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WO2018043326A1 - 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子 - Google Patents

液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子 Download PDF

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WO2018043326A1
WO2018043326A1 PCT/JP2017/030520 JP2017030520W WO2018043326A1 WO 2018043326 A1 WO2018043326 A1 WO 2018043326A1 JP 2017030520 W JP2017030520 W JP 2017030520W WO 2018043326 A1 WO2018043326 A1 WO 2018043326A1
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WO
WIPO (PCT)
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liquid crystal
diamine
formula
group
aligning agent
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2017/030520
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English (en)
French (fr)
Inventor
尚士 鉄谷
武重 林
静如 呉
啓文 志田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Chemical Corp
Original Assignee
Nissan Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to JP2018537223A priority patent/JP7081488B2/ja
Priority to CN201780066434.3A priority patent/CN109891310B/zh
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    • G02F1/133711Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by organic films, e.g. polymeric films
    • G02F1/133723Polyimide, polyamide-imide

Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal aligning agent, a liquid crystal alignment film using the same, and a liquid crystal display element.
  • the liquid crystal alignment film is a constituent member of a liquid crystal display element widely used as a display device, and plays a role of aligning liquid crystals in a certain direction.
  • the main liquid crystal alignment film used industrially is formed from a liquid crystal aligning agent made of a polyimide precursor polyamic acid (also referred to as polyamic acid) or a polyimide solution. Specifically, a liquid crystal aligning agent is applied to a substrate, heated and fired, and then subjected to a liquid crystal aligning treatment.
  • an alignment process using a photoreaction has been proposed as an alignment process method instead of the rubbing method.
  • a method of imparting liquid crystal alignment ability by forming a polymer film having a specific site causing a photoreaction such as polyvinyl cinnamate on the substrate surface and irradiating with polarized or non-polarized radiation ( The photo-alignment method) is known. According to this method, uniform liquid crystal alignment can be realized without generating static electricity or dust, and viewing angle can be improved by alignment division (see Patent Documents 1 and 2).
  • the liquid crystal alignment film needs to have a function of tilting and aligning liquid crystal molecules at a predetermined angle (pretilt angle) with respect to the substrate surface.
  • pretilt angle a liquid crystal alignment film using a polyamic acid having an alkyl side chain, a side chain of a steroid skeleton, a side chain having a ring structure, polyimide, or the like is known (Patent Documents 3 and 4). 5).
  • the pretilt angle is usually given by irradiation with radiation whose incident direction to the substrate surface is inclined with respect to the normal direction of the substrate (see Patent Document 1).
  • liquid crystal display elements have been used in mobile electronic devices such as smartphones and mobile phones.
  • a so-called narrow frame is required in which the width of a sealing agent used for bonding between substrates of a liquid crystal display element is as narrow as possible.
  • a sealant used for manufacturing a liquid crystal display element is applied at a position close to the end of the liquid crystal alignment film or on the liquid crystal alignment film.
  • the liquid crystal alignment film usually has no or few polar groups, there is a problem that a covalent bond is not formed between the sealant and the liquid crystal alignment film, and adhesion between the substrates is insufficient. .
  • the main object of the present invention is to provide a liquid crystal aligning agent that can improve the adhesion between the liquid crystal aligning film and the sealing agent or the substrate without deteriorating the liquid crystal aligning property and electrical characteristics.
  • the present invention relates to a diamine component containing a diamine having the structure of the following formula [1], a diamine having the structure of the following formula [2], and a diamine having the structure of the following formula [3], and a tetracarboxylic dianhydride component.
  • the gist of the present invention is a liquid crystal aligning agent characterized by containing at least one polymer selected from the group consisting of a polyamic acid obtained by the reaction with and a polyimide obtained by imidizing the polyamic acid.
  • A represents a heat-eliminable group that is replaced with a hydrogen atom by heating at a temperature of 150 to 300 ° C.
  • the hydrogen atom of the benzene ring may be substituted with an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group, or a halogen group.
  • m is an integer of 1 to 18, and when m is 3 to 18, —O— may exist between any carbon-carbon bonds.
  • n is an integer of 2 to 18. When n is 3 to 18, —O— may exist between any carbon-carbon bonds. * Represents a bond.
  • the liquid crystal aligning agent of the present invention can improve the seal adhesion in a liquid crystal display element sealed with a sealing agent, and the obtained liquid crystal aligning film is not colored black brown and does not lose transparency. And characteristics such as pretilde angle are good.
  • the liquid crystal aligning agent of the present invention includes a diamine having a structure represented by the above formula [1] (hereinafter also referred to as a specific diamine 1) and a diamine having a structure represented by the above formula [2] (hereinafter referred to as a specific diamine 2).
  • the specific diamine 1 contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention is a diamine having a structure represented by the following formula [1].
  • A is a heat-eliminable group that can be replaced with hydrogen by heating at a temperature of 150 to 300 ° C.
  • the thermally desorbable group is more preferably removed at 170 to 300 ° C, particularly preferably at 180 to 250 ° C. * Represents a bond.
  • thermal leaving group examples include carbamate organic compounds represented by benzyloxycarbonyl group, 9-fluorenylmethyloxycarbonyl group, allyloxycarbonyl group, tertiary butoxycarbonyl group (also referred to as Boc group), and the like.
  • a Boc group or a 9-fluorenylmethoxycarbonyl group is particularly preferred from the viewpoint that the elimination efficiency is high and the gas is harmless at the time of elimination at a relatively low temperature.
  • the amino group possessed by the specific diamine is preferably a primary amino group, but may be a secondary amino group.
  • an amino group is substituted with an alkyl group having a relatively small molecular weight such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, or a butyl group.
  • the hydrogen atom of the benzene ring in the formula [1] is optionally substituted with an alkyl group or alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, preferably 1 to 3 carbon atoms, or a halogen group such as a chlorine atom, a bromine atom or a fluorine atom. May be.
  • Preferable specific examples of the diamine represented by the formula [1] include the following diamines.
  • Boc represents a tert-butoxycarbonyl group.
  • the specific diamine 2 contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention is a diamine having a structure represented by the following formula [2].
  • m is an integer of 1 to 18, and preferably an integer of 2 to 18.
  • —O— may exist between any carbon-carbon bonds. * Represents a bond with another atom.
  • the hydrogen atom of the benzene ring in the formula [2] is optionally substituted with an alkyl or alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, preferably 1 to 3 carbon atoms, or a halogen group such as a chlorine atom, bromine atom or fluorine atom. May be.
  • Preferable specific examples of the diamine having the structure represented by the formula [2] include, but are not limited to, the following diamines.
  • the specific diamine 3 contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention is a diamine having a structure represented by the following formula [3].
  • n is an integer of 2 to 18, and when n is an integer of 3 to 18, —O— may exist between any carbon-carbon bonds.
  • a and its preferred range are the same as A in formula [1]. * Represents a bond.
  • the hydrogen atom of the benzene ring in the formula [3] is optionally substituted with an alkyl group or alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, preferably 1 to 3 carbon atoms, or a halogen group such as a chlorine atom, bromine atom or fluorine atom. May be.
  • Preferable specific examples of the diamine represented by the formula [3] include, but are not limited to, the following diamines.
  • a tetracarboxylic dianhydride (also referred to as a specific tetracarboxylic dianhydride) represented by the following formula [7] is used as a part of the tetracarboxylic dianhydride component. It is preferable to use it.
  • Z 1 is a tetravalent organic group having 4 to 13 carbon atoms, and contains an aromatic cyclic hydrocarbon group. Specifically, a group represented by any of the following formulas [7a] to [7k] is preferable.
  • a preferred group of Z 1 is a group represented by the formula [7a] or the formula [7g] from the viewpoint of polymerization reactivity and ease of synthesis.
  • the formula [7a] is most preferable.
  • the tetracarboxylic dianhydride having the structure of the formula [7a] it is preferably 20% by mass or more of the total tetracarboxylic dianhydride component, more preferably 30% by mass or more. is there. A desired effect can be obtained by using it for the production of a polyimide precursor. More preferably, it is 30 mass% or more. All of the tetracarboxylic acid components used for the polyimide synthesis may be tetracarboxylic dianhydrides having the structure of the formula [7a].
  • an aliphatic tetracarboxylic dianhydride other than the specific tetracarboxylic dianhydride and other tetracarboxylic acid components can be used.
  • examples of the aliphatic tetracarboxylic dianhydride include 1,2,3,4-butanetetracarboxylic dianhydride.
  • Examples of the alicyclic tetracarboxylic dianhydride include 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-tetramethyl-1,2,3,4- Cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,3-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride 1,3-diphenyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,4,5-cyclohexane Tetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cycloheptanetetracarboxylic dianhydride, 2,3,4,5-tetrahydrofurantetracarboxylic dianhydride, 3,4-dicarboxy-1-cycl Hexyl
  • tetracarboxylic acid components include tetracarboxylic acid, tetracarboxylic acid dihalide, tetracarboxylic dianhydride, esterified product obtained by dialkyl esterifying the carboxylic acid group of tetracarboxylic acid, and dialkyl carboxylic acid group of tetracarboxylic acid dihalide. Examples include esterified esterified products.
  • the above-mentioned other tetracarboxylic acid components can be used alone or in combination of two or more kinds in consideration of characteristics such as liquid crystal alignment properties, voltage holding characteristics and accumulated charges of the liquid crystal alignment film to be formed.
  • the liquid crystal aligning agent contains a polyamic acid and / or a polyimide obtained by imidizing the polyamic acid (hereinafter also collectively referred to as a polymer).
  • the polymer of the present invention is a polyamic acid obtained by reaction of a diamine component containing the specific diamines 1, 2 and 3 and a tetracarboxylic dianhydride component, and / or imidizing the polyamic acid. It means the polyimide obtained.
  • the polymer other than the present invention is a polyamic acid obtained by reaction of a diamine component containing a diamine which is not thermally desorbed and protected and a tetracarboxylic dianhydride component, and / or the polyamic acid.
  • a polyamic acid obtained by reaction of a diamine component containing a diamine which is not thermally desorbed and protected and a tetracarboxylic dianhydride component, and / or the polyamic acid.
  • a polyamic acid is obtained by reaction of a diamine component containing a diamine and a tetracarboxylic dianhydride component.
  • the content ratio of the specific diamine 1, 2 and 3 in the diamine component for obtaining the polyamic acid as the polymer of the present invention by reaction with the tetracarboxylic dianhydride component is preferably 5 to 95 mol% of the specific diamine 1. More preferably, it is 10 to 60 mol%.
  • the total content of the specific diamine 2 and the specific diamine 3 in the diamine component for obtaining the polyamic acid which is the polymer of the present invention is preferably 10 to 60 mol%, more preferably 20 to 40 mol%.
