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JP7552582B2 - Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element using the same - Google Patents
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Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element using the same Download PDF

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Description

本発明は、液晶配向剤、液晶配向膜及びそれを用いた液晶表示素子に関する。 The present invention relates to a liquid crystal alignment agent, a liquid crystal alignment film, and a liquid crystal display element using the same.

液晶表示素子には、電極構造、使用する液晶分子の物性、製造工程等が異なる種々の駆動方式が開発されており、例えばTN(twisted nematic)型、STN(super-twisted nematic)型、VA(vertical alignment)型、MVA(multi-domain vertical alignment)型、IPS(in-plane switching)型、FFS(fringe field switching)型、PSA(polymer-sustained alignment)型等の液晶表示素子が知られている。
これらの液晶表示素子は、液晶分子を配向するために液晶配向膜を具備している。液晶配向膜の材料は、耐熱性、機械的強度、液晶との親和性等の各種の特性が良好である点から、一般に、ポリアミック酸、ポリイミド、ポリシロキサン等の重合体からなる被膜が使用されている。
Various driving methods have been developed for liquid crystal display elements, which differ in electrode structure, physical properties of the liquid crystal molecules used, manufacturing process, etc., and known liquid crystal display elements include, for example, TN (twisted nematic) type, STN (super-twisted nematic) type, VA (vertical alignment) type, MVA (multi-domain vertical alignment) type, IPS (in-plane switching) type, FFS (fringe field switching) type, and PSA (polymer-sustained alignment) type.
These liquid crystal display elements are provided with a liquid crystal alignment film to align the liquid crystal molecules. The material for the liquid crystal alignment film is generally a coating made of a polymer such as polyamic acid, polyimide, or polysiloxane, because these have various good properties such as heat resistance, mechanical strength, and affinity with liquid crystal.

近年では、液晶表示素子の高画質化に対する要求がますます高くなっている。例えば高電圧保持率を維持しつつ、蓄積電荷の少ない液晶表示素子が望まれており、特許文献1には特定の化合物を含有する液晶配向剤が開示されている。In recent years, there has been an increasing demand for high image quality in liquid crystal display elements. For example, there is a demand for liquid crystal display elements that have low accumulated charge while maintaining a high voltage retention rate, and Patent Document 1 discloses a liquid crystal alignment agent that contains a specific compound.

特開2008-052260JP2008-052260

さらに、いわゆるタッチパネル式の液晶表示素子が広く普及したことで、その表示素子にユーザーが指で強い押圧力を与えることが頻繁に行われている。このとき、液晶表示素子の内部に存在するスペーサーが液晶表示素子内で移動し、液晶配向膜をこすり付ける。スペーサーによってストレスを与えられた液晶配向膜は液晶の配向を規制することができず、液晶表示素子を、例えば、黒表示させているにも関わらず、スペーサー周辺部から光が抜け、輝点として表示されることが問題となっている。Furthermore, with the widespread use of so-called touch panel type liquid crystal display elements, users often apply strong pressure to these display elements with their fingers. When this happens, the spacers inside the liquid crystal display element move within the liquid crystal display element and rub against the liquid crystal alignment film. The liquid crystal alignment film, stressed by the spacers, is unable to regulate the alignment of the liquid crystals, and this causes a problem in that, even when the liquid crystal display element is displaying black, for example, light escapes from the periphery of the spacers, resulting in the display of bright spots.

従来提案された液晶配向剤の構成は必ずしも上記の課題を全て達成できるものとはいえなかった。本発明は、以上のような事情に基づいてなされるものであり、その目的は、高い電圧保持率を維持しつつ、蓄積電荷の少ない、且つスペーサーによるこすり付けなど物理的摩擦が発生した際でも輝点を最小にできる液晶表示素子を提供する事である。また、このような液晶表示素子に好適な液晶配向膜及びその液晶配向剤を提供する事である。 The configurations of liquid crystal alignment agents proposed in the past have not necessarily been able to achieve all of the above-mentioned problems. The present invention has been made based on the above circumstances, and its purpose is to provide a liquid crystal display element that maintains a high voltage retention rate, has little accumulated charge, and can minimize bright spots even when physical friction such as rubbing by a spacer occurs. It is also an object of the present invention to provide a liquid crystal alignment film and a liquid crystal alignment agent suitable for such liquid crystal display elements.

本発明者は、鋭意研究を進めたところ、特定の成分を含有する液晶配向剤を使用することにより、上記課題を解決可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には下記を要旨とするものである。The inventors conducted extensive research and discovered that the above problems could be solved by using a liquid crystal alignment agent containing specific components, which led to the completion of the present invention. Specifically, the gist of the present invention is as follows:

下記の(A)成分と(B)成分を含有することを特徴とする液晶配向剤。
(A)成分:下記式(1)で表される繰り返し単位及び下記式(2)で表される繰り返し単位からなる群から選ばれる少なくとも1種の繰り返し単位を有する重合体(A)。
(B)成分:分子内に、下記式(b)で表される部分構造を有し、窒素原子を含む塩基性部位を備えている、分子量2000以下の化合物(B)。

Figure 0007552582000001
式(1)中、Xは4価の有機基であり、Yは2価の有機基である。Rは水素原子、又は炭素数1~5のアルキル基であり、Z11、Z12はそれぞれ独立して水素原子、置換基を有してもよい炭素数1~10のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数2~10のアルケニル基、置換基を有してもよい炭素数2~10のアルキニル基、tert-ブトキシカルボニル基、又は9-フルオレニルメトキシカルボニル基である。
Figure 0007552582000002
*は結合手を表し、Rは、炭素数1~4のアルカンジイル基を表す。mは、1~2の整数を表す。 A liquid crystal aligning agent comprising the following components (A) and (B):
Component (A): A polymer (A) having at least one repeating unit selected from the group consisting of a repeating unit represented by the following formula (1) and a repeating unit represented by the following formula (2):
Component (B): A compound (B) having a molecular weight of 2000 or less, which has a partial structure represented by the following formula (b) in the molecule and is equipped with a basic site containing a nitrogen atom.
Figure 0007552582000001
In formula (1), X1 is a tetravalent organic group, Y1 is a divalent organic group, R1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and Z11 and Z12 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms which may have a substituent, an alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms which may have a substituent, a tert-butoxycarbonyl group, or a 9-fluorenylmethoxycarbonyl group.
Figure 0007552582000002
* represents a bond, R1 represents an alkanediyl group having 1 to 4 carbon atoms, and m1 represents an integer of 1 or 2.

本発明の液晶配向剤によれば、高い電圧保持率を維持しつつ、蓄積電荷の少ない、且つ、スペーサーによるこすり付けなど物理的摩擦が発生した際でも輝点を最小にできる液晶表示素子及びこれを与える液晶配向膜が得られる。 The liquid crystal alignment agent of the present invention makes it possible to obtain a liquid crystal display element that maintains a high voltage retention rate while having little accumulated charge and that can minimize bright spots even when physical friction occurs, such as rubbing with a spacer, and a liquid crystal alignment film that provides this.

以下に、本開示の液晶配向剤に含まれる各成分、及び必要に応じて任意に配合されるその他の成分について説明する。
<重合体(A)>
本発明の液晶配向剤は、上記式(1)で表される繰り返し単位及び上記式(2)で表される繰り返し単位からなる群から選ばれる少なくとも1種の繰り返し単位を有する重合体(A)を含有する。
上記式(2)におけるRの炭素数1~5のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基などが挙げられる。加熱によるイミド化のしやすさの観点から、Rは、水素原子又はメチル基であることが好ましい。
Hereinafter, each component contained in the liquid crystal aligning agent of the present disclosure and other components that are optionally blended as necessary will be described.
<Polymer (A)>
The liquid crystal aligning agent of the present invention contains a polymer (A) having at least one repeating unit selected from the group consisting of the repeating unit represented by the above formula (1) and the repeating unit represented by the above formula (2).
Specific examples of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms for R 1 in the above formula (2) include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, an i-butyl group, an s-butyl group, a t-butyl group, an n-pentyl group, etc. From the viewpoint of ease of imidization by heating, R 1 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.

上記式(2)におけるZ11、Z12の炭素数1~10のアルキル基の具体例としては、上記Rで例示した炭素数1~5のアルキル基の具体例に加えて、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等が挙げられる。上記Z11、Z12の炭素数2~10のアルケニル基の具体例としては、ビニル基、プロペニル基、ブチニル基等が挙げられ、これらは直鎖状でも分岐状でもよい。上記Z11、Z12の炭素数2~10のアルキニル基の具体例としては、エチニル基、1-プロピニル基、2-プロピニル基等が挙げられる。 Specific examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms for Z 11 and Z 12 in the above formula (2) include, in addition to the specific examples of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms exemplified for R 1 , a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, a decyl group, etc. Specific examples of the alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms for Z 11 and Z 12 include a vinyl group, a propenyl group, a butynyl group, etc., which may be linear or branched. Specific examples of the alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms for Z 11 and Z 12 include an ethynyl group, a 1-propynyl group, a 2-propynyl group, etc.

上記Z11、Z12は置換基を有していてもよく、当該置換基としては、例えばハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子など)、水酸基、シアノ基、アルコキシ基などが挙げられる。 The above Z 11 and Z 12 may each have a substituent, and examples of the substituent include a halogen atom (such as a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, etc.), a hydroxyl group, a cyano group, and an alkoxy group.

残像が少ない観点において、上記Z11、Z12はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基であることが好ましい。 From the viewpoint of reducing afterimages, it is preferable that Z 11 and Z 12 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group.

上記式(1)及び(2)において、X、Yは、上記に定義した通りである。式(1)のXとしては、テトラカルボン酸二無水物、テトラカルボン酸ジエステル及びテトラカルボン酸ジエステルジハロゲン化物からなる群から選ばれる少なくとも一種(以下、これらを総称して「テトラカルボン酸誘導体」ともいう)に由来する4価の有機基が挙げられる。具体例を挙げると、芳香族テトラカルボン酸二無水物、脂肪族テトラカルボン酸二無水物、脂環式テトラカルボン酸二無水物、又はこれらのテトラカルボン酸ジエステル、若しくはテトラカルボン酸ジエステルジハロゲン化物に由来する4価の有機基が挙げられる。式(1)のYはジアミンに由来する2価の有機基である。 In the above formulas (1) and (2), X 1 and Y 1 are as defined above. X 1 in formula (1) is a tetravalent organic group derived from at least one selected from the group consisting of tetracarboxylic dianhydrides, tetracarboxylic diesters, and tetracarboxylic diester dihalides (hereinafter, these are also collectively referred to as "tetracarboxylic acid derivatives"). Specific examples include tetravalent organic groups derived from aromatic tetracarboxylic dianhydrides, aliphatic tetracarboxylic dianhydrides, alicyclic tetracarboxylic dianhydrides, or tetracarboxylic diesters or tetracarboxylic diester dihalides thereof. Y 1 in formula (1) is a divalent organic group derived from a diamine.

ここで、芳香族テトラカルボン酸二無水物とは、芳香環に結合する少なくとも1つのカ
ルボキシル基を含めて4つのカルボキシル基が分子内脱水することにより得られる酸二無
水物のことである。脂肪族テトラカルボン酸二無水物とは、鎖状炭化水素構造に結合する4つのカルボキシル基が分子内脱水することにより得られる酸二無水物のことである。但し、鎖状炭化水素構造のみで構成されている必要はなく、その一部に脂環式構造や芳香環構造を有していてもよい。脂環式テトラカルボン酸二無水物とは、脂環式構造に結合する少なくとも1つのカルボキシル基を含めて4つのカルボキシル基が分子内脱水することにより得られる酸二無水物のことである。但し、これら4つのカルボキシル基はいずれも芳香環には結合していない。また、脂環式構造のみで構成されている必要はなく、その一部に鎖状炭化水素構造や芳香環構造を有していてもよい。
Here, the aromatic tetracarboxylic dianhydride is an acid dianhydride obtained by intramolecular dehydration of four carboxyl groups, including at least one carboxyl group bonded to an aromatic ring. The aliphatic tetracarboxylic dianhydride is an acid dianhydride obtained by intramolecular dehydration of four carboxyl groups bonded to a chain hydrocarbon structure. However, it is not necessary to be composed of only a chain hydrocarbon structure, and it may have an alicyclic structure or an aromatic ring structure as a part of it. The alicyclic tetracarboxylic dianhydride is an acid dianhydride obtained by intramolecular dehydration of four carboxyl groups, including at least one carboxyl group bonded to an alicyclic structure. However, none of these four carboxyl groups are bonded to an aromatic ring. Also, it is not necessary to be composed of only an alicyclic structure, and it may have a chain hydrocarbon structure or an aromatic ring structure as a part of it.

高い電圧保持率が得られ、物理的摩擦で発生する輝点を抑制できる観点において、Xは下記式(4a)~(4n)、下記式(5a)及び下記式(6a)からなる群から選ばれる4価の有機基であることが好ましい。

Figure 0007552582000003
x及びyは、単結合、エーテル、カルボニル、エステル、炭素数1~5のアルカンジイル基、1,4-フェニレン、スルホニル又はアミド基である。Z~Zは、それぞれ独立して、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、塩素原子又はベンゼン環を表す。j及びkは、0又は1である。mは1~5の整数である。*は結合手を表す。 From the viewpoint of obtaining a high voltage holding ratio and suppressing bright spots caused by physical friction, X1 is preferably a tetravalent organic group selected from the group consisting of the following formulae (4a) to (4n), (5a) and (6a):
Figure 0007552582000003
Each of x and y is a single bond, ether, carbonyl, ester, an alkanediyl group having 1 to 5 carbon atoms, 1,4-phenylene, sulfonyl, or amide. Each of Z 1 to Z 6 independently represents a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a chlorine atom, or a benzene ring. Each of j and k is 0 or 1. m is an integer of 1 to 5. * represents a bond.

高い電圧保持率が得られ、物理的摩擦で発生する輝点を抑制できる観点において、上記式(4a)の好ましい具体例として、下記式(4a-1)~(4a-4)で表される構造が挙げられる。

Figure 0007552582000004
From the viewpoint of obtaining a high voltage holding ratio and suppressing bright spots caused by physical friction, preferred specific examples of the above formula (4a) include structures represented by the following formulas (4a-1) to (4a-4).
Figure 0007552582000004

上記式(5a)、(6a)における炭素数1~5のアルカンジイル基としては、メチレン、エチレン、1,3-プロパンジイル、1,4-ブタンジイル、1,5-ペンタンジイル等が挙げられる。Examples of the alkanediyl groups having 1 to 5 carbon atoms in the above formulas (5a) and (6a) include methylene, ethylene, 1,3-propanediyl, 1,4-butanediyl, 1,5-pentanediyl, etc.

高い電圧保持率が得られ、物理的摩擦で発生する輝点を抑制できる観点において、上記式(1)のXは、上記式(4a)~(4h)、(4j)、(4l)、(4m)~(4n)から選ばれる4価の有機基であってもよい。 From the viewpoint of obtaining a high voltage holding ratio and suppressing bright spots caused by physical friction, X 1 in the above formula (1) may be a tetravalent organic group selected from the above formulas (4a) to (4h), (4j), (4l), and (4m) to (4n).

高い電圧保持率が得られ、物理的摩擦で発生する輝点を抑制できる観点において、Xが上記式(4a)~(4n)、(5a)及び上記式(6a)からなる群から選ばれる4価の有機基であり、Yが2価の有機基である上記式(1)で表される繰り返し単位及び上記式(2)で表される繰り返し単位からなる群から選ばれる繰り返し単位(以下、繰り返し単位(t)ともいう。)の1種以上の含有量が、合計で、重合体(A)の全繰り返し単位に対して、5モル%以上、又は10モル%以上、又は20モル%以上であってもよい。 From the viewpoint of obtaining a high voltage holding ratio and suppressing bright spots caused by physical friction, the content of one or more kinds of repeating units selected from the group consisting of repeating units represented by formula (1) and repeating units represented by formula (2), in which X 1 is a tetravalent organic group selected from the group consisting of formulas (4a) to (4n), (5a), and (6a), and Y 1 is a divalent organic group (hereinafter also referred to as repeating units (t)), may be 5 mol % or more, 10 mol % or more, or 20 mol % or more in total, based on all repeating units of polymer (A).

式(1)のYとしては、ジアミンに由来する2価の有機基が挙げられ、例えば脂肪族ジアミン、脂環式ジアミン、又は芳香族ジアミンに由来する2価の有機基が挙げられる。具体例を挙げると、脂肪族ジアミンとして、例えばメタキシリレンジアミン、エチレンジアミン、1,3-プロパンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等を;脂環式ジアミンとして、例えば1,4-シクロヘキサンジアミン、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルアミン)等を; Examples of Y1 in formula (1) include divalent organic groups derived from diamines, such as divalent organic groups derived from aliphatic diamines, alicyclic diamines, or aromatic diamines. Specific examples of aliphatic diamines include metaxylylenediamine, ethylenediamine, 1,3-propanediamine, tetramethylenediamine, and hexamethylenediamine; alicyclic diamines include 1,4-cyclohexanediamine and 4,4'-methylenebis(cyclohexylamine);

芳香族ジアミンとしては、p-フェニレンジアミン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノベンゾフェノン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-ジアミノアゾベンゼン、1-(4-アミノフェニル)-1,3,3-トリメチル-1H-インダン-5-アミン、1-(4-アミノフェニル)-2,3-ジヒドロ-1,3,3-トリメチル-1H-インデン-6-アミン、窒素含有複素環、ジフェニルアミン構造及びトリフェニルアミン構造からなる群から選ばれる少なくとも一種を有するジアミン(以下「窒素含有ジアミン」ともいう。)、3,5-ジアミノ安息香酸、2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、1,3-ビス(3-アミノプロピル)-テトラメチルジシロキサン、下記式(H)で表されるジアミン、下記式(H2)~(H3)で表されるジアミン、下記式(V-1)~(V-3)で表されるジアミン、下記式(R1)~(R5)で表されるラジカル開始機能を有するジアミン、メタクリル酸2-(2,4-ジアミノフェノキシ)エチル、2,4-ジアミノ-N,N-ジアリルアニリンなどの光重合性基を末端に有するジアミン、国際公開公報WO2014/080865号の段落[0053]に記載の光配向性構造を有するジアミン、段落[0057]に記載の炭素-炭素不飽和結合を有するジアミン、段落[0058]に記載のアゾベンゼン骨格を有するジアミン、国際公開公報WO2012/086715号の段落[0069]~[0072]に記載の光反応性を有するジアミン等を挙げることができる。

Figure 0007552582000005
は、-NRCO-、-COO-、-NRCONR-、-(CH-(ただし、nは2~20の整数)で表される構造であり、任意の-CH-は-O-、-COO-、-ND-、-NRCO-、-NRCONR-、-NRCOO-、-OCOO-に置き換えられてもよい。Dは熱脱離性基を表し、Rは水素原子又は1価の有機基を表す。Rは単結合又はベンゼン環であり、ベンゼン環上の任意の水素原子は1価の有機基で置き換えられてもよい。
Figure 0007552582000006
は、-CO-、-O-、-COO-、-L-R-L-(L、Lは、それぞれ独立に、単結合、酸素原子又は-COO-であり、Rは-(CH-(nは1~12の整数)である。)、又は-NRCO-(Rは水素原子又はメチル基を表す。)を表し、Xは単結合、-NRCO-(Rは水素原子又はメチル基を表す。)又は-COO-を表す。nは1~2の整数を表す。ベンゼン環上の任意の水素原子は1価の有機基で置き換えられてもよい。
Figure 0007552582000007
式中、2個あるXは、それぞれ独立に、-O-、-COO-、-NHCO-、-C(=O)-又は-(CH-(nは1~12の整数)を表し、L、Lは、それぞれ独立に、単結合、-O-又は-COO-であり、Rは-CH-であるか、-(CH-(nは2~12の整数)、又は上記-(CH-の任意のCHが酸素原子で置換された基を表す。ベンゼン環上の任意の水素原子は1価の有機基で置き換えられてもよい。 Examples of aromatic diamines include p-phenylenediamine, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminobenzophenone, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminoazobenzene, 1-(4-aminophenyl)-1,3,3-trimethyl-1H-indan-5-amine, 1-(4-aminophenyl)-2,3-dihydro-1,3,3-trimethyl-1H-inden-6-amine, nitrogen-containing heterocycles, diphenylamine structures, and triphenylamine structures. Examples of aromatic diamines include diamines having at least one selected from the group consisting of diphenylamine structures and triphenylamine structures (hereinafter also referred to as "nitrogen-containing diamines"). Examples of aromatic diamines include 3,5-diaminobenzoic acid, 2,2'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene, 1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene, bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]ether, 4,4'-bis(4- (aminophenoxy)biphenyl, 1,3-bis(3-aminopropyl)-tetramethyldisiloxane, diamines represented by the following formula (H), diamines represented by the following formulas (H2) to (H3), diamines represented by the following formulas (V-1) to (V-3), diamines having a radical initiating function represented by the following formulas (R1) to (R5), 2-(2,4-diaminophenoxy)ethyl methacrylate, 2,4-diamino-N,N-diallylaniline, etc. Examples of the diamine having a photopolymerizable group at an end include the diamine having a photoalignment structure described in paragraph [0053] of International Publication WO2014/080865, the diamine having a carbon-carbon unsaturated bond described in paragraph [0057], the diamine having an azobenzene skeleton described in paragraph [0058], and the photoreactive diamine described in paragraphs [0069] to [0072] of International Publication WO2012/086715.
Figure 0007552582000005
R3 is a structure represented by -NRCO-, -COO-, -NRCONR-, or -(CH 2 ) n - (wherein n is an integer of 2 to 20), and any -CH 2 - may be replaced by -O-, -COO-, -ND-, -NRCO-, -NRCONR-, -NRCOO-, or -OCOO-. D represents a thermally detachable group, and R represents a hydrogen atom or a monovalent organic group. R4 is a single bond or a benzene ring, and any hydrogen atom on the benzene ring may be replaced by a monovalent organic group.
Figure 0007552582000006
X 1 represents -CO-, -O-, -COO-, -L 1 -R-L 2 - (L 1 and L 2 are each independently a single bond, an oxygen atom or -COO-, and R is -(CH 2 ) n - (n is an integer of 1 to 12)), or -NRCO- (R represents a hydrogen atom or a methyl group), and X 2 represents a single bond, -NRCO- (R represents a hydrogen atom or a methyl group) or -COO-. n represents an integer of 1 or 2. Any hydrogen atom on the benzene ring may be replaced with a monovalent organic group.
Figure 0007552582000007
In the formula, two Xs each independently represent -O-, -COO-, -NHCO-, -C(=O)- or -( CH2 ) n- (n is an integer of 1 to 12), L1 and L2 each independently represent a single bond, -O- or -COO-, and R represents -CH2- , -( CH2 ) n- (n is an integer of 2 to 12) or a group in which any CH2 in the -( CH2 ) n- is replaced with an oxygen atom. Any hydrogen atom on the benzene ring may be replaced with a monovalent organic group.

Figure 0007552582000008
Xは、単結合、-O-、-C(CH-、-NH-、-CO-、-NHCO-、-COO-、-(CH-、-SO-、-O-(CH-O-、-O-C(CH-、-CO-(CH-、-NH-(CH-、-SO-(CH-、-CONH-(CH-、-CONH-(CH-NHCO-又は-COO-(CH-OCO-を表す。
及びXはそれぞれ独立して、単結合、-(CH-(aは1~15の整数である)、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH)-、-NH-、-O-、-COO-、-OCO-又は-((CHa1-Am1-を表す。このうち、複数のa1はそれぞれ独立して1~15の整数であり、複数のAはそれぞれ独立して酸素原子又は-COO-を表し、mは1~2である。Xは単結合、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH)-、-NH-、-O-、-CHO-、-COO-又は-OCO-を表す。Xは-CONH-、-NHCO-、-O-、-COO-又は-OCO-を表す。
及びGは、それぞれ独立して、フェニレン、ビフェニレン、ナフタレンなどの炭素数6~12の2価の芳香族基又はシクロプロピレン、シクロヘキシレンなどの炭素数3~8の2価の脂環式基から選ばれる2価の環状基を表す。該環状基上の任意の水素原子は、炭素数1~3のアルキル基、炭素数1~3のアルコキシ基、炭素数1~3のフッ素含有アルキル基、炭素数1~3のフッ素含有アルコキシ基又はフッ素原子で置換されていてもよい。kは0または1を表し、m及びnは、それぞれ独立して、0~3の整数であって、m及びnの合計は1~4である。
は、炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のアルコキシ基又は炭素数2~20のアルコキシアルキル基を表す。Rを形成する任意の水素はフッ素で置換されていてもよい。
は炭素数1~20のアルキル基又は炭素数2~20のアルコキシアルキル基を表し、Rを形成する任意の水素はフッ素で置換されていてもよい。Rはステロイド骨格を有する構造を表す。
Figure 0007552582000008
X represents a single bond, -O-, -C( CH3 ) 2- , -NH-, -CO-, -NHCO-, -COO-, -( CH2 ) m- , -SO2-, -O-( CH2 ) m -O-, -O-C( CH3 ) 2- , -CO- ( CH2 ) m- , -NH-( CH2 ) m- , -SO2- ( CH2 )m-, -CONH-( CH2 ) m- , -CONH-( CH2 ) m- NHCO- or -COO-( CH2 ) m - OCO-.
X 1 and X 2 each independently represent a single bond, -(CH 2 ) a - (a is an integer of 1 to 15), -CONH-, -NHCO-, -CON(CH 3 )-, -NH-, -O-, -COO-, -OCO-, or -((CH 2 ) a1 -A 1 ) m1 -. Among these, a1's each independently represent an integer of 1 to 15, A 1 's each independently represent an oxygen atom or -COO-, and m 1 is 1 to 2. X 3 represents a single bond, -CONH-, -NHCO-, -CON(CH 3 )-, -NH-, -O-, -CH 2 O-, -COO-, or -OCO-. X 4 represents -CONH-, -NHCO-, -O-, -COO-, or -OCO-.
G1 and G2 each independently represent a divalent cyclic group selected from divalent aromatic groups having 6 to 12 carbon atoms, such as phenylene, biphenylene, and naphthalene, and divalent alicyclic groups having 3 to 8 carbon atoms, such as cyclopropylene and cyclohexylene. Any hydrogen atom on the cyclic group may be substituted with an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, a fluorine-containing alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, or a fluorine atom. k represents 0 or 1, m and n each independently represent an integer of 0 to 3, and the sum of m and n is 1 to 4.
R1 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or an alkoxyalkyl group having 2 to 20 carbon atoms. Any hydrogen forming R1 may be substituted with fluorine.
R2 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an alkoxyalkyl group having 2 to 20 carbon atoms, and any hydrogen atom forming R2 may be substituted with a fluorine atom. R3 represents a structure having a steroid skeleton.

Figure 0007552582000009
nは2~10の整数を表す。
Figure 0007552582000009
n represents an integer of 2 to 10.

