyrolactone group but an acrylate group or a methacrylate group as a group to be photopolymerized or photocrosslinked, this acrylate group or methacrylate group is a spacer such as an oxyalkylene group. The polymerizable compound having a structure in which it is bonded to a phenylene group via the group can improve the response speed particularly significantly in the same manner as the polymerizable compound having an α-methylene-γ-butyrolactone group at both ends. . In addition, the polymerizable compound having a structure in which an acrylate group or a methacrylate group is bonded to a phenylene group via a spacer such as an oxyalkylene group improves the stability to heat, and a high temperature, for example, a baking temperature of 200 ° C. or more Can withstand enough.
上記重合性化合物の製造方法は特に限定されず、例えば、下記の合成例に従って製造することができる。例えば、上記式(4)で表される重合性化合物は、下記反応式で表されるタラガ等がP.Talaga,M.Schaeffer,C.Benezra and J.L.Stampf,Synthesis,530(1990)で提案する方法により、SnCl2を用いて2−(ブロモメチル)アクリル酸(2-(bromomethyl)propenoic acid)と、アルデヒド又はケトンとを反応させて合成できる。なお、Amberlyst 15は、ロームアンドハース社製の強酸性イオン交換樹脂である。
また、2−(ブロモメチル)アクリル酸は、下記反応式で表されるラマラーン等がK.Ramarajan,K.Kamalingam,D.J.O' Donnell and K.D.Berlin, Organic Synthesis,vol.61,56-59(1983)で提案する方法で合成できる。
具体的な合成例として、Vが−R1O−、Wが−OR2−でR1とR2が同一である上記式(1)で表される重合性化合物を合成する場合は、下記反応式で示される2つの方法が挙げられる。
また、R1とR2が異なる上記式(4)で表される重合性化合物を合成する場合は、下記反応式で示される方法が挙げられる。
上記式(4)中、V及びWが単結合である重合性化合物を合成する場合は、下記反応式で示される方法が挙げられる。
<ポリアミック酸の合成>
ジアミン成分とテトラカルボン酸二無水物との反応により、ポリアミック酸を得るにあたっては、公知の合成手法を用いることができる。一般的には、ジアミン成分とテトラカルボン酸二無水物成分とを有機溶媒中で反応させる方法である。ジアミン成分とテトラカルボン酸二無水物との反応は、有機溶媒中で比較的容易に進行し、かつ副生成物が発生しない点で有利である。
<Synthesis of polyamic acid>
In order to obtain a polyamic acid by the reaction of a diamine component and tetracarboxylic acid dianhydride, known synthetic methods can be used. Generally, it is a method of reacting a diamine component and a tetracarboxylic acid dianhydride component in an organic solvent. The reaction of the diamine component with the tetracarboxylic acid dianhydride proceeds in an organic solvent relatively easily and is advantageous in that no by-products are generated.
上記反応に用いる有機溶媒としては、生成したポリアミック酸が溶解するものであれば特に限定されない。さらに、ポリアミック酸が溶解しない有機溶媒であっても、生成したポリアミック酸が析出しない範囲で、上記溶媒に混合して使用してもよい。なお、有機溶媒中の水分は重合反応を阻害し、さらには生成したポリアミック酸を加水分解させる原因となるので、有機溶媒は脱水乾燥させたものを用いることが好ましい。 The organic solvent used for the above reaction is not particularly limited as long as the generated polyamic acid can be dissolved. Furthermore, even if it is an organic solvent in which a polyamic acid does not melt | dissolve, you may use it, mixing with the said solvent in the range which the produced | generated polyamic acid does not precipitate. Since water in the organic solvent inhibits the polymerization reaction and causes hydrolysis of the formed polyamic acid, it is preferable to use the organic solvent which has been dehydrated and dried.
上記反応に用いる有機溶媒としては、例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド、N−メチルカプロラクタム、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、ピリジン、ジメチルスルホン、ヘキサメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、イソプロピルアルコール、メトキシメチルペンタノール、ジペンテン、エチルアミルケトン、メチルノニルケトン、メチルエチルケトン、メチルイソアミルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、メチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチルカルビトール、エチルカルビトール、エチレングリコール、エチレングリコールモノアセテート、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコール−tert−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピ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、ジエチレングリコールモノアセテート、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、ジプロピレングリコールモノアセテートモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノプロピルエーテル、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、トリプロピレングリコールメチルエーテル、3−メチル−3−メトキシブタノール、ジイソプロピルエーテル、エチルイソブチルエーテル、ジイソブチレン、アミルアセテート、ブチルブチレート、ブチルエーテル、ジイソブチルケトン、メチルシクロへキセン、プロピルエーテル、ジヘキシルエーテル、ジオキサン、n−へキサン、n−ペンタン、n−オクタン、ジエチルエーテル、シクロヘキサノン、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、乳酸メチル、乳酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸メチルエチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸、3−メトキシプロピオン酸、3−メトキシプロピオン酸プロピル、3−メトキシプロピオン酸ブチル、ジグライム、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、2−エチル−1−ヘキサノール等が挙げられる。これらの有機溶媒は単独又は混合して使用してもよい。 Examples of the organic solvent used in the above reaction include N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylformamide, N-methylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2 -Pyrrolidone, 2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, 3-methoxy-N, N-dimethylpropanamide, N-methylcaprolactam, dimethylsulfoxide, tetramethylurea, pyridine, dimethylsulfone, hexamethyl Sulfoxide, γ-butyrolactone, isopropyl alcohol, methoxymethyl pentanol, dipentene, ethyl amyl ketone, methyl nonyl ketone, methyl ethyl ketone, methyl isoamyl ketone, methyl isopropyl ketone, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, Lucerosolve acetate, butyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, butyl carbitol, ethyl carbitol, ethylene glycol, ethylene glycol monoacetate, ethylene glycol monoisopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol, propylene glycol monoacetate, propylene glycol monomethyl ether , Propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol tert-butyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol, diethylene glycol monoacetate, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether , Dipropylene glycol monoacetate monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monoacetate monoethyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monoacetate monopropyl ether, 3-methyl -3-Methoxybutyl acetate, tripropylene glycol methyl ether, 3-methyl-3-methoxybutanol, diisopropyl ether, ethyl isobutyl ether, diisobutylene, amyl acetate, butyl butyrate, butyl ether, diisobutyl ketone, methylcyclohexylene, propyl ether , Dihexyl ether, dioxane, n-hexane, n-pentane, n-octa , Diethyl ether, cyclohexanone, ethylene carbonate, propylene carbonate, methyl lactate, ethyl lactate, methyl acetate, ethyl acetate, ethyl acetate, n-butyl acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl 3-methoxypropionate Methyl ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, 3-ethoxypropionic acid, 3-methoxypropionic acid, propyl 3-methoxypropionate, butyl 3-methoxypropionate, diglyme, 4-hydroxy-4- 4- Methyl-2-pentanone, 2-ethyl-1-hexanol and the like can be mentioned. These organic solvents may be used alone or in combination.
ジアミン成分とテトラカルボン酸二無水物成分とを有機溶媒中で反応させる方法は、ジアミン成分を有機溶媒に分散あるいは溶解させた溶液を攪拌し、テトラカルボン酸二無水物成分をそのまま、又は有機溶媒に分散あるいは溶解させて添加する方法、逆にテトラカルボン酸二無水物成分を有機溶媒に分散あるいは溶解させた溶液にジアミン成分を添加する方法、テトラカルボン酸二無水物成分とジアミン成分とを交互に添加する方法などのいずれでもよい。また、ジアミン成分又はテトラカルボン酸二無水物成分が複数種の化合物からなる場合は、予め混合した状態で反応させてもよく、個別に順次反応させてもよく、さらに個別に反応させた低分子量体を混合反応させ高分子量体としてもよい。 The method of reacting the diamine component and the tetracarboxylic acid dianhydride component in an organic solvent is to stir a solution in which the diamine component is dispersed or dissolved in the organic solvent, and the tetracarboxylic acid dianhydride component as it is or as an organic solvent The method of adding or dispersing in a solvent, or the method of adding a diamine component to a solution in which the tetracarboxylic acid dianhydride component is dispersed or dissolved in an organic solvent, or alternating the tetracarboxylic acid dianhydride component and the diamine component Any method such as adding to In addition, when the diamine component or the tetracarboxylic acid dianhydride component is composed of a plurality of types of compounds, it may be reacted in a mixed state in advance, or may be reacted separately one after another, and further, it is a low molecular weight individually reacted. The body may be mixed and reacted to form a high molecular weight product.
ジアミン成分とテトラカルボン酸二無水物成分とを反応させる際の温度は、例えば−20℃〜150℃、好ましくは−5℃〜100℃の範囲である。また、反応は、例えば、反応液に対してジアミン成分とテトラカルボン酸二無水物成分との合計の濃度が1〜50質量%が好ましく、5〜30質量%がより好ましい。
上記の重合反応における、ジアミン成分の合計モル数に対するテトラカルボン酸二無水物成分の合計モル数の比率は、得ようとするポリアミック酸の分子量に応じて選択できる。通常の重縮合反応と同様に、このモル比が1.0に近いほど生成するポリアミック酸の分子量は大きくなり、好ましい範囲を示すならば0.8〜1.2である。
The temperature at the time of reacting the diamine component and the tetracarboxylic acid dianhydride component is, for example, in the range of -20 ° C to 150 ° C, preferably -5 ° C to 100 ° C. Moreover, 1-50 mass% of the density | concentration of the sum total of a diamine component and a tetracarboxylic dianhydride component is preferable with respect to a reaction liquid, for example, 5-30 mass% of reaction is more preferable.
The ratio of the total number of moles of tetracarboxylic acid dianhydride component to the total number of moles of diamine components in the above polymerization reaction can be selected according to the molecular weight of the polyamic acid to be obtained. As in the case of a conventional polycondensation reaction, the molecular weight of the polyamic acid produced increases as the molar ratio approaches 1.0, and is preferably 0.8 to 1.2 if it indicates a preferred range.
本発明に用いられるポリアミック酸を合成する方法は上記の手法に限定されず、一般的なポリアミック酸の合成方法と同様に、上記のテトラカルボン酸二無水物に代えて、対応する構造のテトラカルボン酸又はテトラカルボン酸ジハライドなどのテトラカルボン酸誘導体を用い、公知の方法で反応させることでも対応するポリアミック酸を得ることができる。
上記したポリアミック酸をイミド化させてポリイミドとする方法としては、ポリアミック酸の溶液をそのまま加熱する熱イミド化、ポリアミック酸の溶液に触媒を添加する触媒イミド化が挙げられる。なお、ポリアミック酸からポリイミドへのイミド化率は、必ずしも100%である必要はない。
The method for synthesizing the polyamic acid used in the present invention is not limited to the above-described method, and instead of the above-mentioned tetracarboxylic acid dianhydride, a tetracarboxylic acid having a corresponding structure is used similarly to the general polyamic acid synthesis method. Acids or tetracarboxylic acid derivatives such as tetracarboxylic acid dihalides can also be used for reaction according to known methods to obtain the corresponding polyamic acids.
As a method of imidating the above-mentioned polyamic acid and setting it as a polyimide, the thermal imidization which heats the solution of polyamic acid as it is, the catalyst imidization which adds a catalyst to the solution of polyamic acid are mentioned. The imidation ratio from polyamic acid to polyimide is not necessarily 100%.
ポリアミック酸を溶液中で熱イミド化させる場合の温度は、100℃〜400℃、好ましくは120℃〜250℃であり、イミド化反応により生成する水を系外に除きながら行うことが好ましい。
ポリアミック酸の触媒イミド化は、ポリアミック酸の溶液に、塩基性触媒と酸無水物とを添加し、−20〜250℃、好ましくは0〜180℃で攪拌することにより行うことができる。塩基性触媒の量はアミド酸基の0.5〜30モル倍、好ましくは2〜20モル倍であり、酸無水物の量はアミド酸基の1〜50モル倍、好ましくは3〜30モル倍である。塩基性触媒としてはピリジン、トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミンなどを挙げることができ、中でもピリジンは反応を進行させるのに適度な塩基性を持つので好ましい。酸無水物としては、無水酢酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸などを挙げることができ、中でも無水酢酸を用いると反応終了後の精製が容易となるので好ましい。触媒イミド化によるイミド化率は、触媒量と反応温度、反応時間を調節することにより制御することができる。
The temperature for thermally imidizing polyamic acid in a solution is 100 ° C. to 400 ° C., preferably 120 ° C. to 250 ° C., and it is preferable to carry out while removing water generated by the imidization reaction out of the system.
Catalytic imidization of polyamic acid can be carried out by adding a basic catalyst and an acid anhydride to a solution of polyamic acid and stirring at -20 to 250 ° C, preferably 0 to 180 ° C. The amount of the basic catalyst is 0.5 to 30 moles, preferably 2 to 20 moles, of the amic acid group, and the amount of the acid anhydride is 1 to 50 moles, preferably 3 to 30 moles of the amic acid group. It is a double. The basic catalyst may, for example, be pyridine, triethylamine, trimethylamine, tributylamine or trioctylamine. Among them, pyridine is preferable because it has an appropriate basicity to allow the reaction to proceed. As the acid anhydride, acetic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride and the like can be mentioned, and among them, acetic anhydride is preferable, because purification after completion of the reaction becomes easy. The imidation ratio by catalytic imidation can be controlled by adjusting the amount of catalyst, reaction temperature and reaction time.