  • the content ratio (molar ratio) of the specific diamine 2 to the specific diamine 3 is preferably 10:90 to 90:10, and more preferably 10:40 to 40:10.
  • the diamine component for obtaining a polyamic acid better satisfies various properties required for a liquid crystal alignment film, for example, a property of increasing the pretilt angle of liquid crystal and a property of improving the vertical alignment property of liquid crystal. Therefore, other diamines can be used in combination.
  • the content of the other diamines is preferably 1 to 50 mol%, more preferably 5 to 30 mol% in the amine component.
  • Examples of the other diamines include alicyclic diamines, aromatic-aliphatic diamines, heterocyclic diamines, and aliphatic diamines (excluding diamines represented by the formulas [1] to [3]). It is done.
  • alicyclic diamines examples include 1,4-diaminocyclohexane, 1,3-diaminocyclohexane, 4,4′-diaminodicyclohexylmethane, 4,4′-diamino-3,3′-dimethyldicyclohexylamine, isophorone diamine Etc.
  • aromatic diamines examples include o-phenylenediamine, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 2,4-diaminotoluene, 2,5-diaminotoluene, 3,5-diaminotoluene, 1,4-diamino -2-methoxybenzene, 2,5-diamino-p-xylene, 1,3-diamino-4-chlorobenzene, 3,5-diaminobenzoic acid, 1,4-diamino-2,5-dichlorobenzene, 4,4 '-Diamino-1,2-diphenylethane, 4,4'-diamino-2,2'-dimethylbibenzyl, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-diaminodiphenylmethane, 3,4'-diaminodiphenylmethane 4,4′-diamin
  • aromatic-aliphatic diamines include 3-aminobenzylamine, 4-aminobenzylamine, 3-amino-N-methylbenzylamine, 4-amino-N-methylbenzylamine, 3-aminophenethylamine, 4-aminobenzylamine, Aminophenethylamine, 3-amino-N-methylphenethylamine, 4-amino-N-methylphenethylamine, 3- (3-aminopropyl) aniline, 4- (3-aminopropyl) aniline, 3- (3-methylaminopropyl) Aniline, 4- (3-methylaminopropyl) aniline, 3- (4-aminobutyl) aniline, 4- (4-aminobutyl) aniline, 3- (4-methylaminobutyl) aniline, 4- (4-methyl Aminobutyl) aniline, 3- (5-aminopentyl) aniline, 4- (5-aminopentyl) Aniline, 3- (5-methyl)
  • heterocyclic diamines examples include 2,6-diaminopyridine, 2,4-diaminopyridine, 2,4-diamino-1,3,5-triazine, 2,7-diaminodibenzofuran, 3,6-diaminocarbazole 2,4-diamino-6-isopropyl-1,3,5-triazine, 2,5-bis (4-aminophenyl) -1,3,4-oxadiazole and the like.
  • aliphatic diamines examples include 1,2-diaminoethane, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1,5-diaminopentane, 1,6-diaminohexane, 1,7-diaminoheptane, 1,8-diaminooctane, 1,9-diaminononane, 1,10-diaminodecane, 1,3-diamino-2,2-dimethylpropane, 1,6-diamino-2,5-dimethylhexane, 1,7- Diamino-2,5-dimethylheptane, 1,7-diamino-4,4-dimethylheptane, 1,7-diamino-3-methylheptane, 1,9-diamino-5-methylheptane, 1,12-diaminododecane 1,18-diaminooctadecan
  • diamine compound which has an alkyl group, a fluorine-containing alkyl group, an aromatic ring, an aliphatic ring, a heterocyclic ring, or the macrocyclic substituent which consists of them in a side chain.
  • diamines represented by the following formulas [DA1] to [DA26] are exemplified.
  • R 6 is an alkyl group or a fluorine-containing alkyl group having 1 to 22 carbon atoms.
  • R 6 represents 1 to 22 carbon atoms. It has an alkyl group or a fluorine-containing alkyl group.
  • R 7 represents an alkyl group or alkoxy group having 1 to 22 carbon atoms.
  • R 6 represents —O—, —OCH 2 —, —CH 2 O—, —COOCH 2 —, or —CH 2 OCO—
  • R 7 represents an alkyl group or alkoxy group having 1 to 22 carbon atoms.
  • R 8 represents an alkyl group, an alkoxy group, a fluorine-containing alkyl group or a fluorine-containing alkoxy group having 1 to 22 carbon atoms.
  • R 9 represents a fluorine group, a cyano group, a trifluoromethane group, a nitro group, an azo group, a formyl group, an acetyl group, an acetoxy group, or a hydroxyl group.
  • R 10 is an alkyl group having 3 to 12 carbon atoms, and the cis-trans isomerism of 1,4-cyclohexylene is a trans isomer.
  • a diamine of the general formula [1] in combination with the diamines of the above [DA-1] to [DA-26] because a more stable pretilt angle can be obtained.
  • More preferred diamines that can be used in combination are those represented by the formulas [DA-10] to [DA-26], more preferably diamines of [DA-10] to [DA-16].
  • the preferred content of these diamines is not particularly limited, but is preferably 5 to 50 mol% in the diamine component, and is preferably 5 to 30 mol% in terms of printability. Moreover, you may use the following diamine together.
  • diaminosiloxanes represented by the following formula [DA-35] can also be mentioned as other diamines.
  • M is an integer from 1 to 10.
  • Other diamines can be used singly or in combination of two or more depending on properties such as liquid crystal alignment properties, voltage holding properties, and accumulated charges when the liquid crystal alignment film is formed.
  • ⁇ Production of polyamic acid> As a method for obtaining the polyamic acid of the present invention by the reaction of the tetracarboxylic dianhydride component and the diamine component, a known method can be used. In general, the tetracarboxylic dianhydride component and the diamine component are reacted in an organic solvent. The reaction between the tetracarboxylic dianhydride component and the diamine is advantageous in that it proceeds relatively easily in an organic solvent and no by-products are generated.
  • the organic solvent used for the reaction between the tetracarboxylic dianhydride component and the diamine is not limited as long as the produced polyamic acid dissolves. Specific examples are given below. N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, N-methylcaprolactam, dimethyl sulfoxide, tetramethyl urea, pyridine, dimethyl sulfone, hexamethyl sulfoxide , ⁇ -butyrolactone, isopropyl alcohol, methoxymethylpentanol, dipentene, ethyl amyl ketone, methyl nonyl ketone, methyl ethyl ketone, methyl isoamyl ketone, methyl isopropyl ketone, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, methyl cellosolve acetate,
  • a method of adding by dispersing or dissolving in a solvent a method of adding a diamine component to a solution in which a tetracarboxylic dianhydride component is dispersed or dissolved in an organic solvent, and a tetracarboxylic dianhydride component and a diamine component.
  • the method of adding alternately etc. is mentioned, You may use any of these methods.
  • the tetracarboxylic dianhydride component or the diamine component is composed of a plurality of types of compounds, they may be reacted in a premixed state, may be individually reacted sequentially, or may be further reacted individually.
  • the body may be mixed and reacted to form a high molecular weight body.
  • the temperature at which the tetracarboxylic dianhydride component reacts with the diamine component can be selected from -20 to 150 ° C, but is preferably in the range of -5 to 100 ° C.
  • the reaction can be carried out at any concentration, but if the concentration is too low, it is difficult to obtain a high molecular weight polymer, and if the concentration is too high, the viscosity of the reaction solution becomes too high and uniform stirring is difficult. Therefore, the total concentration of the tetracarboxylic dianhydride component and the diamine component in the reaction solution is preferably 1 to 50% by mass, more preferably 5 to 30% by mass.
  • the initial stage of the reaction is carried out at a high concentration, and then an organic solvent can be added.
  • the ratio of the total number of moles of the tetracarboxylic dianhydride component to the total number of moles of the diamine component is preferably 0.8 to 1.2, preferably 0.9 to 1. 1 is more preferable. Similar to the normal polycondensation reaction, the molecular weight of the polyamic acid produced increases as the molar ratio approaches 1.0.
  • the polyimide of the present invention is a polyimide obtained by dehydrating and ring-closing the polyamic acid, and is useful as a polymer for obtaining a liquid crystal alignment film.
  • the dehydration cyclization rate (imidation rate) of the amic acid group is not necessarily 100%, and can be arbitrarily adjusted according to the application and purpose.
  • Examples of the method for imidizing a polyamic acid include a thermal imidization method in which a polyamic acid solution is heated as it is, and a catalyst imidation method in which a catalyst is added to the polyamic acid solution.
  • the temperature at which the polyamic acid is thermally imidized in the solution is 100 to 400 ° C., preferably 120 to 250 ° C., and is preferably carried out while removing water generated by the imidization reaction from the system.
  • the catalytic imidation of polyamic acid can be carried out by adding a basic catalyst and an acid anhydride to a polyamic acid solution and stirring at -20 to 250 ° C., preferably 0 to 180 ° C.
  • the amount of the basic catalyst is 0.5 to 30 mol times, preferably 2 to 20 mol times the amidic acid group
  • the amount of the acid anhydride is 1 to 50 mol times, preferably 3 to 30 mol times the amido group. 30 mole times.
  • the basic catalyst include pyridine, triethylamine, trimethylamine, tributylamine, trioctylamine and the like. Among them, pyridine is preferable because it has basicity suitable for proceeding with the reaction.
  • Examples of the acid anhydride include acetic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, and the like. Among them, use of acetic anhydride is preferable because purification after completion of the reaction is facilitated.
  • the imidization rate by catalytic imidation can be controlled by adjusting the amount of catalyst, reaction temperature, reaction time, and the like.
  • the molecular weight of the polymer contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention is determined by GPC (Gel Permeation Chromatography) method in consideration of the strength of the obtained coating film, workability at the time of coating film formation, and uniformity of the coating film.
  • the measured weight average molecular weight is preferably 5,000 to 1,000,000, and more preferably 10,000 to 150,000.
  • the liquid crystal aligning agent of this invention is a coating liquid for forming a liquid crystal aligning film, and is a solution which the resin component for forming a resin film melt
  • the said resin component contains at least 1 type of polymer chosen from the polymer of above-described this invention.
  • the content of the resin component in the liquid crystal aligning agent is preferably 1 to 20% by mass, more preferably 3 to 15% by mass, and particularly preferably 3 to 10% by mass. All of the resin components may be the polymer of the present invention, or other polymers may be mixed. In that case, the content of the other polymer in the resin component is 0.5 to 15% by mass, preferably 1 to 10% by mass. Examples of such other polymer include polyamic acid or polyimide obtained by using a diamine compound other than the specific diamine compound as a diamine component to be reacted with the tetracarboxylic dianhydride component.