上記窒素含有複素環の具体例としては、ピロール、イミダゾール、ピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、カルバゾール、ベンゾイミダゾール、ピペリジン、ピペラジン、ピロリジン、ヘキサメチレンイミンなどが挙げられ、ジフェニルアミン構造としては、ジフェニルアミン、N-メチルジフェニルアミン又はN-tert-ブトキシカルボニルジフェニルアミンなどの構造が挙げられる。窒素含有ジアミンの具体例としては、2,6-ジアミノピリジン、3,4-ジアミノピリジン、3,5-ジアミノ-N-(ピリジン-3-イルメチル)ベンズアミド、2,4-ジアミノピリミジン、3,6-ジアミノカルバゾール、N-メチル-3,6-ジアミノカルバゾール、ビス(4-アミノフェニル)アミン、N,N-ビス(4-アミノフェニル)メチルアミン、N,N’-ビス(4-アミノフェニル)-ベンジジン、N,N’-ビス(4-アミノフェニル)-N,N’-ジメチルベンジジン、1,4-ビス(4-アミノフェニル)-ピペラジン、4-(4-アミノフェノキシカルボニル)-1-(4-アミノフェニル)ピペリジン、4,4’-[4,4’-プロパン-1,3-ジイルビス(ピペリジン-1,4-ジイル)]ジアニリン、下記式(z-1)~(z-19)で表されるジアミン等が挙げられる。 Specific examples of the nitrogen-containing heterocycle include pyrrole, imidazole, pyridine, pyrimidine, pyridazine, pyrazine, carbazole, benzimidazole, piperidine, piperazine, pyrrolidine, and hexamethyleneimine, and examples of the diphenylamine structure include diphenylamine, N-methyldiphenylamine, and N-tert-butoxycarbonyldiphenylamine. Specific examples of the nitrogen-containing diamine include 2,6-diaminopyridine, 3,4-diaminopyridine, 3,5-diamino-N-(pyridin-3-ylmethyl)benzamide, 2,4-diaminopyrimidine, 3,6-diaminocarbazole, N-methyl-3,6-diaminocarbazole, bis(4-aminophenyl)amine, N,N-bis(4-aminophenyl)methylamine, N,N'-bis(4-aminophenyl)methylamine, and N,N'-bis(4-aminophenyl)methylamine. )-benzidine, N,N'-bis(4-aminophenyl)-N,N'-dimethylbenzidine, 1,4-bis(4-aminophenyl)-piperazine, 4-(4-aminophenoxycarbonyl)-1-(4-aminophenyl)piperidine, 4,4'-[4,4'-propane-1,3-diylbis(piperidine-1,4-diyl)]dianiline, and diamines represented by the following formulas (z-1) to (z-19).

Figure 0007552582000010
Figure 0007552582000011
Bocはtert-ブトキシカルボニル基を表す。
Figure 0007552582000010
Figure 0007552582000011
Boc represents a tert-butoxycarbonyl group.

上記式(H)、(H2)、(H3)においてベンゼン環上の水素原子は、メチル基、エチル基などの炭素数1~5のアルキル基、メトキシ基などの炭素数1~5のアルコキシ基、フッ素原子などのハロゲン原子、トリフルオロメチル基などの炭素数1~5のハロゲン化アルキル基、-NR(R、Rはそれぞれ水素原子、メチル基又はtert-ブトキシカルボニル基を表す。)、シアノ基、ヒドロキシ基などの1価の有機基で置き換えてもよい。 In the above formulas (H), (H2), and (H3), the hydrogen atom on the benzene ring may be replaced by a monovalent organic group such as an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, such as a methyl group or an ethyl group; an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, such as a methoxy group; a halogen atom, such as a fluorine atom; a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, such as a trifluoromethyl group; -NR 1 R 2 (R 1 and R 2 each represent a hydrogen atom, a methyl group, or a tert-butoxycarbonyl group), a cyano group, or a hydroxyl group.

液晶配向性を高める観点から、上記式(H)で表されるジアミンの中でも、下記式(H-1)~(H-17)で表されるジアミンを用いてもよい。

Figure 0007552582000012
Figure 0007552582000013
(Rは水素原子、メチル基又はtert-ブトキシカルボニル基を表す。Bocは、tert-ブトキシカルボニル基を表す。) From the viewpoint of enhancing the liquid crystal alignment property, among the diamines represented by the above formula (H), diamines represented by the following formulas (H-1) to (H-17) may be used.
Figure 0007552582000012
Figure 0007552582000013
(R represents a hydrogen atom, a methyl group, or a tert-butoxycarbonyl group. Boc represents a tert-butoxycarbonyl group.)

液晶配向性を高める観点から、上記式(H2)で表されるジアミンの中でも、下記式(H2-1)~(H2-17)で表されるジアミンを用いてもよい。

Figure 0007552582000014
Figure 0007552582000015
Rは水素原子、メチル基、又はtert-ブトキシカルボニル基を表す。*は結合手を表す。Bocはtert-ブトキシカルボニル基を表す。 From the viewpoint of enhancing the liquid crystal alignment property, among the diamines represented by the above formula (H2), diamines represented by the following formulas (H2-1) to (H2-17) may be used.
Figure 0007552582000014
Figure 0007552582000015
R represents a hydrogen atom, a methyl group, or a tert-butoxycarbonyl group. * represents a bond. Boc represents a tert-butoxycarbonyl group.

液晶配向性を高める観点から、上記式(H3)で表されるジアミンの中でも、下記式(H3-1)~(H3-4)で表されるジアミンを用いてもよい。

Figure 0007552582000016
From the viewpoint of enhancing the liquid crystal alignment property, among the diamines represented by the above formula (H3), diamines represented by the following formulas (H3-1) to (H3-4) may be used.
Figure 0007552582000016

液晶配向性を高める観点から、ジアミン(V-1)~(V-3)の中でも、下記式(V2-1)~(V2-13)で表されるジアミンを用いてもよい。

Figure 0007552582000017
Figure 0007552582000018
式中、Xv1~Xv4、Xp1~Xp8は、はそれぞれ独立して、-(CH-(aは1~15の整数である)、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH)-、-NH-、-O-、-CHO-、-CHOCO-、-COO-、又は-OCO-を示し、Xv5は-O-、-CHO-、-CHOCO-、-COO-、又は-OCO-を示し、XV6~XV7、Xs1~Xs4はそれぞれ独立して、-O-、-COO-又は-OCO-を示す。X~Xは、単結合、-O-、-NH-、又は-O-(CH-O-を示し、Rv1~Rv4、R1a~R1hはそれぞれ独立して、炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のアルコキシ基または炭素数2~20のアルコキシアルキル基を示す。mは1~8の整数を表す。 From the viewpoint of enhancing the liquid crystal alignment property, among the diamines (V-1) to (V-3), diamines represented by the following formulas (V2-1) to (V2-13) may be used.
Figure 0007552582000017
Figure 0007552582000018
In the formula, X v1 to X v4 and X p1 to X p8 each independently represent -(CH 2 ) a - (a is an integer of 1 to 15), -CONH-, -NHCO-, -CON(CH 3 )-, -NH-, -O-, -CH 2 O-, -CH 2 OCO-, -COO-, or -OCO-; X v5 represents -O-, -CH 2 O-, -CH 2 OCO-, -COO-, or -OCO-; and X v6 to X v7 and X s1 to X s4 each independently represent -O-, -COO-, or -OCO-. X a to X f each represent a single bond, —O—, —NH—, or —O—(CH 2 ) m —O—, and R v1 to R v4 and R 1a to R 1h each independently represent an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or an alkoxyalkyl group having 2 to 20 carbon atoms. m represents an integer of 1 to 8.

TN型、STN型又は垂直配向型の液晶表示素子用の液晶配向剤に適用する場合、液晶配向性を高める観点から、上記重合体(A)は、Xが4価の有機基であり、Yが上記式(V1)~(V3)で表されるジアミンに由来する2価の有機基である上記式(1)で表される繰り返し単位及び上記式(2)で表される繰り返し単位からなる群から選ばれる繰り返し単位(以下、繰り返し単位(a)ともいう。)を1種以上含んでもよい。液晶配向性を高める観点から、繰り返し単位(a)の含有量は、合計で、重合体(A)の全繰り返し単位に対して、1モル%以上、又は3モル%以上、又は5モル%以上でもよい。 When applied to a liquid crystal aligning agent for a TN-type, STN-type or vertical alignment type liquid crystal display element, from the viewpoint of enhancing liquid crystal alignment, the polymer (A) may contain one or more repeating units (hereinafter also referred to as repeating units (a)) selected from the group consisting of repeating units represented by the above formula (1) and repeating units represented by the above formula (2), in which X 1 is a tetravalent organic group and Y 1 is a divalent organic group derived from a diamine represented by the above formulas (V1) to (V3). From the viewpoint of enhancing liquid crystal alignment, the content of the repeating units (a) may be 1 mol % or more, 3 mol % or more, or 5 mol % or more in total, based on the total repeating units of the polymer (A).

PSA型の液晶表示素子用の液晶配向剤に適用する場合、液晶配向性を高める観点から、上記重合体(A)は、Xが4価の有機基であり、Yが上記ラジカル開始機能を有するジアミン及び上記光重合性基を末端に有するジアミンからなる群から選ばれるジアミンに由来する2価の有機基である上記式(1)で表される繰り返し単位及び上記式(2)で表される繰り返し単位からなる群から選ばれる繰り返し単位(以下、繰り返し単位(b)ともいう。)を1種以上含んでもよい。液晶配向性を高める観点から、繰り返し単位(b)の含有量は、合計で、重合体(A)の全繰り返し単位に対して、1モル%以上、又は3モル%以上、又は5モル%以上でもよい。この場合において、重合体(A)は、繰り返し単位(a)を1種以上併用してよい。繰り返し単位(a)及び繰り返し単位(b)の含有量の上限値はそれぞれ、重合体(A)の全繰り返し単位に対して、99モル%以下、又は97モル%以下、又は95モル%以下でもよい。尚、この場合において、上記繰り返し単位(a)、繰り返し単位(b)以外のその他の繰り返し単位を目的に応じて含んでもよい。 When applied to a liquid crystal alignment agent for a PSA type liquid crystal display element, from the viewpoint of enhancing liquid crystal alignment, the polymer (A) may contain one or more repeating units (hereinafter also referred to as repeating units (b)) selected from the group consisting of repeating units represented by the above formula ( 1 ) and repeating units represented by the above formula (2), in which X 1 is a tetravalent organic group and Y 1 is a divalent organic group derived from a diamine selected from the group consisting of diamines having the above radical initiation function and diamines having the above photopolymerizable group at their ends. From the viewpoint of enhancing liquid crystal alignment, the content of the repeating unit (b) may be 1 mol% or more, 3 mol% or more, or 5 mol% or more in total, based on the total repeating units of the polymer (A). In this case, the polymer (A) may use one or more repeating units (a) in combination. The upper limit of the content of the repeating unit (a) and the repeating unit (b) may be 99 mol% or less, 97 mol% or less, or 95 mol% or less, based on the total repeating units of the polymer (A). In this case, repeating units other than the repeating units (a) and (b) may be contained depending on the purpose.

IPS型又はFFS型の液晶表示素子用の液晶配向剤に適用する場合、液晶配向性を高める観点から、上記重合体(A)は、Xが4価の有機基であり、Yがp-フェニレンジアミン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-ジアミノアゾベンゼン、2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、上記式(H)で表されるジアミン及び上記式(H2)~(H3)で表されるジアミンからなる群から選ばれるジアミンに由来する2価の有機基である上記式(1)で表される繰り返し単位及び上記式(2)で表される繰り返し単位からなる群から選ばれる繰り返し単位(以下、繰り返し単位(c)ともいう。)を1種以上含んでもよい。液晶配向性を高める観点から、繰り返し単位(c)の含有量は、合計で、重合体(A)の全繰り返し単位に対して、5モル%以上、又は10モル%以上でもよい。 When the polymer (A) is applied to a liquid crystal aligning agent for an IPS-type or FFS-type liquid crystal display device, from the viewpoint of enhancing the liquid crystal alignment property, X1 is a tetravalent organic group, and Y The repeating unit represented by the formula (1) and the repeating unit represented by the formula (2) above may contain one or more repeating units (hereinafter also referred to as repeating unit (c)). 1 is a divalent organic group derived from a diamine selected from the group consisting of p-phenylenediamine, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylether, 4,4'-diaminoazobenzene, 2,2'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene, 1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene, bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]ether, 4,4'-bis(4-aminophenoxy)biphenyl, diamines represented by the formula (H) above, and diamines represented by the formulas (H2) to (H3). From the viewpoint of improving the liquid crystal alignment property, the content of the repeating unit (c) may be 5 mol % or more, or 10 mol % or more in total, based on all the repeating units of the polymer (A).

液晶配向剤により形成した塗膜に対して光配向法により液晶配向能を付与する場合、上記重合体(A)は、Xが4価の有機基であり、Yが上記光配向性構造を有するジアミン、上記炭素-炭素不飽和結合を有するジアミン、上記アゾベンゼン骨格を有するジアミン及び上記光反応性を有するジアミンからなる群から選ばれるジアミンに由来する2価の有機基である上記式(1)で表される繰り返し単位及び上記式(2)で表される繰り返し単位からなる群から選ばれる繰り返し単位(以下、繰り返し単位(d)ともいう。)を1種以上含んでもよい。液晶配向能を付与する観点から、繰り返し単位(d)の含有量は、合計で、重合体(A)の全繰り返し単位に対して、20モル%以上、又は30モル%以上であってもよい。また、光配向法により液晶配向能を付与し、高い電圧保持率を維持する観点から、上記重合体(A)は、Xが上記式(4a)~(4c)、(4f)~(4g)であり、Yが2価の有機基である上記式(1)で表される繰り返し単位及び上記式(2)で表される繰り返し単位からなる群から選ばれる繰り返し単位(以下、繰り返し単位(e)ともいう。)を1種以上含んでもよい。繰り返し単位(e)の含有量は、合計で、重合体(A)の全繰り返し単位に対して、5モル%以上、又は10モル%以上であってもよい。 When imparting liquid crystal alignment ability to a coating film formed by a liquid crystal alignment agent by a photoalignment method, the polymer (A) may contain one or more repeating units (hereinafter also referred to as repeating units (d)) selected from the group consisting of repeating units represented by the above formula ( 1 ) and repeating units represented by the above formula (2) in which X 1 is a tetravalent organic group and Y 1 is a divalent organic group derived from a diamine selected from the group consisting of a diamine having the above photoalignment structure, a diamine having a carbon-carbon unsaturated bond, a diamine having an azobenzene skeleton, and a diamine having the above photoreactivity. From the viewpoint of imparting liquid crystal alignment ability, the content of the repeating unit (d) may be 20 mol% or more, or 30 mol% or more in total, based on the total repeating units of the polymer (A). In addition, from the viewpoint of imparting liquid crystal alignment ability by a photoalignment method and maintaining a high voltage retention rate, the polymer (A) may contain one or more repeating units (hereinafter also referred to as repeating units (e)) selected from the group consisting of repeating units represented by the above formula (1) and repeating units represented by the above formula (2), in which X1 is any of the above formulas (4a) to (4c), (4f) to (4g), and Y1 is a divalent organic group. The content of the repeating units (e) may be 5 mol% or more, or 10 mol% or more in total, based on the total repeating units of the polymer (A).

蓄積電荷が少ない観点から、上記重合体(A)は、Xが4価の有機基であり、Yが窒素含有ジアミンに由来する2価の有機基である上記式(1)で表される繰り返し単位及び上記式(2)で表される繰り返し単位からなる群から選ばれる繰り返し単位(以下、繰り返し単位(n)ともいう。)を1種以上含んでもよい。繰り返し単位(n)の含有量は、合計で、重合体(A)の全繰り返し単位に対して、5モル%以上、又は10モル%以上であってもよい。 From the viewpoint of low accumulated charge, the polymer (A) may contain one or more repeating units (hereinafter also referred to as repeating units (n)) selected from the group consisting of repeating units represented by the above formula (1) and repeating units represented by the above formula (2), in which X1 is a tetravalent organic group and Y1 is a divalent organic group derived from a nitrogen-containing diamine. The content of the repeating units (n) may be 5 mol% or more, or 10 mol% or more in total, based on the total repeating units of the polymer (A).

本発明の液晶配向剤は、1種類の重合体(A)を含有してもよく、2種類以上の重合体(A)を含有してもよい。重合体(A)が2種類以上である場合の具体例を挙げると、蓄積電荷が少なく、物理的摩擦で発生する輝点を抑制できる観点から、繰り返し単位(t)及び(a)~(e)のいずれか一つの繰り返し単位を有する重合体を少なくとも1種類以上含有する態様が挙げられる。また、蓄積電荷が少ない観点から、繰り返し単位(n)を有する重合体を少なくとも1種以上含有する態様が挙げられる。尚、重合体(A)が2種類からなる場合、第1の重合体と第2の重合体の配合比率((第1の重合体)/(第2の重合体))は、液晶配向性を高め、蓄積電荷が少なく、物理的摩擦で発生する輝点を抑制できる観点から、質量比で5/95~95/5、又は10/90~90/10、又は20/80~80/20であってもよいThe liquid crystal alignment agent of the present invention may contain one type of polymer (A) or may contain two or more types of polymer (A). Specific examples of the case where the polymer (A) is of two or more types include an embodiment in which at least one type of polymer having the repeating unit (t) and any one of the repeating units (a) to (e) is contained, from the viewpoint of low accumulated charge and suppression of bright spots caused by physical friction. In addition, an embodiment in which at least one type of polymer having the repeating unit (n) is contained, from the viewpoint of low accumulated charge. In addition, when the polymer (A) is composed of two types, the blending ratio of the first polymer and the second polymer ((first polymer)/(second polymer)) may be 5/95 to 95/5, 10/90 to 90/10, or 20/80 to 80/20 by mass, from the viewpoint of improving the liquid crystal alignment, low accumulated charge, and suppression of bright spots caused by physical friction.

<化合物(B)>
本発明の液晶配向剤は、上記化合物(B)を含有する。上記化合物(B)は分子内に窒素原子を含む塩基性部位を有するため、焼成時における重合体(A)のイミド化率を高め、得られる液晶配向膜は高い電圧保持率を有する。また、メチロール基を分子内に有するため、重合体(A)と上記化合物(B)との間、若しくは上記化合物(B)同士のいずれかにおいて架橋反応が生じるため、得られる液晶配向膜の膜強度を高めることができる。よって本発明の液晶配向膜を具備する液晶表示素子は、スペーサーによるこすり付けなど物理的摩擦が発生した際でも輝点を最小にできる。また、上記化合物(B)は、液晶配向膜の架橋密度を高める効果が得られることから、基板由来の不純物成分を捕捉する能力に優れるため、得られる液晶配向膜は高い電圧保持率を示す液晶表示素子が得られる。また、上記化合物(B)はフェニレン部位を分子内に有するため、液晶配向膜内での電荷移動が促進され、蓄積電荷の少ない液晶配向膜を得ることができる。
<Compound (B)>
The liquid crystal alignment agent of the present invention contains the compound (B). The compound (B) has a basic site containing a nitrogen atom in the molecule, which increases the imidization rate of the polymer (A) during baking, and the resulting liquid crystal alignment film has a high voltage retention rate. In addition, since the compound (B) has a methylol group in the molecule, a crosslinking reaction occurs between the polymer (A) and the compound (B) or between the compounds (B), so that the film strength of the resulting liquid crystal alignment film can be increased. Therefore, the liquid crystal display element having the liquid crystal alignment film of the present invention can minimize bright spots even when physical friction such as rubbing by a spacer occurs. In addition, the compound (B) has the effect of increasing the crosslink density of the liquid crystal alignment film, and therefore has excellent ability to capture impurity components derived from the substrate, and therefore the resulting liquid crystal alignment film has a high voltage retention rate. In addition, since the compound (B) has a phenylene site in the molecule, charge transfer in the liquid crystal alignment film is promoted, and a liquid crystal alignment film with less accumulated charge can be obtained.

上記塩基性部位とは、共役酸のpKaが-3以上となるような部位を意味している。このpKaは、-3~15の範囲内にあることが好ましく、0~15の範囲内にあることがより好ましい。なお、このpKaは、ACD/ChemSketch(ACD/Labs 8.00 Release Product Version:8.08)により求めた計算値を意味している。
上記塩基性部位は、例えば、第二級アミン、又は第三級アミンから水素原子を1つ又は2つ除いた基及び含窒素複素環基からなる群より選ばれる構造を含んでいる。第二級アミン、又は第三級アミンとしては、脂肪族アミン、芳香族アミンなどを挙げることができる。
芳香族アミンとしては、ベンゼン環などの芳香環が少なくとも1つ窒素原子に結合した構造が挙げられる。上記ベンゼン環上の水素原子は、無置換であっても、1価の有機基で置換されていてもよく、1価の有機基としては例えばハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等)、メチル基などの炭素数1~5のアルキル基、メトキシ基などの炭素数1~5のアルコキシ基、ニトロ基、水酸基、アミノ基、メルカプト基、ニトロソ基、アルキルシリル基、アルコキシシリル基、シラノール基、スルフィノ基、ホスフィノ基、カルボキシル基、シアノ基、スルホ基、アシル基、「-R-OH」基(Rは、炭素数1~4のアルカンジイル基)などが挙げられる。
The basic site means a site in which the pKa of the conjugate acid is −3 or more. This pKa is preferably within the range of −3 to 15, and more preferably within the range of 0 to 15. This pKa means a calculated value obtained by ACD/ChemSketch (ACD/Labs 8.00 Release Product Version: 8.08).
The basic site includes, for example, a structure selected from the group consisting of a secondary amine, a group in which one or two hydrogen atoms have been removed from a tertiary amine, and a nitrogen-containing heterocyclic group. Examples of the secondary amine or tertiary amine include an aliphatic amine and an aromatic amine.
Examples of aromatic amines include structures in which at least one aromatic ring, such as a benzene ring, is bonded to a nitrogen atom. The hydrogen atom on the benzene ring may be unsubstituted or substituted with a monovalent organic group, and examples of the monovalent organic group include halogen atoms (fluorine atoms, chlorine atoms, bromine atoms, iodine atoms, etc.), alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms such as a methyl group, alkoxy groups having 1 to 5 carbon atoms such as a methoxy group, a nitro group, a hydroxyl group, an amino group, a mercapto group, a nitroso group, an alkylsilyl group, an alkoxysilyl group, a silanol group, a sulfino group, a phosphino group, a carboxyl group, a cyano group, a sulfo group, an acyl group, and a "-R 1 -OH" group (R 1 is an alkanediyl group having 1 to 4 carbon atoms).

含窒素複素環は単環式であってもよく、多環式であってもよい。含窒素複素環の具体例としては、ピロール、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾール、ピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、インドール、ベンゾイミダゾール、プリン、キノリン、イソキノリン、ナフチリジン、キノキサリン、フタラジン、トリアジン、チアゾール、イソチアゾール、ベンゾチアゾール、5,6,7,8-テトラヒドロキノリン、ピペリジン、ピペラジン、ピロリジン、ヘキサメチレンイミン、デカヒドロキノリン、イミダゾリン、カルバゾール等が挙げられる。
上記式(b)で表される部分構造において、Rの炭素数1~4のアルカンジイル基としては、メチレン基、エチレン基、プロパンジイル基、ブタンジイル基等が挙げられる。架橋効果が高い観点から、中でもメチレン基が好ましい。mは、架橋効果が高い観点から、2であることが好ましい。
上記化合物(B)は、合成が容易である観点から、下記式(B1)、(B2-1)~(B2-2)、及び(B3-1)~(B3-3)からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物であることが好ましい。

Figure 0007552582000019
The nitrogen-containing heterocycle may be a monocyclic or polycyclic one. Specific examples of the nitrogen-containing heterocycle include pyrrole, imidazole, pyrazole, triazole, pyridine, pyrimidine, pyridazine, pyrazine, indole, benzimidazole, purine, quinoline, isoquinoline, naphthyridine, quinoxaline, phthalazine, triazine, thiazole, isothiazole, benzothiazole, 5,6,7,8-tetrahydroquinoline, piperidine, piperazine, pyrrolidine, hexamethyleneimine, decahydroquinoline, imidazoline, and carbazole.
In the partial structure represented by the above formula (b), examples of the alkanediyl group having 1 to 4 carbon atoms for R 1 include a methylene group, an ethylene group, a propanediyl group, and a butanediyl group. Among these, a methylene group is preferred from the viewpoint of a high crosslinking effect. m 1 is preferably 2 from the viewpoint of a high crosslinking effect.
From the viewpoint of ease of synthesis, the compound (B) is preferably at least one compound selected from the group consisting of the following formulae (B1), (B2-1) to (B2-2), and (B3-1) to (B3-3).
Figure 0007552582000019

は、炭素数1~4のアルカンジイル基を表す。Lは、下記式(L1-1)~(L1-3)から選ばれる2価の有機基を表す。S21a、S21bは、それぞれ独立して、下記式(2S-1)又は下記式(2S-2)で表される(m2a+2)又は(m2b+2)価の有機基を表す。S22、S32は、それぞれ独立して、単結合、-O-、-CO-、-CH-、-CH(CH)-、-C(CH-、-(CH-(nは2~20の整数を表す。)、又は上記-(CH-の隣り合わないCHが、-O-、-CO-、-CH(CH)-、又は-C(CH-で置き換えられた2価の有機基を表す。
31aは、単結合、-O-、-CH-、-CH(CH)-、-C(CH-、-(CH-(nは2~18の整数)、-CO-、-C≡C-、-CH=CH-、フェニレン基、上記式(M-1)~(M-10)から選ばれる2価の有機基、又は上記-(CH-の任意のCHが、-O-、-CH(CH)-、-C(CH-、-CO-、フェニレン基、又は上記式(M-1)~(M-11)から選ばれる2価の有機基で置き換えられた2価の有機基を表す。
31bは、S31aで定義した2価の有機基の他、上記式(M-11)で表される2価の有機基、-C(R322-m3b(Q3bm3b-(m3bは1~2の整数を表す。R32は水素原子又は炭素数1~5のアルキル基を表す。)を表す。
、R31、R33は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1~5のアルキル基を表す。
R 1 represents an alkanediyl group having 1 to 4 carbon atoms. L 1 represents a divalent organic group selected from the following formulae (L1-1) to (L1-3). S 21a and S 21b each independently represent a (m 2a +2) or (m 2b +2)-valent organic group represented by the following formula (2S-1) or (2S-2). S 22 and S 32 each independently represent a single bond, -O-, -CO-, -CH 2 -, -CH(CH 3 )-, -C(CH 3 ) 2 -, -(CH 2 ) n - (n represents an integer of 2 to 20), or a divalent organic group in which non-adjacent CH 2 in the -(CH 2 ) n - is replaced with -O-, -CO-, -CH(CH 3 )-, or -C(CH 3 ) 2 -.
S 31a represents a single bond, -O-, -CH 2 -, -CH(CH 3 )-, -C(CH 3 ) 2 -, -(CH 2 ) n - (n is an integer of 2 to 18), -CO-, -C≡C-, -CH═CH-, a phenylene group, a divalent organic group selected from the above formulas (M-1) to (M-10), or a divalent organic group in which any CH 2 in the above -(CH 2 ) n - is replaced by -O-, -CH(CH 3 )-, -C(CH 3 ) 2 -, -CO-, a phenylene group, or a divalent organic group selected from the above formulas (M-1) to (M-11).
S 31b represents a divalent organic group defined for S 31a , as well as a divalent organic group represented by the above formula (M-11), -C(R 32 ) 2-m3b (Q 3b ) m3b - (m 3b represents an integer of 1 to 2, and R 32 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms).
R 2 , R 31 and R 33 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.

