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JP7782192B2 - Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal element - Google Patents
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JP7782192B2 - Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal element - Google Patents

Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal element

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Description

本発明は、液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶素子に関する。 The present invention relates to a liquid crystal alignment agent, a liquid crystal alignment film, and a liquid crystal device.

液晶素子は、テレビやモバイル機器、各種モニターなどに広く利用されている。こうした多用途化に伴い、液晶素子には更なる高品質化が求められており、駆動方式や素子構造の改良とともに、液晶素子の構成材料の1つである液晶配向膜の改良が進められている。 Liquid crystal elements are widely used in televisions, mobile devices, and various monitors. As their applications become more diverse, even higher quality liquid crystal elements are required. This has led to improvements in drive systems and element structures, as well as improvements in the liquid crystal alignment film, one of the components of liquid crystal elements.

液晶素子において、液晶セル内に電荷が蓄積されると観察者に残像(DC残像)として視認され、液晶素子の表示品位が低下する。そのため、液晶配向膜に対して要求される特性の1つとして電荷の蓄積が少ないことが挙げられる。液晶セル内に電荷が蓄積する原因としては、交流駆動による正負非対称電圧の印加や、液晶配向膜によるバックライト光の吸収等が考えられる。特に、非対称の電極構造を有するFFS(Fringe Field Switching)型液晶表示素子ではDC残像が生じやすい。 When electric charge accumulates within the liquid crystal cells of a liquid crystal element, it is perceived by the viewer as an afterimage (DC afterimage), reducing the display quality of the liquid crystal element. Therefore, one of the characteristics required of a liquid crystal alignment film is low charge accumulation. Possible causes of charge accumulation within the liquid crystal cell include the application of asymmetric positive and negative voltages due to AC drive and the absorption of backlight light by the liquid crystal alignment film. DC afterimages are particularly likely to occur in FFS (Fringe Field Switching) type liquid crystal display elements, which have an asymmetric electrode structure.

そこで従来、液晶セル内における電荷の蓄積を抑制し、液晶素子の表示品位を改善するための技術が種々提案されている(例えば、特許文献1や特許文献2参照)。特許文献1には、N4,N4’-ビス(4-アミノフェニル)-ベンジジンのような窒素含有ジアミンを含むジアミン化合物とテトラカルボン酸二無水物とを反応させて得られるポリアミック酸を液晶配向剤に含有させることにより蓄積電荷の低減を図ることが開示されている。特許文献2には、カルバゾール構造とベンゼン環とがアミノ基により結合した構造を有するジアミンから得られる重合体を液晶配向剤に含有させることにより蓄積電荷の緩和が早く、駆動中にフリッカー(ちらつき)が起こりにくい液晶配向膜を得ることが開示されている。 A variety of technologies have been proposed to suppress charge accumulation within liquid crystal cells and improve the display quality of liquid crystal elements (see, for example, Patent Documents 1 and 2). Patent Document 1 discloses reducing accumulated charge by incorporating a polyamic acid, obtained by reacting a diamine compound containing a nitrogen-containing diamine such as N4,N4'-bis(4-aminophenyl)-benzidine with a tetracarboxylic dianhydride, into a liquid crystal aligning agent. Patent Document 2 discloses that incorporating a polymer obtained from a diamine having a structure in which a carbazole structure and a benzene ring are bonded via an amino group into a liquid crystal aligning agent results in a liquid crystal alignment film that quickly releases accumulated charge and is less likely to flicker during operation.

特開2008-107811号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-107811 国際公開第2018/110354号International Publication No. 2018/110354

近年の更なる高性能化の要求を満たすべく、液晶セル内において電荷の蓄積を更に少なくでき、かつ蓄積された残留電荷をより速やかに緩和できる液晶配向膜が求められている。また、液晶配向膜に対しては膜の透明性が高いことが要求される。 To meet the recent demand for even higher performance, there is a need for liquid crystal alignment films that can further reduce the accumulation of charge within liquid crystal cells and more quickly relieve any residual charge that does accumulate. Liquid crystal alignment films also need to be highly transparent.

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、透明性が高く、電荷の蓄積が少なく、かつ蓄積された残留電荷の緩和が早い液晶配向膜を得ることができる液晶配向剤を提供することを主たる目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems, and its main object is to provide a liquid crystal alignment agent that can produce a liquid crystal alignment film that is highly transparent, has little charge accumulation, and quickly relaxes any accumulated residual charge.

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。 The present invention employs the following measures to solve the above problems.

<1> 下記式(1)で表される部分構造(A)を有する化合物(P)を含有する、液晶配向剤。
*-Y-A-A-Y-* …(1)
(式(1)中、A及びAは、それぞれ独立して、ピロール環、フラン環、及びチオフェン環よりなる群から選択される少なくとも1種の複素芳香環の2,3-位及び4,5-位のそれぞれに芳香環が縮合した縮合環構造を有する2価の基である。ただし、AとAは、縮合環構造を構成する芳香環の少なくとも1個の炭素原子同士が単結合により結合している。Y及びYは、それぞれ独立して、A又はA中の縮合環構造に対し炭素原子、酸素原子、硫黄原子若しくは*-NR-CO-で結合する2価の有機基であるか、又は*-NR-*である。Rは、水素原子若しくは1価の有機基であるか、又は、他の基に結合して、Rが結合する窒素原子と共に構成される環構造の一部を表す。Rは、水素原子又は1価の有機基である。「*」及び「*」は、A又はA中の縮合環構造に結合する結合手であることを表す。「*」は-CO-に結合する結合手であることを表す。「*」は結合手であることを表す。)
<1> A liquid crystal aligning agent containing a compound (P) having a partial structure (A) represented by the following formula (1):
*-Y 1 -A 1 -A 2 -Y 2 -*...(1)
(In formula (1), A 1 and A 2 are each independently a divalent group having a fused ring structure in which an aromatic ring is fused to the 2,3-position and the 4,5-position of at least one heteroaromatic ring selected from the group consisting of a pyrrole ring, a furan ring, and a thiophene ring. However, in A 1 and A 2 , at least one carbon atom of the aromatic ring constituting the fused ring structure is bonded to each other by a single bond. Y 1 and Y 2 are each independently a carbon atom, an oxygen atom, a sulfur atom, or a divalent organic group bonded to the fused ring structure in A 1 or A 2 via * 5 -NR 5 -CO-, or * 2 -NR 4 -* 3 . R 4 is a hydrogen atom or a monovalent organic group, or is bonded to another group and represents a part of a ring structure formed together with the nitrogen atom to which R 4 is bonded. R 5 is a hydrogen atom or a monovalent organic group. "* 2 " and "* "5 " represents a bond bonded to the fused ring structure in A1 or A2 . "* 3 " represents a bond bonded to -CO-. "*" represents a bond.)

<2> 上記<1>の液晶配向剤を用いて形成された液晶配向膜。
<3> 上記<2>の液晶配向膜を具備する液晶素子。
<4> 下記式(5)で表される部分構造及び下記式(6)で表される部分構造よりなる群から選択される少なくとも1種を有する重合体。
(式(5)及び式(6)中、Xは4価の脂肪族炭化水素基である。Xは、下記式(7)又は式(8)で表される2価の有機基である。R、R、R10及びR11は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1~8の1価の有機基である。)
(式(7)中、Rは、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、若しくは1価の有機基であるか、又は、式中の複数のRが互いに合わせられてそれらが結合する環と共に構成される縮合環構造を表す。Yは、式中の縮合環構造に対し炭素原子で結合する2価の有機基である。a1は、0~3の整数である。式中にRが複数存在する場合、複数のRは、互いに同一又は異なる。式中の複数のYは、互いに同一又は異なる。式中の複数のa1は、互いに同一又は異なる。「*」は結合手であることを表す。)
(式(8)中、Rは、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、又は1価の有機基である。Rは、水素原子又は1価の有機基である。Yは、単結合であるか、又は、式中の縮合環構造に対し炭素原子、酸素原子、硫黄原子若しくは*-NR-CO-で結合する2価の有機基である。Rは、水素原子又は1価の有機基である。「*」は、式中の縮合環構造に結合する結合手であることを表す。a2は、0~3の整数である。式中にRが複数存在する場合、複数のRは、互いに同一又は異なる。式中の複数のYは、互いに同一又は異なる。式中の複数のa2は、互いに同一又は異なる。「*」は結合手であることを表す。)
<2> A liquid crystal alignment film formed using the liquid crystal aligning agent according to <1> above.
<3> A liquid crystal element comprising the liquid crystal alignment film according to <2> above.
<4> A polymer having at least one selected from the group consisting of a partial structure represented by the following formula (5) and a partial structure represented by the following formula (6):
(In formulas (5) and (6), X1 is a tetravalent aliphatic hydrocarbon group. X2 is a divalent organic group represented by the following formula (7) or formula (8). R8 , R9 , R10 , and R11 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 8 carbon atoms.)
(In formula (7), R 1 is a halogen atom, a hydroxy group, or a monovalent organic group, or a fused ring structure formed by combining multiple R 1s in the formula with the ring to which they are bonded. Y 5 is a divalent organic group bonded to the fused ring structure in the formula via a carbon atom. a1 is an integer of 0 to 3. When multiple R 1s are present in the formula, the multiple R 1s may be the same or different. Multiple Y 5s in the formula may be the same or different. Multiple a1s in the formula may be the same or different. "*" represents a bond.)
(In formula (8), R2 is a halogen atom, a hydroxy group, or a monovalent organic group. R3 is a hydrogen atom or a monovalent organic group. Y6 is a single bond or a divalent organic group bonded to the fused ring structure in the formula via a carbon atom, an oxygen atom, a sulfur atom, or * 5 - NR5 -CO-. R5 is a hydrogen atom or a monovalent organic group. * 5 represents a bond to the fused ring structure in the formula. a2 is an integer of 0 to 3. When there are multiple R2s in the formula, the multiple R2s are the same or different. Multiple Y6s in the formula are the same or different. Multiple a2s in the formula are the same or different. * represents a bond.)

本発明の液晶配向剤によれば、透明性が高い液晶配向膜を得ることができる。また、電荷の蓄積が少なく、かつ蓄積された残留電荷の緩和が早い液晶配向膜を得ることができる。 The liquid crystal aligning agent of the present invention makes it possible to obtain a liquid crystal alignment film with high transparency. It also makes it possible to obtain a liquid crystal alignment film with little charge accumulation and with which accumulated residual charge is quickly released.

合成例1で得られたジアミン(DA-1)のH-NMRスペクトルの測定結果を示す図。FIG. 1 shows the results of measuring the 1 H-NMR spectrum of the diamine (DA-1) obtained in Synthesis Example 1. 合成例1で得られたジアミン(DA-1)の13C-NMRスペクトルの測定結果を示す図。FIG. 1 shows the results of measuring the 13 C-NMR spectrum of the diamine (DA-1) obtained in Synthesis Example 1. 実施例20~23の透過スペクトルを示す図。FIG. 10 shows the transmission spectra of Examples 20 to 23. 比較例7~11の透過スペクトルを示す図。FIG. 10 is a graph showing the transmission spectra of Comparative Examples 7 to 11. 実施例20~23及び比較例7~11のビススクシンイミドの分子構造及び分子軌道(HOMO及びLUMO)を示す図。FIG. 1 shows the molecular structures and molecular orbitals (HOMO and LUMO) of the bissuccinimides of Examples 20 to 23 and Comparative Examples 7 to 11.

以下、本開示の態様に関連する事項について詳細に説明する。なお、本明細書において「炭化水素基」とは、鎖状炭化水素基、脂環式炭化水素基及び芳香族炭化水素基を含む意味である。「鎖状炭化水素基」とは、主鎖に環状構造を含まず、鎖状構造のみで構成された直鎖状炭化水素基及び分岐状炭化水素基を意味する。ただし、飽和でも不飽和でもよい。「脂環式炭化水素基」とは、環構造としては脂環式炭化水素の構造のみを含み、芳香環構造を含まない炭化水素基を意味する。ただし、脂環式炭化水素の構造のみで構成されている必要はなく、その一部に鎖状構造を有するものも含む。「芳香族炭化水素基」とは、環構造として芳香環構造を含む炭化水素基を意味する。ただし、芳香環構造のみで構成されている必要はなく、その一部に鎖状構造や脂環式炭化水素の構造を含んでいてもよい。 Matters related to the aspects of the present disclosure will be described in detail below. In this specification, the term "hydrocarbon group" includes chain hydrocarbon groups, alicyclic hydrocarbon groups, and aromatic hydrocarbon groups. A "chain hydrocarbon group" refers to a straight-chain hydrocarbon group or a branched hydrocarbon group that does not contain a cyclic structure in the main chain and is composed solely of a chain structure. However, it may be saturated or unsaturated. An "alicyclic hydrocarbon group" refers to a hydrocarbon group that contains only an alicyclic hydrocarbon structure as a ring structure and does not contain an aromatic ring structure. However, it does not have to be composed solely of an alicyclic hydrocarbon structure, and may also contain a chain structure as part of it. An "aromatic hydrocarbon group" refers to a hydrocarbon group that contains an aromatic ring structure as a ring structure. However, it does not have to be composed solely of an aromatic ring structure, and may contain a chain structure or an alicyclic hydrocarbon structure as part of it.

「脂肪族炭化水素基」とは、鎖状炭化水素基及び脂環式炭化水素基を包含する意味である。「複素環式芳香族基」とは、芳香族複素環の環部分からn個(nは整数)の水素原子を取り除いてなる基を意味する。ただし、複素環式芳香族基が環を複数個有する場合、同一の環からn個の水素原子を取り除いてなる基及び異なる環からn個の水素原子を取り除いてなる基を含む。重合体の「主鎖」とは、重合体の原子鎖のうち最も長い「幹」の部分をいう。重合体の「側鎖」とは、重合体の「幹」から分岐した部分をいう。「有機基」とは、炭素を含む化合物(すなわち有機化合物)から任意の水素原子を取り除いてなる原子団をいう。 The term "aliphatic hydrocarbon group" encompasses both linear hydrocarbon groups and alicyclic hydrocarbon groups. A "heteroaromatic group" refers to a group formed by removing n hydrogen atoms (n is an integer) from the ring portion of an aromatic heterocycle. However, when a heteroaromatic group has multiple rings, it includes groups formed by removing n hydrogen atoms from the same ring and groups formed by removing n hydrogen atoms from different rings. The "main chain" of a polymer refers to the longest "trunk" portion of the atomic chain of the polymer. The "side chain" of a polymer refers to the portion branching from the "trunk" of the polymer. An "organic group" refers to an atomic group formed by removing any hydrogen atoms from a carbon-containing compound (i.e., an organic compound).

《液晶配向剤》
本開示の液晶配向剤は、下記式(1)で表される部分構造(A)を有する化合物(P)を含有する。
*-Y-A-A-Y-* …(1)
(式(1)中、A及びAは、それぞれ独立して、ピロール環、フラン環、及びチオフェン環よりなる群から選択される少なくとも1種の複素芳香環の2,3-位及び4,5-位のそれぞれに芳香環が縮合した縮合環構造を有する2価の基である。ただし、AとAは、縮合環構造を構成する芳香環の少なくとも1個の炭素原子同士が単結合により結合している。Y及びYは、それぞれ独立して、A又はA中の縮合環構造に対し炭素原子、酸素原子、硫黄原子若しくは*-NR-CO-で結合する2価の有機基であるか、又は*-NR-*である。Rは、水素原子若しくは1価の有機基であるか、又は、他の基に結合して、Rが結合する窒素原子と共に構成される環構造の一部を表す。Rは、水素原子又は1価の有機基である。「*」及び「*」は、A又はA中の縮合環構造に結合する結合手であることを表す。「*」は-CO-に結合する結合手であることを表す。「*」は結合手であることを表す。)
Liquid crystal alignment agent
The liquid crystal aligning agent of the present disclosure contains a compound (P) having a partial structure (A) represented by the following formula (1).
*-Y 1 -A 1 -A 2 -Y 2 -*...(1)
(In formula (1), A 1 and A 2 are each independently a divalent group having a fused ring structure in which an aromatic ring is fused to the 2,3-position and the 4,5-position of at least one heteroaromatic ring selected from the group consisting of a pyrrole ring, a furan ring, and a thiophene ring. However, in A 1 and A 2 , at least one carbon atom of the aromatic ring constituting the fused ring structure is bonded to each other by a single bond. Y 1 and Y 2 are each independently a carbon atom, an oxygen atom, a sulfur atom, or a divalent organic group bonded to the fused ring structure in A 1 or A 2 via * 5 -NR 5 -CO-, or * 2 -NR 4 -* 3 . R 4 is a hydrogen atom or a monovalent organic group, or is bonded to another group and represents a part of a ring structure formed together with the nitrogen atom to which R 4 is bonded. R 5 is a hydrogen atom or a monovalent organic group. "* 2 " and "* "5 " represents a bond bonded to the fused ring structure in A1 or A2 . "* 3 " represents a bond bonded to -CO-. "*" represents a bond.)

上記式(1)中、A及びAが有する縮合環構造について、複素芳香環はピロール環が好ましい。複素芳香環に縮合する芳香環は、ベンゼン環又はナフタレン環が好ましい。また、複素芳香環に縮合する芳香環には置換基が導入されていてもよい。置換基としては、ハロゲン原子、ヒドロキシ基又は1価の有機基が挙げられる。これらのうち、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。1価の有機基としては、炭素数1~10のアルキル基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数1~10のフルオロアルキル基、炭素数1~10のフルオロアルコキシ基、炭素数3~10のシクロアルキル基、炭素数6~12のアリール基、炭素数6~12のアリールオキシ基、炭素数6~12のアラルキル基、-NR1011(ただし、R10及びR11は、それぞれ独立して1価の炭化水素基である)等が挙げられる。 In the above formula (1), with respect to the fused ring structure possessed by A1 and A2 , the heteroaromatic ring is preferably a pyrrole ring. The aromatic ring fused to the heteroaromatic ring is preferably a benzene ring or a naphthalene ring. In addition, a substituent may be introduced into the aromatic ring fused to the heteroaromatic ring. Examples of the substituent include a halogen atom, a hydroxy group, or a monovalent organic group. Among these, examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. Examples of the monovalent organic group include an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a fluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a fluoroalkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 12 carbon atoms, an aralkyl group having 6 to 12 carbon atoms, and —NR 10 R 11 (wherein R 10 and R 11 are each independently a monovalent hydrocarbon group).

