JP5407261B2 - Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element - Google Patents
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Description
本発明は、主として、3,5−ジアミノ−1,2,4−トリアゾールと特定のジアミンとからなるジアミン混合物をテトラカルボン酸二無水物と反応させることによって得られるポリアミック酸またはその誘導体を含有する液晶配向剤に関する。 The present invention mainly contains a polyamic acid or a derivative thereof obtained by reacting a diamine mixture composed of 3,5-diamino-1,2,4-triazole and a specific diamine with tetracarboxylic dianhydride. The present invention relates to a liquid crystal aligning agent.
液晶表示素子はノートパソコンやデスクトップパソコンのモニターをはじめ、ビデオカメラのビューファインダー、投写型のディスプレイ等の様々な液晶表示装置に使われており、最近ではテレビ用の表示素子としても大いに用いられている。更に、光プリンターヘッド、光フーリエ変換素子、ライトバルブ等のオプトエレクトロニクス関連素子としても利用されている。従来の液晶表示素子としては、ネマチック液晶を用いた表示素子が主流であり、90度ツイストしたTN(Twisted Nematic)型液晶表示素子、通常180度以上ツイストしたSTN(Super Twisted Nematic)型液晶表示素子、薄膜トランジスタを使用したいわゆるTFT(Thin-film-transistor)型液晶表示素子が実用化されている。 Liquid crystal display elements are used in various liquid crystal display devices, such as monitors for laptop computers and desktop computers, video camera viewfinders, and projection displays. Recently, they are also widely used as display elements for televisions. Yes. Furthermore, it is also used as an optoelectronic-related element such as an optical printer head, an optical Fourier transform element, or a light valve. As a conventional liquid crystal display element, a display element using nematic liquid crystal is mainly used, and a TN (Twisted Nematic) type liquid crystal display element twisted by 90 degrees, and an STN (Super Twisted Nematic) type liquid crystal display element usually twisted by 180 degrees or more So-called TFT (Thin-film-transistor) type liquid crystal display elements using thin film transistors have been put into practical use.
しかしながら、これらの液晶表示素子は画像が適正に視認できる視野角が狭く、斜め方向から見たときに、輝度やコントラストの低下、および中間調での輝度反転を生じるという欠点を有している。近年、この視野角の問題については、光学補償フィルムを用いたTN型液晶表示素子、垂直配向と突起構造物の技術を併用したMVA(Multi-domain Vertical Alignment)型液晶表示素子、または横電界方式のIPS(In-Plane Switching)型液晶表示素子等の技術により改良され、この改良された技術が実用化されている(例えば、特許文献1〜3参照。)。 However, these liquid crystal display elements have a drawback that the viewing angle at which an image can be properly viewed is narrow, and when viewed from an oblique direction, luminance and contrast are lowered, and luminance is inverted in a halftone. In recent years, with regard to this viewing angle problem, TN liquid crystal display elements using optical compensation films, MVA (Multi-domain Vertical Alignment) type liquid crystal display elements using vertical alignment and protrusion structure technology, or horizontal electric field system The IPS (In-Plane Switching) type liquid crystal display element and the like have been improved, and this improved technique has been put into practical use (see, for example, Patent Documents 1 to 3).
液晶表示素子の技術の発展は、単にこれらの駆動方式や素子構造の改良のみならず、液晶表示素子に使用される構成部材の改良によっても達成されている。液晶表示素子に使用される構成部材のなかでも、特に液晶配向膜は、液晶表示素子の表示品位に係わる重要な要素の一つであり、液晶表示素子の高品質化に伴って液晶配向膜の役割が年々重要になってきている。 The development of the technology of the liquid crystal display element is achieved not only by simply improving these driving methods and element structures, but also by improving the components used in the liquid crystal display element. Among the components used in the liquid crystal display element, the liquid crystal alignment film is one of the important elements related to the display quality of the liquid crystal display element. Roles are becoming important year after year.
液晶表示素子の表示品位を向上させるために液晶配向膜に要求される重要な特性として、電圧保持率および残留DCが挙げられる。電圧保持率が低いと、フレーム期間中に液晶にかかる電圧が低下し、結果として輝度が低下して正常な諧調表示に支障を来すことがある。一方、残留DCが大きいと、電圧印加後に電圧をOFFにしたにもかかわらず消去されるべき像が残ってしまう、いわゆる「残像」が発生することがある。 Important characteristics required for the liquid crystal alignment film in order to improve the display quality of the liquid crystal display element include voltage holding ratio and residual DC. When the voltage holding ratio is low, the voltage applied to the liquid crystal during the frame period is lowered, and as a result, the luminance is lowered, which may hinder normal gradation display. On the other hand, when the residual DC is large, a so-called “afterimage” may occur in which an image to be erased remains even though the voltage is turned off after voltage application.
また、その他の液晶表示素子の性能を表す指標の一つとして液晶表示素子中の不純物イオン量の発生が挙げられる。この不純物イオン量はイオン密度として一般的に呼ばれており(非特許文献1)、株式会社東洋テクニカ性の液晶評価装置等を使用して測定、定量化できる。このイオン密度の数値が大きいと、電圧をOFFにしたにもかかわらず画素と画素の境界部分において残像が発生することがしばしば報告されている。 Moreover, generation | occurrence | production of the amount of impurity ions in a liquid crystal display element is mentioned as one of the parameter | index showing the performance of another liquid crystal display element. This amount of impurity ions is generally referred to as ion density (Non-Patent Document 1), and can be measured and quantified using a Toyo Technica Corporation liquid crystal evaluation device or the like. It is often reported that when the numerical value of the ion density is large, an afterimage is generated at the boundary between pixels even though the voltage is turned off.
本発明の課題は、高電圧保持率、低イオン密度、低残留DCを有する液晶配向膜を提供することであり、この液晶配向膜を形成することができる液晶配向剤を提供することであり、そして焼き付きの起こりにくい液晶表示素子を提供することである。 An object of the present invention is to provide a liquid crystal alignment film having a high voltage holding ratio, a low ion density, and a low residual DC, and to provide a liquid crystal alignment agent capable of forming this liquid crystal alignment film. It is another object of the present invention to provide a liquid crystal display element in which seizure hardly occurs.
本発明者らは、前記課題を解決するべく鋭意研究を行い、ポリマー原料であるジアミンとして、3,5−ジアミノ−1,2,4−トリアゾール誘導体と特定のジアミンとからなるジアミン混合物を用いることにより、得られるポリマーからなる液晶配向膜が、液晶表示素子に用いたときに電圧保持率が高く、イオン密度が小さくなり、低残留DCとなることを見出した。特許文献4に、アミノ基以外に窒素を含むジアミンを原料とするポリアミック酸を用いた配向膜が開示されていて、このジアミンに3,5−ジアミノ−1,2,4−トリアゾールが含まれているが、この公報にはこのアミノ基以外に窒素を含むジアミンと他のジアミンを組み合わせて用いた具体例は開示されておらず、その効果も、STN、NTN液晶表示体において部分的に透過率が異なる、いわゆるクロストークの改善のみしか示されていない。
本発明は次の[1]項で示される。
[1] 式(a)で表されるジアミンとその他のジアミンとの混合物をテトラカルボン酸二無水物と反応させて得られるポリアミック酸およびその誘導体からなる群から選択される少なくとも1つのポリマーを含有する組成物であって、その他のジアミンが式(I)〜式(VII)で表される非側鎖型ジアミンの群から選ばれる少なくとも1つ、炭素数3以上のアルキル、炭素数3以上のアルコキシ、炭素数3以上のアルコキシアルキル、ステロイド骨格を有する基、および置換基として炭素数3以上のアルキル、炭素数3以上のアルコキシもしくは炭素数3以上のアルコキシアルキルを末端の環に有する環含有基から選ばれる側鎖基を有する側鎖型ジアミンの少なくとも1つ、または非側鎖型ジアミンの少なくとも1つと側鎖型ジアミンの少なくとも1つの混合物である液晶配向剤:
ここに、L1は水素、炭素数1〜4のアルキル、フェニルまたはベンジルであり;X1は炭素数2〜12の直鎖アルキレンであり;X2は炭素数1〜12の直鎖アルキレンであり;X3、X4およびX5は独立して単結合、−O−、−CO−、−CONH−、−NHCO−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−O−(CH2)t−O−、−S−、−S−S−、−SO2−、−S−(CH2)t−S−または炭素数1〜12の直鎖アルキレンであって、tは1〜12の整数であり、そして式(VI)におけるX4および式(VII)におけるX5はそれぞれ同一でも異なってもよく;シクロヘキサン環またはベンゼン環の任意の水素は、フッ素、−CH3、−OH、−COOH、−SO3H、−PO3H2、ベンジルまたはヒドロキシベンジルで置き換えられてもよい。
The present invention is shown in the following item [1].
[1] Contains at least one polymer selected from the group consisting of a polyamic acid obtained by reacting a mixture of a diamine represented by the formula (a) and another diamine with tetracarboxylic dianhydride and a derivative thereof. The other diamine is at least one selected from the group of non-side chain diamines represented by formula (I) to formula (VII), alkyl having 3 or more carbon atoms, and having 3 or more carbon atoms. Alkoxy, an alkoxyalkyl having 3 or more carbon atoms, a group having a steroid skeleton, and a ring-containing group having, as a substituent, an alkyl having 3 or more carbon atoms, an alkoxy having 3 or more carbon atoms or an alkoxyalkyl having 3 or more carbon atoms in the terminal ring At least one of the side chain diamines having a side chain group selected from: or at least one of the non-side chain diamines and the side chain diamine Liquid crystal aligning agent which is a mixture of both:
Wherein L 1 is hydrogen, alkyl having 1 to 4 carbon atoms, phenyl or benzyl; X 1 is a linear alkylene having 2 to 12 carbon atoms; X 2 is a linear alkylene having 1 to 12 carbon atoms. Yes; X 3 , X 4 and X 5 are independently a single bond, —O—, —CO—, —CONH—, —NHCO—, —C (CH 3 ) 2 —, —C (CF 3 ) 2 —. , —O— (CH 2 ) t —O—, —S—, —S—S—, —SO 2 —, —S— (CH 2 ) t —S— or a linear alkylene having 1 to 12 carbon atoms. Wherein t is an integer from 1 to 12, and X 4 in formula (VI) and X 5 in formula (VII) may be the same or different; any hydrogen on the cyclohexane ring or benzene ring is fluorine , -CH 3, -OH, -COOH, -SO 3 H, -PO 3 H 2, benzyl Or may be replaced by hydroxybenzyl.
本発明により、高い電圧保持率および低いイオン密度を有し、残留DCの低減された(焼き付きの起こりにくい)液晶表示素子を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a liquid crystal display element that has a high voltage holding ratio and a low ion density, and has reduced residual DC (that is unlikely to cause image sticking).
まず最初に、本発明で用いる用語について説明する。
「液晶配向剤」は液晶配向膜を形成させるために用いる組成物を意味する。式(a)で表される化合物を化合物(a)と称することがある。他の式で表される化合物についても同様である。その他のジアミンは化合物(a)以外のジアミンを意味する。側鎖型ジアミンおよび非側鎖型ジアミンについては、本発明で用いるその他のジアミンに関する説明の最初にこれらの用語の定義を述べる。化学構造式を説明する際に用いる用語「任意の」は、位置だけでなく個数についても任意であることを意味する。そして、例えば、「任意のAはB、CまたはDで置き換えられてもよい」という表現は、任意のAがBで置き換えられる場合、任意のAがCで置き換えられる場合および任意のAがDで置き換えられる場合に加えて、複数のAがB〜Dの少なくとも2つで置き換えられる場合をも含むことを意味する。但し、任意の−CH2−が−O−で置き換えられてもよい場合には、連続する複数の−CH2−が−O−で置き換えられることは含まれない。環を構成する原子と明確に結合していない置換基は、その結合位置を化学的に許容される範囲内で自由に決定できる置換基である。文字、例えばAを六角形で囲った記号は環Aを意味する。
First, terms used in the present invention will be described.
“Liquid crystal aligning agent” means a composition used for forming a liquid crystal aligning film. The compound represented by formula (a) may be referred to as compound (a). The same applies to compounds represented by other formulas. Other diamine means diamines other than compound (a). Regarding the side chain type diamine and the non-side chain type diamine, definitions of these terms will be described at the beginning of the explanation on the other diamines used in the present invention. The term “arbitrary” used in describing a chemical structural formula means that not only the position but also the number is arbitrary. And for example, the expression “any A may be replaced by B, C or D” means that any A is replaced by B, any A is replaced by C, and any A is D In addition to the case where it is replaced with, it is meant to include the case where a plurality of A are replaced with at least two of B to D. However, in the case where any —CH 2 — may be replaced by —O—, the replacement of a plurality of consecutive —CH 2 — with —O— is not included. A substituent that is not clearly bonded to the atoms constituting the ring is a substituent whose bonding position can be freely determined within a chemically acceptable range. A letter, for example, a symbol in which A is surrounded by a hexagon means ring A.
本発明は前記の[1]項と次に示す[2]〜[24]項で構成される。
[2] 側鎖型ジアミンが式(VIII)〜式(XII)で表される化合物の群から選ばれるジアミンである、[1]項に記載の液晶配向剤。
(ここに、R1は単結合、−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−CH2O−、−CF2O−、または炭素数1〜6のアルキレンであって、このアルキレンにおける任意の−CH2−は−O−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく;R2はステロイド骨格を有する基、炭素数3〜30のアルキル、置換基として炭素数3〜30のアルキルもしくは炭素数3〜30のアルコキシを有するフェニル、または式(D−1)で表される基であって、これらのアルキルおよびアルコキシにおける任意の−CH2−は−O−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく;
ここに、R13、R14およびR15は独立して単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−CONH−、炭素数1〜4のアルキレン、炭素数1〜3のオキシアルキレン、または炭素数1〜3のアルキレンオキシであり;環Bおよび環Cは独立して1,4−フェニレンまたは1,4−シクロヘキシレンであり;R16およびR17は独立してフッ素またはメチルであって、m1およびm2は独立して0、1または2であり;e、fおよびgは独立して0〜3の整数であって、これらの合計は1以上であり;R18は炭素数3〜30のアルキル、炭素数3〜30のアルコキシ、または炭素数3〜30のアルコキシアルキルであり、これらのアルキル、アルコキシおよびアルコキシアルキルにおいて、任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、そして任意の−CH2−はジフルオロメチレンまたは式(D−2)で表される基で置き換えられてもよく;
ここに、R19、R20、R21およびR22は、独立して炭素数1〜10のアルキルまたはフェニルであり、そしてnは1〜100の整数である。)
(ここに、R3は独立して水素またはメチルであり;R4は水素、炭素数1〜30のアルキル、または炭素数2〜30のアルケニルであり;そして、R5は独立して単結合、−CO−または−CH2−である。)
(ここに、R3は独立して水素またはメチルであり;R4は水素、炭素数1〜30のアルキル、または炭素数2〜30のアルケニルであり;R5は独立して単結合、−CO−または−CH2−であり;そして、R6およびR7は独立して水素、炭素数1〜30のアルキル、またはフェニルである。)
(ここに、R8は炭素数3〜30のアルキルであって、このアルキルの任意の−CH2−は−O−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく;R9は独立して−O−または炭素数1〜6のアルキレンであり;環Aは1,4−フェニレンまたは1,4−シクロヘキシレンであり;aは0または1であり;bは0、1または2であり;そして、cは独立して0または1である。)
(ここに、R10は炭素数3〜30のアルキルまたは炭素数3〜30のフッ素化アルキルであり;R11は水素、炭素数1〜30のアルキルまたは炭素数1〜30のフッ素化アルキルであり;R12は独立して−O−または炭素数1〜6のアルキレンであり;そして、dは独立して0または1である。)
The present invention comprises the above item [1] and the following items [2] to [24].
[2] The liquid crystal aligning agent according to item [1], wherein the side chain diamine is a diamine selected from the group of compounds represented by formulas (VIII) to (XII).
(Here, R 1 is a single bond, -O -, - CO -, - COO -, - OCO -, - CONH -, - CH 2 O -, - CF 2 O-, or an alkylene having 1 to 6 carbon atoms And any —CH 2 — in the alkylene may be replaced by —O—, —CH═CH— or —C≡C—; R 2 is a group having a steroid skeleton, having 3 to 30 carbon atoms Alkyl having 3 to 30 carbon atoms or phenyl having 3 to 30 carbon atoms as a substituent, or a group represented by formula (D-1), and any- CH 2 — may be replaced by —O—, —CH═CH— or —C≡C—;
Here, R 13 , R 14 and R 15 are each independently a single bond, —O—, —COO—, —OCO—, —CONH—, alkylene having 1 to 4 carbons, or oxyalkylene having 1 to 3 carbons. Or ring C and C are independently 1,4-phenylene or 1,4-cyclohexylene; R 16 and R 17 are independently fluorine or methyl; M1 and m2 are independently 0, 1 or 2; e, f and g are each independently an integer of 0 to 3, and their sum is 1 or more; R 18 is carbon number An alkyl having 3 to 30 carbons, an alkoxy having 3 to 30 carbons, or an alkoxyalkyl having 3 to 30 carbons, and in these alkyls, alkoxys and alkoxyalkyls, any hydrogen is replaced by fluorine. And any —CH 2 — may be replaced by difluoromethylene or a group represented by formula (D-2);
Here, R 19 , R 20 , R 21 and R 22 are independently alkyl having 1 to 10 carbons or phenyl, and n is an integer of 1 to 100. )
(Wherein R 3 is independently hydrogen or methyl; R 4 is hydrogen, alkyl having 1 to 30 carbons, or alkenyl having 2 to 30 carbons; and R 5 is independently a single bond. , -CO- or -CH 2 - is).
(Wherein R 3 is independently hydrogen or methyl; R 4 is hydrogen, alkyl having 1 to 30 carbons, or alkenyl having 2 to 30 carbons; R 5 is independently a single bond, — CO— or —CH 2 —; and R 6 and R 7 are independently hydrogen, alkyl having 1 to 30 carbons, or phenyl.)
(Wherein R 8 is alkyl having 3 to 30 carbon atoms, and any —CH 2 — in the alkyl may be replaced by —O—, —CH═CH— or —C≡C—; R 9 is independently —O— or alkylene having 1 to 6 carbons; Ring A is 1,4-phenylene or 1,4-cyclohexylene; a is 0 or 1; b is 0; 1 or 2; and c is independently 0 or 1.)
(Where R 10 is alkyl having 3 to 30 carbon atoms or fluorinated alkyl having 3 to 30 carbon atoms; R 11 is hydrogen, alkyl having 1 to 30 carbon atoms or fluorinated alkyl having 1 to 30 carbon atoms. Yes; R 12 is independently —O— or alkylene having 1 to 6 carbons; and d is independently 0 or 1.
[3] 非側鎖型ジアミンが式(IV−1)、式(IV−2)、式(IV−15)、式(IV−16)、式(V−1)〜式(V−12)、式(V−33)および式(VII−2)で表される化合物から選ばれるジアミンであり、側鎖型ジアミンが式(VIII−2)、式(VIII−4)、式(VIII−5)、式(VIII−6)、式(XI−2)および式(XI−4)で表される化合物から選ばれるジアミンである、[1]項に記載の液晶配向剤。
(ここに、R23、R24、R29およびR30は、独立して炭素数3〜30のアルキル、または炭素数3〜30のアルコキシである。)
[3] The non-side chain diamine is represented by formula (IV-1), formula (IV-2), formula (IV-15), formula (IV-16), formula (V-1) to formula (V-12). , A diamine selected from the compounds represented by formula (V-33) and formula (VII-2), and the side chain diamine is formula (VIII-2), formula (VIII-4), formula (VIII-5) ), A liquid crystal aligning agent according to item [1], which is a diamine selected from compounds represented by formula (VIII-6), formula (XI-2) and formula (XI-4).
(Here, R 23 , R 24 , R 29 and R 30 are each independently alkyl having 3 to 30 carbon atoms or alkoxy having 3 to 30 carbon atoms.)
[4] テトラカルボン酸二無水物が式(1)、式(2)、式(5)〜式(9)、式(14)、式(19)、式(23)、式(25)、式(35)〜式(37)、式(39)、式(44)および式(49)で表される化合物から選択される少なくとも1つである、[1]〜[3]のいずれか1項に記載の液晶配向剤。
[4] The tetracarboxylic dianhydride is represented by formula (1), formula (2), formula (5) to formula (9), formula (14), formula (19), formula (23), formula (25), Any one of [1] to [3], which is at least one selected from the compounds represented by formula (35) to formula (37), formula (39), formula (44) and formula (49) A liquid crystal aligning agent according to item.
[5] テトラカルボン酸二無水物が式(1)、式(6)〜式(9)、式(19)、式(23)および式(25)で表される化合物から選択される少なくとも1つである、[1]〜[3]のいずれか1項に記載の液晶配向剤。
[5] At least one tetracarboxylic dianhydride is selected from compounds represented by formula (1), formula (6) to formula (9), formula (19), formula (23) and formula (25). The liquid crystal aligning agent of any one of [1]-[3] which is one.