2a、Q2b、Q3a、Q3bは、それぞれ独立して、下記式(Q-1)~(Q-17)から選ばれる1価の有機基を表す。但し、S22、S32がそれぞれ単結合である場合、Q2a、Q3aは、(Q-1)、(Q-3)、(Q-7)~(Q-13)又は(Q-17)から選ばれる1価の有機基を表す。
、lは、それぞれ独立して、1~2の整数を表す。
は、1~2の整数を表し、複数のmは同一でも異なってもよい。m2a、m2bは、それぞれ独立して、1~2の整数を表す。

Figure 0007552582000020
Mは、下記式(M-1)~(M-11)から選ばれる2価の有機基を表す。R、Rはそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表す。T、Tはそれぞれ独立に、単結合、-O-、-NR-(Rは水素原子又はメチル基を表す。)、-CONR-(Rは水素原子又はメチル基を表す。)、-NRCONR-(Rは水素原子又はメチル基を表す。)、フェニレン基、-CH-、-CH(CH)-、-C(CH-、-(CH-(nは2~20の整数)、又は上記-(CH-の任意のCHが、-CH(CH)-、-C(CH-)、-O-、-NR-(Rは水素原子又はメチル基を表す。)、-CONR-(Rは水素原子又はメチル基を表す。)、-NRCONR-(Rは水素原子又はメチル基を表す。)、又はフェニレン基で置き換えられた2価の有機基を表す。また、フェニレン基上の任意の水素原子は1価の有機基で置き換えられてもよい。
は、-CH-、-CH(CH)-、-C(CH-、-(CH-(nは2~18の整数)、フェニレン基、又は上記-(CH-の任意のCHが、-O-、-CH(CH)-、-C(CH-、-CONR-(Rは水素原子又はメチル基を表す。)、-NRCONR-(Rは水素原子又はメチル基を表す。)、フェニレン基で置き換えられた2価の有機基を表す。n1は、1~3の整数を表す。n3は0~1の整数を表す。
Figure 0007552582000021
、R、R、Rはそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表す。*1は結合手を表し、*2は炭素原子と結合する結合手を表す。
Figure 0007552582000022
Q 2a , Q 2b , Q 3a and Q 3b each independently represent a monovalent organic group selected from the following formulas (Q-1) to (Q-17): provided that when S 22 and S 32 are each a single bond, Q 2a and Q 3a represent a monovalent organic group selected from (Q-1), (Q-3), (Q-7) to (Q-13) or (Q-17).
l 2 and l 3 each independently represent an integer of 1 or 2.
m 1 represents an integer of 1 or 2, and multiple m 1 may be the same or different. m 2a and m 2b each independently represent an integer of 1 or 2.
Figure 0007552582000020
M represents a divalent organic group selected from the following formulae (M-1) to (M-11): R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group. T 1 and T 2 each independently represent a single bond, -O-, -NR- (R represents a hydrogen atom or a methyl group), -CONR- (R represents a hydrogen atom or a methyl group), -NRCONR- (R represents a hydrogen atom or a methyl group), a phenylene group, -CH 2 -, -CH(CH 3 )-, -C(CH 3 ) 2 -, -(CH 2 ) n - (n is an integer from 2 to 20), or a divalent organic group in which any CH 2 in the above-(CH 2 ) n - is replaced by -CH(CH 3 )-, -C(CH 3 ) 2 -), -O-, -NR- (R represents a hydrogen atom or a methyl group), -CONR- (R represents a hydrogen atom or a methyl group), -NRCONR- (R represents a hydrogen atom or a methyl group), or a phenylene group. In addition, any hydrogen atom on the phenylene group may be replaced with a monovalent organic group.
T3 represents -CH2- , -CH( CH3 )-, -C( CH3 ) 2- , -( CH2 ) n- (n is an integer from 2 to 18), a phenylene group, or a divalent organic group in which any CH2 in the -( CH2 ) n- is replaced by -O-, -CH( CH3 )-, -C( CH3 ) 2- , -CONR- (R represents a hydrogen atom or a methyl group), -NRCONR- (R represents a hydrogen atom or a methyl group) or a phenylene group. n1 represents an integer from 1 to 3. n3 represents an integer from 0 to 1.
Figure 0007552582000021
R 1 , R 2 , R 3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group. *1 represents a bond, and *2 represents a bond bonded to a carbon atom.
Figure 0007552582000022

*1は、窒素原子又は(Q2b)と結合する結合手を表し、*2はベンゼン環と結合する結合手を表す。nは1~2の整数を表す。AL11、AL12はそれぞれ独立して、単結合、-O-、-CH-、-CH(CH)-、-C(CH-、-(CH-(nは2~20の整数を表す。)、-COO-、-OCO-、-CONR-(Rは水素原子又はメチル基を表す。)、又は上記-(CH-の任意のCHが、-O-、-CH(CH)-、-C(CH-、-COO-、-OCO-、-CONR-(Rは水素原子又はメチル基を表す。)で置き換えられた2価の有機基を表す。AL12が複数存在する場合、複数のAL12は同一でも異なってもよい。AS11、AS21はそれぞれ独立して、単結合、-O-、-CO-、-CH-、-CH(CH)-、-C(CH-、-(CH-(nは2~20の整数を表す。)、フェニレン基、又は上記-(CH-の任意のCHが、-CH(CH)-、-C(CH-、-O-、-CO-、フェニレン基で置き換えられた2価の有機基を表す。Rは水素原子、水酸基又はメチル基を表す。pは1~2の整数を表す。

Figure 0007552582000023
*1 represents a bond bonded to a nitrogen atom or (Q 2b ), and *2 represents a bond bonded to a benzene ring. n represents an integer of 1 to 2. A L11 and A L12 each independently represent a single bond, -O-, -CH 2 -, -CH(CH 3 )-, -C(CH 3 ) 2 -, -(CH 2 ) n - (n represents an integer of 2 to 20), -COO-, -OCO-, -CONR- (R represents a hydrogen atom or a methyl group), or a divalent organic group in which any CH 2 in the -(CH 2 ) n - is replaced by -O-, -CH(CH 3 )-, -C(CH 3 ) 2 -, -COO-, -OCO-, or -CONR- (R represents a hydrogen atom or a methyl group). When a plurality of A L12 are present, the plurality of A L12 may be the same or different. A S11 and A S21 each independently represent a single bond, -O-, -CO-, -CH 2 -, -CH(CH 3 )-, -C(CH 3 ) 2 -, -(CH 2 ) n - (n represents an integer of 2 to 20), a phenylene group, or a divalent organic group in which any CH 2 in the -(CH 2 ) n - is replaced by -CH(CH 3 )-, -C(CH 3 ) 2 -, -O-, -CO-, or a phenylene group. R L represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, or a methyl group. p represents an integer of 1 to 2.
Figure 0007552582000023

、R、R、Rは、水素原子又はメチル基を表す。R16、R17はフェニル基を表す。*1は結合手を表し、*2は炭素原子と結合する結合手を表す。
におけるフェニレン基上の水素原子は、メチル基、エチル基などの炭素数1~5のアルキル基、メトキシ基などの炭素数1~5のアルコキシ基、フッ素原子などのハロゲン原子、トリフルオロメチル基などの炭素数1~5のハロゲン化アルキル基、-NR(R、Rはそれぞれ水素原子、メチル基、tert-ブトキシカルボニル基を表す。)、シアノ基、ヒドロキシ基などの1価の有機基で置き換えてもよい。
R 1 , R 3 , R 7 and R 8 each represent a hydrogen atom or a methyl group. R 16 and R 17 each represent a phenyl group. *1 represents a bond, and *2 represents a bond bonded to a carbon atom.
The hydrogen atom on the phenylene group in L1 may be replaced by a monovalent organic group such as an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, such as a methyl group or an ethyl group; an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, such as a methoxy group; a halogen atom, such as a fluorine atom; a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, such as a trifluoromethyl group ; -NR1R2 ( R1 and R2 each represent a hydrogen atom, a methyl group, or a tert-butoxycarbonyl group), a cyano group, or a hydroxyl group.

上記式(M-1)~(M-11)で表される2価の有機基、上記式(Q-1)~(Q-17)で表される1価の有機基において、ベンゼン環、複素環上の任意の水素原子は1価の有機基で置き換えられてもよく、このような1価の有機基の具体例としては、上記Lにおけるフェニレン基上の水素原子を置換する1価の有機基として例示した構造が挙げられる。
上記式(B1)において、合成が容易である観点から、Lは中でも下記式(L1-a-1)~(L1-a-12)、(L1-b-1)~(L1-b-3)又は(L1-c-1)~(L1-c-3)としてもよい。

Figure 0007552582000024
Figure 0007552582000025
In the divalent organic groups represented by the above formulas (M-1) to (M-11) and the monovalent organic groups represented by the above formulas (Q-1) to (Q-17), any hydrogen atom on the benzene ring or heterocycle may be replaced with a monovalent organic group, and specific examples of such monovalent organic groups include the structures exemplified as the monovalent organic group substituting a hydrogen atom on the phenylene group in the above L1 .
In the above formula (B1), from the viewpoint of ease of synthesis, L 1 may be any of the following formulae (L1-a-1) to (L1-a-12), (L1-b-1) to (L1-b-3), or (L1-c-1) to (L1-c-3).
Figure 0007552582000024
Figure 0007552582000025

上記AL11、AL12は、合成が容易である観点から、単結合、-O-、-CH-、-(CH-(nは2~20の整数を表す。)、-COO-、-OCO-、-CONR-(Rは水素原子又はメチル基を表す。)、又は上記-(CH-の任意のCHが、-O-、-CONR-(Rは水素原子又はメチル基を表す。)で置き換えられた2価の有機基が好ましい。
上記S21aは、合成が容易である観点から、中でも下記式(S21a-1-1)~(S21a-1-5)又は(S21a-2-1)としてもよい。

Figure 0007552582000026
From the viewpoint of ease of synthesis, A L11 and A L12 are preferably a single bond, -O-, -CH 2 -, -(CH 2 ) n - (n represents an integer of 2 to 20), -COO-, -OCO-, -CONR- (R represents a hydrogen atom or a methyl group), or a divalent organic group in which any CH 2 in the -(CH 2 ) n - is replaced by -O- or -CONR- (R represents a hydrogen atom or a methyl group).
From the viewpoint of ease of synthesis, the above S 21a may be represented by any of the following formulae (S 21a -1-1) to (S 21a -1-5) or (S 21a -2-1).
Figure 0007552582000026

*1は窒素原子と結合する結合手を表し、*2はベンゼン環と結合する結合手を表す。
上記S21bは、合成が容易である観点から、中でも上記式(S21a-1-1)~(S21a-1-5)、(S21a-2-1)、下記式(S21b-1-1)としてもよい。但し、上記式(S21a-1-1)~(S21a-1-5)、(S21a-2-1)において、*1は、(Q2b)と結合する結合手を表し、*2はベンゼン環と結合する結合手を表す。

Figure 0007552582000027
*1 represents a bond bonded to the nitrogen atom, and *2 represents a bond bonded to the benzene ring.
From the viewpoint of ease of synthesis, the above S 21b may be represented by the above formulae (S 21a -1-1) to (S 21a -1-5 ), (S 21a -2-1), or the following formula (S 21b -1-1), in which *1 represents a bond bonded to (Q 2b ) , and *2 represents a bond bonded to the benzene ring.
Figure 0007552582000027

*1は、窒素原子又は(Q2b)と結合する結合手を表し、*2はベンゼン環と結合する結合手を表す。
上記S31aは、合成が容易である観点から、中でも単結合、下記式(S31a-1)~(S31a-5)としてもよい。

Figure 0007552582000028
*1は、窒素原子と結合する結合手を表し、*2はベンゼン環と結合する結合手を表す。Mは上記式(M-1)~(M-10)から選ばれる基を表す。
上記S31bは、合成が容易である観点から、中でも単結合、-O-、上記式(S31a-1)~(S31a-5)、下記式(S31b-1)~(S31b-5)としてもよい。但し、上記式(S31a-1)~(S31a-5)において、*1は、(Q3b)と結合する結合手を表し、*2はベンゼン環と結合する結合手を表す。
Figure 0007552582000029
*1 represents a bond bonding to a nitrogen atom or (Q 2b ), and *2 represents a bond bonding to a benzene ring.
From the viewpoint of ease of synthesis, the above S 31a may be a single bond or any of the following formulae (S 31a -1) to (S 31a -5).
Figure 0007552582000028
*1 represents a bond bonded to a nitrogen atom, *2 represents a bond bonded to a benzene ring, and M represents a group selected from the above formulas (M-1) to (M-10).
From the viewpoint of ease of synthesis, S 31b may be a single bond, —O—, the above formulae (S 31a -1) to (S 31a -5), or the following formulae (S 31b -1 ) to (S 31b -5 ) , where *1 represents a bond bonded to (Q 3b ), and *2 represents a bond bonded to the benzene ring.
Figure 0007552582000029

*1は、Q3bと結合する結合手を表し、*2はベンゼン環と結合する結合手を表すMは上記式(M-1)~(M-10)から選ばれる基を表す。Q3bは上記式(B3-2)と同義である。
上記R33は、合成が容易である観点から、水素原子、メチル基又はエチル基としてもよい。
化合物(B)の好ましい具体例として、下記式(B1-1-1)~(B1-1-4)、(B1-2-1)~(B1-2-2)、(B1-3-1)~(B1-3-26)、(B2-1-1)~(B2-1-2)、(B2-2-1)~(B2-2-18)、(B3-1-1)~(B3-1-7)、(B3-2-1)~(B3-2-11)、(B3-3-1)で表される化合物を挙げることができる。

Figure 0007552582000030
Figure 0007552582000031
Figure 0007552582000032
Figure 0007552582000033
Figure 0007552582000034
Figure 0007552582000035
Figure 0007552582000036
Figure 0007552582000037
Figure 0007552582000038
Figure 0007552582000039
Figure 0007552582000040
*1 represents a bond bonded to Q 3b , *2 represents a bond bonded to the benzene ring, M represents a group selected from the above formulae (M-1) to (M-10), and Q 3b has the same meaning as the above formula (B3-2).
From the viewpoint of ease of synthesis, R 33 may be a hydrogen atom, a methyl group, or an ethyl group.
Preferred specific examples of compound (B) include compounds represented by the following formulas (B1-1-1) to (B1-1-4), (B1-2-1) to (B1-2-2), (B1-3-1) to (B1-3-26), (B2-1-1) to (B2-1-2), (B2-2-1) to (B2-2-18), (B3-1-1) to (B3-1-7), (B3-2-1) to (B3-2-11), and (B3-3-1).
Figure 0007552582000030
Figure 0007552582000031
Figure 0007552582000032
Figure 0007552582000033
Figure 0007552582000034
Figure 0007552582000035
Figure 0007552582000036
Figure 0007552582000037
Figure 0007552582000038
Figure 0007552582000039
Figure 0007552582000040

化合物(B)の好ましい含有量は、(A)成分100質量部あたり、0.1~40質量部であり、より好ましくは0.5~35質量部であり、更に好ましくは0.5~30質量部である。The preferred content of compound (B) is 0.1 to 40 parts by mass, more preferably 0.5 to 35 parts by mass, and even more preferably 0.5 to 30 parts by mass per 100 parts by mass of component (A).

<ポリアミック酸の製造方法>
本発明における重合体(A)は、例えば上記Xの構造を有するテトラカルボン酸誘導体と、上記Yの構造を有するジアミンとを、国際公開公報WO2013/157586に記載されるような公知の方法で反応させることにより得ることができる。
<Method of producing polyamic acid>
The polymer (A) in the present invention can be obtained, for example, by reacting a tetracarboxylic acid derivative having the above structure of X1 with a diamine having the above structure of Y1 by a known method such as that described in International Publication WO2013/157586.

[末端修飾剤]
本発明における重合体(A)を合成するに際して、上記の如きテトラカルボン酸誘導体及びジアミンとともに、適当な末端封止剤を用いて末端修飾型の重合体を合成することとしてもよい。
[Terminal Modifier]
In synthesizing the polymer (A) in the present invention, a terminal-modified polymer may be synthesized by using a suitable terminal-capping agent together with the above-mentioned tetracarboxylic acid derivative and diamine.

末端修飾剤としては、例えば無水マレイン酸、無水ナジック酸、無水フタル酸、無水イタコン酸、シクロヘキサンジカルボン酸無水物、3-ヒドロキシフタル酸無水物、トリメット酸無水物、下記式(m-1)~(m-6)で表される化合物、3-(3-トリメトキシシリル)プロピル)-3,4-ジヒドロフラン-2,5-ジオン、4,5,6,7-テトラフルオロイソベンゾフラン-1,3-ジオン、4-エチニルフタル酸無水物などの酸一無水物;

Figure 0007552582000041
二炭酸ジ-tert-ブチル、二炭酸ジアリルなどの二炭酸ジエステル化合物;アクリロイルクロリド、メタクリロイルクロリド、ニコチン酸クロリドなどのクロロカルボニル化合物;アニリン、2-アミノフェノール、3-アミノフェノール、4-アミノサリチル酸、5-アミノサリチル酸、6-アミノサリチル酸、2-アミノ安息香酸、3-アミノ安息香酸、4-アミノ安息香酸、シクロヘキシルアミン、n-ブチルアミン、n-ペンチルアミン、n-ヘキシルアミン、n-ヘプチルアミン、n-オクチルアミンなどのモノアミン化合物;エチルイソシアネート、フェニルイソシアネート、ナフチルイソシアネートなどのモノイソシアネート化合物などを挙げることができる。 Examples of the terminal modifier include acid monoanhydrides such as maleic anhydride, nadic anhydride, phthalic anhydride, itaconic anhydride, cyclohexanedicarboxylic anhydride, 3-hydroxyphthalic anhydride, trimellitic anhydride, compounds represented by the following formulas (m-1) to (m-6), 3-(3-trimethoxysilyl)propyl)-3,4-dihydrofuran-2,5-dione, 4,5,6,7-tetrafluoroisobenzofuran-1,3-dione, and 4-ethynylphthalic anhydride;
Figure 0007552582000041
Examples of the dicarbonate diester compounds include di-tert-butyl dicarbonate and diallyl dicarbonate; chlorocarbonyl compounds include acryloyl chloride, methacryloyl chloride and nicotinic acid chloride; monoamine compounds include aniline, 2-aminophenol, 3-aminophenol, 4-aminosalicylic acid, 5-aminosalicylic acid, 6-aminosalicylic acid, 2-aminobenzoic acid, 3-aminobenzoic acid, 4-aminobenzoic acid, cyclohexylamine, n-butylamine, n-pentylamine, n-hexylamine, n-heptylamine and n-octylamine; and monoisocyanate compounds include ethyl isocyanate, phenyl isocyanate and naphthyl isocyanate.

末端修飾剤の使用割合は、使用するジアミンの合計100モル部に対して、20モル部以下とすることが好ましく、10モル部以下とすることがより好ましい。The proportion of terminal modifier used is preferably 20 molar parts or less, and more preferably 10 molar parts or less, per 100 molar parts of the total diamine used.

<液晶配向剤>
本発明の液晶配向剤は、重合体(A)に加えて、その他の重合体を含有していてもよい。その他の重合体の種類としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレア、ポリオルガノシロキサン、セルロース誘導体、ポリアセタール、ポリスチレン又はその誘導体、ポリ(スチレン-フェニルマレイミド)誘導体、ポリ(メタ)アクリレートなどを挙げることができる。尚、ポリオルガノシロキサンとしては、合成が容易である観点から、オキセタニル基及びオキシラニル基の少なくともいずれかを有することが好ましい。
<Liquid crystal alignment agent>
The liquid crystal aligning agent of the present invention may contain other polymers in addition to the polymer (A). Examples of the other polymers include polyesters, polyamides, polyureas, polyorganosiloxanes, cellulose derivatives, polyacetals, polystyrene or its derivatives, poly(styrene-phenylmaleimide) derivatives, and poly(meth)acrylates. From the viewpoint of ease of synthesis, it is preferable that the polyorganosiloxane has at least one of an oxetanyl group and an oxiranyl group.

液晶配向剤は、液晶配向膜を作製するために用いられるものであり、均一な薄膜を形成させるという観点から、塗布液の形態をとる。本発明の液晶配向剤においても上記した重合体成分と、有機溶媒とを含有する塗布液であることが好ましい。その際、液晶配向剤中の重合体の濃度は、形成させようとする塗膜の厚みの設定によって適宜変更することができる。均一で欠陥のない塗膜を形成させるという点から、1質量%以上が好ましく、溶液の保存安定性の点からは、10質量%以下が好ましい。特に好ましい重合体の濃度は、2~8質量%である。The liquid crystal alignment agent is used to prepare a liquid crystal alignment film, and takes the form of a coating liquid from the viewpoint of forming a uniform thin film. The liquid crystal alignment agent of the present invention is also preferably a coating liquid containing the above-mentioned polymer component and an organic solvent. In this case, the concentration of the polymer in the liquid crystal alignment agent can be appropriately changed depending on the thickness of the coating film to be formed. From the viewpoint of forming a uniform and defect-free coating film, 1% by mass or more is preferable, and from the viewpoint of storage stability of the solution, 10% by mass or less is preferable. A particularly preferable polymer concentration is 2 to 8% by mass.

液晶配向剤に含有される有機溶媒は、重合体成分が均一に溶解するものであれば特に限定されない。その具体例を挙げるならば、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン、ジメチルスルホキシド、γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、N,N-ジメチルラクトアミド、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド(これらを総称して「良溶媒」ともいう)などを挙げることができる。印刷性が良好な観点から、なかでも、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、N,N-ジメチルラクトアミド又はγ-ブチロラクトンを用いてもよい。印刷性が良好な観点から、本発明の液晶配向剤における良溶媒は、液晶配向剤に含まれる溶媒全体の20~99質量%、又は20~90質量%、又は30~80質量%であってもよい。The organic solvent contained in the liquid crystal alignment agent is not particularly limited as long as the polymer component is dissolved uniformly. Specific examples include N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, dimethylsulfoxide, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone, N,N-dimethyllactamide, 3-methoxy-N,N-dimethylpropanamide, 3-butoxy-N,N-dimethylpropanamide (collectively referred to as "good solvents"). From the viewpoint of good printability, N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, 3-methoxy-N,N-dimethylpropanamide, 3-butoxy-N,N-dimethylpropanamide, N,N-dimethyllactamide, or γ-butyrolactone may be used. From the viewpoint of good printability, the good solvent in the liquid crystal aligning agent of the present invention may be 20 to 99 mass %, or 20 to 90 mass %, or 30 to 80 mass % of the total solvent contained in the liquid crystal aligning agent.

また、液晶配向剤に含有される有機溶媒は、上記のような溶媒に加えて液晶配向剤を塗布する際の塗布性や塗膜の表面平滑性を向上させる溶媒(貧溶媒ともいう)を併用した混合溶媒を使用することが好ましい。併用する有機溶媒の具体例を下記に挙げるが、これらの例に限定されるものではない。
例えば、ジイソプロピルエーテル、ジイソブチルエーテル、ジイソブチルカルビノール(2,6-ジメチル-4-ヘプタノール)、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、1,2-ブトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノン、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、3-エトキシブチルアセタート、1-メチルペンチルアセタート、2-エチルブチルアセタート、2-エチルヘキシルアセタート、エチレングリコールモノアセタート、エチレングリコールジアセタート、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノイソアミルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、1-(2-ブトキシエトキシ)-2-プロパノール、2-(2-ブトキシエトキシ)-1-プロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセタート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセタート、エチレングリコールモノアセタート、エチレングリコールジアセタート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセタート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセタート、2-(2-エトキシエトキシ)エチルアセタート、ジエチレングリコールアセタート、プロピレングリコールジアセテート、酢酸n-ブチル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-メトキシプロピオン酸プロピル、3-メトキシプロピオン酸ブチル、乳酸n-ブチル、乳酸イソアミル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジイソブチルケトン(2,6-ジメチル-4-ヘプタノン)などを挙げることができる。
In addition, the organic solvent contained in the liquid crystal alignment agent is preferably a mixed solvent containing a solvent (also called a poor solvent) that improves the coating property and the surface smoothness of the coating film when applying the liquid crystal alignment agent in addition to the above-mentioned solvent. Specific examples of the organic solvent to be used in combination are listed below, but are not limited to these examples.
For example, diisopropyl ether, diisobutyl ether, diisobutyl carbinol (2,6-dimethyl-4-heptanol), ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, 1,2-butoxyethane, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, diethylene glycol methyl ethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, 3-ethoxybutyl acetate, 1-methylpentyl acetate, 2-ethylbutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, ethylene glycol monoacetate, ethylene glycol diacetate, propylene carbonate, ethylene carbonate, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monoisoamyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, propylene glycol monobutyl ether, 1-(2-butoxyethoxy)-2-propanol, 2-(2-butoxy)-2-propanol, diethoxy)-1-propanol, propylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether acetate, ethylene glycol monoacetate, ethylene glycol diacetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, 2-(2-ethoxyethoxy)ethyl acetate, diethylene glycol acetate, propylene glycol diacetate, n-butyl acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, propyl 3-methoxypropionate, butyl 3-methoxypropionate, n-butyl lactate, isoamyl lactate, diethylene glycol monoethyl ether, diisobutyl ketone (2,6-dimethyl-4-heptanone), and the like.

なかでも、印刷性が良好な観点から、貧溶媒はジイソブチルカルビノール、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールジアセテート、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノン、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセタート、ジイソブチルケトンを用いてもよい。Among these, from the viewpoint of good printability, the following poor solvents may be used: diisobutyl carbinol, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol diacetate, diethylene glycol diethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monobutyl ether acetate, and diisobutyl ketone.

印刷性が良好な観点から、良溶媒と貧溶媒との溶媒の組み合わせとしては、N-メチル-2-ピロリドンとエチレングリコールモノブチルエーテル、N-メチル-2-ピロリドンとγ-ブチロラクトンとエチレングリコールモノブチルエーテル、N-メチル-2-ピロリドンとγ-ブチロラクトンとプロピレングリコールモノブチルエーテル、N-エチル-2-ピロリドンとプロピレングリコールモノブチルエーテル、N-メチル-2-ピロリドンとγ-ブチロラクトンと4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノンとジエチレングリコールジエチルエーテル、N-メチル-2-ピロリドンとγ-ブチロラクトンとプロピレングリコールモノブチルエーテルと2,6-ジメチル-4-ヘプタノン、N-メチル-2-ピロリドンとγ-ブチロラクトンとプロピレングリコールモノブチルエーテルとジイソプロピルエーテル、N-メチル-2-ピロリドンとγ-ブチロラクトンとプロピレングリコールモノブチルエーテルと2,6-ジメチル-4-ヘプタノール、N-メチル-2-ピロリドンとγ-ブチロラクトンとジプロピレングリコールジメチルエーテル、N-メチル-2-ピロリドンとプロピレングリコールモノブチルエーテルとジプロピレングリコールジメチルエーテル、N-エチル-2-ピロリドンとプロピレングリコールモノブチルエーテルとジプロピレングリコールジメチルエーテルなどの組合せなどを挙げることができる。これら貧溶媒は、液晶配向剤に含まれる溶媒全体の1~80質量%、又は10~80質量%、又は20~70質量%であってもよい。このような溶媒の種類及び含有量は、液晶配向剤の塗布装置、塗布条件、塗布環境などに応じて適宜選択される。From the viewpoint of good printability, the combinations of good and poor solvents are N-methyl-2-pyrrolidone and ethylene glycol monobutyl ether, N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone and ethylene glycol monobutyl ether, N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone and propylene glycol monobutyl ether, N-ethyl-2-pyrrolidone and propylene glycol monobutyl ether, N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone and diethylene glycol diethyl ether, N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, propylene glycol monobutyl ether and 2,6- Examples of the combinations include dimethyl-4-heptanone, N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, propylene glycol monobutyl ether, and diisopropyl ether, N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, propylene glycol monobutyl ether, and 2,6-dimethyl-4-heptanol, N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, and dipropylene glycol dimethyl ether, N-methyl-2-pyrrolidone, propylene glycol monobutyl ether, and dipropylene glycol dimethyl ether, and N-ethyl-2-pyrrolidone, propylene glycol monobutyl ether, and dipropylene glycol dimethyl ether. These poor solvents may be 1 to 80% by mass, 10 to 80% by mass, or 20 to 70% by mass of the entire solvent contained in the liquid crystal alignment agent. The type and content of such a solvent are appropriately selected depending on the coating device, coating conditions, and coating environment of the liquid crystal alignment agent.