及びAの各々が有する縮合環構造としては、カルバゾール環構造、ベンゾカルバゾール環構造、又はジベンゾカルバゾール環構造が挙げられる。A及びAが有する縮合環構造は、中でもカルバゾール環構造であることが特に好ましい。 The fused ring structure possessed by each of A 1 and A 2 may be a carbazole ring structure, a benzocarbazole ring structure, or a dibenzocarbazole ring structure. Of these, the fused ring structure possessed by A 1 and A 2 is particularly preferably a carbazole ring structure.

が有する縮合環構造を構成する芳香環と、Aが有する縮合環構造を構成する芳香環との結合位置は特に限定されない。例えば、A及びAの各々が有する縮合環構造がカルバゾール環構造である場合、2個のカルバゾール環の結合位置としては、3,3’-位、4,4’-位又は3,9’-位等を挙げることができ、これらのうち3,3’-位であることが好ましい。A及びAにおいて、Aが有する縮合環構造を構成する芳香環と、Aが有する縮合環構造を構成する芳香環が更に縮合していてもよい。 The bonding positions of the aromatic rings constituting the fused ring structure of A1 and the aromatic rings constituting the fused ring structure of A2 are not particularly limited. For example, when the fused ring structures of each of A1 and A2 are carbazole ring structures, the bonding positions of the two carbazole rings may be the 3,3'-positions, 4,4'-positions, or 3,9'-positions, and among these, the 3,3'-positions are preferred. In A1 and A2 , the aromatic rings constituting the fused ring structure of A1 and the aromatic rings constituting the fused ring structure of A2 may be further fused.

基「-A-A-」の具体例としては、下記式(a-1)~式(a-5)のそれぞれで表される基等が挙げられる。これらのうち、基「-A-A-」は、下記式(a-1)又は式(a-2)で表される基であることが好ましい。なお、「Aが有する縮合環構造を構成する芳香環と、Aが有する縮合環構造を構成する芳香環が更に縮合」している態様としては、下記式(a-3)~式(a-5)のそれぞれで表される基が挙げられる。
(式(a-1)~式(a-5)中、Rは、ハロゲン原子、ヒドロキシ基又は1価の有機基である。Rは、水素原子又は1価の有機基である。rは、0~3の整数である。Eは、-O-、-S-、-NR-又は-CH=CH-である。Rは、水素原子又は1価の有機基である。式中にRが複数存在する場合、複数のRは、互いに同一又は異なる。式中にEが複数存在する場合、複数のEは、互いに同一又は異なる。「*」は、結合手であることを表す。)
Specific examples of the group "-A 1 -A 2 -" include groups represented by each of the following formulas (a-1) to (a-5). Of these, the group "-A 1 -A 2 -" is preferably a group represented by the following formula (a-1) or formula (a-2). Note that examples of the embodiment in which "an aromatic ring constituting the fused ring structure of A 1 and an aromatic ring constituting the fused ring structure of A 2 are further fused" include groups represented by each of the following formulas (a-3) to (a-5).
(In formulas (a-1) to (a-5), R a represents a halogen atom, a hydroxy group, or a monovalent organic group. R b represents a hydrogen atom or a monovalent organic group. r represents an integer of 0 to 3. E 1 represents —O—, —S—, —NR c —, or —CH═CH—. R c represents a hydrogen atom or a monovalent organic group. When a plurality of R a's are present in a formula, the plurality of R a's are the same as or different from one another. When a plurality of E 1 's are present in a formula, the plurality of E 1 's are the same as or different from one another. "*" represents a bond.)

上記式(1)において、Y、Yが*-NR-*である場合、Rの1価の有機基は、炭素数1~5のアルキル基、又は熱及び光のうち少なくともいずれかにより脱離する脱離性基であることが好ましく、炭素数1~5のアルキル基又は熱脱離性基であることがより好ましい。液晶配向剤を基板に塗布し加熱して液晶配向膜を形成する過程において基Rを脱離させ、これによりプロセスの簡略化を図る観点から、熱脱離性基は、120~300℃の温度において分解し、水素原子に置き換わる基であることが好ましい。具体的には、tert-ブトキシカルボニル基(Boc基)又は9-フルオレニルメトキシカルボニル基が好ましく、tert-ブトキシカルボニル基が特に好ましい。 In the above formula (1), when Y 1 and Y 2 are * 2 -NR 4 -* 3 , the monovalent organic group for R 4 is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a leaving group that leaves by at least one of heat and light, and more preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a thermally leaving group. From the viewpoint of eliminating the group R 4 in the process of applying a liquid crystal alignment agent to a substrate and heating it to form a liquid crystal alignment film, thereby simplifying the process, the thermally leaving group is preferably a group that decomposes at a temperature of 120 to 300°C and is replaced by a hydrogen atom. Specifically, a tert-butoxycarbonyl group (Boc group) or a 9-fluorenylmethoxycarbonyl group is preferred, and a tert-butoxycarbonyl group is particularly preferred.

が、他の基に結合して、Rが結合する窒素原子と共に構成される環構造の一部を表す場合、当該環構造の具体例としてはイミド環構造が挙げられる。Rが、他の基に結合して窒素原子と共に構成されるイミド環構造の一部を表す場合、Rは、例えば、*-CO-R-(Rは単結合又は2価の有機基である。*は、窒素原子に結合する結合手であることを表す)で表すことができる。 When R4 is bonded to another group and represents part of a ring structure formed together with the nitrogen atom to which R4 is bonded, a specific example of the ring structure is an imide ring structure. When R4 is bonded to another group and represents part of an imide ring structure formed together with the nitrogen atom, R4 can be represented, for example, by * 6 -CO-R- (R is a single bond or a divalent organic group, and * 6 represents a bond bonded to the nitrogen atom).

及びYが、A又はA中の縮合環構造に対し炭素原子、酸素原子、硫黄原子若しくは*-NR-CO-で結合する2価の有機基である場合、当該2価の有機基としては、炭素数1~20の2価の鎖状炭化水素基、炭素数4~20の2価の脂環式炭化水素基、炭素数6~20の2価の芳香族炭化水素基、2価の炭化水素基における少なくとも1個のメチレン基が-O-、-S-、-CO-又は*-NR-CO-で置き換えられてなる炭素数1~20の2価の基、2価の炭化水素基における少なくとも1個の水素原子が置換基(例えば、ハロゲン原子やカルボキシ基、ヒドロキシ基等)で置き換えられてなる炭素数1~20の2価の基、2価の複素環式芳香族基等が挙げられる。Rが1価の有機基である場合の具体例については、上記Rの説明を援用することができる。複素環式芳香族基としては、例えば、ピリジンジイル基、ピリミジンジイル基等が挙げられる。 When Y1 and Y2 are divalent organic groups bonded to the fused ring structure in A1 or A2 via a carbon atom, an oxygen atom, a sulfur atom, or * 5 - NR5 -CO-, examples of the divalent organic group include divalent chain hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms, divalent alicyclic hydrocarbon groups having 4 to 20 carbon atoms, divalent aromatic hydrocarbon groups having 6 to 20 carbon atoms, divalent groups having 1 to 20 carbon atoms in which at least one methylene group in a divalent hydrocarbon group is replaced with -O-, -S-, -CO-, or * 5 - NR5 -CO-, divalent groups having 1 to 20 carbon atoms in which at least one hydrogen atom in a divalent hydrocarbon group is replaced with a substituent (for example, a halogen atom, a carboxy group, a hydroxy group, etc.), and divalent heterocyclic aromatic groups. Specific examples of when R5 is a monovalent organic group can be found from the explanation of R4 above. Examples of the heterocyclic aromatic group include a pyridinediyl group and a pyrimidinediyl group.

蓄積電荷に起因する残像(DC残像)の低減効果を十分に得る観点から、化合物(P)は、部分構造(A)を主鎖中に有していることが好ましい。部分構造(A)は、具体的には、下記式(2)で表される部分構造及び下記式(3)で表される部分構造よりなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
(式(2)中、Rは、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、若しくは1価の有機基であるか、又は、式中の複数のRが互いに合わせられてそれらが結合する環と共に構成される縮合環構造を表す。Yは、式中の縮合環構造に対し炭素原子で結合する2価の有機基である。a1は、0~3の整数である。式中にRが複数存在する場合、複数のRは、互いに同一又は異なる。式中の複数のYは、互いに同一又は異なる。式中の複数のa1は、互いに同一又は異なる。「*」は結合手であることを表す。)
(式(3)中、Rは、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、又は1価の有機基である。Rは、水素原子又は1価の有機基である。Yは、式中の縮合環構造に対し炭素原子、酸素原子、硫黄原子若しくは*-NR-CO-で結合する2価の有機基であるか、又は*-NR-*である。Rは、水素原子若しくは1価の有機基であるか、又は、他の基に結合して、Rが結合する窒素原子と共に構成される環構造の一部を表す。Rは、水素原子又は1価の有機基である。「*」及び「*」は、式中の縮合環構造に結合する結合手であることを表す。「*」は-CO-に結合する結合手であることを表す。a2は、0~3の整数である。式中にRが複数存在する場合、複数のRは、互いに同一又は異なる。式中の複数のYは、互いに同一又は異なる。式中の複数のa2は、互いに同一又は異なる。「*」は結合手であることを表す。)
From the viewpoint of sufficiently reducing the afterimage (DC afterimage) caused by accumulated charge, it is preferable that the compound (P) has a partial structure (A) in its main chain. Specifically, the partial structure (A) is preferably at least one selected from the group consisting of a partial structure represented by the following formula (2) and a partial structure represented by the following formula (3):
(In formula (2), R 1 is a halogen atom, a hydroxy group, or a monovalent organic group, or a fused ring structure formed by combining multiple R 1s in the formula with the ring to which they are bonded. Y 3 is a divalent organic group bonded to the fused ring structure in the formula via a carbon atom. a1 is an integer of 0 to 3. When multiple R 1s are present in the formula, the multiple R 1s may be the same or different. Multiple Y 3s in the formula may be the same or different. Multiple a1s in the formula may be the same or different. "*" represents a bond.)
(In formula (3), R 2 is a halogen atom, a hydroxy group, or a monovalent organic group. R 3 is a hydrogen atom or a monovalent organic group. Y 4 is a carbon atom, an oxygen atom, a sulfur atom, or a divalent organic group bonded to the fused ring structure in the formula via * 5 -NR 5 -CO-, or is * 2 -NR 4 -* 3 . R 4 is a hydrogen atom or a monovalent organic group, or is bonded to another group to represent a part of a ring structure formed together with the nitrogen atom to which R 4 is bonded. R 5 is a hydrogen atom or a monovalent organic group. "* 2 " and "* 5 " represent bonds bonded to the fused ring structure in the formula. "* 3 " represents a bond bonded to -CO-. a2 is an integer of 0 to 3. When there are multiple R 2s in the formula, the multiple R 2s may be the same or different. The multiple Y 4 may be the same or different from each other. Multiple a2's in the formula may be the same or different from each other. "*" represents a bond.

上記式(2)において、Rの1価の有機基の具体例としては、上記式(1)において複素芳香環に縮合する芳香環が有していてもよい置換基として例示した基が挙げられる。
が、上記式(2)中の複数のRが互いに合わせられてそれらが結合する環と共に構成される縮合環構造を表す場合、当該縮合環構造は、同一の芳香環に結合する2個のRが互いに合わせられてそれらが結合する環と共に構成される縮合環構造、及び、異なる芳香環(例えば、異なるカルバゾール構造中の芳香環)に結合する2個のRが互いに合わせられてそれらが結合する環と共に構成される縮合環構造を含む。上記式(2)中の複数のRが互いに合わせられてそれらが結合する環と共に構成される縮合環構造を表す場合の具体例としては、上記式(a-3)~式(a-5)のそれぞれで表される構造が挙げられる。
In the above formula (2), specific examples of the monovalent organic group for R 1 include the groups exemplified as the substituents that may be possessed by the aromatic ring condensed to the heteroaromatic ring in the above formula (1).
When R 1 represents a fused ring structure formed by combining multiple R 1 in the above formula (2) together with the rings to which they are bonded, the fused ring structure includes a fused ring structure formed by combining two R 1 bonded to the same aromatic ring together with the rings to which they are bonded, and a fused ring structure formed by combining two R 1 bonded to different aromatic rings (for example, aromatic rings in different carbazole structures) together with the rings to which they are bonded. Specific examples of a fused ring structure formed by combining multiple R 1 in the above formula (2) together with the rings to which they are bonded include the structures represented by each of the above formulas (a-3) to (a-5).

の具体例としては、上記式(1)中のY及びYにおける2価の有機基として例示した基が挙げられる。Yは、式中の縮合環構造に対し炭素原子で結合する2価の有機基であることが好ましく、炭素数1~20の2価の炭化水素基、2価の炭化水素基の炭素-炭素結合間に-O-、-S-、-CO-又は*-NR-CO-を有する炭素数2~20の2価の基、2価の炭化水素基における少なくとも1個の水素原子が置換基(例えば、ハロゲン原子やカルボキシ基、ヒドロキシ基等)で置き換えられてなる炭素数1~20の2価の基、又は2価の複素環式芳香族基であることがより好ましい。残留電荷の低減効果が高い点及び合成容易性の観点から、Yは、中でも、上記式(2)中の窒素原子に対して芳香環(好ましくは、ベンゼン環、ナフタレン環、ピリジン環又はピリミジン環)で結合する基であることが好ましい。a1は、0又は1が好ましい。 Specific examples of Y3 include the groups exemplified as the divalent organic groups for Y1 and Y2 in formula (1) above. Y3 is preferably a divalent organic group bonded to the fused ring structure in the formula via a carbon atom, and is more preferably a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a divalent group having 2 to 20 carbon atoms and having -O-, -S-, -CO-, or * 5 - NR5- CO- between the carbon-carbon bonds of the divalent hydrocarbon group, a divalent group having 1 to 20 carbon atoms in which at least one hydrogen atom in the divalent hydrocarbon group has been replaced with a substituent (e.g., a halogen atom, a carboxy group, a hydroxy group, etc.), or a divalent heterocyclic aromatic group. From the viewpoints of a high residual charge reduction effect and ease of synthesis, Y3 is preferably a group bonded to the nitrogen atom in formula (2) above via an aromatic ring (preferably a benzene ring, a naphthalene ring, a pyridine ring, or a pyrimidine ring). a1 is preferably 0 or 1.

上記式(3)において、Rの具体例としては、上記式(1)において複素芳香環に縮合する芳香環が有していてもよい置換基として例示した基が挙げられる。
が*-NR-*である場合、Rの1価の有機基の具体例としては、上記式(1)におけるRとして例示した基が挙げられる。Yが、式中の縮合環構造に対し炭素原子、酸素原子若しくは硫黄原子で結合する2価の有機基である場合の具体例については、Y及びYの説明において例示した2価の有機基が挙げられる。残留電荷の低減効果が高い点及び合成容易性の観点から、Yは中でも、*-G-A-(ただし、Gは酸素原子又は硫黄原子である。Aは、2価の芳香環基(好ましくは、ベンゼン環、ナフタレン環、ピリジン環又はピリミジン環から2個の水素原子を取り除いた基)である。「*」は縮合環構造に結合する結合手であることを表す。)であることが好ましい。
In the above formula (3), specific examples of R2 include the groups exemplified as the substituents that may be possessed by the aromatic ring fused to the heteroaromatic ring in the above formula (1).
When Y4 is * 2 - NR4- * 3 , specific examples of the monovalent organic group for R4 include the groups exemplified as R4 in formula (1) above. Specific examples of when Y4 is a divalent organic group bonded to the fused ring structure in the formula via a carbon atom, an oxygen atom, or a sulfur atom include the divalent organic groups exemplified in the description of Y1 and Y2 . From the standpoint of a high effect of reducing residual charge and ease of synthesis, it is particularly preferred that Y4 be * 4 - G3 - A3- (wherein G3 is an oxygen atom or a sulfur atom, and A3 is a divalent aromatic ring group (preferably a group obtained by removing two hydrogen atoms from a benzene ring, a naphthalene ring, a pyridine ring, or a pyrimidine ring), and * 4 represents a bond bonded to the fused ring structure).

の1価の有機基は、炭素数1~10の1価の炭化水素基、又は熱及び光のうち少なくともいずれかにより脱離する脱離性基であることが好ましく、炭素数1~5のアルキル基、シクロヘキシル基、フェニル基又は熱脱離性基であることがより好ましい。Rが熱脱離性基である場合の具体例及び好ましい例については、上記式(1)におけるRの熱脱離性基の説明を援用することができる。Rは、液晶配向膜の透明性をより良化できる点で、水素原子又は1価の有機基のうち1価の有機基が好ましい。
a2は、0又は1が好ましい。
The monovalent organic group for R3 is preferably a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a leaving group that leaves due to at least one of heat and light, and more preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a cyclohexyl group, a phenyl group, or a thermally leaving group. Specific examples and preferred examples of R3 being a thermally leaving group can be found in the description of the thermally leaving group for R4 in formula (1) above. R3 is preferably a hydrogen atom or a monovalent organic group, among monovalent organic groups, in that it can further improve the transparency of the liquid crystal alignment film.
a2 is preferably 0 or 1.

化合物(P)は、液晶配向剤に含まれる重合体成分であってもよく、重合体成分とは別に配合される添加剤成分であってもよい。DC残像の低減効果をより十分に得ることができる点で、化合物(P)は、中でも重合体であることが好ましい。以下、部分構造(A)を有する重合体(以下、「重合体(P)」ともいう)及び部分構造(A)を有する添加剤(以下、「添加剤(P)」ともいう)についてそれぞれ説明する。 Compound (P) may be a polymer component contained in the liquid crystal aligning agent, or an additive component that is blended separately from the polymer component. Compound (P) is preferably a polymer, as this allows for a more sufficient DC image retention reduction effect. Below, we will explain the polymer having partial structure (A) (hereinafter also referred to as "polymer (P)") and the additive having partial structure (A) (hereinafter also referred to as "additive (P)"), respectively.