また、ポリアミック酸エステルは、テトラカルボン酸ジエステルジクロリドと、上記ポリアミック酸の合成と同様のジアミンとの反応や、テトラカルボン酸ジエステルと上記ポリアミック酸の合成と同様のジアミンとを適当な縮合剤や、塩基の存在下等にて反応させることにより、製造することができる。また、上記の方法で予めポリアミック酸を合成し、高分子反応を利用してアミック酸中のカルボン酸をエステル化することでも得ることができる。具体的には、例えば、テトラカルボン酸ジエステルジクロリドとジアミンとを塩基と有機溶剤の存在下で−20℃〜150℃、好ましくは0℃〜50℃において、30分〜24時間、好ましくは1時間〜4時間反応させることによって、ポリアミック酸エステルを合成することができる。そして、ポリアミック酸エステルを高温で加熱し、脱アルコールを促し閉環させることによっても、ポリイミドを得ることができる。 In addition, the polyamic acid ester may be a reaction of a tetracarboxylic acid diester dichloride with a diamine similar to the synthesis of the polyamic acid, a tetracarboxylic acid diester and a diamine similar to the synthesis of the polyamic acid, a suitable condensing agent, It can be produced by reacting in the presence of a base or the like. Alternatively, it can be obtained by previously synthesizing a polyamic acid by the above method and esterifying a carboxylic acid in the amic acid using a polymer reaction. Specifically, for example, tetracarboxylic acid diester dichloride and diamine in the presence of a base and an organic solvent at -20 ° C to 150 ° C, preferably at 0 ° C to 50 ° C, for 30 minutes to 24 hours, preferably 1 hour The polyamic acid ester can be synthesized by reacting for 4 hours. And a polyimide can be obtained also by heating a polyamic acid ester at high temperature, prompting dealcoholization and closing the ring.
反応溶液から、生成したポリアミック酸、ポリアミック酸エステル等のポリイミド前駆体又はポリイミドを回収する場合には、反応溶液を貧溶媒に投入して沈殿させればよい。沈殿に用いる貧溶媒としてはメタノール、アセトン、ヘキサン、ブチルセルソルブ、ヘプタン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、エタノール、トルエン、ベンゼン、水などを挙げることができる。貧溶媒に投入して沈殿させたポリマーは濾過して回収した後、常圧あるいは減圧下で、常温あるいは加熱して乾燥することができる。また、回収した重合体を、有機溶媒に再溶解させ、再沈殿回収する操作を2〜10回繰り返すと、重合体中の不純物を少なくすることができる。この際の貧溶媒として、例えば、アルコール類、ケトン類、炭化水素などが挙げられ、これらの内から選ばれる3種類以上の貧溶媒を用いると、より一層精製の効率が上がるので好ましい。 In the case of recovering the produced polyimide precursor or polyimide such as polyamic acid or polyamic acid ester from the reaction solution, the reaction solution may be poured into a poor solvent and precipitated. As a poor solvent used for precipitation, methanol, acetone, hexane, butyl cellosolve, heptane, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, ethanol, toluene, benzene, water and the like can be mentioned. The polymer precipitated by being introduced into the poor solvent may be recovered by filtration and then dried by heating at normal temperature or under normal pressure or reduced pressure. Further, by repeating the operation of re-dissolving the recovered polymer in an organic solvent and recovering the re-precipitation 2 to 10 times, impurities in the polymer can be reduced. As a poor solvent in this case, for example, alcohols, ketones, hydrocarbons and the like can be mentioned, and it is preferable to use three or more poor solvents selected from these, because the efficiency of purification is further enhanced.
<液晶配向剤>
本発明の剤は上記式(1)で表される構造を側鎖に有する少なくとも1つの重合体を含有するが、かかる重合体の含有量は1〜20質量%が好ましく、より好ましくは3〜15質量%、特に好ましくは3〜10質量%である。また、2つ以上の末端に光重合又は光架橋する基をそれぞれ有する重合性化合物を含有する場合、その含有量は、上記重合体100質量部に対して、1〜50質量部が好ましく、さらに好ましくは5〜30質量部である。
<Liquid crystal alignment agent>
The agent of the present invention contains at least one polymer having a structure represented by the above formula (1) in the side chain, and the content of such a polymer is preferably 1 to 20% by mass, more preferably 3 to 3 It is 15% by mass, particularly preferably 3 to 10% by mass. Moreover, when it contains the polymeric compound which each has the group which photopolymerizes or photocrosslinks in two or more terminal, the content is preferably 1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the above-mentioned polymer, Preferably it is 5-30 mass parts.
また、本発明の液晶配向剤は、上記重合体以外の他の重合体を含有していてもよい。その際、重合体全成分中におけるかかる他の重合体の含有量は0.5〜80質量%が好ましく、より好ましくは20〜50質量%である。
液晶配向剤が有する重合体の分子量は、液晶配向剤を塗布して得られる液晶配向膜の強度及び、塗膜形成時の作業性、塗膜の均一性を考慮した場合、GPC(Gel Permeation Chromatography)法で測定した重量平均分子量で5,000〜1,000,000が好ましく、10,000〜150,000がより好ましい。
Moreover, the liquid crystal aligning agent of this invention may contain other polymers other than the said polymer. At that time, the content of such other polymer in all components of the polymer is preferably 0.5 to 80% by mass, and more preferably 20 to 50% by mass.
The molecular weight of the polymer possessed by the liquid crystal aligning agent is determined by GPC (Gel Permeation Chromatography) in consideration of the strength of the liquid crystal aligning film obtained by applying the liquid crystal aligning agent, the workability at the time of forming a coating, and the uniformity of the coating. 5,000-1,000,000 are preferable at the weight average molecular weight measured by method), and 10,000-150,000 are more preferable.
液晶配向剤が含有する溶媒は、特に限定はなく、上記式(1)で表される構造を側鎖に有する重合体、及び、必要に応じて含有される、2つ以上の末端に光重合又は光架橋する基をそれぞれ有する重合性化合物等の含有成分を溶解又は分散できるものであればよい。例えば、上記のポリアミック酸の合成で例示したような有機溶媒を挙げることができる。中でもN−メチル−2−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、N−エチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミドは、溶解性の点から好ましい。もちろん、2種類以上の混合溶媒でもよい。 There is no particular limitation on the solvent contained in the liquid crystal aligning agent, and a polymer having a structure represented by the above formula (1) in a side chain, and, if necessary, a photopolymerization in two or more ends Or what is necessary is just to be able to melt | dissolve or disperse | distribute components, such as a polymeric compound which has the group to photocrosslink, respectively. For example, organic solvents as exemplified in the synthesis of polyamic acids described above can be mentioned. Among them, N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, N-ethyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and 3-methoxy-N, N-dimethylpropanamide have solubility points It is preferable from Of course, two or more mixed solvents may be used.
また、塗膜の均一性や平滑性を向上させる溶媒を、液晶配向剤の含有成分の溶解性が高い溶媒に混合して使用すると好ましい。かかる溶媒としては、例えば、イソプロピルアルコール、メトキシメチルペンタノール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチルカルビトール、エチルカルビトール、エチルカルビトールアセテート、エチレングリコール、エチレングリコールモノアセテート、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコール−tert−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノアセテート、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、ジプロピレングリコールモノアセテートモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノプロピルエーテル、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、トリプロピレングリコールメチルエーテル、3−メチル−3−メトキシブタノール、ジイソプロピルエーテル、エチルイソブチルエーテル、ジイソブチレン、アミルアセテート、ブチルブチレート、ブチルエーテル、ジイソブチルケトン、メチルシクロへキセン、プロピルエーテル、ジヘキシルエーテル、n−へキサン、n−ペンタン、n−オクタン、ジエチルエーテル、乳酸メチル、乳酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸メチルエチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸、3−メトキシプロピオン酸、3−メトキシプロピオン酸プロピル、3−メトキシプロピオン酸ブチル、1−メトキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノール、1−ブトキシ−2−プロパノール、1−フェノキシ−2−プロパノール、プロピレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールジアセテート、プロピレングリコール−1−モノメチルエーテル−2−アセテート、プロピレングリコール−1−モノエチルエーテル−2−アセテート、ジプロピレングリコール、2−(2−エトキシプロポキシ)プロパノール、乳酸メチルエステル、乳酸エチルエステル、乳酸n−プロピルエステル、乳酸n−ブチルエステル、乳酸イソアミルエステル、2−エチル−1−ヘキサノールなどが挙げられる。これらの溶媒は複数種類を混合してもよい。これらの溶媒は、液晶配向剤に含まれる溶媒全体の5〜80質量%が好ましく、20〜60質量%がより好ましい。 Moreover, it is preferable to mix and use the solvent which improves the uniformity and smoothness of a coating film with the solvent with high solubility of the component of a liquid crystal aligning agent. Such solvents include, for example, isopropyl alcohol, methoxymethyl pentanol, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, methyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, butyl carbitol, ethyl carbitol, ethyl carbitol acetate, ethylene glycol, Ethylene glycol monoacetate, ethylene glycol monoisopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol, propylene glycol monoacetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol tert-butyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether , Diethylene glycol monoacetate, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, dipropylene glycol monoacetate monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monoacetate monoethyl ether, Dipropylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monoacetate monopropyl ether, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, tripropylene glycol methyl ether, 3-methyl-3-methoxybutanol, diisopropyl ether, ethyl isobutyl ether, diisobutylene , Amyl acetate , Butyl butyrate, butyl ether, diisobutyl ketone, methyl cyclohexene, propyl ether, dihexyl ether, n-hexane, n-pentane, n-octane, diethyl ether, methyl lactate, ethyl lactate, methyl acetate, ethyl acetate, acetic acid n -Butyl, propylene glycol monoethyl ether, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl 3-methoxypropionate, methyl ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, 3-ethoxypropionic acid, 3-methoxypropion Acid, propyl 3-methoxypropionate, butyl 3-methoxypropionate, 1-methoxy-2-propanol, 1-ethoxy-2-propanol, 1-butoxy-2-propanol, 1-phenoxy-2-propanoate , Propylene glycol monoacetate, propylene glycol diacetate, propylene glycol-1-monomethyl ether-2-acetate, propylene glycol-1-monoethyl ether-2-acetate, dipropylene glycol, 2- (2-ethoxypropoxy) propanol And lactic acid methyl ester, lactic acid ethyl ester, lactic acid n-propyl ester, lactic acid n-butyl ester, lactic acid isoamyl ester, 2-ethyl-1-hexanol and the like. A plurality of these solvents may be mixed. 5-80 mass% of the whole solvent contained in a liquid crystal aligning agent is preferable, and, as for these solvents, 20-60 mass% is more preferable.
液晶配向剤には、上記以外の成分を含有してもよい。その例としては、液晶配向剤を塗布した際の膜厚均一性や表面平滑性を向上させる化合物、液晶配向膜と基板との密着性を向上させる化合物などが挙げられる。
膜厚の均一性や表面平滑性を向上させる化合物としては、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、ノ二オン系界面活性剤などが挙げられる。より具体的には、例えば、エフトップEF301、EF303、EF352(トーケムプロダクツ社製)、メガファックF171、F173、R−30(大日本インキ社製)、フロラードFC430、FC431(住友スリーエム社製)、アサヒガードAG710、サーフロンS−382、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105、SC106(旭硝子社製)などが挙げられる。これらの界面活性剤の使用割合は、液晶配向剤に含有される重合体の総量100質量部に対して、好ましくは0.01〜2質量部、より好ましくは0.01〜1質量部である。
The liquid crystal aligning agent may contain components other than the above. As the example, the compound which improves the film thickness uniformity and surface smoothness at the time of apply | coating a liquid crystal aligning agent, the compound which improves the adhesiveness of a liquid crystal aligning film and a board | substrate, etc. are mentioned.
As a compound which improves the uniformity of a film thickness, and surface smoothness, a fluorochemical surfactant, silicone type surfactant, nonion type surfactant etc. are mentioned. More specifically, for example, F-top EF301, EF303, EF352 (manufactured by Tochem Products), Megafuck F171, F173, R-30 (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.), Florard FC430, FC431 (manufactured by Sumitomo 3M) Asahi Guard AG710, Surfron S-382, SC101, SC102, SC103, SC104, SC105, SC106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) and the like. The proportion of these surfactants used is preferably 0.01 to 2 parts by mass, more preferably 0.01 to 1 parts by mass, per 100 parts by mass of the total amount of polymers contained in the liquid crystal aligning agent. .
液晶配向膜と基板との密着性を向上させる化合物の具体例としては、官能性シラン含有化合物やエポキシ基含有化合物などが挙げられる。例えば、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、2−アミノプロピルトリメトキシシラン、2−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、N−エトキシカルボニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−エトキシカルボニル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−トリエトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、N−トリメトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、10−トリメトキシシリル−1,4,7−トリアザデカン、10−トリエトキシシリル−1,4,7−トリアザデカン、9−トリメトキシシリル−3,6−ジアザノニルアセテート、9−トリエトキシシリル−3,6−ジアザノニルアセテート、N−ベンジル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ベンジル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−ビス(オキシエチレン)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ビス(オキシエチレン)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、2,2−ジブロモネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,3,5,6−テトラグリシジル−2,4−ヘキサンジオール、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−m−キシレンジアミン、1,3−ビス(N,N−ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、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、3−(N−アリル−N−グリシジル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3−(N,N−ジグリシジル)アミノプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。 As a specific example of a compound which improves the adhesiveness of a liquid crystal aligning film and a board | substrate, a functional silane containing compound, an epoxy group containing compound, etc. are mentioned. For example, 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-ethoxy Carbonyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-triethoxysilylpropyltriethylenetriamine, N-trimethoxysilylpropyltriethylenetriamine, 10-trimethoxysilyl-1,4,7-triazadecane, 10-to Ethoxysilyl-1,4,7-triazadecane, 9-trimethoxysilyl-3,6-diazanonyl acetate, 9-triethoxysilyl-3,6-diazanonyl acetate, N-benzyl-3-aminopropyl tri Methoxysilane, N-benzyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-bis (oxyethylene) -3-amino Propyltrimethoxysilane, N-bis (oxyethylene) -3-aminopropyltriethoxysilane, 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, 2,2-dibromo neopentyl glycol diglycidyl ether, 1,3,5,6-tetra Glycidyl-2,4-hexanediol, N, N, N ', N'-tetraglycidyl-m-xylenediamine, 1,3-bis (N, N-diglycidylaminomethyl) cyclohexane, N, N, N' And N'-tetraglycidyl-4, 4'-diaminodiphenylmethane, 3- (N-allyl-N-glycidyl) aminopropyltrimethoxysilane, 3- (N, N-diglycidyl) aminopropyltrimethoxysilane and the like. .