[6] テトラカルボン酸二無水物が式(1)、式(19)および式(23)で表される化合物から選択される少なくとも1つである、[1]〜[3]のいずれか1項に記載の液晶配向剤。
[6] Any one of [1] to [3], wherein the tetracarboxylic dianhydride is at least one selected from the compounds represented by formula (1), formula (19), and formula (23). A liquid crystal aligning agent according to item.
[7] ジアミン全量を基準として、式(a)で表されるジアミンの含有率が1〜50モル%であり、その他のジアミンの含有率が50〜99モル%である、[1]〜[6]のいずれか1項に記載の液晶配向剤。 [7] Based on the total amount of diamine, the content of diamine represented by formula (a) is 1 to 50 mol%, and the content of other diamines is 50 to 99 mol%. [6] The liquid crystal aligning agent according to any one of [6].
[8] 式(a)で表されるジアミンと非側鎖型ジアミンとの混合物をテトラカルボン酸二無水物と反応させて得られるポリアミック酸およびその誘導体からなる群から選択される少なくとも1つのポリマーおよび式(a)で表されるジアミンと側鎖型ジアミンとの混合物をテトラカルボン酸二無水物と反応させて得られるポリアミック酸およびその誘導体からなる群から選択される少なくとも1つのポリマーを含有する、[1]項に記載の液晶配向剤。 [8] At least one polymer selected from the group consisting of a polyamic acid obtained by reacting a mixture of a diamine represented by formula (a) and a non-side chain diamine with tetracarboxylic dianhydride and a derivative thereof. And at least one polymer selected from the group consisting of polyamic acid obtained by reacting a mixture of a diamine represented by formula (a) and a side chain diamine with tetracarboxylic dianhydride and a derivative thereof The liquid crystal aligning agent as described in item [1].
[9] 非側鎖型ジアミンが式(IV−1)、式(IV−2)、式(IV−15)、式(IV−16)、式(V−1)〜式(V−12)、式(V−33)および式(VII−2)で表される化合物から選ばれるジアミンであり、側鎖型ジアミンが式(VIII−2)、式(VIII−4)、式(VIII−5)、式(VIII−6)、式(XI−2)および式(XI−4)で表される化合物から選ばれるジアミンである、[8]項に記載の液晶配向剤。
(ここに、R23、R24、R29およびR30は、独立して炭素数3〜30のアルキル、または炭素数3〜30のアルコキシである。)
[9] The non-side chain diamine is represented by formula (IV-1), formula (IV-2), formula (IV-15), formula (IV-16), formula (V-1) to formula (V-12). , A diamine selected from the compounds represented by formula (V-33) and formula (VII-2), and the side chain diamine is formula (VIII-2), formula (VIII-4), formula (VIII-5) ), A liquid crystal aligning agent according to item [8], which is a diamine selected from compounds represented by formula (VIII-6), formula (XI-2) and formula (XI-4).
(Here, R 23 , R 24 , R 29 and R 30 are each independently alkyl having 3 to 30 carbon atoms or alkoxy having 3 to 30 carbon atoms.)
[10] テトラカルボン酸二無水物が式(1)、式(6)〜式(9)、式(19)、式(23)および式(25)で表される化合物から選択される少なくとも1つである、[8]項または[9]項に記載の液晶配向剤。
[10] At least one tetracarboxylic dianhydride is selected from the compounds represented by formula (1), formula (6) to formula (9), formula (19), formula (23) and formula (25). The liquid crystal aligning agent as described in the item [8] or [9].
[11] 式(a)で表されるジアミン以外のジアミンとテトラカルボン酸二無水物を反応させて得られるポリアミック酸およびその誘導体からなる群から選択される少なくとも1つのポリマーをさらに含有する、[1]〜[6]および[8]〜[10]のいずれか1項に記載の液晶配向剤。 [11] It further contains at least one polymer selected from the group consisting of a polyamic acid obtained by reacting a diamine other than the diamine represented by formula (a) with tetracarboxylic dianhydride and a derivative thereof, [ The liquid crystal aligning agent according to any one of [1] to [6] and [8] to [10].
[12] 式(a)で表されるジアミン以外のジアミンが式(I)〜式(VII)で表される非側鎖型ジアミンの群から選ばれる少なくとも1つ、炭素数3以上のアルキル、炭素数3以上のアルコキシ、炭素数3以上のアルコキシアルキル、ステロイド骨格を有する基、および置換基として炭素数3以上のアルキル、炭素数3以上のアルコキシもしくは炭素数3以上のアルコキシアルキルを末端の環に有する環含有基から選ばれる側鎖基を有する側鎖型ジアミンの少なくとも1つ、または非側鎖型ジアミンの少なくとも1つと側鎖型ジアミンの少なくとも1つの混合物である、[11]項に記載の液晶配向剤:
ここに、X1は炭素数2〜12の直鎖アルキレンであり;X2は炭素数1〜12の直鎖アルキレンであり;X3、X4およびX5は独立して単結合、−O−、−CO−、−CONH−、−NHCO−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−O−(CH2)t−O−、−S−、−S−S−、−SO2−、−S−(CH2)t−S−または炭素数1〜12の直鎖アルキレンであって、tは1〜12の整数であり、そして式(VI)におけるX4および式(VII)におけるX5はそれぞれ同一でも異なってもよく;シクロヘキサン環またはベンゼン環の任意の水素は、フッ素、−CH3、−OH、−COOH、−SO3H、−PO3H2、ベンジルまたはヒドロキシベンジルで置き換えられてもよい。
[12] At least one diamine other than the diamine represented by the formula (a) selected from the group of non-side chain diamines represented by the formula (I) to the formula (VII), an alkyl having 3 or more carbon atoms, A terminal ring of alkoxy having 3 or more carbon atoms, alkoxyalkyl having 3 or more carbon atoms, a group having a steroid skeleton, and alkyl having 3 or more carbon atoms, alkoxy having 3 or more carbon atoms or alkoxyalkyl having 3 or more carbon atoms as a substituent Item [11], which is at least one side chain diamine having a side chain group selected from ring-containing groups in the above, or a mixture of at least one non-side chain diamine and side chain diamine. Liquid crystal aligning agent:
Wherein X 1 is a linear alkylene having 2 to 12 carbon atoms; X 2 is a linear alkylene having 1 to 12 carbon atoms; X 3 , X 4 and X 5 are independently a single bond, —O -, - CO -, - CONH -, - NHCO -, - C (CH 3) 2 -, - C (CF 3) 2 -, - O- (CH 2) t -O -, - S -, - S —S—, —SO 2 —, —S— (CH 2 ) t —S— or a linear alkylene having 1 to 12 carbon atoms, t is an integer of 1 to 12, and in the formula (VI) X 4 and X 5 in formula (VII) may be the same or different; any hydrogen of the cyclohexane ring or the benzene ring is fluorine, —CH 3 , —OH, —COOH, —SO 3 H, —PO 3 H 2, may be replaced by benzyl or hydroxybenzyl.
[13] 側鎖型ジアミンが式(VIII)〜式(XII)で表される化合物の群から選ばれるジアミンである、[12]項に記載の液晶配向剤。
(ここに、R1は単結合、−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−CH2O−、−CF2O−、または炭素数1〜6のアルキレンであって、このアルキレンにおける任意の−CH2−は−O−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく;R2はステロイド骨格を有する基、炭素数3〜30のアルキル、置換基として炭素数3〜30のアルキルもしくは炭素数3〜30のアルコキシを有するフェニル、または式(D−1)で表される基であって、これらのアルキルおよびアルコキシにおける任意の−CH2−は−O−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく;
ここに、R13、R14およびR15は独立して単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−CONH−、炭素数1〜4のアルキレン、炭素数1〜3のオキシアルキレン、または炭素数1〜3のアルキレンオキシであり;環Bおよび環Cは独立して1,4−フェニレンまたは1,4−シクロヘキシレンであり;R16およびR17は独立してフッ素またはメチルであって、m1およびm2は独立して0、1または2であり;e、fおよびgは独立して0〜3の整数であって、これらの合計は1以上であり;R18は炭素数3〜30のアルキル、炭素数3〜30のアルコキシ、または炭素数3〜30のアルコキシアルキルであり、これらのアルキル、アルコキシおよびアルコキシアルキルにおいて、任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、そして任意の−CH2−はジフルオロメチレンまたは式(D−2)で表される基で置き換えられてもよく;
ここに、R19、R20、R21およびR22は、独立して炭素数1〜10のアルキルまたはフェニルであり、そしてnは1〜100の整数である。)
(ここに、R3は独立して水素またはメチルであり;R4は水素、炭素数1〜30のアルキル、または炭素数2〜30のアルケニルであり;そして、R5は独立して単結合、−CO−または−CH2−である。)
(ここに、R3は独立して水素またはメチルであり;R4は水素、炭素数1〜30のアルキル、または炭素数2〜30のアルケニルであり;R5は独立して単結合、−CO−または−CH2−であり;そして、R6およびR7は独立して水素、炭素数1〜30のアルキル、またはフェニルである。)
(ここに、R8は炭素数3〜30のアルキルであって、このアルキルの任意の−CH2−は−O−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく;R9は独立して−O−または炭素数1〜6のアルキレンであり;環Aは1,4−フェニレンまたは1,4−シクロヘキシレンであり;aは0または1であり;bは0、1または2であり;そして、cは独立して0または1である。)
(ここに、R10は炭素数3〜30のアルキルまたは炭素数3〜30のフッ素化アルキルであり;R11は水素、炭素数1〜30のアルキルまたは炭素数1〜30のフッ素化アルキルであり;R12は独立して−O−または炭素数1〜6のアルキレンであり;そして、dは独立して0または1である。)
[13] The liquid crystal aligning agent according to item [12], wherein the side chain diamine is a diamine selected from the group of compounds represented by formulas (VIII) to (XII).
(Here, R 1 is a single bond, -O -, - CO -, - COO -, - OCO -, - CONH -, - CH 2 O -, - CF 2 O-, or an alkylene having 1 to 6 carbon atoms And any —CH 2 — in the alkylene may be replaced by —O—, —CH═CH— or —C≡C—; R 2 is a group having a steroid skeleton, having 3 to 30 carbon atoms Alkyl having 3 to 30 carbon atoms or phenyl having 3 to 30 carbon atoms as a substituent, or a group represented by formula (D-1), and any- CH 2 — may be replaced by —O—, —CH═CH— or —C≡C—;
Here, R 13 , R 14 and R 15 are each independently a single bond, —O—, —COO—, —OCO—, —CONH—, alkylene having 1 to 4 carbons, or oxyalkylene having 1 to 3 carbons. Or ring C and C are independently 1,4-phenylene or 1,4-cyclohexylene; R 16 and R 17 are independently fluorine or methyl; M1 and m2 are independently 0, 1 or 2; e, f and g are each independently an integer of 0 to 3, and their sum is 1 or more; R 18 is carbon number An alkyl having 3 to 30 carbons, an alkoxy having 3 to 30 carbons, or an alkoxyalkyl having 3 to 30 carbons, and in these alkyls, alkoxys and alkoxyalkyls, any hydrogen is replaced by fluorine. And any —CH 2 — may be replaced by difluoromethylene or a group represented by formula (D-2);
Here, R 19 , R 20 , R 21 and R 22 are independently alkyl having 1 to 10 carbons or phenyl, and n is an integer of 1 to 100. )
(Wherein R 3 is independently hydrogen or methyl; R 4 is hydrogen, alkyl having 1 to 30 carbons, or alkenyl having 2 to 30 carbons; and R 5 is independently a single bond. , -CO- or -CH 2 - is).
(Wherein R 3 is independently hydrogen or methyl; R 4 is hydrogen, alkyl having 1 to 30 carbons, or alkenyl having 2 to 30 carbons; R 5 is independently a single bond, — CO— or —CH 2 —; and R 6 and R 7 are independently hydrogen, alkyl having 1 to 30 carbons, or phenyl.)
(Wherein R 8 is alkyl having 3 to 30 carbon atoms, and any —CH 2 — in the alkyl may be replaced by —O—, —CH═CH— or —C≡C—; R 9 is independently —O— or alkylene having 1 to 6 carbons; Ring A is 1,4-phenylene or 1,4-cyclohexylene; a is 0 or 1; b is 0; 1 or 2; and c is independently 0 or 1.)
(Where R 10 is alkyl having 3 to 30 carbon atoms or fluorinated alkyl having 3 to 30 carbon atoms; R 11 is hydrogen, alkyl having 1 to 30 carbon atoms or fluorinated alkyl having 1 to 30 carbon atoms. Yes; R 12 is independently —O— or alkylene having 1 to 6 carbons; and d is independently 0 or 1.
[14] 非側鎖型ジアミンが式(IV−1)、式(IV−2)、式(IV−15)、式(IV−16)、式(V−1)〜式(V−12)、式(V−33)および式(VII−2)で表される化合物から選ばれるジアミンであり、側鎖型ジアミンが式(VIII−2)、式(VIII−4)、式(VIII−5)、式(VIII−6)、式(XI−2)および式(XI−4)で表される化合物から選ばれるジアミンである、[12]項に記載の液晶配向剤。
(ここに、R23、R24、R29およびR30は、独立して炭素数3〜30のアルキル、または炭素数3〜30のアルコキシである。)
[14] The non-side chain diamine is represented by formula (IV-1), formula (IV-2), formula (IV-15), formula (IV-16), formula (V-1) to formula (V-12). , A diamine selected from the compounds represented by formula (V-33) and formula (VII-2), and the side chain diamine is formula (VIII-2), formula (VIII-4), formula (VIII-5) ), A liquid crystal aligning agent according to item [12], which is a diamine selected from compounds represented by formula (VIII-6), formula (XI-2) and formula (XI-4).
(Here, R 23 , R 24 , R 29 and R 30 are each independently alkyl having 3 to 30 carbon atoms or alkoxy having 3 to 30 carbon atoms.)
[15] テトラカルボン酸二無水物が式(1)、式(2)、式(5)〜式(9)、式(14)、式(19)、式(23)、式(25)、式(35)〜式(37)、式(39)、式(44)および式(49)で表される化合物から選択される少なくとも1つである、[12]〜[14]のいずれか1項に記載の液晶配向剤。
[15] The tetracarboxylic dianhydride is represented by formula (1), formula (2), formula (5) to formula (9), formula (14), formula (19), formula (23), formula (25), Any one of [12] to [14], which is at least one selected from the compounds represented by formula (35) to formula (37), formula (39), formula (44) and formula (49) A liquid crystal aligning agent according to item.
[16] テトラカルボン酸二無水物が式(1)、式(6)〜式(9)、式(19)、式(23)および式(25)で表される化合物から選択される少なくとも1つである、[12]〜[14]のいずれか1項に記載の液晶配向剤。
[16] At least one tetracarboxylic dianhydride is selected from compounds represented by formula (1), formula (6) to formula (9), formula (19), formula (23) and formula (25). The liquid crystal aligning agent of any one of [12]-[14] which is one.
[17] テトラカルボン酸二無水物が式(1)、式(19)および式(23)で表される化合物から選択される少なくとも1つである、[12]〜[14]のいずれか1項に記載の液晶配向剤。
[17] Any one of [12] to [14], wherein the tetracarboxylic dianhydride is at least one selected from the compounds represented by formula (1), formula (19), and formula (23). A liquid crystal aligning agent according to item.
[18] 少なくとも2つのオキシラニル基を有する化合物をさらに含有する、[1]〜[6]のいずれか1項に記載の液晶配向剤。 [18] The liquid crystal aligning agent according to any one of [1] to [6], further comprising a compound having at least two oxiranyl groups.
[19] 少なくとも2つのオキシラニル基を有する化合物をさらに含有する、[8]〜[10]のいずれか1項に記載の液晶配向剤。 [19] The liquid crystal aligning agent according to any one of [8] to [10], further containing a compound having at least two oxiranyl groups.
[20] 少なくとも2つのオキシラニル基を有する化合物をさらに含有する、[11]〜[17]のいずれか1項に記載の液晶配向剤。 [20] The liquid crystal aligning agent according to any one of [11] to [17], further comprising a compound having at least two oxiranyl groups.
[21] 少なくとも2つのオキシラニル基を有する化合物が式(E1)〜式(E5)で表される化合物から選択される少なくとも1つである、[18]〜[20]のいずれか1項に記載の液晶配向剤。
(ここに、nは0〜10の整数である。)
[21] The any one of [18] to [20], wherein the compound having at least two oxiranyl groups is at least one selected from the compounds represented by formulas (E1) to (E5). Liquid crystal aligning agent.
(Here, n is an integer from 0 to 10.)
[22] 少なくとも2つのオキシラニル基を有する化合物の割合がポリアミック酸およびその誘導体からなる群から選択される少なくとも1つのポリマーの総量に対する重量比で0.001〜0.40である、[18]〜[21]のいずれか1項に記載の液晶配向剤。 [22] The ratio of the compound having at least two oxiranyl groups is 0.001 to 0.40 in a weight ratio with respect to the total amount of at least one polymer selected from the group consisting of polyamic acid and derivatives thereof. [21] The liquid crystal aligning agent according to any one of [21].
[23] [1]〜[22]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。 [23] A liquid crystal alignment film obtained from the liquid crystal aligning agent according to any one of [1] to [22].
[24] 一対の基板と、これらの基板に挟持された液晶層と、この液晶層に電圧を印加する電極とを有し、前記基板の液晶層に接する面に[23]項に記載の液晶配向膜が形成されている液晶表示素子。
[24] The liquid crystal according to item [23], having a pair of substrates, a liquid crystal layer sandwiched between the substrates, and an electrode for applying a voltage to the liquid crystal layer, and a surface of the substrate in contact with the liquid crystal layer A liquid crystal display element on which an alignment film is formed.
本発明の液晶配向剤は、式(a)で表されるジアミンとその他のジアミンとの混合物をテトラカルボン酸二無水物と反応させて得られるポリアミック酸およびその誘導体からなる群から選択される少なくとも1つのポリマーを含有する組成物である。
式(a)において、L1は水素、炭素数1〜4のアルキル、フェニルまたはベンジルであり、好ましくは水素または炭素数1〜4のアルキルである。そして、特に好ましいL1は水素およびメチルである。本発明では、このような化合物(a)の2つ以上を用いてもよい。
The liquid crystal aligning agent of the present invention is at least selected from the group consisting of a polyamic acid obtained by reacting a mixture of a diamine represented by formula (a) and another diamine with tetracarboxylic dianhydride and a derivative thereof. A composition containing one polymer.
In the formula (a), L 1 is hydrogen, alkyl having 1 to 4 carbons, phenyl or benzyl, preferably hydrogen or alkyl having 1 to 4 carbons. Particularly preferred L 1 is hydrogen and methyl. In the present invention, two or more of such compounds (a) may be used.
ポリアミック酸の誘導体の例は、可溶性ポリイミド、ポリアミック酸エステル、およびポリアミック酸アミドである。より具体的には、ポリアミック酸のアミド結合とカルボキシル基とを完全に脱水閉環させたポリイミド、部分的に脱水閉環させた部分ポリイミド、ポリアミック酸のカルボキシル基がエステルに変換されたポリアミック酸エステル、テトラカルボン酸二無水物の一部をジカルボン酸(またはそのハライドもしくは無水物)に置き換えて反応させて得られるポリアミック酸−ポリアミド共重合体、およびこのポリアミック酸−ポリアミド共重合体を部分的にまたは完全に脱水閉環させて得られるポリアミドイミドが挙げられる。なお、酸成分として、テトラカルボン酸二無水物とジカルボン酸を混合して用いる場合は、ポリアミック酸−ポリアミド共重合体だけではなく、ポリアミドおよび/またはポリアミック酸を含む混合物が得られる可能性があるが、本発明ではこのような可能性を前提にポリアミック酸−ポリアミド共重合体と称する。本発明の液晶配向剤は、このようなポリアミック酸およびその誘導体から選ばれる少なくとも1つのポリマーを含有する。本発明では、ポリアミック酸およびその誘導体のうちポリアミック酸およびポリイミドが特に好ましい。ポリイミドはポリアミック酸を脱水閉環して得られるポリマーであるから、ポリアミック酸の合成過程における加熱の条件次第では、ポリアミック酸と部分的にイミド化されたポリアミック酸との混合物が得られる可能性がある。 Examples of polyamic acid derivatives are soluble polyimides, polyamic acid esters, and polyamic acid amides. More specifically, a polyimide obtained by completely dehydrating and cyclizing an amide bond and a carboxyl group of a polyamic acid, a partial polyimide obtained by partially dehydrating and cyclizing a polyamic acid, a polyamic acid ester obtained by converting a carboxyl group of a polyamic acid into an ester, tetra A polyamic acid-polyamide copolymer obtained by reacting a part of a carboxylic dianhydride with a dicarboxylic acid (or its halide or anhydride), and the polyamic acid-polyamide copolymer partially or completely. And polyamideimide obtained by dehydration ring closure. In addition, when tetracarboxylic dianhydride and dicarboxylic acid are mixed and used as an acid component, not only a polyamic acid-polyamide copolymer but also a mixture containing polyamide and / or polyamic acid may be obtained. However, in the present invention, it is referred to as a polyamic acid-polyamide copolymer based on such a possibility. The liquid crystal aligning agent of this invention contains the at least 1 polymer chosen from such polyamic acid and its derivative (s). In the present invention, polyamic acid and polyimide are particularly preferable among polyamic acid and derivatives thereof. Since polyimide is a polymer obtained by dehydrating and ring-closing polyamic acid, a mixture of polyamic acid and partially imidized polyamic acid may be obtained depending on the heating conditions in the synthesis process of polyamic acid. .