・重合体(P)について
重合体(P)の主骨格は特に限定されない。部分構造(A)を重合体の主鎖中に導入しやすい点で、重合体(P)は、上記式(2)で表される部分構造を有するジアミン及び上記式(3)で表される部分構造を有するジアミン(ただし、上記式(3)中、Rは水素原子又は1価の有機基である。)よりなる群から選択される少なくとも1種のジアミン化合物(以下「特定ジアミン」ともいう)を含む単量体を重合することにより得られる重合体であることが好ましく、例えば、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、ポリイミド、ポリアミド、ポリウレア、ポリアミン、ポリアミドイミド、ポリオルガノシロキサン、ポリエステル、ポリエナミン、ポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリベンゾオキサゾール、セルロース誘導体、ポリアセタール、(メタ)アクリル系重合体、スチレン系重合体、マレイミド系重合体、スチレン-マレイミド系共重合体等が挙げられる。
Regarding the polymer (P), the main skeleton of the polymer (P) is not particularly limited. In terms of facilitating the introduction of the partial structure (A) into the main chain of the polymer, the polymer ( P ) is preferably a polymer obtained by polymerizing a monomer containing at least one diamine compound (hereinafter also referred to as a "specific diamine") selected from the group consisting of a diamine having a partial structure represented by the above formula (2) and a diamine having a partial structure represented by the above formula (3) (wherein, in the above formula (3), R4 is a hydrogen atom or a monovalent organic group). Examples of the specific diamine include polyamic acid, polyamic acid ester, polyimide, polyamide, polyurea, polyamine, polyamideimide, polyorganosiloxane, polyester, polyenamine, polybenzoxazole precursor, polybenzoxazole, cellulose derivative, polyacetal, (meth)acrylic polymer, styrene polymer, maleimide polymer, and styrene-maleimide copolymer.

液晶との親和性が高く、かつ機械的強度の高い有機膜を形成できる点、及び信頼性が高い液晶素子を得ることができる点で、重合体(P)は中でも、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、ポリイミド、ポリウレア、ポリオルガノシロキサン、及び重合性不飽和炭素-炭素結合を有する単量体に由来する構造単位を含む重合体よりなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましく、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル及びポリイミドよりなる群から選択される少なくとも1種であることがより好ましい。 In terms of the ability to form an organic film that has high affinity with liquid crystal and high mechanical strength, and the ability to obtain highly reliable liquid crystal devices, the polymer (P) is preferably at least one selected from the group consisting of polyamic acid, polyamic acid ester, polyimide, polyurea, polyorganosiloxane, and polymers containing structural units derived from a monomer having a polymerizable unsaturated carbon-carbon bond, and more preferably at least one selected from the group consisting of polyamic acid, polyamic acid ester, and polyimide.

重合体(P)は、部分構造(A)を主鎖中に有していてもよく、側鎖に有していてもよく、末端に有していてもよい。膜の透明性、蓄積電荷の低減及び残留電荷の緩和の改善効果がより高い点で、重合体(P)は、部分構造(A)を主鎖中に有していることが好ましい。なお、重合体(P)が部分構造(A)を主鎖中に有する場合、主鎖だけでなく、主鎖以外の部分(側鎖や末端)にも部分構造(A)を有していてもよい。 The polymer (P) may have the partial structure (A) in its main chain, in its side chain, or at its terminal. It is preferable that the polymer (P) have the partial structure (A) in its main chain, as this will result in greater improvements in film transparency, reduction of accumulated charge, and relaxation of residual charge. Furthermore, when the polymer (P) has the partial structure (A) in its main chain, the partial structure (A) may be present not only in the main chain but also in portions other than the main chain (side chains or terminals).

重合体(P)への部分構造(A)の導入方法は特に限定されない。例えば、重合体(P)の主鎖に部分構造(A)を有する重合体は、上記式(1)で表される部分構造を主鎖に有するモノマーの重合により得ることができる。また、重合体(P)の側鎖に部分構造(A)を有する重合体は、例えば、上記式(1)で表される部分構造を側鎖に有するモノマーの重合や、上記式(1)で表される部分構造を有する反応性化合物による重合体の側鎖修飾により得ることができる。重合体(P)の末端に部分構造(A)を有する重合体は、例えば、上記式(1)で表される部分構造を有する末端封止剤(逐次重合であれば一官能性化合物、連鎖重合であれば重合開始剤や重合停止剤等)を添加して重合することにより得ることができる。 The method for introducing partial structure (A) into polymer (P) is not particularly limited. For example, a polymer having partial structure (A) in its main chain can be obtained by polymerizing a monomer having the partial structure represented by formula (1) in its main chain. Furthermore, a polymer having partial structure (A) in its side chain can be obtained by, for example, polymerizing a monomer having the partial structure represented by formula (1) in its side chain, or by modifying the side chain of a polymer with a reactive compound having the partial structure represented by formula (1). A polymer having partial structure (A) at the end of polymer (P) can be obtained by, for example, adding an end-capping agent (a monofunctional compound in the case of step-growth polymerization, or a polymerization initiator or polymerization terminator in the case of chain polymerization) having the partial structure represented by formula (1) and polymerizing the polymer.

重合体(P)がポリアミック酸、ポリアミック酸エステル及びポリイミドよりなる群から選択される少なくとも1種である場合、重合体(P)は、下記式(5)で表される部分構造及び下記式(6)で表される部分構造よりなる群から選択される少なくとも1種を有する重合体であることが好ましい。
(式(5)及び式(6)中、Xは4価の有機基である。Xは、下記式(7)又は式(8)で表される2価の有機基である。R、R、R10及びR11は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1~8の1価の有機基である。)
(式(7)中、Yは、2価の有機基である。式中の複数のYは、互いに同一又は異なる。R及びa1は、上記式(2)と同義である。「*」は結合手であることを表す。)
(式(8)中、Yは、単結合であるか、又は、式中の縮合環構造に対し炭素原子、酸素原子、硫黄原子若しくは*-NR-CO-で結合する2価の有機基である。Rは、水素原子又は1価の有機基である。「*」は、式中の縮合環構造に結合する結合手であることを表す。式中の複数のYは、互いに同一又は異なる。R及びa2は、上記式(3)と同義である。「*」は結合手であることを表す。)
When the polymer (P) is at least one selected from the group consisting of polyamic acid, polyamic acid ester, and polyimide, the polymer (P) is preferably a polymer having at least one selected from the group consisting of a partial structure represented by the following formula (5) and a partial structure represented by the following formula (6):
(In formulas (5) and (6), X1 is a tetravalent organic group. X2 is a divalent organic group represented by the following formula (7) or formula (8). R8 , R9 , R10 , and R11 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 8 carbon atoms.)
(In formula (7), Y5 represents a divalent organic group. Multiple Y5s in the formula may be the same or different. R1 and a1 have the same meanings as in formula (2) above. "*" represents a bond.)
(In formula (8), Y6 is a single bond or a divalent organic group bonded to the fused ring structure in the formula via a carbon atom, an oxygen atom, a sulfur atom, or * 5 - NR5 -CO-. R5 is a hydrogen atom or a monovalent organic group. "* 5 " represents a bond to the fused ring structure in the formula. Multiple Y6s in the formula are the same as or different from one another. R2 and a2 are defined as in formula (3) above. "*" represents a bond.)

上記式(5)及び式(6)において、Xは、テトラカルボン酸誘導体に由来する4価の有機基である。なお、本明細書において、「テトラカルボン酸誘導体」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を含む意味である。 In the above formulas (5) and (6), X1 is a tetravalent organic group derived from a tetracarboxylic acid derivative. In this specification, the term "tetracarboxylic acid derivative" includes tetracarboxylic acid dianhydrides, tetracarboxylic acid diesters, and tetracarboxylic acid diester dihalides.

を構成するテトラカルボン酸誘導体としては、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製造において使用することができるテトラカルボン酸誘導体として公知の化合物を使用することができる。透明性の高い液晶配向膜を得ることができる点、及び蓄積電荷がより少ない液晶配向膜を得ることができる点で、Xは、4価の脂肪族炭化水素基であることが好ましく、具体例としては、下記式(11)~式(16)のそれぞれで表される4価の基が挙げられる。上記観点から、Xは中でも4価の脂環式炭化水素基であることが好ましい。また、光配向法により液晶配向膜を得る場合、Xは、シクロブタン環構造を有する4価の基であることが好ましく、具体的には、下記式(11)又は式(12)で表される4価の基であることが特に好ましい。ただし、重合体(P)が、Xが4価の脂肪族炭化水素基である部分構造と、Xが4価の芳香族炭化水素基である部分構造の両方を有すると、蓄積される電荷の極性が互いに打ち消しあい、結果として蓄積電荷が小さくなる傾向があるため好ましい。
(式(11)~(16)中、「*」は結合手であることを表す。)
The tetracarboxylic acid derivative constituting X1 can be a compound known as a tetracarboxylic acid derivative that can be used in the production of polyamic acid, polyamic acid ester, and polyimide. From the viewpoint of obtaining a liquid crystal alignment film with high transparency and with less accumulated charge, X1 is preferably a tetravalent aliphatic hydrocarbon group, and specific examples include the tetravalent groups represented by each of the following formulas (11) to (16). From the above viewpoint, X1 is preferably a tetravalent alicyclic hydrocarbon group. Furthermore, when a liquid crystal alignment film is obtained by a photoalignment method, X1 is preferably a tetravalent group having a cyclobutane ring structure, and specifically, a tetravalent group represented by the following formula (11) or formula (12) is particularly preferred. However, it is preferable that the polymer (P) has both a partial structure in which X1 is a tetravalent aliphatic hydrocarbon group and a partial structure in which X1 is a tetravalent aromatic hydrocarbon group, because the polarities of the accumulated charges tend to cancel each other out, resulting in a smaller accumulated charge.
(In formulas (11) to (16), "*" represents a bond.)

について、上記式(7)中のYの具体例については、上記式(2)のYの説明を援用することができる。R及びa1については上記式(2)の説明を援用することができる。また、上記式(8)中のYの2価の有機基の具体例については、上記式(3)のYの説明を援用することができる。上記式(8)中のR及びa2については上記式(3)の説明を援用することができる。
、R、R10及びR11が炭素数1~8の1価の有機基である場合、当該1価の有機基は、炭素数1~8の1価の炭化水素基であることが好ましく、炭素数1~6のアルキル基であることがより好ましい。
Regarding X2 , the explanation of Y3 in the above formula (2) can be applied to specific examples of Y5 in the above formula (7). The explanation of the above formula (2) can be applied to R1 and a1. Furthermore, the explanation of Y4 in the above formula (3) can be applied to specific examples of the divalent organic group of Y6 in the above formula (8). The explanation of the above formula (3) can be applied to R2 and a2 in the above formula (8).
When R 8 , R 9 , R 10 and R 11 are monovalent organic groups having 1 to 8 carbon atoms, the monovalent organic groups are preferably monovalent hydrocarbon groups having 1 to 8 carbon atoms, and more preferably alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms.

<ポリアミック酸>
重合体(P)の合成方法は特に限定されず、有機化学の定法を適宜組み合わせることにより得ることができる。重合体(P)がポリアミック酸である場合、当該ポリアミック酸(以下、「ポリアミック酸(P)」ともいう)は、例えば、テトラカルボン酸二無水物と、特定ジアミンを含むジアミン化合物と、を反応させることにより得ることができる。
<Polyamic acid>
The synthesis method of the polymer (P) is not particularly limited, and the polymer (P) can be obtained by appropriately combining standard methods in organic chemistry. When the polymer (P) is a polyamic acid, the polyamic acid (hereinafter also referred to as "polyamic acid (P)") can be obtained, for example, by reacting a tetracarboxylic dianhydride with a diamine compound containing a specific diamine.

(テトラカルボン酸二無水物)
ポリアミック酸(P)の合成に使用するテトラカルボン酸二無水物は、特に限定されない。当該テトラカルボン酸二無水物としては、例えば、脂肪族テトラカルボン酸二無水物、脂環式テトラカルボン酸二無水物、芳香族テトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。
(Tetracarboxylic acid dianhydride)
The tetracarboxylic acid dianhydride used in the synthesis of the polyamic acid (P) is not particularly limited, and examples of the tetracarboxylic acid dianhydride include aliphatic tetracarboxylic acid dianhydrides, alicyclic tetracarboxylic acid dianhydrides, and aromatic tetracarboxylic acid dianhydrides.

これらの具体例としては、脂肪族テトラカルボン酸二無水物として、例えば1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸二無水物、エチレンジアミン四酢酸二無水物等を;
脂環式テトラカルボン酸二無水物として、例えば1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3-ジメチルシクロブタン-1,2,3,4-テトラカルボン酸二無水物、2,3,5-トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、5-(2,5-ジオキソテトラヒドロフラン-3-イル)-3a,4,5,9b-テトラヒドロナフト[1,2-c]フラン-1,3-ジオン、5-(2,5-ジオキソテトラヒドロフラン-3-イル)-8-メチル-3a,4,5,9b-テトラヒドロナフト[1,2-c]フラン-1,3-ジオン、5-(2,5-ジオキソテトラヒドロ-3-フラニル)-3-メチル-3-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸無水物、3,5,6-トリカルボキシ-2-カルボキシメチルノルボルナン-2:3,5:6-二無水物、2,4,6,8-テトラカルボキシビシクロ[3.3.0]オクタン-2:4,6:8-二無水物、シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物等を;
芳香族テトラカルボン酸二無水物として、例えばピロメリット酸二無水物、4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物、p-フェニレンビス(トリメリット酸モノエステル無水物)、エチレングリコールビス(アンヒドロトリメリテート)、1,3-プロピレングリコールビス(アンヒドロトリメリテート)、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、4,4’-ビフタル酸二無水物等を;それぞれ挙げることができるほか、特開2010-97188号公報に記載のテトラカルボン酸二無水物が挙げられる。
Specific examples of these include aliphatic tetracarboxylic dianhydrides such as 1,2,3,4-butanetetracarboxylic dianhydride and ethylenediaminetetraacetic dianhydride;
Examples of alicyclic tetracarboxylic dianhydrides include 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,3-dimethylcyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic dianhydride, 5-(2,5-dioxotetrahydrofuran-3-yl)-3a,4,5,9b-tetrahydronaphtho[1,2-c]furan-1,3-dione, 5-(2,5-dioxotetrahydrofuran-3-yl)-8-methyl-3a,4,5, 9b-tetrahydronaphtho[1,2-c]furan-1,3-dione, 5-(2,5-dioxotetrahydro-3-furanyl)-3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride, 3,5,6-tricarboxy-2-carboxymethylnorbornane-2:3,5:6-dianhydride, 2,4,6,8-tetracarboxybicyclo[3.3.0]octane-2:4,6:8-dianhydride, cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, etc.;
Examples of aromatic tetracarboxylic dianhydrides include pyromellitic dianhydride, 4,4'-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride, p-phenylene bis(trimellitic acid monoester anhydride), ethylene glycol bis(anhydrotrimellitate), 1,3-propylene glycol bis(anhydrotrimellitate), 3,3',4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, and 4,4'-biphthalic dianhydride; and also include the tetracarboxylic dianhydrides described in JP-A-2010-97188.

特定ジアミンとの組み合わせにおいて、透明性が高く、かつ蓄積電荷がより少ない液晶配向膜を得ることができる点で、ポリアミック酸(P)の合成に使用するテトラカルボン酸二無水物は、脂肪族テトラカルボン酸二無水物及び脂環式テトラカルボン酸二無水物よりなる群から選択される少なくとも1種(以下、「特定酸無水物」ともいう)を含むことが好ましく、少なくとも脂環式テトラカルボン酸二無水物を含むことがより好ましい。ポリアミック酸(P)を合成する際に特定酸無水物を用いる場合、特定酸無水物の割合は、合成に使用するテトラカルボン酸二無水物の全量に対して、30モル%以上が好ましく、50モル%以上がより好ましく、70モル%以上が更に好ましい。重合体(P)の合成に際し、テトラカルボン酸二無水物としては、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 In terms of being able to obtain a liquid crystal alignment film with high transparency and less accumulated charge when combined with a specific diamine, the tetracarboxylic acid dianhydride used in the synthesis of polyamic acid (P) preferably contains at least one selected from the group consisting of aliphatic tetracarboxylic acid dianhydrides and alicyclic tetracarboxylic acid dianhydrides (hereinafter also referred to as "specific acid anhydride"), and more preferably contains at least an alicyclic tetracarboxylic acid dianhydride. When a specific acid anhydride is used in the synthesis of polyamic acid (P), the proportion of the specific acid anhydride is preferably 30 mol% or more, more preferably 50 mol% or more, and even more preferably 70 mol% or more, based on the total amount of tetracarboxylic acid dianhydride used in the synthesis. When synthesizing polymer (P), one tetracarboxylic acid dianhydride can be used alone, or two or more tetracarboxylic acid dianhydrides can be used in combination.

重合体(P)がポリアミック酸、ポリアミック酸エステル及びポリイミドよりなる群から選択される少なくとも1種である場合、当該重合体(P)は、上記式(1)で表される部分構造を有するテトラカルボン酸二無水物(ただし、上記式(1)中、Y及びYは、それぞれ独立に-CO-であってもよい。)を含むテトラカルボン酸二無水物と、ジアミン化合物とを反応させることによって得ることもできる。上記式(1)で表される部分構造を有するテトラカルボン酸二無水物としては、下記式(t-1)及び式(t-2)のそれぞれで表される化合物等が挙げられる。なお、上記式(1)で表される部分構造を有するテトラカルボン酸二無水物を用いて重合体(P)を合成する場合、ジアミン化合物としては、特定ジアミン及びその他のジアミンのいずれを用いてもよく、また、特定ジアミンとその他のジアミンとを併用してもよい。
When the polymer (P) is at least one selected from the group consisting of polyamic acid, polyamic acid ester, and polyimide, the polymer (P) can also be obtained by reacting a tetracarboxylic acid dianhydride containing a tetracarboxylic acid dianhydride having a partial structure represented by the above formula (1) (wherein, in the above formula (1), Y1 and Y2 may each independently be —CO—) with a diamine compound. Examples of the tetracarboxylic acid dianhydride having the partial structure represented by the above formula (1) include compounds represented by the following formulas (t-1) and (t-2). When the polymer (P) is synthesized using a tetracarboxylic acid dianhydride having a partial structure represented by the above formula (1), either the specific diamine or another diamine may be used as the diamine compound, or the specific diamine and another diamine may be used in combination.