  • the organic solvent used for the liquid crystal aligning agent of this invention will not be specifically limited if it is an organic solvent in which a resin component is dissolved. Specific examples are given below. N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-methylcaprolactam, 2-pyrrolidone, N-ethylpyrrolidone, N-vinylpyrrolidone, dimethylsulfoxide, tetramethylurea, pyridine, Dimethylsulfone, hexamethylsulfoxide, ⁇ -butyrolactone, 3-methoxy-N, N-dimethylpropanamide, 3-ethoxy-N, N-dimethylpropanamide, 3-butoxy-N, N-dimethylpropanamide, 1,3 -Dimethyl-imidazolidinone, ethyl amyl ketone, methyl nonyl ketone, methyl ethyl ketone, methyl is
  • the liquid crystal aligning agent of this invention may contain components other than the above.
  • examples thereof include compounds that improve the adhesion between the liquid crystal alignment film and the substrate, such as a solvent-rich substance that improves film thickness uniformity and surface smoothness when a liquid crystal aligning agent is applied.
  • a solvent-rich substance that improves film thickness uniformity and surface smoothness when a liquid crystal aligning agent is applied.
  • the following are mentioned as a specific example of the solvent (poor solvent) which improves the uniformity of film thickness and surface smoothness.
  • Examples of compounds that improve film thickness uniformity and surface smoothness include fluorine-based surfactants, silicone-based surfactants, and nonionic surfactants. More specifically, for example, F-top EF301, EF303, EF352 (manufactured by Tochem Products), MegaFuck F171, F173, R-30 (manufactured by Dainippon Ink), Florard FC430, FC431 (manufactured by Sumitomo 3M) Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC101, SC102, SC103, SC104, SC105, SC106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.).
  • the use ratio of these surfactants is preferably 0.01 to 2 parts by mass, more preferably 0.01 to 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component contained in the liquid crystal aligning agent.
  • the compound for improving the adhesion between the liquid crystal alignment film and the substrate include the following functional silane-containing compounds and epoxy group-containing compounds.
  • phenoplast type additives for the purpose of preventing electrical characteristics from being deteriorated by the backlight. Specific phenoplast type additives are shown below.
  • the amount used is preferably 0.1 to 30 parts by weight, more preferably 1 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of the resin component. is there. If the amount used is less than 0.1 parts by mass, the effect of improving the adhesion cannot be expected, and if it exceeds 30 parts by mass, the orientation of the liquid crystal may deteriorate.
  • the liquid crystal aligning agent of the present invention may be a dielectric or conductive material for the purpose of changing the electrical properties such as dielectric constant and conductivity of the liquid crystal aligning film as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • a crosslinkable compound or the like for the purpose of increasing the hardness and density of the liquid crystal alignment film may be added.
  • the liquid crystal aligning agent of the present invention can be applied as a liquid crystal alignment film without applying an alignment treatment in a vertical alignment application or the like after being applied on a substrate and baked and then subjected to an alignment treatment by rubbing treatment or light irradiation.
  • the substrate to be used is not particularly limited as long as it is a highly transparent substrate, and a glass substrate, an acrylic substrate, a polycarbonate substrate such as a polycarbonate substrate, or the like can be used.
  • an opaque material such as a silicon wafer can be used as long as only one substrate is used.
  • a material that reflects light such as aluminum, can also be used.
  • the application method of the liquid crystal aligning agent is not particularly limited, but industrially, it is generally performed by a method such as screen printing, offset printing, flexographic printing, or inkjet. Other coating methods include dip, roll coater, slit coater, spinner and the like, and these may be used depending on the purpose.
  • Firing after applying the liquid crystal aligning agent on the substrate can be carried out by a heating means such as a hot plate at 50 to 300 ° C., preferably 80 to 250 ° C., and the solvent can be evaporated to form a coating film. If the thickness of the coating film formed after baking is too thick, it is disadvantageous in terms of power consumption of the liquid crystal display element, and if it is too thin, the reliability of the liquid crystal display element may be lowered. The thickness is preferably 10 to 100 nm. When the liquid crystal is horizontally or tilted, the fired coating film is treated by rubbing or irradiation with polarized ultraviolet rays.
  • the liquid crystal display element of the present invention is a liquid crystal display element obtained by obtaining a substrate with a liquid crystal alignment film from the liquid crystal aligning agent of the present invention by the method described above, and then preparing a liquid crystal cell by a known method.
  • liquid crystal cell production prepare a pair of substrates on which a liquid crystal alignment film is formed, spread spacers on the liquid crystal alignment film of one substrate, so that the liquid crystal alignment film surface is on the inside, Examples include a method of bonding the other substrate and injecting liquid crystal under reduced pressure, or a method of bonding a substrate after sealing the liquid crystal on the liquid crystal alignment film surface on which spacers are dispersed, and sealing.
  • the thickness of the spacer is preferably 1 to 30 ⁇ m, more preferably 2 to 10 ⁇ m.
  • ⁇ Viscosity measurement> The viscosity of the solution was measured using an E-type viscometer TVE-22H (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) with a sample amount of 1.1 mL and a cone rotor TE-1 (1 ° 34 ′, R24) at a temperature of 25 ° C. .
  • a substrate with electrodes was prepared.
  • the substrate is a glass substrate having a rectangular shape of 30 mm length ⁇ 35 mm width and a thickness of 0.7 mm.
  • an IZO electrode having a solid pattern constituting a counter electrode as a first layer is formed on the substrate.
  • a silicon nitride (SiN) film formed by the CVD method is formed as a second layer on the counter electrode of the first layer.
  • the second layer SiN film has a thickness of 500 nm and functions as an interlayer insulating film.
  • a comb-like pixel electrode formed by patterning an IZO film as the third layer is arranged to form two pixels, a first pixel and a second pixel. ing.
  • the size of each pixel is 10 mm long and about 5 mm wide.
  • the first-layer counter electrode and the third-layer pixel electrode are electrically insulated by the action of the second-layer SiN film.
  • the pixel electrode of the third layer has a comb-like shape configured by arranging a plurality of “bow” -shaped electrode elements having a bent central portion.
  • the width in the short direction of each electrode element is 3 ⁇ m, and the distance between the electrode elements is 6 ⁇ m. Since the pixel electrode forming each pixel is formed by arranging a plurality of bent-shaped electrode elements in the central portion, the shape of each pixel is not rectangular, but in the central portion like the electrode elements. It has a shape that bends and resembles a bold “Koji”.
  • Each pixel is divided vertically with a central bent portion as a boundary, and has a first region on the upper side of the bent portion and a second region on the lower side.
  • the formation directions of the electrode elements of the pixel electrodes constituting them are different. That is, when the rubbing direction of the liquid crystal alignment film described later is used as a reference, the electrode element of the pixel electrode is formed to form an angle of + 10 ° (clockwise) in the first region of the pixel, and the pixel in the second region of the pixel. The electrode elements of the electrode are formed so as to form an angle of ⁇ 10 ° (clockwise).
  • the direction of the rotation operation (in-plane switching) of the liquid crystal induced by the voltage application between the pixel electrode and the counter electrode is in the substrate plane. It is comprised so that it may become a mutually reverse direction.
  • an ITO film is formed on the back surface as the prepared substrate with electrodes and a counter substrate, and glass having columnar spacers with a height of 4 ⁇ m.
  • Each of the substrates was spin coated.
  • the polyimide film with a film thickness of 60 nm was obtained on each board
  • the polyimide film is rubbed with a rayon cloth in a predetermined rubbing direction (roll diameter 120 mm, rotation speed 500 rpm, moving speed 30 mm / sec, pushing amount 0.3 mm), and then irradiated with ultrasonic waves in pure water for 1 minute. And dried at 80 ° C. for 10 minutes to obtain a liquid crystal alignment film.
  • the rubbing directions are combined so that they are antiparallel, the periphery is sealed leaving the liquid crystal injection port, and an empty cell with a cell gap of 3.5 ⁇ m is formed.
  • a liquid crystal (MLC-3019, manufactured by Merck & Co., Inc.) was vacuum-injected into the empty cell at room temperature, and the injection port was sealed to obtain an anti-parallel alignment liquid crystal cell.
  • the obtained liquid crystal cell constitutes an FFS mode liquid crystal display element. Thereafter, the obtained liquid crystal cell was heated at 120 ° C. for 1 hour and allowed to stand overnight before being used for each evaluation.
  • the rotation angle when the liquid crystal cell was rotated from the angle at which the second region of the first pixel became darkest to the angle at which the first region became darkest was calculated as an angle ⁇ .
  • the second area was compared with the first area, and a similar angle ⁇ was calculated.
  • the average value of the angle ⁇ values of the first pixel and the second pixel was calculated as the angle ⁇ of the liquid crystal cell. The smaller the angle ⁇ of the liquid crystal cell, the higher the liquid crystal alignment.
  • pretilt angle of the liquid crystal cell produced above was measured. Further, the liquid crystal cell was heated in a heat circulation oven at 110 ° C. for 1 hour, and then the pretilt angle was measured. The pretilt angle was measured using a minute tilt angle measuring device (OPTI-PRO manufactured by Shintech Co., Ltd.).
  • the liquid crystal aligning agent was filtered through a filter having a pore diameter of 1.0 ⁇ m, spin-coated on a glass substrate with a transparent electrode, dried on an 80 ° C. hot plate for 2 minutes, and then baked at 230 ° C. for 20 minutes to have a film thickness of 70 nm. A coating film was obtained. Two substrates thus obtained were prepared, and after spraying a 4 ⁇ m diameter bead spacer (manufactured by JGC Catalysts & Chemicals Co., Ltd., true ball, SW-D1) on the liquid crystal alignment film surface of one substrate, UV ( UV) curable adhesive was added dropwise.
  • Example 1 to 11 4.36 g of each of the polyamic acid solutions (PAA-1) to (PAA-12) obtained in Synthesis Examples 1 to 11 were collected. To this, 11.3 g of the polyamic acid solution (PAA-12) obtained in Synthesis Example 12 was added, and while stirring, an NMP solution containing 13.9 g of NMP, 8.00 g of BCS, and 1% by weight of LS-4668 was added, and the mixture was further stirred at room temperature for 2 hours to obtain liquid crystal alignment agents (AL-1) to (AL-11), respectively.
  • NMP solution containing 13.9 g of NMP, 8.00 g of BCS, and 1% by weight of LS-4668 was added, and the mixture was further stirred at room temperature for 2 hours to obtain liquid crystal alignment agents (AL-1) to (AL-11), respectively.