ところで、ジアミンはその構造の違いによって2種類に分けることができる。即ち、2つのアミノ基を結ぶ骨格を主鎖として見たときに、主鎖から分岐する基、即ち側鎖基を有するジアミンと側鎖基を持たないジアミンである。側鎖基を有するジアミンをテトラカルボン酸二無水物と反応させることによって、ポリマーの主鎖に対して多数の側鎖基を有するポリアミック酸またはポリイミドが得られる。このようなポリマー主鎖に対して側鎖基を有するポリアミック酸またはポリイミドを使用するとき、このポリマーを含有する液晶配向剤から形成される液晶配向膜は、液晶表示素子におけるプレチルト角を大きくすることができる。即ち、この側鎖基はプレチルト角を大きくする効果を有する基である。このような効果を有する側鎖基の例は、炭素数3以上のアルキル、炭素数3以上のアルコキシ、炭素数3以上のアルコキシアルキル、およびステロイド骨格を有する基である。1つ以上の環を有する基であって、その末端の環が置換基として炭素数3以上のアルキル、炭素数3以上のアルコキシおよび炭素数3以上のアルコキシアルキルのいずれか1つを有する基も側鎖基としての効果を有する。本発明における側鎖基はこれらの基から選ばれる。本発明ではこのような側鎖基を有するジアミンを側鎖型ジアミンと称する。このような側鎖基を持たないジアミンを非側鎖型ジアミンと称する。なお、側鎖型ジアミンおよび非側鎖型ジアミンのどちらも、化合物(a)を含まないジアミンの種類として定義される。 By the way, diamine can be divided into two types depending on the difference in structure. That is, when a skeleton connecting two amino groups is viewed as a main chain, a group branched from the main chain, that is, a diamine having a side chain group and a diamine having no side chain group. By reacting a diamine having a side chain group with tetracarboxylic dianhydride, a polyamic acid or polyimide having a large number of side chain groups with respect to the main chain of the polymer is obtained. When a polyamic acid or polyimide having a side chain group with respect to such a polymer main chain is used, the liquid crystal alignment film formed from the liquid crystal aligning agent containing this polymer increases the pretilt angle in the liquid crystal display element. Can do. That is, this side chain group is a group having an effect of increasing the pretilt angle. Examples of the side chain group having such an effect are alkyl having 3 or more carbon atoms, alkoxy having 3 or more carbon atoms, alkoxyalkyl having 3 or more carbon atoms, and a group having a steroid skeleton. A group having one or more rings, wherein the terminal ring has any one of alkyl having 3 or more carbon atoms, alkoxy having 3 or more carbon atoms and alkoxyalkyl having 3 or more carbon atoms as a substituent; It has an effect as a side chain group. The side chain group in the present invention is selected from these groups. In the present invention, a diamine having such a side chain group is referred to as a side chain diamine. Such a diamine having no side chain group is referred to as a non-side chain diamine. In addition, both a side chain type diamine and a non-side chain type diamine are defined as the kind of diamine which does not contain a compound (a).
そして、側鎖型ジアミンと非側鎖型ジアミンを適宜使い分けることにより、上記の種々の表示素子のそれぞれに必要なプレチルト角に対応することができる。即ち、TN方式やVA方式に代表される縦電界方式では比較的大きなプレチルト角が必要となるため、側鎖型ジアミンが主に用いられる。このとき、さらにプレチルト角をコントロールするためには非側鎖型ジアミンを併用すればよい。非側鎖型ジアミンと側鎖型ジアミンの配合比率は、目的とするプレチルト角の大きさに応じて決めればよい。もちろん、側鎖基を適当に選ぶことにより、側鎖型ジアミンのみを用いて対応することも可能である。横電界方式ではプレチルト角が小さく、高い液晶配向性が必要となるため、非側鎖型ジアミンの少なくとも1つを用いればよい。このように、本発明の液晶配向剤は、任意の種類の液晶表示素子に適用することができる。 Then, by properly using the side chain diamine and the non-side chain diamine, it is possible to cope with the pretilt angle required for each of the various display elements. That is, in the vertical electric field method represented by the TN method and the VA method, a relatively large pretilt angle is required, and therefore, a side chain type diamine is mainly used. At this time, in order to further control the pretilt angle, a non-side chain diamine may be used in combination. What is necessary is just to determine the compounding ratio of non-side chain type diamine and side chain type diamine according to the magnitude | size of the target pretilt angle. Of course, it is possible to use only a side chain type diamine by appropriately selecting a side chain group. In the lateral electric field method, since the pretilt angle is small and high liquid crystal orientation is required, at least one of non-side chain diamines may be used. As described above, the liquid crystal aligning agent of the present invention can be applied to any kind of liquid crystal display element.
側鎖基の具体例は次の通りである。
まず最初に、アルキル、アルキルオキシ、アルキルオキシアルキル、アルキルカルボニル、アルキルカルボニルオキシ、アルキルオキシカルボニル、アルキルアミノカルボニル、アルケニル、アルケニルオキシ、アルケニルカルボニル、アルケニルカルボニルオキシ、アルケニルオキシカルボニル、アルケニルアミノカルボニル、アルキニル、アルキニルオキシ、アルキニルカルボニル、アルキニルカルボニルオキシ、アルキニルオキシカルボニル、アルキニルアミノカルボニル等を挙げることができる。そして、これらの基におけるアルキル、アルケニルおよびアルキニルは、いずれも炭素数3以上の基である。但し、アルキルオキシアルキルにおいては、全体として炭素数3以上であればよい。なお、これらの基は直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。
Specific examples of the side chain group are as follows.
First, alkyl, alkyloxy, alkyloxyalkyl, alkylcarbonyl, alkylcarbonyloxy, alkyloxycarbonyl, alkylaminocarbonyl, alkenyl, alkenyloxy, alkenylcarbonyl, alkenylcarbonyloxy, alkenyloxycarbonyl, alkenylaminocarbonyl, alkynyl, Alkynyloxy, alkynylcarbonyl, alkynylcarbonyloxy, alkynyloxycarbonyl, alkynylaminocarbonyl and the like can be mentioned. Alkyl, alkenyl and alkynyl in these groups are all groups having 3 or more carbon atoms. However, in alkyloxyalkyl, it is sufficient if it has 3 or more carbon atoms as a whole. These groups may be linear or branched.
次に、末端の環が置換基として炭素数3以上のアルキル、炭素数3以上のアルコキシまたは炭素数3以上のアルコキシアルキルを有することを条件に、フェニル、フェニルアルキル、フェニルアルキルオキシ、フェニルオキシ、フェニルカルボニル、フェニルカルボニルオキシ、フェニルオキシカルボニル、フェニルアミノカルボニル、フェニルシクロヘキシルオキシ、炭素数3以上のシクロアルキル、シクロヘキシルアルキル、シクロヘキシルオキシ、シクロヘキシルオキシカルボニル、シクロヘキシルフェニル、シクロヘキシルフェニルアルキル、シクロヘキシルフェニルオキシ、ビス(シクロヘキシル)オキシ、ビス(シクロヘキシル)アルキル、ビス(シクロヘキシル)フェニル、ビス(シクロヘキシル)フェニルアルキル、ビス(シクロヘキシル)オキシカルボニル、ビス(シクロヘキシル)フェニルオキシカルボニル、およびシクロヘキシルビス(フェニル)オキシカルボニル等の環構造の基を挙げることができる。 Next, phenyl, phenylalkyl, phenylalkyloxy, phenyloxy, on condition that the terminal ring has alkyl having 3 or more carbon atoms, alkoxy having 3 or more carbon atoms or alkoxyalkyl having 3 or more carbon atoms as a substituent, Phenylcarbonyl, phenylcarbonyloxy, phenyloxycarbonyl, phenylaminocarbonyl, phenylcyclohexyloxy, cycloalkyl having 3 or more carbon atoms, cyclohexylalkyl, cyclohexyloxy, cyclohexyloxycarbonyl, cyclohexylphenyl, cyclohexylphenylalkyl, cyclohexylphenyloxy, bis ( Cyclohexyl) oxy, bis (cyclohexyl) alkyl, bis (cyclohexyl) phenyl, bis (cyclohexyl) phenylalkyl, bis ( Kurohekishiru) oxycarbonyl, and bis (cyclohexyl) phenyloxycarbonyl and cyclohexyl bis (phenyl) group of a ring structure, such as oxycarbonyl,.
さらに、2個以上のベンゼン環を有する基、2個以上のシクロヘキサン環を有する基、またはベンゼン環およびシクロヘキサン環で構成される2環以上の基であって、結合基が独立して単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−CONH−もしくは炭素数1〜3のアルキレンであり、末端の環が置換基として炭素数3以上のアルキル、炭素数3以上のフッ素置換アルキル、炭素数3以上のアルコキシ、または炭素数3以上のアルコキシアルキルを有する環集合基を挙げることができる。もちろん、ステロイド骨格を有する基も側鎖基として有効である。 Further, a group having two or more benzene rings, a group having two or more cyclohexane rings, or two or more groups composed of a benzene ring and a cyclohexane ring, wherein the bonding groups are independently a single bond, -O-, -COO-, -OCO-, -CONH-, or alkylene having 1 to 3 carbon atoms, the terminal ring is an alkyl having 3 or more carbon atoms as a substituent, a fluorine-substituted alkyl having 3 or more carbon atoms, carbon A ring assembly group having an alkoxy having several or more carbon atoms or an alkoxyalkyl having three or more carbon atoms can be given. Of course, a group having a steroid skeleton is also effective as a side chain group.
本発明では、前記の化合物(a)とその他のジアミンを組み合わせて用いるが、その他のジアミンは非側鎖型ジアミンの少なくとも1つ、側鎖型ジアミンの少なくとも1つ、または非側鎖型ジアミンの少なくとも1つと側鎖型ジアミンの少なくとも1つとの混合物である。そして、本発明で用いられる非側鎖型ジアミンは式(I)〜式(VII)で表されるジアミンである。 In the present invention, the compound (a) and other diamine are used in combination, and the other diamine is at least one non-side chain diamine, at least one side chain diamine, or non-side chain diamine. It is a mixture of at least one and at least one side chain diamine. The non-side chain diamine used in the present invention is a diamine represented by the formula (I) to the formula (VII).
これらの式における記号の意味は前記の通りである。
The meanings of the symbols in these formulas are as described above.
式(I)で表されるジアミンの好ましい例を次に示す。
Preferred examples of the diamine represented by the formula (I) are shown below.
式(II)で表されるジアミンの好ましい例を次に示す。
Preferred examples of the diamine represented by the formula (II) are shown below.
式(III)で表されるジアミンの好ましい例を次に示す。
Preferred examples of the diamine represented by the formula (III) are shown below.
式(IV)で表されるジアミンの好ましい例を次に示す。
Preferred examples of the diamine represented by the formula (IV) are shown below.
式(V)で表されるジアミンの好ましい例を次に示す。
Preferred examples of the diamine represented by the formula (V) are shown below.
式(VI)で表されるジアミンの好ましい例を次に示す。
Preferred examples of the diamine represented by the formula (VI) are shown below.
式(VII)で表されるジアミンの好ましい例を次に示す。
Preferred examples of the diamine represented by the formula (VII) are shown below.
これらのジアミンのうち、より好ましい例は、化合物(IV−1)〜化合物(IV−5)、化合物(IV−15)、化合物(IV−16)、化合物(V−1)〜化合物(V−12)、化合物(V−26)、化合物(V−27)、化合物(V−31)、化合物(V−33)、化合物(VI−1)、化合物(VI−2)、化合物(VI−6)、および化合物(VII−1)〜化合物(VII−5)であり、特に好ましい例は化合物(IV−1)、化合物(IV−2)、化合物(IV−15)、化合物(IV−16)、化合物(V−1)〜化合物(V−12)、化合物(V−33)、および化合物(VII−2)である。 Among these diamines, more preferred examples include compound (IV-1) to compound (IV-5), compound (IV-15), compound (IV-16), compound (V-1) to compound (V- 12), Compound (V-26), Compound (V-27), Compound (V-31), Compound (V-33), Compound (VI-1), Compound (VI-2), Compound (VI-6) ), And compound (VII-1) to compound (VII-5), and particularly preferred examples are compound (IV-1), compound (IV-2), compound (IV-15), and compound (IV-16). Compound (V-1) to Compound (V-12), Compound (V-33), and Compound (VII-2).
本発明で用いられる側鎖型ジアミンとしては、具体的には下記の式(VIII)〜式(XII)で表されるジアミンが挙げられる。
Specific examples of the side chain diamine used in the present invention include diamines represented by the following formulas (VIII) to (XII).
式(VIII)中、R1は単結合、−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−CH2O−、−CF2O−、または炭素数1〜6のアルキレンであって、このアルキレンにおける任意の−CH2−は−O−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよい。R2はステロイド骨格を有する基、炭素数3〜30のアルキル、置換基として炭素数3〜30のアルキルもしくは炭素数3〜30のアルコキシを有するフェニル、または式(D−1)で表される基である。そして、これらのアルキルおよびアルコキシにおける任意の−CH2−は−O−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよい。 Wherein (VIII), R 1 is a single bond, -O -, - CO -, - COO -, - OCO -, - CONH -, - CH 2 O -, - CF 2 O-, or 6 carbon atoms And any —CH 2 — in the alkylene may be replaced by —O—, —CH═CH— or —C≡C—. R 2 is a group having a steroid skeleton, alkyl having 3 to 30 carbons, phenyl having 3 to 30 alkyls or alkoxy having 3 to 30 carbons as a substituent, or represented by formula (D-1) It is a group. Then, any -CH 2 - in the alkyl and alkoxy - is -O -, - may be replaced by CH = CH- or -C≡C-.
ここに、R13、R14およびR15は独立して単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−CONH−、炭素数1〜4のアルキレン、炭素数1〜3のオキシアルキレン、または炭素数1〜3のアルキレンオキシであり;環Bおよび環Cは独立して1,4−フェニレンまたは1,4−シクロヘキシレンであり;R16およびR17は独立してフッ素またはメチルであって、m1およびm2は独立して0、1または2であり;e、fおよびgは独立して0〜3の整数であって、これらの合計は1以上であり;R18は炭素数3〜30のアルキル、炭素数3〜30のアルコキシ、または炭素数3〜30のアルコキシアルキルであり、これらのアルキル、アルコキシおよびアルコキシアルキルにおいて、任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、そして任意の−CH2−はジフルオロメチレンまたは式(D−2)で表される基で置き換えられてもよい。
Here, R 13 , R 14 and R 15 are each independently a single bond, —O—, —COO—, —OCO—, —CONH—, alkylene having 1 to 4 carbons, or oxyalkylene having 1 to 3 carbons. Or ring C and C are independently 1,4-phenylene or 1,4-cyclohexylene; R 16 and R 17 are independently fluorine or methyl; M1 and m2 are independently 0, 1 or 2; e, f and g are each independently an integer of 0 to 3, and their sum is 1 or more; R 18 is carbon number An alkyl having 3 to 30 carbons, an alkoxy having 3 to 30 carbons, or an alkoxyalkyl having 3 to 30 carbons, and in these alkyls, alkoxys and alkoxyalkyls, any hydrogen is replaced by fluorine. And any —CH 2 — may be replaced by difluoromethylene or a group represented by the formula (D-2).
ここに、R19、R20、R21およびR22は、独立して炭素数1〜10のアルキルまたはフェニルであり、そしてnは1〜100の整数である。
Here, R 19 , R 20 , R 21 and R 22 are independently alkyl having 1 to 10 carbons or phenyl, and n is an integer of 1 to 100.
ここに、R3は独立して水素またはメチルであり;R4は水素、炭素数1〜30のアルキル、または炭素数2〜30のアルケニルであり;そして、R5は独立して単結合、−CO−または−CH2−である。2つのアミノフェニル−R5−O−基の一方はステロイド骨格の3位に結合し、もう一方は6位に結合していることが好ましい。また、2つのアミノ基のベンゼン環への結合位置はそれぞれ、R5の結合位置に対してメタ位またはパラ位であることが好ましい。なお、ステロイド骨格を形成する炭素に結合している任意の水素はメチルで置き換えられてもよい。
Wherein R 3 is independently hydrogen or methyl; R 4 is hydrogen, alkyl having 1 to 30 carbons, or alkenyl having 2 to 30 carbons; and R 5 is independently a single bond, —CO— or —CH 2 —. One of the two aminophenyl-R 5 —O— groups is preferably bonded to the 3-position of the steroid skeleton and the other is bonded to the 6-position. Moreover, it is preferable that the bonding position of the two amino groups to the benzene ring is meta or para with respect to the bonding position of R 5 . Note that any hydrogen bonded to carbon forming the steroid skeleton may be replaced with methyl.
ここに、R3は独立して水素またはメチルであり;R4は水素、炭素数1〜30のアルキル、または炭素数2〜30のアルケニルであり;R5は独立して単結合、−CO−または−CH2−であり;そして、R6およびR7は独立して水素、炭素数1〜30のアルキル、またはフェニルである。2つのR7置換アミノフェニル−R5−O−基のベンゼン環への結合位置はそれぞれ、ステロイド骨格が結合している炭素に対してメタ位またはパラ位であることが好ましい。また、2つのアミノ基のベンゼン環への結合位置はそれぞれ、R5に対してメタ位またはパラ位であることが好ましい。
Wherein R 3 is independently hydrogen or methyl; R 4 is hydrogen, alkyl having 1 to 30 carbons, or alkenyl having 2 to 30 carbons; R 5 is independently a single bond, —CO — Or —CH 2 —; and R 6 and R 7 are independently hydrogen, alkyl having 1 to 30 carbons, or phenyl. The bonding positions of the two R 7 -substituted aminophenyl-R 5 —O— groups to the benzene ring are each preferably in the meta position or the para position with respect to the carbon to which the steroid skeleton is bonded. Moreover, it is preferable that the bonding position of the two amino groups to the benzene ring is meta or para with respect to R 5 .
ここに、R8は炭素数3〜30のアルキルであって、このアルキルの任意の−CH2−は−O−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく;R9は独立して−O−または炭素数1〜6のアルキレンであり;環Aは1,4−フェニレンまたは1,4−シクロヘキシレンであり;aは0または1であり;bは0、1または2であり;そして、cは独立して0または1である。2つのアミノ基のベンゼン環への結合位置は、それぞれR9に対してメタ位またはパラ位であることが好ましい。
Here, R 8 is alkyl having 3 to 30 carbons, and any —CH 2 — in the alkyl may be replaced by —O—, —CH═CH— or —C≡C—; R 9 is independently -O- or alkylene having 1 to 6 carbon atoms; ring A is 1,4-phenylene or 1,4-cyclohexylene; a is 0 or 1; b is 0, 1 Or c; and c is independently 0 or 1. The bonding position of the two amino groups to the benzene ring is preferably meta or para to R 9 , respectively.
ここに、R10は炭素数3〜30のアルキルまたは炭素数3〜30のフッ素化アルキルであり;R11は水素、炭素数1〜30のアルキルまたは炭素数1〜30のフッ素化アルキルであり;R12は独立して−O−または炭素数1〜6のアルキレンであり;そして、dは独立して0または1である。2つのアミノ基のベンゼン環への結合位置は、それぞれR12に対してメタ位またはパラ位であることが好ましい。
Wherein R 10 is alkyl having 3 to 30 carbon atoms or fluorinated alkyl having 3 to 30 carbon atoms; R 11 is hydrogen, alkyl having 1 to 30 carbon atoms or fluorinated alkyl having 1 to 30 carbon atoms. R 12 is independently —O— or alkylene having 1 to 6 carbons; and d is independently 0 or 1. The bonding position of the two amino groups to the benzene ring is preferably meta or para to R 12 , respectively.
式(VIII)で表されるジアミンの例として、式(VIII−1)〜式(VIII−43)で表されるジアミンを挙げることができる。
Examples of the diamine represented by the formula (VIII) include diamines represented by the formula (VIII-1) to the formula (VIII-43).
式(VIII−1)〜式(VIII−11)において、R23およびR24はいずれも炭素数3〜30のアルキルまたは炭素数3〜30のアルコキシであることが好ましく、炭素数5〜25のアルキルまたは炭素数5〜25のアルコキシであることがさらに好ましい。 In the formulas (VIII-1) to (VIII-11), R 23 and R 24 are each preferably alkyl having 3 to 30 carbons or alkoxy having 3 to 30 carbons, and having 5 to 25 carbons. More preferably, it is alkyl or alkoxy having 5 to 25 carbon atoms.
式(VIII−12)〜式(VIII−15)において、R25は炭素数4〜30のアルキルであることが好ましく、炭素数6〜25のアルキルであることがさらに好ましい。式(VIII−16)および(VIII−17)において、R26は炭素数6〜30のアルキルであることが好ましく、炭素数8〜25のアルキルであることがさらに好ましい。 In Formula (VIII-12) to Formula (VIII-15), R 25 is preferably alkyl having 4 to 30 carbons, and more preferably alkyl having 6 to 25 carbons. In the formulas (VIII-16) and (VIII-17), R 26 is preferably alkyl having 6 to 30 carbons, and more preferably alkyl having 8 to 25 carbons.