(ジアミン化合物)
特定ジアミンは、上記式(2)又は式(3)で表される部分構造と2個の1級アミノ基とを有することが好ましい。特定ジアミンの好ましい具体例としては、下記式(d-1)~式(d-45)のそれぞれで表される化合物等が挙げられる。
(Diamine compound)
The specific diamine preferably has a partial structure represented by the above formula (2) or formula (3) and two primary amino groups. Preferred specific examples of the specific diamine include compounds represented by each of the following formulas (d-1) to (d-45).

特定ジアミンとしては、これらの中でも、上記式(d-1)~式(d-27)、式(d-34)~式(d-40)のそれぞれで表される化合物が好ましく、上記式(d-1)、式(d-15)、式(d-16)、及び式(d-34)~式(d-40)のそれぞれで表される化合物が特に好ましい。特定ジアミンとしては、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 Of these, the specific diamines are preferably compounds represented by the above formulas (d-1) to (d-27) and (d-34) to (d-40), and particularly preferably compounds represented by the above formulas (d-1), (d-15), (d-16), and (d-34) to (d-40). The specific diamines can be used alone or in combination of two or more.

重合体(P)は、中でも、上記式(5)及び式(6)中のXが、下記式(x-1)~式(x-4)のいずれかで表される2価の基である構造単位を有する重合体であることが好ましく、上記式(5)及び式(6)中のXが4価の脂肪族炭化水素基であり、かつXが、下記式(x-1)~式(x-4)のいずれかで表される2価の基である構造単位を有する重合体であることが特に好ましい。
(式(x-1)~式(x-4)中、G及びGは、それぞれ独立して、-O-又は-S-である。Z及びZは、それぞれ独立して、-O-又は-S-である。R12及びR13は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1~8の1価の有機基である。「*」は結合手であることを表す。)
The polymer (P) is preferably a polymer having a structural unit in which X 2 in the above formula (5) and formula (6) is a divalent group represented by any one of the following formulas (x-1) to (x-4), and is particularly preferably a polymer having a structural unit in which X 1 in the above formula (5) and formula (6) is a tetravalent aliphatic hydrocarbon group and X 2 is a divalent group represented by any one of the following formulas (x-1) to (x-4).
(In formulas (x-1) to (x-4), G1 and G2 each independently represent -O- or -S-. Z3 and Z4 each independently represent -O- or -S-. R12 and R13 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 8 carbon atoms. "*" represents a bond.)

ポリアミック酸(P)の合成に際しては、ジアミン化合物として特定ジアミンのみを用いてもよいが、特定ジアミンと共に、特定ジアミンとは異なるジアミン化合物(以下、「その他のジアミン」ともいう)を使用してもよい。 When synthesizing polyamic acid (P), only the specific diamine may be used as the diamine compound, but diamine compounds different from the specific diamine (hereinafter also referred to as "other diamines") may also be used together with the specific diamine.

その他のジアミンとしては、上記式(1)で表される部分構造を有しないジアミン化合物であれば特に限定されず、例えば脂肪族ジアミン、脂環式ジアミン、芳香族ジアミン及びジアミノオルガノシロキサン等が挙げられる。これらの具体例としては、脂肪族ジアミンとして、例えば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p-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;
芳香族ジアミンとして、例えばドデカノキシジアミノベンゼン、ヘキサデカノキシジアミノベンゼン、オクタデカノキシジアミノベンゼン、コレスタニルオキシジアミノベンゼン、コレステリルオキシジアミノベンゼン、ジアミノ安息香酸コレスタニル、ジアミノ安息香酸コレステリル、ジアミノ安息香酸ラノスタニル、3,6-ビス(4-アミノベンゾイルオキシ)コレスタン、3,6-ビス(4-アミノフェノキシ)コレスタン、1,1-ビス(4-((アミノフェニル)メチル)フェニル)-4-ブチルシクロヘキサン、2,5-ジアミノ-N,N-ジアリルアニリン、下記式(E-1)
(式(E-1)中、XI及びXIIは、それぞれ独立して、単結合、-O-、*-COO-又は*-OCO-(ただし、「*」はXとの結合手を示す。)である。Rは、炭素数1~3のアルカンジイル基である。RIIは、単結合又は炭素数1~3のアルカンジイル基である。RIIIは、炭素数1~20のアルキル基、アルコキシ基、フルオロアルキル基、又はフルオロアルコキシ基である。aは0又は1である。bは0~3の整数である。cは0~2の整数である。dは0又は1である。ただし、1≦a+b+c≦3である。)
で表される化合物等の側鎖型ジアミン:
パラ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’-エチレンジアニリン、4,4’-ジアミノジフェニルアミン、4,4’-ジアミノジフェニルスルフィド、4-アミノフェニル-4’-アミノベンゾエート、4,4’-ジアミノアゾベンゼン、3,5-ジアミノ安息香酸、1,2-ビス(4-アミノフェノキシ)エタン、1,5-ビス(4-アミノフェノキシ)ペンタン、N,N’-ジ(4-アミノフェニル)-N,N’-ジメチルエチレンジアミン、ビス[2-(4-アミノフェニル)エチル]ヘキサン二酸、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、1,4-ビス(4-アミノフェニル)-ピペラジン、N,N’-ビス(4-アミノフェニル)-ベンジジン、2,2’-ジメチルベンジジン、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)-4,4’-ジアミノビフェニル、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、4,4’-(フェニレンジイソプロピリデン)ビスアニリン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、4-(4-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)]ジアニリン等の非側鎖型ジアミンを;
ジアミノオルガノシロキサンとして、例えば、1,3-ビス(3-アミノプロピル)-テトラメチルジシロキサン等を;それぞれ挙げることができるほか、特開2010-97188号公報に記載のジアミン化合物を用いることができる。なお、ポリアミック酸(P)の合成に際し、その他のジアミンとしては、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。
The other diamines are not particularly limited as long as they are diamine compounds that do not have the partial structure represented by the above formula (1), and examples thereof include aliphatic diamines, alicyclic diamines, aromatic diamines, diaminoorganosiloxanes, etc. Specific examples of these include aliphatic diamines such as metaxylylenediamine, ethylenediamine, 1,3-propanediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, etc.
Alicyclic diamines include, for example, p-cyclohexanediamine and 4,4'-methylenebis(cyclohexylamine);
Examples of aromatic diamines include dodecanoxydiaminobenzene, hexadecanoxydiaminobenzene, octadecanoxydiaminobenzene, cholestanyloxydiaminobenzene, cholesteryloxydiaminobenzene, cholestanyl diaminobenzoate, cholesteryl diaminobenzoate, lanostannyl diaminobenzoate, 3,6-bis(4-aminobenzoyloxy)cholestane, 3,6-bis(4-aminophenoxy)cholestane, 1,1-bis(4-((aminophenyl)methyl)phenyl)-4-butylcyclohexane, 2,5-diamino-N,N-diallylaniline, and compounds represented by the following formula (E-1):
(In formula (E-1), X I and X II each independently represent a single bond, —O—, *-COO—, or *-OCO— (wherein “*” represents a bond to X I ). R I represents an alkanediyl group having 1 to 3 carbon atoms. R II represents a single bond or an alkanediyl group having 1 to 3 carbon atoms. R III represents an alkyl group, alkoxy group, fluoroalkyl group, or fluoroalkoxy group having 1 to 20 carbon atoms. a represents 0 or 1. b represents an integer of 0 to 3. c represents an integer of 0 to 2. d represents 0 or 1, provided that 1≦a+b+c≦3.)
Side chain diamines such as compounds represented by the formula:
paraphenylenediamine, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-ethylenedianiline, 4,4'-diaminodiphenylamine, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 4-aminophenyl-4'-aminobenzoate, 4,4'-diaminoazobenzene, 3,5-diaminobenzoic acid, 1,2-bis(4-aminophenoxy)ethane, 1,5-bis(4-aminophenoxy)pentane, N,N'-di(4-aminophenyl)-N,N'-dimethylethylenediamine, bis[2-(4-aminophenyl)ethyl]hexanedioic acid, bis(4-aminophenyl)amine, N,N-bis(4-aminophenyl)methylamine, 1,4-bis Non-side chain diamines such as (4-aminophenyl)-piperazine, N,N'-bis(4-aminophenyl)-benzidine, 2,2'-dimethylbenzidine, 2,2'-bis(trifluoromethyl)-4,4'-diaminobiphenyl, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]propane, 4,4'-(phenylenediisopropylidene)bisaniline, 1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene, 4-(4-aminophenoxycarbonyl)-1-(4-aminophenyl)piperidine, and 4,4'-[4,4'-propane-1,3-diylbis(piperidine-1,4-diyl)]dianiline;
Examples of diaminoorganosiloxanes include 1,3-bis(3-aminopropyl)-tetramethyldisiloxane, and the diamine compounds described in JP-A-2010-97188 can also be used. In synthesizing the polyamic acid (P), the other diamines can be used alone or in combination of two or more.

特定ジアミンの使用割合は、液晶配向膜の透明性及び蓄積電荷の低減効果を十分に得る観点から、ポリアミック酸(P)の合成に使用するジアミン化合物の合計量に対して、1モル%以上とすることが好ましく、2モル%以上とすることがより好ましく、5モル%以上とすることが更に好ましく、10モル%以上とすることがより更に好ましい。また、重合体の溶解性を確保する観点から、特定ジアミンの使用割合は、ポリアミック酸(P)の合成に使用するジアミン化合物の合計量に対して、80モル%以下とすることが好ましく、70モル%以下とすることがより好ましい。 From the viewpoint of achieving sufficient transparency of the liquid crystal alignment film and the effect of reducing accumulated charge, the proportion of the specific diamine used is preferably 1 mol% or more, more preferably 2 mol% or more, even more preferably 5 mol% or more, and even more preferably 10 mol% or more, relative to the total amount of diamine compounds used in the synthesis of polyamic acid (P). Furthermore, from the viewpoint of ensuring the solubility of the polymer, the proportion of the specific diamine used is preferably 80 mol% or less, more preferably 70 mol% or less, relative to the total amount of diamine compounds used in the synthesis of polyamic acid (P).

特定ジアミンは、有機化学の定法を適宜組み合わせることによって得ることができる。その一例としては、上記式(5)中の1級アミノ基に代えてニトロ基を有するジニトロ中間体を合成し、次いで、得られたジニトロ中間体のニトロ基を適当な還元系を用いてアミノ化する方法が挙げられる。 Specific diamines can be obtained by appropriately combining standard organic chemistry methods. One example is a method in which a dinitro intermediate having a nitro group instead of the primary amino group in formula (5) above is synthesized, and then the nitro group of the resulting dinitro intermediate is aminated using an appropriate reduction system.

ジニトロ中間体を合成する方法は、目的とする化合物に応じて適宜選択することができる。例えば、9,9’-ビス(4-アミノフェニル)-3,3’-ビカルバゾール(上記式(d-1)で表される化合物)については、カルバゾールの酸化的カップリング反応により3,3’-ビカルバゾールを得て、次いで、3,3’-ビカルバゾールとp-フルオロニトロベンゼンとの芳香族求核置換反応により、ジニトロ中間体として9,9’-ビス(4-ニトロフェニル)-3,3’-ビカルバゾールを得ることができる。次いで、得られたジニトロ中間体のニトロ基を還元することにより、目的の9,9’-ビス(4-アミノフェニル)-3,3’-ビカルバゾールを得ることができる。なお、特定ジアミンの合成方法は上記に限定されるものではない。 The method for synthesizing the dinitro intermediate can be selected appropriately depending on the target compound. For example, in the case of 9,9'-bis(4-aminophenyl)-3,3'-bicarbazole (the compound represented by formula (d-1) above), 3,3'-bicarbazole can be obtained by an oxidative coupling reaction of carbazole, and then 9,9'-bis(4-nitrophenyl)-3,3'-bicarbazole can be obtained as the dinitro intermediate by an aromatic nucleophilic substitution reaction between 3,3'-bicarbazole and p-fluoronitrobenzene. The nitro group of the resulting dinitro intermediate can then be reduced to obtain the target 9,9'-bis(4-aminophenyl)-3,3'-bicarbazole. Note that the synthesis method for the specific diamine is not limited to the above.

(ポリアミック酸の合成)
ポリアミック酸(P)は、上記の如きテトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを、必要に応じて分子量調整剤(末端封止剤ともいう)とともに反応させることによって得ることができる。分子量調整剤としては、例えば、酸一無水物、モノアミン化合物、モノイソシアネート化合物等が挙げられる。ポリアミック酸(P)の合成反応に供されるテトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物との使用割合は、ジアミン化合物のアミノ基1モル当量に対して、テトラカルボン酸二無水物の酸無水物基が0.2~2モル当量となる割合が好ましい。
(Synthesis of Polyamic Acid)
The polyamic acid (P) can be obtained by reacting the above-mentioned tetracarboxylic dianhydride with a diamine compound, optionally together with a molecular weight modifier (also referred to as an end-capping agent). Examples of the molecular weight modifier include acid monoanhydrides, monoamine compounds, and monoisocyanate compounds. The ratio of the tetracarboxylic dianhydride and diamine compound used in the synthesis reaction of the polyamic acid (P) is preferably such that 0.2 to 2 molar equivalents of the acid anhydride groups of the tetracarboxylic dianhydride are used per 1 molar equivalent of the amino groups of the diamine compound.

ポリアミック酸(P)の合成反応は、好ましくは有機溶媒中において行われる。このときの反応温度は-20℃~150℃が好ましく、反応時間は0.1~24時間が好ましい。反応に使用する有機溶媒としては、例えば非プロトン性極性溶媒、フェノール系溶媒、アルコール、ケトン、エステル、エーテル、ハロゲン化炭化水素、炭化水素等が挙げられる。特に好ましい有機溶媒は、N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、γ-ブチロラクトン、テトラメチル尿素、ヘキサメチルホスホルトリアミド、m-クレゾール、キシレノール及びハロゲン化フェノールよりなる群から選択される1種以上を溶媒として使用するか、あるいはこれらの1種以上と、他の有機溶媒(例えばブチルセロソルブ、ジエチレングリコールジエチルエーテル等)との混合物である。有機溶媒の使用量は、テトラカルボン酸二無水物及びジアミン化合物の合計量が、反応溶液の全量に対して、0.1~50質量%になる量とすることが好ましい。ポリアミック酸(P)を溶解してなる反応溶液は、そのまま液晶配向剤の調製に供してもよく、反応溶液中に含まれるポリアミック酸(P)を単離したうえで液晶配向剤の調製に供してもよい。 The synthesis reaction of polyamic acid (P) is preferably carried out in an organic solvent. The reaction temperature is preferably -20°C to 150°C, and the reaction time is preferably 0.1 to 24 hours. Examples of organic solvents used in the reaction include aprotic polar solvents, phenolic solvents, alcohols, ketones, esters, ethers, halogenated hydrocarbons, and hydrocarbons. Particularly preferred organic solvents are one or more selected from the group consisting of N-methyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylacetamide, N,N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, γ-butyrolactone, tetramethylurea, hexamethylphosphortriamide, m-cresol, xylenol, and halogenated phenols, or mixtures of one or more of these with other organic solvents (e.g., butyl cellosolve, diethylene glycol diethyl ether, etc.). The amount of organic solvent used is preferably such that the total amount of tetracarboxylic dianhydride and diamine compound is 0.1 to 50% by mass relative to the total amount of the reaction solution. The reaction solution in which the polyamic acid (P) is dissolved may be used as is to prepare a liquid crystal aligning agent, or the polyamic acid (P) contained in the reaction solution may be isolated and then used to prepare a liquid crystal aligning agent.

<ポリアミック酸エステル>
重合体(P)としてのポリアミック酸エステルは、上記式(5)で表される部分構造において、R及びRの少なくとも一方が炭素数1~8の1価の有機基である構造単位を有する重合体である。当該ポリアミック酸エステルは、例えば、[I]上記で得られたポリアミック酸(P)とエステル化剤(例えばメタノールやエタノール、N,N-ジメチルホルムアミドジエチルアセタール等)とを反応させる方法、[II]テトラカルボン酸ジエステルと、特定ジアミンを含むジアミン化合物とを、好ましくは有機溶媒中、適当な脱水触媒(例えば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ハライド、カルボニルイミダゾール、リン系縮合剤等)の存在下で反応させる方法、[III]テトラカルボン酸ジエステルジハロゲン化物と、特定ジアミンを含むジアミン化合物とを、好ましくは有機溶媒中、適当な塩基(例えばピリジン、トリエチルアミン等の3級アミンや、水素化ナトリウム、水素化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属類)の存在下で反応させる方法、等によって得ることができる。
<Polyamic acid ester>
The polyamic acid ester as the polymer (P) is a polymer having a structural unit in which at least one of R 8 and R 9 in the partial structure represented by the above formula (5) is a monovalent organic group having 1 to 8 carbon atoms. The polyamic acid ester can be obtained, for example, by [I] a method of reacting the polyamic acid (P) obtained above with an esterifying agent (e.g., methanol, ethanol, N,N-dimethylformamide diethyl acetal, etc.); [II] a method of reacting a tetracarboxylic acid diester with a diamine compound containing a specific diamine, preferably in an organic solvent, in the presence of a suitable dehydration catalyst (e.g., 4-(4,6-dimethoxy-1,3,5-triazin-2-yl)-4-methylmorpholinium halide, carbonylimidazole, a phosphorus-based condensing agent, etc.); or [III] a method of reacting a tetracarboxylic acid diester dihalide with a diamine compound containing a specific diamine, preferably in an organic solvent, in the presence of a suitable base (e.g., a tertiary amine such as pyridine or triethylamine, or an alkali metal such as sodium hydride, potassium hydride, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium, or potassium).