  • the liquid crystal aligning agent of the present invention is used in a wide range of fields such as a narrow frame type, a liquid crystal display device for mobile use such as a smart phone and a mobile phone, and a large liquid crystal display device that requires high definition and low cost. Is done. It should be noted that the entire contents of the specification, claims, drawings, and abstract of Japanese Patent Application No. 2016-168471 filed on August 30, 2016 are cited herein as disclosure of the specification of the present invention. Incorporate.

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Abstract

シール剤でシールする液晶表示素子におけるシール密着性が改善でき、かつ、得られる液晶配向膜が、黒褐色に着色せずかつ透明性が失わずに、液晶配向性やプレチルド角などの特性が良好である液晶配向剤を提供する。 式[1]の構造を有するジアミン、式[2]の構造を有するジアミン及び式[3]の構造を有す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の反応で得られるポリアミック酸、及び該ポリアミック酸をイミド化して得られるポリイミドからなる群より選ばれる少なくとも1つの重合体を含有する液晶配向剤。(式中の記号の定義は、明細書中に記載の通りである。)

Description

液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子
 本発明は、液晶配向剤、それを用いた液晶配向膜、及び液晶表示素子に関する。
 液晶配向膜は、表示デバイスとして広く使用されている液晶表示素子の構成部材であり、液晶を一定の方向に配向させる役割を担っている。現在、工業的に使用されている主な液晶配向膜は、ポリイミド前駆体であるポリアミック酸(ポリアミド酸とも言う。)又はポリイミドの溶液からなる液晶配向剤から形成される。具体的には、基板に液晶配向剤を塗布して加熱・焼成した後、液晶配向処理を施すことにより得られる。
 従来、液晶配向処理としては、主にラビングによる表面処理が行なわれているが、ラビング処理では、通常、高度に均等な配向処理が困難であり、液晶の配向不良や、液晶配向膜の欠損が起こり、それによる表示欠陥が生じたり、埃を発生する等の問題を有する場合がある。近年、パネルに用いる基板の大型化、高精細化、低コスト化等により、基板の面積の拡大、凹凸が大きくなる等の傾向があり、このような基板上に配向膜を形成させる際、ラビング処理は、更に、改善の余地を残している。
 一方、ラビング法に変わる配向処理の方法として、光反応を利用した配向処理が提案されている。具体的には、基板表面にポリビニルシンナメートなどの光反応を起こす特定部位を持った重合体の膜を形成し、偏光又は非偏光の放射線を照射することにより、液晶配向能を付与する方法(光配向法)が知られている。この方法によれば、静電気や埃を発生することなく、均一な液晶配向を実現でき、配向分割による視野角向上なども可能である(特許文献1、2参照)。
 また、TN(Twisted Nematic)、STN(Super Twisted Nematic)などの液晶セルでは、液晶配向膜は、液晶分子を基板面に対して所定の角度(プレチルト角)で傾斜配向させる機能を有する必要がある。プレチルト角を発現させるために、アルキル側鎖、ステロイド骨格の側鎖、環構造を有する側鎖等を有するポリアミック酸、ポリイミドなどを用いた液晶配向膜が知られている(特許文献3、4、5)。光を用いた配向処理では、プレチルト角は、通常、基板面への入射方向が基板法線方向に対して傾斜した放射線の照射により付与される(特許文献1参照)。
日本特開平6-287453号公報 日本特開平9-297313号公報 日本特開平05-043687号公報 日本特開平04-281427号公報 日本特開平02-223916号公報
 近年、スマートフォンや携帯電話などのモバイル用電子機器に液晶表示素子が用いられている。これら用途では、できるだけ大きい表示面を確保するため、液晶表示素子の基板間を接着に用いるシール剤の幅をできるだけ狭くする所謂狭額縁化が要求されている。かかるパネルの狭額縁化に伴って、液晶表示素子を作製する際に用いるシール剤が、液晶配向膜の端部に近接した位置に、あるいは液晶配向膜上に重ねて塗布される。しかし、通常、液晶配向膜は、極性基を有しないか又は少ないため、シール剤と液晶配向膜と間には共有結合が形成されず、基板同士の接着が不十分となる問題点があった。このような場合、特に高温高湿条件下での使用において、シール剤と液晶配向膜との間から水が混入しやすくなり、液晶表示素子の額縁付近に表示ムラが発生してしまう問題が生じる。このため、液晶配向膜とシール剤や基板との接着性(密着性)を向上させることが必要となる。一方で、かかる液晶配向膜のシール剤や基板との接着性の改善は、液晶配向膜の有する液晶配向性や電気特性を低下させずに達成されることが必要である。
 本発明の主目的は、液晶配向性や電気特性を低下することなく、液晶配向膜とシール剤や基板との密着性を向上させることができる液晶配向剤を提供することである。
 本発明者は、上記目的を達成するために鋭意研究を行った結果、本発明を完成するに至った。
 本発明は下記式[1]の構造を有するジアミンと下記式[2]の構造を有するジアミンと下記式[3]の構造を有するジアミンと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の反応で得られるポリアミック酸、及び該ポリアミック酸をイミド化して得られるポリイミドからなる群より選ばれる少なくとも1つの重合体を含有することを特徴とする液晶配向剤を要旨とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 式中、Aは、温度150~300℃の加熱により水素原子に置き換わる熱脱離性基を表す。ベンゼン環の有する水素原子は、炭素数1~5のアルキル基若しくはアルコキシ基又はハロゲン基により置換されていてもよい。mは1~18の整数であり、mが3~18である場合は、任意の炭素―炭素結合間に-O-が存在していてもよい。nは2~18の整数であり、nが3~18である場合は、任意の炭素―炭素結合間に-O-が存在していてもよい。*は結合手を表す。
 本発明の液晶配向剤は、シール剤でシールする液晶表示素子などにおけるシール密着性が改善でき、かつ、得られる液晶配向膜が、黒褐色に着色せずかつ透明性が失わずに、液晶配向性やプレチルド角などの特性が良好である。
 本発明の液晶配向剤は、上記式[1]で表される構造を有するジアミン(以下、特定ジアミン1とも言う)、上記式[2]で表される構造を有するジアミン(以下、特定ジアミン2とも言う)、及び上記式[3]で表される構造を有するジアミン(以下、特定ジアミン3とも言う)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の反応で得られるポリアミック酸、及び該ポリアミック酸をイミド化して得られるポリイミドからなる群より選ばれる少なくとも1つの重合体を含有する。
<特定ジアミン1>
 本発明の液晶配向剤に含有される特定ジアミン1は、下記の式[1]で表される構造を有するジアミンである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008

 式[1]中、Aは、温度150~300℃の加熱により水素に置き換わる熱脱離性基である。熱脱離性基は、好ましくは170~300℃、特に好ましくは180~250℃で脱離すればさらに好適である。*は結合手を表す。
 熱脱離性基としては、ベンジルオキシカルボニル基、9-フルオレニルメチルオキシカルボニル基、アリルオキシカルボニル基、第三級ブトキシカルボニル基(Boc基ともいう。)などに代表されるカルバメート系の有機基が挙げられる。脱離の効率が良く、比較的低い温度でかつ脱離の際に無害な気体である点から、Boc基又は9-フルオレニルメトキシカルボニル基が特に好ましい。
 特定ジアミンの有するアミノ基は、第一級アミノ基が好ましいが、第二級アミノ基であってもよい。第二級アミノ基の場合、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などの比較的分子量の小さなアルキル基がアミノ基に置換される。
 式[1]におけるベンゼン環の有する水素原子は、炭素数1~5、好ましくは1~3のアルキル基若しくはアルコキシ基、又は、塩素原子、臭素原子、フッ素原子などのハロゲン基により、任意に置換されていてもよい。
 式[1]で表わされるジアミンの好ましい具体例としては、以下のジアミンが挙げられる。なお、式中のBocはtert-ブトキシカルボニル基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
<特定ジアミン2>
 本発明の液晶配向剤に含有される特定ジアミン2は、下記の式[2]で表される構造を有するジアミンである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010

 式中、mは、1~18の整数であり、好ましくは、2~18の整数である。また、mが3~18の整数である場合、任意の炭素―炭素結合間に-O-が存在していてもよい。*は他の原子との結合手を表す。
 式[2]におけるベンゼン環の有する水素原子は、炭素数1~5、好ましくは1~3のアルキル基若しくはアルコキシ基、又は、塩素原子、臭素原子、フッ素原子などのハロゲン基により、任意に置換されていてもよい。
 式[2]で表わされる構造を有するジアミンの好ましい具体例としては、以下のジアミンが挙げられるがこれらに限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
<特定ジアミン3>
 本発明の液晶配向剤に含有される特定ジアミン3は、下記の式[3]で表される構造を有するジアミンである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012

 式中、nは2~18の整数であり、nが3~18の整数である場合は、任意の炭素―炭素結合間に-O-が存在していてもよい。Aの定義及びその好ましい範囲は、式[1]のAと同様である。*は結合手を表す。
 式[3]におけるベンゼン環の有する水素原子は、炭素数1~5、好ましくは1~3のアルキル基若しくはアルコキシ基、又は、塩素原子、臭素原子、フッ素原子などのハロゲン基により、任意に置換されていてもよい。
 式[3]で表わされるジアミンの好ましい具体例としては、以下のジアミンが挙げられるがこれらに限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
<テトラカルボン酸二無水物成分>
 本発明のポリイミド前駆体を得るためには、下記式[7]で表されるテトラカルボン酸二無水物(特定テトラカルボン酸二無水物ともいう)をテトラカルボン酸二無水物成分の一部として用いることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 式[7]中、Zは、炭素数4~13の4価の有機基であり、かつ、芳香族環状炭化水素基を含有する。具体的には、下記式[7a]~[7k]のいずれかで表される基が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 式[7]中、Zの好ましい基は、重合反応性や合成の容易性から、式[7a]又は式[7g]で表される基である。なかでも、式[7a]が最も好ましい。
 式[7a]の構造のテトラカルボン酸二無水物を用いる場合、これを、テトラカルボン酸二無水物成分全体のうちの20質量%以上とすることが好ましく、より好ましくは、30質量%以上である。ポリイミド前駆体の製造に用いるで、所望の効果が得られる。より好ましくは、30質量%以上である。ポリイミド合成に用いるテトラカルボン酸成分の全てを式[7a]の構造のテトラカルボン酸二無水物とすることも可能である。
 本発明では、特定テトラカルボン酸二無水物以外の脂肪族テトラカルボン酸二無水物やその他のテトラカルボン酸成分を用いることができる。