また液晶配向膜の膜強度をさらに上げるために2,2’−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジヒドロキシメチルフェニル)プロパン、テトラ(メトキシメチル)ビスフェノール等のフェノール化合物を添加してもよい。これらの化合物は、液晶配向剤に含有される重合体の総量100質量部に対して0.1〜30質量部が好ましく、1〜20質量部がより好ましい。
さらに、液晶配向剤には、上記の他、本発明の効果が損なわれない範囲であれば、液晶配向膜の誘電率や導電性などの電気特性を変化させる目的の誘電体や導電物質を添加してもよい。
In order to further increase the film strength of the liquid crystal alignment film, a phenol compound such as 2,2'-bis (4-hydroxy-3,5-dihydroxymethylphenyl) propane or tetra (methoxymethyl) bisphenol may be added. 0.1-30 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of total amounts of the polymer contained in a liquid crystal aligning agent, and, as for these compounds, 1-20 mass parts are more preferable.
Furthermore, to the liquid crystal aligning agent, in addition to the above, a dielectric or a conductive substance for the purpose of changing electric properties such as dielectric constant or conductivity of the liquid crystal alignment film may be added as long as the effects of the present invention are not impaired. You may
この液晶配向剤を基板上に塗布して焼成することにより、液晶を垂直に配向させる液晶配向膜を形成することができる。本発明の液晶配向剤の使用により、得られる液晶配向膜を用いた液晶表示素子の応答速度を速いものとすることができる。また、本発明の液晶配向剤中に含有してもよい、2つ以上の末端に光重合又は光架橋する基をそれぞれ有する重合性化合物は、液晶配向剤に含有させずに、又は液晶配向剤とともに、液晶中に含有させることにより、所謂、PSAモードにおいても光反応が高感度化し、少ない紫外線の照射量でもチルト角を付与することができる。 By applying this liquid crystal aligning agent on a substrate and baking it, it is possible to form a liquid crystal alignment film for aligning liquid crystals vertically. By using the liquid crystal aligning agent of the present invention, the response speed of the liquid crystal display device using the liquid crystal alignment film obtained can be made faster. In addition, a polymerizable compound having a photopolymerization or photocrosslinkable group at two or more ends, which may be contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention, is not contained in the liquid crystal aligning agent, or a liquid crystal aligning agent At the same time, by incorporating it in the liquid crystal, it is possible to increase the photosensitivity even in the so-called PSA mode, and to provide a tilt angle even with a small amount of ultraviolet radiation.
例えば、本発明の液晶配向剤を、基板に塗布した後、必要に応じて乾燥し、焼成を行うことで得られる硬化膜を、そのまま液晶配向膜として用いることもできる。また、この硬化膜をラビングしたり、偏光又は特定の波長の光等を照射したり、イオンビーム等の処理をしたり、PSA用配向膜として液晶充填後の液晶表示素子に電圧を印加した状態でUVを照射することも可能である。特に、PSA用配向膜として使用することが有用である。 For example, after apply | coating the liquid crystal aligning agent of this invention to a board | substrate, it can dry as needed, and can also use the cured film obtained by baking as a liquid crystal aligning film as it is. In addition, this cured film is rubbed, polarized light or irradiated with light of specific wavelength, etc., treated with ion beam, etc., a state in which a voltage is applied to the liquid crystal display element after liquid crystal filling as an alignment film for PSA. It is also possible to irradiate UV. In particular, it is useful to use as an alignment film for PSA.
この際、用いる基板としては、透明性の高い基板であれば特に限定されず、ガラス板、ポリカーボネート、ポリ(メタ)アクリレート、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート、ポリウレタン、ポリサルホン、ポリエーテル、ポリエーテルケトン、トリメチルペンテン、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、(メタ)アクリロニトリル、トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、アセテートブチレートセルロースなどのプラスチック基板などを用いることができる。また、液晶駆動のためのITO電極などが形成された基板を用いることがプロセスの簡素化の観点から好ましい。また、反射型の液晶表示素子では片側の基板のみにならばシリコンウエハー等の不透明な物でも使用でき、この場合の電極はアルミ等の光を反射する材料も使用できる。 At this time, the substrate to be used is not particularly limited as long as it is a substrate having high transparency, and a glass plate, polycarbonate, poly (meth) acrylate, polyether sulfone, polyarylate, polyurethane, polysulfone, polyether, polyether ketone A plastic substrate such as trimethylpentene, polyolefin, polyethylene terephthalate, (meth) acrylonitrile, triacetyl cellulose, diacetyl cellulose, acetate butyrate cellulose, or the like can be used. Moreover, it is preferable from the viewpoint of process simplification to use a substrate on which an ITO electrode or the like for driving liquid crystal is formed. Further, in the reflection type liquid crystal display element, if it is only the substrate on one side, an opaque material such as a silicon wafer can be used, and in this case, a material that reflects light such as aluminum can also be used.
液晶配向剤の塗布方法は特に限定されず、スクリーン印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷等の印刷法、インクジェット法、スプレー法、ロールコート法や、ディップ、ロールコーター、スリットコーター、スピンナー等が挙げられる。生産性の面から工業的には転写印刷法が広く用いられており、本発明でも好適に用いられる。
上記の方法で液晶配向剤を塗布して形成される塗膜は、焼成して硬化膜とすることができる。液晶配向剤を塗布した後の乾燥の工程は、必ずしも必要とされないが、塗布後から焼成までの時間が基板ごとに一定していない場合、又は塗布後ただちに焼成されない場合には、乾燥工程を行うことが好ましい。この乾燥は、基板の搬送等により塗膜形状が変形しない程度に溶媒が除去されていればよく、その乾燥手段については特に限定されない。例えば、温度40℃〜150℃、好ましくは60℃〜100℃のホットプレート上で、0.5分〜30分、好ましくは1分〜5分乾燥させる方法が挙げられる。
The coating method of the liquid crystal aligning agent is not particularly limited, and printing methods such as screen printing, offset printing, flexo printing, an inkjet method, a spray method, a roll coating method, dip, roll coater, slit coater, spinner, etc. may be mentioned. From the viewpoint of productivity, transfer printing is widely used industrially, and is also suitably used in the present invention.
The coating film formed by applying the liquid crystal aligning agent by the above method can be fired to form a cured film. The step of drying after the application of the liquid crystal alignment agent is not necessarily required, but if the time from application to firing is not constant for each substrate, or if it is not immediately fired after application, the step of drying is performed Is preferred. The drying is not particularly limited as long as the solvent is removed to such an extent that the coating film shape is not deformed by the transport of the substrate and the like. For example, a method of drying on a hot plate at a temperature of 40 ° C. to 150 ° C., preferably 60 ° C. to 100 ° C., for 0.5 minutes to 30 minutes, preferably 1 minute to 5 minutes can be mentioned.
液晶配向剤を塗布することにより形成された塗膜の焼成温度は限定されず、例えば100〜350℃、好ましくは120〜300℃であり、さらに好ましくは150℃〜250℃である。焼成時間は5分〜240分、好ましくは10分〜90分であり、より好ましくは20分〜90分である。加熱は、通常公知の方法、例えば、ホットプレート、熱風循環炉、赤外線炉などで行うことができる。
また、焼成して得られる液晶配向膜の厚みは特に限定されないが、好ましくは5〜300nm、より好ましくは10〜100nmである。
The baking temperature of the coating film formed by applying the liquid crystal aligning agent is not limited, and is, for example, 100 to 350 ° C., preferably 120 to 300 ° C., and more preferably 150 ° C. to 250 ° C. The baking time is 5 minutes to 240 minutes, preferably 10 minutes to 90 minutes, and more preferably 20 minutes to 90 minutes. The heating can be carried out by a generally known method such as a hot plate, a hot air circulating furnace, an infrared furnace and the like.
The thickness of the liquid crystal alignment film obtained by firing is not particularly limited, but is preferably 5 to 300 nm, and more preferably 10 to 100 nm.
<液晶表示素子>
本発明の液晶表示素子は、上記の方法により、基板に液晶配向膜を形成した後、公知の方法で液晶セルを作製できる。液晶表示素子の具体例としては、対向するように配置された2枚の基板と、基板間に設けられた液晶層と、基板と液晶層との間に設けられ本発明の液晶配向剤により形成された上記液晶配向膜とを有する液晶セルを具備する垂直配向方式の液晶表示素子である。具体的には、本発明の液晶配向剤を2枚の基板上に塗布して焼成することにより液晶配向膜を形成し、この液晶配向膜が対向するように2枚の基板を配置し、この2枚の基板の間に液晶で構成された液晶層を挟持し、すなわち、液晶配向膜に接触させて液晶層を設け、液晶配向膜及び液晶層に電圧を印加しながら紫外線を照射することで作製される液晶セルを具備する垂直配向方式の液晶表示素子である。
<Liquid crystal display element>
The liquid crystal display device of the present invention can form a liquid crystal cell by a known method after forming a liquid crystal alignment film on a substrate by the above method. As a specific example of a liquid crystal display element, it is provided between two substrates arranged to face each other, a liquid crystal layer provided between the substrates, and between the substrate and the liquid crystal layer and formed by the liquid crystal aligning agent of the present invention The liquid crystal display device of the vertical alignment type comprising a liquid crystal cell having the above liquid crystal alignment film. Specifically, the liquid crystal alignment agent of the present invention is applied onto two substrates and fired to form a liquid crystal alignment film, and the two substrates are disposed such that the liquid crystal alignment films face each other, A liquid crystal layer composed of liquid crystal is held between two substrates, that is, a liquid crystal layer is provided in contact with the liquid crystal alignment film, and ultraviolet light is applied while applying a voltage to the liquid crystal alignment film and the liquid crystal layer. It is a liquid crystal display element of a vertical alignment system having a liquid crystal cell to be manufactured.
本発明の液晶配向剤により形成された液晶配向膜を用い、液晶配向膜及び液晶層に電圧を印加しながら紫外線を照射して、重合性化合物を重合させると共に、重合体が有する光反応性の側鎖同士や、重合体が有する光反応性の側鎖と重合性化合物を反応させることにより、より効率的に液晶の配向が固定化され、応答速度が顕著に優れた液晶表示素子となる。 The liquid crystal alignment film formed of the liquid crystal alignment agent of the present invention is irradiated with ultraviolet rays while applying a voltage to the liquid crystal alignment film and the liquid crystal layer to polymerize the polymerizable compound, and the photoreactivity of the polymer By reacting the side chains or the photoreactive side chains of the polymer with the polymerizable compound, the alignment of the liquid crystal can be fixed more efficiently, and the liquid crystal display device can have a remarkably excellent response speed.
本発明の液晶表示素子に用いる基板としては、透明性の高い基板であれば特に限定されないが、通常は、基板上に液晶を駆動するための透明電極が形成された基板である。具体例としては、上記液晶配向膜で記載した基板と同様のものを挙げることができる。従来の電極パターンや突起パターンが設けられた基板を用いてもよいが、本発明の液晶表示素子においては、上記本発明の液晶配向剤を用いているため、片側基板に例えば1から10μmのライン/スリット電極パターンを形成し、対向基板にはスリットパターンや突起パターンを形成していない構造においても動作可能であり、この構造の液晶表示素子によって、製造時のプロセスを簡略化でき、高い透過率を得ることができる。 The substrate used for the liquid crystal display element of the present invention is not particularly limited as long as it is a substrate having high transparency, but usually, it is a substrate on which a transparent electrode for driving liquid crystal is formed on the substrate. As a specific example, the same one as the substrate described for the liquid crystal alignment film can be mentioned. Although a substrate provided with a conventional electrode pattern or protrusion pattern may be used, in the liquid crystal display device of the present invention, a line of 1 to 10 μm, for example, is used on one side substrate because the liquid crystal aligning agent of the present invention is used. The liquid crystal display device of this structure can simplify the manufacturing process and has a high transmittance. You can get
また、TFT型の素子のような高機能素子においては、液晶駆動のための電極と基板の間にトランジスタの如き素子が形成されたものが用いられる。
透過型の液晶表示素子の場合は、上記の如き基板を用いることが一般的であるが、反射型の液晶表示素子では、片側の基板のみにならばシリコンウエハー等の不透明な基板も用いることが可能である。その際、基板に形成された電極には、光を反射するアルミニウムの如き材料を用いることもできる。
In addition, as a highly functional element such as a TFT type element, one in which an element such as a transistor is formed between an electrode for driving liquid crystal and a substrate is used.
In the case of a transmission type liquid crystal display element, it is general to use the above-mentioned substrate, but in the reflection type liquid crystal display element, it is also possible to use an opaque substrate such as a silicon wafer if it is only one side of the substrate. It is possible. At that time, a material such as aluminum that reflects light can also be used for the electrode formed on the substrate.
本発明の液晶表示素子の液晶層を構成する液晶材料は特に限定されず、従来の垂直配向方式で使用される液晶材料、例えば、メルク社製のMLC−6608やMLC−6609などのネガ型の液晶を用いることができる。また、PSAモードては、例えば下記式で表されるような重合性化合物含有の液晶を使用することができる。
本発明において、液晶層を2枚の基板の間に挟持させる方法としては、公知の方法を挙げることができる。例えば、液晶配向膜が形成された1対の基板を用意し、一方の基板の液晶配向膜上にビーズ等のスペーサーを散布し、液晶配向膜が形成された側の面が内側になるようにしてもう一方の基板を貼り合わせ、液晶を減圧注入して封止する方法が挙げられる。また、液晶配向膜が形成された1対の基板を用意し、一方の基板の液晶配向膜上にビーズ等のスペーサーを散布した後に液晶を滴下し、その後液晶配向膜が形成された側の面が内側になるようにしてもう一方の基板を貼り合わせて封止を行う方法でも液晶セルを作製できる。上記スペーサーの厚みは、好ましくは1〜30μm、より好ましくは2〜10μmである。 In the present invention, as a method of holding the liquid crystal layer between two substrates, known methods can be mentioned. For example, a pair of substrates on which a liquid crystal alignment film is formed is prepared, and spacers such as beads are dispersed on the liquid crystal alignment film on one of the substrates so that the surface on which the liquid crystal alignment film is formed is inside. There is a method in which the other substrate is attached and the liquid crystal is injected under reduced pressure to seal it. In addition, a pair of substrates on which a liquid crystal alignment film is formed is prepared, and spacers such as beads are dispersed on the liquid crystal alignment film on one of the substrates and then liquid crystal is dropped, and then the surface on the side where the liquid crystal alignment film is formed. The liquid crystal cell can also be manufactured by a method in which the other substrate is attached and sealed so that the inner side is inside. The thickness of the spacer is preferably 1 to 30 μm, more preferably 2 to 10 μm.