上記[II]で使用するテトラカルボン酸ジエステルは、テトラカルボン酸二無水物をアルコール類等を用いて開環することにより得ることができる。上記[III]で使用するテトラカルボン酸ジエステルジハロゲン化物は、上記の如くして得たテトラカルボン酸ジエステルを、塩化チオニル等の適当な塩素化剤と反応させることにより得ることができる。
ポリアミック酸エステルは、アミック酸エステル構造のみを有していてもよく、アミック酸構造とアミック酸エステル構造とが併存する部分エステル化物であってもよい。なお、上記反応によりポリアミック酸エステルを溶液として得た場合、該溶液は、そのまま液晶配向剤の調製に供してもよく、反応溶液中に含まれるポリアミック酸エステルを単離したうえで液晶配向剤の調製に供してもよい。
The tetracarboxylic acid diester used in the above [II] can be obtained by ring-opening a tetracarboxylic acid dianhydride with an alcohol, etc. The tetracarboxylic acid diester dihalide used in the above [III] can be obtained by reacting the tetracarboxylic acid diester obtained as described above with a suitable chlorinating agent such as thionyl chloride.
The polyamic acid ester may have only an amic acid ester structure, or may be a partially esterified product in which an amic acid structure and an amic acid ester structure coexist. When the polyamic acid ester is obtained as a solution by the above reaction, the solution may be used for preparing a liquid crystal aligning agent as it is, or the polyamic acid ester contained in the reaction solution may be isolated and then used for preparing a liquid crystal aligning agent.

<ポリイミド>
重合体(P)としてのポリイミドは、上記式(6)で表される部分構造を有する重合体である。当該ポリイミドは、例えば上記の如くして合成されたポリアミック酸(P)を脱水閉環してイミド化することにより得ることができる。ポリイミドは、その前駆体であるポリアミック酸(P)が有していたアミック酸構造のすべてを脱水閉環した完全イミド化物であってもよく、アミック酸構造の一部のみを脱水閉環し、アミック酸構造とイミド環構造とが併存する部分イミド化物であってもよい。該ポリイミドは、そのイミド化率が40~100%であることが好ましく、60~90%であることがより好ましい。このイミド化率は、ポリイミドのアミック酸構造の数とイミド環構造の数との合計に対するイミド環構造の数の占める割合を百分率で表したものである。なお、イミド環の一部がイソイミド環であってもよい。
<Polyimide>
The polyimide as polymer (P) is a polymer having a partial structure represented by formula (6). The polyimide can be obtained, for example, by imidizing the polyamic acid (P) synthesized as described above through dehydration and cyclization. The polyimide may be a fully imidized product in which all of the amic acid structures contained in its precursor polyamic acid (P) have been dehydrated and cyclized, or a partially imidized product in which only a portion of the amic acid structures have been dehydrated and cyclized, resulting in both amic acid structures and imide ring structures. The polyimide preferably has an imidization rate of 40 to 100%, more preferably 60 to 90%. The imidization rate is the percentage of the number of imide ring structures relative to the total number of amic acid structures and imide ring structures in the polyimide. Some of the imide rings may be isoimide rings.

ポリアミック酸(P)の脱水閉環は、ポリアミック酸を有機溶媒に溶解し、この溶液中に脱水剤及び脱水閉環触媒を添加し必要に応じて加熱する方法により行われることが好ましい。脱水剤としては、例えば無水酢酸、無水プロピオン酸、無水トリフルオロ酢酸等の酸無水物を用いることができる。脱水剤の使用量は、ポリアミック酸のアミック酸構造の1モルに対して0.01~20モルとすることが好ましい。脱水閉環触媒としては、例えばピリジン、コリジン、ルチジン、トリエチルアミン等の3級アミンを用いることができる。脱水閉環触媒の使用量は、使用する脱水剤1モルに対して0.01~10モルとすることが好ましい。使用する有機溶媒としては、ポリアミック酸(P)の合成に用いられるものとして例示した有機溶媒を挙げることができる。脱水閉環反応の反応温度は、好ましくは0~180℃であり、反応時間は、好ましくは1.0~120時間である。こうして得られたポリイミドを含有する反応溶液は、そのまま液晶配向剤の調製に供してもよく、ポリイミドを単離したうえで液晶配向剤の調製に供してもよい。 The dehydration ring-closing of polyamic acid (P) is preferably carried out by dissolving the polyamic acid in an organic solvent, adding a dehydrating agent and a dehydration ring-closing catalyst to the solution, and heating as needed. Examples of dehydrating agents that can be used include acid anhydrides such as acetic anhydride, propionic anhydride, and trifluoroacetic anhydride. The amount of dehydrating agent used is preferably 0.01 to 20 moles per mole of the amic acid structure of the polyamic acid. Examples of dehydration ring-closing catalysts that can be used include tertiary amines such as pyridine, collidine, lutidine, and triethylamine. The amount of dehydration ring-closing catalyst used is preferably 0.01 to 10 moles per mole of the dehydrating agent used. Examples of organic solvents that can be used include those exemplified for synthesizing polyamic acid (P). The reaction temperature for the dehydration ring-closing reaction is preferably 0 to 180°C, and the reaction time is preferably 1.0 to 120 hours. The reaction solution containing the polyimide thus obtained may be used as is to prepare a liquid crystal aligning agent, or the polyimide may be isolated and then used to prepare a liquid crystal aligning agent.

<ポリウレア>
重合体(P)がポリウレアである場合、当該ポリウレア(以下、「ポリウレア(P)」ともいう)は、例えば、ジイソシアネート化合物と、特定ジアミンを含むジアミン化合物と、を反応させることにより得ることができる。
<Polyurea>
When the polymer (P) is a polyurea, the polyurea (hereinafter also referred to as "polyurea (P)") can be obtained, for example, by reacting a diisocyanate compound with a diamine compound containing a specific diamine.

(ジイソシアネート化合物)
ポリウレア(P)の合成に使用するジイソシアネート化合物は、特に限定されない。当該ジイソシアネート化合物の具体例としては、例えば、脂肪族ジイソシアネート、芳香族ジイソシアネート等が挙げられる。
(Diisocyanate compounds)
The diisocyanate compound used in the synthesis of the polyurea (P) is not particularly limited, and specific examples of the diisocyanate compound include aliphatic diisocyanates and aromatic diisocyanates.

これらの具体例としては、脂肪族ジイソシアネートとして、例えばイソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、テトラメチルエチレンジイソシアネート等を;芳香族ジイソシアネートとして、例えばo-フェニレンジイソシアネート、m-フェニレンジイソシアネート、p-フェニレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート類(例えば、2,4-ジイソシアン酸トリレン)、1,4-ジイソシアン酸-2-メトキシベンゼン、2,5-ジイソシアン酸キシレン類、2,2’-ビス(4-ジイソシアン酸フェニル)プロパン、4,4’-ジイソシアン酸ジフェニルメタン、4,4’-ジイソシアン酸ジフェニルエーテル、4,4’-ジイソシアン酸ジフェニルスルホン、3,3’-ジイソシアン酸ジフェニルスルホン、2,2’-ジイソシアン酸ベンゾフェノン等をそれぞれ挙げることができる。 Specific examples of these include aliphatic diisocyanates such as isophorone diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, and tetramethylethylene diisocyanate; and aromatic diisocyanates such as o-phenylene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, toluene diisocyanates (e.g., 2,4-tolylene diisocyanate), 1,4-diisocyanate-2-methoxybenzene, 2,5-diisocyanate xylenes, 2,2'-bis(4-phenyl diisocyanate)propane, 4,4'-diisocyanate diphenylmethane, 4,4'-diisocyanate diphenyl ether, 4,4'-diisocyanate diphenyl sulfone, 3,3'-diisocyanate diphenyl sulfone, and 2,2'-diisocyanate benzophenone.

重合体(P)の溶液粘度は、濃度10質量%の溶液としたときに10~800mPa・sの溶液粘度を持つものであることが好ましく、15~500mPa・sの溶液粘度を持つものであることがより好ましい。なお、溶液粘度(mPa・s)は、重合体(P)の良溶媒(例えばγ-ブチロラクトン、N-メチル-2-ピロリドン等)を用いて調製した濃度10質量%の重合体溶液につき、E型回転粘度計を用いて25℃において測定した値である。 The solution viscosity of polymer (P) is preferably 10 to 800 mPa·s when prepared as a 10% by weight solution, and more preferably 15 to 500 mPa·s. The solution viscosity (mPa·s) is the value measured at 25°C using an E-type rotational viscometer for a 10% by weight polymer solution prepared using a good solvent for polymer (P) (e.g., γ-butyrolactone, N-methyl-2-pyrrolidone, etc.).

重合体(P)のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは1,000~500,000であり、より好ましくは5,000~100,000である。Mwと、GPCにより測定したポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)との比で表される分子量分布(Mw/Mn)は、好ましくは15以下であり、より好ましくは10以下である。なお、液晶配向剤に含有させる重合体(P)は1種のみでもよく、又は2種以上を組み合わせてもよい。 The weight-average molecular weight (Mw) of the polymer (P) measured by gel permeation chromatography (GPC) in terms of polystyrene is preferably 1,000 to 500,000, and more preferably 5,000 to 100,000. The molecular weight distribution (Mw/Mn), expressed as the ratio of Mw to the number-average molecular weight (Mn) measured by GPC in terms of polystyrene, is preferably 15 or less, and more preferably 10 or less. The liquid crystal aligning agent may contain only one type of polymer (P), or two or more types may be combined.

・添加剤(P)について
添加剤(P)は、部分構造(A)と共に、熱又は光により結合を形成可能な官能基を有する低分子化合物を好ましく使用できる。ここで、本明細書において「低分子化合物」とは、分子量分布を有しない化合物であり、繰り返し単位を有する重合体とは区別される成分をいう。低分子化合物の分子量は、例えば1500以下であり、好ましくは1000以下、より好ましくは800以下である。
Regarding the additive (P), a low molecular weight compound having a functional group capable of forming a bond by heat or light together with the partial structure (A) can be preferably used as the additive (P). Here, in this specification, the term "low molecular weight compound" refers to a compound that does not have a molecular weight distribution and is a component that is distinguished from a polymer having a repeating unit. The molecular weight of the low molecular weight compound is, for example, 1500 or less, preferably 1000 or less, and more preferably 800 or less.

添加剤(P)の好ましい具体例としては、下記式(9)又は式(10)で表される化合物が挙げられる。
(式(9)中、Rは、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、若しくは1価の有機基であるか、又は、式中の複数のRが互いに合わせられてそれらが結合する環と共に構成される縮合環構造を表す。Yは、式中の縮合環構造に対し炭素原子で結合する2価の有機基である。Zは、熱又は光により結合を形成可能な官能基である。Zは、水素原子、1価の炭化水素基、又は熱若しくは光により結合を形成可能な官能基である。a1は、0~3の整数である。式中にRが複数存在する場合、複数のRは、互いに同一又は異なる。式中の複数のYは、互いに同一又は異なる。式中の複数のa1は、互いに同一又は異なる。)
(式(10)中、Rは、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、又は1価の有機基である。Rは、水素原子又は1価の有機基である。Yは、単結合であるか、又は、式中の縮合環構造に対し炭素原子、酸素原子、硫黄原子若しくは*-NR-CO-で結合する2価の有機基である。Rは、水素原子又は1価の有機基である。「*」は、式中の縮合環構造に結合する結合手であることを表す。Zは、熱又は光により結合を形成可能な官能基である。Zは、水素原子、1価の炭化水素基、又は熱若しくは光により結合を形成可能な官能基である。a2は、0~3の整数である。式中にRが複数存在する場合、複数のRは、互いに同一又は異なる。式中の複数のYは、互いに同一又は異なる。式中の複数のa2は、互いに同一又は異なる。)
Preferred specific examples of the additive (P) include compounds represented by the following formula (9) or formula (10).
(In formula (9), R 1 is a halogen atom, a hydroxy group, or a monovalent organic group, or a fused ring structure formed by combining multiple R 1s in the formula with the rings to which they are bonded. Y 5 is a divalent organic group bonded to the fused ring structure in the formula through a carbon atom. Z 1 is a functional group capable of forming a bond by heat or light. Z 2 is a hydrogen atom, a monovalent hydrocarbon group, or a functional group capable of forming a bond by heat or light. a1 is an integer of 0 to 3. When multiple R 1s are present in the formula, the multiple R 1s may be the same or different. Multiple Y 5s in the formula may be the same or different. Multiple a1s in the formula may be the same or different.)
(In formula (10), R2 is a halogen atom, a hydroxy group, or a monovalent organic group. R3 is a hydrogen atom or a monovalent organic group. Y6 is a single bond or a divalent organic group bonded to the fused ring structure in the formula via a carbon atom, an oxygen atom, a sulfur atom, or * 5 - NR5 -CO-. R5 is a hydrogen atom or a monovalent organic group. * 5 represents a bond bonded to the fused ring structure in the formula. Z3 is a functional group capable of forming a bond by heat or light. Z4 is a hydrogen atom, a monovalent hydrocarbon group, or a functional group capable of forming a bond by heat or light. a2 is an integer of 0 to 3. When there are multiple R2s in the formula, the multiple R2s may be the same or different. Multiple Y6s in the formula may be the same or different. Multiple a2s in the formula may be the same or different.)

上記式(9)及び式(10)において、「熱又は光により結合を形成可能な官能基」としては、例えば、エポキシ基、アルコキシシリル基、シラノール基、重合性不飽和炭素-炭素結合含有基(ビニル基、(メタ)アクリロイル基、マレイミド基、R20OOC-CR21=CR22-CONR23-*(ただし、R20~R23はそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1~10の1価の炭化水素基)等)が挙げられる。これらのうち、熱又は光による反応性が高い点で、重合性不飽和炭素-炭素結合含有基であることが好ましい。 In the above formulas (9) and (10), examples of the "functional group capable of forming a bond by heat or light" include an epoxy group, an alkoxysilyl group, a silanol group, and a polymerizable unsaturated carbon-carbon bond-containing group (a vinyl group, a (meth)acryloyl group, a maleimide group, R 20 OOC-CR 21 ═CR 22 -CONR 23 -* (wherein R 20 to R 23 are each independently a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms)). Of these, a polymerizable unsaturated carbon-carbon bond-containing group is preferred because of its high reactivity to heat or light.

及びZで表される基が1価の炭化水素基である場合、当該炭化水素基としては、鎖状炭化水素基、脂環式炭化水素基及び芳香族炭化水素基等が挙げられる。DC残像の低減効果を高くできる点で、Z及びZは、熱又は光により結合を形成可能な官能基であることが好ましく、重合性不飽和炭素-炭素結合含有基であることがより好ましい。 When the groups represented by Z2 and Zd are monovalent hydrocarbon groups, examples of the hydrocarbon group include chain hydrocarbon groups, alicyclic hydrocarbon groups, aromatic hydrocarbon groups, etc. In terms of enhancing the effect of reducing DC afterimage, Z2 and Z4 are preferably functional groups capable of forming a bond by heat or light, and more preferably polymerizable unsaturated carbon-carbon bond-containing groups.

添加剤(P)の具体例としては、例えば下記式(a-1)~式(a-5)のそれぞれで表される化合物等が挙げられる。
Specific examples of the additive (P) include compounds represented by the following formulas (a-1) to (a-5).

≪その他の成分≫
本開示の液晶配向剤は、化合物(P)以外の成分(以下、「その他の成分」ともいう)を更に含有していてもよい。その他の成分としては、例えば、上記式(1)で表される部分構造(A)を有しない重合体(以下、「他の重合体」ともいう)、分子内に1個以上のエポキシ基を有する化合物、官能性シラン化合物、分子内に1個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物、酸化防止剤、金属キレート化合物、硬化促進剤、界面活性剤、充填剤、分散剤、光増感剤、酸発生剤、塩基発生剤、ラジカル発生剤等が挙げられる。これらの配合割合は、本開示の効果を損なわない範囲で、各化合物に応じて適宜選択することができる。
<Other ingredients>
The liquid crystal aligning agent of the present disclosure may further contain components other than the compound (P) (hereinafter also referred to as "other components"). Examples of other components include polymers that do not have the partial structure (A) represented by the above formula (1) (hereinafter also referred to as "other polymers"), compounds having one or more epoxy groups in the molecule, functional silane compounds, compounds having one or more (meth)acryloyl groups in the molecule, antioxidants, metal chelate compounds, curing accelerators, surfactants, fillers, dispersants, photosensitizers, acid generators, base generators, radical generators, etc. The blending ratios of these can be appropriately selected depending on each compound, as long as they do not impair the effects of the present disclosure.

<他の重合体>
他の重合体の主骨格は特に限定されないが、例えば、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、ポリイミド、ポリオルガノシロキサン、ポリエステル、ポリエナミン、ポリウレア、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリベンゾオキサゾール、セルロース誘導体、ポリアセタール、(メタ)アクリル系重合体、スチレン系重合体、マレイミド系重合体、スチレン-マレイミド系共重合体等が挙げられる。信頼性の高い液晶素子を得る観点から、他の重合体は、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、ポリイミド、ポリオルガノシロキサン、及び重合性不飽和炭素-炭素結合を有する単量体に由来する構造単位を含む重合体よりなる群から選択される少なくとも1種が好ましい。重合性不飽和炭素-炭素結合を有する単量体に由来する構造単位を含む重合体としては、(メタ)アクリル系重合体、スチレン系重合体、マレイミド系重合体、及びスチレン-マレイミド系共重合体等が挙げられる。他の重合体としては、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
<Other polymers>
The main skeleton of the other polymer is not particularly limited, but examples include polyamic acid, polyamic acid ester, polyimide, polyorganosiloxane, polyester, polyenamine, polyurea, polyamide, polyamideimide, polybenzoxazole precursor, polybenzoxazole, cellulose derivative, polyacetal, (meth)acrylic polymer, styrene polymer, maleimide polymer, styrene-maleimide copolymer, etc. From the viewpoint of obtaining a highly reliable liquid crystal device, the other polymer is preferably at least one selected from the group consisting of polyamic acid, polyamic acid ester, polyimide, polyorganosiloxane, and polymers containing a structural unit derived from a monomer having a polymerizable unsaturated carbon-carbon bond. Examples of polymers containing a structural unit derived from a monomer having a polymerizable unsaturated carbon-carbon bond include (meth)acrylic polymers, styrene polymers, maleimide polymers, and styrene-maleimide copolymers. As the other polymer, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

化合物(P)が重合体である場合に他の重合体を重合体(P)と共に液晶配向剤に含有させる場合、他の重合体の含有割合は、重合体(P)と他の重合体との合計量に対して、1質量%以上が好ましく、2質量%以上がより好ましい。また、他の重合体の含有割合は、重合体(P)と他の重合体との合計量に対して、95質量%以下が好ましく、90質量%以下がより好ましい。 When compound (P) is a polymer and another polymer is contained in the liquid crystal aligning agent together with polymer (P), the content of the other polymer is preferably 1% by mass or more, and more preferably 2% by mass or more, based on the total amount of polymer (P) and the other polymer. Furthermore, the content of the other polymer is preferably 95% by mass or less, and more preferably 90% by mass or less, based on the total amount of polymer (P) and the other polymer.