式(VIII−18)〜(VIII−37)において、R27およびR28はいずれも、炭素数3〜30のアルキル、または炭素数3〜30のアルコキシであることが好ましく、炭素数5〜25のアルキルまたは炭素数5〜25のアルコキシであることがさらに好ましい。 In formulas (VIII-18) to (VIII-37), R 27 and R 28 are each preferably alkyl having 3 to 30 carbons or alkoxy having 3 to 30 carbons, and having 5 to 25 carbons. It is more preferable that they are alkyl or alkoxy having 5 to 25 carbon atoms.
これらのうち、式(VIII−1)〜式(VIII−11)で表されるジアミンが好ましく、式(VIII−2)、式(VIII−4)、式(VIII−5)および式(VIII−6)のいずれか1つで表されるジアミンがより好ましい。 Of these, diamines represented by the formulas (VIII-1) to (VIII-11) are preferable, and the formulas (VIII-2), (VIII-4), (VIII-5) and (VIII-) are preferred. The diamine represented by any one of 6) is more preferable.
式(IX)で表されるジアミンの例としては、式(IX−1)〜式(IX−4)で表されるジアミンが挙げられる。
Examples of the diamine represented by the formula (IX) include diamines represented by the formula (IX-1) to the formula (IX-4).
式(X)で表されるジアミンの例として、式(X−1)〜式(X−8)で表されるジアミンが挙げられる。
Examples of the diamine represented by the formula (X) include diamines represented by the formula (X-1) to the formula (X-8).
式(XI)で表されるジアミンの例として、式(XI−1)〜式(XI−8)で表されるジアミンが挙げられる。
Examples of the diamine represented by the formula (XI) include diamines represented by the formula (XI-1) to the formula (XI-8).
式(XI−1)〜式(XI−3)において、R29は炭素数3〜30のアルキルであることが好ましく、式(XI−4)〜式(XI−8)において、R30は炭素数3〜20のアルキルであることが好ましい。そして、化合物(XI−1)〜化合物(XI−8)のうち、化合物(XI−2)および化合物(XI−4)が好ましい。 In Formula (XI-1) to Formula (XI-3), R 29 is preferably alkyl having 3 to 30 carbon atoms. In Formula (XI-4) to Formula (XI-8), R 30 is carbon. It is preferable that it is a C3-C20 alkyl. And among a compound (XI-1)-a compound (XI-8), a compound (XI-2) and a compound (XI-4) are preferable.
式(XII)で表されるジアミンの例として、式(XII−1)〜式(XII−3)で表されるジアミンが挙げられる。
これらの式において、R31は炭素数6〜20のアルキルであることが好ましく、R32は水素、または炭素数1〜10のアルキルであることが好ましい。
Examples of the diamine represented by the formula (XII) include diamines represented by the formula (XII-1) to the formula (XII-3).
In these formulas, R 31 is preferably alkyl having 6 to 20 carbon atoms, and R 32 is preferably hydrogen or alkyl having 1 to 10 carbon atoms.
上記の側鎖型ジアミンのうち、化合物(VIII−2)、化合物(VIII−4)、化合物(VIII−5)、化合物(VIII−6)、化合物(XI−2)および化合物(XI−4)が好ましい。なお、本発明においては、化合物(a)および化合物(I)〜化合物(XII)以外のジアミンを併用してもよい。このようなジアミンの例として、ナフタレン構造を有するナフタレン系ジアミン、フルオレン構造を有するフルオレン系ジアミン、およびシロキサン結合を有するシロキサン系ジアミンを挙げることができ、これらのジアミンは側鎖基を有するものであってもよい。 Among the above side chain diamines, compound (VIII-2), compound (VIII-4), compound (VIII-5), compound (VIII-6), compound (XI-2) and compound (XI-4) Is preferred. In the present invention, a diamine other than the compound (a) and the compounds (I) to (XII) may be used in combination. Examples of such diamines include naphthalene diamines having a naphthalene structure, fluorene diamines having a fluorene structure, and siloxane diamines having a siloxane bond, and these diamines have side chain groups. May be.
シロキサン系ジアミンの好ましい例は、下記の式(XV)で表される化合物である。
式(XV)において、R33およびR34はそれぞれ独立して炭素数1〜3のアルキルまたはフェニルであり、X4は独立して炭素数1〜6のアルキレン、またはフェニレンであり、mは1〜10の整数である。なお、このフェニレンの任意の水素は炭素数1〜4のアルキルで置き換えられてもよい。
A preferred example of the siloxane-based diamine is a compound represented by the following formula (XV).
In the formula (XV), R 33 and R 34 are each independently alkyl or phenyl having 1 to 3 carbon atoms, X 4 is independently alkylene having 1 to 6 carbon atoms or phenylene, and m is 1 It is an integer of -10. In addition, arbitrary hydrogen of this phenylene may be replaced by C1-C4 alkyl.
化合物(a)および化合物(I)〜化合物(XII)以外のジアミンの好ましい例としては、前記シロキサン系ジアミンの他に、下記の式(1’)〜式(8’)で表される化合物を挙げることができる。
これらの式において、R35およびR36はそれぞれ独立して炭素数3〜30のアルキルである。
Preferred examples of the diamine other than the compound (a) and the compounds (I) to (XII) include compounds represented by the following formulas (1 ′) to (8 ′) in addition to the siloxane-based diamine. Can be mentioned.
In these formulas, R 35 and R 36 are each independently alkyl having 3 to 30 carbon atoms.
本発明では、ジアミンに加えてモノアミンを用いてもよい。こうすることにより、重合反応のターミネーションを起こすことができ、それ以上の反応の進行を抑えることができるので、得られるポリマー(ポリアミック酸)の分子量を容易に制御することができる。ジアミンに対するモノアミンの比率は、本発明の効果を損なわない範囲にすればよいが、目安として全アミン量の10モル%以下にすることが好ましい。 In the present invention, a monoamine may be used in addition to the diamine. By so doing, termination of the polymerization reaction can be caused, and further progress of the reaction can be suppressed, so that the molecular weight of the resulting polymer (polyamic acid) can be easily controlled. The ratio of the monoamine to the diamine may be in a range that does not impair the effects of the present invention, but as a guideline, it is preferably 10 mol% or less of the total amine amount.
本発明におけるポリマーの製造において、化合物(a)はその他のジアミンと混合して用いられる。このとき、ジアミン総量中の化合物(a)の含有率は1モル%以上であることが、液晶表示素子における電圧保持率の向上、イオン密度および残留DCを低減させる観点から好ましい。化合物(a)の含有率が1モル%以上であれば、これらの電気特性に対する向上効果が薄れたり、残像に対する効果が見られなくなることを防止できる。 In the production of the polymer in the present invention, the compound (a) is used by mixing with other diamine. At this time, the content of the compound (a) in the total amount of diamine is preferably 1 mol% or more from the viewpoint of improving the voltage holding ratio, reducing the ion density and residual DC in the liquid crystal display device. If the content rate of a compound (a) is 1 mol% or more, it can prevent that the improvement effect with respect to these electrical characteristics fades, or the effect with respect to an afterimage is not seen.
化合物(a)と非側鎖型ジアミンの少なくとも1つを混合使用することが、横電界方式の液晶表示素子において、電圧無印加時の黒表示特性を向上させる観点から好ましい。さらにこれらのジアミンの使用は、液晶表示素子に低プレチルト角をもたらすため、横電界方式に非常に有効である。ジアミン総量中の非側鎖型ジアミンの含有率が多いほど液晶配向性が向上するものの、残留DCの低減を考慮すると、この含有率は1〜50モル%の範囲であることが好ましい。 It is preferable to mix and use at least one of the compound (a) and the non-side chain diamine from the viewpoint of improving black display characteristics when no voltage is applied in a horizontal electric field type liquid crystal display element. Further, the use of these diamines is very effective for the transverse electric field system because it brings a low pretilt angle to the liquid crystal display element. Although the liquid crystal orientation improves as the content of the non-side chain diamine in the total amount of diamine increases, the content is preferably in the range of 1 to 50 mol% in consideration of the reduction of residual DC.
縦電界方式であるTN方式、OCB方式およびVA方式においては、比較的大きなプレチルト角の発現が必須である。この場合、側鎖型ジアミンの少なくとも1つと化合物(a)を混合使用することが必要である。これらのジアミンの種類や割合をコントロールすることで、所定のプレチルト角を発現することができるが、残留DC低減を考慮すると、側鎖型ジアミンの含有率は1〜50モル%の範囲であることが好ましい。側鎖型ジアミンを併用することにより、得られたポリマーを適用した液晶表示素子を、電圧保持率をさらに向上させた縦電界方式の液晶表示素子とすることができる。 In the TN method, the OCB method, and the VA method, which are vertical electric field methods, it is essential to develop a relatively large pretilt angle. In this case, it is necessary to use a mixture of at least one side chain diamine and compound (a). By controlling the type and ratio of these diamines, a predetermined pretilt angle can be expressed, but considering the reduction of residual DC, the content of side chain diamines is in the range of 1 to 50 mol%. Is preferred. By using the side chain type diamine in combination, the liquid crystal display element to which the obtained polymer is applied can be a vertical electric field type liquid crystal display element having a further improved voltage holding ratio.
また、前記の化合物(a)および化合物(I)〜化合物(XII)以外のジアミンを更に含有する場合、このジアミンの含有率は、ジアミン総量の30モル%以下であることが、得られたポリマーを適用した液晶表示素子において、電圧保持率向上、イオン密度や残留DCの低減、コントラストの向上効果などを十分に発現させる観点から好ましい。 Moreover, when it contains further diamine other than said compound (a) and compound (I)-compound (XII), it is obtained that the content rate of this diamine is 30 mol% or less of the total amount of diamine. In the liquid crystal display element to which is applied, it is preferable from the viewpoint of sufficiently exhibiting the voltage holding ratio improvement, the reduction of ion density and residual DC, the improvement effect of contrast, and the like.
次に、本発明で用いるテトラカルボン酸二無水物について説明する。
テトラカルボン酸二無水物は、これを用いて得られるポリアミック酸が液晶配向剤に用いる溶剤に可溶であることを条件に選択することができる。このようなテトラカルボン酸二無水物を、芳香族テトラカルボン酸二無水物とそれ以外に分けて例示する。まず、芳香族テトラカルボン酸二無水物の好ましい例を次に示す。
Next, the tetracarboxylic dianhydride used in the present invention will be described.
The tetracarboxylic dianhydride can be selected on the condition that the polyamic acid obtained using the tetracarboxylic dianhydride is soluble in the solvent used for the liquid crystal aligning agent. Such tetracarboxylic dianhydrides are exemplified separately from aromatic tetracarboxylic dianhydrides and the others. First, the preferable example of aromatic tetracarboxylic dianhydride is shown next.
芳香族以外のテトラカルボン酸二無水物の好ましい例を次に示す。
Preferred examples of non-aromatic tetracarboxylic dianhydrides are shown below.
上記のテトラカルボン酸二無水物のうち、化合物(1)、化合物(6)、化合物(9)、化合物(19)、化合物(23)および化合物(25)が更に好ましく、化合物(1)、化合物(19)および化合物(23)が特に好ましい。 Of the above tetracarboxylic dianhydrides, compound (1), compound (6), compound (9), compound (19), compound (23) and compound (25) are more preferred, and compound (1) and compound (19) and compound (23) are particularly preferred.
本発明では、テトラカルボン酸二無水物の一部を、カルボン酸無水物に置き換えて用いてもよい。テトラカルボン酸二無水物の一部をカルボン酸無水物に置き換えることにより、重合反応のターミネーションを起こすことができ、それ以上の反応の進行を抑えることができるので、得られるポリアミック酸の分子量を容易に制御することができる。テトラカルボン酸二無水物に対するカルボン酸無水物の比率は、本発明の効果を損なわない範囲にすればよいが、目安として全テトラカルボン酸二無水物量の10モル%以下にすることが好ましい。 In the present invention, a part of the tetracarboxylic dianhydride may be replaced with a carboxylic anhydride. Replacing a part of tetracarboxylic dianhydride with carboxylic acid anhydride can cause polymerization reaction termination, and further progress of the reaction can be suppressed, so the molecular weight of the resulting polyamic acid is easy Can be controlled. The ratio of the carboxylic acid anhydride to the tetracarboxylic dianhydride may be in a range that does not impair the effects of the present invention, but it is preferably set to 10 mol% or less of the total tetracarboxylic dianhydride amount.
本発明の配向剤は、前記のように、化合物(a)と非側鎖型ジアミンとの混合物とテトラカルボン酸二無水物を反応させて得られるポリアミック酸およびその誘導体からなる群から選択される少なくとも1つのポリマー、化合物(a)と側鎖型ジアミンとの混合物とテトラカルボン酸二無水物を反応させて得られるポリアミック酸およびその誘導体からなる群から選択される少なくとも1つのポリマーおよび化合物(a)と非側鎖型ジアミンと側鎖型ジアミンとの混合物とテトラカルボン酸二無水物を反応させて得られるポリアミック酸およびその誘導体からなる群から選択される少なくとも1つのポリマーの3種のポリマーの少なくとも1種を含有する組成物である。実施例を除く以下の説明では、ポリアミック酸とその誘導体を総称する用語として「ポリアミック酸」を用いる。 As described above, the aligning agent of the present invention is selected from the group consisting of polyamic acid obtained by reacting a mixture of compound (a) and non-side chain diamine with tetracarboxylic dianhydride and derivatives thereof. At least one polymer, at least one polymer selected from the group consisting of a polyamic acid obtained by reacting a mixture of a compound (a) and a side chain diamine and tetracarboxylic dianhydride and a derivative thereof (a 3) of at least one polymer selected from the group consisting of polyamic acid obtained by reacting a mixture of non-side-chain diamine and side-chain diamine with tetracarboxylic dianhydride and derivatives thereof It is a composition containing at least one kind. In the following description excluding the examples, “polyamic acid” is used as a generic term for polyamic acid and its derivatives.
即ち、これら3種のポリマーの1種のみを含有する配向剤であってよいし、2種を含有する配向剤であってもよい。2種のポリマーを含有する配向剤としては、化合物(a)と非側鎖型ジアミンとの混合物を用いて得られるポリアミック酸と化合物(a)と側鎖型ジアミンとの混合物用いて得られるポリアミック酸を含有するものが好ましい。 That is, it may be an aligning agent containing only one of these three kinds of polymers, or an aligning agent containing two kinds. As an alignment agent containing two kinds of polymers, a polyamic acid obtained by using a mixture of a polyamic acid obtained by using a mixture of a compound (a) and a non-side chain diamine, a compound (a) and a side chain diamine, and the like. Those containing an acid are preferred.
本発明の液晶配向剤は、化合物(a)を用いないで得られるポリアミック酸の少なくとも1つをさらに含有することができる。このとき用いられる化合物(a)以外のジアミンおよびテトラカルボン酸二無水物のそれぞれの選択範囲は、化合物(a)を用いる上記の場合と同じにすることが好ましい。 The liquid crystal aligning agent of this invention can further contain at least 1 of the polyamic acid obtained without using a compound (a). It is preferable to make each selection range of diamine other than the compound (a) used at this time and tetracarboxylic dianhydride the same as said case using a compound (a).
化合物(a)を用いないで得られるポリアミック酸の少なくとも1つを加えてポリマーブレンドの組成物とするとき、その含有量は液晶配向剤中のポリマー全量中の1〜50重量%であることが、本発明の効果の発現と配向性の調整とを両立させる観点から好まししい。この割合のより好ましい範囲は2〜30重量%である。 When at least one polyamic acid obtained without using the compound (a) is added to form a polymer blend composition, the content thereof should be 1 to 50% by weight based on the total amount of the polymer in the liquid crystal aligning agent. From the viewpoint of achieving both the manifestation of the effect of the present invention and the adjustment of orientation. A more preferable range of this ratio is 2 to 30% by weight.
前記のテトラカルボン酸二無水物とジアミンを反応させるに当たっては、テトラカルボン酸二無水物の使用量をジアミンの総モル数とほぼ等モル(モル比0.9〜1.1程度)とすることが好ましい。そして、ポリアミック酸の分子量は、例えばゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法によるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)で、好ましくは10,000〜500,000、より好ましくは20,000〜200,000である。 In reacting the tetracarboxylic dianhydride with the diamine, the amount of tetracarboxylic dianhydride used should be approximately equimolar to the total number of diamines (molar ratio of about 0.9 to 1.1). Is preferred. And the molecular weight of a polyamic acid is a weight average molecular weight (Mw) of polystyrene conversion by gel permeation chromatography (GPC) method, for example, Preferably it is 10,000-500,000, More preferably, it is 20,000-200,000. It is.
本発明におけるポリアミック酸は、多量の貧溶剤で沈殿させ、固形分と溶剤とを濾過等により完全に分離し、IR、NMRで分析することにより同定される。さらには、KOHやNaOH等の強アルカリの水溶液で、固形分のポリアミック酸を分解後、有機溶剤で抽出し、GC、HPLCもしくはGC−MSで分析することにより、使用されている原料化合物を同定することができる。 The polyamic acid in the present invention is identified by precipitating with a large amount of a poor solvent, separating the solid and the solvent completely by filtration or the like, and analyzing by IR or NMR. Furthermore, after the solid polyamic acid is decomposed with an aqueous solution of strong alkali such as KOH or NaOH, it is extracted with an organic solvent and analyzed by GC, HPLC or GC-MS to identify the raw material compound used. can do.
本発明の液晶配向剤は、前記のポリアミック酸以外の他の成分として、例えば液晶配向膜における耐久性を向上させる観点から、エポキシ化合物をさらに含有してもよい。このエポキシ化合物としては、オキシラニル基を2つ以上有する化合物が好ましい。次の化合物(E1)〜化合物(E5)は、このようなエポキシ化合物の好ましい例である。 The liquid crystal aligning agent of this invention may further contain an epoxy compound from a viewpoint of improving the durability in a liquid crystal aligning film, for example as other components other than the said polyamic acid. The epoxy compound is preferably a compound having two or more oxiranyl groups. The following compounds (E1) to (E5) are preferable examples of such epoxy compounds.
(ここに、nは0〜10の整数である。)
(Here, n is an integer from 0 to 10.)
エポキシ化合物を用いるとき、その好ましい添加量はポリアミック酸の総量に対する重量比で0.001〜0.40である。このとき、この液晶配向剤から形成される液晶配向膜において、ラビング処理による膜の削れを防止する等の耐久性を良好にする効果を期待することができる。そして、このより好ましい添加割合は前記重量比で0.002〜0.30である。 When using an epoxy compound, the preferable addition amount is 0.001-0.40 in the weight ratio with respect to the total amount of polyamic acid. At this time, in the liquid crystal alignment film formed from this liquid crystal aligning agent, it is possible to expect an effect of improving durability such as prevention of film abrasion due to rubbing treatment. And this more preferable addition ratio is 0.002-0.30 by the said weight ratio.
化合物(E1)〜化合物(E5)以外のエポキシ化合物の例としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、オキシランを有するモノマーのポリマー、およびオキシランを有するモノマーと他のモノマーとの共ポリマーを挙げることができる。具体例として、ジャパンエポキシレジン(株)の「エピコート807」、「エピコート815」、「エピコート825」、および「エピコート827」が挙げられる。 Examples of epoxy compounds other than compound (E1) to compound (E5) include bisphenol A type epoxy resin, glycidyl ester type epoxy resin, alicyclic epoxy resin, polymer of monomer having oxirane, monomer having oxirane and others And a copolymer with the monomer. Specific examples include “Epicoat 807”, “Epicoat 815”, “Epicoat 825”, and “Epicoat 827” of Japan Epoxy Resin Co., Ltd.
化合物(E1)は、日本チバガイギー(株)の「アラルダイトCY184」として入手できる。化合物(E2)は、ダイセル化学工業(株)の「セロキサイド2021P」または「EHPE−3150」として入手できる。化合物(E3)は、三井化学(株)の「テクモアVG3101L」として入手できる。化合物(E4)は、ジャパンエポキシレジン(株)の「エピコート828」、「エピコート190P」、「エピコート191P」、「エピコート1004」、「エピコート1256」、または日本チバガイギー(株)の「アラルダイトCY177」として入手できる。そして、化合物(E5)(4,4’−メチレンビス(N,N−ジグリシジルアニリン))はシグマ・アルドリッチ社から入手できる。 Compound (E1) can be obtained as “Araldite CY184” of Ciba Geigy Japan. The compound (E2) can be obtained as “Celoxide 2021P” or “EHPE-3150” from Daicel Chemical Industries, Ltd. The compound (E3) is available as “Techmore VG3101L” from Mitsui Chemicals. Compound (E4) is “Epicoat 828”, “Epicoat 190P”, “Epicoat 191P”, “Epicoat 1004”, “Epicoat 1256” of Japan Epoxy Resin Co., Ltd. or “Araldite CY177” of Ciba Geigy Japan Co., Ltd. Available. Compound (E5) (4,4'-methylenebis (N, N-diglycidylaniline)) can be obtained from Sigma-Aldrich.