 脂肪族テトラカルボン酸二無水物としては、例えば、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸二無水物が挙げられる。また、脂環式テトラカルボン酸二無水物としては、例えば1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、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二無水物、1,2-ジメチル-1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3-ジメチル-1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、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二無水物、1,2,3,4-シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-シクロヘプタンテトラカルボン酸二無水物、2,3,4,5-テトラヒドロフランテトラカルボン酸二無水物、3,4-ジカルボキシ-1-シクロへキシルコハク酸二無水物、2,3,5-トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、3,4-ジカルボキシ-1,2,3,4-テトラヒドロ-1-ナフタレンコハク酸二無水物、ビシクロ[3,3,0]オクタン-2,4,6,8-テトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[4,3,0]ノナン-2,4,7,9-テトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[4,4,0]デカン-2,4,7,9-テトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[4,4,0]デカン-2,4,8,10-テトラカルボン酸二無水物、トリシクロ[6.3.0.0<2,6>]ウンデカン-3,5,9,11-テトラカルボン酸二無水物、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-ジカルボン酸二無水物、ビシクロ[2,2,2]オクト-7-エン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物、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-ジカルボン酸二無水物、テトラシクロ[6,2,1,1,0,2,7]ドデカ-4,5,9,10-テトラカルボン酸二無水物、3,5,6-トリカルボキシノルボルナン-2:3,5:6ジカルボン酸二無水物、などを挙げることができる。
 その他のテトラカルボン酸成分としては、テトラカルボン酸、テトラカルボン酸ジハライド、テトラカルボン酸二無水物、テトラカルボン酸のカルボン酸基をジアルキルエステル化したエステル化物、テトラカルボン酸ジハライドのカルボン酸基をジアルキルエステル化したエステル化物等が挙げられる。
 上記のその他のテトラカルボン酸成分は、形成される液晶配向膜の液晶配向性、電圧保持特性及び蓄積電荷などの特性を考慮して、1種又は2種以上を用いることができる。
<重合体>
 液晶配向剤には、ポリアミック酸、及び/又は該ポリアミック酸をイミド化して得られるポリイミド(以下、総称して重合体ともいう。)が含有される。
 このうち、本発明の重合体とは、特定ジアミン1、2及び3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の反応で得られるポリアミック酸、及び/又は該ポリアミック酸をイミド化して得られるポリイミドを意味する。一方、本発明以外の重合体とは、熱脱離性で保護されていない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の反応で得られるポリアミック酸、及び/又は該ポリアミック酸をイミド化して得られるポリイミドを意味する。
<ポリアミック酸>
 ポリアミック酸は、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の反応によって得られる。
 テトラカルボン酸二無水物成分との反応により本発明の重合体であるポリアミック酸を得るためのジアミン成分における特定ジアミン1、2及び3の含有割合は、特定ジアミン1が好ましくは5~95モル%、より好ましくは10~60モル%である。
 また、本発明の重合体であるポリアミック酸を得るためのジアミン成分における特定ジアミン2及び特定ジアミン3の合計含有割合が好ましくは10~60モル%、より好ましくは20~40モル%である。特定ジアミン2:特定ジアミン3の含有割合(モル比)は、10:90~90:10が好ましく、10:40~40:10がより好ましい。
 本発明においてポリアミック酸を得るためのジアミン成分は、液晶配向膜に要求される種々の特性、例えば、液晶のプレチルト角を大きくする特性、液晶の垂直配向性を高めるなどの特性をよりよく満足させるために、その他のジアミンが併用できる。その他のジアミンを使用する場合、その他のジアミンの含有量は、アミン成分中、1~50mol%が好ましく、5~30mol%がより好ましい。
 上記その他のジアミンとしては、脂環式ジアミン、芳香族-脂肪族ジアミン、複素環式ジアミン、脂肪族ジアミン(但し、式[1]~式[3]で表されるジアミンは除く)などが挙げられる。
 脂環式ジアミンの例としては、1,4-ジアミノシクロヘキサン、1,3-ジアミノシクロヘキサン、4,4’-ジアミノジシクロヘキシルメタン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジメチルジシクロヘキシルアミン、イソホロンジアミン等が挙げられる。
 芳香族ジアミン類の例としては、o-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン、p-フェニレンジアミン、2,4-ジアミノトルエン、2,5-ジアミノトルエン、3,5-ジアミノトルエン、1,4-ジアミノ-2-メトキシベンゼン、2,5-ジアミノ-p-キシレン、1,3-ジアミノ-4-クロロベンゼン、3,5-ジアミノ安息香酸、1,4-ジアミノ-2,5-ジクロロベンゼン、4,4’-ジアミノ-1,2-ジフェニルエタン、4,4’-ジアミノ-2,2’-ジメチルビベンジル、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、4,4’-ジアミノ-3,3’―ジメチルジフェニルメタン、2,2’-ジアミノスチルベン、4,4’-ジアミノスチルベン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、3,4’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、4,4’-ジアミノベンゾフェノン、1,3-ビス(3-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-アミノフェノキシ)ベンゼン、3,5-ビス(4-アミノフェノキシ)安息香酸、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビベンジル、2,2-ビス[(4-アミノフェノキシ)メチル]プロパン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフロロプロパン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、1,1-ビス(4-アミノフェニル)シクロヘキサン、α、α’-ビス(4-アミノフェニル)-1,4-ジイソプロピルベンゼン、9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン、2,2-ビス(3-アミノフェニル)ヘキサフロロプロパン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)ヘキサフロロプロパン、4,4’-ジアミノジフェニルアミン、2,4-ジアミノジフェニルアミン、1,8-ジアミノナフタレン、1,5-ジアミノナフタレン、1,5-ジアミノアントラキノン、1,3-ジアミノピレン、1,6-ジアミノピレン、1,8―ジアミノピレン、2,7-ジアミノフルオレン、1,3-ビス(4-アミノフェニル)テトラメチルジシロキサン、ベンジジン、2,2’-ジメチルベンジジン、1,2-ビス(4-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、1,4-ビス(4-アミノフェニル)ブタン、1,5-ビス(4-アミノフェニル)ペンタン、1,6-ビス(4-アミノフェニル)ヘキサン、1,7-ビス(4-アミノフェニル)ヘプタン、1,8-ビス(4-アミノフェニル)オクタン、1,9-ビス(4-アミノフェニル)ノナン、1,10-ビス(4-アミノフェニル)デカン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)プロパン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ブタン、1,5-ビス(4-アミノフェノキシ)ペンタン、1,6-ビス(4-アミノフェノキシ)ヘキサン、1,7-ビス(4-アミノフェノキシ)ヘプタン、1,8-ビス(4-アミノフェノキシ)オクタン、1,9-ビス(4-アミノフェノキシ)ノナン、1,10-ビス(4-アミノフェノキシ)デカン、ジ(4-アミノフェニル)プロパン-1,3-ジオエート、ジ(4-アミノフェニル)ブタン-1,4-ジオエート、ジ(4-アミノフェニル)ペンタン-1,5-ジオエート、ジ(4-アミノフェニル)ヘキサン-1,6-ジオエート、ジ(4-アミノフェニル)ヘプタン-1,7-ジオエート、ジ(4-アミノフェニル)オクタン-1,8-ジオエート、ジ(4-アミノフェニル)ノナン-1,9-ジオエート、ジ(4-アミノフェニル)デカン-1,10-ジオエート、1,3-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェノキシ〕プロパン、1,4-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェノキシ〕ブタン、1,5-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェノキシ〕ペンタン、1,6-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェノキシ〕ヘキサン、1,7-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェノキシ〕ヘプタン、1,8-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェノキシ〕オクタン、1,9-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェノキシ〕ノナン、1,10-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェノキシ〕デカンなどが挙げられる。
 芳香族-脂肪族ジアミンの例としては、3-アミノベンジルアミン、4-アミノベンジルアミン、3-アミノ-N-メチルベンジルアミン、4-アミノ-N-メチルベンジルアミン、3-アミノフェネチルアミン、4-アミノフェネチルアミン、3-アミノ-N-メチルフェネチルアミン、4-アミノ-N-メチルフェネチルアミン、3-(3-アミノプロピル)アニリン、4-(3-アミノプロピル)アニリン、3-(3-メチルアミノプロピル)アニリン、4-(3-メチルアミノプロピル)アニリン、3-(4-アミノブチル)アニリン、4-(4-アミノブチル)アニリン、3-(4-メチルアミノブチル)アニリン、4-(4-メチルアミノブチル)アニリン、3-(5-アミノペンチル)アニリン、4-(5-アミノペンチル)アニリン、3-(5-メチルアミノペンチル)アニリン、4-(5-メチルアミノペンチル)アニリン、2-(6-アミノナフチル)メチルアミン、3-(6-アミノナフチル)メチルアミン、2-(6-アミノナフチル)エチルアミン、3-(6-アミノナフチル)エチルアミンなどが挙げられる。
 複素環式ジアミンの例としては、2,6-ジアミノピリジン、2,4-ジアミノピリジン、2,4-ジアミノ-1,3,5-トリアジン、2,7-ジアミノジベンゾフラン、3,6-ジアミノカルバゾール、2,4-ジアミノ-6-イソプロピル-1,3,5-トリアジン、2,5-ビス(4-アミノフェニル)-1,3,4-オキサジアゾールなどが挙げられる。
 脂肪族ジアミンの例としては、1,2-ジアミノエタン、1,3-ジアミノプロパン、1,4-ジアミノブタン、1,5-ジアミノペンタン、1,6-ジアミノヘキサン、1,7-ジアミノヘプタン、1,8-ジアミノオクタン、1,9-ジアミノノナン、1,10-ジアミノデカン、1,3-ジアミノ-2,2-ジメチルプロパン、1,6-ジアミノ-2,5-ジメチルヘキサン、1,7-ジアミノ-2,5-ジメチルヘプタン、1,7-ジアミノ-4,4-ジメチルヘプタン、1,7-ジアミノ-3-メチルヘプタン、1,9-ジアミノ-5-メチルヘプタン、1,12-ジアミノドデカン、1,18-ジアミノオクタデカン、1,2-ビス(3-アミノプロポキシ)エタンなどが挙げられる。
 側鎖にアルキル基、フッ素含有アルキル基、芳香環、脂肪族環、複素環、又はそれらからなる大環状置換体を有するジアミン化合物を併用してもよい。具体的には、下記の式[DA1]~[DA26]で示されるジアミンを例示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
(Rは、炭素数1~22を有する、アルキル基又はフッ素含有アルキル基である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
(Sは、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NHCO-、-CH-、-O-、-CO-、又は-NH-を示し、Rは炭素数1~22を有する、アルキル基若しくはフッ素含有アルキル基を示す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018