液晶配向膜及び液晶層に電圧を印加しながら紫外線を照射することにより液晶セルを作製する工程は、例えば基板上に設置されている電極間に電圧をかけることで液晶配向膜及び液晶層に電界を印加し、この電界を保持したまま紫外線を照射する方法が挙げられる。ここで、電極間にかける電圧としては、例えば5〜30Vp−p、好ましくは5〜20Vp−pである。紫外線の照射量は、例えば、1〜60J、好ましくは40J以下であり、紫外線照射量が少ないほうが、液晶表示素子を構成する部材の破壊により生じる信頼性低下を抑制でき、かつ紫外線照射時間を減らせることで製造効率が上がるので好適である。 The process of producing a liquid crystal cell by irradiating an ultraviolet-ray, applying a voltage to a liquid crystal aligning film and a liquid crystal layer, for example applies an electric voltage between the electrodes currently installed on the board | substrate, An electric field is applied to a liquid crystal aligning film and a liquid crystal layer Is applied, and the method of irradiating an ultraviolet-ray, hold | maintaining this electric field is mentioned. Here, the voltage applied between the electrodes is, for example, 5 to 30 Vp-p, preferably 5 to 20 Vp-p. The irradiation dose of the ultraviolet light is, for example, 1 to 60 J, preferably 40 J or less, and the smaller the ultraviolet irradiation dose, the less the reliability deterioration caused by the destruction of the members constituting the liquid crystal display element can be reduced. This is preferable because the production efficiency is increased.
上記のように、液晶配向膜及び液晶層に電圧を印加しながら紫外線を照射すると、重合性化合物が反応して重合体を形成し、この重合体により液晶分子が傾く方向が記憶されることで、得られる液晶表示素子の応答速度を速くすることができる。また、液晶配向膜及び液晶層に電圧を印加しながら紫外線を照射すると、液晶を垂直に配向させる側鎖と、光反応性の側鎖とを有するポリイミド前駆体、及び、このポリイミド前駆体をイミド化して得られるポリイミドから選択される少なくとも一種の重合体が有する光反応性の側鎖同士や、重合体が有する光反応性の側鎖と重合性化合物が反応するため、得られる液晶表示素子の応答速度を速くすることができる。 As described above, when ultraviolet light is irradiated while applying a voltage to the liquid crystal alignment film and the liquid crystal layer, the polymerizable compound reacts to form a polymer, and the direction in which the liquid crystal molecules are tilted is stored by this polymer. The response speed of the obtained liquid crystal display can be increased. In addition, when a liquid crystal alignment film and a liquid crystal layer are irradiated with ultraviolet light while applying a voltage, a polyimide precursor having side chains for aligning liquid crystals vertically and light reactive side chains, and this polyimide precursor as an imide The photoreactive side chains of at least one type of polymer selected from polyimides obtained by polymerization and the photoreactive side chains of the polymer react with the polymerizable compound, so that the liquid crystal display device obtained Response speed can be increased.
以下、実施例により、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこの実施例により何ら限定されるものではない。
<ジアミンの合成>
Hereinafter, the present invention will be more specifically described by way of examples, but the present invention is not limited by these examples.
<Synthesis of diamine>
(合成例1)
Step1:1−(4−(2、4−ジニトロフェノキシ)エトキシ)フェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパノンの合成
攪拌子と窒素導入管を備えた2L四口フラスコに、2,4−ジニトロフルオロベンゼンを100.0g([Mw:186.10g/mol]、0.538mol)、2−ヒドロキシ−4’−(2−ヒドロキシエトキシ)−2−メチルプロピオフェノンを120.6g([Mw:224.25g/mol]、0.538mol)、トリエチルアミンを81.7g([Mw:101.19g/mol]、0.807mol)、THFを1000g加え、24時間還流させた。反応終了後、ロータリーエバポレーターで濃縮し、酢酸エチルを加え、これを純水と生理食塩水にて数回洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。
Step 1: Synthesis of 1- (4- (2,4-dinitrophenoxy) ethoxy) phenyl) -2-hydroxy-2-methylpropanone In a 2 L four-necked flask equipped with a stirrer and a nitrogen inlet, 100.0 g ([Mw: 186.10 g / mol], 0.538 mol) of dinitrofluorobenzene, 120.6 g ([Mw: 2-hydroxy-4 '-(2-hydroxyethoxy) -2-methylpropiophenone : 224.25 g / mol], 0.538 mol), 81.7 g of triethylamine ([Mw: 101.19 g / mol], 0.807 mol), 1000 g of THF, and the mixture was refluxed for 24 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was concentrated by a rotary evaporator, ethyl acetate was added, and the mixture was washed several times with pure water and physiological saline and then dried over anhydrous magnesium sulfate.
無水硫酸マグネシウムを濾過にて取り除き、ロータリーエバポレーターにて濃縮した後、酢酸エチルとノルマルヘキサンにより再結晶し、乳白色の個体157.0g([Mw:390.34g/mol]、0.402mol、収率:75%)を得た。分子内水素原子の核磁気共鳴スペクトル(1H−NMRスペクトル)にて確認した。測定データを以下に示す。
1H NMR (400 MHz,CDCl3)δ:8.75(Ar:1H)、8.48〜8.45(Ar:1H)、8.09〜8.05(Ar:2H)、7.34〜7.31(Ar:1H)7.00〜6.96(Ar:2H)、4.65〜4.63(−CH2−:2H)、4.52〜4.49(−CH2−:2H)、4.16(−OH:1H)、1.66〜1.60(−CH3×2、6H) Total:18H
Anhydrous magnesium sulfate is removed by filtration, concentrated by a rotary evaporator, and recrystallized with ethyl acetate and normal hexane to obtain 157.0 g of a milky white solid ([Mw: 390.34 g / mol], 0.402 mol, yield) : 75%). It confirmed by the nuclear magnetic resonance spectrum (< 1 > H-NMR spectrum) of the hydrogen atom in a molecule. The measurement data is shown below.
1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ) δ: 8.75 (Ar: 1 H), 8.48 to 8. 45 (Ar: 1 H), 8.09 to 8.05 (Ar: 2 H), 7.34 To 7.31 (Ar: 1 H) 7.00 to 6.96 (Ar: 2 H), 4.65 to 4. 63 (-CH2-: 2 H), 4.52 to 4. 49 (-CH2-: 2 H) ), 4.16 (-OH: 1 H), 1.66 to 1.60 (-CH 3 × 2, 6 H) Total: 18 H
Step2 1−(4−(2、4−ジアミノフェノキシ)エトキシ)フェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパノン(DA−1)の合成
1L四口フラスコにStep1で得たジニトロベンゼン誘導体を100.0g([Mw:390.34g/mol]、0.256mol)と鉄がドープされた白金カーボン(Evonic社製 3wt%)を10.0g計り取り、THFを500ml加え、減圧脱気及び水素置換を十分に行い、室温で24時間反応させた。
Step 2 Synthesis of 1- (4- (2,4-diaminophenoxy) ethoxy) phenyl) -2-hydroxy-2-methylpropanone (DA-1) In a 1 L four-necked flask, the dinitrobenzene derivative obtained in Step 1 is prepared. Measure 10.0 g of 0 g ([Mw: 390.34 g / mol], 0.256 mol) and iron-doped platinum carbon (3 wt% manufactured by Evonic), add 500 ml of THF, add vacuum degassing and hydrogen substitution. Well done, let react at room temperature for 24 hours.
反応終了後、PTFE製のメンブランフィルターにて白金カーボンを除去し、濾液をロータリーエバポレーターによって除去し、固体を析出させた。得られた固体をイソプロピルアルコールにて加熱洗浄を行い、更に減圧乾燥させることにより、目的の化合物である薄ピンク色の固体72.7g([Mw:330.38g/mol]、0.220mol収率:86%)を得た。1H−NMRスペクトル測定データを以下に示す。
1H NMR (400 MHz,CDCl3)δ:8.09〜8.05(Ar:2H)、7.01〜6.97(Ar:2H)、6.70〜6.68(Ar:1H)、6.12(Ar:1H)、4.36〜4.33(−CH2−:2H)、4.29〜4.27(−OH&−CH2−:3H)、3.7(−NH2:2H)、3.39(−NH2:2H)、1.64〜1.63(−CH3×2:6H) Total:22H
After completion of the reaction, platinum carbon was removed by a PTFE membrane filter, and the filtrate was removed by a rotary evaporator to precipitate a solid. The obtained solid is washed with isopropyl alcohol by heating and further dried under reduced pressure to obtain 72.7 g of a light pink solid which is a target compound ([Mw: 330.38 g / mol], 0.220 mol yield) : 86%). The 1 H-NMR spectrum measurement data are shown below.
1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ) δ: 8.09 to 8.05 (Ar: 2H), 7.01 to 6.97 (Ar: 2H), 6.70 to 6.68 (Ar: 1H) , 6.12 (Ar: 1 H), 4. 36 to 4. 33 (-CH 2-: 2 H), 4. 29 to 4. 27 (-OH &-CH 2-: 3 H), 3.7 (-NH 2: 2 H) ), 3.39 (-NH2: 2H), 1.64 to 1.63 (-CH3 x 2: 6H) Total: 22H
(合成例2)
攪拌子と窒素導入管を備えた2L四口フラスコに、2−ヒドロキシ−4’−(2−ヒドロキシエトキシ)−2−メチルプロピオフェノンを100.0g([Mw:224.25g/mol]、0.446mol)、ピリジンを118.6g([Mw:79.10g/mol]、1.50mol)、THFを1000g加え、10℃以下に保ったまま少しずつ3,5−ジニトロ安息香酸クロリドを123.3g([Mw:230.56g/mol]、0.535mol)、30分後室温に戻し12時間反応させた。反応終了を確認後、ロータリーエバポレーターで濃縮し、酢酸エチルを加え、炭酸カリウム水溶液(10%溶液)にて数回洗浄し、更に純水と生理食塩水にて数回洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。
(Composition example 2)
無水硫酸マグネシウムを濾過にて取り除き、ロータリーエバポレーターにて濃縮し、目的物である黄色の液体162.3g([Mw:418.35g/mol]、0.388mmol、収率:76%)を得た。1H−NMRスペクトル測定データを以下に示す。
1H NMR (400 MHz,CDCl3)δ:9.24(Ar:1H)、9.18(Ar:2H)、8.10〜8.07(Ar:2H)、7.02〜6.98(Ar:2H)、4.86〜4.84(−CH2−:2H)、4.47〜4.44(−CH2−:2H)、4.15〜4.10(−OH:1H)、1.64〜1.61(−CH3×2:6H) Total:18H
Anhydrous magnesium sulfate was removed by filtration and concentrated by a rotary evaporator to obtain 162.3 g ([Mw: 418.35 g / mol], 0.388 mmol, yield: 76%) of a target yellow liquid. . The 1 H-NMR spectrum measurement data are shown below.
1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ) δ: 9.24 (Ar: 1 H), 9. 18 (Ar: 2 H), 8.10 to 8.07 (Ar: 2 H), 7.02 to 6.98 (Ar: 2H), 4.86 to 4.84 (-CH2-: 2H), 4.47 to 4.44 (-CH2-: 2H), 4.15 to 4.10 (-OH: 1H), 1.64 to 1.61 (-CH3 x 2: 6H) Total: 18H
Step2 2−(4−(2−ヒドロキシ−2−メチルプロパノイル)フェノキシ)エチル 3,5−ジアミノベンゾエート(DA−2)の合成
1L四口フラスコにStep1で得たジニトロベンゼン誘導体を150.0g([Mw:390.34g/mol]、0.384mol)とパラジウムカーボン(5wt%含水品)を10.0g計り取り、THFを500ml加え、減圧脱気及び水素置換を十分に行い、室温で24時間反応させた。
Step 2 Synthesis of 2- (4- (2-hydroxy-2-methylpropanoyl) phenoxy) ethyl 3,5-diaminobenzoate (DA-2) 150.0 g of the dinitrobenzene derivative obtained in Step 1 in a 1 L four-necked flask [Mw: 390.34 g / mol], 0.384 mol) and 10.0 g of palladium carbon (5 wt% water-containing product) are weighed out, 500 ml of THF is added, vacuum degassing and hydrogen substitution are sufficiently performed, and 24 hours at room temperature It was made to react.
反応終了後、PTFE製のメンブランフィルターにてパラジウムカーボンを除去し、濾液をロータリーエバポレーターによって除去し、固体を析出させた。得られた固体を酢酸エチルとノルマルヘキサンの混合溶媒(重量比:2:1)にて再結晶を行い、減圧乾燥させることにより、目的の化合物である白色の固体124.0g([Mw:358.39g/mol]、0.346mol収率:90%)を得た。1H−NMRスペクトル測定データを以下に示す。
1H NMR (400 MHz,d6−DMSO)δ:8.21〜8.20(Ar:2H)、7.06〜7.03(Ar:2H)、6.45(Ar:2H)、6.40(Ar:1H)、6.03(−OH:1H)、5.01(−NH2×2:4H)、4.53〜4.52(−CH2−:2H)、4.37〜4.36(−CH2−:2H)、1.39(−CH3×2:6H) Total:22H
After completion of the reaction, palladium carbon was removed by a PTFE membrane filter, and the filtrate was removed by a rotary evaporator to precipitate a solid. The obtained solid is recrystallized with a mixed solvent of ethyl acetate and normal hexane (weight ratio: 2: 1) and dried under reduced pressure to obtain 124.0 g of a white solid which is a target compound ([Mw: 358 .39 g / mol], 0.346 mol yield: 90%) were obtained. The 1 H-NMR spectrum measurement data are shown below.