化合物(P)が添加剤成分である場合、本開示の液晶配向剤は、添加剤(P)と共に重合体成分を含有する。重合体成分が他の重合体である場合、他の重合体の含有割合は、液晶配向剤の固形成分(すなわち、液晶配向剤に含まれる溶媒以外の成分)の全体量に対して、50質量%以上が好ましく、60質量%以上がより好ましく、70質量%以上が更に好ましい。また、他の重合体の含有割合は、液晶配向剤の固形成分の全体量に対して、99質量%以下が好ましく、98質量%以下がより好ましく、95質量%以下が更に好ましい。 When compound (P) is an additive component, the liquid crystal aligning agent of the present disclosure contains a polymer component together with additive (P). When the polymer component is another polymer, the content of the other polymer is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and even more preferably 70% by mass or more, relative to the total amount of solid components of the liquid crystal aligning agent (i.e., components other than the solvent contained in the liquid crystal aligning agent). Furthermore, the content of the other polymer is preferably 99% by mass or less, more preferably 98% by mass or less, and even more preferably 95% by mass or less, relative to the total amount of solid components of the liquid crystal aligning agent.

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

使用する有機溶媒としては、例えば、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン、1,2-ジメチル-2-イミダゾリジノン、γ-ブチロラクトン、γ-ブチロラクタム、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノン(ダイアセトンアルコール)、エチレングリコールモノメチルエーテル、乳酸ブチル、酢酸ブチル、メチルメトキシプロピオネ-ト、エチルエトキシプロピオネ-ト、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコール-n-プロピルエーテル、エチレングリコール-i-プロピルエーテル、エチレングリコール-n-ブチルエーテル(ブチルセロソルブ)、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジイソブチルケトン、イソアミルプロピオネート、イソアミルイソブチレート、ジイソペンチルエーテル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等を挙げることができる。これらは、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。 Examples of organic solvents that can be used include N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, 1,2-dimethyl-2-imidazolidinone, γ-butyrolactone, γ-butyrolactam, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone (diacetone alcohol), ethylene glycol monomethyl ether, butyl lactate, butyl acetate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, ethylene glycol methyl ether, ethylene glycol ethyl ether, ethylene glycol-n-propyl ether, and ethylene glycol-i-propyl ether. Examples of suitable ethers include ethylene glycol n-butyl ether (butyl cellosolve), ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol ethyl ether acetate, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diisobutyl ketone, isoamyl propionate, isoamyl isobutyrate, diisopentyl ether, ethylene carbonate, and propylene carbonate. These may be used alone or in combination of two or more.

液晶配向剤における固形分濃度(液晶配向剤の溶媒以外の成分の合計質量が液晶配向剤の全質量に占める割合)は、粘性、揮発性などを考慮して適宜に選択されるが、好ましくは1~10質量%の範囲である。すなわち、液晶配向剤は、後述するように基板表面に塗布され、好ましくは加熱されることにより、液晶配向膜である塗膜又は液晶配向膜となる塗膜が形成される。このとき、固形分濃度が1質量%以上であると塗膜の膜厚を十分に確保でき、良好な液晶配向膜を得やすい点で好適である。また、固形分濃度が10質量%以下であると、塗膜の膜厚が過大となりすぎず良好な液晶配向膜を得ることができるとともに、液晶配向剤の粘性を適度に確保でき、塗布性を良好にすることができる。 The solids concentration in the liquid crystal aligning agent (the proportion of the total mass of the liquid crystal aligning agent's components other than the solvent to the total mass of the liquid crystal aligning agent) is selected appropriately taking into consideration viscosity, volatility, etc., but is preferably in the range of 1 to 10% by mass. That is, the liquid crystal aligning agent is applied to the substrate surface as described below, and preferably heated to form a coating film that is a liquid crystal alignment film or a coating film that will become a liquid crystal alignment film. In this case, a solids concentration of 1% by mass or more is preferable because it ensures a sufficient coating film thickness and makes it easier to obtain a good liquid crystal alignment film. Furthermore, a solids concentration of 10% by mass or less ensures that the coating film does not become too thick, allowing a good liquid crystal alignment film to be obtained, and also ensures appropriate viscosity of the liquid crystal aligning agent, improving coatability.

液晶配向剤中の化合物(P)の含有割合は、化合物(P)が重合体である場合、重合体(P)の配合による効果を十分に得る観点から、液晶配向剤中の固形成分(溶媒以外の成分)の合計100質量部に対して、好ましくは2質量部以上であり、より好ましくは5質量部以上である。化合物(P)が添加剤である場合、添加剤(P)の配合割合は、液晶配向剤中の固形成分の合計100質量部に対して、好ましくは1質量部以上であり、より好ましくは2質量部以上である。また、液晶配向膜の液晶配向性や電気特性を確保する観点から、添加剤(P)の配合割合は、液晶配向剤中の固形成分の合計100質量部に対して、好ましくは30質量部以下であり、より好ましくは25質量部以下である。 When compound (P) is a polymer, the content of compound (P) in the liquid crystal aligning agent is preferably 2 parts by mass or more, and more preferably 5 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the total solid components (components other than the solvent) in the liquid crystal aligning agent, from the viewpoint of fully obtaining the effects of incorporating polymer (P). When compound (P) is an additive, the content of additive (P) is preferably 1 part by mass or more, and more preferably 2 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the total solid components in the liquid crystal aligning agent. Furthermore, from the viewpoint of ensuring the liquid crystal alignment properties and electrical properties of the liquid crystal alignment film, the content of additive (P) is preferably 30 parts by mass or less, and more preferably 25 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the total solid components in the liquid crystal aligning agent.

《液晶配向膜及び液晶素子》
本開示の液晶配向膜は、上記のように調製された液晶配向剤により形成される。また、本開示の液晶素子は、上記で説明した液晶配向剤を用いて形成された液晶配向膜を備える。液晶素子における液晶の動作モードは特に限定されず、例えばTN(Twisted Nematic)型、STN(Super Twisted Nematic)型、VA(Vertical Alignment)型(VA-MVA型、VA-PVA型等を含む)、IPS(In-Plane Switching)型、FFS(Fringe Field Switching)型、OCB(Optically Compensated Bend)型等といった種々のモードに適用することができる。液晶素子は、例えば以下の工程1~工程3を含む方法により製造することができる。工程1は、所望の動作モードによって使用基板が異なる。工程2及び工程3は各動作モード共通である。
<Liquid crystal alignment film and liquid crystal element>
The liquid crystal alignment film of the present disclosure is formed using the liquid crystal alignment agent prepared as described above. Furthermore, the liquid crystal element of the present disclosure includes a liquid crystal alignment film formed using the liquid crystal alignment agent described above. The operation mode of the liquid crystal in the liquid crystal element is not particularly limited, and various modes can be applied, such as TN (Twisted Nematic) type, STN (Super Twisted Nematic) type, VA (Vertical Alignment) type (including VA-MVA type, VA-PVA type, etc.), IPS (In-Plane Switching) type, FFS (Fringe Field Switching) type, and OCB (Optically Compensated Bend) type. The liquid crystal element can be manufactured, for example, by a method including the following steps 1 to 3. In step 1, the substrate used varies depending on the desired operation mode. Steps 2 and 3 are common to all operation modes.

(工程1:塗膜の形成)
先ず、基板上に液晶配向剤を塗布し、好ましくは塗布面を加熱することにより基板上に塗膜を形成する。基板としては、例えばフロートガラス、ソーダガラス等のガラス;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)等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。基板の一方の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膜等を用いることができる。TN型、STN型、VA型又はPSA型の液晶素子を製造する場合には、パターニングされた透明導電膜が設けられている基板2枚を用いる。一方、IPS型又はFFS型の液晶素子を製造する場合には、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と、電極が設けられていない対向基板とを用いる。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。基板への液晶配向剤の塗布は、電極形成面上に、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行う。
(Step 1: Formation of coating film)
First, a liquid crystal alignment agent is applied to a substrate, and the coated surface is preferably heated to form a coating film on the substrate. Examples of substrates that can be used include glass, such as float glass and soda glass; and transparent substrates made of plastics, such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethersulfone, polycarbonate, and poly(alicyclic olefin). Examples of transparent conductive films that can be provided on one side of the substrate include a NESA film (registered trademark of PPG, USA) made of tin oxide (SnO 2 ) and an ITO film made of indium oxide-tin oxide (In 2 O 3 -SnO 2 ). When manufacturing TN-type, STN-type, VA-type, or PSA-type liquid crystal devices, two substrates each having a patterned transparent conductive film are used. On the other hand, when manufacturing IPS-type or FFS-type liquid crystal devices, a substrate having an electrode made of a comb-shaped patterned transparent conductive film or metal film and an opposing substrate without an electrode are used. Examples of metal films that can be used include a film made of a metal, such as chromium. The liquid crystal alignment agent is applied to the substrate on the electrode-forming surface, preferably by offset printing, spin coating, roll coating, or inkjet printing.

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、プレベーク時間は、好ましくは0.25~10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、ポストベーク時間は、好ましくは5~200分である。このようにして形成される膜の厚さは、好ましくは0.001~1μmである。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。 After applying the liquid crystal alignment agent, preheating (pre-baking) is preferably performed to prevent dripping of the applied liquid crystal alignment agent. The pre-baking temperature is preferably 30 to 200°C, and the pre-baking time is preferably 0.25 to 10 minutes. The solvent is then completely removed, and if necessary, a baking (post-baking) step is performed to thermally imidize the amic acid structure present in the polymer. The baking temperature (post-baking temperature) is preferably 80 to 300°C, and the post-baking time is preferably 5 to 200 minutes. The thickness of the film formed in this manner is preferably 0.001 to 1 μm. After applying the liquid crystal alignment agent to the substrate, the organic solvent is removed to form a liquid crystal alignment film, or a coating film that will become a liquid crystal alignment film.

(工程2:配向処理)
TN型、STN型、IPS型又はFFS型の液晶素子を製造する場合、上記工程1で形成した塗膜に液晶配向能を付与する処理(配向処理)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。配向処理としては、基板上に形成した塗膜の表面をコットン等で擦るラビング処理、又は塗膜に光照射を行って液晶配向能を付与する光配向処理を用いることが好ましい。垂直配向型の液晶素子を製造する場合には、上記工程1で形成した塗膜をそのまま液晶配向膜として使用してもよく、液晶配向能をさらに高めるために該塗膜に対し配向処理を施してもよい。
(Step 2: Alignment Treatment)
When producing a TN-type, STN-type, IPS-type, or FFS-type liquid crystal element, the coating film formed in step 1 above is subjected to a treatment (alignment treatment) to impart liquid crystal alignment ability. This imparts the alignment ability of liquid crystal molecules to the coating film, turning it into a liquid crystal alignment film. As the alignment treatment, a rubbing treatment in which the surface of the coating film formed on the substrate is rubbed with cotton or the like, or a photo-alignment treatment in which the coating film is irradiated with light to impart liquid crystal alignment ability, is preferably used. When producing a vertical alignment type liquid crystal element, the coating film formed in step 1 above may be used as a liquid crystal alignment film as is, or the coating film may be subjected to an alignment treatment to further enhance the liquid crystal alignment ability.

光配向処理における光照射は、ポストベーク工程後の塗膜に対して照射する方法、プレベーク工程後であってポストベーク工程前の塗膜に対して照射する方法、プレベーク工程及びポストベーク工程の少なくともいずれかにおいて塗膜の加熱中に塗膜に対して照射する方法、等により行うことができる。光配向処理において、塗膜に照射する放射線としては、例えば150~800nmの波長の光を含む紫外線及び可視光線を用いることができる。好ましくは、200~400nmの波長の光を含む紫外線である。放射線が偏光である場合、直線偏光であっても部分偏光であってもよい。また、用いる放射線が直線偏光又は部分偏光である場合には、照射は基板面に垂直の方向から行ってもよく、斜め方向から行ってもよく、又はこれらを組み合わせて行ってもよい。非偏光の放射線を照射する場合には、照射の方向は斜め方向とする。 Light irradiation in the photo-alignment treatment can be performed by irradiating the coating film after the post-bake step, irradiating the coating film after the pre-bake step but before the post-bake step, or irradiating the coating film while it is being heated in at least one of the pre-bake and post-bake steps. In the photo-alignment treatment, the radiation irradiated to the coating film can be, for example, ultraviolet light and visible light containing light with a wavelength of 150 to 800 nm. Preferably, ultraviolet light containing light with a wavelength of 200 to 400 nm is used. When the radiation is polarized, it may be linearly polarized or partially polarized. Furthermore, when the radiation used is linearly polarized or partially polarized, irradiation may be performed perpendicular to the substrate surface, obliquely, or in a combination of these directions. When irradiating with unpolarized radiation, the irradiation direction is oblique.

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。放射線の照射量は、好ましくは400~20,000J/mであり、より好ましくは1,000~5,000J/mである。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。 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. The radiation dose is preferably 400 to 20,000 J/ m2 , and more preferably 1,000 to 5,000 J/ m2 . The coating film may be irradiated with light while being heated in order to enhance its reactivity.

液晶配向膜の製造に際し、光照射処理が施された塗膜を120℃以上280℃以下の温度範囲内で加熱してもよい。こうした加熱処理により、液晶配向性が更に改善され(加熱再配向)、AC残像がより低減された液晶素子を得ることができる点で好ましい。この加熱は、ポストベークであってもよく、ポストベークとは別にポストベーク後に行う加熱処理であってもよい。加熱温度は、加熱による分子鎖の再配向を促進させる観点から、140℃以上とすることが好ましく、150℃~250℃とすることがより好ましい。加熱時間は、好ましくは5分~200分、より好ましくは10分~60分である。 When producing a liquid crystal alignment film, the coating film that has been subjected to light irradiation treatment may be heated at a temperature range of 120°C or higher and 280°C or lower. This type of heat treatment is preferable because it further improves the liquid crystal alignment (thermal realignment) and allows for the production of liquid crystal elements with reduced AC afterimages. This heating may be post-baking, or it may be a heat treatment performed separately from post-baking and after post-baking. The heating temperature is preferably 140°C or higher, and more preferably 150°C to 250°C, from the perspective of promoting molecular chain realignment by heating. The heating time is preferably 5 to 200 minutes, more preferably 10 to 60 minutes.

液晶配向膜の製造に際し、光照射処理が施された塗膜を、水、水溶性有機溶媒、又は水と水溶性有機溶媒との混合溶媒に接触させる接触工程を更に含んでいてもよい。水溶性有機溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、1-プロパノール、イソプロパノール、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、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノンが挙げられる。塗膜と溶媒との接触方法としては、例えば噴霧(スプレー)処理、シャワー処理、浸漬処理、液盛り処理等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。塗膜と溶媒との接触時間は特に限定されないが、例えば5秒~15分である。接触工程の後に塗膜の加熱処理を行ってもよい。 The production of a liquid crystal alignment film may further include a contacting step in which the light-irradiated coating film is brought into contact with water, a water-soluble organic solvent, or a mixed solvent of water and a water-soluble organic solvent. Examples of water-soluble organic solvents include methanol, ethanol, 1-propanol, isopropanol, 1-methoxy-2-propanol acetate, butyl cellosolve, ethyl lactate, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclopentanone. Methods for contacting the coating film with the solvent include, but are not limited to, spraying, showering, immersion, and puddling. The contact time between the coating film and the solvent is not particularly limited, but is, for example, 5 seconds to 15 minutes. The coating film may be heat-treated after the contacting step.

(工程3:液晶セルの構築)
上記のようにして液晶配向膜が形成された基板を2枚準備し、対向配置した2枚の基板間に液晶を配置することにより液晶セルを製造する。液晶セルを製造するには、例えば、(1)液晶配向膜が対向するように間隙(スペーサー)を介して2枚の基板を対向配置し、2枚の基板の周辺部をシール剤を用いて貼り合わせ、基板表面及びシール剤により区画されたセルギャップ内に液晶を注入充填した後、注入孔を封止する方法、(2)液晶配向膜を形成した一方の基板上の所定の場所にシール剤を塗布し、更に液晶配向膜面上の所定の数箇所に液晶を滴下した後、液晶配向膜が対向するように他方の基板を貼り合わせるとともに液晶を基板の全面に押し広げる方法(ODF方式)等が挙げられる。製造した液晶セルに対し更に、用いた液晶が等方相をとる温度まで加熱した後、室温まで徐冷する処理を行うことにより、液晶充填時の流動配向を除去することが望ましい。
(Step 3: Construction of liquid crystal cell)
Two substrates each having a liquid crystal alignment film formed thereon are prepared as described above, and a liquid crystal cell is fabricated by disposing a liquid crystal between the two substrates. Examples of methods for fabricating a liquid crystal cell include: (1) arranging the two substrates facing each other with a gap (spacer) between them so that the liquid crystal alignment films face each other, bonding the peripheries of the two substrates together using a sealant, injecting liquid crystal into the substrate surfaces and the cell gap defined by the sealant, and then sealing the injection hole; and (2) applying a sealant to a predetermined location on one of the substrates on which the liquid crystal alignment film is formed, dropping liquid crystal onto several predetermined locations on the liquid crystal alignment film surface, and then bonding the other substrate so that the liquid crystal alignment film faces the other substrate, and spreading the liquid crystal over the entire surface of the substrate (ODF method). It is desirable to further heat the fabricated liquid crystal cell to a temperature at which the liquid crystal used assumes an isotropic phase, and then slowly cool it to room temperature to remove flow alignment 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。スペーサーとしては、フォトスペーサー、ビーズスペーサー等を用いることができる。 The sealing agent can be, for example, an epoxy resin containing a curing agent and aluminum oxide spheres as spacers. The spacers can be photospacers, bead spacers, etc.