本発明の液晶配向剤は、重合体成分、(B)成分及び有機溶媒以外の成分を追加的に含有してもよい。このような追加成分としては、液晶配向膜と基板との密着性や液晶配向膜とシール材との密着性を高めるための密着助剤、液晶配向膜の強度を高めるための化合物(以下、架橋性化合物ともいう。)、液晶配向膜の誘電率や電気抵抗を調整するための誘電体や導電物質などが挙げられる。The liquid crystal alignment agent of the present invention may contain additional components other than the polymer component, component (B), and organic solvent. Such additional components include adhesion assistants for improving the adhesion between the liquid crystal alignment film and the substrate or between the liquid crystal alignment film and the sealant, compounds for increasing the strength of the liquid crystal alignment film (hereinafter also referred to as cross-linking compounds), dielectrics and conductive substances for adjusting the dielectric constant and electrical resistance of the liquid crystal alignment film, etc.

上記架橋性化合物として、残像の発生が少なく、膜強度の改善効果が高い観点から、オキシラニル基、オキセタニル基、保護イソシアネート基、保護イソチオシアネート基、オキサゾリン環構造を含む基、メルドラム酸構造を含む基、シクロカーボネート基及び下記式(d)で表される基からなる群から選ばれる少なくとも1種の基を有する化合物、又は下記式(e-1)~(e-8)で表される化合物から選ばれる化合物(以下、これらを総称して化合物(C)ともいう。)を用いてもよい。

Figure 0007552582000042
式中、Rは、水素原子、炭素数1~3のアルキル基又は「*-CH-OH」であり、R及びRは、それぞれ独立に水素原子、炭素数1~3のアルキル基又は「*-CH-OH」である。*は結合手であることを示す。
Figure 0007552582000043
As the crosslinkable compound, from the viewpoints of less generation of afterimages and a high effect of improving film strength, a compound having at least one group selected from the group consisting of an oxiranyl group, an oxetanyl group, a protected isocyanate group, a protected isothiocyanate group, a group containing an oxazoline ring structure, a group containing a Meldrum's acid structure, a cyclocarbonate group, and a group represented by the following formula (d), or a compound selected from the compounds represented by the following formulas (e-1) to (e-8) (hereinafter, these are also collectively referred to as compound (C)).
Figure 0007552582000042
In the formula, R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or "*-CH 2 -OH", and R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or "*-CH 2 -OH". * indicates a bond.
Figure 0007552582000043

オキシラニル基を有する化合物の具体例としては、特開平10-338880号公報の段落[0037]に記載の化合物や、国際公開公報WO2017/170483号に記載のトリアジン環を骨格にもつ化合物などの、2個以上のオキシラニル基を有する化合物が挙げられる。これらのうち、架橋効果が高い観点から、N,N,N’,N’-テトラグリシジル-m-キシレンジアミン、1,3-ビス(N,N-ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、N,N,N’,N’-テトラグリシジル-4、4’-ジアミノジフェニルメタン、N,N,N’,N’-テトラグリシジル-p-フェニレンジアミン、下記式(r-1)~(r-3)で表される化合物などの窒素原子を含有する化合物を用いてもよい。

Figure 0007552582000044
Specific examples of the compound having an oxiranyl group include compounds having two or more oxiranyl groups, such as the compounds described in paragraph [0037] of JP-A-10-338880 and compounds having a triazine ring skeleton described in International Publication WO2017/170483. Among these, from the viewpoint of a high crosslinking effect, compounds containing nitrogen atoms, such as N,N,N',N'-tetraglycidyl-m-xylylenediamine, 1,3-bis(N,N-diglycidylaminomethyl)cyclohexane, N,N,N',N'-tetraglycidyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, N,N,N',N'-tetraglycidyl-p-phenylenediamine, and compounds represented by the following formulas (r-1) to (r-3), may be used.
Figure 0007552582000044

オキセタニル基を有する化合物の具体例としては、国際公開公報2011/132751号の段落[0170]~[0175]に記載の2個以上のオキセタニル基を有する化合物等が挙げられる。 Specific examples of compounds having an oxetanyl group include compounds having two or more oxetanyl groups, such as those described in paragraphs [0170] to [0175] of International Publication No. 2011/132751.

保護イソシアネート基を有する化合物の具体例としては、特開2014-224978号公報の段落[0046]~[0047]に記載の2個以上の保護イソシアネート基を有する化合物、国際公開公報2015/141598号の段落[0119]~[0120]に記載の3個以上の保護イソシアネート基を有する化合物等が挙げられる。これらのうち、架橋効果が高い観点から下記式(bi-1)~(bi-3)で表される化合物を用いてもよい。

Figure 0007552582000045
Specific examples of the compound having a protected isocyanate group include compounds having two or more protected isocyanate groups described in paragraphs [0046] to [0047] of JP 2014-224978 A, compounds having three or more protected isocyanate groups described in paragraphs [0119] to [0120] of WO 2015/141598, etc. Among these, compounds represented by the following formulae (bi-1) to (bi-3) may be used from the viewpoint of a high crosslinking effect.
Figure 0007552582000045

保護イソチオシアネート基を有する化合物の具体例としては、特開2016-200798号公報に記載の、2個以上の保護イソチオシアネート基を有する化合物が挙げられる。 Specific examples of compounds having a protected isothiocyanate group include compounds having two or more protected isothiocyanate groups, as described in JP 2016-200798 A.

オキサゾリン環構造を含む基を有する化合物の具体例としては、特開2007-286597号公報の段落[0115]に記載の、2個以上のオキサゾリン構造を含む化合物が挙げられる。 Specific examples of compounds having a group containing an oxazoline ring structure include compounds containing two or more oxazoline structures, as described in paragraph [0115] of JP 2007-286597 A.

メルドラム酸構造を含む基を有する化合物の具体例としては、国際公開公報WO2012/091088号に記載の、メルドラム酸構造を2個以上有する化合物が挙げられる。Specific examples of compounds having a group containing a Meldrum's acid structure include compounds having two or more Meldrum's acid structures, as described in International Publication WO 2012/091088.

シクロカーボネート基を有する化合物の具体例としては、国際公開公報WO2011/155577号に記載の化合物が挙げられる。Specific examples of compounds having a cyclocarbonate group include the compounds described in International Publication WO2011/155577.

上記式(d)で表される基のR、R、Rの炭素数1~3のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基が挙げられる。 Examples of the alkyl group having 1 to 3 carbon atoms for R 1 , R 2 and R 3 in the group represented by formula (d) above include a methyl group, an ethyl group and a propyl group.

上記式(d)で表される基を有する化合物の具体例としては、国際公開公報WO2015/072554号や、特開2016-118753号公報の段落[0058]に記載の、上記式(d)で表される基を2個以上有する化合物、特開2016-200798号公報に記載の化合物等が挙げられる。これらのうち、架橋効果が高い観点から下記式(hd-1)~(hd-8)で表される化合物を用いてもよい。

Figure 0007552582000046
Specific examples of the compound having a group represented by the above formula (d) include compounds having two or more groups represented by the above formula (d) described in International Publication WO2015/072554 and paragraph [0058] of JP2016-118753A, compounds described in JP2016-200798A, etc. Among these, compounds represented by the following formulas (hd-1) to (hd-8) may be used from the viewpoint of a high crosslinking effect.
Figure 0007552582000046

上記化合物は架橋性化合物の一例であり、これらに限定されるものではない。例えば、国際公開公報2015/060357号の53頁[0105]~55頁[0116]に開示されている上記以外の成分などが挙げられる。また、本発明の液晶配向剤に含有される架橋性化合物は、1種類であってもよく、2種類以上組み合わせてもよい。
本発明の液晶配向剤における、架橋性化合物の含有量は、架橋反応が進行し目的の効果を発現し、かつ液晶配向性を高める観点から、液晶配向剤に含まれる重合体成分100質量部に対して、0.5~20質量部、又は1~15質量部としてもよい。
The above compounds are examples of crosslinkable compounds, and are not limited thereto. For example, components other than those described above disclosed on pages 53 [0105] to 55 [0116] of International Publication No. 2015/060357 can be mentioned. The crosslinkable compound contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention may be one type, or two or more types may be combined.
The content of the crosslinkable compound in the liquid crystal aligning agent of the present invention may be 0.5 to 20 parts by mass, or 1 to 15 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the polymer component contained in the liquid crystal aligning agent, from the viewpoint of proceeding with the crosslinking reaction to exhibit the intended effect and enhancing the liquid crystal alignment property.

上記密着助剤としては、例えば3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルジエトキシメチルシラン、2-アミノプロピルトリメトキシシラン、2-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3-ウレイドプロピルトリメトキシシラン、3-ウレイドプロピルトリエトキシシラン、N-エトキシカルボニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-エトキシカルボニル-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-トリエトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、N-トリメトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、10-トリメトキシシリル-1,4,7-トリアザデカン、10-トリエトキシシリル-1,4,7-トリアザデカン、9-トリメトキシシリル-3,6-ジアザノニルアセテート、9-トリエトキシシリル-3,6-ジアザノニルアセテート、N-ベンジル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-ベンジル-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-ビス(オキシエチレン)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-ビス(オキシエチレン)-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、p-スチリルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、トリス-(トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート、3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等のシランカップリング剤が挙げられる。これらシランカップリング剤を使用する場合は、液晶配向性を高める観点から、液晶配向剤に含まれる重合体成分100質量部に対して0.1~30質量部、又は0.1~20質量部としてもよい。Examples of the adhesion aids include 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyldiethoxymethylsilane, 2-aminopropyltrimethoxysilane, 2-aminopropyltriethoxysilane, N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-ureidopropyltrimethoxysilane, 3-ureidopropyltriethoxysilane, N-ethoxycarbonyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-ethoxycarbonyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, and N-ethoxycarbonyl-3-aminopropyltrimethoxysilane. N-trimethoxysilylpropyltriethylenetriamine, N-trimethoxysilylpropyltriethylenetriamine, 10-trimethoxysilyl-1,4,7-triazadecane, 10-triethoxysilyl-1,4,7-triazadecane, 9-trimethoxysilyl-3,6-diazanonyl acetate, 9-triethoxysilyl-3,6-diazanonyl acetate, N-benzyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-benzyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltriethoxysilane Aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-bis(oxyethylene)-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-bis(oxyethylene)-3-aminopropyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane Examples of silane coupling agents include silane coupling agents such as xysilane, p-styryltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, tris-(trimethoxysilylpropyl)isocyanurate, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, and 3-isocyanatepropyltriethoxysilane. When using these silane coupling agents, from the viewpoint of enhancing the liquid crystal alignment property, the amount may be 0.1 to 30 parts by mass, or 0.1 to 20 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the polymer component contained in the liquid crystal alignment agent.

<液晶配向膜・液晶表示素子>
上記液晶配向剤を用いることにより、液晶配向膜を製造することができる。また、本発明に係る液晶表示素子は、上記液晶配向剤を用いて形成した液晶配向膜を具備する。本発明に係る液晶表示素子の動作モードは特に限定せず、例えばTN(Twisted Nematic)型、STN型、垂直配向型(VA-MVA型、VA-PVA型などを含む。)、面内スイッチング型(IPS型)、FFS(Fringe Field Switching)型、光学補償ベンド型(OCB型)など種々の動作モードに適用することができる。
<Liquid crystal alignment film/Liquid crystal display element>
By using the liquid crystal alignment agent, a liquid crystal alignment film can be manufactured. Also, a liquid crystal display element according to the present invention includes a liquid crystal alignment film formed by using the liquid crystal alignment agent. The operation mode of the liquid crystal display element according to the present invention is not particularly limited, and it can be applied to various operation modes such as TN (Twisted Nematic) type, STN type, vertical alignment type (including VA-MVA type, VA-PVA type, etc.), in-plane switching type (IPS type), FFS (Fringe Field Switching) type, and optical compensation bend type (OCB type).

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

[工程(1-1):塗膜の形成]
先ず、基板上に本発明の液晶配向剤を塗布し、次いで塗布面を加熱することにより基板上に塗膜を形成する。
[Step (1-1): Formation of coating film]
First, the liquid crystal aligning agent of the present invention is applied onto a substrate, and then the applied surface is heated to form a coating film on the substrate.

(1-1A)
例えばTN型、STN型又はVA型の液晶表示素子を製造する場合、まず、パターニングされた透明導電膜が設けられている基板二枚を一対として、その各透明性導電膜形成面上に、上記で調製した液晶配向剤を、好ましくはオフセット印刷法、スピンコート法、ロールコーター法又はインクジェット印刷法によりそれぞれ塗布する。基板としては、例えばフロートガラス、ソーダガラスなどのガラス;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリ(脂環式オレフィン)などのプラスチックからなる透明基板を用いることができる。基板の一面に設けられる透明導電膜としては、酸化スズ(SnO)からなるNESA膜(米国PPG社登録商標)、酸化インジウム-酸化スズ(In-SnO)からなるITO膜などを用いることができる。パターニングされた透明導電膜を得るには、例えばパターンなし透明導電膜を形成した後、フォト・エッチングによりパターンを形成する方法;透明導電膜を形成する際に所望のパターンを有するマスクを用いる方法;などによることができる。液晶配向剤の塗布に際しては、基板表面及び透明導電膜と塗膜との接着性をさらに良好にするために、基板表面のうち塗膜を形成する面に、官能性シラン化合物、官能性チタン化合物などを予め塗布する前処理を施しておいてもよい。
(1-1A)
For example, when manufacturing a TN-type, STN-type or VA-type liquid crystal display element, first, two substrates each having a patterned transparent conductive film are used as a pair, and the liquid crystal alignment agent prepared above is applied to each of the transparent conductive film-formed surfaces, preferably by offset printing, spin coating, roll coating or inkjet printing. As the substrate, for example, a transparent substrate made of glass such as float glass or soda glass; or a plastic such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethersulfone, polycarbonate or poly(alicyclic olefin) can be used. As the transparent conductive film provided on one side of the substrate, a NESA film (registered trademark of PPG, USA) made of tin oxide (SnO 2 ), an ITO film made of indium oxide-tin oxide (In 2 O 3 -SnO 2 ) or the like can be used. To obtain a patterned transparent conductive film, for example, a method of forming a pattern by photo-etching after forming a patternless transparent conductive film; a method of using a mask having a desired pattern when forming a transparent conductive film; or the like can be used. When applying the liquid crystal alignment agent, in order to further improve the adhesion between the substrate surface and the transparent conductive film and the coating film, the surface of the substrate on which the coating film is to be formed may be pretreated by applying a functional silane compound, a functional titanium compound, or the like.

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

(1-1B)
IPS型又はFFS型の液晶表示素子を製造する場合、櫛歯型にパターニングされた透明導電膜又は金属膜からなる電極が設けられている基板の電極形成面と、電極が設けられていない対向基板の一面とに液晶配向剤をそれぞれ塗布し、次いで各塗布面を加熱することにより塗膜を形成する。このとき使用される基板及び透明導電膜の材質、塗布方法、塗布後の加熱条件、透明導電膜又は金属膜のパターニング方法、基板の前処理、並びに形成される塗膜の好ましい膜厚については上記(1-1A)と同様である。金属膜としては、例えばクロムなどの金属からなる膜を使用することができる。
(1-1B)
When manufacturing an IPS or FFS type liquid crystal display element, a liquid crystal alignment agent is applied to the electrode forming surface of a substrate on which an electrode made of a transparent conductive film or a metal film patterned into a comb-tooth shape is provided, and to one surface of an opposing substrate on which no electrode is provided, and then each applied surface is heated to form a coating film. The materials of the substrate and transparent conductive film used in this case, the coating method, the heating conditions after coating, the patterning method of the transparent conductive film or the metal film, the pretreatment of the substrate, and the preferred thickness of the coating film to be formed are the same as those in (1-1A) above. As the metal film, for example, a film made of a metal such as chromium can be used.

上記(1-1A)及び(1-1B)のいずれの場合も、基板上に液晶配向剤を塗布した後、有機溶媒を除去することによって液晶配向膜又は液晶配向膜となる塗膜が形成される。このとき、塗膜形成後に更に加熱することによって、本発明に係る液晶配向剤に配合されるポリアミック酸、ポリアミック酸エステル及びポリイミドの脱水閉環反応を進行させ、よりイミド化された塗膜としてもよい。In both of the above cases (1-1A) and (1-1B), a liquid crystal alignment film or a coating film that will become a liquid crystal alignment film is formed by applying the liquid crystal alignment agent onto a substrate and then removing the organic solvent. At this time, the coating film may be further heated after formation to advance the dehydration ring-closing reaction of the polyamic acid, polyamic acid ester, and polyimide blended in the liquid crystal alignment agent according to the present invention, resulting in a more imidized coating film.

[工程(1-2):配向能付与処理]
TN型、STN型、IPS型又はFFS型の液晶表示素子を製造する場合、上記工程(1-1)で形成した塗膜に液晶配向能を付与する処理を実施する。これにより、液晶分子の配向能が塗膜に付与されて液晶配向膜となる。配向能付与処理としては、例えばナイロン、レーヨン、コットンなどの繊維からなる布を巻き付けたロールで塗膜を一定方向に擦るラビング処理、塗膜に対して偏光又は非偏光の放射線を照射する光配向処理などが挙げられる。一方、VA型液晶表示素子を製造する場合には、上記工程(1-1)で形成した塗膜をそのまま液晶配向膜として使用することができるが、該塗膜に対し配向能付与処理を施してもよい。
[Step (1-2): Treatment for imparting alignment ability]
When a TN-type, STN-type, IPS-type or FFS-type liquid crystal display element is manufactured, a treatment for imparting liquid crystal alignment ability to the coating film formed in the above step (1-1) is carried out. As a result, the alignment ability of liquid crystal molecules is imparted to the coating film, forming a liquid crystal alignment film. Examples of the alignment ability imparting treatment include a rubbing treatment in which the coating film is rubbed in a certain direction with a roll wrapped with a cloth made of fibers such as nylon, rayon or cotton, and a photoalignment treatment in which the coating film is irradiated with polarized or non-polarized radiation. On the other hand, when a VA-type liquid crystal display element is manufactured, the coating film formed in the above step (1-1) can be used as it is as a liquid crystal alignment film, but the coating film may also be subjected to an alignment ability imparting treatment.

光配向処理により塗膜に液晶配向能を付与する場合、塗膜に照射する放射線としては、
例えば150~800nmの波長の光を含む紫外線及び可視光線を用いることができる。放射線が偏光である場合、直線偏光であっても部分偏光であってもよい。また、用いる放射線が直線偏光又は部分偏光である場合には、照射は基板面に垂直の方向から行ってもよく、斜め方向から行ってもよく、又はこれらを組み合わせて行ってもよい。非偏光の放射線を照射する場合、照射の方向は斜め方向とする。
When the coating film is provided with liquid crystal alignment ability by photoalignment treatment, the radiation to be irradiated to the coating film is, for example,
For example, ultraviolet light and visible light including light with wavelengths of 150 to 800 nm can be used. When the radiation is polarized, it may be linearly polarized or partially polarized. When the radiation used is linearly polarized or partially polarized, irradiation may be performed from a direction perpendicular to the substrate surface, from an oblique direction, or a combination of these. When irradiating with unpolarized radiation, the direction of irradiation is an oblique direction.

使用する光源としては、例えば低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、重水素ランプ、メタルハライドランプ、アルゴン共鳴ランプ、キセノンランプ、エキシマレーザーなどを使用することができる。好ましい波長領域の紫外線は、光源を、例えばフィルター、回折格子などと併用する手段などにより得ることができる。放射線の照射量は、好ましくは10~5,000mJ/cmであり、より好ましくは30~2,000mJ/cmである。
また、塗膜に対する光照射は、反応性を高めるために塗膜を加温しながら行ってもよい。加温の際の温度は、通常30~250℃であり、好ましくは40~200℃であり、より好ましくは50~150℃である。
Examples of light sources that can be used include low-pressure mercury lamps, high-pressure mercury lamps, deuterium lamps, metal halide lamps, argon resonance lamps, xenon lamps, and excimer lasers. Ultraviolet rays in a preferred wavelength range can be obtained by using a light source in combination with, for example, a filter, a diffraction grating, etc. The radiation dose is preferably 10 to 5,000 mJ/ cm2 , and more preferably 30 to 2,000 mJ/ cm2 .
The coating film may be irradiated with light while being heated in order to enhance the reactivity. The temperature during heating is usually 30 to 250° C., preferably 40 to 200° C., and more preferably 50 to 150° C.

また、150~800nmの波長の光を含む紫外線を使用する場合には、上記工程で得られた光照射膜をそのまま液晶配向膜として使用することができるが、該光照射膜を焼成、水や有機溶媒による洗浄、又はこれらの組合せを実施してもよい。このときの焼成温度は、好ましくは80~300℃であり、より好ましくは80~250℃である。焼成時間は、好ましくは5~200分であり、より好ましくは10~100分である。尚、焼成の回数は1回若しくは2回以上の回数で行ってもよい。ここでの光配向処理が、液晶層と接触していない状態での光照射の処理に相当する。 When ultraviolet light containing light with a wavelength of 150 to 800 nm is used, the light-irradiated film obtained in the above process can be used as it is as a liquid crystal alignment film, but the light-irradiated film may be baked, washed with water or an organic solvent, or a combination of these. The baking temperature in this case is preferably 80 to 300°C, more preferably 80 to 250°C. The baking time is preferably 5 to 200 minutes, more preferably 10 to 100 minutes. The baking may be performed once or twice or more times. The light alignment treatment here corresponds to the treatment of light irradiation in a state where the film is not in contact with the liquid crystal layer.

上記洗浄に使用する有機溶媒としては、特に限定されるものではないが、具体例としては、水、メタノール、エタノール、2-プロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、1-メトキシ-2-プロパノール、1-メトキシ-2-プロパノールアセテート、ブチルセロソルブ、乳酸エチル、乳酸メチル、ジアセトンアルコール、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル又は酢酸シクロヘキシルなどが挙げられる。The organic solvent used for the above cleaning is not particularly limited, but specific examples include water, methanol, ethanol, 2-propanol, acetone, methyl ethyl ketone, 1-methoxy-2-propanol, 1-methoxy-2-propanol acetate, butyl cellosolve, ethyl lactate, methyl lactate, diacetone alcohol, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, propyl acetate, butyl acetate, or cyclohexyl acetate.

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

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

シール剤としては、例えば硬化剤及びスペーサーとしての酸化アルミニウム球を含有するエポキシ樹脂などを用いることができる。 As a sealing agent, for example, an epoxy resin containing a hardener and aluminum oxide spheres as spacers can be used.

液晶としては、ネマチック液晶及びスメクチック液晶を挙げることができ、その中でもネマチック液晶が好ましく、例えばシッフベース系液晶、アゾキシ系液晶、ビフェニル系液晶、フェニルシクロヘキサン系液晶、エステル系液晶、ターフェニル系液晶、ビフェニルシクロヘキサン系液晶、ピリミジン系液晶、ジオキサン系液晶、ビシクロオクタン系液晶、キュバン系液晶などを用いることができる。また、これらの液晶に、例えばコレスチルクロライド、コレステリルノナエート、コレステリルカーボネートなどのコレステリック液晶;商品名「C-15」、「CB-15」(メルク社製)として販売されているようなカイラル剤;p-デシロキシベンジリデン-p-アミノ-2-メチルブチルシンナメートなどの強誘電性液晶などを、添加して使用してもよい。液晶はまた、異方性染料を追加で含むことができる。用語「染料」は、可視光領域、例えば、400nmないし700nm波長範囲内で少なくとも一部または全体範囲内の光を集中的に吸収または変形させることができる物質を意味することができ、用語「異方性染料」は上記可視光領域の少なくとも一部または全体範囲で光の異方性吸収が可能な物質を意味することができる。上記のような染料の使用を通じて液晶セルの色感を調節することができる。異方性染料の種類は特別に制限されないし、例えば、黒色染料(black dye)またはカラー染料(color dye)を使用することができる。異方性染料の液晶に対する割合は目的とする物性を損なわない範囲内で適切に選択され、例えば、異方性染料は液晶化合物100質量部に対して0.01~5質量部の割合で含まれることができるが、上記の割合は必要によって適正範囲に変更することができる。Examples of liquid crystals include nematic liquid crystals and smectic liquid crystals, of which nematic liquid crystals are preferred. For example, Schiff base liquid crystals, azoxy liquid crystals, biphenyl liquid crystals, phenylcyclohexane liquid crystals, ester liquid crystals, terphenyl liquid crystals, biphenylcyclohexane liquid crystals, pyrimidine liquid crystals, dioxane liquid crystals, bicyclooctane liquid crystals, and cubane liquid crystals can be used. In addition, these liquid crystals may be used by adding cholesteric liquid crystals such as cholestyl chloride, cholesteryl nonaate, and cholesteryl carbonate; chiral agents such as those sold under the trade names "C-15" and "CB-15" (manufactured by Merck); and ferroelectric liquid crystals such as p-decyloxybenzylidene-p-amino-2-methylbutylcinnamate. The liquid crystal may also contain an anisotropic dye. The term "dye" may mean a material capable of intensively absorbing or transforming light in at least a part or the entire range within the visible light region, for example, a wavelength range of 400 nm to 700 nm, and the term "anisotropic dye" may mean a material capable of anisotropically absorbing light in at least a part or the entire range of the visible light region. The color of the liquid crystal cell can be adjusted by using such dyes. The type of anisotropic dye is not particularly limited, and for example, a black dye or a color dye can be used. The ratio of the anisotropic dye to the liquid crystal is appropriately selected within a range that does not impair the desired physical properties, and for example, the anisotropic dye may be included in a ratio of 0.01 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the liquid crystal compound, but the ratio may be changed to an appropriate range as necessary.

(1-3B)
PSA型液晶表示素子を製造する場合には、液晶と共に例えば下記式(w-1)~(w-5)などの光重合性化合物を注入又は滴下する点以外は上記(1-3A)と同様にして液晶セルを構築する。

Figure 0007552582000047
その後、一対の基板の有する導電膜間に電圧を印加した状態で液晶セルに光照射する。ここで印加する電圧は、例えば5~50Vの直流又は交流とすることができる。また、照射する光としては、例えば150~800nmの波長の光を含む紫外線及び可視光線を用いることができるが、300~400nmの波長の光を含む紫外線が好ましい。照射光の光源としては、例えば低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、重水素ランプ、メタルハライドランプ、アルゴン共鳴ランプ、キセノンランプ、エキシマレーザーなどを使用することができる。なお、上記の好ましい波長領域の紫外線は、光源を、例えばフィルター回折格子などと併用する手段などにより得ることができる。光の照射量としては、好ましくは100mJ/cm以上30,000mJ/cm未満であり、より好ましくは100~20,000mJ/cmである。 (1-3B)
In the case of producing a PSA type liquid crystal display element, a liquid crystal cell is constructed in the same manner as in (1-3A) above, except that a photopolymerizable compound such as any of the following formulae (w-1) to (w-5) is injected or dropped together with the liquid crystal.
Figure 0007552582000047
Thereafter, the liquid crystal cell is irradiated with light while a voltage is applied between the conductive films of the pair of substrates. The voltage applied here can be, for example, 5 to 50 V DC or AC. The light to be irradiated can be, for example, ultraviolet light and visible light containing light with a wavelength of 150 to 800 nm, but ultraviolet light containing light with a wavelength of 300 to 400 nm is preferred. The light source for the irradiation light can be, for example, a low pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, a deuterium lamp, a metal halide lamp, an argon resonance lamp, a xenon lamp, an excimer laser, or the like. The ultraviolet light in the above preferred wavelength range can be obtained by using the light source in combination with, for example, a filter diffraction grating. The amount of light irradiation is preferably 100 mJ/cm 2 or more and less than 30,000 mJ/cm 2 , more preferably 100 to 20,000 mJ/cm 2 .