1 H NMR (400 MHz, d 6 -DMSO) δ: 8.21 to 8.20 (Ar: 2 H), 7.06 to 7.03 (Ar: 2 H), 6.45 (Ar: 2 H), 6 .40 (Ar: 1 H), 6.03 (-OH: 1 H), 5.01 (-NH2 x 2: 4 H), 4.53 to 4.52 (-CH2-: 2 H), 4.37 to 4 .36 (-CH2-: 2H), 1.39 (-CH3 x 2: 6H) Total: 22H
<液晶配向剤の調製>
以下における略号は以下のとおりである。
(酸二無水物)
BODA:ビシクロ[3,3,0]オクタン−2,4,6,8−テトラカルボン酸二無水物
CBDA:1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物
PMDA:トリメリット酸無水物
TCA:2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸−1,4,2,3−二無水物
<Preparation of Liquid Crystal Alignment Agent>
Abbreviations in the following are as follows.
(Acid dianhydride)
BODA: bicyclo [3,3,0] octane-2,4,6,8-tetracarboxylic acid dianhydride CBDA: 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic acid dianhydride PMDA: trimellitic anhydride TCA: 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid-1,4,2,3-dianhydride
(ジアミン)
m−PDA:m−フェニレンジアミン
DBA:3,5−ジアミノ安息香酸
3AMPDA:3,5−ジアミノ−N−(ピリジン−3−イルメチル)ベンズアミド
4DABP:下記に示す4,4'-ジアミノベンゾフェノン
m-PDA: m-phenylenediamine DBA: 3,5-diaminobenzoic acid 3 AMPDA: 3,5-diamino-N- (pyridin-3-ylmethyl) benzamide
4DABP: 4,4'-diaminobenzophenone shown below
DA−3〜DA−4:下記の光反応性ジアミン
DA−6〜DA−9:下記の垂直配向性ジアミン
<溶媒>
NMP:N−メチル−2−ピロリドン
BCS:ブチルセロソルブ
<添加剤>
3AMP:3−ピコリルアミン
<重合性化合物>
下記式RM1、RM2で表される重合性化合物
NMP: N-methyl-2-pyrrolidone BCS: butyl cellosolve <additive>
3 AMP: 3-picolylamine <polymerizing compound>
Polymerizable compounds represented by the following formulas RM1 and RM2
<重合性化合物を含有する液晶>
メルク社製ネガ液晶MLC−6608(10.0g)に重合性化合物RM3を30mg(液晶に対して0.3wt%)添加し、120℃で溶解させることで重合性化合物を含有する液晶(LC1)を調製した。
<その他>
IPDI:下記に示すイソホロンジイソシアネート
30 mg (0.3 wt% relative to liquid crystal) of the polymerizable compound RM3 is added to a negative liquid crystal MLC-6608 (10.0 g) manufactured by Merck, and the liquid crystal (LC1) containing the polymerizable compound is dissolved at 120 ° C. Prepared.
<Others>
IPDI: Isophorone diisocyanate shown below
<ポリイミドの分子量の測定>
装置:センシュー科学社製 常温ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)装置(SSC−7200)、
カラム:Shodex社製カラム(KD−803、KD−805)
カラム温度:50℃
溶離液:N,N’−ジメチルホルムアミド(添加剤として、臭化リチウム−水和物(LiBr・H2O)が30mmol/L、リン酸・無水結晶(o−リン酸)が30mmol/L、テトラヒドロフラン(THF)が10ml/L)
流速:1.0ml/分
検量線作成用標準サンプル:東ソー社製 TSK 標準ポリエチレンオキサイド(分子量約9000,000、150,000、100,000、30,000)、及び、ポリマーラボラトリー社製 ポリエチレングリコール(分子量 約12,000、4,000、1,000)。
<Measurement of Molecular Weight of Polyimide>
Device: High temperature gel permeation chromatography (GPC) device (SSC-7200) manufactured by Senshu Science Co., Ltd.
Column: Shodex column (KD-803, KD-805)
Column temperature: 50 ° C
Eluent: N, N'-dimethylformamide (as additive, 30 mmol / L of lithium bromide-hydrate (LiBr.H 2 O), 30 mmol / L of phosphoric acid / anhydrous crystal (o-phosphoric acid), Tetrahydrofuran (THF) 10 ml / L)
Flow rate: 1.0 ml / min Standard sample for preparation of calibration curve: Toso TSK standard polyethylene oxide (molecular weight about 9000,000, 150,000, 100,000, 30,000), and polymer laboratory polyethylene glycol ( Molecular weight about 12,000, 4,000, 1,000).
<ポリイミドのイミド化率の測定>
ポリイミド粉末20mgをNMRサンプル管(草野科学社製 NMRサンプリングチューブスタンダード φ5)に入れ、重水素化ジメチルスルホキシド(DMSO−d6、0.05%TMS混合品)1.0mlを添加し、超音波をかけて完全に溶解させた。この溶液を日本電子データム社製NMR測定器(JNW−ECA500)にて500MHzのプロトンNMRを測定した。イミド化率は、イミド化前後で変化しない構造に由来するプロトンを基準プロトンとして決め、このプロトンのピーク積算値と、9.5〜10.0ppm付近に現れるアミック酸のNH基に由来するプロトンピーク積算値とを用い以下の式によって求めた。なお下記式において、xはアミック酸のNH基由来のプロトンピーク積算値、yは基準プロトンのピーク積算値、αはポリアミック酸(イミド化率が0%)の場合におけるアミック酸のNH基のプロトン1個に対する基準プロトンの個数割合である。
イミド化率(%)=(1−α・x/y)×100
<Measurement of imidation ratio of polyimide>
Place 20 mg of polyimide powder in an NMR sample tube (NMR sampling tube standard φ5 manufactured by Kusano Science Co., Ltd.), add 1.0 ml of deuterated dimethyl sulfoxide (DMSO-d 6 , 0.05% TMS mixture), and add ultrasonic waves. It was completely dissolved. This solution was subjected to proton NMR measurement at 500 MHz with an NMR meter (JNW-ECA500) manufactured by Nippon Denshi Datum Co., Ltd. The imidation ratio is determined using a proton derived from a structure that does not change before and after imidization as a reference proton, and a peak integrated value of this proton and a proton peak derived from the NH group of the amic acid appearing around 9.5 to 10.0 ppm It calculated | required by the following formula using integration value. In the following formula, x is a proton peak integrated value derived from the NH group of the amic acid, y is a peak integrated value of the reference proton, and α is a proton of the NH group of the amic acid in the case of polyamic acid (imidation ratio is 0%) It is the number ratio of reference protons to one.
Imidation ratio (%) = (1−α · x / y) × 100
(実施例1)
CBDA(1.86g、10.0mmol)、DA-1(2.51g、7.0mmol)、DA-6(1.14g、3.0mmol)をNMP(22.1g)中で10時間反応させたのち、NMP(36.8g)とBCS(27.6g)を加え、5時間攪拌させ液晶配向剤(A)を得た。
また、上記の液晶配向剤(A)10.0gに対して、重合性化合物RM1を0.06g(固形分に対して10質量%)添加し、室温で3時間攪拌して溶解させ、液晶配向剤(A1)を調製した。
また、上記の液晶配向剤(A)10.0gに対して、重合性化合物RM2を0.06g(固形分に対して10質量%)添加し、室温で3時間攪拌して溶解させ、液晶配向剤(A2)を調製した。
Example 1
CBDA (1.86 g, 10.0 mmol), DA-1 (2.51 g, 7.0 mmol), DA-6 (1.14 g, 3.0 mmol) were reacted in NMP (22.1 g) for 10 hours After that, NMP (36.8 g) and BCS (27.6 g) were added and stirred for 5 hours to obtain a liquid crystal aligning agent (A).
Moreover, 0.06 g (10 mass% with respect to solid content) of polymeric compound RM1 is added with respect to 10.0 g of said liquid crystal aligning agent (A), and it is made to stir and dissolve at room temperature for 3 hours, and liquid crystal alignment An agent (A1) was prepared.
Moreover, 0.06 g (10 mass% with respect to solid content) of polymeric compound RM2 is added with respect to 10.0 g of said liquid crystal aligning agent (A), and it is made to stir and dissolve at room temperature for 3 hours, and liquid crystal alignment An agent (A2) was prepared.
(実施例2)
CBDA(1.86g、10.0mmol)、DA-1(1.08g、3.0mmol)、DA-4(1.06g、4.0mmol)、DA-7(1.30g、3.0mmol)をNMP(21.2g)中で10時間反応させたのち、NMP(35.3g)とBCS(26.5g)を加え、5時間攪拌させ液晶配向剤(B)を得た。
また、上記の液晶配向剤(B)10.0gに対して重合性化合物RM1を0.06g(固形分に対して10質量%)添加し、室温で3時間攪拌して溶解させ、液晶配向剤(B1)を調製した。
(Example 2)
CBDA (1.86 g, 10.0 mmol), DA-1 (1.08 g, 3.0 mmol), DA-4 (1.06 g, 4.0 mmol), DA-7 (1.30 g, 3.0 mmol) After reacting for 10 hours in NMP (21.2 g), NMP (35.3 g) and BCS (26.5 g) were added and stirred for 5 hours to obtain a liquid crystal aligning agent (B).
Moreover, 0.06 g (10 mass% with respect to solid content) of polymeric compound RM1 is added with respect to 10.0 g of said liquid crystal aligning agent (B), it is made to stir and melt | dissolve at room temperature for 3 hours, and liquid crystal aligning agent (B1) was prepared.
(実施例3)
PMDA(0.65g、3.0mmol)、DBA(0.46g、3.0mmol)、DA-2(0.73g、2.0mmol)、DA-3(0.93g、2.0mmol)、DA-9(1.20g、3.0mmol)をNMP(15.9g)中で30分反応させたのち、CBDA(1.31g、7.0mmol)、NMP(5.3g)を加えさらに10時間反応させた。NMP(35.2g)とBCS(26.4g)を加え、5時間攪拌させ液晶配向剤(C)を得た。
また、上記の液晶配向剤(C)10.0gに対して重合性化合物RM1を0.06g(固形分に対して10質量%)添加し、室温で3時間攪拌して溶解させ、液晶配向剤(C1)を調製した。
(Example 3)
PMDA (0.65 g, 3.0 mmol), DBA (0.46 g, 3.0 mmol), DA-2 (0.73 g, 2.0 mmol), DA-3 (0.93 g, 2.0 mmol), DA- After reacting 9 (1.20 g, 3.0 mmol) in NMP (15.9 g) for 30 minutes, add CBDA (1.31 g, 7.0 mmol) and NMP (5.3 g) for another 10 hours of reaction. The NMP (35.2 g) and BCS (26.4 g) were added and stirred for 5 hours to obtain a liquid crystal aligning agent (C).
Moreover, 0.06 g (10 mass% with respect to solid content) of polymeric compound RM1 is added with respect to 10.0 g of said liquid crystal aligning agents (C), and it is made to stir and dissolve at room temperature for 3 hours, and liquid crystal aligning agent (C1) was prepared.
(実施例4)
BODA(2.38、10.0mmol)、DA-2(4.39g、13.0mmol)、DA-9(2.28g、6.0mmol)をNMP(32.4g)中で溶解し、60℃で5時間反応させた後、CBDA(1.75g、9.0mmol)とNMP(10.8g)を加え、40℃で10時間反応させポリアミック酸溶液を得た。
このポリアミック酸溶液(50g)にNMPを加え6質量%に希釈した後、イミド化触媒として無水酢酸(5.4g)、及びピリジン(2.8g)を加え、50℃で3時間反応させた。この反応溶液をメタノール(700ml)に投入し、得られた沈殿物を濾別した。この沈殿物をメタノールで洗浄し、100℃で減圧乾燥しポリイミド粉末(D)を得た。このポリイミドのイミド化率は51%であり、数平均分子量は17000、重量平均分子量は38000であった。
得られたポリイミド粉末(D)(6.0g)にNMP(44.0g)を加え、50℃にて5時間攪拌して溶解させた。この溶液に3AMP(1wt%NMP溶液)6.0g、NMP(14.0g)、BCS(30.0g)を加え、室温で5時間攪拌することにより液晶配向剤(D1)を得た。
また、上記の液晶配向剤(D1)10.0gに対して重合性化合物RM1を0.06g(固形分に対して10質量%)添加し、室温で3時間攪拌して溶解させ、液晶配向剤(D2)を調製した。
(Example 4)
Dissolve BODA (2.38, 10.0 mmol), DA-2 (4.39 g, 13.0 mmol), DA-9 (2.28 g, 6.0 mmol) in NMP (32.4 g), 60 ° C. The reaction was carried out for 5 hours, and then CBDA (1.75 g, 9.0 mmol) and NMP (10.8 g) were added and reacted at 40 ° C. for 10 hours to obtain a polyamic acid solution.
After adding NMP to this polyamic acid solution (50 g) and diluting to 6 mass%, acetic anhydride (5.4 g) and a pyridine (2.8 g) were added as an imidation catalyst, and it was made to react at 50 degreeC for 3 hours. The reaction solution was poured into methanol (700 ml) and the resulting precipitate was filtered off. The precipitate was washed with methanol and dried under reduced pressure at 100 ° C. to obtain a polyimide powder (D). The imidation ratio of this polyimide was 51%, the number average molecular weight was 17000, and the weight average molecular weight was 38000.
NMP (44.0 g) was added to the obtained polyimide powder (D) (6.0 g), and stirred at 50 ° C. for 5 hours for dissolution. 6.0 g of 3 AMP (1 wt% NMP solution), NMP (14.0 g), and BCS (30.0 g) were added to this solution, and liquid crystal aligning agent (D1) was obtained by stirring at room temperature for 5 hours.
Moreover, 0.06 g (10 mass% with respect to solid content) of polymeric compound RM1 is added with respect to 10.0 g of said liquid crystal aligning agent (D1), it is made to stir and melt | dissolve at room temperature for 3 hours, (D2) was prepared.