液晶としては、ポジ型及びネガ型のいずれを用いてもよい。IPS型及びFFS型の液晶素子においてネガ型液晶を用いた場合、電極上部での透過損失を小さくでき、コントラスト向上を図ることができる点で好ましい。また、液晶としては、ネマチック液晶、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い。ネマチック液晶としては、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、キュバン系液晶等を用いることができる。また、これらの液晶に、例えばコレステリック液晶、カイラル剤、強誘電性液晶などを添加して使用してもよい。 Either positive-type or negative-type liquid crystals may be used. The use of negative-type liquid crystals in IPS-type and FFS-type liquid crystal elements is preferable because it reduces transmission loss above the electrodes and improves contrast. Examples of liquid crystals include nematic liquid crystals and smectic liquid crystals, with nematic liquid crystals being preferred. Examples of nematic liquid crystals that can be used include Schiff-base liquid crystals, azoxy liquid crystals, biphenyl-based liquid crystals, phenylcyclohexane-based liquid crystals, ester-based liquid crystals, terphenyl-based liquid crystals, biphenylcyclohexane-based liquid crystals, pyrimidine-based liquid crystals, dioxane-based liquid crystals, bicyclooctane-based liquid crystals, and cubane-based liquid crystals. These liquid crystals may also be used with the addition of, for example, cholesteric liquid crystals, chiral agents, or ferroelectric liquid crystals.

PSAモードでは、液晶とともに重合性化合物(例えば、多官能(メタ)アクリレート化合物等)をセルギャップ内に充填し、液晶セルを構築した後、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処理を行う。PSA型の液晶素子の製造に際し、重合性化合物の使用割合は、液晶の合計100質量部に対して、例えば0.01~3質量部、好ましくは0.1~1質量部である。 In PSA mode, a polymerizable compound (e.g., a polyfunctional (meth)acrylate compound) is filled into the cell gap along with liquid crystal to form a liquid crystal cell, and then the liquid crystal cell is irradiated with light while a voltage is applied between the conductive films of a pair of substrates. When manufacturing PSA-type liquid crystal elements, the polymerizable compound is used in an amount of, for example, 0.01 to 3 parts by weight, preferably 0.1 to 1 part by weight, per 100 parts by weight of liquid crystal.

続いて、必要に応じて液晶セルの外側表面に偏光板を貼り合わせる。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が挙げられる。これにより液晶素子が得られる。 Next, if necessary, a polarizing plate is attached to the outer surface of the liquid crystal cell. Examples of polarizing plates include a polarizing film called an "H film" made by stretching and aligning polyvinyl alcohol and absorbing iodine, sandwiched between cellulose acetate protective films, or a polarizing plate made of the H film itself. This completes the liquid crystal device.

本開示の液晶素子は種々の用途に有効に適用することができ、例えば、時計、携帯型ゲーム機、ワープロ、ノート型パソコン、カーナビゲーションシステム、カムコーダー、PDA、デジタルカメラ、携帯電話機、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等の各種表示装置や、調光フィルム等に用いることができる。また、本開示の液晶配向剤を用いて形成された液晶素子は、位相差フィルム等の光学フィルムに適用することもできる。 The liquid crystal element of the present disclosure can be effectively applied to a variety of applications, including various display devices such as watches, portable game consoles, word processors, notebook computers, car navigation systems, camcorders, PDAs, digital cameras, mobile phones, smartphones, various monitors, LCD televisions, and information displays, as well as light control films. Furthermore, liquid crystal elements formed using the liquid crystal alignment agent of the present disclosure can also be used in optical films such as retardation films.

以下、実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 The following provides a more detailed explanation using examples, but the present invention is not limited to these examples.

<化合物の構造と略号>
以下の例で使用した主な化合物の構造と略号は以下のとおりである。
[テトラカルボン酸二無水物]
TA-1;1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物
TA-2;(1R,2R,3S,4S)-1,3-ジメチルシクロブタン-1,2,3,4-テトラカルボン酸二無水物
TA-3;2,3,5-トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物
TA-4;ピロメリット酸二無水物
TA-5;4,4’-ビフタル酸二無水物
<Compound structures and abbreviations>
The structures and abbreviations of the main compounds used in the following examples are as follows:
[Tetracarboxylic acid dianhydride]
TA-1: 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride TA-2: (1R,2R,3S,4S)-1,3-dimethylcyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride TA-3: 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic dianhydride TA-4: Pyromellitic dianhydride TA-5: 4,4'-biphthalic dianhydride

[ジアミン]
DA-1;9,9’-ビス(4-アミノフェニル)-3,3’-ビカルバゾール
DA-2;9,9’-ビス(4-(4-アミノフェノキシ)フェニル)-3,3’-ビカルバゾール
DA-3;9,9’-ジエチル-6,6’-ビス(4-アミノフェノキシ)-3,3’-ビカルバゾール
DA-4;9,9’-ジエチル-3,3’-ビカルバゾール-6,6’-ジアミン
DA-5;4,4’-ジアミノジフェニルアミン
DA-6;3,6-ジアミノカルバゾール
DA-7;4,4’-ジアミノトリフェニルアミン
DA-8;N4,N4’-ビス(4-アミノフェニル)-N4,N4’-ジメチルベンジジン
DA-9;4,4’-ジアミノジフェニルメタン
DA-10;3,5-ジアミノ安息香酸
DA-11;4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル
DA-12;2,2-ビス(4-(4-アミノフェノキシ)フェニル)プロパン
DA-13;2,2’-ジメチルベンジジン
DA-14;5(6)-アミノ-1,3,3-トリメチル-1-(4-アミノフェニル)インダン
DA-15;N,N’-ビス(5-アミノピリジン-2-イル)-N,N’-ジ(tert-ブトキシカルボニル)エチレンジアミン
DA-16;N1,N6-ビス(4-アミノフェネチル)-N1,N6-ジ(tert-ブトキシカルボニル)アジパミド
DA-17;5ξ-コレスタン-3-イル 2,4-ジアミノフェニルエーテル
[Diamine]
DA-1; 9,9'-bis(4-aminophenyl)-3,3'-bicarbazole DA-2; 9,9'-bis(4-(4-aminophenoxy)phenyl)-3,3'-bicarbazole DA-3; 9,9'-diethyl-6,6'-bis(4-aminophenoxy)-3,3'-bicarbazole DA-4; 9,9'-diethyl-3,3'-bicarbazole-6,6'-diamine DA-5; 4,4'-diaminodiphenylamine DA-6; 3,6-diaminocarbazole DA-7; 4,4'-diaminotriphenylamine DA-8; N4,N4'-bis(4-aminophenyl)-N4,N4'-dimethylbenzidine DA-9; 4,4'-diaminodiphenylamine Phenylmethane DA-10; 3,5-Diaminobenzoic Acid DA-11; 4,4'-Bis(4-aminophenoxy)biphenyl DA-12; 2,2-Bis(4-(4-aminophenoxy)phenyl)propane DA-13; 2,2'-Dimethylbenzidine DA-14; 5(6)-Amino-1,3,3-trimethyl-1-(4-aminophenyl)indane DA-15; N,N'-Bis(5-aminopyridin-2-yl)-N,N'-di(tert-butoxycarbonyl)ethylenediamine DA-16; N1,N6-Bis(4-aminophenethyl)-N1,N6-di(tert-butoxycarbonyl)adipamide DA-17; 5ξ-Cholestan-3-yl 2,4-diaminophenyl ether

[溶剤]
NMP;N-メチル-2-ピロリドン
NEP;N-エチル-2-ピロリドン
GBL;γ-ブチロラクトン
BC;ブチルセロソルブ
DAA;ジアセトンアルコール
DEDG:ジエチレングリコールジエチルエーテル
[solvent]
NMP; N-methyl-2-pyrrolidone NEP; N-ethyl-2-pyrrolidone GBL; γ-butyrolactone BC; butyl cellosolve DAA; diacetone alcohol DEDG: diethylene glycol diethyl ether

[添加剤]
AD-1;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
AD-2;3-グリシジロキシプロピルトリエトキシシラン
AD-3;ジペンタエリスリトール ヘキサアクリレート
AD-4;2,4,6,8-テトラメチル-2,4,6,8-テトラキス(3-グリシジロキシプロピル)-1,3,5,7,2,4,6,8-テトラオキサテトラシロカン
AD-5;下記式(AD-5)で表される化合物
[Additives]
AD-1: N,N,N',N'-tetraglycidyl-4,4'-diaminodiphenylmethane AD-2: 3-glycidyloxypropyltriethoxysilane AD-3: dipentaerythritol hexaacrylate AD-4: 2,4,6,8-tetramethyl-2,4,6,8-tetrakis(3-glycidyloxypropyl)-1,3,5,7,2,4,6,8-tetraoxatetrasilocane AD-5: a compound represented by the following formula (AD-5)

<化合物の合成>
[合成例1]
窒素導入管を備えた3つ口フラスコに、3,3’-ビカルバゾール(3.0mmol)、p-フルオロニトロベンゼン(7.5mmol)、炭酸カリウム(12mmol)、NMP(20mL)を入れて、窒素下160℃で6時間加熱撹拌した。反応終了後、反応溶液を水に注いで生成物を沈殿させた。得られた沈殿を水及び酢酸エチルにより洗浄し、真空乾燥することにより、黄褐色固体の下記式(DA-1-1)で表される化合物を収率90%で得た。
窒素導入管を備えた3つ口フラスコに、化合物(DA-1-1)(2.0mmol)、5%Pd/C(0.23g)、ヒドラジン一水和物(1.15g)、NMP(20mL)を入れて、窒素下80℃で6時間撹拌した。反応終了後、反応溶液をセライトろ過して、酢酸エチルを加え、水により分液洗浄した。有機相を減圧濃縮することにより、茶色固体の9,9’-ビス(4-アミノフェニル)-3,3’-ビカルバゾール(上記式(DA-1)で表されるジアミン)を収率80%で得た。図1及び図2に、ジアミン(DA-1)のH-NMRスペクトル(DMSO-d,400MHz)及び13C-NMRスペクトル(DMSO-d、75MHz)の測定結果をそれぞれ示した。
<Synthesis of Compounds>
[Synthesis Example 1]
3,3'-bicarbazole (3.0 mmol), p-fluoronitrobenzene (7.5 mmol), potassium carbonate (12 mmol), and NMP (20 mL) were placed in a three-neck flask equipped with a nitrogen inlet tube and stirred under nitrogen at 160°C for 6 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was poured into water to precipitate the product. The resulting precipitate was washed with water and ethyl acetate and dried in vacuo to obtain a yellowish-brown solid compound represented by the following formula (DA-1-1) in a yield of 90%.
Compound (DA-1-1) (2.0 mmol), 5% Pd/C (0.23 g), hydrazine monohydrate (1.15 g), and NMP (20 mL) were placed in a three-neck flask equipped with a nitrogen inlet tube and stirred at 80°C under nitrogen for 6 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was filtered through Celite, ethyl acetate was added, and the mixture was separated and washed with water. The organic phase was concentrated under reduced pressure to obtain 9,9'-bis(4-aminophenyl)-3,3'-bicarbazole (the diamine represented by the above formula (DA-1)) as a brown solid in 80% yield. The 1H -NMR spectrum (DMSO- d6 , 400 MHz) and 13C -NMR spectrum (DMSO- d6 , 75 MHz) of diamine (DA-1) are shown in Figures 1 and 2, respectively.

[合成例2]
下記反応スキームに従い、合成例1と同様にして、9,9’-ビス(4-(4-アミノフェノキシ)フェニル)-3,3’-ビカルバゾール(上記式(DA-2)で表されるジアミン)を得た。
[Synthesis Example 2]
According to the following reaction scheme, in the same manner as in Synthesis Example 1, 9,9'-bis(4-(4-aminophenoxy)phenyl)-3,3'-bicarbazole (diamine represented by the above formula (DA-2)) was obtained.

[合成例3]
下記反応スキームに従い、合成例1と同様にして、9,9’-ジエチル-6,6’-ビス(4-アミノフェノキシ)-3,3’-ビカルバゾール(上記式(DA-3)で表されるジアミン)を得た。なお、下記式(DA-3-1)で表される化合物は、公知の文献(Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry (2004), 162, 187-191)に従い合成した。
[Synthesis Example 3]
According to the following reaction scheme, 9,9'-diethyl-6,6'-bis(4-aminophenoxy)-3,3'-bicarbazole (diamine represented by the above formula (DA-3)) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1. The compound represented by the following formula (DA-3-1) was synthesized according to a known literature (Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry (2004), 162, 187-191).

[合成例4]
下記反応スキームに従い、合成例1と同様にして、9,9’-ジエチル-3,3’-ビカルバゾール-6,6’-ジアミン(上記式(DA-4)で表されるジアミン)を得た。なお、下記式(DA-4-1)で表される化合物は、公知の文献(Journal of Organic Chemistry (2019), 84, 73-93)に従い合成した。
[Synthesis Example 4]
According to the following reaction scheme, 9,9'-diethyl-3,3'-bicarbazole-6,6'-diamine (diamine represented by the above formula (DA-4)) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1. The compound represented by the following formula (DA-4-1) was synthesized according to a known literature (Journal of Organic Chemistry (2019), 84, 73-93).

<重合体の合成及び評価>
以下の合成例5~25において重合体をそれぞれ合成した。なお、以下の例において、重合体の重量平均分子量M及び数平均分子量M、重合体溶液中のポリイミドのイミド化率、重合体溶液の溶液粘度、並びにエポキシ当量は以下の方法により測定した。
[重量平均分子量M及び数平均分子量M
合成例24、25において、M及びMは、以下の条件におけるGPCにより測定したポリスチレン換算値である。
カラム:東ソー(株)製、TSKgelGRCXLII
溶剤:テトラヒドロフラン
温度:40℃
圧力:68kgf/cm
<Synthesis and Evaluation of Polymer>
Polymers were synthesized in the following Synthesis Examples 5 to 25. In the following examples, the weight-average molecular weight Mw and number-average molecular weight Mn of the polymer, the imidization rate of polyimide in the polymer solution, the solution viscosity of the polymer solution, and the epoxy equivalent were measured by the following methods.
[Weight average molecular weight Mw and number average molecular weight Mn ]
In Synthesis Examples 24 and 25, Mw and Mn are values calculated as polystyrene measured by GPC under the following conditions.
Column: TSKgel GRCXLII, manufactured by Tosoh Corporation
Solvent: tetrahydrofuran Temperature: 40°C
Pressure: 68 kgf/ cm2

[ポリイミドのイミド化率]
ポリイミドの溶液を純水に投入し、得られた沈殿を室温で十分に減圧乾燥した後、重水素化ジメチルスルホキシドに溶解し、テトラメチルシランを基準物質として室温でH-NMRを測定した。得られたH-NMRスペクトル(400MHz)から、下記数式(1)によりイミド化率[%]を求めた。
イミド化率[%]=(1-(A/(A×α)))×100 …(1)
(数式(1)中、Aは化学シフト10ppm付近に現れるアミド基のプロトン由来のピーク面積であり、Aは化学シフト6~9ppm付近に現れる芳香族基のプロトン由来のピーク面積であり、αは重合体の前駆体(ポリアミック酸)におけるアミド基のプロトン1個に対する芳香族基のプロトンの個数割合である。)
[重合体溶液の溶液粘度]
重合体溶液の溶液粘度(mPa・s)は、E型回転粘度計を用いて25℃で測定した。
[エポキシ当量]
エポキシ当量は、JIS C 2105に記載の塩酸-メチルエチルケトン法により測定した。
[Imidization rate of polyimide]
The polyimide solution was poured into pure water, and the resulting precipitate was thoroughly dried under reduced pressure at room temperature. The precipitate was then dissolved in deuterated dimethyl sulfoxide and subjected to 1H -NMR measurement at room temperature using tetramethylsilane as a reference material. The imidization rate [%] was calculated from the obtained 1H -NMR spectrum (400 MHz) using the following formula (1):
Imidization rate [%] = (1 - (A 1 / (A 2 × α))) × 100 (1)
(In formula (1), A1 is the peak area derived from the protons of the amide group appearing at a chemical shift of approximately 10 ppm, A2 is the peak area derived from the protons of the aromatic group appearing at a chemical shift of approximately 6 to 9 ppm, and α is the ratio of the number of protons of the aromatic group to one proton of the amide group in the polymer precursor (polyamic acid).)
[Solution viscosity of polymer solution]
The solution viscosity (mPa·s) of the polymer solution was measured at 25° C. using an E-type rotational viscometer.
[Epoxy equivalent]
The epoxy equivalent was measured by the hydrochloric acid-methyl ethyl ketone method described in JIS C 2105.

[合成例5]
ジアミン(ジアミン(DA-1)20モル部及びジアミン(DA-9)80モル部)をNMPに溶解し、ジアミン合計量に対して0.95モル当量のテトラカルボン酸二無水物(TA-1)を加え、室温で6時間反応を行い、下記式(PI-1)で表される部分構造を有するポリアミック酸(PI-1)の15質量%溶液を得た。
[Synthesis Example 5]
Diamines (20 parts by mole of diamine (DA-1) and 80 parts by mole of diamine (DA-9)) were dissolved in NMP, and 0.95 molar equivalents of tetracarboxylic dianhydride (TA-1) relative to the total amount of diamines was added thereto. The mixture was allowed to react at room temperature for 6 hours, thereby obtaining a 15% by mass solution of polyamic acid (PI-1) having a partial structure represented by the following formula (PI-1):

[合成例6~22]
テトラカルボン酸二無水物及びジアミンの種類及びモル比をそれぞれ下記表1に記載のとおりに変更した以外は合成例5と同様にしてポリアミック酸(PI-2~PI-18)をそれぞれ得た。なお、表1中の数値は、酸二無水物については、合成に使用した酸二無水物の合計量(100モル%)に対する各化合物の使用割合(モル%)を示し、ジアミンについては、合成に使用したジアミンの合計量(100モル%)に対する各化合物の使用割合(モル%)を示す。
[Synthesis Examples 6 to 22]
Polyamic acids (PI-2 to PI-18) were obtained in the same manner as in Synthesis Example 5, except that the types and molar ratios of the tetracarboxylic dianhydrides and diamines were changed as shown in Table 1. Note that the values in Table 1 indicate the proportion (mol %) of each compound used relative to the total amount (100 mol %) of the acid dianhydrides used in the synthesis, and the values in Table 1 indicate the proportion (mol %) of each compound used relative to the total amount (100 mol %) of the diamines used in the synthesis.