これらの中でも、式(E4)においてn=0〜4である化合物の混合物である「エピコート828」、「アラルダイトCY184」、「セロキサイド2021P」、「テクモアVG3101L」、および化合物(E5)が、液晶配向膜における透明性と平坦性を良好にする観点からより好ましい。 Among these, “Epicoat 828”, “Araldite CY184”, “Celoxide 2021P”, “Techmore VG3101L”, and the compound (E5), which are a mixture of compounds where n = 0 to 4 in the formula (E4), are liquid crystal alignment. It is more preferable from the viewpoint of improving the transparency and flatness of the film.
また、例えば本発明の液晶配向剤は、基板への密着性を良くする観点から、シランカップリング剤、チタン系のカップリング剤、およびアミノシリコン化合物等のカップリング剤をさらに含有していてもよい。このようなカップリング剤は単独で用いてもよいし、2つ以上の化合物を混合して用いてもよい。カップリング剤を用いるとき、液晶配向剤におけるその好ましい濃度は0.01〜6重量%である。 For example, the liquid crystal aligning agent of the present invention may further contain a silane coupling agent, a titanium-based coupling agent, and a coupling agent such as an aminosilicon compound from the viewpoint of improving adhesion to the substrate. Good. Such a coupling agent may be used alone, or two or more compounds may be mixed and used. When using a coupling agent, the preferable density | concentration in a liquid crystal aligning agent is 0.01 to 6 weight%.
前記アミノシリコン化合物の例は、パラアミノフェニルトリメトキシシラン、パラアミノフェニルトリエトキシシラン、メタアミノフェニルトリメトキシシラン、メタアミノフェニルトリエトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、およびアミノプロピルトリエトキシシランである。 Examples of the aminosilicon compound are paraaminophenyltrimethoxysilane, paraaminophenyltriethoxysilane, metaaminophenyltrimethoxysilane, metaaminophenyltriethoxysilane, aminopropyltrimethoxysilane, and aminopropyltriethoxysilane.
前記エポキシ化合物としては、例えばグリシジルエーテル、グリシジルエステル、グリシジルアミン、エポキシ基含有アクリル系樹脂、グリシジルアミド、グリシジルイソシアヌレート、鎖状脂肪族型エポキシ化合物、および環状脂肪族型エポキシ化合物が挙げられる。なお、エポキシ化合物はエポキシ基を有する化合物を意味し、エポキシ樹脂はエポキシ基を有する樹脂を意味する。 Examples of the epoxy compound include glycidyl ether, glycidyl ester, glycidyl amine, epoxy group-containing acrylic resin, glycidyl amide, glycidyl isocyanurate, a chain aliphatic epoxy compound, and a cyclic aliphatic epoxy compound. In addition, an epoxy compound means the compound which has an epoxy group, and an epoxy resin means resin which has an epoxy group.
グリシジルエーテルの例は、ビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールF型エポキシ化合物、ビスフェノールS型エポキシ化合物、ビスフェノール型エポキシ化合物、水素化ビスフェノール−A型エポキシ化合物、水素化ビスフェノール−F型エポキシ化合物、水素化ビスフェノール−S型エポキシ化合物、水素化ビスフェノール型エポキシ化合物、臭素化ビスフェノール−A型エポキシ化合物、臭素化ビスフェノール−F型エポキシ化合物、フェノールノボラック型エポキシ化合物、クレゾールノボラック型エポキシ化合物、臭素化フェノールノボラック型エポキシ化合物、臭素化クレゾールノボラック型エポキシ化合物、ビスフェノールAノボラック型エポキシ化合物、ナフタレン骨格含有エポキシ化合物、芳香族ポリグリシジルエーテル化合物、ジシクロペンタジエンフェノール型エポキシ化合物、脂環式ジグリシジルエーテル化合物、脂肪族ポリグリシジルエーテル化合物、ポリサルファイド型ジグリシジルエーテル化合物、およびビフェノール型エポキシ化合物である。 Examples of glycidyl ether are bisphenol A type epoxy compound, bisphenol F type epoxy compound, bisphenol S type epoxy compound, bisphenol type epoxy compound, hydrogenated bisphenol-A type epoxy compound, hydrogenated bisphenol-F type epoxy compound, hydrogenated bisphenol. -S type epoxy compound, hydrogenated bisphenol type epoxy compound, brominated bisphenol-A type epoxy compound, brominated bisphenol-F type epoxy compound, phenol novolac type epoxy compound, cresol novolac type epoxy compound, brominated phenol novolak type epoxy compound , Brominated cresol novolac type epoxy compound, bisphenol A novolac type epoxy compound, naphthalene skeleton-containing epoxy compound, aromatic polyglycy Ether compounds, dicyclopentadiene phenol type epoxy compound, alicyclic diglycidyl ether compounds, aliphatic polyglycidyl ether compound, a polysulfide-type diglycidyl ether compound, and biphenol type epoxy compound.
グリシジルエステルの例は、ジグリシジルエステル化合物およびグリシジルエステルエポキシ化合物である。グリシジルアミンの例はポリグリシジルアミン化合物である。エポキシ基含有アクリル系化合物の例は、オキシラニルを有するアクリル系モノマーの単独重合体および共重合体である。グリシジルアミドの例はグリシジルアミド型エポキシ化合物である。 Examples of glycidyl esters are diglycidyl ester compounds and glycidyl ester epoxy compounds. An example of a glycidylamine is a polyglycidylamine compound. Examples of the epoxy group-containing acrylic compound are homopolymers and copolymers of acrylic monomers having oxiranyl. An example of glycidyl amide is a glycidyl amide type epoxy compound.
鎖状脂肪族型エポキシ化合物の例は、アルケン化合物の炭素−炭素二重結合を酸化して得られる、エポキシ基を含有する化合物である。環状脂肪族型エポキシ化合物の例は、シクロアルケン化合物の炭素−炭素二重結合を酸化して得られる、エポキシ基を含有する化合物である。 An example of the chain aliphatic epoxy compound is an epoxy group-containing compound obtained by oxidizing a carbon-carbon double bond of an alkene compound. An example of the cycloaliphatic epoxy compound is an epoxy group-containing compound obtained by oxidizing a carbon-carbon double bond of a cycloalkene compound.
本発明の液晶配向剤は、本発明の特性を損なわない範囲で、ポリエステル、アクリル酸ポリマー、アクリレートポリマー、ポリアミド等のポリマー成分をさらに含有してもよい。これらのポリマー成分の好ましい添加割合は、ポリアミック酸に対する重量比で0.20以下である。 The liquid crystal aligning agent of this invention may further contain polymer components, such as polyester, an acrylic acid polymer, an acrylate polymer, and polyamide, in the range which does not impair the characteristic of this invention. A preferable addition ratio of these polymer components is 0.20 or less by weight ratio to the polyamic acid.
発明の液晶配向剤は、液晶配向剤の塗布性の向上を図る観点からその目的に沿った界面活性剤をさらに含有していてもよいし、液晶配向剤の帯電防止性を向上させる観点から帯電防止剤をさらに含有していてもよい。 The liquid crystal aligning agent of the invention may further contain a surfactant in accordance with the purpose from the viewpoint of improving the coating property of the liquid crystal aligning agent, or charged from the viewpoint of improving the antistatic property of the liquid crystal aligning agent. An inhibitor may be further contained.
本発明の液晶配向剤は、液晶配向剤の塗布性や前記ポリアミック酸の濃度の調整の観点から、溶剤をさらに含有してもよい。この溶剤は、ポリマー成分を溶解する能力を持っていれば格別制限なく使用可能であり、例えばポリアミック酸、可溶性ポリイミド等のポリマー成分の製造工程や用途面で通常使用されている溶剤から、使用目的に応じて適宜選択でき、そして単独でまたは2つ以上の溶剤の混合物として使用される。 The liquid crystal aligning agent of the present invention may further contain a solvent from the viewpoint of the application property of the liquid crystal aligning agent and the adjustment of the concentration of the polyamic acid. This solvent can be used without any particular limitation as long as it has the ability to dissolve the polymer component. For example, it can be used from the solvents usually used in the production process and application of polymer components such as polyamic acid and soluble polyimide. Can be selected appropriately according to the conditions and are used alone or as a mixture of two or more solvents.
このような溶剤としては、ポリアミック酸の親溶剤や、塗布性改善を目的とした他の溶剤が挙げられる。ポリアミック酸に対し親溶剤である非プロトン性極性有機溶剤の例は、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルイミダゾリジノン、N−メチルカプロラクタム、N−メチルプロピオンアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、ジエチルアセトアミド、およびγ−ブチロラクトン等のラクトンである。 Examples of such a solvent include a parent solvent for polyamic acid and other solvents for improving coating properties. Examples of the aprotic polar organic solvent that is a parent solvent for polyamic acid are N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylimidazolidinone, N-methylcaprolactam, N-methylpropionamide, N, N-dimethylacetamide, dimethyl Lactones such as sulfoxide, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, diethylacetamide, and γ-butyrolactone.
塗布性改善等を目的とした他の溶剤の例としては、乳酸アルキル、3−メチル−3−メトキシブタノール、テトラリン、イソホロン、エチレングリコールモノブチルエーテル等のエチレングリコールモノアルキルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル等のジエチレングリコールモノアルキルエーテル、エチレングリコールモノアルキルまたはフェニルアセテート、トリエチレングリコールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル、マロン酸ジエチル等のマロン酸ジアルキル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル等のジプロピレングリコールモノアルキルエーテル、これらアセテート類等のエステル化合物が挙げられる。 Examples of other solvents for the purpose of improving coating properties include alkyl lactate, 3-methyl-3-methoxybutanol, tetralin, isophorone, ethylene glycol monoalkyl ethers such as ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, etc. Diethylene glycol monoalkyl ether, ethylene glycol monoalkyl or phenyl acetate, triethylene glycol monoalkyl ether, propylene glycol monoalkyl ether such as propylene glycol monobutyl ether, dialkyl malonate such as diethyl malonate, dipropylene such as dipropylene glycol monomethyl ether Examples include glycol monoalkyl ethers and ester compounds such as these acetates.
これらの中で、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルイミダゾリジノン、γ−ブチロラクトン、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテルおよびジプロピレングリコールモノメチルエーテルを特に好ましく用いることができる。 Among these, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylimidazolidinone, γ-butyrolactone, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monobutyl ether and dipropylene glycol monomethyl ether can be particularly preferably used.
本発明において、液晶配向剤中の前記ポリアミック酸を含むポリマー成分の好ましい濃度は、0.1〜40重量%である。この液晶配向剤を基板に塗布するときには、膜厚調整のため含有されているポリマー成分を予め溶剤により希釈する操作が必要とされることがある。前記ポリマー成分の濃度が40重量%以下であることが、膜厚調整のために液晶配向剤を希釈する必要があるときに、液晶配向剤に対して溶剤を容易に混合するのに適した粘度に液晶配向剤の粘度を調整する観点から好ましい。 In this invention, the preferable density | concentration of the polymer component containing the said polyamic acid in a liquid crystal aligning agent is 0.1 to 40 weight%. When this liquid crystal aligning agent is applied to a substrate, an operation of previously diluting a polymer component contained for adjusting the film thickness with a solvent may be required. When the concentration of the polymer component is 40% by weight or less, the viscosity suitable for easily mixing the solvent with the liquid crystal aligning agent when the liquid crystal aligning agent needs to be diluted for film thickness adjustment. It is preferable from the viewpoint of adjusting the viscosity of the liquid crystal aligning agent.
液晶配向剤中における前記ポリマー成分の濃度は、液晶配向剤の塗布方法によって調整される場合もある。液晶配向剤の塗布方法がスピンナー法や印刷法のときには、膜厚を良好に保つために、前記ポリマー成分の濃度を通常10重量%以下とすることが多い。その他の塗布方法、例えばディッピング法やインクジェット法では更に低濃度とすることもあり得る。一方、前記ポリマー成分の濃度が0.1重量%以上であると、得られる液晶配向膜の膜厚が最適となり易い。したがって前記ポリマー成分の濃度は、通常のスピンナー法や印刷法等では0.1重量%以上、好ましくは0.5〜10重量%である。しかしながら、液晶配向剤の塗布方法によっては、更に希薄な濃度で使用してもよい。 The concentration of the polymer component in the liquid crystal aligning agent may be adjusted by the application method of the liquid crystal aligning agent. When the application method of the liquid crystal aligning agent is a spinner method or a printing method, the concentration of the polymer component is usually 10% by weight or less in order to maintain a good film thickness. Other coating methods such as a dipping method or an ink jet method may further reduce the concentration. On the other hand, when the concentration of the polymer component is 0.1% by weight or more, the film thickness of the obtained liquid crystal alignment film tends to be optimal. Therefore, the concentration of the polymer component is 0.1% by weight or more, preferably 0.5 to 10% by weight in the usual spinner method or printing method. However, depending on the application method of the liquid crystal aligning agent, it may be used at a dilute concentration.
なお、液晶配向膜の作製に用いる場合において、本発明の液晶配向剤の粘度は、この液晶配向剤の膜を形成する手段や方法に応じて決めることができる。例えば、印刷機を用いて液晶配向剤の膜を形成する場合は、十分な膜厚を得る観点から5mPa・s以上であることが好ましく、また印刷ムラを抑制する観点から100mPa・s以下であることが好ましく、より好ましくは10〜80mPa・sである。スピンコートによって液晶配向剤を塗布して液晶配向剤の膜を形成する場合は、同様の観点から、5〜200mPa・sであることが好ましく、より好ましくは10〜100mPa・sである。液晶配向剤の粘度は、溶剤による希釈や攪拌を伴う養生によって小さくすることができる。 In addition, when using for preparation of a liquid crystal aligning film, the viscosity of the liquid crystal aligning agent of this invention can be determined according to the means and method of forming this liquid crystal aligning agent film. For example, when a film of a liquid crystal aligning agent is formed using a printing machine, it is preferably 5 mPa · s or more from the viewpoint of obtaining a sufficient film thickness, and 100 mPa · s or less from the viewpoint of suppressing printing unevenness. It is preferably 10 to 80 mPa · s. When a liquid crystal aligning agent is applied by spin coating to form a liquid crystal aligning agent film, it is preferably 5 to 200 mPa · s, more preferably 10 to 100 mPa · s from the same viewpoint. The viscosity of the liquid crystal aligning agent can be reduced by curing with dilution or stirring with a solvent.
本発明の液晶配向膜は、前述した本発明の液晶配向剤から得られる。本発明の液晶配向膜は、液晶配向剤から液晶配向膜を作製する通常の方法によって得ることができる。例えば本発明の液晶配向剤の塗膜を形成する工程と、これを加熱して焼成する工程とによって得ることができる。本発明の液晶配向膜については、必要に応じて、前記焼成工程で得られる膜をラビング処理してもよい。 The liquid crystal aligning film of this invention is obtained from the liquid crystal aligning agent of this invention mentioned above. The liquid crystal alignment film of the present invention can be obtained by an ordinary method for producing a liquid crystal alignment film from a liquid crystal aligning agent. For example, it can be obtained by a step of forming a coating film of the liquid crystal aligning agent of the present invention and a step of heating and baking the same. About the liquid crystal aligning film of this invention, you may rub the film | membrane obtained at the said baking process as needed.
前記塗膜は、通常の液晶配向膜の作製と同様に、液晶表示素子における基板に本発明の液晶配向剤を塗布することによって形成することができる。前記基板には、ITO(Indium TinOxide)電極等の電極やカラーフィルタ等が設けられていてもよいガラス製の基板が挙げられる。 The said coating film can be formed by apply | coating the liquid crystal aligning agent of this invention to the board | substrate in a liquid crystal display element similarly to preparation of a normal liquid crystal aligning film. Examples of the substrate include a glass substrate on which an electrode such as an ITO (Indium Tin Oxide) electrode, a color filter, or the like may be provided.
液晶配向剤を基板に塗布する方法としてはスピンナー法、印刷法、ディッピング法、滴下法、インクジェット法等が一般に知られている。これらの方法は本発明においても同様に適用可能である。 As a method for applying a liquid crystal aligning agent to a substrate, a spinner method, a printing method, a dipping method, a dropping method, an ink jet method and the like are generally known. These methods are similarly applicable in the present invention.
前記塗膜の焼成は、前記ポリアミック酸が脱水・閉環反応を呈するのに必要な条件で行うことができる。前記塗膜の焼成は、オーブンまたは赤外炉の中で加熱処理する方法、ホットプレート上で加熱処理する方法等が一般に知られている。これらの方法も本発明において同様に適用可能である。一般に150〜300℃程度の温度で1分間〜3時間行うことが好ましい。 Firing of the coating film can be performed under conditions necessary for the polyamic acid to exhibit dehydration and ring closure reactions. As for the baking of the coating film, a method of heat treatment in an oven or an infrared furnace, a method of heat treatment on a hot plate, and the like are generally known. These methods are equally applicable in the present invention. In general, it is preferably performed at a temperature of about 150 to 300 ° C. for 1 minute to 3 hours.
前記ラビング処理は、通常の液晶配向膜の配向処理のためのラビング処理と同様に行うことができ、本発明の液晶配向膜において十分なリタデーションが得られる条件であればよい。特に好ましい条件は、毛足押し込み量0.2〜0.8mm、ステージ移動速度5〜250mm/sec、ローラー回転速度500〜2,000rpmである。液晶配向膜の配向処理方法としては、ラビング法の他に、光配向法や転写法等が一般に知られている。本発明の効果が得られる範囲において、これらの他の配向処理方法を前記ラビング処理において併用してもよい。 The rubbing treatment can be performed in the same manner as the rubbing treatment for the alignment treatment of a normal liquid crystal alignment film, and may be any conditions as long as sufficient retardation is obtained in the liquid crystal alignment film of the present invention. Particularly preferable conditions are a push-in amount of 0.2 to 0.8 mm, a stage moving speed of 5 to 250 mm / sec, and a roller rotation speed of 500 to 2,000 rpm. As an alignment treatment method for the liquid crystal alignment film, in addition to the rubbing method, an optical alignment method, a transfer method, and the like are generally known. As long as the effects of the present invention can be obtained, these other alignment treatment methods may be used in combination in the rubbing treatment.
本発明の液晶配向膜は、前述した工程以外の他の工程をさらに含む方法によって好適に得られる。このような他の工程としては、前記塗膜を乾燥させる工程や、ラビング処理前後の膜を洗浄液で洗浄する工程等が挙げられる。 The liquid crystal alignment film of the present invention can be suitably obtained by a method that further includes steps other than the steps described above. Examples of such other steps include a step of drying the coating film and a step of washing the film before and after the rubbing treatment with a washing liquid.
前記乾燥工程は、前記焼成工程と同様に、オーブンまたは赤外炉の中で加熱処理する方法、ホットプレート上で加熱処理する方法等が一般に知られている。これらの方法も前記乾燥工程に同様に適用可能である。乾燥工程は溶剤の蒸発が可能な範囲内の温度で実施することが好ましく、前記焼成工程における温度に対して比較的低い温度で実施することがより好ましい。 As the drying step, a method of heat treatment in an oven or an infrared furnace, a method of heat treatment on a hot plate, and the like are generally known as in the baking step. These methods are also applicable to the drying step. The drying step is preferably performed at a temperature within a range where the solvent can be evaporated, and more preferably at a temperature relatively lower than the temperature in the baking step.
配向処理の前後における液晶配向膜の洗浄液による洗浄方法としては、ブラッシング、ジェットスプレー、蒸気洗浄または超音波洗浄等が挙げられる。これらの方法は単独で行ってもよいし、併用してもよい。洗浄液としては純水または、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等の各種アルコール類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、塩化メチレン等のハロゲン系溶剤、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類を用いることができるが、これらに限定されるものではない。もちろん、これらの洗浄液は十分に精製された不純物の少ないものが用いられる。このような洗浄方法は、本発明の液晶配向膜の形成における前記洗浄工程にも適用することができる。 Examples of the cleaning method using the cleaning liquid for the liquid crystal alignment film before and after the alignment treatment include brushing, jet spray, vapor cleaning, and ultrasonic cleaning. These methods may be performed alone or in combination. The cleaning liquid is pure water, various alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, halogen solvents such as methylene chloride, and ketones such as acetone and methyl ethyl ketone. Although it can be used, it is not limited to these. Of course, these cleaning liquids are sufficiently purified and have few impurities. Such a cleaning method can also be applied to the cleaning step in the formation of the liquid crystal alignment film of the present invention.
本発明の液晶配向膜の膜厚は、特に限定されないが、10〜300nmであることが好ましく、30〜150nmであることがより好ましい。本発明の液晶配向膜の膜厚は、段差計やエリプソメータ等の公知の膜厚測定装置によって測定することができる。 Although the film thickness of the liquid crystal aligning film of this invention is not specifically limited, It is preferable that it is 10-300 nm, and it is more preferable that it is 30-150 nm. The film thickness of the liquid crystal alignment film of the present invention can be measured by a known film thickness measuring device such as a step meter or an ellipsometer.
本発明の液晶表示素子は、一対の基板と、液晶分子を含有し、前記一対の基板の間に形成される液晶層と、液晶層に電圧を印加する電極と、前記液晶分子を所定の方向に配向させる液晶配向膜とを有する。前記液晶配向膜には前述の本発明の液晶配向膜が用いられる。 The liquid crystal display element of the present invention includes a pair of substrates, a liquid crystal layer containing liquid crystal molecules, formed between the pair of substrates, an electrode for applying a voltage to the liquid crystal layer, and the liquid crystal molecules in a predetermined direction. And a liquid crystal alignment film to be aligned. The liquid crystal alignment film of the present invention is used for the liquid crystal alignment film.