(実施例5)
BODA(2.38、10.0mmol)、DBA(0.87g、6.0mmol)、DA-2(1.26g、4.0mmol)、DA-3(1.77g、4.0mmol)、DA-9(2.28g、6.0mmol)をNMP(30.7g)中で溶解し、60℃で5時間反応させたのち、CBDA(1.68g、9.0mmol)とNMP(10.2g)を加え、40℃で10時間反応させポリアミック酸溶液を得た。
このポリアミック酸溶液(45g)にNMPを加え6質量%に希釈した後、イミド化触媒として無水酢酸(5.1g)、及びピリジン(2.6g)を加え、50℃で3時間反応させた。この反応溶液をメタノール(650ml)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、60℃で減圧乾燥しポリイミド粉末(E)を得た。このポリイミドのイミド化率は52%であり、数平均分子量は13000、重量平均分子量は27000であった。
得られたポリイミド粉末(E)(6.0g)にNMP(44.0g)を加え、50℃にて5時間攪拌して溶解させた。この溶液に3AMP(1wt%NMP溶液)6.0g、NMP(14.0g)、BCS(30.0g)を加え、室温で5時間攪拌することにより液晶配向剤(E1)を得た。
また、上記の液晶配向剤(E1)10.0gに対して、重合性化合物RM1を0.06g(固形分に対して10質量%)添加し、室温で3時間攪拌して溶解させ、液晶配向剤(E2)を調製した。
また、上記の液晶配向剤(E1)10.0gに対して、重合性化合物RM2を0.06g(固形分に対して10質量%)添加し、室温で3時間攪拌して溶解させ、液晶配向剤(E3)を調製した。
(Example 5)
BODA (2.38, 10.0 mmol), DBA (0.87 g, 6.0 mmol), DA-2 (1.26 g, 4.0 mmol), DA-3 (1.77 g, 4.0 mmol), DA- 9 (2.28 g, 6.0 mmol) is dissolved in NMP (30.7 g) and allowed to react at 60 ° C. for 5 hours, then CBDA (1.68 g, 9.0 mmol) and NMP (10.2 g) In addition, it was reacted at 40 ° C. for 10 hours to obtain a polyamic acid solution.
After adding NMP to this polyamic acid solution (45 g) and diluting to 6 mass%, acetic anhydride (5.1 g) and a pyridine (2.6 g) were added as an imidation catalyst, and it was made to react at 50 degreeC for 3 hours. The reaction solution was poured into methanol (650 ml) and the resulting precipitate was filtered off. The precipitate was washed with methanol and dried under reduced pressure at 60 ° C. to obtain polyimide powder (E). The imidation ratio of this polyimide was 52%, the number average molecular weight was 13,000, and the weight average molecular weight was 27,000.
NMP (44.0 g) was added to the obtained polyimide powder (E) (6.0 g), and stirred at 50 ° C. for 5 hours for dissolution. 6.0 g of 3 AMP (1 wt% NMP solution), NMP (14.0 g), and BCS (30.0 g) were added to this solution, and the liquid crystal aligning agent (E1) was obtained by stirring at room temperature for 5 hours.
Moreover, 0.06 g (10 mass% with respect to solid content) of polymeric compound RM1 is added with respect to 10.0 g of said liquid crystal aligning agent (E1), it is made to stir and dissolve at room temperature for 3 hours, and liquid crystal alignment An agent (E2) was prepared.
Moreover, 0.06 g (10 mass% with respect to solid content) of polymeric compound RM2 is added with respect to 10.0 g of said liquid crystal aligning agent (E1), it is made to stir and melt | dissolve at room temperature for 3 hours, and liquid crystal alignment An agent (E3) was prepared.
(実施例6)
TCA(2.13、10.0mmol)、3AMPDA(1.84g、8.0mmol)、DA-1(2.04g、6.0mmol)、DA-8(2.98g、6.0mmol)をNMP(32.0g)中で溶解し、80℃で5時間反応させたのち、CBDA(1.68g、9.0mmol)とNMP(10.7g)を加え、40℃で10時間反応させポリアミック酸溶液を得た。
このポリアミック酸溶液(45g)にNMPを加え6質量%に希釈した後、イミド化触媒として無水酢酸(4.9g)、及びピリジン(2.5g)を加え、50℃で3時間反応させた。この反応溶液をメタノール(650ml)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、60℃で減圧乾燥しポリイミド粉末(F)を得た。このポリイミドのイミド化率は50%であり、数平均分子量は16000、重量平均分子量は33000であった。
得られたポリイミド粉末(F)(6.0g)にNMP(44.0g)を加え、50℃にて5時間攪拌して溶解させた。この溶液に3AMP(1wt%NMP溶液)6.0g、NMP(14.0g)、BCS(30.0g)を加え、室温で5時間攪拌することにより液晶配向剤(F1)を得た。
また、上記の液晶配向剤(F1)10.0gに対して、重合性化合物RM1を0.06g(固形分に対して10質量%)添加し、室温で3時間攪拌して溶解させ、液晶配向剤(F2)を調製した。
(Example 6)
TCA (2.13, 10.0 mmol), 3 AMPDA (1.84 g, 8.0 mmol), DA-1 (2.04 g, 6.0 mmol), DA-8 (2.98 g, 6.0 mmol) with NMP ( After dissolving in 32.0 g) and reacting at 80 ° C. for 5 hours, CBDA (1.68 g, 9.0 mmol) and NMP (10.7 g) are added and reacted at 40 ° C. for 10 hours to make a polyamic acid solution Obtained.
After adding NMP to this polyamic acid solution (45 g) and diluting to 6 mass%, acetic anhydride (4.9 g) and a pyridine (2.5 g) were added as an imidation catalyst, and it was made to react at 50 degreeC for 3 hours. The reaction solution was poured into methanol (650 ml) and the resulting precipitate was filtered off. The precipitate was washed with methanol and dried under reduced pressure at 60 ° C. to obtain polyimide powder (F). The imidation ratio of this polyimide was 50%, the number average molecular weight was 16000, and the weight average molecular weight was 33000.
NMP (44.0 g) was added to the obtained polyimide powder (F) (6.0 g), and stirred at 50 ° C. for 5 hours for dissolution. 6.0 g of 3 AMP (1 wt% NMP solution), NMP (14.0 g), and BCS (30.0 g) were added to this solution, and the liquid crystal aligning agent (F1) was obtained by stirring at room temperature for 5 hours.
Moreover, 0.06 g (10 mass% with respect to solid content) of polymeric compound RM1 is added with respect to 10.0 g of said liquid crystal aligning agent (F1), it is made to stir and melt | dissolve at room temperature for 3 hours, and liquid crystal alignment An agent (F2) was prepared.
(比較例1)
CBDA(1.86g、10.0mmol)、m−PDA(0.76g、7.0mmol)、DA-9(1.14g、3.0mmol)をNMP(15.1g)中で10時間反応させたのち、NMP(25.1g)とBCS(18.8g)を加え、5時間攪拌させポリアミック酸溶液(G)を得た。
また、上記の液晶配向剤(G)10.0gに対して、重合性化合物RM1を0.06g(固形分に対して10質量%)添加し、室温で3時間攪拌して溶解させ、液晶配向剤(G1)を調製した。
(Comparative example 1)
CBDA (1.86 g, 10.0 mmol), m-PDA (0.76 g, 7.0 mmol), DA-9 (1.14 g, 3.0 mmol) were reacted in NMP (15.1 g) for 10 hours Thereafter, NMP (25.1 g) and BCS (18.8 g) were added, and stirred for 5 hours to obtain a polyamic acid solution (G).
Moreover, 0.06 g (10 mass% with respect to solid content) of polymeric compound RM1 is added with respect to 10.0 g of said liquid crystal aligning agent (G), it is made to stir and melt | dissolve at room temperature for 3 hours, and liquid crystal alignment An agent (G1) was prepared.
(比較例2)
BODA(2.38、10.0mmol)、DBA(2.02g、13.0mmol)、DA-9(2.28g、6.0mmol)をNMP(25.3g)中で溶解し、80℃で5時間反応させたのち、CBDA(1.75g、9.0mmol)とNMP(8.4g)を加え、40℃で10時間反応させポリアミック酸溶液を得た。
このポリアミック酸溶液(35g)にNMPを加え6質量%に希釈した後、イミド化触媒として無水酢酸(4.8g)、及びピリジン(2.5g)を加え、50℃で3時間反応させた。この反応溶液をメタノール(500ml)に投入し、得られた沈殿物を濾別した。この沈殿物をメタノールで洗浄し、100℃で減圧乾燥しポリイミド粉末(H)を得た。このポリイミドのイミド化率は50%であり、数平均分子量は18000、重量平均分子量は37000であった。
得られたポリイミド粉末(H)(6.0g)にNMP(44.0g)を加え、50℃にて5時間攪拌して溶解させた。この溶液に3AMP(1wt%NMP溶液)6.0g、NMP(14.0g)、BCS(30.0g)を加え、室温で5時間攪拌することにより液晶配向剤(H1)を得た。
また、上記の液晶配向剤(H1)10.0gに対して、重合性化合物RM1を0.06g(固形分に対して10質量%)添加し、室温で3時間攪拌して溶解させ、液晶配向剤(H2)を調製した。
(Comparative example 2)
Dissolve BODA (2.38, 10.0 mmol), DBA (2.02 g, 13.0 mmol), DA-9 (2.28 g, 6.0 mmol) in NMP (25.3 g) at 80 ° C. 5 After reacting for time, CBDA (1.75 g, 9.0 mmol) and NMP (8.4 g) were added and reacted at 40 ° C. for 10 hours to obtain a polyamic acid solution.
After adding NMP to this polyamic acid solution (35 g) and diluting to 6 mass%, acetic anhydride (4.8 g) and a pyridine (2.5 g) were added as an imidation catalyst, and it was made to react at 50 degreeC for 3 hours. The reaction solution was poured into methanol (500 ml) and the resulting precipitate was filtered off. The precipitate was washed with methanol and dried under reduced pressure at 100 ° C. to obtain polyimide powder (H). The imidation ratio of this polyimide was 50%, the number average molecular weight was 18,000, and the weight average molecular weight was 37,000.
NMP (44.0 g) was added to the obtained polyimide powder (H) (6.0 g), and stirred at 50 ° C. for 5 hours for dissolution. 6.0 g of 3 AMP (1 wt% NMP solution), NMP (14.0 g), and BCS (30.0 g) were added to this solution, and the liquid crystal aligning agent (H1) was obtained by stirring at room temperature for 5 hours.
Moreover, 0.06 g (10 mass% with respect to solid content) of polymeric compound RM1 is added with respect to 10.0 g of said liquid crystal aligning agent (H1), it is made to stir and melt | dissolve at room temperature for 3 hours, and liquid crystal alignment An agent (H2) was prepared.
<液晶セルの作製>
(実施例7)
実施例1で得られた液晶配向剤(A1)を用いて下記に示すような手順で液晶セルの作製を行った。実施例1で得られた液晶配向剤(A1)を、画素サイズが100μm×300μmでライン/スペースがそれぞれ5μmのITO電極パターンが形成されているITO電極基板のITO面にスピンコートし、80℃のホットプレートで90秒間乾燥した後、200℃の熱風循環式オーブンで30分間焼成を行い、膜厚100nmの液晶配向膜を形成した。
また、液晶配向剤(A1)を電極パターンが形成されていないITO面にスピンコートし、80℃のホットプレートで90秒乾燥させた後、200℃の熱風循環式オーブンで30分間焼成を行い、膜厚100nmの液晶配向膜を形成した。
<Fabrication of liquid crystal cell>
(Example 7)
Using the liquid crystal aligning agent (A1) obtained in Example 1, a liquid crystal cell was produced in the following procedure. The liquid crystal aligning agent (A1) obtained in Example 1 is spin-coated on the ITO surface of an ITO electrode substrate on which an ITO electrode pattern having a pixel size of 100 μm × 300 μm and a line / space of 5 μm is formed. After drying for 90 seconds on a hot plate of the above, baking was performed for 30 minutes in a hot air circulating oven at 200 ° C. to form a liquid crystal alignment film with a film thickness of 100 nm.
The liquid crystal aligning agent (A1) is spin-coated on the ITO surface on which the electrode pattern is not formed, dried on a hot plate at 80 ° C. for 90 seconds, and baked for 30 minutes in a hot air circulating oven at 200 ° C. A liquid crystal alignment film having a thickness of 100 nm was formed.
上記の2枚の基板について一方の基板の液晶配向膜上に4μmのビーズスペーサーを散布した後、その上からシール剤(溶剤型熱硬化タイプのエポキシ樹脂、三井化学社製ストラクトボンドXN-1500T)を印刷した。次いで、もう一方の基板の液晶配向膜が形成された側の面を内側にして、先の基板と貼り合せた後、シール剤を硬化させて空セルを作製した。この空セルに液晶MLC-6608(メルク社製商品名)を減圧注入法によって注入し、液晶セルを作製した。
得られた液晶セルの応答速度を、下記方法により測定した。その後、この液晶セルに20VのDC電圧を印加した状態で、この液晶セルの外側から365nmのバンドパスフィルターを通したUVを10J照射した。その後、再び応答速度を測定し、UV照射前後での応答速度を比較した。また、UV照射後のセルについて画素部分のプレチルト角を測定した。結果を表1に示す。
After sprinkling a 4 μm bead spacer on the liquid crystal alignment film of one of the above two substrates, a sealant (solvent-type thermosetting type epoxy resin, struct bond XN-1500T manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) Was printed. Next, with the surface of the other substrate on which the liquid crystal alignment film was formed facing inside, the substrate was bonded to the previous substrate, and then the sealing agent was cured to produce an empty cell. A liquid crystal MLC-6608 (trade name of Merck & Co., Ltd.) was injected into this empty cell by a pressure reduction injection method to produce a liquid crystal cell.
The response speed of the obtained liquid crystal cell was measured by the following method. Thereafter, in a state where a DC voltage of 20 V was applied to the liquid crystal cell, 10 J of UV was passed from the outside of the liquid crystal cell through a band pass filter of 365 nm. After that, the response speed was measured again, and the response speed before and after UV irradiation was compared. Moreover, the pretilt angle of the pixel part was measured about the cell after UV irradiation. The results are shown in Table 1.