(Sは、-O-、-OCH-、-CHO-、-COOCH-、又は-CHOCO-を示し、Rは炭素数1~22を有する、アルキル基、アルコキシ基、フッ素含有アルキル基若しくはフッ素含有アルコキシ基である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
(Sは、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NHCO-、-COOCH-、-CHOCO-、-CHO-、-OCH-、又は-CH-を示し、Rは炭素数1~22を有する、アルキル基、アルコキシ基、フッ素含有アルキル基若しくはフッ素含有アルコキシ基である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
(Sは、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NHCO-、-COOCH-、-CHOCO-、-CHO-、-OCH-、-CH-、-O-、又は-NH-を示し、Rはフッ素基、シアノ基、トリフルオロメタン基、ニトロ基、アゾ基、ホルミル基、アセチル基、アセトキシ基、又は水酸基である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
(R10は炭素数3~12のアルキル基であり、1,4-シクロへキシレンのシス-トランス異性は、それぞれトランス体である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 光により配向処理する場合においては、一般式[1]のジアミンと上記[DA-1]~[DA-26]のジアミンを併用させることで、さらに安定したプレチルト角を得ることができるため好ましい。併用できるより好ましいジアミンとしては、式[DA-10]~[DA-26]が好ましく、より好ましくは[DA-10]~[DA-16]のジアミンである。これらのジアミンの好ましい含有量は、特に限定はされないが、ジアミン成分中の5~50mol%が好ましく、印刷性の点では5~30mol%が好ましい。
 また、以下のジアミンを併用させてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
(mは0~3の整数であり、式[DA-34]中、nは1~5の整数である)。
 式[DA-27]、式[DA-28]等のジアミンを含有させることにより、液晶配向膜とした際の電圧保持特性を向上させることができ、式[DA-29]~[DA-34]のジアミンは蓄積電化の低減に効果がある。
 さらに、下記の式[DA-35]で示されるようなジアミノシロキサンなども、その他のジアミンとして挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
(mは、1~10の整数である。)
 その他のジアミンは、液晶配向膜と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、又は2種以上を混合して使用することもできる。
<ポリアミック酸の製造>
 テトラカルボン酸二無水物成分とジアミン成分との反応により、本発明のポリアミック酸を得る方法は、既知の手法を用いることができる。一般的にはテトラカルボン酸二無水物成分とジアミン成分とを有機溶媒中で反応させる方法である。テトラカルボン酸二無水物成分とジアミンとの反応は、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。
 テトラカルボン酸二無水物成分とジアミンとの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限定されない。その具体例を以下に挙げる。
 N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン、N-メチルカプロラクタム、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、ピリジン、ジメチルスルホン、ヘキサメチルスルホキシド、γ-ブチロラクトン、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、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-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、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、3-エトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミドなどが挙げられる。これらは単独で使用しても、混合して使用してもよい。さらに、ポリアミック酸を溶解させない溶媒であっても、生成したポリアミック酸が析出しない範囲で上記溶媒に混合して使用してもよい。
 また、有機溶媒中の水分は重合反応を阻害し、更には生成したポリアミック酸を加水分解させる原因となるので、有機溶媒はなるべく脱水乾燥させたものを用いるのが好ましい。
 テトラカルボン酸二無水物成分とジアミン成分とを有機溶媒中で反応させる際には、ジアミン成分を有機溶媒に分散あるいは溶解させた溶液を攪拌させ、テトラカルボン酸二無水物成分をそのまま、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が挙げられ、これらのいずれの方法を用いても良い。また、テトラカルボン酸二無水物成分又はジアミン成分が複数種の化合物からなる場合は、あらかじめ混合した状態で反応させても良く、個別に順次反応させても良く、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良い。
 テトラカルボン酸二無水物成分とジアミン成分とを反応させる温度は-20~150℃のうちの任意の温度を選択することができるが、好ましくは-5~100℃の範囲である。また、反応は任意の濃度で行うことができるが、濃度が低すぎると高分子量の重合体を得ることが難しくなり、濃度が高すぎると反応液の粘性が高くなり過ぎて均一な攪拌が困難となるので、テトラカルボン酸二無水物成分とジアミン成分の反応溶液中での合計濃度が、好ましくは1~50質量%、より好ましくは5~30質量%である。反応初期は高濃度で行い、その後、有機溶媒を追加することができる。
 ポリアミック酸の重合反応においては、テトラカルボン酸二無水物成分の合計モル数と、ジアミン成分の合計モル数の比は、0.8~1.2であることが好ましく、0.9~1.1がより好ましい。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る。
<ポリイミドの製造>
 本発明のポリイミドは、前記のポリアミック酸を脱水閉環させて得られるポリイミドであり、液晶配向膜を得るための重合体として有用である。
 本発明のポリイミドにおいて、アミド酸基の脱水閉環率(イミド化率)は、必ずしも100%である必要はなく、用途や目的に応じて任意に調整することができる。
 ポリアミック酸をイミド化させる方法としては、ポリアミック酸の溶液をそのまま加熱する熱イミド化法、及びポリアミック酸の溶液に触媒を添加する触媒イミド化法が挙げられる。
 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のが好ましい。
 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した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、反応温度、反応時間等を調節することにより制御することができる。
 本発明の液晶配向剤に含有される重合体の分子量は、得られる塗膜の強度、塗膜形成時の作業性、及び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とするのが好ましく、より好ましくは、10,000~150,000である。
<液晶配向剤>
 本発明の液晶配向剤は、液晶配向膜を形成するための塗布液であり、樹脂被膜を形成するための樹脂成分が有機溶媒に溶解した溶液である。ここで、前記の樹脂成分は、上記した本発明の重合体から選ばれる少なくとも一種の重合体を含む。樹脂成分の液晶配向剤中の含有量は、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。
 樹脂成分は、全てが本発明の重合体であってもよく、それ以外の他の重合体が混合されていてもよい。その際、樹脂成分中における前記他の重合体の含有量は0.5~15質量%、好ましくは1~10質量%である。
 かかる他の重合体は、例えば、テトラカルボン酸ニ無水物成分と反応させるジアミン成分として、特定ジアミン化合物以外のジアミン化合物を使用して得られるポリアミック酸又はポリイミドなどが挙げられる。
 本発明の液晶配向剤に用いる有機溶媒は、樹脂成分を溶解させる有機溶媒であれば特に限定されない。その具体例を以下に挙げる。
 N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、N-メチルカプロラクタム、2-ピロリドン、N-エチルピロリドン、N-ビニルピロリドン、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、ピリジン、ジメチルスルホン、ヘキサメチルスルホキシド、γ-ブチロラクトン、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、3-エトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、1,3-ジメチル-イミダゾリジノン、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、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、ジグライム、4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノンなどが挙げられる。これらは単独で使用しても、混合して使用してもよい。
 本発明の液晶配向剤は、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溶媒多物質など、液晶配向膜と基板との密着性を向上させる化合物などである。
 膜厚の均一性や表面平滑性を向上させる溶媒(貧溶媒)の具体例としては、次のものが挙げられる。
 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、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-tert-ブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、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、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、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、1-ヘキサノール、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-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などの低表面張力を有する溶媒などが挙げられる。
 これらの貧溶媒は1種類でも複数種類を混合して用いてもよい。上記溶媒を用いる場合は、液晶配向剤に含まれる溶媒全体の5~80質量%であることが好ましく、より好ましくは20~60質量%である。
 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樹脂成分の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。
 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、次に示す官能性シラン含有化合物、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等が挙げられる。
 更に、基板と膜の密着性向上に加え、バックライトによる電気特性低下などを防ぐ目的で、以下のようなフェノプラスト系の添加剤を含有させることが好ましい。具体的なフェノプラスト系添加剤を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
 基板との密着性を向上させる化合物を使用する場合、その使用量は、樹脂成分の100質量部に対して0.1~30質量部であることが好ましく、より好ましくは1~20質量部である。使用量が0.1質量部未満であると密着性向上の効果は期待できず、30質量部よりも多くなると液晶の配向性が悪くなる場合がある。
 本発明の液晶配向剤には、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、導電性などの電気特性を変化させる目的で、誘電体、導電物質、さらには、液晶配向膜にした際の膜の硬度や緻密度を高める目的の架橋性化合物等を添加してもよい。
<液晶配向膜及び液晶表示素子>