(1-3C)
光重合性基を有する化合物(重合体又は添加剤)を含む液晶配向剤を用いて基板上に塗膜を形成した場合、上記(1-3A)と同様にして液晶セルを構築し、その後、一対の基板の有する導電膜間に電圧を印加した状態で液晶セルに光照射する工程を経ることにより液晶表示素子を製造する方法を採用してもよい。この方法によれば、PSAモードのメリットを少ない光照射量で実現可能である。光重合性基を有する添加剤としては、上記式(w-1)~(w-5)で例示した構造を挙げることができ、その配合量は液晶配向剤に含まれる重合体全体の固形分に対して1~30質量%であってもよく、1~20質量%であってもよく、1~15質量%であってもよい。液晶セルに対する光照射は、電圧印加により液晶を駆動させた状態で行ってもよく、あるいは液晶を駆動させない程度に低い電圧を印加した状態で行ってもよい。印加する電圧は、例えば0.1~30Vの直流又は交流とすることができる。照射する光の条件については、上記(1-3B)の説明を適用することができる。ここでの光照射処理が、液晶層と接触した状態での光照射の処理に相当する。
(1-3C)
When a coating film is formed on a substrate using a liquid crystal alignment agent containing a compound (polymer or additive) having a photopolymerizable group, a liquid crystal cell is constructed in the same manner as in (1-3A) above, and then, a liquid crystal display element is manufactured by going through a process of irradiating the liquid crystal cell with light while applying a voltage between the conductive films of a pair of substrates. According to this method, the merits of the PSA mode can be realized with a small amount of light irradiation. Examples of additives having a photopolymerizable group include the structures exemplified by the above formulas (w-1) to (w-5), and the blending amount may be 1 to 30% by mass, 1 to 20% by mass, or 1 to 15% by mass with respect to the total solid content of the polymer contained in the liquid crystal alignment agent. The light irradiation to the liquid crystal cell may be performed in a state where the liquid crystal is driven by applying a voltage, or may be performed in a state where a low voltage that does not drive the liquid crystal is applied. The voltage to be applied may be, for example, 0.1 to 30 V of direct current or alternating current. The conditions of the light to be irradiated can be the same as those described in (1-3B) above. The light irradiation treatment here corresponds to the light irradiation treatment in a state of contact with the liquid crystal layer.

そして、液晶セルの外側表面に偏光板を貼り合わせることにより、本発明に係る液晶表示素子を得ることができる。液晶セルの外表面に貼り合わされる偏光板としては、ポリビニルアルコールを延伸配向させながらヨウ素を吸収させた「H膜」と称される偏光フィルムを酢酸セルロース保護膜で挟んだ偏光板又はH膜そのものからなる偏光板を挙げることができる。
本発明に係る液晶表示素子は、種々の装置に有効に適用することができ、例えば、時計、携帯型ゲーム、ワードプロセッサ、ノート型パソコン、カーナビゲーションシステム、カムコーダー、PDA、デジタルカメラ、携帯電話、スマートフォン、各種モニター、液晶テレビ、インフォメーションディスプレイなどの各種表示装置に用いることができる。
上記のようにして、本発明の液晶配向剤を用いることで、残像の発生が少なく、スペーサーによるこすり付けなど物理的摩擦が発生した際でも輝点を最小にできる液晶配向膜並びにこれを具備した液晶表示素子を得ることができる。また、得られる液晶表示素子は高い信頼性を有する。
The liquid crystal display element according to the present invention can be obtained by attaching a polarizing plate to the outer surface of the liquid crystal cell. Examples of the polarizing plate to be attached to the outer surface of the liquid crystal cell include a polarizing film called an "H film" made by absorbing iodine while stretching and aligning polyvinyl alcohol, sandwiched between cellulose acetate protective films, and a polarizing plate made of the H film itself.
The liquid crystal display element according to the present invention can be effectively applied to various devices, and can be used in various display devices such as watches, portable games, word processors, notebook computers, car navigation systems, camcorders, PDAs, digital cameras, mobile phones, smartphones, various monitors, liquid crystal televisions, and information displays.
As described above, by using the liquid crystal aligning agent of the present invention, it is possible to obtain a liquid crystal alignment film that generates little residual images and can minimize bright spots even when physical friction occurs, such as rubbing with a spacer, and a liquid crystal display element having the same. In addition, the obtained liquid crystal display element has high reliability.

以下に実施例を挙げ、本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下における化合物の略号及び各特性の測定方法は、次のとおりである。尚、化合物(c-2)については、特開2008-052260号の合成例3に記載の方法に従って合成した。
(ジアミン)
DA-1~DA-27:下記式(DA-1)~(DA-27)で表される化合物
(テトラカルボン酸二無水物)
CA-1~CA-8:下記式(CA-1)~(CA-8)で表される化合物
(テトラカルボン酸ジエステルジハロゲン化物)
CE-1:下記式(CE-1)で表される化合物
(モノカルボン酸塩化物)
E-1: アクリロイルクロリド
(添加剤)
b-1~b-9:下記式(b-1)~(b-9)で表される化合物
(その他の添加剤)
c-1:下記式(c-1)で表される化合物
c-2:下記式(c-2)で表される化合物
F-1:N-α-(9-フルオレニルメチルオキシカルボニル)-N-τ-t-ブトキシカルボニル-L-ヒスチジン(下記式(F-1)で表される化合物)
s-1:3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン(下記式(s-1)で表される化合物)
s-2:3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン(下記式(s-2)で表される化合物)
M-1:3-ピコリルアミン
(有機溶媒)
NMP:N-メチル-2-ピロリドン、GBL:γ-ブチロラクトン、
BCS:ブチルセロソルブ、DIBK:ジイソブチルケトン、
NEP:N-エチル-2-ピロリドン、DAA:ジアセトンアルコール
PC:プロピレンカーボネート、DME:ジプロピレングリコールジメチルエーテル、
DPM:ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、
PB:プロピレングリコールモノブチルエーテル、
PGDAC:プロピレングリコールジアセテート、
DEDE:ジエチレングリコールジエチルエーテル、
GVL:γ-バレロラクトン、DML:N,N-ジメチルラクトアミド
EEP:3-エトキシプロピオン酸エチル

Figure 0007552582000048
Figure 0007552582000049
Bocは、tert-ブトキシカルボニル基を表す。 The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. The abbreviations of the compounds and the measurement methods of the respective properties are as follows. Compound (c-2) was synthesized according to the method described in Synthesis Example 3 of JP-A-2008-052260.
(Diamine)
DA-1 to DA-27: Compounds represented by the following formulas (DA-1) to (DA-27) (tetracarboxylic dianhydrides)
CA-1 to CA-8: Compounds represented by the following formulas (CA-1) to (CA-8) (tetracarboxylic acid diester dihalides)
CE-1: Compound represented by the following formula (CE-1) (monocarboxylic acid chloride)
E-1: Acryloyl chloride (additive)
b-1 to b-9: Compounds represented by the following formulas (b-1) to (b-9) (other additives)
c-1: Compound represented by the following formula (c-1) c-2: Compound represented by the following formula (c-2) F-1: N-α-(9-fluorenylmethyloxycarbonyl)-N-τ-t-butoxycarbonyl-L-histidine (compound represented by the following formula (F-1))
s-1: 3-glycidoxypropyltriethoxysilane (compound represented by the following formula (s-1))
s-2: 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane (compound represented by the following formula (s-2))
M-1: 3-picolylamine (organic solvent)
NMP: N-methyl-2-pyrrolidone, GBL: γ-butyrolactone,
BCS: butyl cellosolve, DIBK: diisobutyl ketone,
NEP: N-ethyl-2-pyrrolidone, DAA: diacetone alcohol, PC: propylene carbonate, DME: dipropylene glycol dimethyl ether,
DPM: dipropylene glycol monomethyl ether,
PB: propylene glycol monobutyl ether,
PGDAC: propylene glycol diacetate,
DEDE: diethylene glycol diethyl ether,
GVL: γ-valerolactone, DML: N,N-dimethyllactamide EEP: 3-ethoxyethyl propionate
Figure 0007552582000048
Figure 0007552582000049
Boc represents a tert-butoxycarbonyl group.

Figure 0007552582000050
Figure 0007552582000050
Figure 0007552582000051
Figure 0007552582000051
Figure 0007552582000052
Figure 0007552582000052

Figure 0007552582000053
Figure 0007552582000053

Figure 0007552582000054
Figure 0007552582000054
Figure 0007552582000055
Figure 0007552582000055

Bocは、tert-ブトキシカルボニル基を表す。Fmocは、9-フルオレニルメチルオキシカルボニル基を表す。
[粘度]
溶液の粘度は、E型粘度計TVE-22H(東機産業社製)を用い、サンプル量1.1mL、コーンロータTE-1(1°34’、R24)、温度25℃で測定した。
[分子量]
分子量はGPC(常温ゲル浸透クロマトグラフィー)装置によって測定し、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド換算値として数平均分子量(Mn)と重量平均分子量(Mw)を算出した。
GPC装置:Shodex社製(GPC-101)、カラム:Shodex社製(KD803、KD805の直列)、カラム温度:50℃、溶離液:N,N-ジメチルホルムアミド(添加剤として、臭化リチウム一水和物(LiBr・HO)が30mmol/L、リン酸・無水結晶(o-リン酸)が30mmol/L、テトラヒドロフラン(THF)が10mL/L)、流速:1.0mL/分
検量線作成用標準サンプル:東ソー社製 TSK 標準ポリエチレンオキサイド(重量平均分子量(Mw) 約900,000、150,000、100,000、30,000)、及び、ポリマーラボラトリー社製 ポリエチレングリコール(ピークトップ分子量(Mp)約12,000、4,000、1,000)。測定は、ピークが重なるのを避けるため、900,000、100,000、12,000、1,000の4種類を混合したサンプル、及び150,000、30,000、4,000の3種類を混合したサンプルの2サンプルを別々に測定した。
Boc represents a tert-butoxycarbonyl group. Fmoc represents a 9-fluorenylmethyloxycarbonyl group.
[viscosity]
The viscosity of the solution was measured using an E-type viscometer TVE-22H (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) with a sample amount of 1.1 mL, a cone rotor TE-1 (1°34′, R24), and a temperature of 25°C.
[Molecular weight]
The molecular weight was measured by a GPC (gel permeation chromatography) device, and the number average molecular weight (Mn) and weight average molecular weight (Mw) were calculated as values calculated in terms of polyethylene glycol and polyethylene oxide.
GPC apparatus: Shodex (GPC-101), column: Shodex (KD803, KD805 in series), column temperature: 50°C, eluent: N,N-dimethylformamide (additives: lithium bromide monohydrate (LiBr.H 2 O) 30 mmol/L, phosphoric acid anhydrous crystal (o-phosphoric acid) 30 mmol/L, tetrahydrofuran (THF) 10 mL/L), flow rate: 1.0 mL/min. Standard samples for creating calibration curves: TSK standard polyethylene oxide (weight average molecular weight (Mw) about 900,000, 150,000, 100,000, 30,000) manufactured by Tosoh Corporation, and polyethylene glycol (peak top molecular weight (Mp) about 12,000, 4,000, 1,000) manufactured by Polymer Laboratory. In order to avoid overlapping peaks, two samples, a mixture of four types of 900,000, 100,000, 12,000, and 1,000, and a mixture of three types of 150,000, 30,000, and 4,000, were measured separately.

<イミド化率の測定>
ポリイミド粉末20mgをNMRサンプル管(NMRサンプリングチューブスタンダード,φ5(草野科学社製))に入れ、重水素化ジメチルスルホキシド(DMSO-d6,0.05%TMS(テトラメチルシラン)混合品)(0.53mL)を添加し、超音波をかけて完全に溶解させた。この溶液をNMR測定機(JNW-ECA500)(日本電子データム社製)にて500MHzのプロトンNMRを測定した。イミド化率は、イミド化前後で変化しない構造に由来するプロトンを基準プロトンとして決め、このプロトンのピーク積算値と、9.5ppm~10.0ppm付近に現れるアミド酸のNH基に由来するプロトンピーク積算値とを用い以下の式によって求めた。
イミド化率(%)=(1-α・x/y)×100
上記式において、xはアミド酸のNH基由来のプロトンピーク積算値、yは基準プロトンのピーク積算値、αはポリアミド酸(イミド化率が0%)の場合におけるアミド酸のNH基プロトン1個に対する基準プロトンの個数割合である。
<Measurement of imidization rate>
20 mg of polyimide powder was placed in an NMR sample tube (NMR sampling tube standard, φ5 (Kusano Scientific Co., Ltd.)), deuterated dimethyl sulfoxide (DMSO-d6, 0.05% TMS (tetramethylsilane) mixture) (0.53 mL) was added, and the mixture was sonicated to completely dissolve. This solution was measured for proton NMR at 500 MHz using an NMR measurement device (JNW-ECA500) (JEOL Datum Co., Ltd.). The imidization rate was calculated by the following formula, using a proton derived from a structure that does not change before and after imidization as a reference proton, and the peak integrated value of this proton and the proton peak integrated value derived from the NH group of the amic acid that appears around 9.5 ppm to 10.0 ppm.
Imidization rate (%)=(1−α·x/y)×100
In the above formula, x is the integrated value of the proton peak derived from the NH group of the amic acid, y is the integrated value of the peak of the reference proton, and α is the ratio of the number of reference protons to one NH group proton of the amic acid in the case of polyamic acid (imidization rate 0%).

[化合物(B)の合成]
<合成例(b-1)>
下記に示す経路に従って化合物(b-1)を合成した。

Figure 0007552582000056
ナスフラスコに、2,5-ピリジンジカルボン酸(3.00g、18.0mmol)、4-アミノフェノール(4.11g、37.7mmol)及びN,N-ジメチルホルムアミド(DMF)(100g)を加えて、混合物を室温で撹拌した。次に、N-エチルモルホリン(4.34g、37.7mmol)及び4-(4,6-ジメトキシ-1,3,5-トリアジン-2-イル)-4-メチルモルホリニウムクロリド(DMT-MM)(10.43g、37.7mmol)を加えて、室温で一晩撹拌した。反応溶液に水(600g)を加えて、固体を析出させ、得られた固体をメタノールで洗浄した。次に、溶媒を減圧留去して化合物(b-1-1)を4.23g得た。
4つ口フラスコに化合物(b-1-1)(2.00g、5.72mmol)、24%水酸化ナトリウム水溶液(3.81g、22.8mmol)及び純水(1.16g)を加えて、室温下において、撹拌下に、37%ホルムアルデヒド水溶液(4.68g、57.2mmol)を滴下して反応させた。反応溶液を35~40℃に昇温して撹拌した後、反応溶液の一部を取り出してLC/MSを測定し、原料のピークが消失したことより反応の終点を確認した。反応終了後、得られた反応混合物を酢酸で中和し、この後、2時間撹拌して、析出した結晶を濾過した。溶媒を減圧留去して化合物(b-1)を2.41g得た。 [Synthesis of compound (B)]
<Synthesis example (b-1)>
Compound (b-1) was synthesized according to the route shown below.
Figure 0007552582000056
2,5-pyridinedicarboxylic acid (3.00 g, 18.0 mmol), 4-aminophenol (4.11 g, 37.7 mmol) and N,N-dimethylformamide (DMF) (100 g) were added to a recovery flask, and the mixture was stirred at room temperature. Next, N-ethylmorpholine (4.34 g, 37.7 mmol) and 4-(4,6-dimethoxy-1,3,5-triazin-2-yl)-4-methylmorpholinium chloride (DMT-MM) (10.43 g, 37.7 mmol) were added, and the mixture was stirred at room temperature overnight. Water (600 g) was added to the reaction solution to precipitate a solid, and the obtained solid was washed with methanol. Next, the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain 4.23 g of compound (b-1-1).
Compound (b-1-1) (2.00 g, 5.72 mmol), 24% aqueous sodium hydroxide solution (3.81 g, 22.8 mmol) and pure water (1.16 g) were added to a four-neck flask, and 37% aqueous formaldehyde solution (4.68 g, 57.2 mmol) was added dropwise under stirring at room temperature to cause a reaction. The reaction solution was heated to 35-40° C. and stirred, and then a portion of the reaction solution was taken out and measured by LC/MS. The end point of the reaction was confirmed by the disappearance of the peak of the raw material. After the reaction was completed, the obtained reaction mixture was neutralized with acetic acid, and then stirred for 2 hours, and the precipitated crystals were filtered. The solvent was distilled off under reduced pressure to obtain 2.41 g of compound (b-1).

<合成例(b-2)>
Scheme1において、4-アミノフェノールをチラミンに変更した以外は同様の手順で合成し、化合物(b-2)を得た。

Figure 0007552582000057
<Synthesis example (b-2)>
Compound (b-2) was obtained by synthesizing in the same manner as in Scheme 1, except that 4-aminophenol was changed to tyramine.
Figure 0007552582000057

<合成例(b-3)>
下記に示す経路に従って化合物(b-3)を合成した。

Figure 0007552582000058
ナスフラスコに4,4’-ジメトキシジフェニルアミン(3.00g、13.1mmol)、炭酸カリウム(5.43g、39.3mmol)及びN,N-ジメチルホルムアミド(DMF)(18.6g)を加えて、混合物を室温で撹拌した。次に、ヨードメタン(7.43g、52.3mmol)を加え、40~50℃に昇温して撹拌した後、反応溶液の一部を取り出してLC/MSを測定し、原料のピークが消失したことより反応の終点を確認した。反応液にテトラヒドロフラン(THF)(50g)、トルエン(10g)及び水(50g)を加え、有機層を分離した。有機層を10%の食塩水で洗浄した後、溶媒を減圧留去して、濃縮物にメタノールを加えて、化合物(b-3-1)を得た。
ナスフラスコに化合物(b-3-1)(2.00g、8.22mmol)及びジクロロメタン(12.7g)を加え、混合物を撹拌し、窒素雰囲気下で-5℃に冷却した。次に、三臭化ホウ素17%ジクロロメタン溶液(22.69g、15.4mmol)を滴下し、滴下終了後は室温下で2時間反応させた。反応溶液に氷水を加えた後、酢酸エチルを加え、有機層を抽出した。溶媒を減圧留去して、化合物(b-3-2)を得た。
4つ口フラスコに化合物(b-3-2)(1.68g、7.84mmol)、24%水酸化ナトリウム水溶液(5.20g、31.4mmol)及び純水(4.32g)を加えて、室温下において、撹拌下に、37%ホルムアルデヒド水溶液(6.35g、78.4mmol)を滴下して反応させた。反応溶液を30~40℃に昇温して撹拌した後、反応溶液の一部を取り出してLC/MSを測定し、原料のピークが消失したことより反応の終点を確認した。反応終了後、得られた反応混合物を酢酸で中和し、この後、2時間撹拌して、析出した結晶を濾過した。溶媒を減圧留去して化合物(b-3)を得た。 <Synthesis example (b-3)>
Compound (b-3) was synthesized according to the route shown below.
Figure 0007552582000058
4,4'-dimethoxydiphenylamine (3.00 g, 13.1 mmol), potassium carbonate (5.43 g, 39.3 mmol) and N,N-dimethylformamide (DMF) (18.6 g) were added to a recovery flask, The mixture was stirred at room temperature. Next, iodomethane (7.43 g, 52.3 mmol) was added, and the mixture was heated to 40-50° C. and stirred. After that, a portion of the reaction solution was taken out and measured by LC/MS. The end point of the reaction was confirmed by the disappearance of the peak of the raw material. Tetrahydrofuran (THF) (50 g), toluene (10 g) and water (50 g) were added to the reaction solution, and the organic layer was separated. After washing with a saline solution, the solvent was distilled off under reduced pressure, and methanol was added to the concentrate to obtain compound (b-3-1).
Compound (b-3-1) (2.00 g, 8.22 mmol) and dichloromethane (12.7 g) were added to a recovery flask, and the mixture was stirred and cooled to −5° C. under a nitrogen atmosphere. A 17% dichloromethane solution of boron bromide (22.69 g, 15.4 mmol) was added dropwise, and after the completion of the dropwise addition, the mixture was allowed to react at room temperature for 2 hours. Ice water was added to the reaction solution, and then ethyl acetate was added, and the organic layer was The solvent was removed under reduced pressure to obtain compound (b-3-2).
Compound (b-3-2) (1.68 g, 7.84 mmol), a 24% aqueous sodium hydroxide solution (5.20 g, 31.4 mmol), and pure water (4.32 g) were placed in a four-neck flask, At room temperature, 37% aqueous formaldehyde solution (6.35 g, 78.4 mmol) was added dropwise with stirring to cause a reaction. The reaction solution was heated to 30 to 40° C. and stirred, and then a portion of the reaction solution was The end of the reaction was confirmed by the disappearance of the peak of the raw material. After the reaction was completed, the reaction mixture was neutralized with acetic acid, and then stirred for 2 hours. The precipitated crystals were filtered, and the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain compound (b-3).

<合成例(b-4)>
下記に示す経路に従って化合物(b-4)を合成した。

Figure 0007552582000059
ナスフラスコに、5-(3-ピリジニル)-1,3-ベンゼンジカルボン酸(CAS No.1262962-06-0)(4.38g、18.0mmol)、チラミン(5.17g、37.7mmol)及びN,N-ジメチルホルムアミド(DMF)(100g)を加えて、混合物を室温で撹拌した。次に、N-エチルモルホリン(4.34g、37.7mmol)、4-(4,6-ジメトキシ-1,3,5-トリアジン-2-イル)-4-メチルモルホリニウムクロリド(DMT-MM)(10.43g、37.7mmol)を加えて、一晩室温で撹拌した。反応溶液に水(600g)を加えて、固体を析出させ、得られた固体をメタノールで洗浄した。次に、溶媒を減圧留去して化合物(b-4-1)を得た。
次に、Scheme2において、化合物(b-3-2)を化合物(b-4-1)に変更した以外は同様の手順で合成し、化合物(b-4)を得た。 <Synthesis example (b-4)>
Compound (b-4) was synthesized according to the route shown below.
Figure 0007552582000059
In a recovery flask, 5-(3-pyridinyl)-1,3-benzenedicarboxylic acid (CAS No. 1262962-06-0) (4.38 g, 18.0 mmol), tyramine (5.17 g, 37.7 mmol), and N,N-Dimethylformamide (DMF) (100 g) was added and the mixture was stirred at room temperature. Next, N-ethylmorpholine (4.34 g, 37.7 mmol), 4-(4,6-dimethoxy-1-methyl-2-propanediol (DMF) (100 g) were added and the mixture was stirred at room temperature. ,3,5-triazin-2-yl)-4-methylmorpholinium chloride (DMT-MM) (10.43 g, 37.7 mmol) was added and stirred at room temperature overnight. ) was added to precipitate a solid, and the resulting solid was washed with methanol. Next, the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain compound (b-4-1).
Next, compound (b-4) was obtained by synthesizing in the same manner as in Scheme 2, except that compound (b-3-2) was changed to compound (b-4-1).

<合成例(b-5)>
Scheme2において、化合物(b-3-2)を4,4’-(2-ピリジニルメチレン)ビスフェノール(CAS No.603-41-8)に変更した以外は同様の手順で合成し、化合物(b-5)を得た。

Figure 0007552582000060
<Synthesis example (b-5)>
In Scheme 2, the compound (b-3-2) was replaced with 4,4'-(2-pyridinylmethylene)bisphenol (CAS No. 603-41-8), but the same procedure was followed to synthesize the compound ( b-5) was obtained.
Figure 0007552582000060

<合成例(b-6)>
Scheme2において、化合物(b-3-2)を4-[[4-(2-ピリジニル)-1-ピペラジニル]メチル]フェノール(CAS No.414887-31-3)に変更した以外は同様の手順で合成し、化合物(b-6)を得た。

Figure 0007552582000061
<Synthesis example (b-6)>
In Scheme 2, the same procedure was followed except that compound (b-3-2) was changed to 4-[[4-(2-pyridinyl)-1-piperazinyl]methyl]phenol (CAS No. 414887-31-3). Compound (b-6) was obtained by synthesis.
Figure 0007552582000061

<合成例(b-7)>
下記に示す経路に従って化合物(b-7)を合成した。

Figure 0007552582000062
Mameri,Samir et al.,European Journal of Inorganic Chemistry(2014)26:4326~4334に記載されているのと同様の手順に従って2,6-ビス(ヒドロキシメチル)-4-アミノフェノールを調製した。
4つ口フラスコに化合物(b-7-1)(CAS No.22100-88-5)(5.00g、18.9mmol)及びN,N-ジメチルホルムアミド(DMF)(45g)を加えて、混合物を室温下で撹拌した。次に、2,6-ビス(ヒドロキシメチル)-4-アミノフェノール(6.40g、37.8mmol)を加え、室温で撹拌した。ジオキサンを加えて固体を析出させ、得られた固体から溶媒を減圧留去して化合物(b-7)を得た。 <Synthesis example (b-7)>
Compound (b-7) was synthesized according to the route shown below.
Figure 0007552582000062
2,6-Bis(hydroxymethyl)-4-aminophenol was prepared according to a similar procedure as described in Mameri, Samir et al., European Journal of Inorganic Chemistry (2014) 26:4326-4334.
Compound (b-7-1) (CAS No. 22100-88-5) (5.00 g, 18.9 mmol) and N,N-dimethylformamide (DMF) (45 g) were added to a four-neck flask, and the mixture was The mixture was stirred at room temperature. Next, 2,6-bis(hydroxymethyl)-4-aminophenol (6.40 g, 37.8 mmol) was added, and the mixture was stirred at room temperature. Dioxane was added to precipitate a solid. The solvent was removed from the resulting solid by distillation under reduced pressure to obtain compound (b-7).

<合成例(b-8)>
Scheme4において、化合物(b-7-1)を3,5-ジイソシアナートピリジン(CAS No.1620557-50-7)に変更した以外は、同様の手順で合成し、化合物(b-8)を得た。

Figure 0007552582000063
<Synthesis example (b-8)>
Compound (b-8) was synthesized in the same manner as in Scheme 4, except that compound (b-7-1) was changed to 3,5-diisocyanatopyridine (CAS No. 1620557-50-7). Got it.
Figure 0007552582000063

<合成例(b-9)>
下記に示す経路に従って化合物(b-9)を合成した。

Figure 0007552582000064
4つ口フラスコに4-ヒドロキシフェニルボロン酸ピナコール(7.10g、32.3mmol)、4,6-ジブロモピリミジン(2.57g、10.8mmol)、炭酸カリウム(4.45g、32.3mmol)、水(82g)及び1,4-ジオキサン(250mL)を加えて、混合物を撹拌し、反応系内を窒素置換した。次に、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0.64g)を加えて、100℃で一晩加熱撹拌を行った。反応溶液にクロロホルムを加え、クロロホルム層を取り出した後、溶媒を減圧留去した。得られた濃縮物にメタノール及び水を加えて、化合物(b-9-1)を得た。
4つ口フラスコに(b-9-1)(1.00g、3.78mmol)、24%水酸化ナトリウム水溶液(2.51g、15.1mmol)及び純水(2.16g)を加えて、室温下において、撹拌下に、37%ホルムアルデヒド水溶液(3.06g、37.8mmol)を滴下して反応させた。反応溶液を30~40℃に昇温して撹拌した後、反応溶液の一部を取り出してLC/MSを測定し、原料のピークが消失したことより反応の終点を確認した。反応終了後、得られた反応混合物を酢酸で中和し、この後、2時間撹拌して、析出した結晶を濾過した。溶媒を減圧留去して化合物(b-9)を得た。 <Synthesis example (b-9)>
Compound (b-9) was synthesized according to the route shown below.
Figure 0007552582000064
In a four-neck flask, 4-hydroxyphenyl pinacol boronic acid (7.10 g, 32.3 mmol), 4,6-dibromopyrimidine (2.57 g, 10.8 mmol), potassium carbonate (4.45 g, 32.3 mmol), Water (82 g) and 1,4-dioxane (250 mL) were added, the mixture was stirred, and the reaction system was purged with nitrogen. Next, tetrakis(triphenylphosphine)palladium (0.64 g) was added, and 100 The mixture was heated and stirred at 0.degree. C. overnight. Chloroform was added to the reaction solution, and the chloroform layer was taken out, and the solvent was then distilled off under reduced pressure. Methanol and water were added to the resulting concentrate to obtain the compound (b-9- 1) was obtained.
Into a four-neck flask, (b-9-1) (1.00 g, 3.78 mmol), a 24% aqueous sodium hydroxide solution (2.51 g, 15.1 mmol), and pure water (2.16 g) were added, and the mixture was heated at room temperature. A 37% aqueous formaldehyde solution (3.06 g, 37.8 mmol) was added dropwise under stirring at a temperature of 30 to 40° C. to react with the mixture. The reaction solution was heated to 30 to 40° C. and stirred, and then a portion of the reaction solution was poured into The reaction mixture was taken out and analyzed by LC/MS, and the end point of the reaction was confirmed by the disappearance of the peak of the raw material. After the reaction was completed, the reaction mixture was neutralized with acetic acid, and then stirred for 2 hours to precipitate The precipitated crystals were filtered, and the solvent was removed under reduced pressure to obtain compound (b-9).