<応答速度の測定方法>
まず、バックライト、クロスニコルの状態にした一組の偏光版、光量検出器の順で構成される測定装置において、一組の偏光版の間に液晶セルを配置した。このときライン/スペースが形成されているITO電極のパターンがクロスニコルに対して45°の角度になるようにした。そして、上記の液晶セルに電圧±6V、周波数1kHzの矩形波を印加し、光量検出器によって観測される輝度が飽和するまでの変化をオシロスコープにて取り込み、電圧を印加していない時の輝度を0%、±4Vの電圧を印加し、飽和した輝度の値を100%として、輝度が10%から90%まで変化するのにかかる時間を応答速度とした。
<プレチルト角の測定>
名菱テクニカ社製LCDアナライザーLCA-LUV42Aを使用した。
<Method of measuring response speed>
First, a liquid crystal cell was disposed between a pair of polarization plates in a measurement apparatus configured by a backlight, a pair of polarization plates in a cross nicol state, and a light amount detector in this order. At this time, the pattern of the ITO electrode in which the line / space was formed was made to be at an angle of 45 ° with respect to cross nicol. Then, a rectangular wave with a voltage of ± 6 V and a frequency of 1 kHz is applied to the above-mentioned liquid crystal cell, a change until the luminance observed by the light amount detector is saturated is taken in by an oscilloscope, and the luminance when no voltage is applied is calculated. A voltage of 0%, ± 4 V was applied, the value of saturated luminance was 100%, and the time taken for the luminance to change from 10% to 90% was taken as the response speed.
<Measurement of pretilt angle>
An LCD analyzer LCA-LUV42A manufactured by Meiryo Technica Co., Ltd. was used.
(実施例8〜14、比較例3、4)
液晶配向剤(A1)の代わりに、それぞれ、表1に示される液晶配向剤を用いた以外は実施例7と同様の操作を行って、UV照射前後での応答速度、及びプレチルト角の測定を行なった。これらの結果を表1にまとめて示す。
(Examples 8 to 14, Comparative Examples 3 and 4)
The same procedure as in Example 7 is carried out except that the liquid crystal aligning agent shown in Table 1 is used instead of the liquid crystal aligning agent (A1) to measure the response speed before and after UV irradiation and the pretilt angle I did. These results are summarized in Table 1 below.
表1に示すように、実施例では、波長365nmの紫外線の照射でもチルト角を発現することが確認された。一方、比較例では、液晶配向膜中に重合性化合物が含まれていても充分なチルト角を発現することはできなかった。
これは、比較例の液晶配向剤では、重合性化合物自体が365nmの紫外線をほとんど吸収しないため、ラジカル発生部位を有さない液晶配向膜では重合反応を開始するための充分なラジカルが発生しなかったためであると考えられる。一方、実施例の液晶配向剤では、長波長側の紫外線照射でも充分なラジカルが発生するため、液晶配向膜界面で重合性化合物が重合し、チルト角を形成したためと考えられる。
As shown in Table 1, in the example, it was confirmed that the tilt angle was developed even by irradiation with ultraviolet light of wavelength 365 nm. On the other hand, in the comparative example, even if the liquid crystal alignment film contained a polymerizable compound, a sufficient tilt angle could not be expressed.
This is because, in the liquid crystal aligning agent of the comparative example, the polymerizable compound itself hardly absorbs ultraviolet light of 365 nm, so that sufficient radicals for initiating the polymerization reaction are not generated in the liquid crystal alignment film having no radical generation site Is considered to be On the other hand, in the liquid crystal aligning agent of the example, since sufficient radicals are generated even when irradiated with ultraviolet light on the long wavelength side, it is considered that the polymerizable compound is polymerized at the interface of the liquid crystal alignment film to form a tilt angle.
(実施例15)
液晶配向剤(A1)のかわりに液晶配向剤(D1)を用いて重合性化合物含有の液晶を使用した以外は実施例7と同様の操作を行って、液晶セルを作製した。この液晶セルに20VのDC電圧を印加した状態で、液晶セルの外側から365nmのバンドパスフィルターを通したUVを7J、15Jと照射し各液晶セルの応答速度を比較した。またプレチルト角の測定を行なった。結果を表2に示す。
(Example 15)
A liquid crystal cell was produced in the same manner as in Example 7, except that a liquid crystal aligning agent (D1) was used instead of the liquid crystal aligning agent (A1) and a liquid crystal containing a polymerizable compound was used. In a state where a DC voltage of 20 V was applied to this liquid crystal cell, UVs passing through a band pass filter of 365 nm were irradiated from 7V and 15J from the outside of the liquid crystal cell, and the response speed of each liquid crystal cell was compared. The pretilt angle was also measured. The results are shown in Table 2.
(比較例5)
液晶配向剤(A1)のかわりに液晶配向剤(H1)を用いて重合性化合物含有の液晶を使用した以外は実施例7と同様の操作を行って、液晶セルを作製した。この液晶セルに20VのDC電圧を印加した状態で、液晶セルの外側から365nmのバンドパスフィルターを通したUVを7J、15Jと照射し各液晶セルの応答速度を比較した。またプレチルト角の測定を行なった。
(Comparative example 5)
A liquid crystal cell was produced in the same manner as in Example 7, except that a liquid crystal aligning agent (H1) was used instead of the liquid crystal aligning agent (A1) and a liquid crystal containing a polymerizable compound was used. In a state where a DC voltage of 20 V was applied to this liquid crystal cell, UVs passing through a band pass filter of 365 nm were irradiated from 7V and 15J from the outside of the liquid crystal cell, and the response speed of each liquid crystal cell was compared. The pretilt angle was also measured.
表2に示すように、実施例15の場合、紫外線の照射量が7Jと少ない場合でも充分な応答速度の向上及びチルト角の形成能があることが確認された。一方、比較例5では、紫外線の照射量が少ない場合はチルト角がほとんど発現せず、チルト角を発現させるために大量の紫外線照射が必要となることが確認された。 As shown in Table 2, in the case of Example 15, it was confirmed that there is sufficient improvement in response speed and ability to form a tilt angle even when the irradiation amount of ultraviolet light is as small as 7 J. On the other hand, in Comparative Example 5, when the irradiation amount of the ultraviolet light was small, the tilt angle hardly appeared, and it was confirmed that a large amount of ultraviolet irradiation was required to express the tilt angle.
(実施例16)
IPDI(0.89g、 4.0mmol)、DA−1(1.32g、4.0mmol)、DA−6(1.52g、4.0mmol)、3AMPDA(0.48g、2.0mmol)をNMP(16.0g)中で溶解し、5時間反応させたのち、CBDA(1.14g、5.8mmol)とNMP(5.4g)を加え、室温で10時間反応させポリウレア−アミック酸(PU−PAA)溶液を得た。このポリマーのMnは11000、Mwは28000であった。
このPU−PAA溶液(26.8g)にNMP(30.3g)と3AMP(1質量%NMP溶液5.4g)、BC(26.8g)を加え6質量%に希釈し、室温で5時間攪拌することにより液晶配向剤(I1)を得た。
また、上記の液晶配向剤(I1)10.0gに対して合成例 で得られた重合性化合物RM1を0.06g(固形分に対して10質量%)添加し、室温で3時間攪拌して溶解させ、液晶配向剤(I2)を調製した。
(Example 16)
NMP (0.89 g, 4.0 mmol), DA-1 (1.32 g, 4.0 mmol), DA-6 (1.52 g, 4.0 mmol), 3 AMPDA (0.48 g, 2.0 mmol) After dissolving in 16.0 g) and reacting for 5 hours, CBDA (1.14 g, 5.8 mmol) and NMP (5.4 g) are added and reacted at room temperature for 10 hours to obtain polyurea-amic acid (PU-PAA). ) Solution was obtained. The Mn of this polymer was 11,000 and the Mw was 28,000.
NMP (30.3 g), 3 AMP (5.4 g of 1 mass% NMP solution), BC (26.8 g) are added to this PU-PAA solution (26.8 g), and it dilutes to 6 mass%, and stirs at room temperature for 5 hours Thus, a liquid crystal aligning agent (I1) was obtained.
Moreover, 0.06 g (10 mass% with respect to solid content) of polymeric compound RM1 obtained by the synthesis example is added with respect to 10.0 g of said liquid crystal aligning agent (I1), and it stirs at room temperature for 3 hours. It was made to melt and liquid crystal aligning agent (I2) was prepared.
(実施例17)
KIP150(6.0g)にNMP(44.0g)を加え、5時間攪拌して溶解させた。この溶液にNMP(20.0g)、BCS(30.0g)を加え6質量%に希釈し、室温で5時間攪拌することによりポリマー溶液(J1)を得た。
さらに比較例2の液晶配向剤(H1)7.0gに対して、ポリマー溶液(J1)3.0gと重合性化合物RM1を0.06g(固形分に対して10質量%)添加し、室温で3時間攪拌して均一に溶解させ、液晶配向剤(J2)を調製した。
(Example 17)
NMP (44.0 g) was added to KIP150 (6.0 g) and stirred for 5 hours for dissolution. NMP (20.0g) and BCS (30.0g) were added to this solution, and it diluted to 6 mass%, and obtained the polymer solution (J1) by stirring at room temperature for 5 hours.
Further, 3.0 g of the polymer solution (J1) and 0.06 g (10% by mass relative to the solid content) of the polymer solution (J1) were added to 7.0 g of the liquid crystal aligning agent (H1) of Comparative Example 2 at room temperature The mixture was stirred for 3 hours and uniformly dissolved to prepare a liquid crystal aligning agent (J2).
(実施例18)
BODA(3.0、 12.0mmol)、3AMPDA(1.45g、6.0mmol)、DA−6(4.57g、12.0mmol)、DA−1(3.96g、12.0mmol)をNMP(49.4g)中で溶解し、60℃で5時間反応させたのち、CBDA(3.47g、17.7mmol)とNMP(16.5g)を加え、40℃で10時間反応させポリアミック酸溶液を得た。
このポリアミック酸溶液(80g)にNMPを加え6質量%に希釈した後、イミド化触媒として無水酢酸(14.8g)、およびピリジン(4.6g)を加え、70℃で3時間反応させた。この反応溶液をメタノール(1060ml)に投入し、得られた沈殿物を濾別した。この沈殿物をメタノールで洗浄し、100℃で減圧乾燥しポリイミド粉末(K)を得た。このポリイミドのイミド化率は72%であり、Mnは17000、Mwは54000であった。
得られたポリイミド粉末(K)(6.0g)にNMP(44.0g)を加え、70℃にて12時間攪拌して溶解させた。この溶液に3AMP(1wt%NMP溶液)6.0g、NMP(14.0g)、BCS(30.0g)を加え、室温で5時間攪拌することにより液晶配向剤(K1)を得た。
また、上記の液晶配向剤(K1)10.0gに対して重合性化合物RM1を0.06g(固形分に対して10質量%)添加し、室温で3時間攪拌して溶解させ、液晶配向剤(K2)を調製した。
(Example 18)
BODA (3.0, 12.0 mmol), 3 AMPDA (1.45 g, 6.0 mmol), DA-6 (4.57 g, 12.0 mmol), DA-1 (3.96 g, 12.0 mmol) with NMP ( After dissolving in 49.4 g) and reacting at 60 ° C. for 5 hours, CBDA (3.47 g, 17.7 mmol) and NMP (16.5 g) are added and reacted at 40 ° C. for 10 hours to make the polyamic acid solution Obtained.
After adding NMP to this polyamic acid solution (80 g) and diluting to 6 mass%, acetic anhydride (14.8 g) and a pyridine (4.6 g) were added as an imidation catalyst, and it was made to react at 70 degreeC for 3 hours. The reaction solution was poured into methanol (1060 ml) and the resulting precipitate was filtered off. The precipitate was washed with methanol and dried under reduced pressure at 100 ° C. to obtain polyimide powder (K). The imidation ratio of this polyimide was 72%, Mn was 17000, and Mw was 54000.
NMP (44.0 g) was added to the obtained polyimide powder (K) (6.0 g), and stirred at 70 ° C. for 12 hours for dissolution. 6.0 g of 3 AMP (1 wt% NMP solution), NMP (14.0 g), and BCS (30.0 g) were added to this solution, and the liquid crystal aligning agent (K1) was obtained by stirring at room temperature for 5 hours.
Moreover, 0.06 g (10 mass% with respect to solid content) of polymeric compound RM1 is added with respect to 10.0 g of said liquid crystal aligning agent (K1), and it is made to stir and dissolve at room temperature for 3 hours, and liquid crystal aligning agent (K2) was prepared.
(比較例6)
BODA(3.0、 12.0mmol)、3AMPDA(1.45g、6.0mmol)、DA−6(4.57g、12.0mmol)、4DABP(2.55g、12.0mmol)をNMP(45.1g)中で溶解し、60℃で5時間反応させたのち、CBDA(3.47g、17.7mmol)とNMP(15.5g)を加え、40℃で10時間反応させポリアミック酸溶液を得た。
このポリアミック酸溶液(70g)にNMPを加え6質量%に希釈した後、イミド化触媒として無水酢酸(14.2g)、およびピリジン(4.4g)を加え、70℃で3時間反応させた。この反応溶液をメタノール(940ml)に投入し、得られた沈殿物を濾別した。この沈殿物をメタノールで洗浄し、100℃で減圧乾燥しポリイミド粉末(L)を得た。このポリイミドのイミド化率は70%であり、Mnは14000、Mwは41000であった。
得られたポリイミド粉末(L)(6.0g)にNMP(44.0g)を加え、70℃にて12時間攪拌して溶解させた。この溶液に3AMP(1wt%NMP溶液)6.0g、NMP(14.0g)、BCS(30.0g)を加え、室温で5時間攪拌することにより液晶配向剤(L1)を得た。
また、上記の液晶配向剤(L1)10.0gに対して重合性化合物RM1を0.06g(固形分に対して10質量%)添加し、室温で3時間攪拌して溶解させ、液晶配向剤(L2)を調製した。
(Comparative example 6)
BODA (3.0, 12.0 mmol), 3 AMPDA (1.45 g, 6.0 mmol), DA-6 (4.57 g, 12.0 mmol), 4 DABP (2.55 g, 12.0 mmol) with NMP (45. After dissolving in 1 g) and reacting at 60 ° C. for 5 hours, CBDA (3.47 g, 17.7 mmol) and NMP (15.5 g) were added and reacted at 40 ° C. for 10 hours to obtain a polyamic acid solution .