 本発明の液晶配向剤は、基板上に塗布し、焼成した後、ラビング処理や光照射などで配向処理をし、又は垂直配向用途などでは配向処理無しで液晶配向膜として用いることができる。この際、用いる基板としては透明性の高い基板であれば特に限定されず、ガラス基板、アクリル基板、ポリカーボネート基板などのプラスチック基板などを用いることができる。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ニウム等の光を反射する材料も使用できる。
 液晶配向剤の塗布方法は、特に限定されないが、工業的には、スクリーン印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷、インクジェットなどの方法で行うが一般的である。その他の塗布方法としては、ディップ、ロールコーター、スリットコーター、スピンナーなどがあり、目的に応じてこれらを用いてもよい。
 液晶配向剤を基板上に塗布した後の焼成は、ホットプレートなどの加熱手段により50~300℃、好ましくは80~250℃で行い、溶媒を蒸発させて、塗膜を形成させることができる。焼成後に形成される塗膜の厚みは、厚すぎると液晶表示素子の消費電力の面で不利となり、薄すぎると液晶表示素子の信頼性が低下する場合があるので、好ましくは5~300nm、より好ましくは10~100nmである。液晶を水平配向や傾斜配向させる場合は、焼成後の塗膜をラビング又は偏光紫外線照射などで処理する。
 本発明の液晶表示素子は、上記した手法により本発明の液晶配向剤から液晶配向膜付き基板を得た後、公知の方法で液晶セルを作製し、液晶表示素子としたものである。
 液晶セル作製の一例を挙げるならば、液晶配向膜の形成された1対の基板を用意し、片方の基板の液晶配向膜上にスペーサーを散布し、液晶配向膜面が内側になるように、もう片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、又は、スペーサーを散布した液晶配向膜面に液晶を滴下した後に基板を貼り合わせて封止する方法などが例示できる。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。
 以下に本発明について、更に具体的に説明するために実施例を挙げるが、本発明の解釈はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例等で使用した略号、及び特性評価の方法は、以下のとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
<有機溶媒>
NMP:N-メチル-2-ピロリドン   BCS:ブチルセロソルブ
<添加剤>
LS-4668:3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン
<粘度測定>
 溶液の粘度は、E型粘度計TVE-22H(東機産業社製)を用い、サンプル量1.1mL、コーンロータTE-1(1°34’、R24)にて温度25℃にて測定した。
<液晶表示素子の作製>
 始めに電極付きの基板を準備した。基板は、縦30mm×横35mmの長方形状で、厚さが0.7mmのガラス基板である。基板上には第1層目として対向電極を構成する、ベタ状のパターンを備えたIZO電極が形成されている。第1層目の対向電極の上には第2層目として、CVD法により成膜された窒化珪素(SiN)膜が形成されている。第2層目のSiN膜の膜厚は500nmであり、層間絶縁膜として機能する。第2層目のSiN膜の上には、第3層目としてIZO膜をパターニングして形成された櫛歯状の画素電極が配置され、第1画素および第2画素の2つの画素を形成している。各画素のサイズは、縦10mmで横約5mmである。このとき、第1層目の対向電極と第3層目の画素電極とは、第2層目のSiN膜の作用により電気的に絶縁されている。
 第3層目の画素電極は、中央部分が屈曲した「くの字」形状の電極要素を複数配列して構成された櫛歯状の形状を有する。各電極要素の短手方向の幅は3μmであり、電極要素間の間隔は6μmである。各画素を形成する画素電極が、中央部分の屈曲したくの字形状の電極要素を複数配列して構成されているため、各画素の形状は長方形状ではなく、電極要素と同様に中央部分で屈曲する、太字の「くの字」に似た形状を備える。そして、各画素はその中央の屈曲部分を境にして上下に分割され、屈曲部分の上側の第1領域と下側の第2領域を有する。
 各画素の第1領域と第2領域とを比較すると、それらを構成する画素電極の電極要素の形成方向が異なるものとなっている。すなわち、後述する液晶配向膜のラビング方向を基準とした場合、画素の第1領域では画素電極の電極要素が+10°の角度(時計回り)をなすように形成され、画素の第2領域では画素電極の電極要素が-10°の角度(時計回り)をなすように形成されている。これにより、各画素の第1領域と第2領域とでは、画素電極と対向電極との間の電圧印加によって誘起される液晶の、基板面内での回転動作(インプレーン・スイッチング)の方向が互いに逆方向となるように構成されている。
 次に、液晶配向剤を1.0μmのフィルターで濾過した後、準備された上記電極付き基板と対向基板として裏面にITO膜が成膜されており、かつ高さ4μmの柱状のスペーサーを有するガラス基板のそれぞれにスピンコートした。次いで、80℃のホットプレート上で2分間乾燥後、230℃で20分間焼成することにより、各基板上に膜厚60nmのポリイミド膜を得た。このポリイミド膜上を、所定のラビング方向で、レーヨン布によりラビング(ロール径120mm、回転数500rpm、移動速度30mm/sec、押し込み量0.3mm)した後、純水中にて1分間超音波照射を行い、80℃で10分間乾燥し、液晶配向膜とした。
 得られた液晶配向膜付きの2種類の基板を用いて、それぞれのラビング方向が逆平行になるように組み合わせ、液晶注入口を残して周囲をシールし、セルギャップが3.5μmの空セルを作製した。この空セルに液晶(MLC-3019、メルク社製)を常温で真空注入したのち、注入口を封止してアンチパラレル配向の液晶セルとした。得られた液晶セルは、FFSモード液晶表示素子を構成する。その後、得られた液晶セルを120℃で1時間加熱し、一晩放置してから各評価に使用した。
<液晶配向性の評価>
 上記で作製した液晶セルを用い、60℃の恒温環境下、周波数30Hzで10VPPの交流電圧を168時間印加した。次いで、液晶セルの画素電極と対向電極との間を短絡させた状態にし、そのまま室温に一日放置した。放置の後、液晶セルを偏光軸が直交するように配置された2枚の偏光板の間に設置し、電圧無印加の状態でバックライトを点灯させておき、透過光の輝度が最も小さくなるように液晶セルの配置角度を調整した。そして、第1画素の第2領域が最も暗くなる角度から第1領域が最も暗くなる角度まで液晶セルを回転させたときの回転角度を角度Δとして算出した。第2画素でも同様に、第2領域と第1領域とを比較し、同様の角度Δを算出した。そして、第1画素と第2画素の角度Δ値の平均値を液晶セルの角度Δとして算出した。液晶セルの角度Δが小さいほど、液晶配向性が高いことを意味する。
<プレチルト角の測定>
 上記で作製した液晶セルのプレチルト角を測定した。また、この液晶セルを熱循環オーブン中にて110℃で1時間加熱後、プレチルト角を測定した。プレチルト角を測定は、微小チルト角測定装置(シンテック社製 OPTI-PRO)を用いて行った。
<接着性評価サンプルの作製>
 液晶配向剤を孔径1.0μmのフィルターで濾過した後、透明電極付きガラス基板上にスピンコートし、80℃のホットプレート上で2分間乾燥後、230℃で20分間焼成して膜厚70nmの塗膜を得た。このようにして得られた2枚の基板を用意し、一方の基板の液晶配向膜面上に直径4μmビーズスペーサー(日揮触媒化成社製、真絲球、SW-D1)を散布した後、UV(紫外線)硬化型接着剤を滴下した。次いで、他方の基板の液晶配向膜面を内側にし、基板の重なり幅が0.5cmになるように、貼り合わせを行った。その際、貼り合わせ後のシール剤の直径が約3mmとなるようにシール剤の滴下量を調整した。貼り合わせた2枚の基板をクリップにて固定した後、波長325nm以下のカットフィルターを用いて波長365nmのUVを3.0J照射した後、120℃で1時間熱硬化させて、接着性評価用のサンプルを作製した。
<接着力の測定>
 作製したサンプルを卓上形精密万能試験機にて、上下基板の端の部分を固定した後、基板短辺の両端から上下に引っ張り、剥離する際の圧力(N)を測定した。そして、計測したシール剤の直径より見積もった面積(mm)で圧力(N)を規格化した値を用いて接着力の評価を実施した。3mm径のシール破断面を観察した。シール断面の密着面積が半分以上だった場合を良好、シールの密着面積が半分以下だった場合を不良と判定した。
(合成例1)
 撹拌装置付きの50mLの四つ口フラスコを窒素雰囲気とし、DA-1を1.56g(5.28mmol)、DA-4を1.91g(7.82mmol)、及びDA-6を0.724g(1.30mmol)量りとり、NMPを46.5g加え、窒素を送りながら撹拌して溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら、CA-1を2.71g(12.4mmol)添加し、2時間室温で攪拌した後、50℃で24時間撹拌して、ポリアミック酸溶液(粘度は:485.1mPa・s、PAA-1)を得た。
(合成例2)
 撹拌装置付きの50mLの四つ口フラスコを窒素雰囲気とし、DA-1を0.773g(2.58mmol)、DA-4を2.22g(9.09mmol)、及びDA-6を0.724g(1.30mmol)量りとり、NMPを46.5g加え、窒素を送りながら撹拌して溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら、CA-1を2.71g(12.4mmol)添加し、2時間室温で攪拌した後、50℃で24時間撹拌して、ポリアミック酸溶液(粘度:505.4mPa・s、PAA-2)を得た。
(合成例3)
 撹拌装置付きの50mLの四つ口フラスコを窒素雰囲気とし、DA-1を0.723g(2.41mmol)、DA-4を2.06g(8.40mmol)、及びDA-6を0.724g(1.30mmol)量りとり、NMPを46.9g加え、窒素を送りながら撹拌して溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら、CA-1を2.71g(12.4mmol)添加し、2時間室温で攪拌した後、50℃で24時間撹拌して、ポリアミック酸溶液(粘度:456.1mPa・s、PAA-3)を得た。
(合成例4)
 撹拌装置付きの50mLの四つ口フラスコを窒素雰囲気とし、DA-1を1.16g(3.87mmol)、DA-4を1.91g(7.82mmol)、及びDA-6を0.723g(1.30mmol)量りとり、NMPを47.7g加え、窒素を送りながら撹拌して溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら、CA-1を2.71g(12.4mmol)添加し、2時間室温で攪拌した後、50℃で24時間撹拌して、ポリアミック酸溶液(粘度:513.9mPa・s、PAA-4)を得た。
(合成例5)
 撹拌装置付きの50mLの四つ口フラスコを窒素雰囲気とし、DA-1を0.778g(2.60mmol)、DA-4を2.06g(8.43mmol)、及びDA-6を1.09g(1.96mmol)量りとり、NMPを48.7g加え、窒素を送りながら撹拌して溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら、CA-1を2.71g(12.4mmol)添加し、2時間室温で攪拌した後、50℃で24時間撹拌して、ポリアミック酸溶液(粘度:80.9mPa・s、PAA-5)を得た。
(合成例6)
 撹拌装置付きの50mLの四つ口フラスコを窒素雰囲気とし、DA-1を0.973g(3.25mmol)、DA-4を1.91g(7.82mmol)及びDA-6を1.09g(1.96mmol)量りとり、NMPを48.7g加え、窒素を送りながら撹拌して溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら、CA-1を2.71g(12.4mmol)添加し、2時間室温で攪拌した後、50℃で24時間撹拌して、ポリアミック酸溶液(粘度:471.4mPa・s、PAA-6)を得た。
(合成例7)
 撹拌装置付きの50mLの四つ口フラスコを窒素雰囲気とし、DA-1を1.16g(3.86mmol)、DA-4を1.74g(7.12mmol)及びDA-6を1.09g(1.96mmol)量りとり、NMPを49.2g加え、窒素を送りながら撹拌して溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら、CA-1を2.71g(12.4mmol)添加し、2時間室温で攪拌した後、50℃で24時間撹拌して、ポリアミック酸溶液(粘度:462.8mPa・s、PAA-7)を得た。
(合成例8)
 撹拌装置付きの50mLの四つ口フラスコを窒素雰囲気とし、DA-1を0.780g(2.61mmol)、DA-4を1.91g(7.82mmol)及びDA-6を1.45g(2.60mmol)量りとり、NMPを50.2g加え、窒素を送りながら撹拌して溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら、CA-1を2.71g(12.4mmol)添加し、2時間室温で攪拌した後、50℃で24時間撹拌して、ポリアミック酸溶液(粘度:475.2mPa・s、PAA-8)を得た。