前記基板には、本発明の液晶配向膜で前述したガラス製の基板を用いることができ、前記電極には、本発明の液晶配向膜で前述したようにガラス製の基板に形成されるITO電極を用いることができる。 The glass substrate described above with the liquid crystal alignment film of the present invention can be used as the substrate, and the ITO electrode formed on the glass substrate as described above with the liquid crystal alignment film of the present invention can be used as the electrode. Can be used.
前記液晶層は、前記一対の基板の一方の基板における液晶配向膜が形成されている面が他方の基板に向かうように対向する一対の基板間の隙間に密封される液晶組成物によって形成される。 The liquid crystal layer is formed of a liquid crystal composition that is sealed in a gap between a pair of substrates facing each other so that a surface of one of the pair of substrates on which a liquid crystal alignment film is formed faces the other substrate. .
前記液晶組成物には、特に制限はなく、誘電率異方性が正または負の各種の液晶組成物を用いることができる。誘電率異方性が正の好ましい液晶組成物には、特許第3086228号公報、特許第2635435号公報、特表平5−501735号公報、特開平8−157826号公報、特開平8−231960号公報、特開平9−241644号公報(EP885272A1明細書)、特開平9−302346号公報(EP806466A1明細書)、特開平8−199168号公報(EP722998A1明細書)、特開平9−235552号公報、特開平9−255956号公報、特開平9−241643号公報(EP885271A1明細書)、特開平10−204016号公報(EP844229A1明細書)、特開平10−204436号公報、特開平10−231482号公報、特開2000−087040号公報、特開2001−48822号公報等に開示されている液晶組成物が挙げられる。 The liquid crystal composition is not particularly limited, and various liquid crystal compositions having a positive or negative dielectric anisotropy can be used. Preferred liquid crystal compositions having a positive dielectric anisotropy include Japanese Patent No. 3086228, Japanese Patent No. 2635435, Japanese Patent Laid-Open No. 5-501735, Japanese Patent Laid-Open No. 8-157826, and Japanese Patent Laid-Open No. 8-231960. JP-A-9-241644 (EP88272A1 specification), JP-A-9-302346 (EP806466A1 specification), JP-A-8-199168 (EP722998A1 specification), JP-A-9-235552, JP Japanese Laid-Open Patent Publication Nos. 9-255958, 9-241463 (EP882711A1), 10-204016 (EP844229A1), 10-204436, 10-231482, and JP 2000-087040, JP 2001-48 It disclosed in 22 JP liquid crystal composition and the like are.
誘電率異方性が負の好ましい液晶組成物には、特開昭57−114532号公報、特開平2−4725号公報、特開平4−224885号公報、特開平8−40953号公報、特開平8−104869号公報、特開平10−168076号公報、特開平10−168453号公報、特開平10−236989号公報、特開平10−236990号公報、特開平10−236992号公報、特開平10−236993号公報、特開平10−236994号公報、特開平10−237000号公報、特開平10−237004号公報、特開平10−237024号公報、特開平10−237035号公報、特開平10−237075号公報、特開平10−237076号公報、特開平10−237448号公報(EP967261A1明細書)、特開平10−287874号公報、特開平10−287875号公報、特開平10−291945号公報、特開平11−029581号公報、特開平11−080049号公報、特開2000−256307号公報、特開2001−019965号公報、特開2001−072626号公報、特開2001−192657号公報等に開示されている液晶組成物が挙げられる。 Preferred liquid crystal compositions having a negative dielectric anisotropy include JP-A-57-114532, JP-A-2-4725, JP-A-4-222485, JP-A-8-40953, JP-A-8-104869, JP-A-10-168076, JP-A-10-168453, JP-A-10-236989, JP-A-10-236990, JP-A-10-236992, JP-A-10- No. 236993, JP-A-10-236994, JP-A-10-237000, JP-A-10-237004, JP-A-10-237024, JP-A-10-237035, JP-A-10-237075 Publication, Unexamined-Japanese-Patent No. 10-237076, Unexamined-Japanese-Patent No. 10-237448 (EP967261A1 specification), Japanese Unexamined Patent Publication Nos. 10-287874, 10-287875, 10-291945, 11-029581, 11-080049, 2000-256307, 2001 Examples thereof include liquid crystal compositions disclosed in Japanese Patent Application Publication No. -019655, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-072626, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-192657, and the like.
前記誘電率異方性が正または負の液晶組成物に一種以上の光学活性化合物を添加して使用することも何ら差し支えない。 One or more optically active compounds may be added to the liquid crystal composition having a positive or negative dielectric anisotropy.
本発明の液晶表示素子は、一対の基板の少なくとも一方に本発明の液晶配向膜を形成し、得られた一対の基板を、液晶配向膜を内向きにスペーサーを介して対向させ、基板間に形成された隙間に液晶組成物を封入して液晶層を形成することによって得られる。本発明の液晶表示素子における製造には、必要に応じて基板に偏光フィルムを貼り付ける等のさらなる工程が含まれていてもよい。 In the liquid crystal display element of the present invention, the liquid crystal alignment film of the present invention is formed on at least one of a pair of substrates, and the obtained pair of substrates are opposed to each other with a liquid crystal alignment film facing inward through a spacer. It is obtained by enclosing a liquid crystal composition in the formed gap to form a liquid crystal layer. The production of the liquid crystal display element of the present invention may include additional steps such as attaching a polarizing film to the substrate as necessary.
本発明の液晶表示素子は、種々の電界方式用の液晶表示素子を形成することができる。このような電界方式用の液晶表示素子には、前記基板の表面に対して水平方向に前記電極が前記液晶層に電圧を印加する横電界方式用の液晶表示素子や、前記基板の表面に対して垂直方向に前記電極が前記液晶層に電圧を印加する縦電界方式用の液晶表示素子が挙げられる。 The liquid crystal display element of the present invention can form liquid crystal display elements for various electric field systems. In such a liquid crystal display element for electric field mode, a liquid crystal display element for horizontal electric field mode in which the electrode applies a voltage to the liquid crystal layer in a horizontal direction with respect to the surface of the substrate, or a surface of the substrate. In addition, there is a vertical electric field type liquid crystal display element in which the electrode applies a voltage to the liquid crystal layer in the vertical direction.
横電界方式用の液晶表示素子は比較的大きなプレチルト角を発現しなくてもよいので、この素子の液晶配向膜の製造には化合物(a)と非側鎖型ジアミンの混合物をテトラカルボン酸二無水物と反応させて得られるポリアミック酸が好適に用いられる。 Since the liquid crystal display element for the horizontal electric field mode does not have to exhibit a relatively large pretilt angle, a mixture of the compound (a) and the non-side chain diamine is used for the production of the liquid crystal alignment film of this element. A polyamic acid obtained by reacting with an anhydride is preferably used.
縦電界方式用の液晶表示素子は比較的大きなプレチルト角の発現を要するので、この素子の液晶配向膜の製造には、化合物(a)と側鎖型ジアミンの混合物、もしくは化合物(a)、側鎖型ジアミンおよび非側鎖型ジアミンの混合物をテトラカルボン酸二無水物と反応させて得られるポリアミック酸、または化合物(a)および側鎖型ジアミンの混合物をテトラカルボン酸二無水物と反応させて得られるポリアミック酸と化合物(a)および非側鎖型ジアミンの混合物をテトラカルボン酸二無水物と反応させて得られるポリアミック酸との混合物が好適に用いられる。 Since the liquid crystal display element for the vertical electric field mode requires a relatively large pretilt angle, the liquid crystal alignment film of this element can be produced by using a mixture of the compound (a) and the side chain diamine, or the compound (a), side A polyamic acid obtained by reacting a mixture of a chain diamine and a non-side chain diamine with a tetracarboxylic dianhydride, or a mixture of the compound (a) and a side chain diamine with a tetracarboxylic dianhydride. A mixture of the polyamic acid obtained and a polyamic acid obtained by reacting a mixture of the compound (a) and the non-side chain diamine with tetracarboxylic dianhydride is preferably used.
このように、本発明の液晶配向剤を原料として作製される液晶配向膜は、その原料であるポリマーを適宜選択することにより、種々の駆動方式の液晶表示素子に適用させることができる。 As described above, the liquid crystal alignment film produced using the liquid crystal aligning agent of the present invention as a raw material can be applied to liquid crystal display elements of various drive systems by appropriately selecting a polymer as the raw material.
以下実施例により、本発明のポリマーを用いることによって得られる液晶配向剤および液晶表示素子を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例において、分子量の測定にはGPCを用い、ポリスチレンを標準溶液とし、溶出液はDMFを用いた。なお、以下の実施例においては、容積の単位リットルをLで表示する。従って、mLはミリリットルを意味する。 Hereinafter, the liquid crystal aligning agent and the liquid crystal display element obtained by using the polymer of the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In the examples, GPC was used for measuring the molecular weight, polystyrene was used as the standard solution, and DMF was used as the eluent. In the following examples, the unit liter of volume is indicated by L. Therefore, mL means milliliter.
実施例で用いた液晶表示素子の評価法を次に示す。
(1)残留DC
30Hz、3Vの矩形波に3Vの直流電圧を30分間重畳した後、5分後のフリッカー消去電圧を測定し、この値の絶対値を残留DCとした。残留DCが小さいほど焼き付きが少なく良好といえる。
(2)電圧保持率(VHR)
東陽テクニカ(株)社製「6254型液晶物性評価システム」にて周波数:30Hz,電圧:±5V、測定温度60℃で測定を行った。
(3)イオン密度(ID)
東陽テクニカ(株)社製「6254型液晶物性評価システム」にて周波数:0.01Hz,電圧:±10V、測定温度60℃で測定を行った。
(4)プレチルト角(Pt角)
中央精機(株)製の液晶評価装置(OMS−CA3)にて、室温で測定した。
The evaluation method of the liquid crystal display element used in the examples is shown below.
(1) Residual DC
After a 3 V DC voltage was superimposed on a 30 Hz, 3 V rectangular wave for 30 minutes, the flicker erasing voltage after 5 minutes was measured, and the absolute value of this value was defined as the residual DC. It can be said that the smaller the residual DC is, the better the less seizure.
(2) Voltage holding ratio (VHR)
Measurement was performed at a frequency of 30 Hz, a voltage of ± 5 V, and a measurement temperature of 60 ° C. using a “6254 type liquid crystal physical property evaluation system” manufactured by Toyo Technica Co., Ltd.
(3) Ion density (ID)
Measurement was performed at a frequency of 0.01 Hz, a voltage of ± 10 V, and a measurement temperature of 60 ° C. using a “6254 type liquid crystal physical property evaluation system” manufactured by Toyo Technica Co., Ltd.
(4) Pretilt angle (Pt angle)
Measurement was performed at room temperature using a liquid crystal evaluation apparatus (OMS-CA3) manufactured by Chuo Seiki Co., Ltd.
実施例および比較例で用いるテトラカルボン酸二無水物、ジアミンおよび溶剤を以下に示す。以降の記述にはこの化合物番号または略号を使用することがある。
<テトラカルボン酸二無水物>
化合物(19):1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物
化合物(1):ピロメリット酸二無水物
化合物(23):1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物
<ジアミン>
化合物(a−1):3,5−ジアミノ−1,2,4−トリアゾール
(式(a)において、L1が水素である化合物)
化合物(V−1):4,4’−ジアミノジフェニルメタン
化合物(V−7):4,4’−ジアミノジフェニルエタン
化合物(VIII−5−1):5−[4−(4−n−ペンチルシクロヘキシル)シクロヘキシル]フェニルメチル−1,3−ジアミノベンゼン
(式(VIII−5)において、R23がn−ペンチルである化合物)
化合物(IV−16):2−(フェニルメチル)−1,4−ジアミノベンゼン
化合物(XI−2−1):1,1−ビス〔4−[(4−アミノフェニル)メチル]フェニル〕−4−n−ブチルシクロヘキサン
(式(XI−2)において、R29がn−ブチルである化合物)
化合物(XI−6−1):1,1−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]−4−[4−(n−ヘプチル)シクロヘキシルエチル]シクロヘキサン
(式(XI−6)において、R30がn-ヘプチルである化合物)
<エポキシ化合物>
化合物(E4):エピコート828(ジャパンエポキシレジン(株))
化合物(E5):4,4’−メチレンビス(N,N−ジグリシジルアニリン)
<溶剤成分>
NMP:N−メチル−2−ピロリドン
GBL:γ―ブチロラクトン
BC:エチレングリコールモノブチルエーテル
The tetracarboxylic dianhydride, diamine, and solvent used in Examples and Comparative Examples are shown below. In the following description, this compound number or abbreviation may be used.
<Tetracarboxylic dianhydride>
Compound (19): 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride Compound (1): pyromellitic dianhydride Compound (23): 1,2,3,4-butanetetracarboxylic dianhydride <Diamine>
Compound (a-1): 3,5-diamino-1,2,4-triazole (a compound in which L 1 is hydrogen in formula (a))
Compound (V-1): 4,4′-diaminodiphenylmethane Compound (V-7): 4,4′-diaminodiphenylethane Compound (VIII-5-1): 5- [4- (4-n-pentylcyclohexyl) ) Cyclohexyl] phenylmethyl-1,3-diaminobenzene (compound in which R 23 is n-pentyl in formula (VIII-5))
Compound (IV-16): 2- (phenylmethyl) -1,4-diaminobenzene Compound (XI-2-1): 1,1-bis [4-[(4-aminophenyl) methyl] phenyl] -4 -N-butylcyclohexane (compound in which R 29 is n-butyl in formula (XI-2))
Compound (XI-6-1): 1,1-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] -4- [4- (n-heptyl) cyclohexylethyl] cyclohexane In the formula (XI-6), R Compound in which 30 is n-heptyl)
<Epoxy compound>
Compound (E4): Epicoat 828 (Japan Epoxy Resin Co., Ltd.)
Compound (E5): 4,4′-methylenebis (N, N-diglycidylaniline)
<Solvent component>
NMP: N-methyl-2-pyrrolidone GBL: γ-butyrolactone BC: ethylene glycol monobutyl ether
[合成例1]
<液晶配向膜用組成物A1(ワニスA1)の調製>
温度計、攪拌機、原料投入仕込み口および窒素ガス導入口を備えた100mLの四つ口フラスコに化合物(a−1)を0.125g、化合物(V−1)を2.26g、脱水NMPを24mL入れ、乾燥窒素気流下攪拌溶解した。反応系の温度を5℃に保ちながら化合物(19)を1.24g、化合物(1)を1.38g添加して30時間反応させた後、BCを13mL、GBLを28mL加えてポリマー成分の濃度が5重量%のポリアミック酸溶液を調製した。原料の反応中に反応熱により反応温度が上昇するときは、反応温度を約70℃以下に抑えて反応させた
[Synthesis Example 1]
<Preparation of liquid crystal alignment film composition A1 (varnish A1)>
0.125 g of compound (a-1), 2.26 g of compound (V-1), and 24 mL of dehydrated NMP in a 100 mL four-necked flask equipped with a thermometer, stirrer, raw material charging inlet and nitrogen gas inlet The mixture was dissolved under stirring in a dry nitrogen stream. While maintaining the temperature of the reaction system at 5 ° C., 1.24 g of compound (19) and 1.38 g of compound (1) were added and reacted for 30 hours, and then 13 mL of BC and 28 mL of GBL were added to increase the concentration of the polymer component. A 5% by weight polyamic acid solution was prepared. When the reaction temperature rises due to the heat of reaction during the reaction of the raw materials, the reaction was carried out while suppressing the reaction temperature to about 70 ° C.
尚、本発明の実施例では、反応中の粘度をチェックしながら反応を行い、BCを添加後のワニスの粘度が30〜35mPa・s(E型粘度計を使用;25℃)になった時点で反応を終了とし、低温にて保存した。得られたポリアミック酸の重量平均分子量は61600であった。尚、ポリマーの重量平均分子量は、得られたポリマーを(リン酸/DMF=0.6/100:重量比)希釈液でポリマー濃度が約1重量%になるように希釈し、ウォーターズ製GPC測定装置(ソフトウェアEmpower)を用い、上記希釈液を展開剤としてGPC法によりカラム温度50℃にて測定して、ポリスチレン換算することにより求めた。 In the examples of the present invention, the reaction was carried out while checking the viscosity during the reaction, and when the viscosity of the varnish after addition of BC reached 30 to 35 mPa · s (using an E-type viscometer; 25 ° C.) The reaction was terminated with and stored at a low temperature. The weight average molecular weight of the obtained polyamic acid was 61600. The weight average molecular weight of the polymer was determined by diluting the obtained polymer with a diluent (phosphoric acid / DMF = 0.6 / 100: weight ratio) so that the polymer concentration was about 1% by weight, and measured by GPC made by Waters. Using an apparatus (software Empower), the above dilution was used as a developing agent, measured by a GPC method at a column temperature of 50 ° C., and calculated by polystyrene conversion.
前記のようにして得られたワニスをNMP/BC/GBL(=60/25/15、重量比)の混合溶剤で希釈して全ポリマー成分の濃度が3重量%となるように調整し、塗布用のワニスA1とした。 The varnish obtained as described above was diluted with a mixed solvent of NMP / BC / GBL (= 60/25/15, weight ratio) to adjust the concentration of all polymer components to 3% by weight, and then applied. Varnish A1 for use.
[合成例2〜6]
<ワニスA2〜A6の調製>
テトラカルボン酸二無水物およびジアミンのそれぞれについて、種類と混合割合(モル%)を表1に示すように変えた以外は合成例1と同様の方法で、ワニスA2〜A6を調製した。テトラカルボン酸二無水物の合計量とジアミンの合計量とのモル比は1である。得られたポリアミック酸の重量平均分子量を表1に示す。
[Synthesis Examples 2 to 6]
<Preparation of varnish A2-A6>
Varnishes A2 to A6 were prepared in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the type and mixing ratio (mol%) of tetracarboxylic dianhydride and diamine were changed as shown in Table 1. The molar ratio of the total amount of tetracarboxylic dianhydride and the total amount of diamine is 1. The weight average molecular weight of the obtained polyamic acid is shown in Table 1.
<表1>
<Table 1>
[実施例1]
<特性測定用セルの作製>
合成例1で得られたワニスA1をITO電極付きガラス基板上にスピンナーにて塗布した。塗布条件は1,700rpm、15秒間であった。塗膜後80℃にて約3分間予備焼成した後、230℃にて20分間加熱処理を行い、膜厚がおよそ70nmの液晶配向膜を形成させた。得られたポリイミド膜を株式会社飯沼ゲージ製作所製のラビング処理装置を用いて、ラビング布(毛足長1.8mm:レーヨン)の毛足押し込み量0.40mm、ステージ移動速度を60mm/sec、ローラー回転速度を1,000rpmの条件で、ラビング処理し、液晶挟持用基板を得た。
[Example 1]
<Production of characteristic measurement cell>
Varnish A1 obtained in Synthesis Example 1 was applied onto a glass substrate with an ITO electrode by a spinner. The coating conditions were 1,700 rpm and 15 seconds. After the coating, pre-baking was performed at 80 ° C. for about 3 minutes, and then a heat treatment was performed at 230 ° C. for 20 minutes to form a liquid crystal alignment film having a thickness of about 70 nm. Using a rubbing treatment apparatus manufactured by Iinuma Gauge Co., Ltd., the resulting polyimide film was pushed into a rubbing cloth (hair length 1.8 mm: rayon) by 0.40 mm, the stage moving speed was 60 mm / sec, and a roller The substrate was rubbed at a rotation speed of 1,000 rpm to obtain a liquid crystal sandwich substrate.
得られた液晶挟持用基板を超純水中で5分間超音波洗浄後、オーブン中120℃で30分間乾燥した。片方のITO電極付きガラス基板に7μmのギャップ剤を散布し、もう片方のITO電極付きガラス基板を貼り合わせてエポキシ硬化剤でシールし、ギャップ7μmのアンチパラレルセルを作製した。このセルに液晶材料を注入し、注入口を光硬化剤で封止した。このセルを110℃で30分間加熱処理して特性測定用セルとした。液晶材料として使用した液晶組成物Aの組成を下記に示す。この組成物のNI点は100.0℃であり、複屈折は0.093であった。 The obtained liquid crystal sandwiching substrate was subjected to ultrasonic cleaning in ultrapure water for 5 minutes and then dried in an oven at 120 ° C. for 30 minutes. A 7 μm gap agent was sprayed on one glass substrate with an ITO electrode, and the other glass substrate with an ITO electrode was bonded together and sealed with an epoxy curing agent to produce an anti-parallel cell with a gap of 7 μm. A liquid crystal material was injected into the cell, and the injection port was sealed with a photocuring agent. This cell was heat-treated at 110 ° C. for 30 minutes to obtain a characteristic measuring cell. The composition of the liquid crystal composition A used as the liquid crystal material is shown below. The NI point of this composition was 100.0 ° C., and the birefringence was 0.093.