After adding NMP to this polyamic acid solution (70 g) and diluting to 6 mass%, acetic anhydride (14.2 g) and a pyridine (4.4 g) were added as an imidation catalyst, and it was made to react at 70 degreeC for 3 hours. The reaction solution was poured into methanol (940 ml) and the resulting precipitate was filtered off. The precipitate was washed with methanol and dried under reduced pressure at 100 ° C. to obtain polyimide powder (L). The imidation ratio of this polyimide was 70%, Mn was 14000, and Mw was 41000.
NMP (44.0 g) was added to the obtained polyimide powder (L) (6.0 g) and stirred at 70 ° C. for 12 hours for dissolution. 6.0 g of 3 AMP (1 wt% NMP solution), NMP (14.0 g), and BCS (30.0 g) were added to this solution, and liquid crystal aligning agent (L1) was obtained by stirring at room temperature for 5 hours.
Furthermore, 0.06 g (10% by mass relative to the solid content) of the polymerizable compound RM1 is added to 10.0 g of the above-mentioned liquid crystal aligning agent (L1), stirred at room temperature for 3 hours to dissolve, and a liquid crystal aligning agent (L2) was prepared.
<液晶セルの作製および評価>
(実施例19)
液晶配向剤(A1)のかわりに液晶配向剤(I2)を用いた以外は実施例7と同様の操作を行って、UV照射前後での応答速度を比較した。またプレチルト角の測定を行なった。
(実施例20)
液晶配向剤(A1)のかわりに液晶配向剤(J2)を用いた以外は実施例7と同様の操作を行って、UV照射前後での応答速度を比較した。またプレチルト角の測定を行なった。
<Production and evaluation of liquid crystal cell>
(Example 19)
The same procedure as in Example 7 was carried out except using the liquid crystal aligning agent (I2) instead of the liquid crystal aligning agent (A1), and the response speed before and after UV irradiation was compared. The pretilt angle was also measured.
Example 20
The same operation as in Example 7 was performed except that the liquid crystal aligning agent (J2) was used instead of the liquid crystal aligning agent (A1), and the response speed before and after UV irradiation was compared. The pretilt angle was also measured.
(実施例21)
液晶配向剤(A1)のかわりに液晶配向剤(K2)を用いた以外は実施例7と同様の操作を行って、UV照射前後での応答速度を比較した。またプレチルト角の測定を行なった。
(比較例7)
液晶配向剤(A1)のかわりに液晶配向剤(L2)を用いた以外は実施例7と同様の操作を行って、UV照射前後での応答速度を比較した。またプレチルト角の測定を行なった。
(Example 21)
The same procedure as in Example 7 was carried out except that the liquid crystal aligning agent (K2) was used instead of the liquid crystal aligning agent (A1), and the response speed before and after UV irradiation was compared. The pretilt angle was also measured.
(Comparative example 7)
The same operation as in Example 7 was performed except that the liquid crystal aligning agent (L2) was used instead of the liquid crystal aligning agent (A1), and the response speed before and after UV irradiation was compared. The pretilt angle was also measured.
上記実施例19、20での結果から、ポリイミド以外の主鎖構造を持つポリマー(ポリウレア構造やポリスチレン構造)を用いても側鎖部位にラジカル開始部位を導入することで、365nmのような長波長の紫外線照射でも十分なプレチルト角を発現することが確認された。
一方で、比較例7に示すようにラジカル開始部位をポリマーの主鎖骨格中に導入するとプレチルト角の発現能が、側鎖部位に導入する場合に比べ、弱くなる傾向にあることが分かった。
一般的に紫外線照射によって重合性化合物が反応しチルト角を形成する重合反応は、液晶配向膜とそれに接触している液晶との界面で効率的に起こることでプレチルト角が形成されると考えられる。しかし、比較例7のようにラジカル部位が主鎖骨格中にあると、紫外線照射によって発生したラジカルはポリマー中に存在しており、液晶との界面での反応に効率的に関与できていないためではないかと考えられる。
From the results in the above Examples 19 and 20, even if a polymer having a main chain structure other than polyimide (polyurea structure or polystyrene structure) is used, a long wavelength such as 365 nm can be obtained by introducing a radical initiation site into the side chain site. It has been confirmed that even with ultraviolet irradiation of the above, a sufficient pretilt angle is developed.
On the other hand, it was found that when the radical initiation site is introduced into the main chain skeleton of the polymer as shown in Comparative Example 7, the ability to express the pretilt angle tends to be weaker than when introduced into the side chain site.
In general, it is considered that a polymerization reaction in which a polymerizable compound reacts to form a tilt angle by ultraviolet irradiation efficiently occurs at an interface between a liquid crystal alignment film and a liquid crystal in contact therewith to form a pretilt angle. . However, when the radical site is in the main chain skeleton as in Comparative Example 7, the radical generated by the ultraviolet irradiation is present in the polymer and can not efficiently participate in the reaction at the interface with the liquid crystal. It is thought that it is not.
本発明の液晶配向剤は、PSA型液晶ディスプレイ、SC−PVA型液晶ディスプレイ等の垂直配向方式の液晶表示素子を作製するための液晶配向剤として有用なだけでなく、ラビング処理や光配向処理によって作製される液晶配向膜の用途でも好適に使用できる。
なお、2013年9月3日に出願された日本特許出願2013−182351号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
The liquid crystal aligning agent of the present invention is useful not only as a liquid crystal aligning agent for producing a liquid crystal display element of vertical alignment type such as PSA type liquid crystal display, SC-PVA type liquid crystal display, but also by rubbing treatment and photo alignment treatment It can be suitably used also in the use of the liquid crystal aligning film produced.
In addition, the entire contents of the specification, claims, drawings and abstract of Japanese Patent Application No. 2013-182351 filed on September 3, 2013 are cited herein as the disclosure of the specification of the present invention, It is what it takes.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170125923A (en) * | 2015-03-04 | 2017-11-15 | 닛산 가가쿠 고교 가부시키 가이샤 | Polyimide precursor, and liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element having precursor |
| WO2019181905A1 (en) | 2018-03-20 | 2019-09-26 | 三菱マテリアル株式会社 | Tin or tin-alloy plating liquid, bump forming method, and circuit board production method |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016140288A1 (en) * | 2015-03-04 | 2016-09-09 | 日産化学工業株式会社 | Liquid crystal aligning agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal display element |
| KR102676007B1 (en) | 2015-08-19 | 2024-06-17 | 닛산 가가쿠 가부시키가이샤 | Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display device |
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| CN108349917B (en) * | 2015-08-28 | 2022-03-22 | 日产化学工业株式会社 | Diamine compound capable of generating radicals and bases, and imide-based polymer using the same |
| JP6776687B2 (en) * | 2015-09-02 | 2020-10-28 | Jsr株式会社 | Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, liquid crystal element, and manufacturing method thereof. |
| JP6841069B2 (en) * | 2016-04-28 | 2021-03-10 | Jsr株式会社 | Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and its manufacturing method, and liquid crystal element |
| EP3404474B1 (en) * | 2016-07-27 | 2020-07-08 | LG Chem, Ltd. | Transmittance-variable film, method for manufacturing same, and use thereof |
| JP6870289B2 (en) * | 2016-11-17 | 2021-05-12 | Jsr株式会社 | Liquid crystal alignment agent, manufacturing method of liquid crystal element, liquid crystal alignment film, liquid crystal element |
| JP7227557B2 (en) * | 2016-11-22 | 2023-02-22 | 日産化学株式会社 | Method for manufacturing liquid crystal display element |
| US10982148B2 (en) | 2017-02-20 | 2021-04-20 | Jsr Corporation | Liquid crystal device, method for producing same, and compound |
| KR20230062899A (en) * | 2017-02-22 | 2023-05-09 | 닛산 가가쿠 가부시키가이샤 | Cured film-forming composition, alignment material, and phase difference material |
| CN110475805B (en) * | 2017-03-22 | 2022-09-30 | 日产化学株式会社 | Polymer and liquid crystal aligning agent using same |
| WO2018173647A1 (en) | 2017-03-22 | 2018-09-27 | 富士フイルム株式会社 | Liquid crystal composition, optically anisotropic layer, optical laminate, and image display device |
| KR102586311B1 (en) * | 2017-10-25 | 2023-10-06 | 닛산 가가쿠 가부시키가이샤 | Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display device |
| CN111512221B (en) * | 2017-12-27 | 2024-04-09 | 日产化学株式会社 | Method for manufacturing zero-plane anchoring film and liquid crystal display element |
| CN112005165B (en) * | 2018-02-23 | 2023-04-21 | 日产化学株式会社 | Method for manufacturing liquid crystal display element |
| JP7235209B2 (en) * | 2018-03-23 | 2023-03-08 | 日産化学株式会社 | Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element using the same |
| KR102801375B1 (en) * | 2018-03-23 | 2025-04-30 | 닛산 가가쿠 가부시키가이샤 | Liquid crystal alignment agent, polymer for obtaining same, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element using same |
| CN111556981B (en) * | 2018-04-05 | 2023-07-07 | Jsr株式会社 | Liquid crystal aligning agent, liquid crystal aligning film, liquid crystal element, and manufacturing method of liquid crystal element |
| JP7367673B2 (en) * | 2018-06-18 | 2023-10-24 | 日産化学株式会社 | Manufacturing method of zero-plane anchoring film and liquid crystal display element |
| WO2021059999A1 (en) * | 2019-09-24 | 2021-04-01 | 日産化学株式会社 | Liquid crystal aligning agent, liquid crystal alignment film, liquid crystal display element, polymer, and diamine |
| TWI717889B (en) * | 2019-11-05 | 2021-02-01 | 達興材料股份有限公司 | Alignment agent, diamine compound, alignment film and liquid crystal display device |
| WO2021200291A1 (en) * | 2020-03-30 | 2021-10-07 | 日産化学株式会社 | Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element |
| WO2021199974A1 (en) * | 2020-03-30 | 2021-10-07 | 日産化学株式会社 | Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element |
| JP7750244B2 (en) * | 2020-09-29 | 2025-10-07 | 日産化学株式会社 | Liquid crystal composition, method for manufacturing liquid crystal display element, and liquid crystal display element |
| KR20230095991A (en) * | 2020-10-27 | 2023-06-29 | 닛산 가가쿠 가부시키가이샤 | Radical generating film forming composition, radical generating film, manufacturing method of liquid crystal display element and liquid crystal display element |
| CN115197719B (en) * | 2021-04-08 | 2025-03-28 | Jsr株式会社 | Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, liquid crystal element and method for producing the same |
| JP7593271B2 (en) * | 2021-04-08 | 2024-12-03 | Jsr株式会社 | Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and method for producing the same, and liquid crystal element |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006027982A1 (en) * | 2004-09-06 | 2006-03-16 | Nippon Kayaku Kabushiki Kaisha | Liquid crystal sealing material and liquid crystal display cell using same |
| JP2007002065A (en) * | 2005-06-22 | 2007-01-11 | Fujifilm Holdings Corp | Liquid crystal material, method for producing the same and display device containing the liquid crystal material |
| WO2011105575A1 (en) * | 2010-02-26 | 2011-09-01 | 日産化学工業株式会社 | Liquid crystal display element and liquid crystal aligning agent |
| WO2012077668A1 (en) * | 2010-12-06 | 2012-06-14 | シャープ株式会社 | Liquid crystal display device and method for producing liquid crystal display device |
| WO2013050121A1 (en) * | 2011-10-03 | 2013-04-11 | Rolic Ag | Photoaligning materials |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4110460A1 (en) * | 1991-03-30 | 1992-10-01 | Basf Ag | MODIFIED POLYARYLENETHER WITH IMPROVED ADHESIVE STRENGTH |
| US6716955B2 (en) * | 2002-01-14 | 2004-04-06 | Air Products And Chemicals, Inc. | Poly(arylene ether) polymer with low temperature crosslinking grafts and adhesive comprising the same |
| JP4175826B2 (en) | 2002-04-16 | 2008-11-05 | シャープ株式会社 | Liquid crystal display |
| US9505962B2 (en) * | 2010-08-10 | 2016-11-29 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | Adhesive composition containing resin having carbon-carbon multiple bond |
-
2014
- 2014-09-02 CN CN201480059922.8A patent/CN105683828B/en active Active
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006027982A1 (en) * | 2004-09-06 | 2006-03-16 | Nippon Kayaku Kabushiki Kaisha | Liquid crystal sealing material and liquid crystal display cell using same |
| JP2007002065A (en) * | 2005-06-22 | 2007-01-11 | Fujifilm Holdings Corp | Liquid crystal material, method for producing the same and display device containing the liquid crystal material |
| WO2011105575A1 (en) * | 2010-02-26 | 2011-09-01 | 日産化学工業株式会社 | Liquid crystal display element and liquid crystal aligning agent |
| WO2012077668A1 (en) * | 2010-12-06 | 2012-06-14 | シャープ株式会社 | Liquid crystal display device and method for producing liquid crystal display device |
| WO2013050121A1 (en) * | 2011-10-03 | 2013-04-11 | Rolic Ag | Photoaligning materials |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170125923A (en) * | 2015-03-04 | 2017-11-15 | 닛산 가가쿠 고교 가부시키 가이샤 | Polyimide precursor, and liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element having precursor |
| KR102600209B1 (en) | 2015-03-04 | 2023-11-08 | 닛산 가가쿠 가부시키가이샤 | Polyimide precursor, and liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element having precursor |
| WO2019181905A1 (en) | 2018-03-20 | 2019-09-26 | 三菱マテリアル株式会社 | Tin or tin-alloy plating liquid, bump forming method, and circuit board production method |
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