(合成例9)
 撹拌装置付きの50mLの四つ口フラスコを窒素雰囲気とし、DA-1を0.973g(3.23mmol)、DA-4を1.74g(7.12mmol)、及びDA-6を1.45g(2.61mmol)量りとり、NMPを50.4g加え、窒素を送りながら撹拌して溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら、CA-1を2.71g(12.4mmol)添加し、2時間室温で攪拌した後、50℃で24時間撹拌して、ポリアミック酸溶液(粘度:451.6mPa・s、PAA-9)を得た。
(合成例10)
 撹拌装置付きの50mLの四つ口フラスコを窒素雰囲気とし、DA-1を1.16g(3.88mmol)、DA-4を1.58g(6.47mmol)、及びDA-6を1.44g(2.60mmol)量りとり、NMPを50.7g加え、窒素を送りながら撹拌して溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら、CA-1を2.71g(12.4mmol)添加し、2時間室温で攪拌した後、50℃で24時間撹拌して、ポリアミック酸溶液(粘度:41.4mPa・s、PAA-10)を得た。
(合成例11)
 撹拌装置付きの50mLの四つ口フラスコを窒素雰囲気とし、DA-1を0.778g(2.59mmol)、DA-4を2.60g(9.08mmol)、及びDA-6を0.724g(1.3mmol)量りとり、NMPを50.0g加え、窒素を送りながら撹拌して溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら、CA-1を2.71g(12.4mmol)添加し、2時間室温で攪拌した後、50℃で24時間撹拌して、ポリアミック酸溶液(粘度:498.1mPa・s、PAA-11)を得た。
(合成例12)
 撹拌装置付きの500mLの四つ口フラスコを窒素雰囲気とし、DA-2を22.3g(0.112mol)、及びDA-3を5.55g(0.026mol)量りとり、NMPを442g加え、窒素を送りながら撹拌して溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら、CA-3を26.3g(0.105mol)添加し、50℃で2時間撹拌後、酸二無水物(CA-2)を6.18g(0.032mol)添加し、冷水にて冷却しながら、2時間撹拌し、ポリアミック酸溶液(粘度:1442mPa・s、PAA-12)を得た。
(合成例13)
 撹拌装置付きの50mLの四つ口フラスコを窒素雰囲気とし、DA-4を3.17g(13.0mmol)を量りとり、NMPを43.0g加え、窒素を送りながら撹拌して溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら、CA-1を2.71g(12.4mmol)添加し、2時間室温で攪拌した後、50℃で24時間撹拌して、ポリアミック酸溶液(粘度:550.1mPa・s、PAA-13)を得た。
(合成例14)
 撹拌装置付きの50mLの四つ口フラスコを窒素雰囲気とし、DA-4を2.86g(11.7mmol)、及びDA-6を0.724g(1.3mmol)量りとり、NMPを46.1g加え、窒素を送りながら撹拌して溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら、CA-1を2.71g(12.4mmol)添加し、2時間室温で攪拌した後、50℃で24時間撹拌して、ポリアミック酸溶液(粘度:523.2mPa・s、PAA-14)を得た。
(合成例15)
 撹拌装置付きの50mLの四つ口フラスコを窒素雰囲気とし、DA-4を2.54g(10.4mmol)、及びDA-6を1.45g(2.60mmol)量りとり、NMPを49.1g加え、窒素を送りながら撹拌して溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら、CA-1を2.71g(12.4mmol)添加し、2時間室温で攪拌した後、50℃で24時間撹拌して、ポリアミック酸溶液(粘度:502.7mPa・s、PAA-15)を得た。
(合成例16)
 撹拌装置付きの50mLの四つ口フラスコを窒素雰囲気とし、DA-2を0.518g(2.60mmol)、及びDA-4を2.51g(10.3mmol)量りとり、NMPを42.3g加え、窒素を送りながら撹拌して溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら、CA-1を2.71g(12.4mmol)添加し、2時間室温で攪拌した後、50℃で24時間撹拌して、ポリアミック酸溶液(粘度:531.5mPa・s、PAA-16)を得た。
(合成例17)
 撹拌装置付きの50mLの四つ口フラスコを窒素雰囲気とし、DA-2を1.04g(5.22mmol)、及びDA-4を1.91g(7.82mmol)量りとり、NMPを41.4g加え、窒素を送りながら撹拌して溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら、CA-1を2.71g(12.4mmol)添加し、2時間室温で攪拌した後、50℃で24時間撹拌して、ポリアミック酸溶液(粘度:542.2mPa・s、PAA-17)を得た。
(合成例18)
 撹拌装置付きの50mLの四つ口フラスコを窒素雰囲気とし、DA-5を3.72g(13.0mmol)量りとり、NMPを47.2g加え、窒素を送りながら撹拌して溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら、CA-1を2.71g(12.4mmol)添加し、2時間室温で攪拌した後、50℃で24時間撹拌して、ポリアミック酸溶液(粘度:525.2mPa・s、PAA-18)を得た。
(合成例19)
 撹拌装置付きの50mLの四つ口フラスコを窒素雰囲気とし、DA-2を0.51g(2.61mmol)、及びDA-5を2.97g(10.4mmol)量りとり、NMPを47.2g加え、窒素を送りながら撹拌して溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら、CA-1を2.71g(12.4mmol)添加し、2時間室温で攪拌した後、50℃で24時間撹拌して、ポリアミック酸溶液(粘度:547.1mPa・s、PAA-19)を得た。
(合成例20)
 撹拌装置付きの50mL(リットル)の四つ口フラスコを窒素雰囲気とし、DA-1を0.773g(2.50mmol)、及びDA-4を2.54g(10.4mmol)を量りとり、NMPを46.5g加え、窒素を送りながら撹拌して溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら、CA-1を2.71g(12.4mmol)添加し、2時間室温で攪拌した後、50℃で24時間撹拌して、ポリアミック酸溶液(粘度:510.7mPa・s、PAA-20)を得た。
(合成例21)
 撹拌装置付きの50mLの四つ口フラスコを窒素雰囲気とし、DA-1を0.773g(2.58mmol)及びDA-5を2.98g(10.4mmol)を量りとり、NMPを47.4g加え、窒素を送りながら撹拌して溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら、CA-1を2.71g(12.4mmol)添加し、2時間室温で攪拌した後、50℃で24時間撹拌して、ポリアミック酸溶液(粘度:525.3mPa・s、PAA-21)を得た。
(合成例22)
 撹拌装置付きの50mLの四つ口フラスコを窒素雰囲気とし、DA-1を1.56g(5.21mmol)、及びDA-4を2.23g(7.79mmol)を量りとり、NMPを47.7g加え、窒素を送りながら撹拌して溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら、CA-1を2.71g(12.4mmol)添加し、2時間室温で攪拌した後、50℃で24時間撹拌して、ポリアミック酸溶液(粘度:510.4mPa・s、PAA-22)を得た。
(実施例1~11)
 合成例1~11で得られたポリアミック酸溶液(PAA-1)~(PAA-12)をそれぞれ4.36g分取した。それぞれ、そこに合成例12で得られたポリアミック酸溶液(PAA-12)を11.3g加え、攪拌しながらNMPを13.9g、BCSを8.00g、LS-4668を1重量%含むNMP溶液を2.4g加え、更に室温で2時間撹拌することにより、それぞれ、液晶配配向剤(AL-1)~(AL-11)を得た。
(比較例1~10)
 比較合成例1~7で得られたポリアミック酸溶液(PAA-13)~(PAA-22)をそれぞれ4.36g分取した。それぞれ、そこに合成例12で得られたポリアミック酸溶液(PAA-12)を11.3g加え、攪拌しながらNMPを13.9g、BCSを8.00g、LS-4668を1重量%含むNMP溶液を2.4g加え、更に室温で2時間撹拌することにより、それぞれ、液晶配配向剤(AL-12)~(AL-21)を得た。
<評価>
 上記で得られた実施例1~11及び比較例1~10のそれぞれの液晶配向剤(AL-1)~(AL-21)について、液晶配向性、プレチルト角の評価、及びシール密着性の評価を行った。結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000030
 本発明の液晶配向剤は、狭額縁型、高シール性のスマートフォンや携帯電話などのモバイル用液晶表示素子、高精細化、低コスト化が要求される大型液晶表示素子などの広範な分野において使用される。
 なお、2016年8月30日に出願された日本特許出願2016-168471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。

Claims (12)

  1.  下記式[1]で表される構造を有するジアミンと下記式[2]で表される構造を有するジアミンと下記式[3]で表される構造を含有するジアミンと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の反応で得られるポリアミック酸、及び該ポリアミック酸をイミド化して得られるポリイミドからなる群より選ばれる少なくとも1つの重合体を含有することを特徴とする液晶配向剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001

    (式中、Aは、温度150~300℃の加熱により水素原子に置き換わる熱脱離性基を表す。ベンゼン環の有する水素原子は、炭素数1~3のアルキル基若しくはアルコキシ基又はハロゲン基により置換されていてもよい。mは1~18の整数であり、mが3~18である場合は、任意の炭素―炭素結合間に-O-が存在していてもよい。nは2~18の整数であり、nが3~18である場合は、任意の炭素―炭素結合間に-O-が存在していてもよい。*は結合手を表す。
  2.  前記熱脱離性基がtert-ブトキシカルボニル基又は9-フルオレニルメトキシカルボニル基である請求項1に記載の液晶配向剤。
  3.  前記式[1]で表される構造を有するジアミンが、下記のいずれかの式で表されるジアミンである請求項1又は2に記載の液晶配向剤。但し、式中のBocはtert-ブトキシカルボニル基を表す。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
  4.  前記式[2]で表される構造を有するジアミンが、下記のいずれかの式で表されるジアミンである請求項1~3のいずれか1項に記載の液晶配向剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
  5.  前記式[3]で表される構造を有するジアミンが、下記のいずれかの式で表されるジアミンである請求項1~4のいずれか1項に記載の液晶配向剤。但し、式中のBocはtert-ブトキシカルボニル基を表す。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
  6.  前記ジアミン成分中の式[1]で表される構造を有するジアミンの含有量が、5~95mol%である請求項1~5のいずれか1項に記載の液晶配向剤。
  7.  前記式[2]で表される構造を有するジアミンと式[3]で表される構造を有するジアミンの合計含有割合が10~60モル%であり、かつ、式[2]で表される構造を有するジアミン:式[3]で表される構造を有するジアミンの含有割合(モル比)が、10:90~90:10である請求項1~6のいずれか1項に記載の液晶配向剤。
  8.  前記テトラカルボン酸二無水物が、下記式[7]で表される化合物である請求項1~7のいずれか1項に記載の液晶配向剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
    ((式中、Zは炭素数4~13の4価の有機基であり、かつ芳香族環状炭化水素基を有する。)
  9.  Zが、下記式[7a]~[7k]で表される構造のいずれかである請求項8に記載の液晶配向剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
  10.  請求項1~9のいずれかに記載の液晶配向剤から得られる液晶配向膜。
  11.  請求項10に記載の液晶配向膜を具備する液晶表示素子。
  12.  液晶表示素子の基板間のシール幅が狭い額縁素子である請求項11に記載の液晶表示素子。
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