[重合体(A)の合成]
<合成例1>
撹拌装置付き及び窒素導入管付きの四つ口フラスコに、CA-2(2.25g、8.99mmol)、DA-6(2.97g、8.99mmol)、及びDA-7(3.43g、9.01mmol)とNMP(34.6g)を加えて溶解させ、60℃で4時間反応させた。その後、CA-3(1.75g、8.92mmol)とNMP(6.99g)を加え、40℃で4時間反応させポリアミック酸溶液を得た。
このポリアミック酸溶液(40g)にNMPを加えて6.5質量%に希釈した後、イミド化触媒として無水酢酸(7.06g)、及びピリジン(2.19g)を加え、80℃で4時間反応させた。この反応溶液をメタノール(463g)に投入し、得られた沈殿物を濾別した。この沈殿物をメタノールで洗浄し、100℃で減圧乾燥しポリイミド粉末を得た。このポリイミドのイミド化率は74%であり、数平均分子量は12,500、重量平均分子量は38,500であった。
得られたポリイミド粉末(2.0g)にNMP(18.0g)を加え、M-1をポリイミド固形分に対して1質量%となるように添加し、70℃にて12時間撹拌して溶解させ、固形分濃度が10%のポリイミド(PI-V-1)の溶液を得た。
[Synthesis of Polymer (A)]
<Synthesis Example 1>
CA-2 (2.25 g, 8.99 mmol), DA-6 (2.97 g, 8.99 mmol), DA-7 (3.43 g, 9.01 mmol), and NMP (34.6 g) were added to a four-neck flask equipped with a stirrer and a nitrogen inlet tube, and were dissolved therein, followed by reaction for 4 hours at 60° C. Thereafter, CA-3 (1.75 g, 8.92 mmol) and NMP (6.99 g) were added thereto, and the mixture was reacted for 4 hours at 40° C. to obtain a polyamic acid solution.
The polyamic acid solution (40 g) was diluted to 6.5% by mass by adding NMP, and then acetic anhydride (7.06 g) and pyridine (2.19 g) were added as imidization catalysts and reacted at 80° C. for 4 hours. The reaction solution was poured into methanol (463 g), and the resulting precipitate was filtered off. The precipitate was washed with methanol and dried under reduced pressure at 100° C. to obtain a polyimide powder. The imidization rate of this polyimide was 74%, the number average molecular weight was 12,500, and the weight average molecular weight was 38,500.
NMP (18.0 g) was added to the obtained polyimide powder (2.0 g), and M-1 was added thereto so that the amount was 1% by mass based on the polyimide solid content, and the mixture was dissolved by stirring at 70° C. for 12 hours to obtain a solution of polyimide (PI-V-1) having a solid content concentration of 10%.

<合成例2>
撹拌装置付き及び窒素導入管付きの四つ口フラスコに、CA-2(1.20g、4.80mmol)、DA-8(1.46g、9.59mmol)、DA-9(1.74g、7.18mmol)、及びDA-7(2.74g、7.20mmol)とNMP(28.58g)を加えて溶解させ、60℃で2時間反応させた。その後、CA-5(1.05g、4.81mmol)とNMP(4.19g)を加え、室温で4時間反応させ、さらにCA-3(2.78g、14.18mmol)とNMP(11.1g)を加え、室温で4時間反応させポリアミック酸溶液を得た。
このポリアミック酸溶液(40g)にNMPを加えて6.5質量%に希釈した後、イミド化触媒として無水酢酸(8.90g)、及びピリジン(2.76g)を加え、80℃で4時間反応させた。この反応溶液をメタノール(472g)に投入し、得られた沈殿物を濾別した。この沈殿物をメタノールで洗浄し、100℃で減圧乾燥し、ポリイミド粉末を得た。このポリイミドのイミド化率は74%であり、数平均分子量は13,000、重量平均分子量は39,000であった。
得られたポリイミド粉末に固形分濃度が10質量%になるようにNMPを加え、M-1をポリイミド固形分に対して1質量%となるように添加し、70℃にて12時間撹拌して溶解させ、ポリイミド(PI-V-2)の溶液を得た。
<Synthesis Example 2>
In a four-neck flask equipped with a stirrer and a nitrogen inlet tube, CA-2 (1.20 g, 4.80 mmol), DA-8 (1.46 g, 9.59 mmol), DA-9 (1.74 g, 7.18 mmol), and DA-7 (2.74 g, 7.20 mmol) and NMP (28.58 g) were added and dissolved, and reacted at 60° C. for 2 hours. Thereafter, CA-5 (1.05 g, 4.81 mmol) and NMP (4.19 g) were added, and reacted at room temperature for 4 hours, and further CA-3 (2.78 g, 14.18 mmol) and NMP (11.1 g) were added, and reacted at room temperature for 4 hours to obtain a polyamic acid solution.
The polyamic acid solution (40 g) was diluted to 6.5% by mass by adding NMP, and then acetic anhydride (8.90 g) and pyridine (2.76 g) were added as imidization catalysts and reacted at 80° C. for 4 hours. The reaction solution was poured into methanol (472 g), and the resulting precipitate was filtered off. The precipitate was washed with methanol and dried under reduced pressure at 100° C. to obtain a polyimide powder. The imidization rate of this polyimide was 74%, the number average molecular weight was 13,000, and the weight average molecular weight was 39,000.
NMP was added to the obtained polyimide powder so that the solid content concentration was 10 mass %, and M-1 was added so that the concentration was 1 mass % based on the polyimide solid content, and the mixture was dissolved by stirring at 70° C. for 12 hours to obtain a solution of polyimide (PI-V-2).

<合成例3>
撹拌装置付き及び窒素導入管付きの四つ口フラスコに、DA-2を5.86g(24.0mmol)、DA-10を5.46g(16.0mmol)、DA-4を1.73g(16.0mmol)、DA-1を7.69g(24.0mmol)、及びNMPを194g加えて、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながらCA-1を17.1g(76.4mmol)添加し、更に固形分濃度が12質量%になるようにNMPを加え、40℃で24時間撹拌してポリアミック酸溶液(粘度:549mPa・s)を得た。ポリアミック酸の分子量は、数平均分子量は12400、重量平均分子量33000であった。
このポリアミック酸溶液(225g)にNMPを加えて9.0質量%に希釈した後、イミド化触媒として無水酢酸(17.1g)、及びピリジン(3.54g)を加えて、55℃で3時間反応させた。この反応液をメタノール(1111g)に投入し、得られた沈殿物を濾別した。この沈殿物をメタノールで洗浄し、60℃で12時間乾燥し、ポリイミド粉末を得た。このポリイミド粉末のイミド化率は66%であり、数平均分子量は11,000、重量平均分子量は28,000であった。
得られたポリイミド粉末に固形分濃度が15質量%になるようにNMPを加え、70℃で24時間撹拌し溶解させてポリイミド(PI-I-3)の溶液を得た。
<Synthesis Example 3>
5.86 g (24.0 mmol) of DA-2, 5.46 g (16.0 mmol) of DA-10, 1.73 g (16.0 mmol) of DA-4, 7.69 g (24.0 mmol) of DA-1, and 194 g of NMP were added to a four-neck flask equipped with a stirrer and a nitrogen inlet tube, and dissolved by stirring while feeding nitrogen. 17.1 g (76.4 mmol) of CA-1 was added while stirring this diamine solution, and NMP was further added so that the solid content concentration became 12% by mass, and the mixture was stirred at 40° C. for 24 hours to obtain a polyamic acid solution (viscosity: 549 mPa·s). The molecular weight of the polyamic acid was a number average molecular weight of 12,400 and a weight average molecular weight of 33,000.
The polyamic acid solution (225 g) was diluted to 9.0% by mass by adding NMP, and then acetic anhydride (17.1 g) and pyridine (3.54 g) were added as imidization catalysts and reacted at 55° C. for 3 hours. The reaction solution was poured into methanol (1111 g), and the resulting precipitate was filtered off. The precipitate was washed with methanol and dried at 60° C. for 12 hours to obtain a polyimide powder. The imidization rate of the polyimide powder was 66%, the number average molecular weight was 11,000, and the weight average molecular weight was 28,000.
NMP was added to the obtained polyimide powder so that the solid content concentration became 15% by mass, and the mixture was dissolved by stirring at 70° C. for 24 hours to obtain a solution of polyimide (PI-I-3).

<合成例4>
撹拌装置及び窒素導入管付きの5Lの四つ口フラスコに、DA-5を5.73g(20.0mmol)量り取り、NMPを115g加え、窒素を送りながら撹拌して溶解させた。このジアミン溶液を水冷下で撹拌しながら、CA-3を2.94g(15.0mmol)添加し、NMPを19.1g加え、窒素雰囲気下23℃で1時間撹拌した。その後、DA-3を11.9g(40.0mmol)、DA-11を6.01g(40.0mmol)量り取り、NMPを172g加え、窒素を送りながら撹拌して溶解させた。このジアミン溶液を水冷下で撹拌しながら、CA-3を15.9g(81.0mmol)添加し、固形分濃度が15質量%になるようにNMPを加え、s-1をポリアミック酸固形分に対して1質量%となるように添加し、窒素雰囲気下23℃で6時間撹拌してポリアミック酸(PAA-I-4)の溶液を得た。ポリアミック酸の分子量は、数平均分子量は12,000、重量平均分子量は30,000であった。
<Synthesis Example 4>
5.73 g (20.0 mmol) of DA-5 was weighed out into a 5 L four-neck flask equipped with a stirrer and a nitrogen inlet tube, 115 g of NMP was added, and the mixture was stirred and dissolved while feeding nitrogen. While stirring this diamine solution under water cooling, 2.94 g (15.0 mmol) of CA-3 was added, 19.1 g of NMP was added, and the mixture was stirred at 23°C under a nitrogen atmosphere for 1 hour. Thereafter, 11.9 g (40.0 mmol) of DA-3 and 6.01 g (40.0 mmol) of DA-11 were weighed out, 172 g of NMP was added, and the mixture was stirred and dissolved while feeding nitrogen. While stirring this diamine solution under water cooling, 15.9 g (81.0 mmol) of CA-3 was added, NMP was added so that the solid content concentration became 15 mass %, s-1 was added so that the solid content was 1 mass % based on the polyamic acid solid content, and the mixture was stirred at 23° C. for 6 hours under a nitrogen atmosphere to obtain a solution of polyamic acid (PAA-I-4). The molecular weight of the polyamic acid was a number average molecular weight of 12,000 and a weight average molecular weight of 30,000.

<合成例5>
撹拌装置付きの500mLの四つ口フラスコを窒素雰囲気とし、DA-4を2.80g(25.9mmol)、DA12を1.54g(6.47mmol)、NMPを111g、及び塩基としてピリジン6.18g(78.1mmol)を加え、撹拌して溶解させた。次にこのジアミン溶液を撹拌しながらCE-1を9.89g(30.4mmol)添加し、15℃で一晩反応させた。一晩撹拌後、E-1を0.38g(4.21mmol)加えて、15℃で4時間反応させた。得られたポリアミック酸エステルの溶液を、1230gの水に撹拌しながら投入し、析出した白色沈殿をろ取し、続いて、1230gのイソプロピルアルコール(IPA)で5回洗浄し、乾燥することで白色のポリアミック酸エステル樹脂粉末10.2gを得た。収率は、83.0%であった。また、このポリアミック酸エステルの分子量は、数平均分子量は20,786、重量平均分子量は40,973であった。
得られたポリアミック酸エステルに固形分濃度が10質量%になるようにGBLを加え、室温で24時間撹拌し溶解させて、ポリアミック酸エステル(PAE-I-5)の溶液を得た。
<Synthesis Example 5>
A 500 mL four-neck flask equipped with a stirrer was placed in a nitrogen atmosphere, and 2.80 g (25.9 mmol) of DA-4, 1.54 g (6.47 mmol) of DA12, 111 g of NMP, and 6.18 g (78.1 mmol) of pyridine as a base were added and stirred to dissolve. Next, 9.89 g (30.4 mmol) of CE-1 was added while stirring this diamine solution, and reacted at 15 ° C. overnight. After stirring overnight, 0.38 g (4.21 mmol) of E-1 was added and reacted at 15 ° C. for 4 hours. The obtained polyamic acid ester solution was poured into 1230 g of water while stirring, and the precipitated white precipitate was filtered, and then washed five times with 1230 g of isopropyl alcohol (IPA), and dried to obtain 10.2 g of white polyamic acid ester resin powder. The yield was 83.0%. The molecular weight of this polyamic acid ester was 20,786 in number average molecular weight and 40,973 in weight average molecular weight.
GBL was added to the obtained polyamic acid ester so that the solid content concentration became 10% by mass, and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours to dissolve, thereby obtaining a solution of polyamic acid ester (PAE-I-5).

<合成例6>
撹拌装置付き及び窒素導入管付きの四つ口フラスコに、DA-8を0.46g(3.00mmol)、DA-13を3.00g(15.0mmol)、DA-14を2.56g(12.0mmol)、NMPを11.0g、及びGBLを8.10g加えて、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながらCA-6を4.76g(24.0mmol)添加し、GBLを10.9g加えて、室温で2時間撹拌した。次に、GBLを10.8g加えて撹拌した後、CA-5を1.31g(6.01mmol)添加し、GBLを14.3g加えて、室温で24時間撹拌した。得られたポリアミック酸溶液の25℃における粘度は2,041mPa・sであった。また、ポリアミック酸の分子量は、数平均分子量は14,200、重量平均分子量は30,110であった。その後、s-2をポリアミック酸固形分に対して1質量%となるように添加し、NMPとGBLの混合比率が、質量比でNMP:GBL=20:80となり、固形分濃度が15質量%になるように、NMP及びGBLを添加して、ポリアミック酸(PAA-I-6)の溶液を得た。
<Synthesis Example 6>
In a four-neck flask equipped with a stirrer and a nitrogen inlet tube, 0.46 g (3.00 mmol) of DA-8, 3.00 g (15.0 mmol) of DA-13, 2.56 g (12.0 mmol) of DA-14, 11.0 g of NMP, and 8.10 g of GBL were added, and dissolved by stirring while feeding nitrogen. While stirring this diamine solution, 4.76 g (24.0 mmol) of CA-6 was added, 10.9 g of GBL was added, and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours. Next, 10.8 g of GBL was added and stirred, after which 1.31 g (6.01 mmol) of CA-5 was added, 14.3 g of GBL was added, and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours. The viscosity of the obtained polyamic acid solution at 25°C was 2,041 mPa·s. The molecular weight of the polyamic acid was a number average molecular weight of 14,200 and a weight average molecular weight of 30,110. Thereafter, s-2 was added to the polyamic acid so that the amount was 1 mass % relative to the solid content of the polyamic acid, and NMP and GBL were added so that the mixing ratio of NMP and GBL became NMP:GBL=20:80 by mass and the solid content concentration became 15 mass %, thereby obtaining a solution of polyamic acid (PAA-I-6).

<合成例7~11、14~19>
下記表1に示す、ジアミン、テトラカルボン酸誘導体及び有機溶媒を使用し、それぞれ、上記合成例と同様の手順で実施することにより、下記表1に示すポリイミド(PI-V-8)~(PI-V-9)、(PI-I-11)及び(PI-V-19)、ポリアミック酸(PAA-I-7)、(PAA-I-10)、(PAA-V-14)~(PAA-V-16)、(PAA-I-17)~(PAA-I-18)の溶液を得た。表1中、括弧内の数値は、テトラカルボン酸成分については、合成に使用したテトラカルボン酸誘導体の合計量100モル部に対する各化合物の配合割合(モル部)を表し、ジアミン成分については、合成に使用したジアミンの合計量100モル部に対する各化合物の配合割合(モル部)を表す。末端修飾剤については、合成に使用したジアミンの合計量100モル部に対する配合割合(モル部)を表す。有機溶媒については、合成に使用した有機溶媒の合計量100質量部に対する各有機溶媒の配合割合(質量部)を表す。
<Synthesis Examples 7 to 11, 14 to 19>
The diamines, tetracarboxylic acid derivatives, and organic solvents shown in Table 1 below were used, and the same procedures as those in the above synthesis examples were carried out to obtain solutions of polyimides (PI-V-8) to (PI-V-9), (PI-I-11), and (PI-V-19), polyamic acids (PAA-I-7), (PAA-I-10), (PAA-V-14) to (PAA-V-16), and (PAA-I-17) to (PAA-I-18) shown in Table 1 below. In Table 1, the numbers in parentheses represent the blending ratio (molar parts) of each compound relative to 100 molar parts of the total amount of tetracarboxylic acid derivatives used in the synthesis for the tetracarboxylic acid component, and the blending ratio (molar parts) of each compound relative to 100 molar parts of the total amount of diamines used in the synthesis for the diamine component. The terminal modifier represents the blending ratio (molar parts) relative to 100 molar parts of the total amount of diamines used in the synthesis. The organic solvents are expressed as the blending ratio (parts by mass) of each organic solvent relative to 100 parts by mass of the total amount of the organic solvents used in the synthesis.

Figure 0007552582000065
Figure 0007552582000065

[その他の重合体の合成]
<合成例12>
特開2018-054761号の段落[0091]に記載の方法に従って、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン(ECETS)を用いて反応性ポリオルガノシロキサン重合体を得た。次に、特開2018-054761号の段落[0093]に記載の方法に従って、下記式(P-S1)で表されるポリオルガノシロキサンの重合体を得た。尚、数値は合成に用いた各シラン化合物の合計に対する各化合物の使用割合を示す。

Figure 0007552582000066
[Synthesis of other polymers]
<Synthesis Example 12>
According to the method described in paragraph [0091] of JP 2018-054761 A, a reactive polyorganosiloxane polymer was obtained using 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane (ECETS). Next, according to the method described in paragraph [0093] of JP 2018-054761 A, a polyorganosiloxane polymer represented by the following formula (P-S1) was obtained. The numerical values indicate the proportion of each compound used relative to the total of each silane compound used in the synthesis.
Figure 0007552582000066

<合成例13>
特開2018-54761号の段落[0091]に記載の方法に従って、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン(ECETS)を用いて反応性ポリオルガノシロキサン重合体を得た。次に、特開2018-54761号の段落[0093]に記載の方法に従って、下記式(P-S2)で表されるポリオルガノシロキサンの重合体を得た。尚、数値は合成に用いた各シラン化合物の合計に対する各化合物の使用割合を示す。

Figure 0007552582000067
<Synthesis Example 13>
According to the method described in paragraph [0091] of JP 2018-54761 A, a reactive polyorganosiloxane polymer was obtained using 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane (ECETS). Next, according to the method described in paragraph [0093] of JP 2018-54761 A, a polyorganosiloxane polymer represented by the following formula (P-S2) was obtained. The numerical values indicate the proportion of each compound used relative to the total of each silane compound used in the synthesis.
Figure 0007552582000067

<実施例1>
[液晶配向剤の調製]
合成例1で得られたポリイミド(PI-V-1)の溶液及び合成例2で得られたポリイミド(PI-V-2)の溶液を用いて、NMP及びBCSにより希釈し、更に化合物(b-1)を全ての重合体100質量部に対して10質量部となるように添加し室温で撹拌した。次いで、この得られた溶液を孔径0.5μmのフィルターでろ過することにより、重合体の成分比率が(PI-V-1):(PI-V-2)=30:70(固形分換算質量比)、溶媒組成比がNMP:BCS=60:40(質量比)、重合体固形分濃度が4.5%、重合体成分の合計100質量部に対して化合物(b-1)の配合割合が10質量部となる液晶配向剤(V1)を得た(下記の表2)。この液晶配向剤に、濁りや析出などの異常は見られず、均一な溶液であることが確認された。
Example 1
[Preparation of liquid crystal alignment agent]
Using the solution of polyimide (PI-V-1) obtained in Synthesis Example 1 and the solution of polyimide (PI-V-2) obtained in Synthesis Example 2, dilute with NMP and BCS, and further add compound (b-1) so that it is 10 parts by mass relative to 100 parts by mass of all polymers and stir at room temperature. Next, by filtering the obtained solution with a filter having a pore size of 0.5 μm, the component ratio of the polymer is (PI-V-1): (PI-V-2) = 30: 70 (solid content equivalent mass ratio), the solvent composition ratio is NMP: BCS = 60: 40 (mass ratio), the polymer solid content concentration is 4.5%, and the compound (b-1) is 10 parts by mass relative to the total 100 parts by mass of the polymer components to obtain a liquid crystal alignment agent (V1) (Table 2 below). It was confirmed that this liquid crystal alignment agent was a uniform solution without any abnormalities such as turbidity or precipitation.

<実施例2~50、比較例1~5>
下記表2~6の重合体及び添加剤を使用した以外は、実施例1と同様に実施することにより、液晶配向剤(V2)~(V11)、(I12-P)~(I29-P)、(I30-U)~(I37-U)、(V38)~(V43)、(I44-P)~(I47-P)、(V48-P)~(V49-P)、(I50-U)、(R-V1)~(R-V2)、(R-I3-P)、(R-I4-U)、(R-V5)を得た。表2中、括弧内の数値は、重合体及び添加剤についてはそれぞれ液晶配向剤の調製に使用した重合体成分の合計100質量部に対する各重合体成分又は添加剤の配合割合(質量部)を表す。有機溶媒については、液晶配向剤の調製に使用した有機溶媒の合計量100質量部に対する各有機溶媒の配合割合(質量部)を表す。
<Examples 2 to 50, Comparative Examples 1 to 5>
Except for using the polymers and additives in Tables 2 to 6 below, the same procedure as in Example 1 was carried out to obtain liquid crystal alignment agents (V2) to (V11), (I12-P) to (I29-P), (I30-U) to (I37-U), (V38) to (V43), (I44-P) to (I47-P), (V48-P) to (V49-P), (I50-U), (R-V1) to (R-V2), (R-I3-P), (R-I4-U), and (R-V5). In Table 2, the numbers in parentheses represent the blending ratio (parts by mass) of each polymer component or additive relative to the total of 100 parts by mass of the polymer components used in the preparation of the liquid crystal alignment agent, respectively, for the polymer and additive. For the organic solvent, the blending ratio (parts by mass) of each organic solvent relative to the total of 100 parts by mass of the organic solvent used in the preparation of the liquid crystal alignment agent is represented.

Figure 0007552582000068
Figure 0007552582000068

Figure 0007552582000069
Figure 0007552582000069

Figure 0007552582000070
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Figure 0007552582000071
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Figure 0007552582000072
Figure 0007552582000072

[液晶表示素子の作製、評価]
1-1.垂直配向型液晶表示素子の作製
40mm×30mmのITO電極付きガラス基板(縦:40mm、横:30mm、厚さ:1.1mm)を2枚準備し、純水及びイソプロピルアルコールで洗浄した。次に、各ITO面上に孔径1.0μmのフィルターで濾過した液晶配向剤(V1)~(V11)、(V38)~(V43)及び(R-V1)~(R-V2)、(R-V5)をそれぞれスピンコートし、ホットプレート上にて70℃で90秒間、熱循環型クリーンオーブンにて230℃で30分間の加熱処理をして、膜厚が100nmの膜付きのITO基板を得た。
次に、シール剤(三井化学社製XN-1500T)で周囲を塗布した。次いで、もう一方の基板の液晶配向膜が形成された側の面を内側にして、先の基板と張り合わせた後、シール材を硬化させて空セルを作製した。液晶配向剤(V1)~(V2)、(V5)~(V11)、(V38)~(V43)及び(R-V1)を用いた空セルには液晶MLC-3023(メルク社製)を減圧注入法によって注入し、液晶セルを作製した。
その後、得られた液晶セルに15Vの直流電圧を印加し、全ての画素エリアが駆動した状態で、光源に高圧水銀ランプを使用した紫外線照射装置を用いて、波長365nmのバンドパスフィルターを通した紫外線を10J/cm照射して、評価用の液晶表示素子を得た。紫外線照射量の測定にはORC社製UV-M03AにUV-35の受光器を接続し用いた。
液晶配向剤(V3)~(V4)、(R-V2)及び(R-V5)を用いた空セルには液晶MLC-6608(メルク社製)を減圧注入法によって注入し、評価用の液晶表示素子を得た。得られた液晶表示素子を偏光顕微鏡で観察したところ、いずれも液晶は均一に配向していることが確認された。
[Preparation and Evaluation of Liquid Crystal Display Element]
1-1. Preparation of vertical alignment type liquid crystal display element Two glass substrates with ITO electrodes of 40 mm x 30 mm (length: 40 mm, width: 30 mm, thickness: 1.1 mm) were prepared and washed with pure water and isopropyl alcohol. Next, liquid crystal alignment agents (V1) to (V11), (V38) to (V43), (R-V1) to (R-V2), and (R-V5) filtered with a filter having a pore size of 1.0 μm were spin-coated on each ITO surface, and the substrates were heated at 70° C. for 90 seconds on a hot plate and at 230° C. for 30 minutes in a heat circulation type clean oven to obtain an ITO substrate with a film having a film thickness of 100 nm.
Next, the periphery was coated with a sealant (Mitsui Chemicals, Inc., XN-1500T). Next, the other substrate was attached to the previous substrate with the surface on which the liquid crystal alignment film was formed facing inward, and the sealant was cured to prepare an empty cell. Liquid crystal MLC-3023 (Merck, Inc.) was injected by a reduced pressure injection method into the empty cells using the liquid crystal alignment agents (V1) to (V2), (V5) to (V11), (V38) to (V43), and (R-V1), to prepare a liquid crystal cell.
Thereafter, a direct current voltage of 15 V was applied to the obtained liquid crystal cell, and in the state where all pixel areas were driven, 10 J/ cm2 of ultraviolet light that had passed through a bandpass filter with a wavelength of 365 nm was irradiated using an ultraviolet irradiation device using a high-pressure mercury lamp as a light source, to obtain a liquid crystal display element for evaluation. The amount of ultraviolet light irradiation was measured using a UV-35 receiver connected to a UV-M03A manufactured by ORC Corporation.
Liquid crystal MLC-6608 (Merck) was injected into the empty cells using the liquid crystal alignment agents (V3) to (V4), (R-V2) and (R-V5) by the reduced pressure injection method to obtain liquid crystal display elements for evaluation. When the obtained liquid crystal display elements were observed with a polarizing microscope, it was confirmed that the liquid crystal was uniformly aligned in all cases.