<液晶組成物A>
<Liquid crystal composition A>
<特性の測定>
前記の測定用セルを用いて、プレチルト角、電圧保持率(VHR)、イオン密度(ID)および残留DCを測定した。結果を表2に示す。
<Measurement of characteristics>
The pretilt angle, voltage holding ratio (VHR), ion density (ID), and residual DC were measured using the measurement cell. The results are shown in Table 2.
[実施例2〜3]
合成例2〜3で得られたワニスA2〜A3を用いて実施例1と同様に測定用セルを作製し、プレチルト角、電圧保持率、イオン密度および残留DCを実施例1と同様に測定した。測定結果を表2に示す。
[Examples 2-3]
Using the varnishes A2 to A3 obtained in Synthesis Examples 2 to 3, a measurement cell was prepared in the same manner as in Example 1, and the pretilt angle, voltage holding ratio, ion density, and residual DC were measured in the same manner as in Example 1. . The measurement results are shown in Table 2.
<表2>
<Table 2>
尚、本発明の実施例の試験方法において、電圧保持率は99.0%以上の値であれば良好であり、イオン密度は50pC以下であれば良好である。さらに残留DCが20mV以下の値であれば良好である。プレチルト角に関しては、各駆動方式により要望される値が異なるため、得られた数値に対する具体的な良し悪しは判断できないが、IPS等の横電界方式では小さな値が好ましく(3.0°以下)、TNに代表される縦電界方式では比較的大きな値(4.0°以上)が好ましい。さらにVAモードであれば90°が好ましい。 In the test methods of the examples of the present invention, the voltage holding ratio is good if it is a value of 99.0% or more, and it is good if the ion density is 50 pC or less. Furthermore, it is good if the residual DC is a value of 20 mV or less. Regarding the pretilt angle, the desired value differs depending on each driving method, so it cannot be determined whether the obtained numerical value is good or bad. However, a small value is preferable (less than 3.0 °) in the lateral electric field method such as IPS. In the vertical electric field system represented by TN, a relatively large value (4.0 ° or more) is preferable. Further, 90 ° is preferable in the VA mode.
[実施例4]
ワニスA1とワニスA5をA1/A5=8/2(重量比)で混合したワニスを調製した。これを用いて実施例1と同様にして作成した特性測定用セルについて、プレチルト角、電圧保持率、イオン密度および残留DCを実施例1と同様に測定した。その結果を次に示す。
プレチルト角:7.3°
電圧保持率 :99.0%
イオン密度 :38pC
残留DC :8mV
[Example 4]
A varnish was prepared by mixing varnish A1 and varnish A5 at A1 / A5 = 8/2 (weight ratio). A pretilt angle, a voltage holding ratio, an ion density, and a residual DC were measured in the same manner as in Example 1 for a characteristic measurement cell that was produced in the same manner as in Example 1. The results are shown below.
Pretilt angle: 7.3 °
Voltage holding ratio: 99.0%
Ion density: 38pC
Residual DC: 8 mV
[実施例5]
合成例2で得られたワニスA2(固形分濃度5重量%)の20gに、エポキシ化合物である4,4’−メチレンビス(N,N−ジグリシジルアニリン)(シグマ・アルドリッチ社製)を0.1g(ワニスA1のポリマーに対して10重量%)添加してワニスB1を調製した。これを用いて実施例1と同様にして作成した特性測定用セルについて、プレチルト角、電圧保持率、イオン密度および残留DCを実施例1と同様に測定した。その結果を次に示す。
プレチルト角:7.5°
電圧保持率 :99.3%
イオン密度 :25pC
残留DC :15mV
[Example 5]
To 20 g of the varnish A2 obtained in Synthesis Example 2 (solid content concentration 5% by weight), 0.44′-methylenebis (N, N-diglycidylaniline) (manufactured by Sigma-Aldrich) as an epoxy compound was added to 0. 1 g (10% by weight based on the polymer of varnish A1) was added to prepare varnish B1. A pretilt angle, a voltage holding ratio, an ion density, and a residual DC were measured in the same manner as in Example 1 for a characteristic measurement cell that was produced in the same manner as in Example 1. The results are shown below.
Pretilt angle: 7.5 °
Voltage holding ratio: 99.3%
Ion density: 25 pC
Residual DC: 15 mV
[実施例6]
<特性測定用セルの作製>
合成例4および6で得られたワニスA4とA6をA4/A6=9/1(重量比)で混合して得られたワニスB2を、ITO電極付きガラス基板上にスピンナーを用いて塗布した。塗布条件は1,700rpm、15秒間であった。塗膜後80℃にて約3分間予備焼成した後、180℃にて20分間加熱処理を行い、膜厚がおよそ70nmの液晶配向膜を形成した。
[Example 6]
<Production of characteristic measurement cell>
Varnish B2 obtained by mixing varnishes A4 and A6 obtained in Synthesis Examples 4 and 6 at A4 / A6 = 9/1 (weight ratio) was applied onto a glass substrate with an ITO electrode using a spinner. The coating conditions were 1,700 rpm and 15 seconds. After the coating, it was pre-baked at 80 ° C. for about 3 minutes and then heat-treated at 180 ° C. for 20 minutes to form a liquid crystal alignment film having a thickness of about 70 nm.
得られた液晶挟持用基板を超純水中で5分間超音波洗浄後、オーブン中120℃で30分間乾燥した。片方のITO電極付きガラス基板に4μmのギャップ剤を散布し、もう片方のITO電極付きガラス基板を貼り合わせてエポキシ硬化剤でシールし、ギャップ4μmのセルを作製した。このセルに液晶材料を注入し、注入口を光硬化剤で封止した。次いで、110℃で30分間加熱処理を行って、特性測定用セルとした。液晶材料として使用した液晶組成物Bの組成を下記に示す。この組成物のNI点は75.4℃であり、複屈折は0.081であった。 The obtained liquid crystal sandwiching substrate was subjected to ultrasonic cleaning in ultrapure water for 5 minutes and then dried in an oven at 120 ° C. for 30 minutes. A 4 μm gap agent was sprayed on one glass substrate with an ITO electrode, and the other glass substrate with an ITO electrode was bonded together and sealed with an epoxy curing agent to produce a cell with a gap of 4 μm. A liquid crystal material was injected into the cell, and the injection port was sealed with a photocuring agent. Next, a heat treatment was performed at 110 ° C. for 30 minutes to obtain a characteristic measurement cell. The composition of the liquid crystal composition B used as the liquid crystal material is shown below. The NI point of this composition was 75.4 ° C., and the birefringence was 0.081.
<液晶組成物B>
<Liquid crystal composition B>
<特性の測定>
前記の測定用セルを用いて、プレチルト角、電圧保持率、イオン密度および残留DCを測定した結果を次に示す。
プレチルト角:90°
電圧保持率 :99.4%
イオン密度 :48pC
残留DC :5mV
<Measurement of characteristics>
The results of measuring the pretilt angle, voltage holding ratio, ion density, and residual DC using the above measurement cell are shown below.
Pretilt angle: 90 °
Voltage holding ratio: 99.4%
Ion density: 48pC
Residual DC: 5 mV
[合成例7〜8]
<ワニスの調製>
テトラカルボン酸二無水物およびジアミンのそれぞれについて、種類と混合割合(モル%)を表3に示すように変えた以外は合成例1と同様の方法で、ワニスC1およびC2を調製した。テトラカルボン酸二無水物の合計量とジアミンの合計量とのモル比は1である。得られたポリアミック酸の重量平均分子量を表3に示す。
<表3>
[Synthesis Examples 7 to 8]
<Preparation of varnish>
Varnishes C1 and C2 were prepared in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the types and mixing ratios (mol%) of tetracarboxylic dianhydride and diamine were changed as shown in Table 3. The molar ratio of the total amount of tetracarboxylic dianhydride and the total amount of diamine is 1. Table 3 shows the weight average molecular weight of the obtained polyamic acid.
<Table 3>
[比較例1〜2]
ワニスA1に代えて合成例7〜8で得られたワニスC1およびC2を用い、実施例1と同様に、測定用セルを作製し、プレチルト角、電圧保持率、イオン密度および残留DCを測定した。その測定を表4に示す。
<表4>
[Comparative Examples 1-2]
Using the varnishes C1 and C2 obtained in Synthesis Examples 7 to 8 instead of the varnish A1, a measurement cell was prepared in the same manner as in Example 1, and the pretilt angle, voltage holding ratio, ion density, and residual DC were measured. . The measurement is shown in Table 4.
<Table 4>
[比較例3]
合成例6および7で得られたワニスA6およびC1を用いて、重量比C1/A6=9/1で混合し、ワニスC3を調製した。ワニスC3を用いて、実施例6と同様に測定用セルを作製した。このセルについてプレチルト角、電圧保持率、イオン密度および残留DCを実施例1と同様に測定した。その結果を次に示す。
プレチルト角:90°
電圧保持率 :98.4%
イオン密度 :194pC
残留DC :24mV
[Comparative Example 3]
Using varnishes A6 and C1 obtained in Synthesis Examples 6 and 7, varnish C3 was prepared by mixing at a weight ratio of C1 / A6 = 9/1. A measurement cell was prepared in the same manner as in Example 6 using varnish C3. The pretilt angle, voltage holding ratio, ion density, and residual DC of this cell were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown below.
Pretilt angle: 90 °
Voltage holding ratio: 98.4%
Ion density: 194pC
Residual DC: 24 mV
実施例1〜6および比較例1〜3の結果から明らかなように、本発明の液晶配向剤を用いることにより、高電圧保持率、低イオン密度、低残留DCを同時に満たす液晶表示素子を作製することができる。 As is clear from the results of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3, by using the liquid crystal aligning agent of the present invention, a liquid crystal display element that simultaneously satisfies a high voltage holding ratio, a low ion density, and a low residual DC is manufactured. can do.
[合成例9]
<ポリマー溶液(D1)の調製>
温度計、攪拌機、原料投入仕込み口および窒素ガス導入口を備えた100mlの四つ口フラスコに、化合物(a−1)を0.137g、化合物(VIII−5−1)を2.9901g、化合物(IV−16)を1.096gおよび脱水NMPを58.24g入れ、乾燥窒素気流下攪拌溶解した。次いで化合物(23)0.548g、化合物(1)0.603gおよび化合物(19)1.626gを添加し、室温環境下で30時間反応させた。ここで用いたテトラカルボン酸二無水物の配合割合(モル%)は、化合物(1):化合物(19):化合物(23)=20:60:20である。また、テトラカルボン酸二無水物の合計量とジアミンの合計量とのモル比は1である。得られた溶液に、BCを36.62g加えて、ポリアミック酸濃度が7重量%のポリマー溶液(D1)を調製した。生成したポリマーの重量平均分子量は18,000であった。
[Synthesis Example 9]
<Preparation of polymer solution (D1)>
In a 100 ml four-necked flask equipped with a thermometer, stirrer, raw material charging inlet and nitrogen gas inlet, 0.137 g of compound (a-1), 2.9901 g of compound (VIII-5-1), compound 1.096 g of (IV-16) and 58.24 g of dehydrated NMP were added and dissolved by stirring under a dry nitrogen stream. Next, 0.548 g of the compound (23), 0.603 g of the compound (1) and 1.626 g of the compound (19) were added, and reacted for 30 hours in a room temperature environment. The compounding ratio (mol%) of the tetracarboxylic dianhydride used here is compound (1): compound (19): compound (23) = 20: 60: 20. The molar ratio between the total amount of tetracarboxylic dianhydride and the total amount of diamine is 1. 36.62 g of BC was added to the resulting solution to prepare a polymer solution (D1) having a polyamic acid concentration of 7% by weight. The weight average molecular weight of the produced polymer was 18,000.
[合成例10〜15]
<ポリマー溶液(D2)〜(D7)の調製>
テトラカルボン酸二無水物の配合割合を合成例9と同じに固定し、ジアミンを表5に示す配合割合として、合成例9と同様にして表5に示すポリマー溶液(D2)〜(D7)を調製した。得られたポリアミック酸の重量平均分子量を表5に示す。
<表5>
[Synthesis Examples 10-15]
<Preparation of polymer solutions (D2) to (D7)>
The blending ratio of tetracarboxylic dianhydride was fixed to the same as in Synthesis Example 9, and the diamine was blended as shown in Table 5, and the polymer solutions (D2) to (D7) shown in Table 5 were prepared in the same manner as in Synthesis Example 9. Prepared. Table 5 shows the weight average molecular weight of the obtained polyamic acid.
<Table 5>
[実施例7]
<特性測定用セルの作製>
合成例9のポリマー溶液(D1)と合成例13のポリマー溶液(D5)とを重量比1:9で混合した。得られた混合液をNMP/BC=1/1(重量比)の混合溶剤で希釈して、ポリマー濃度4重量%の塗布用ワニスとした。このワニスを、2枚のITO電極付きガラス基板にスピンナーにて塗布し、膜厚70nmの膜を形成した。塗膜後80℃にて約5分間加熱乾燥した後、220℃にて20分間加熱処理を行い、液晶配向膜を形成させた。この配向膜が形成されたガラス基板を超純水中で5分間超音波洗浄してからオーブン中120℃で30分間乾燥した。次に、一方のガラス基板に4μmのギャップ材を散布し、配向膜を形成させた面を内側にしてエポキシ硬化剤でシールし、ギャップ4μmのセルを作製した。このセルに下記の液晶組成物Cを注入し、注入口を光硬化剤で封止した。次いで、110℃で30分間加熱処理を行い、特性測定用セルを作製した。液晶組成物CのNI点は75.4℃であり、複屈折は0.081であった。
[Example 7]
<Production of characteristic measurement cell>
The polymer solution (D1) of Synthesis Example 9 and the polymer solution (D5) of Synthesis Example 13 were mixed at a weight ratio of 1: 9. The obtained mixed solution was diluted with a mixed solvent of NMP / BC = 1/1 (weight ratio) to obtain a coating varnish having a polymer concentration of 4% by weight. This varnish was applied to two glass substrates with an ITO electrode with a spinner to form a film with a thickness of 70 nm. After coating, the film was heated and dried at 80 ° C. for about 5 minutes, and then heat-treated at 220 ° C. for 20 minutes to form a liquid crystal alignment film. The glass substrate on which the alignment film was formed was ultrasonically cleaned in ultrapure water for 5 minutes and then dried in an oven at 120 ° C. for 30 minutes. Next, a 4 μm gap material was sprayed on one glass substrate, and the surface on which the alignment film was formed was sealed inside with an epoxy curing agent to produce a cell with a gap of 4 μm. The following liquid crystal composition C was injected into this cell, and the injection port was sealed with a photocuring agent. Next, heat treatment was performed at 110 ° C. for 30 minutes, and a cell for characteristic measurement was produced. The NI point of the liquid crystal composition C was 75.4 ° C., and the birefringence was 0.081.
<液晶組成物C>
<Liquid crystal composition C>
<特性の測定>
得られた測定用セルについて、実施例1と同様にプレチルト角、電圧保持率(VHR)、イオン密度(ID)および残留DCを測定した。結果を表6に示す。
<Measurement of characteristics>
For the obtained measurement cell, the pretilt angle, voltage holding ratio (VHR), ion density (ID), and residual DC were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 6.
[実施例8]
合成例10のポリマー溶液(D2)と合成例12のポリマー溶液(D4)とを重量比9:1で混合した。この混合液をNMP/BC=1/1(重量比)の混合溶剤で希釈して、ポリマー濃度4重量%の塗布用ワニスとした。このワニスを用い、実施例7と同様にして作製した測定用セルについて、実施例1と同様にプレチルト角、電圧保持率(VHR)、イオン密度(ID)および残留DCを測定した。結果を表6に示す。
[Example 8]
The polymer solution (D2) of Synthesis Example 10 and the polymer solution (D4) of Synthesis Example 12 were mixed at a weight ratio of 9: 1. This mixed solution was diluted with a mixed solvent of NMP / BC = 1/1 (weight ratio) to obtain a coating varnish having a polymer concentration of 4% by weight. Using this varnish, the pretilt angle, the voltage holding ratio (VHR), the ion density (ID), and the residual DC of the measurement cell produced in the same manner as in Example 7 were measured. The results are shown in Table 6.
[実施例9]
合成例11のポリマー溶液(D3)と合成例10のポリマー溶液(D2)とを重量比1:9で混合した。こ混合液をNMP/BC=1/1(重量比)の混合溶剤で希釈して、ポリマー濃度4重量%の塗布用ワニスとした。このワニスを用い、実施例7と同様にして作製した測定用セルについて、実施例1と同様にプレチルト角、電圧保持率(VHR)、イオン密度(ID)および残留DCを測定した。結果を表6に示す。
[Example 9]
The polymer solution (D3) of Synthesis Example 11 and the polymer solution (D2) of Synthesis Example 10 were mixed at a weight ratio of 1: 9. This mixed solution was diluted with a mixed solvent of NMP / BC = 1/1 (weight ratio) to obtain a coating varnish having a polymer concentration of 4% by weight. Using this varnish, the pretilt angle, the voltage holding ratio (VHR), the ion density (ID), and the residual DC of the measurement cell produced in the same manner as in Example 7 were measured. The results are shown in Table 6.
[比較例4]
合成例12のポリマー溶液(D4)と合成例13のポリマー溶液(D5)とを重量比1:9で混合した。この混合液をNMP/BC=1/1(重量比)の混合溶剤で希釈して、ポリマー濃度4重量%の塗布用ワニスとした。このワニスを用い、実施例7と同様にして作製した測定用セルについて、実施例1と同様にプレチルト角、電圧保持率(VHR)、イオン密度(ID)および残留DCを測定した。結果を表6に示す。
[Comparative Example 4]
The polymer solution (D4) of Synthesis Example 12 and the polymer solution (D5) of Synthesis Example 13 were mixed at a weight ratio of 1: 9. This mixed solution was diluted with a mixed solvent of NMP / BC = 1/1 (weight ratio) to obtain a coating varnish having a polymer concentration of 4% by weight. Using this varnish, the pretilt angle, the voltage holding ratio (VHR), the ion density (ID), and the residual DC of the measurement cell produced in the same manner as in Example 7 were measured. The results are shown in Table 6.
[比較例5]
合成例14のポリマー溶液(D6)と合成例13のポリマー溶液(D5)とを重量比1:9で混合した。この混合液をNMP/BC=1/1(重量比)の混合溶剤で希釈して、ポリマー濃度4重量%の塗布用ワニスとした。このワニスを用い、実施例7と同様にして作製した測定用セルについて、実施例1と同様にプレチルト角、電圧保持率(VHR)、イオン密度(ID)および残留DCを測定した。結果を表6に示す。
[Comparative Example 5]
The polymer solution (D6) of Synthesis Example 14 and the polymer solution (D5) of Synthesis Example 13 were mixed at a weight ratio of 1: 9. This mixed solution was diluted with a mixed solvent of NMP / BC = 1/1 (weight ratio) to obtain a coating varnish having a polymer concentration of 4% by weight. Using this varnish, the pretilt angle, the voltage holding ratio (VHR), the ion density (ID), and the residual DC of the measurement cell produced in the same manner as in Example 7 were measured. The results are shown in Table 6.
[比較例6]
合成例15のポリマー溶液(D7)をNMP/BC=1/1(重量比)の混合溶剤で希釈して、ポリマー濃度4重量%の塗布用ワニスとした。このワニスを用い、実施例7と同様にして作製した測定用セルについて、実施例1と同様にプレチルト角、電圧保持率(VHR)、イオン密度(ID)および残留DCを測定した。結果を表6に示す。
[Comparative Example 6]
The polymer solution (D7) of Synthesis Example 15 was diluted with a mixed solvent of NMP / BC = 1/1 (weight ratio) to obtain a coating varnish having a polymer concentration of 4% by weight. Using this varnish, the pretilt angle, the voltage holding ratio (VHR), the ion density (ID), and the residual DC of the measurement cell produced in the same manner as in Example 7 were measured. The results are shown in Table 6.
<表6>
<Table 6>
実施例7〜9および比較例4〜6の結果から明らかなように、本発明の液晶配向剤は、プレチルト角の大きなVA型液晶表示素子においても、残留DCを低くすることができ、イオン密度についても比較的よい結果を与える。 As is clear from the results of Examples 7 to 9 and Comparative Examples 4 to 6, the liquid crystal aligning agent of the present invention can reduce the residual DC even in a VA liquid crystal display element having a large pretilt angle, and the ion density. Give relatively good results.
[実施例10〜14および比較例7]
実施例9のポリマー溶液と同じ組成のポリマー溶液に対し、化合物(E4)および化合物(E5)を表7に示すように添加した溶液を調製した。そして、これらの溶液を用いて実施例7と同様にして測定用セルを作製し、これらのセルについてイオン密度(ID)を測定した。その後、それらのセルを100℃に設定した恒温槽内に500時間静置し、再度イオン密度(ID)を測定して劣化の度合いを計算した。実施例9のポリマー溶液および比較例5のポリマー溶液についても同様に評価した。
IDの劣化度=(恒温層に入れた後の測定値)/(恒温層に入れる前の測定値)
[Examples 10 to 14 and Comparative Example 7]
A solution in which compound (E4) and compound (E5) were added as shown in Table 7 to a polymer solution having the same composition as the polymer solution of Example 9 was prepared. And the cell for a measurement was produced like Example 7 using these solutions, and ion density (ID) was measured about these cells. Thereafter, these cells were left in a thermostat set at 100 ° C. for 500 hours, and the ion density (ID) was measured again to calculate the degree of deterioration. The polymer solution of Example 9 and the polymer solution of Comparative Example 5 were similarly evaluated.