1-2.液晶表示素子の評価
(i)蓄積電荷の評価
上記1-1で作製した液晶表示素子に、直流2Vを重畳した30Hz、7.8Vp-pの矩形波を23℃で72時間印加し、直流電圧を切って1時間後の液晶セル内に残留した電圧(残留DC電圧)をフリッカー消去法により求めた。この値が50mV以下である時を「優良」、50mVより大きく150mV以下である時を「良」、150mVより大きい値である時を「不良」と判断した。評価結果を表7~表9に示す。
(ii)電圧保持率評価
上記1-1.で作製した液晶表示素子をLEDランプ照射下の80℃オーブン中で200時間静置した後、室温中に静置して室温まで自然冷却した。その後、60℃において1Vの電圧を60マイクロ秒の印加時間、1667ミリ秒のスパンで印加した後、印加解除から1,000ミリ秒後の電圧保持率を測定した。測定装置としては、東陽テクニカ社製を使用した。
(iii)スクラッチ耐性評価
一対のガラス基板(縦:40mm、横:30mm、厚さ:1.1mm)上に上記1-1と同様の手順で液晶配向膜を作製した。各液晶配向膜面に対して、UMT-2(ブルカー・エイエックスエス社製)を用いてスクラッチ試験を行った。
UMT-2のセンサーにはFVLを選択し、スクラッチ部先端には1.6mmのサファイア球を取り付けた。
スクラッチ部先端を液晶配向膜表面に荷重40mNで接触させた状態で、横0.5mm、縦2.0mmの範囲を、スクラッチした。この時スクラッチ部先端の移動方向は横への往復とし、移動速度は5.0mm/秒で行った。スクラッチエリアの縦方向への移動は、液晶配向膜付きの基板を縦方向に20μm/秒で移動させ行った。
スクラッチ試験後、液晶(MLC-3019)をクラッチ試験済の液晶配向膜面へ滴下した。そこへもう1枚の液晶配向膜付き基板に4μmのスペーサーを散布したものを、互いの液晶配向膜面が向かい合うように重ね合わせ、滴下した液晶を挟み込んだ。
偏光顕微鏡(ECLIPSE E600WPOL)(ニコン社製)の上下の偏光板の偏光軸が90°(クロスニコル)となるようにした状態で、スクラッチ試験を行った箇所を観察し、光が透過するかを観察した。スクラッチ試験を行った箇所について、輝点や光抜けが全く見られない状態を「良好」、スクラッチした箇所全体が光抜けとなった状態を「不良」として表7~表9に示す。
1-2. Evaluation of Liquid Crystal Display Element (i) Evaluation of Accumulated Charge A square wave of 30 Hz, 7.8 V p-p superimposed with 2 V DC was applied to the liquid crystal display element prepared in 1-1 above for 72 hours at 23°C, and the voltage remaining in the liquid crystal cell one hour after the DC voltage was turned off (residual DC voltage) was determined by the flicker elimination method. A value of 50 mV or less was judged as "excellent," a value of more than 50 mV and less than 150 mV was judged as "good," and a value of more than 150 mV was judged as "poor." The evaluation results are shown in Tables 7 to 9.
(ii) Voltage Retention Ratio Evaluation The liquid crystal display element prepared in 1-1 above was left in an oven at 80°C under irradiation of an LED lamp for 200 hours, and then left at room temperature to naturally cool to room temperature. After that, a voltage of 1V was applied at 60°C for 60 microseconds with a span of 1667 milliseconds, and the voltage retention ratio was measured 1,000 milliseconds after the application was removed. A measuring device manufactured by Toyo Corporation was used.
(iii) Evaluation of scratch resistance A liquid crystal alignment film was prepared on a pair of glass substrates (length: 40 mm, width: 30 mm, thickness: 1.1 mm) in the same manner as in 1-1 above. A scratch test was performed on each liquid crystal alignment film surface using UMT-2 (manufactured by Bruker AXS).
The FVL was selected as the sensor for UMT-2, and a 1.6 mm sapphire ball was attached to the tip of the scratched part.
The tip of the scratched area was brought into contact with the liquid crystal alignment film surface under a load of 40 mN, and a scratch was made over an area of 0.5 mm horizontal and 2.0 mm vertical. The tip of the scratched area was moved back and forth horizontally at a moving speed of 5.0 mm/sec. The scratched area was moved vertically by moving the substrate with the liquid crystal alignment film vertically at a speed of 20 μm/sec.
After the scratch test, liquid crystal (MLC-3019) was dropped onto the surface of the liquid crystal alignment film that had been subjected to the scratch test. Another substrate with a liquid crystal alignment film and 4 μm spacers dispersed thereon was placed on top of the substrate so that the liquid crystal alignment film surfaces faced each other, and the dropped liquid crystal was sandwiched between them.
The scratch test was performed on the area under a polarizing microscope (Eclipse E600WPOL) (Nikon Corporation) with the polarization axes of the upper and lower polarizing plates set at 90° (crossed Nicols), and the area was observed to see whether light was transmitted. The scratch test results are shown in Tables 7 to 9, with a condition in which no bright spots or light leakage were observed at all being "good" and a condition in which the entire scratched area was light-free being "poor."

2-1.光配向によるFFS型液晶表示素子の作製
始めに、電極付きの基板を準備した。基板は、30mm×50mmの大きさで、厚さが0.7mmのガラス基板である。基板上には第1層目として対向電極を構成する、ベタ状のパターンを備えたITO電極が形成されている。第1層目の対向電極の上には第2層目として、CVD法により成膜されたSiN(窒化珪素)膜が形成されている。第2層目のSiN膜の膜厚は500nmであり、層間絶縁膜として機能する。第2層目のSiN膜の上には、第3層目としてITO膜をパターニングして形成された櫛歯状の画素電極が配置され、第1画素及び第2画素の2つの画素を形成している。各画素のサイズは、縦10mmで横約5mmである。このとき、第1層目の対向電極と第3層目の画素電極とは、第2層目のSiN膜の作用により電気的に絶縁されている。
2-1. Preparation of FFS-type liquid crystal display element by photo-alignment First, a substrate with electrodes was prepared. The substrate was a glass substrate with a size of 30 mm x 50 mm and a thickness of 0.7 mm. An ITO electrode with a solid pattern was formed on the substrate as the first layer, which constitutes the counter electrode. A SiN (silicon nitride) film formed by a CVD method was formed as the second layer on the first layer of the counter electrode. The thickness of the second layer of the SiN film was 500 nm, and it functions as an interlayer insulating film. A comb-shaped pixel electrode formed by patterning an ITO film as the third layer was arranged on the second layer of the SiN film, forming two pixels, a first pixel and a second pixel. The size of each pixel was 10 mm long and about 5 mm wide. At this time, the first layer of the counter electrode and the third layer of the pixel electrode were electrically insulated by the action of the second layer of the SiN film.

第3層目の画素電極は、中央部分が内角160°で屈曲した「くの字」形状(V-shaped)の電極要素を複数配列して構成された櫛歯状の形状を有する。各電極要素の短手方向の幅は3μmであり、電極要素間の間隔は6μmである。各画素を形成する画素電極が、中央部分の屈曲した「くの字」形状の電極要素を複数配列して構成されているため、各画素の形状は長方形状ではなく、電極要素と同様に中央部分で屈曲する、太字の「くの字」に似た形状を備える。そして、各画素は、その中央の屈曲部分を境にして上下に分割され、屈曲部分の上側の第1領域と下側の第2領域を有する。The pixel electrodes in the third layer have a comb-like shape consisting of multiple V-shaped electrode elements arranged with the central portion bent at an internal angle of 160°. The width of each electrode element in the short direction is 3 μm, and the distance between the electrode elements is 6 μm. Because the pixel electrodes forming each pixel are arranged with multiple V-shaped electrode elements bent at the central portion, the shape of each pixel is not rectangular, but has a bold V-shaped shape that is bent at the central portion like the electrode elements. Each pixel is divided into upper and lower parts by the central bend, and has a first region above the bent part and a second region below the bent part.

次に、液晶配向剤(I12-P)~(I29-P)、(I44-P)~(I47-P)及び(R-I3-P)を孔径1.0μmのフィルターで濾過した後、上記電極付き基板と裏面にITO膜が成膜されている高さ4μmの柱状スペーサーを有するガラス基板に、スピンコート塗布にて塗布した。
液晶配向剤(I12-P)~(I29-P)及び(R-I3-P)から得られた塗膜に対しては、80℃のホットプレート上で5分間乾燥させた後、230℃の熱風循環式オーブンで20分間焼成を行い、膜厚100nmのポリイミド膜を得た。その後、塗膜面に偏光板を介して消光比26:1の直線偏光した波長254nmの紫外線を500mJ/cm照射し、次いで230℃の熱風循環式オーブンで30分間焼成を行い、膜厚100nmの液晶配向膜付き基板を得た。
液晶配向剤(I44-P)~(I47-P)から得られた塗膜に対しては、80℃のホットプレート上で5分間乾燥させた後、塗膜面に偏光板を介して消光比26:1の直線偏光した波長254nmの紫外線を500mJ/cm照射し、次いで230℃の熱風循環式オーブンで30分間焼成を行い、膜厚100nmの液晶配向膜付き基板を得た。
次に、上記一組の液晶配向膜付きガラス基板の一方にシール剤を印刷し、もう一方の基板を液晶配向膜面が向き合うように貼り合わせ、シール剤を硬化させて空セルを作製した。この空セルに減圧注入法によって、液晶MLC-3019(メルク社製)を注入し、注入口を封止して、FFS駆動液晶表示素子を得た。その後、得られた液晶セルを120℃で1時間加熱し、一晩放置してから残像特性の評価を実施した。得られた液晶表示素子を偏光顕微鏡で観察したところ、いずれも液晶は均一に配向していることが確認された。
Next, the liquid crystal alignment agents (I12-P) to (I29-P), (I44-P) to (I47-P) and (R-I3-P) were filtered through a filter having a pore size of 1.0 μm, and then applied by spin coating to the above-mentioned electrode-attached substrate and a glass substrate having a columnar spacer with a height of 4 μm and an ITO film formed on the back surface.
The coating films obtained from the liquid crystal alignment agents (I12-P) to (I29-P) and (R-I3-P) were dried on a hot plate at 80° C. for 5 minutes, and then baked in a hot air circulation oven at 230° C. for 20 minutes to obtain a polyimide film with a thickness of 100 nm. Thereafter, the coating surface was irradiated with 500 mJ/cm 2 of linearly polarized ultraviolet light with a wavelength of 254 nm and an extinction ratio of 26:1 through a polarizing plate, and then baked for 30 minutes in a hot air circulation oven at 230° C. to obtain a substrate with a liquid crystal alignment film with a thickness of 100 nm.
The coating films obtained from the liquid crystal alignment agents (I44-P) to (I47-P) were dried on a hot plate at 80°C for 5 minutes, and then the coating surface was irradiated with 500 mJ/ cm2 of linearly polarized ultraviolet light having a wavelength of 254 nm and an extinction ratio of 26:1 through a polarizing plate, and then baked in a hot air circulating oven at 230°C for 30 minutes to obtain a substrate with a liquid crystal alignment film having a thickness of 100 nm.
Next, a sealant was printed on one of the pair of glass substrates with liquid crystal alignment film, and the other substrate was attached so that the liquid crystal alignment film faces each other, and the sealant was cured to prepare an empty cell. Liquid crystal MLC-3019 (Merck) was injected into this empty cell by a reduced pressure injection method, and the injection port was sealed to obtain an FFS drive liquid crystal display element. The obtained liquid crystal cell was then heated at 120°C for 1 hour and left overnight, after which the afterimage characteristics were evaluated. When the obtained liquid crystal display elements were observed with a polarizing microscope, it was confirmed that the liquid crystal was uniformly oriented in all cases.

2-2.液晶表示素子の評価
(i)蓄積電荷の評価
上記2-1で作製した液晶セルを用い、偏光軸が直交するように配置された2枚の偏光板の間に設置し、画素電極と対向電極とを短絡して同電位にした状態で、2枚の偏光板の下からLEDバックライトを照射しておき、2枚の偏光板の上で測定するLEDバックライト透過光の輝度が最小となるように、液晶セルの角度を調節した。次に、この液晶セルに周波数30Hzの矩形波を印加しながら、23℃の温度下でのV-T特性(電圧-透過率特性)を測定し、相対透過率が23%となる交流電圧を算出した。次に、23℃の温度下において相対透過率が23%となる交流電圧で、なおかつ周波数30Hzの矩形波を5分間印加した後、+1.0Vの直流電圧を重畳し30分間駆動させた。その後、直流電圧を切り、再び相対透過率が23%となる交流電圧で、なおかつ周波数30Hzの矩形波のみを30分間印加した。直流電圧重畳30分後の相対透過率が27%未満まで低下した場合を「優良」、27%以上29%未満まで低下した場合には「良好」、相対透過率が29%以上だった場合には「不良」と定義して評価を行った。
(ii)電圧保持率評価
40mm×30mmのITO電極付きガラス基板(縦:40mm、横:30mm、厚さ:1.1mm)を2枚準備し、上記2-1と同様の手順でITO面上に膜厚が100nmの液晶配向膜を作製した。一方の基板の液晶配向膜面に、直径4μmのビーズスペーサー(日揮触媒化成社製、真絲球、SW-D1)を塗布した。
次に、シール剤(三井化学社製XN-1500T)で周囲を塗布した。次いで、もう一方の基板の液晶配向膜が形成された側の面を内側にして、先の基板と張り合わせた後、シール材を硬化させて空セルを作製した。この空セルに液晶MLC-3019(メルク社製商品名)を減圧注入法によって注入し、液晶表示素子を作製した。次に、この液晶表示素子をLEDランプ照射下の80℃オーブン中で200時間静置した後、室温中に静置して室温まで自然冷却した。その後、1-2の(ii)と同様の手順で評価を行った。
(iii)スクラッチ耐性評価
上記2-1と同様の液晶配向膜を用いて、液晶をMLC-3019とした以外は、上記1-2の(iii)と同様の手順で行った。
2-2. Evaluation of Liquid Crystal Display Element (i) Evaluation of Accumulated Charge The liquid crystal cell prepared in 2-1 above was used and placed between two polarizing plates arranged so that the polarization axes are perpendicular to each other. In a state where the pixel electrode and the counter electrode were short-circuited to have the same potential, an LED backlight was irradiated from below the two polarizing plates, and the angle of the liquid crystal cell was adjusted so that the brightness of the LED backlight transmitted light measured on the two polarizing plates was minimized. Next, while applying a square wave with a frequency of 30 Hz to this liquid crystal cell, the VT characteristic (voltage-transmittance characteristic) was measured at a temperature of 23°C, and the AC voltage at which the relative transmittance was 23% was calculated. Next, an AC voltage at which the relative transmittance was 23% at a temperature of 23°C and a square wave with a frequency of 30 Hz were applied for 5 minutes, and then a DC voltage of +1.0 V was superimposed and driven for 30 minutes. Thereafter, the DC voltage was turned off, and again an AC voltage at which the relative transmittance was 23% and only a square wave with a frequency of 30 Hz was applied for 30 minutes. The evaluation was performed by defining a case where the relative transmittance after 30 minutes of DC voltage superposition was reduced to less than 27% as "excellent," a case where it was reduced to 27% or more but less than 29% as "good," and a case where the relative transmittance was 29% or more as "poor."
(ii) Voltage holding ratio evaluation Two 40 mm × 30 mm glass substrates with ITO electrodes (length: 40 mm, width: 30 mm, thickness: 1.1 mm) were prepared, and a liquid crystal alignment film with a thickness of 100 nm was formed on the ITO surface in the same manner as in 2-1 above. Bead spacers with a diameter of 4 μm (manufactured by JGC Catalysts and Chemicals, Shinshikyu, SW-D1) were applied to the liquid crystal alignment film surface of one of the substrates.
Next, the periphery was coated with a sealant (XN-1500T manufactured by Mitsui Chemicals). Next, the other substrate was laminated with the surface on which the liquid crystal alignment film was formed facing inward, and the sealant was cured to prepare an empty cell. Liquid crystal MLC-3019 (product name manufactured by Merck & Co.) was injected into this empty cell by a reduced pressure injection method to prepare a liquid crystal display element. Next, this liquid crystal display element was left to stand for 200 hours in an oven at 80° C. under irradiation by an LED lamp, and then left to stand at room temperature and naturally cooled to room temperature. Thereafter, evaluation was performed in the same manner as in 1-2 (ii).
(iii) Evaluation of Scratch Resistance The same procedure as in (iii) of 1-2 above was followed, except that the same liquid crystal alignment film as in 2-1 above was used and the liquid crystal was changed to MLC-3019.

3-1.ラビング配向によるFFS型液晶表示素子の作製
先ず、上記2-1と同様の一対のガラス基板の各表面に、孔径1.0μmのフィルターで濾過した液晶配向剤(I30-U)~(I37-U)、(I50-U)、(R-I4-U)をインクジェット塗布装置(HIS-200、日立プラントテクノロジー社製)を用いて塗布した。塗布は、塗布面積が70×70mm、ノズルピッチが0.423mm、スキャンピッチが0.5mm、塗布速度が40mm/秒、塗布から乾燥までに60秒間引き置きする条件で行った。次に、80℃のホットプレート上で5分間乾燥させた後、230℃の熱風循環式オーブンで20分間焼成を行い、膜厚100nmのポリイミド膜を得た。このポリイミド膜をレーヨン布でラビング(ローラー直径:120mm、ローラー回転数:500rpm、移動速度:30mm/sec、押し込み長:0.3mm、ラビング方向:3層目IZO櫛歯電極に対して10°傾いた方向)した後、純水中にて1分間超音波照射をして洗浄を行い、水滴を除去した。その後、80℃で15分間乾燥して、液晶配向膜付き基板を得た。これら2枚の液晶配向膜付き基板を1組とし、基板上に液晶注入口を残した形でシール剤を印刷し、もう1枚の基板を、液晶配向膜面が向き合い、ラビング方向が逆平行になるようにして張り合わせた。その後、シール剤を硬化させて、セルギャップが4μmの空セルを作製した。この空セルに減圧注入法によって、液晶MLC-7026-100(メルク社製)を注入し、注入口を封止して、FFS方式の液晶表示素子を得た。その後、得られた液晶表示素子を120℃で1時間加熱し、23℃で一晩放置してから残像評価の評価に使用した。得られた液晶表示素子を偏光顕微鏡で観察したところ、いずれも液晶は均一に配向していることが確認された。
3-1. Preparation of FFS-type liquid crystal display element by rubbing alignment First, the liquid crystal alignment agents (I30-U) to (I37-U), (I50-U), and (R-I4-U) filtered with a filter having a pore size of 1.0 μm were applied to each surface of a pair of glass substrates similar to those in 2-1 above using an inkjet coating device (HIS-200, manufactured by Hitachi Plant Technologies, Ltd.). The coating was performed under the conditions of a coating area of 70 × 70 mm, a nozzle pitch of 0.423 mm, a scan pitch of 0.5 mm, a coating speed of 40 mm/sec, and a delay of 60 seconds from coating to drying. Next, the film was dried on a hot plate at 80 ° C. for 5 minutes, and then baked in a hot air circulation oven at 230 ° C. for 20 minutes to obtain a polyimide film with a thickness of 100 nm. This polyimide film was rubbed with a rayon cloth (roller diameter: 120 mm, roller rotation speed: 500 rpm, moving speed: 30 mm/sec, indentation length: 0.3 mm, rubbing direction: inclined at 10° to the third layer IZO comb electrode), and then ultrasonically irradiated in pure water for 1 minute to wash and remove water droplets. Then, it was dried at 80° C. for 15 minutes to obtain a substrate with a liquid crystal alignment film. These two substrates with a liquid crystal alignment film were combined into one set, and a sealant was printed on the substrate with a liquid crystal injection port remaining, and another substrate was attached so that the liquid crystal alignment film surfaces faced each other and the rubbing directions were antiparallel. Then, the sealant was cured to prepare an empty cell with a cell gap of 4 μm. Liquid crystal MLC-7026-100 (manufactured by Merck) was injected into this empty cell by a reduced pressure injection method, and the injection port was sealed to obtain an FFS type liquid crystal display element. Thereafter, the obtained liquid crystal display element was heated at 120° C. for 1 hour, and then left overnight at 23° C. before being used for evaluation of afterimages. When the obtained liquid crystal display element was observed with a polarizing microscope, it was confirmed that the liquid crystal was uniformly aligned in each case.

3-2.液晶表示素子の評価
(i)蓄積電荷の評価
上記3-1で作製した液晶表示素子を用いて、液晶をMLC-7026-100とした以外は、上記2-2の(i)と同様の手順で評価を行った。
(ii)電圧保持率評価
上記3-1と同様の液晶配向膜を用いて、液晶をMLC-7026-100とした以外は、上記2-2の(ii)と同様の手順で評価を行った。
(iii)スクラッチ耐性評価
上記3-1と同様の液晶配向膜を用いて、液晶をMLC-7026-100とした以外は、上記2-2の(iii)と同様の手順で評価を行った。
3-2. Evaluation of Liquid Crystal Display Element (i) Evaluation of Accumulated Charge Using the liquid crystal display element prepared in the above 3-1, evaluation was carried out in the same manner as in the above 2-2(i), except that the liquid crystal was changed to MLC-7026-100.
(ii) Evaluation of Voltage Holding Ratio Evaluation was performed in the same manner as in (ii) of 2-2 above, except that the same liquid crystal alignment film as in 3-1 above was used and the liquid crystal was changed to MLC-7026-100.
(iii) Evaluation of Scratch Resistance Using the same liquid crystal alignment film as in 3-1 above, evaluation was carried out in the same manner as in (iii) of 2-2 above, except that the liquid crystal was MLC-7026-100.

4-1.光配向によるVA型液晶表示素子の作製
上記1-1と同様のガラス基板を2枚準備し、それぞれの基板上に液晶配向剤(V48-P)又は(V49-P)をスピンコートし、ホットプレート上にて80℃で90秒間、熱循環型クリーンオーブンにて200℃で40分間の加熱処理をして、膜厚が100nmの液晶配向膜付きのITO基板を得た。
次に上記基板を直線偏光UV光に、基板表面の垂直に対して入射角40°で露光させる。加えられた露光量は、20mJ/cmとした。露光後、2枚の基板を有するセルを、露光された配向層がセルの内側に向くように組み立て、配向方向が互いに平行になるように、基板を調整した。次に、液晶MLC-7067(メルク社製)を注入した。その後、約90℃で10分間アニーリングし、室温まで冷ましてから残像評価の評価に使用した。得られた液晶表示素子を偏光顕微鏡で観察したところ、いずれも液晶は均一に配向していることが確認された。
4-1. Fabrication of VA-type liquid crystal display element by photo-alignment Two glass substrates similar to those in 1-1 above were prepared, and liquid crystal alignment agent (V48-P) or (V49-P) was spin-coated on each substrate, and the substrates were heat-treated at 80°C for 90 seconds on a hot plate and at 200°C for 40 minutes in a heat circulation type clean oven to obtain an ITO substrate with a liquid crystal alignment film having a thickness of 100 nm.
The substrate was then exposed to linearly polarized UV light at an incidence angle of 40° relative to the normal of the substrate surface. The applied exposure dose was 20 mJ/ cm2 . After exposure, a cell having two substrates was assembled so that the exposed alignment layer faced the inside of the cell, and the substrates were adjusted so that the alignment directions were parallel to each other. Next, liquid crystal MLC-7067 (Merck) was injected. After that, the device was annealed at about 90°C for 10 minutes, cooled to room temperature, and then used for evaluation of image retention. When the obtained liquid crystal display device was observed with a polarizing microscope, it was confirmed that the liquid crystal was uniformly aligned in all cases.

4-2.液晶表示素子の評価
(i)蓄積電荷の評価
上記4-1で作製した液晶表示素子を用いて、上記1-2の(i)と同様の手順で評価を行った。評価結果を表7~表9に示す。
(ii)電圧保持率評価
上記4-1と同様の液晶配向膜を用いて、液晶をMLC-7067とした以外は、上記1-2の(ii)と同様の手順で評価を行った。評価結果を表7~表9に示す。
(iii)スクラッチ耐性評価
上記4-1と同様の液晶配向膜を用いて、液晶をMLC-7067とした以外は、上記1-2の(iii)と同様の手順で評価を行った。評価結果を表7~表9に示す。
4-2. Evaluation of Liquid Crystal Display Element (i) Evaluation of Accumulated Charge Using the liquid crystal display element prepared in the above 4-1, evaluation was carried out in the same manner as in the above 1-2 (i). The evaluation results are shown in Tables 7 to 9.
(ii) Evaluation of Voltage Holding Ratio Evaluation was performed in the same manner as in (ii) of 1-2 above, except that the same liquid crystal alignment film as in 4-1 above was used and the liquid crystal was changed to MLC-7067. The evaluation results are shown in Tables 7 to 9.
(iii) Evaluation of scratch resistance Evaluation was performed in the same manner as in (iii) of 1-2 above, except that the same liquid crystal alignment film as in 4-1 above was used and the liquid crystal was changed to MLC-7067. The evaluation results are shown in Tables 7 to 9.

Figure 0007552582000073
Figure 0007552582000073

Figure 0007552582000074
Figure 0007552582000074

Figure 0007552582000075
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本発明の液晶配向剤は、垂直配向型やFFS駆動方式などの種々の液晶表示素子における液晶配向膜の形成に有用である。
なお、2019年3月12日に出願された日本特許出願2019-044856号の明細書、特許請求の範囲及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
The liquid crystal aligning agent of the present invention is useful for forming a liquid crystal alignment film in various liquid crystal display elements such as a vertical alignment type and an FFS driving type.
In addition, the entire contents of the specification, claims and abstract of Japanese Patent Application No. 2019-044856 filed on March 12, 2019 are hereby incorporated by reference as the disclosure of the specification of the present invention.

Claims (18)

下記の(A)成分と(B)成分を含有することを特徴とする液晶配向剤。
(A)成分:下記式(1)で表される繰り返し単位及び下記式(2)で表される繰り返し単位からなる群から選ばれる少なくとも1種の繰り返し単位を有する重合体(A)。
(B)成分:分子内に、下記式(b)で表される部分構造を有し、窒素原子を含む塩基性部位を備えている、分子量2000以下の化合物(B)。
Figure 0007552582000076
式(1)中、 は下記式(4a)~(4n)、下記式(5a)及び下記式(6a)からなる群から選ばれる4価の有機基であり、は2価の有機基である。Rは水素原子、又は炭素数1~5のアルキル基であり、Z11、Z12はそれぞれ独立して水素原子、置換基を有してもよい炭素数1~10のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数2~10のアルケニル基、置換基を有してもよい炭素数2~10のアルキニル基、tert-ブトキシカルボニル基、又は9-フルオレニルメトキシカルボニル基である。
Figure 0007552582000077
*は結合手を表し、Rは、炭素数1~4のアルカンジイル基を表す。mは、1~2の整数を表す。
Figure 0007552582000078
x及びyは、単結合、エーテル、カルボニル、エステル、炭素数1~5のアルカンジイル基、1,4-フェニレン、スルホニル又はアミド基である。Z ~Z は、それぞれ独立して、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、塩素原子又はベンゼン環を表す。j及びkは、0又は1である。mは1~5の整数である。*は結合手を表す。
A liquid crystal aligning agent comprising the following components (A) and (B):
Component (A): A polymer (A) having at least one repeating unit selected from the group consisting of a repeating unit represented by the following formula (1) and a repeating unit represented by the following formula (2):
Component (B): A compound (B) having a molecular weight of 2000 or less, which has a partial structure represented by the following formula (b) in the molecule and is equipped with a basic site containing a nitrogen atom.
Figure 0007552582000076
In formula (1), X 1 is a tetravalent organic group selected from the group consisting of formulae (4a) to (4n), (5a) and (6a), and Y 1 is a divalent organic group. R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and Z 11 and Z 12 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms which may have a substituent, an alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms which may have a substituent, a tert-butoxycarbonyl group or a 9-fluorenylmethoxycarbonyl group.
Figure 0007552582000077
* represents a bond, R1 represents an alkanediyl group having 1 to 4 carbon atoms, and m1 represents an integer of 1 or 2.
Figure 0007552582000078
x and y are single bonds, ethers, carbonyls, esters, alkanediyl groups having 1 to 5 carbon atoms, 1,4-phenylene, sulfonyl or amide groups. Z 1 to Z 6 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a chlorine atom or a benzene ring. j and k are 0 or 1. m is an integer of 1 to 5. * represents a bond.
下記の(A)成分と(B)成分を含有することを特徴とする液晶配向剤。
(A)成分:下記式(1)で表される繰り返し単位及び下記式(2)で表される繰り返し単位からなる群から選ばれる少なくとも1種の繰り返し単位を有する重合体(A)。
(B)成分:分子内に、下記式(b)で表される部分構造を有し、窒素原子を含む塩基性部位を備えている、分子量2000以下の化合物(B)であり、
前記塩基性部位は、第二級アミン、又は第三級アミンから水素原子を1つ又は2つ除いた基及び含窒素複素環基からなる群より選ばれる構造である、前記化合物。
Figure 0007552582000079
式(1)中、Xは4価の有機基であり、Yは2価の有機基である。Rは水素原子、又は炭素数1~5のアルキル基であり、Z11、Z12はそれぞれ独立して水素原子、置換基を有してもよい炭素数1~10のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数2~10のアルケニル基、置換基を有してもよい炭素数2~10のアルキニル基、tert-ブトキシカルボニル基、又は9-フルオレニルメトキシカルボニル基である。
Figure 0007552582000080
*は結合手を表し、Rは、炭素数1~4のアルカンジイル基を表す。mは、1~2の整数を表す。
A liquid crystal aligning agent comprising the following components (A) and (B):
Component (A): a polymer (A) having at least one repeating unit selected from the group consisting of a repeating unit represented by the following formula (1) and a repeating unit represented by the following formula (2):
Component (B): A compound (B) having a molecular weight of 2000 or less, which has a partial structure represented by the following formula (b) in the molecule and is equipped with a basic site containing a nitrogen atom,
The aforementioned compound, wherein the basic site has a structure selected from the group consisting of a secondary amine, a group in which one or two hydrogen atoms have been removed from a tertiary amine, and a nitrogen-containing heterocyclic group.
Figure 0007552582000079
In formula (1), X1 is a tetravalent organic group, Y1 is a divalent organic group, R1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and Z11 and Z12 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms which may have a substituent, an alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms which may have a substituent, a tert-butoxycarbonyl group, or a 9-fluorenylmethoxycarbonyl group.
Figure 0007552582000080
* represents a bond, R1 represents an alkanediyl group having 1 to 4 carbon atoms, and m1 represents an integer of 1 or 2.
上記Xが下記式(4a)~(4n)、下記式(5a)及び下記式(6a)からなる群から選ばれる4価の有機基である、請求項に記載の液晶配向剤。
Figure 0007552582000081
x及びyは、単結合、エーテル、カルボニル、エステル、炭素数1~5のアルカンジイル基、1,4-フェニレン、スルホニル又はアミド基である。Z~Zは、それぞれ独立して、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、塩素原子又はベンゼン環を表す。j及びkは、0又は1である。mは1~5の整数である。*は結合手を表す。
The liquid crystal aligning agent according to claim 2 , wherein the X 1 is a tetravalent organic group selected from the group consisting of the following formulas (4a) to (4n), the following formula (5a), and the following formula (6a).
Figure 0007552582000081
x and y are single bonds, ethers, carbonyls, esters, alkanediyl groups having 1 to 5 carbon atoms, 1,4-phenylene, sulfonyl or amide groups. Z 1 to Z 6 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a chlorine atom or a benzene ring. j and k are 0 or 1. m is an integer of 1 to 5. * represents a bond.
上記重合体(A)が、上記Xが上記式(4a)~(4n)、(5a)及び上記式(6a)からなる群から選ばれる4価の有機基であり、Yが2価の有機基である上記式(1)で表される繰り返し単位及び上記式(2)で表される繰り返し単位からなる群から選ばれる繰り返し単位(繰り返し単位(t))を1種以上含み、繰り返し単位(t)の含有量が、合計で、重合体(A)の全繰り返し単位に対して、5モル%以上である、請求項3に記載の液晶配向剤。 The polymer (A) contains one or more repeating units (repeating units (t)) selected from the group consisting of repeating units represented by the formula (1) and repeating units represented by the formula (2), in which X 1 is a tetravalent organic group selected from the group consisting of the formulas (4a) to ( 4n), (5a), and (6a), and Y 1 is a divalent organic group, and the content of the repeating units (t) is 5 mol% or more in total with respect to the total repeating units of the polymer (A). The liquid crystal aligning agent according to claim 3. 上記重合体(A)が、Xが4価の有機基であり、Yが窒素含有複素環、ジフェニルアミン構造及びトリフェニルアミン構造からなる群から選ばれる少なくとも一種を有するジアミンに由来する2価の有機基である上記式(1)で表される繰り返し単位及び上記式(2)で表される繰り返し単位からなる群から選ばれる繰り返し単位を1種以上含み、前記1種以上の繰り返し単位の含有量が、合計で、重合体(A)の全繰り返し単位に対して、5モル%以上である、請求項1~4のいずれか一項に記載の液晶配向剤。 The liquid crystal aligning agent according to any one of claims 1 to 4, wherein the polymer (A) contains one or more repeating units selected from the group consisting of repeating units represented by the formula ( 1 ) and repeating units represented by the formula (2), in which X 1 is a tetravalent organic group and Y 1 is a divalent organic group derived from a diamine having at least one selected from the group consisting of a nitrogen-containing heterocycle, a diphenylamine structure, and a triphenylamine structure, and the content of the one or more repeating units is 5 mol% or more in total with respect to the total repeating units of the polymer (A). 上記重合体(A)が、Yが窒素含有複素環、ジフェニルアミン構造及びトリフェニルアミン構造からなる群から選ばれる少なくとも一種を有するジアミンに由来する2価の有機基である上記式(1)で表される繰り返し単位及び上記式(2)で表される繰り返し単位からなる群から選ばれる繰り返し単位を1種以上含み、前記1種以上の繰り返し単位の含有量が、合計で、重合体(A)の全繰り返し単位に対して、5モル%以上である、請求項1~5のいずれか一項に記載の液晶配向剤。 The liquid crystal aligning agent according to any one of claims 1 to 5, wherein the polymer (A ) contains one or more repeating units selected from the group consisting of repeating units represented by the formula (1) and repeating units represented by the formula (2), in which Y1 is a divalent organic group derived from a diamine having at least one selected from the group consisting of a nitrogen-containing heterocycle, a diphenylamine structure, and a triphenylamine structure, and the content of the one or more repeating units is 5 mol% or more in total with respect to all repeating units of the polymer (A). 上記重合体(A)が、Xが4価の有機基であり、Yが下記式(V1)~(V3)で表されるジアミンに由来する2価の有機基である上記式(1)で表される繰り返し単位及び上記式(2)で表される繰り返し単位からなる群から選ばれる繰り返し単位(繰り返し単位(a))を1種以上含み、繰り返し単位(a)の含有量が、合計で、重合体(A)の全繰り返し単位に対して、1モル%以上である、請求項1~6のいずれか一項に記載の液晶配向剤。
Figure 0007552582000082
Xは、単結合、-O-、-C(CH-、-NH-、-CO-、-NHCO-、-COO-、-(CH-、-SO-、-O-(CH-O-、-O-C(CH-、-CO-(CH-、-NH-(CH-、-SO-(CH-、-CONH-(CH-、-CONH-(CH-NHCO-、又は-COO-(CH-OCO-を表す。
及びXはそれぞれ独立して、単結合、-(CH-(aは1~15の整数である)、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH)-、-NH-、-O-、-COO-、-OCO-又は-((CHa1-Am1-を表す。このうち、複数のa1はそれぞれ独立して1~15の整数であり、複数のAはそれぞれ独立して酸素原子又は-COO-を表し、mは1~2である。Xは単結合、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH)-、-NH-、-O-、-CHO-、-COO-又は-OCO-を表す。Xは-CONH-、-NHCO-、-O-、-COO-又は-OCO-を表す。
及びGは、それぞれ独立して、炭素数6~12の2価の芳香族基又は炭素数3~8の2価の脂環式基から選ばれる2価の環状基を表す。該環状基上の任意の水素原子は、炭素数1~3のアルキル基、炭素数1~3のアルコキシ基、炭素数1~3のフッ素含有アルキル基、炭素数1~3のフッ素含有アルコキシ基又はフッ素原子で置換されていてもよい。kは0または1を表し、m及びnは、それぞれ独立して、0~3の整数であって、m及びnの合計は1~4である。
は、炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のアルコキシ基又は炭素数2~20のアルコキシアルキル基を表す。Rを形成する任意の水素はフッ素で置換されていてもよい。
は炭素数1~20のアルキル基又は炭素数2~20のアルコキシアルキル基を表し、Rを形成する任意の水素はフッ素で置換されていてもよい。Rはステロイド骨格を有する構造を表す。
The polymer (A) contains at least one repeating unit (a) selected from the group consisting of repeating units represented by the above formula (1) and repeating units represented by the above formula (2), in which X 1 is a tetravalent organic group and Y 1 is a divalent organic group derived from a diamine represented by the following formulas (V1) to (V3), and the content of the repeating unit (a) is 1 mol% or more in total with respect to the total repeating units of the polymer (A). The liquid crystal aligning agent according to any one of claims 1 to 6.
Figure 0007552582000082
X represents a single bond, -O-, -C( CH3 ) 2- , -NH-, -CO-, -NHCO-, -COO-, -( CH2 ) m- , -SO2-, -O-( CH2 ) m -O-, -O-C( CH3 ) 2- , -CO- ( CH2 ) m- , -NH-( CH2 ) m- , -SO2- ( CH2 ) m- , -CONH-( CH2 ) m- , -CONH-( CH2 ) m -NHCO-, or -COO-( CH2 ) m -OCO-.
X 1 and X 2 each independently represent a single bond, -(CH 2 ) a - (a is an integer of 1 to 15), -CONH-, -NHCO-, -CON(CH 3 )-, -NH-, -O-, -COO-, -OCO-, or -((CH 2 ) a1 -A 1 ) m1 -. Among these, a1's each independently represent an integer of 1 to 15, A 1 's each independently represent an oxygen atom or -COO-, and m 1 is 1 to 2. X 3 represents a single bond, -CONH-, -NHCO-, -CON(CH 3 )-, -NH-, -O-, -CH 2 O-, -COO-, or -OCO-. X 4 represents -CONH-, -NHCO-, -O-, -COO-, or -OCO-.
G1 and G2 each independently represent a divalent cyclic group selected from a divalent aromatic group having 6 to 12 carbon atoms or a divalent alicyclic group having 3 to 8 carbon atoms. Any hydrogen atom on the cyclic group may be substituted with an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, a fluorine-containing alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, or a fluorine atom. k represents 0 or 1, m and n each independently represent an integer of 0 to 3, and the sum of m and n is 1 to 4.
R1 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or an alkoxyalkyl group having 2 to 20 carbon atoms. Any hydrogen forming R1 may be substituted with fluorine.
R2 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an alkoxyalkyl group having 2 to 20 carbon atoms, and any hydrogen atom forming R2 may be substituted with a fluorine atom. R3 represents a structure having a steroid skeleton.
上記重合体(A)が、Yが下記式(V1)~(V3)で表されるジアミンに由来する2価の有機基である上記式(1)で表される繰り返し単位及び上記式(2)で表される繰り返し単位からなる群から選ばれる繰り返し単位(繰り返し単位(a))を1種以上含み、繰り返し単位(a)の含有量が、合計で、重合体(A)の全繰り返し単位に対して、1モル%以上である、請求項1~7のいずれか一項に記載の液晶配向剤。
Figure 0007552582000083
Xは、単結合、-O-、-C(CH-、-NH-、-CO-、-NHCO-、-COO-、-(CH-、-SO-、-O-(CH-O-、-O-C(CH-、-CO-(CH-、-NH-(CH-、-SO-(CH-、-CONH-(CH-、-CONH-(CH-NHCO-、又は-COO-(CH-OCO-を表す。
及びXはそれぞれ独立して、単結合、-(CH-(aは1~15の整数である)、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH)-、-NH-、-O-、-COO-、-OCO-又は-((CHa1-Am1-を表す。このうち、複数のa1はそれぞれ独立して1~15の整数であり、複数のAはそれぞれ独立して酸素原子又は-COO-を表し、mは1~2である。Xは単結合、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH)-、-NH-、-O-、-CHO-、-COO-又は-OCO-を表す。Xは-CONH-、-NHCO-、-O-、-COO-又は-OCO-を表す。
及びGは、それぞれ独立して、炭素数6~12の2価の芳香族基又は炭素数3~8の2価の脂環式基から選ばれる2価の環状基を表す。該環状基上の任意の水素原子は、炭素数1~3のアルキル基、炭素数1~3のアルコキシ基、炭素数1~3のフッ素含有アルキル基、炭素数1~3のフッ素含有アルコキシ基又はフッ素原子で置換されていてもよい。kは0または1を表し、m及びnは、それぞれ独立して、0~3の整数であって、m及びnの合計は1~4である。
は、炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のアルコキシ基又は炭素数2~20のアルコキシアルキル基を表す。Rを形成する任意の水素はフッ素で置換されていてもよい。
は炭素数1~20のアルキル基又は炭素数2~20のアルコキシアルキル基を表し、Rを形成する任意の水素はフッ素で置換されていてもよい。Rはステロイド骨格を有する構造を表す。
The polymer (A) contains one or more repeating units (repeating units (a)) selected from the group consisting of repeating units represented by the above formula (1) and repeating units represented by the above formula (2), in which Y 1 is a divalent organic group derived from a diamine represented by the following formulas (V1) to (V3), and the content of the repeating units (a) is 1 mol% or more in total with respect to all repeating units of the polymer (A). The liquid crystal aligning agent according to any one of claims 1 to 7.
Figure 0007552582000083
X represents a single bond, -O-, -C( CH3 ) 2- , -NH-, -CO-, -NHCO-, -COO-, -( CH2 ) m- , -SO2-, -O-( CH2 ) m -O-, -O-C( CH3 ) 2- , -CO- ( CH2 ) m- , -NH-( CH2 ) m- , -SO2- ( CH2 ) m- , -CONH-( CH2 ) m- , -CONH-( CH2 ) m -NHCO-, or -COO-( CH2 ) m -OCO-.
X 1 and X 2 each independently represent a single bond, -(CH 2 ) a - (a is an integer of 1 to 15), -CONH-, -NHCO-, -CON(CH 3 )-, -NH-, -O-, -COO-, -OCO-, or -((CH 2 ) a1 -A 1 ) m1 -. Among these, a1's each independently represent an integer of 1 to 15, A 1 's each independently represent an oxygen atom or -COO-, and m 1 is 1 to 2. X 3 represents a single bond, -CONH-, -NHCO-, -CON(CH 3 )-, -NH-, -O-, -CH 2 O-, -COO-, or -OCO-. X 4 represents -CONH-, -NHCO-, -O-, -COO-, or -OCO-.
G1 and G2 each independently represent a divalent cyclic group selected from a divalent aromatic group having 6 to 12 carbon atoms or a divalent alicyclic group having 3 to 8 carbon atoms. Any hydrogen atom on the cyclic group may be substituted with an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, a fluorine-containing alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, or a fluorine atom. k represents 0 or 1, m and n each independently represent an integer of 0 to 3, and the sum of m and n is 1 to 4.
R1 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or an alkoxyalkyl group having 2 to 20 carbon atoms. Any hydrogen forming R1 may be substituted with fluorine.
R2 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an alkoxyalkyl group having 2 to 20 carbon atoms, and any hydrogen atom forming R2 may be substituted with a fluorine atom. R3 represents a structure having a steroid skeleton.
上記重合体(A)が、Xが4価の有機基であり、Yがp-フェニレンジアミン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-ジアミノアゾベンゼン、2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、下記式(H)で表されるジアミン及び下記式(H2)~(H3)で表されるジアミンからなる群から選ばれるジアミンに由来する2価の有機基である上記式(1)で表される繰り返し単位及び上記式(2)で表される繰り返し単位からなる群から選ばれる繰り返し単位(繰り返し単位(c))を1種以上含み、繰り返し単位(c)の含有量が、合計で、重合体(A)の全繰り返し単位に対して、5モル%以上である、請求項1~8のいずれか一項に記載の液晶配向剤。
Figure 0007552582000084
は、-NRCO-、-COO-、-NRCONR-、又は-(CH-(ただし、nは2~20の整数)で表される構造であり、任意の-CH-は-O-、-COO-、-ND-、-NRCO-、-NRCONR-、-NRCOO-、又は-OCOO-に置き換えられてもよい。Dは熱脱離性基を表し、Rは水素原子又は1価の有機基を表す。)、Rは単結合又はベンゼン環であり、ベンゼン環上の任意の水素原子は1価の有機基で置き換えられてもよい。
Figure 0007552582000085
は、-CO-、-O-、-COO-、-L-R-L-(L、Lは、それぞれ独立に、単結合、酸素原子、又は-COO-であり、Rは-(CH-(nは1~12の整数)である。)、又は-NRCO-(Rは水素原子又はメチル基を表す。)を表し、Xは単結合、-NRCO-(Rは水素原子又はメチル基を表す。)又は-COO-を表す。nは1~2の整数を表す。ベンゼン環上の任意の水素原子は1価の有機基で置き換えられてもよい。
Figure 0007552582000086
式中、2個あるXは、それぞれ独立に、-O-、-COO-、-NHCO-、-C(=O)-、又は-(CH-(nは1~12の整数)を表し、L、Lは、それぞれ独立に、単結合、-O-、又は-COO-であり、Rは-CH-であるか、-(CH-(nは2~12の整数)、又は上記-(CH-の任意のCHが酸素原子で置換された基を表す。ベンゼン環上の任意の水素原子は1価の有機基で置き換えられてもよい。
The polymer (A) is such that X1 is a tetravalent organic group, and Y The liquid crystal aligning agent according to any one of claims 1 to 8, wherein the repeating unit (c)) selected from the group consisting of the repeating unit represented by the formula (1) and the repeating unit represented by the formula (2) is a divalent organic group derived from a diamine selected from the group consisting of p-phenylenediamine, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylether, 4,4'-diaminoazobenzene, 2,2'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene, 1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene, bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]ether, 4,4'-bis(4-aminophenoxy)biphenyl, diamine represented by the following formula (H), and diamine represented by the following formula (H2) to (H3), and the content of the repeating unit (c) is 5 mol% or more in total with respect to the total repeating units of the polymer (A).
Figure 0007552582000084
R3 is a structure represented by -NRCO-, -COO-, -NRCONR-, or -(CH 2 ) n - (wherein n is an integer of 2 to 20), and any -CH 2 - may be replaced by -O-, -COO-, -ND-, -NRCO-, -NRCONR-, -NRCOO-, or -OCOO-. D represents a thermally detachable group, and R represents a hydrogen atom or a monovalent organic group.), R 4 is a single bond or a benzene ring, and any hydrogen atom on the benzene ring may be replaced by a monovalent organic group.
Figure 0007552582000085
X 1 represents -CO-, -O-, -COO-, -L 1 -R-L 2 - (L 1 and L 2 are each independently a single bond, an oxygen atom, or -COO-, and R is -(CH 2 ) n - (n is an integer of 1 to 12)), or -NRCO- (R represents a hydrogen atom or a methyl group), and X 2 represents a single bond, -NRCO- (R represents a hydrogen atom or a methyl group), or -COO-. n represents an integer of 1 or 2. Any hydrogen atom on the benzene ring may be replaced with a monovalent organic group.
Figure 0007552582000086
In the formula, two Xs each independently represent -O-, -COO-, -NHCO-, -C(=O)-, or -( CH2 ) n- (n is an integer of 1 to 12), L1 and L2 each independently represent a single bond, -O-, or -COO-, and R represents -CH2- , -( CH2 ) n- (n is an integer of 2 to 12), or a group in which any CH2 in the -( CH2 ) n- is replaced with an oxygen atom. Any hydrogen atom on the benzene ring may be replaced with a monovalent organic group.
上記重合体(A)が、Yがp-フェニレンジアミン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-ジアミノアゾベンゼン、2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、下記式(H)で表されるジアミン及び下記式(H2)~(H3)で表されるジアミンからなる群から選ばれるジアミンに由来する2価の有機基である上記式(1)で表される繰り返し単位及び上記式(2)で表される繰り返し単位からなる群から選ばれる繰り返し単位(繰り返し単位(c))を1種以上含み、繰り返し単位(c)の含有量が、合計で、重合体(A)の全繰り返し単位に対して、5モル%以上である、請求項1~9のいずれか一項に記載の液晶配向剤。
Figure 0007552582000087
は、-NRCO-、-COO-、-NRCONR-、又は-(CH-(ただし、nは2~20の整数)で表される構造であり、任意の-CH-は-O-、-COO-、-ND-、-NRCO-、-NRCONR-、-NRCOO-、又は-OCOO-に置き換えられてもよい。Dは熱脱離性基を表し、Rは水素原子又は1価の有機基を表す。)、Rは単結合又はベンゼン環であり、ベンゼン環上の任意の水素原子は1価の有機基で置き換えられてもよい。
Figure 0007552582000088
は、-CO-、-O-、-COO-、-L-R-L-(L、Lは、それぞれ独立に、単結合、酸素原子、又は-COO-であり、Rは-(CH-(nは1~12の整数)である。)、又は-NRCO-(Rは水素原子又はメチル基を表す。)を表し、Xは単結合、-NRCO-(Rは水素原子又はメチル基を表す。)又は-COO-を表す。nは1~2の整数を表す。ベンゼン環上の任意の水素原子は1価の有機基で置き換えられてもよい。
Figure 0007552582000089
式中、2個あるXは、それぞれ独立に、-O-、-COO-、-NHCO-、-C(=O)-、又は-(CH-(nは1~12の整数)を表し、L、Lは、それぞれ独立に、単結合、-O-、又は-COO-であり、Rは-CH-であるか、-(CH-(nは2~12の整数)、又は上記-(CH-の任意のCHが酸素原子で置換された基を表す。ベンゼン環上の任意の水素原子は1価の有機基で置き換えられてもよい。
The polymer (A) contains one or more repeating units (repeating units (c)) selected from the group consisting of repeating units represented by the above formula (1) and repeating units represented by the above formula (2), in which Y 1 is a divalent organic group derived from a diamine selected from the group consisting of p-phenylenediamine, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminoazobenzene, 2,2'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene, 1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene, bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]ether, 4,4'-bis(4-aminophenoxy)biphenyl, diamines represented by the following formula (H), and diamines represented by the following formulas (H2) to (H3), and the content of the repeating units (c) is 5 mol% or more in total with respect to the total repeating units of the polymer (A). The liquid crystal aligning agent according to any one of claims 1 to 9.
Figure 0007552582000087
R3 is a structure represented by -NRCO-, -COO-, -NRCONR-, or -(CH 2 ) n - (wherein n is an integer of 2 to 20), and any -CH 2 - may be replaced by -O-, -COO-, -ND-, -NRCO-, -NRCONR-, -NRCOO-, or -OCOO-. D represents a thermally detachable group, and R represents a hydrogen atom or a monovalent organic group.), R 4 is a single bond or a benzene ring, and any hydrogen atom on the benzene ring may be replaced by a monovalent organic group.
Figure 0007552582000088
X 1 represents -CO-, -O-, -COO-, -L 1 -R-L 2 - (L 1 and L 2 are each independently a single bond, an oxygen atom, or -COO-, and R is -(CH 2 ) n - (n is an integer of 1 to 12)), or -NRCO- (R represents a hydrogen atom or a methyl group), and X 2 represents a single bond, -NRCO- (R represents a hydrogen atom or a methyl group), or -COO-. n represents an integer of 1 or 2. Any hydrogen atom on the benzene ring may be replaced with a monovalent organic group.
Figure 0007552582000089
In the formula, two Xs each independently represent -O-, -COO-, -NHCO-, -C(=O)-, or -( CH2 ) n- (n is an integer of 1 to 12), L1 and L2 each independently represent a single bond, -O-, or -COO-, and R represents -CH2- , -( CH2 ) n- (n is an integer of 2 to 12), or a group in which any CH2 in the -( CH2 ) n- is replaced with an oxygen atom. Any hydrogen atom on the benzene ring may be replaced with a monovalent organic group.
上記重合体(A)が、Xが4価の有機基であり、Yがラジカル開始機能を有するジアミン及び光重合性基を末端に有するジアミンからなる群から選ばれるジアミンに由来する2価の有機基である上記式(1)で表される繰り返し単位及び上記式(2)で表される繰り返し単位からなる群から選ばれる繰り返し単位(繰り返し単位(b))を1種以上含み、繰り返し単位(b)の含有量が、合計で、重合体(A)の全繰り返し単位に対して、1モル%以上である、請求項1~10のいずれか一項に記載の液晶配向剤。 The polymer (A) includes at least one repeating unit (b) selected from the group consisting of repeating units represented by the formula (1 ) and repeating units represented by the formula (2), in which X 1 is a tetravalent organic group and Y 1 is a divalent organic group derived from a diamine selected from the group consisting of diamines having a radical initiation function and diamines having a photopolymerizable group at their ends, and the content of the repeating unit (b) is 1 mol% or more in total with respect to the total repeating units of the polymer (A). The liquid crystal aligning agent according to any one of claims 1 to 10. 上記重合体(A)が、請求項7に定義される繰り返し単位(a)および請求項11に定義される繰り返し単位(b)を含み、繰り返し単位(a)及び繰り返し単位(b)の含有量の上限値がそれぞれ、重合体(A)の全繰り返し単位に対して、99モル%以下である、請求項11に記載の液晶配向剤。 The liquid crystal aligning agent according to claim 11, wherein the polymer (A) contains the repeating unit (a) defined in claim 7 and the repeating unit (b) defined in claim 11, and the upper limit of the content of the repeating unit (a) and the repeating unit (b) is 99 mol % or less, based on the total repeating units of the polymer (A). 上記重合体(A)が、Yがラジカル開始機能を有するジアミン及び光重合性基を末端に有するジアミンからなる群から選ばれるジアミンに由来する2価の有機基である上記式(1)で表される繰り返し単位及び上記式(2)で表される繰り返し単位からなる群から選ばれる繰り返し単位(繰り返し単位(b))を1種以上含み、繰り返し単位(b)の含有量が、合計で、重合体(A)の全繰り返し単位に対して、1モル%以上である、請求項1~12のいずれか一項に記載の液晶配向剤。 The polymer (A) includes one or more repeating units (repeating units (b)) selected from the group consisting of repeating units represented by the formula (1) and repeating units represented by the formula (2), in which Y1 is a divalent organic group derived from a diamine selected from the group consisting of diamines having a radical initiation function and diamines having a photopolymerizable group at a terminal thereof, and the content of the repeating units (b) is 1 mol% or more in total relative to the total repeating units of the polymer (A). The liquid crystal aligning agent according to any one of claims 1 to 12. 上記液晶配向剤がさらにポリオルガノシロキサンを含み、上記ポリオルガノシロキサンがオキセタニル基及びオキシラニル基の少なくともいずれかを有する、請求項1~13のいずれか一項に記載の液晶配向剤。 The liquid crystal alignment agent according to any one of claims 1 to 13, further comprising a polyorganosiloxane, the polyorganosiloxane having at least one of an oxetanyl group and an oxiranyl group. 上記(A)成分が、2種類以上の重合体(A)からなる、請求項1~14のいずれか一項に記載の液晶配向剤。 The liquid crystal aligning agent according to any one of claims 1 to 14, wherein the component (A) is composed of two or more types of polymer (A). 上記化合物(B)の含有量が、(A)成分100質量部あたり、0.1~40質量部である、請求項1~15のいずれか一項に記載の液晶配向剤。 The liquid crystal aligning agent according to any one of claims 1 to 15, wherein the content of the compound (B) is 0.1 to 40 parts by mass per 100 parts by mass of the component (A). 請求項1~16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。 A liquid crystal alignment film obtained from the liquid crystal alignment agent according to any one of claims 1 to 16. 請求項17に記載の液晶配向膜を具備する液晶表示素子。 A liquid crystal display element comprising the liquid crystal alignment film according to claim 17.
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