Degradation degree of ID = (measured value after putting in constant temperature layer) / (measured value before putting in constant temperature layer)
<表7>
(注)添加量はポリマー溶液に対する重量比である。
<Table 7>
(Note) The amount added is a weight ratio to the polymer solution.
実施例10〜14と比較例7を比べると、化合物(a−1)をジアミン原料として含むポリマーは液晶セルの劣化を防ぐ効果があることが分かる。さらに、少なくとも2つのオキシラニル基を有する化合物を添加することにより劣化を抑えることができる。化合物(E5)の添加量が多いほど劣化を防ぐ効果が高いこともわかる。 Comparing Examples 10 to 14 with Comparative Example 7, it can be seen that the polymer containing compound (a-1) as a diamine raw material has an effect of preventing deterioration of the liquid crystal cell. Furthermore, deterioration can be suppressed by adding a compound having at least two oxiranyl groups. It can also be seen that the greater the amount of compound (E5) added, the higher the effect of preventing deterioration.
Claims (24)
ここに、L1は水素、炭素数1〜4のアルキル、フェニルまたはベンジルであり;X1は炭素数2〜12の直鎖アルキレンであり;X2は炭素数1〜12の直鎖アルキレンであり;X3、X4およびX5は独立して単結合、−O−、−CO−、−CONH−、−NHCO−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−O−(CH2)t−O−、−S−、−S−S−、−SO2−、−S−(CH2)t−S−または炭素数1〜12の直鎖アルキレンであって、tは1〜12の整数であり、そして式(VI)におけるX4および式(VII)におけるX5はそれぞれ同一でも異なってもよく;シクロヘキサン環またはベンゼン環の任意の水素は、フッ素、−CH3、−OH、−COOH、−SO3H、−PO3H2、ベンジルまたはヒドロキシベンジルで置き換えられてもよい。 A composition containing at least one polymer selected from the group consisting of a polyamic acid obtained by reacting a mixture of a diamine represented by the formula (a) and another diamine with tetracarboxylic dianhydride and a derivative thereof. And the other diamine is at least one selected from the group of non-side chain diamines represented by formulas (I) to (VII), alkyl having 3 or more carbon atoms, alkoxy having 3 or more carbon atoms, carbon It is selected from an alkoxyalkyl having a number of 3 or more, a group having a steroid skeleton, and a ring-containing group having an alkyl having 3 or more carbons, an alkoxy having 3 or more carbons or an alkoxyalkyl having 3 or more carbons as a substituent on the terminal ring At least one side chain diamine having a side chain group, or at least one non-side chain diamine and at least one side chain diamine. The liquid crystal alignment agent is a mixture of:
Wherein L 1 is hydrogen, alkyl having 1 to 4 carbon atoms, phenyl or benzyl; X 1 is a linear alkylene having 2 to 12 carbon atoms; X 2 is a linear alkylene having 1 to 12 carbon atoms. Yes; X 3 , X 4 and X 5 are independently a single bond, —O—, —CO—, —CONH—, —NHCO—, —C (CH 3 ) 2 —, —C (CF 3 ) 2 —. , —O— (CH 2 ) t —O—, —S—, —S—S—, —SO 2 —, —S— (CH 2 ) t —S— or a linear alkylene having 1 to 12 carbon atoms. Wherein t is an integer from 1 to 12, and X 4 in formula (VI) and X 5 in formula (VII) may be the same or different; any hydrogen on the cyclohexane ring or benzene ring is fluorine , -CH 3, -OH, -COOH, -SO 3 H, -PO 3 H 2, benzyl Or may be replaced by hydroxybenzyl.
(ここに、R1は単結合、−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−CH2O−、−CF2O−、または炭素数1〜6のアルキレンであって、このアルキレンにおける任意の−CH2−は−O−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく;R2はステロイド骨格を有する基、炭素数3〜30のアルキル、置換基として炭素数3〜30のアルキルもしくは炭素数3〜30のアルコキシを有するフェニル、または式(D−1)で表される基であって、これらのアルキルおよびアルコキシにおける任意の−CH2−は−O−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく;
ここに、R13、R14およびR15は独立して単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−CONH−、炭素数1〜4のアルキレン、炭素数1〜3のオキシアルキレン、または炭素数1〜3のアルキレンオキシであり;環Bおよび環Cは独立して1,4−フェニレンまたは1,4−シクロヘキシレンであり;R16およびR17は独立してフッ素またはメチルであって、m1およびm2は独立して0、1または2であり;e、fおよびgは独立して0〜3の整数であって、これらの合計は1以上であり;R18は炭素数3〜30のアルキル、炭素数3〜30のアルコキシ、または炭素数3〜30のアルコキシアルキルであり、これらのアルキル、アルコキシおよびアルコキシアルキルにおいて、任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、そして任意の−CH2−はジフルオロメチレンまたは式(D−2)で表される基で置き換えられてもよく;
ここに、R19、R20、R21およびR22は、独立して炭素数1〜10のアルキルまたはフェニルであり、そしてnは1〜100の整数である。)
(ここに、R3は独立して水素またはメチルであり;R4は水素、炭素数1〜30のアルキル、または炭素数2〜30のアルケニルであり;そして、R5は独立して単結合、−CO−または−CH2−である。)
(ここに、R3は独立して水素またはメチルであり;R4は水素、炭素数1〜30のアルキル、または炭素数2〜30のアルケニルであり;R5は独立して単結合、−CO−または−CH2−であり;そして、R6およびR7は独立して水素、炭素数1〜30のアルキル、またはフェニルである。)
(ここに、R8は炭素数3〜30のアルキルであって、このアルキルの任意の−CH2−は−O−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく;R9は独立して−O−または炭素数1〜6のアルキレンであり;環Aは1,4−フェニレンまたは1,4−シクロヘキシレンであり;aは0または1であり;bは0、1または2であり;そして、cは独立して0または1である。)
(ここに、R10は炭素数3〜30のアルキルまたは炭素数3〜30のフッ素化アルキルであり;R11は水素、炭素数1〜30のアルキルまたは炭素数1〜30のフッ素化アルキルであり;R12は独立して−O−または炭素数1〜6のアルキレンであり;そして、dは独立して0または1である。) The liquid crystal aligning agent of Claim 1 whose side chain type diamine is diamine chosen from the group of the compound represented by Formula (VIII)-Formula (XII).
(Here, R 1 is a single bond, -O -, - CO -, - COO -, - OCO -, - CONH -, - CH 2 O -, - CF 2 O-, or an alkylene having 1 to 6 carbon atoms And any —CH 2 — in the alkylene may be replaced by —O—, —CH═CH— or —C≡C—; R 2 is a group having a steroid skeleton, having 3 to 30 carbon atoms Alkyl having 3 to 30 carbon atoms or phenyl having 3 to 30 carbon atoms as a substituent, or a group represented by formula (D-1), and any- CH 2 — may be replaced by —O—, —CH═CH— or —C≡C—;
Here, R 13 , R 14 and R 15 are each independently a single bond, —O—, —COO—, —OCO—, —CONH—, alkylene having 1 to 4 carbons, or oxyalkylene having 1 to 3 carbons. Or ring C and C are independently 1,4-phenylene or 1,4-cyclohexylene; R 16 and R 17 are independently fluorine or methyl; M1 and m2 are independently 0, 1 or 2; e, f and g are each independently an integer of 0 to 3, and their sum is 1 or more; R 18 is carbon number An alkyl having 3 to 30 carbons, an alkoxy having 3 to 30 carbons, or an alkoxyalkyl having 3 to 30 carbons, and in these alkyls, alkoxys and alkoxyalkyls, any hydrogen is replaced by fluorine. And any —CH 2 — may be replaced by difluoromethylene or a group represented by formula (D-2);
Here, R 19 , R 20 , R 21 and R 22 are independently alkyl having 1 to 10 carbons or phenyl, and n is an integer of 1 to 100. )
(Wherein R 3 is independently hydrogen or methyl; R 4 is hydrogen, alkyl having 1 to 30 carbons, or alkenyl having 2 to 30 carbons; and R 5 is independently a single bond. , -CO- or -CH 2 - is).
(Wherein R 3 is independently hydrogen or methyl; R 4 is hydrogen, alkyl having 1 to 30 carbons, or alkenyl having 2 to 30 carbons; R 5 is independently a single bond, — CO— or —CH 2 —; and R 6 and R 7 are independently hydrogen, alkyl having 1 to 30 carbons, or phenyl.)
(Wherein R 8 is alkyl having 3 to 30 carbon atoms, and any —CH 2 — in the alkyl may be replaced by —O—, —CH═CH— or —C≡C—; R 9 is independently —O— or alkylene having 1 to 6 carbons; Ring A is 1,4-phenylene or 1,4-cyclohexylene; a is 0 or 1; b is 0; 1 or 2; and c is independently 0 or 1.)
(Where R 10 is alkyl having 3 to 30 carbon atoms or fluorinated alkyl having 3 to 30 carbon atoms; R 11 is hydrogen, alkyl having 1 to 30 carbon atoms or fluorinated alkyl having 1 to 30 carbon atoms. Yes; R 12 is independently —O— or alkylene having 1 to 6 carbons; and d is independently 0 or 1.
(ここに、R23、R24、R29およびR30は、独立して炭素数3〜30のアルキル、または炭素数3〜30のアルコキシである。) The non-side chain diamine is represented by formula (IV-1), formula (IV-2), formula (IV-15), formula (IV-16), formula (V-1) to formula (V-12), formula (IV) V-33) and a diamine selected from the compounds represented by formula (VII-2), and the side chain diamine is represented by formula (VIII-2), formula (VIII-4), formula (VIII-5), formula The liquid crystal aligning agent of Claim 1 which is a diamine chosen from the compound represented by (VIII-6), Formula (XI-2), and Formula (XI-4).
(Here, R 23 , R 24 , R 29 and R 30 are each independently alkyl having 3 to 30 carbon atoms or alkoxy having 3 to 30 carbon atoms.)
Tetracarboxylic dianhydride is represented by formula (1), formula (2), formula (5) to formula (9), formula (14), formula (19), formula (23), formula (25), formula (35). The liquid crystal according to any one of claims 1 to 3, which is at least one selected from the compounds represented by formula (37), formula (39), formula (44) and formula (49). Alignment agent.
The tetracarboxylic dianhydride is at least one selected from compounds represented by formula (1), formula (6) to formula (9), formula (19), formula (23) and formula (25). The liquid crystal aligning agent of any one of Claims 1-3.
The liquid crystal according to any one of claims 1 to 3, wherein the tetracarboxylic dianhydride is at least one selected from compounds represented by formula (1), formula (19), and formula (23). Alignment agent.
(ここに、R23、R24、R29およびR30は、独立して炭素数3〜30のアルキル、または炭素数3〜30のアルコキシである。) The non-side chain diamine is represented by formula (IV-1), formula (IV-2), formula (IV-15), formula (IV-16), formula (V-1) to formula (V-12), formula (IV) V-33) and a diamine selected from the compounds represented by formula (VII-2), and the side chain diamine is represented by formula (VIII-2), formula (VIII-4), formula (VIII-5), formula The liquid crystal aligning agent of Claim 8 which is a diamine chosen from the compound represented by (VIII-6), Formula (XI-2), and Formula (XI-4).
(Here, R 23 , R 24 , R 29 and R 30 are each independently alkyl having 3 to 30 carbon atoms or alkoxy having 3 to 30 carbon atoms.)
The tetracarboxylic dianhydride is at least one selected from compounds represented by formula (1), formula (6) to formula (9), formula (19), formula (23) and formula (25). The liquid crystal aligning agent of Claim 8 or 9.
ここに、X1は炭素数2〜12の直鎖アルキレンであり;X2は炭素数1〜12の直鎖アルキレンであり;X3、X4およびX5は独立して単結合、−O−、−CO−、−CONH−、−NHCO−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−O−(CH2)t−O−、−S−、−S−S−、−SO2−、−S−(CH2)t−S−または炭素数1〜12の直鎖アルキレンであって、tは1〜12の整数であり、そして式(VI)におけるX4および式(VII)におけるX5はそれぞれ同一でも異なってもよく;シクロヘキサン環またはベンゼン環の任意の水素は、フッ素、−CH3、−OH、−COOH、−SO3H、−PO3H2、ベンジルまたはヒドロキシベンジルで置き換えられてもよい。 A diamine other than the diamine represented by formula (a) is at least one selected from the group of non-side chain diamines represented by formula (I) to formula (VII), an alkyl having 3 or more carbon atoms, and 3 carbon atoms. A ring having a terminal ring having the above alkoxy, an alkoxyalkyl having 3 or more carbon atoms, a group having a steroid skeleton, and an alkyl having 3 or more carbon atoms, an alkoxy having 3 or more carbon atoms or an alkoxyalkyl having 3 or more carbon atoms as a substituent. The liquid crystal aligning agent according to claim 11, wherein the liquid crystal aligning agent is at least one side chain diamine having a side chain group selected from the containing groups, or a mixture of at least one non-side chain diamine and side chain diamine. :
Wherein X 1 is a linear alkylene having 2 to 12 carbon atoms; X 2 is a linear alkylene having 1 to 12 carbon atoms; X 3 , X 4 and X 5 are independently a single bond, —O -, - CO -, - CONH -, - NHCO -, - C (CH 3) 2 -, - C (CF 3) 2 -, - O- (CH 2) t -O -, - S -, - S —S—, —SO 2 —, —S— (CH 2 ) t —S— or a linear alkylene having 1 to 12 carbon atoms, t is an integer of 1 to 12, and in the formula (VI) X 4 and X 5 in formula (VII) may be the same or different; any hydrogen of the cyclohexane ring or the benzene ring is fluorine, —CH 3 , —OH, —COOH, —SO 3 H, —PO 3 H 2, may be replaced by benzyl or hydroxybenzyl.
(ここに、R1は単結合、−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−CH2O−、−CF2O−、または炭素数1〜6のアルキレンであって、このアルキレンにおける任意の−CH2−は−O−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく;R2はステロイド骨格を有する基、炭素数3〜30のアルキル、置換基として炭素数3〜30のアルキルもしくは炭素数3〜30のアルコキシを有するフェニル、または式(D−1)で表される基であって、これらのアルキルおよびアルコキシにおける任意の−CH2−は−O−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく;
ここに、R13、R14およびR15は独立して単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−CONH−、炭素数1〜4のアルキレン、炭素数1〜3のオキシアルキレン、または炭素数1〜3のアルキレンオキシであり;環Bおよび環Cは独立して1,4−フェニレンまたは1,4−シクロヘキシレンであり;R16およびR17は独立してフッ素またはメチルであって、m1およびm2は独立して0、1または2であり;e、fおよびgは独立して0〜3の整数であって、これらの合計は1以上であり;R18は炭素数3〜30のアルキル、炭素数3〜30のアルコキシ、または炭素数3〜30のアルコキシアルキルであり、これらのアルキル、アルコキシおよびアルコキシアルキルにおいて、任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、そして任意の−CH2−はジフルオロメチレンまたは式(D−2)で表される基で置き換えられてもよく;
ここに、R19、R20、R21およびR22は、独立して炭素数1〜10のアルキルまたはフェニルであり、そしてnは1〜100の整数である。)
(ここに、R3は独立して水素またはメチルであり;R4は水素、炭素数1〜30のアルキル、または炭素数2〜30のアルケニルであり;そして、R5は独立して単結合、−CO−または−CH2−である。)
(ここに、R3は独立して水素またはメチルであり;R4は水素、炭素数1〜30のアルキル、または炭素数2〜30のアルケニルであり;R5は独立して単結合、−CO−または−CH2−であり;そして、R6およびR7は独立して水素、炭素数1〜30のアルキル、またはフェニルである。)
(ここに、R8は炭素数3〜30のアルキルであって、このアルキルの任意の−CH2−は−O−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく;R9は独立して−O−または炭素数1〜6のアルキレンであり;環Aは1,4−フェニレンまたは1,4−シクロヘキシレンであり;aは0または1であり;bは0、1または2であり;そして、cは独立して0または1である。)
(ここに、R10は炭素数3〜30のアルキルまたは炭素数3〜30のフッ素化アルキルであり;R11は水素、炭素数1〜30のアルキルまたは炭素数1〜30のフッ素化アルキルであり;R12は独立して−O−または炭素数1〜6のアルキレンであり;そして、dは独立して0または1である。) The liquid crystal aligning agent of Claim 12 whose side chain type diamine is diamine chosen from the group of the compound represented by Formula (VIII)-Formula (XII).
(Here, R 1 is a single bond, -O -, - CO -, - COO -, - OCO -, - CONH -, - CH 2 O -, - CF 2 O-, or an alkylene having 1 to 6 carbon atoms And any —CH 2 — in the alkylene may be replaced by —O—, —CH═CH— or —C≡C—; R 2 is a group having a steroid skeleton, having 3 to 30 carbon atoms Alkyl having 3 to 30 carbon atoms or phenyl having 3 to 30 carbon atoms as a substituent, or a group represented by formula (D-1), and any- CH 2 — may be replaced by —O—, —CH═CH— or —C≡C—;
Here, R 13 , R 14 and R 15 are each independently a single bond, —O—, —COO—, —OCO—, —CONH—, alkylene having 1 to 4 carbons, or oxyalkylene having 1 to 3 carbons. Or ring C and C are independently 1,4-phenylene or 1,4-cyclohexylene; R 16 and R 17 are independently fluorine or methyl; M1 and m2 are independently 0, 1 or 2; e, f and g are each independently an integer of 0 to 3, and their sum is 1 or more; R 18 is carbon number An alkyl having 3 to 30 carbons, an alkoxy having 3 to 30 carbons, or an alkoxyalkyl having 3 to 30 carbons, and in these alkyls, alkoxys and alkoxyalkyls, any hydrogen is replaced by fluorine. And any —CH 2 — may be replaced by difluoromethylene or a group represented by formula (D-2);
Here, R 19 , R 20 , R 21 and R 22 are independently alkyl having 1 to 10 carbons or phenyl, and n is an integer of 1 to 100. )
(Wherein R 3 is independently hydrogen or methyl; R 4 is hydrogen, alkyl having 1 to 30 carbons, or alkenyl having 2 to 30 carbons; and R 5 is independently a single bond. , -CO- or -CH 2 - is).
(Wherein R 3 is independently hydrogen or methyl; R 4 is hydrogen, alkyl having 1 to 30 carbons, or alkenyl having 2 to 30 carbons; R 5 is independently a single bond, — CO— or —CH 2 —; and R 6 and R 7 are independently hydrogen, alkyl having 1 to 30 carbons, or phenyl.)
(Wherein R 8 is alkyl having 3 to 30 carbon atoms, and any —CH 2 — in the alkyl may be replaced by —O—, —CH═CH— or —C≡C—; R 9 is independently —O— or alkylene having 1 to 6 carbons; Ring A is 1,4-phenylene or 1,4-cyclohexylene; a is 0 or 1; b is 0; 1 or 2; and c is independently 0 or 1.)
(Where R 10 is alkyl having 3 to 30 carbon atoms or fluorinated alkyl having 3 to 30 carbon atoms; R 11 is hydrogen, alkyl having 1 to 30 carbon atoms or fluorinated alkyl having 1 to 30 carbon atoms. Yes; R 12 is independently —O— or alkylene having 1 to 6 carbons; and d is independently 0 or 1.
(ここに、R23、R24、R29およびR30は、独立して炭素数3〜30のアルキル、または炭素数3〜30のアルコキシである。) The non-side chain diamine is represented by formula (IV-1), formula (IV-2), formula (IV-15), formula (IV-16), formula (V-1) to formula (V-12), formula (IV) V-33) and a diamine selected from the compounds represented by formula (VII-2), and the side chain diamine is represented by formula (VIII-2), formula (VIII-4), formula (VIII-5), formula The liquid crystal aligning agent of Claim 12 which is a diamine chosen from the compound represented by (VIII-6), Formula (XI-2), and Formula (XI-4).
(Here, R 23 , R 24 , R 29 and R 30 are each independently alkyl having 3 to 30 carbon atoms or alkoxy having 3 to 30 carbon atoms.)
Tetracarboxylic dianhydride is represented by formula (1), formula (2), formula (5) to formula (9), formula (14), formula (19), formula (23), formula (25), formula (35). The liquid crystal according to any one of claims 12 to 14, which is at least one selected from the compounds represented by formula (37), formula (39), formula (44) and formula (49). Alignment agent.
The tetracarboxylic dianhydride is at least one selected from compounds represented by formula (1), formula (6) to formula (9), formula (19), formula (23) and formula (25). The liquid crystal aligning agent of any one of Claims 12-14.
The liquid crystal according to any one of claims 12 to 14, wherein the tetracarboxylic dianhydride is at least one selected from compounds represented by formula (1), formula (19), and formula (23). Alignment agent.
(ここに、nは0〜10の整数である。) 21. The liquid crystal aligning agent according to any one of claims 18 to 20, wherein the compound having at least two oxiranyl groups is at least one selected from compounds represented by formulas (E1) to (E5).
(Here, n is an integer from 0 to 10.)
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