[合成例23]
ジアミン(ジアミン(DA-15)50モル部及びジアミン(DA-13)50モル部)をNMPに溶解し、ジアミン合計量に対して0.95モル当量のテトラカルボン酸二無水物(TA-2)を加え、室温で6時間反応を行い、ポリアミック酸の溶液を得た。得られた溶液に、脱水剤として、ポリアミック酸のカルボキシ基に対して0.80モル当量の1-メチルピペリジン及び無水酢酸を加え、60℃で3時間加熱撹拌した。得られた溶液に対して、減圧濃縮とNMPによる希釈を繰り返して、下記式(PI-19)で表される部分構造を有するポリイミド(PI-19)の10質量%溶液を得た。ポリイミド(PI-19)のイミド化率は78%であった。
[Synthesis Example 23]
Diamines (50 molar parts of diamine (DA-15) and 50 molar parts of diamine (DA-13)) were dissolved in NMP, and 0.95 molar equivalents of tetracarboxylic dianhydride (TA-2) based on the total amount of diamines was added. The reaction was carried out at room temperature for 6 hours to obtain a solution of polyamic acid. To the obtained solution, 0.80 molar equivalents of 1-methylpiperidine and acetic anhydride based on the carboxy groups of the polyamic acid were added as dehydrating agents, and the mixture was heated and stirred at 60°C for 3 hours. The obtained solution was repeatedly concentrated under reduced pressure and diluted with NMP to obtain a 10 mass% solution of polyimide (PI-19) having a partial structure represented by the following formula (PI-19). The imidization rate of polyimide (PI-19) was 78%.

[合成例24]
撹拌機、温度計、滴下漏斗及び還流冷却管を備えた反応容器に、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(下記式(S-1)で表される化合物)100.0g、メチルイソブチルケトン500g及びトリエチルアミン10.0gを仕込み、室温で混合した。次いで、脱イオン水100gを滴下漏斗より30分かけて滴下した後、還流下で撹拌しつつ、80℃で6時間反応を行った。反応終了後、有機層を取り出し、0.2質量%硝酸アンモニウム水溶液により、洗浄後の水が中性になるまで洗浄した後、減圧下で溶媒及び水を留去することにより、エポキシ基を含有するポリオルガノシロキサン(ESSQ-1)を粘調な透明液体として得た。ポリオルガノシロキサン(ESSQ-1)について、H-NMR分析を行ったところ、化学シフト(δ)=3.2ppm付近にエポキシ基に基づくピークが観察され、反応中にエポキシ基の副反応が起こっていないことが確認された。得られたポリオルガノシロキサン(ESSQ-1)の重量平均分子量Mは3,500、エポキシ当量は180g/モルであった。
200mLの三口フラスコに、ポリオルガノシロキサン(ESSQ-1)を10.0g、溶媒としてメチルイソブチルケトン30.28g、変性成分(カルボン酸)として下記式(S-2)で表される化合物及び下記式(S-3)で表される化合物を、ポリオルガノシロキサン(ESSQ-1)が有するエポキシ基の全量に対して、それぞれ20モル%及び10モル%に相当する量、及び触媒としてUCAT 18X(商品名、サンアプロ(株)製)0.10gを仕込み、100℃で48時間撹拌下に反応を行った。反応終了後、反応混合物に酢酸エチルを加えて得た溶液を3回水洗し、硫酸マグネシウムを用いて有機層を乾燥した後、溶剤を留去することにより、配向性基を含有するポリオルガノシロキサン(PSQ-1)を得た。得られた重合体の重量平均分子量Mは8000であった。
[Synthesis Example 24]
A reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, dropping funnel, and reflux condenser was charged with 100.0 g of 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane (a compound represented by the following formula (S-1)), 500 g of methyl isobutyl ketone, and 10.0 g of triethylamine, and mixed at room temperature. Next, 100 g of deionized water was added dropwise from the dropping funnel over 30 minutes, and the mixture was stirred under reflux at 80 ° C. for 6 hours. After completion of the reaction, the organic layer was removed and washed with a 0.2% by mass aqueous ammonium nitrate solution until the water after washing became neutral. The solvent and water were then distilled off under reduced pressure to obtain an epoxy group-containing polyorganosiloxane (ESSQ-1) as a viscous, transparent liquid. When polyorganosiloxane (ESSQ-1) was analyzed by 1H -NMR, a peak due to the epoxy group was observed at a chemical shift (δ) of approximately 3.2 ppm, confirming that no side reactions of the epoxy group occurred during the reaction. The weight-average molecular weight Mw of the resulting polyorganosiloxane (ESSQ-1) was 3,500, and the epoxy equivalent was 180 g/mol.
In a 200 mL three-necked flask, 10.0 g of polyorganosiloxane (ESSQ-1), 30.28 g of methyl isobutyl ketone as a solvent, a compound represented by the following formula (S-2) as a modified component (carboxylic acid) and a compound represented by the following formula (S-3), the total amount of epoxy groups in the polyorganosiloxane (ESSQ-1), amounts equivalent to 20 mol% and 10 mol%, respectively, and 0.10 g of UCAT 18X (trade name, manufactured by San-Apro Co., Ltd.) as a catalyst were charged and the reaction was carried out under stirring at 100 ° C. for 48 hours. After completion of the reaction, ethyl acetate was added to the reaction mixture and the resulting solution was washed three times with water, the organic layer was dried using magnesium sulfate, and the solvent was then distilled off to obtain a polyorganosiloxane (PSQ-1) containing an orienting group. The weight average molecular weight M w of the resulting polymer was 8000.

[合成例25]
窒素下、100mL二口フラスコに、重合モノマーとして、下記式(M-1)で表される化合物6.38g、4-(グリシジルオキシメチル)スチレン(下記式(M-2)で表される化合物)1.90g、及びメタクリル酸0.86g、ラジカル重合開始剤として2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)0.46g、並びに溶媒としてN-メチル-2-ピロリドン(NMP)40mlを加え、70℃で6時間重合した。メタノールに再沈殿した後、沈殿物を濾過し、室温で8時間真空乾燥することにより、目的の重合体(PMI-1)を得た。GPCによるポリスチレン換算で測定される重量平均分子量Mは30000、分子量分布M/Mは2であった。
[Synthesis Example 25]
Under nitrogen, 6.38 g of a compound represented by the following formula (M-1), 1.90 g of 4-(glycidyloxymethyl)styrene (a compound represented by the following formula (M-2)), and 0.86 g of methacrylic acid were added as polymerization monomers to a 100 mL two-neck flask, 0.46 g of 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile) as a radical polymerization initiator, and 40 ml of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) as a solvent, and polymerization was carried out at 70°C for 6 hours. After reprecipitation in methanol, the precipitate was filtered and dried in vacuum at room temperature for 8 hours to obtain the target polymer (PMI-1). The weight average molecular weight Mw measured in polystyrene equivalent terms by GPC was 30,000, and the molecular weight distribution Mw / Mn was 2.

<液晶配向剤の調製及び評価>
[実施例1:光配向FFS型液晶表示素子]
(1)液晶配向剤の調製
重合体成分(固形分換算:重合体(PI-1)80質量部、及び重合体(PI-19)20質量部)をNMP、GBL及びBCによって希釈することにより、固形分濃度が4.0質量%、溶剤組成比がNMP:GBL:BC=50:25:25(質量比)となる溶液を得た。この溶液を孔径0.2μmのフィルターで濾過することにより液晶配向剤(AL-1)を調製した。
<Preparation and Evaluation of Liquid Crystal Alignment Agent>
[Example 1: Photo-aligned FFS-type liquid crystal display element]
(1) Preparation of liquid crystal aligning agent Polymer components (solid content equivalent: 80 parts by mass of polymer (PI-1) and 20 parts by mass of polymer (PI-19)) were diluted with NMP, GBL, and BC to obtain a solution with a solid content concentration of 4.0% by mass and a solvent composition ratio of NMP:GBL:BC = 50:25:25 (mass ratio). This solution was filtered through a filter with a pore size of 0.2 μm to prepare a liquid crystal aligning agent (AL-1).

(2)光学特性(透明性)の評価
上記(1)で調製した液晶配向剤(AL-1)を、スピンコーターを用いて石英基板上に塗布し、80℃のホットプレート上で1分間加熱した後、庫内を窒素置換した230℃のオーブンで30分間加熱を行い、平均膜厚100nmの塗膜を形成した。この塗膜を形成した石英基板について、紫外可視近赤外分光光度計(日本分光(株)製、品名「V-670」)を用いて、塗膜を有さない同種の石英基板をリファレンスとして、紫外・可視光領域の吸収スペクトルを測定した。なお、偏光フィルターによりP偏光を用い、基板への入射角をブリュースター角とすることで反射による影響を抑制した。波長400nmにおける透過率が98%以上であった場合を「良好」、98%未満であった場合を「不良」とした。その結果、本実施例では「良好」の評価であった。
(2) Evaluation of Optical Properties (Transparency) The liquid crystal alignment agent (AL-1) prepared in (1) above was applied to a quartz substrate using a spin coater, heated on a hot plate at 80 ° C for 1 minute, and then heated in an oven at 230 ° C with nitrogen purging for 30 minutes to form a coating film with an average thickness of 100 nm. For the quartz substrate on which this coating film was formed, an ultraviolet-visible-near-infrared spectrophotometer (manufactured by JASCO Corporation, product name "V-670") was used to measure the absorption spectrum in the ultraviolet and visible light region, using a quartz substrate of the same type without a coating film as a reference. Note that the influence of reflection was suppressed by using P-polarized light with a polarizing filter and setting the angle of incidence on the substrate to the Brewster angle. A transmittance of 98% or more at a wavelength of 400 nm was rated "good," and a transmittance of less than 98% was rated "poor." As a result, this example was rated "good."

(3)光配向法による液晶配向膜の形成
平板電極、絶縁層及び櫛歯状電極がこの順で片面に積層されたガラス基板と、電極が設けられていない対向ガラス基板とのそれぞれの面上に、上記(1)で調製した液晶配向剤(AL-1)を、スピンコーターを用いて塗布し、80℃のホットプレート上で1分間加熱した後、庫内を窒素置換した230℃のオーブンで30分間加熱を行い、平均膜厚100nmの塗膜を形成した。この塗膜表面に、Hg-Xeランプを用いて、直線偏光された254nmの輝線を含む紫外線300mJ/cmを、基板法線方向から照射して光配向処理を行った。この光配向処理が施された塗膜を、庫内を窒素置換した230℃のオーブンで30分間加熱して熱処理を行い、液晶配向膜を形成した。
(3) Formation of a liquid crystal alignment film by photo-alignment method A glass substrate having a flat electrode, an insulating layer, and a comb-shaped electrode laminated in this order on one side, and an opposing glass substrate having no electrodes, were coated with the liquid crystal alignment agent (AL-1) prepared in (1) above using a spin coater, heated on a hot plate at 80 ° C for 1 minute, and then heated for 30 minutes in a 230 ° C oven with the interior of the oven substituted with nitrogen, to form a coating film with an average film thickness of 100 nm. This coating film surface was subjected to a photo-alignment treatment by irradiating 300 mJ / cm 2 of linearly polarized ultraviolet light containing a 254 nm emission line from the substrate normal direction using an Hg-Xe lamp. The coating film subjected to this photo-alignment treatment was then heat-treated for 30 minutes in a 230 ° C oven with the interior of the oven substituted with nitrogen, to form a liquid crystal alignment film.

(4)FFS型液晶表示素子の製造
上記(3)で作製した基板のうちの1枚の液晶配向膜を有する面の外周に、液晶注入口を残して直径3.5μmの酸化アルミニウム球入りエポキシ樹脂接着剤をディスペンサー塗布した後、一対の基板の液晶配向膜を有する面を対向させ、各基板の配向処理方向が逆平行となるように圧着し、150℃で1時間かけて接着剤を熱硬化させた。次いで、液晶注入口より基板間の間隙にネガ型ネマチック液晶(Merck社製、MJ20195NCMP)を充填した後、エポキシ系接着剤で液晶注入口を封止した。さらに、液晶注入時の流動配向を除くために、120℃で加熱してから室温まで徐冷した。次に、基板の外側両面に、偏光板を、その偏光方向が互いに直交し、かつ、液晶配向膜の配向処理方向と45°の角度をなすように貼り合わせることによりFFS型液晶表示素子を製造した。
(4) Fabrication of FFS-Mode Liquid Crystal Display Element: An epoxy resin adhesive containing 3.5 μm diameter aluminum oxide spheres was dispensed onto the outer periphery of the surface bearing the liquid crystal alignment film of one of the substrates prepared in (3), leaving a liquid crystal injection port. The pair of substrates were then placed face-to-face with their liquid crystal alignment film-bearing surfaces facing each other and pressed together so that the alignment treatment directions of each substrate were antiparallel. The adhesive was then thermally cured at 150°C for 1 hour. Next, negative nematic liquid crystal (Merck, MJ20195NCMP) was filled into the gap between the substrates through the liquid crystal injection port, which was then sealed with an epoxy adhesive. The substrates were then heated to 120°C and slowly cooled to room temperature to eliminate flow alignment during liquid crystal injection. Next, polarizers were attached to both outer surfaces of the substrates so that their polarization directions were perpendicular to each other and at a 45° angle with the alignment treatment direction of the liquid crystal alignment film, thereby fabricating an FFS-mode liquid crystal display element.

(5)DC残像特性の評価
上記(4)で製造した液晶表示素子を25℃、1気圧の環境下においた。周波数30Hzの矩形波(AC)により中間調で駆動させて任意の2画素の間の輝度差を0に設定した後、ACで駆動させつつ片方の画素のみに直流(DC)1Vを30分間印加して電荷を蓄積させた。DC1Vの印加を終了してACのみでの駆動に戻すと、蓄積された電荷によって2画素の間に輝度差ΔLが生じた。この輝度差ΔLの経時変化を観測し、DC1Vの印加を終了してから、輝度差ΔLを2画素の輝度の平均値で割った値が2%以下になるまでの時間を残像消去時間とした。なお、この時間が短いほど、直流電圧の印加による残像が生じにくいこととなる。残像消去時間が10分未満であった場合を「優良」、10分以上20分未満であった場合を「良好」、20分以上であった場合を「不良」とした。その結果、本実施例では「優良」の評価であった。
(5) Evaluation of DC Image Retention Characteristics The liquid crystal display device manufactured in (4) above was placed in an environment of 25°C and 1 atmosphere. After driving the device at intermediate tones with a 30 Hz square wave (AC) to set the luminance difference between any two pixels to zero, a direct current (DC) of 1 V was applied to only one of the pixels for 30 minutes while driving with AC to accumulate charge. When the application of DC 1 V was terminated and the device was returned to AC-only operation, a luminance difference ΔL occurred between the two pixels due to the accumulated charge. The change in this luminance difference ΔL over time was observed, and the time from the end of application of DC 1 V until the luminance difference ΔL divided by the average luminance of the two pixels fell to 2% or less was defined as the image retention time. The shorter this time, the less likely image retention caused by the application of DC voltage. An image retention time of less than 10 minutes was rated "excellent," a time of 10 to 20 minutes was rated "good," and a time of 20 minutes or more was rated "poor." As a result, this example was rated "excellent."

[実施例2~12、比較例1~4]
上記実施例1において、液晶配向剤に含有させる成分を下記表2に示すとおりに変更した以外は実施例1と同様にして、液晶配向剤を調製して光配向法により液晶配向膜を形成するとともに、FFS型液晶表示素子を製造して各種評価を行った。評価結果を下記表2に示した。
[Examples 2 to 12, Comparative Examples 1 to 4]
In the same manner as in Example 1, except that the components contained in the liquid crystal alignment agent in Example 1 were changed as shown in the following Table 2, a liquid crystal alignment agent was prepared, a liquid crystal alignment film was formed by a photoalignment method, and an FFS-type liquid crystal display element was manufactured and various evaluations were performed. The evaluation results are shown in Table 2 below.

[実施例13:ラビング配向FFS型液晶表示素子]
(1)液晶配向剤の調製
重合体成分(固形分換算:重合体(PI-1)70質量部、及び重合体(PI-18)30質量部)をNMP、GBL、DAA及びBCにより希釈することにより、固形分濃度が4.0質量%、溶剤組成比がNMP:GBL:DAA:BC=30:30:30:10(質量比)となる溶液を得た。この溶液を孔径0.2μmのフィルターで濾過することにより液晶配向剤(AL-17)を調製した。
[Example 13: Rubbed Alignment FFS-Type Liquid Crystal Display Element]
(1) Preparation of liquid crystal aligning agent Polymer components (solid content equivalent: 70 parts by mass of polymer (PI-1) and 30 parts by mass of polymer (PI-18)) were diluted with NMP, GBL, DAA, and BC to obtain a solution with a solid content concentration of 4.0% by mass and a solvent composition ratio of NMP:GBL:DAA:BC = 30:30:30:10 (mass ratio). This solution was filtered through a filter with a pore size of 0.2 μm to prepare a liquid crystal aligning agent (AL-17).

(2)光学特性(透明性)の評価
上記(1)で調製した液晶配向剤(AL-17)について、実施例1と同様にして透明性の評価を行った。その結果、本実施例では「良好」の評価であった。
(3)ラビング法による液晶配向膜の形成
平板電極、絶縁層及び櫛歯状電極がこの順で片面に積層されたガラス基板と、電極が設けられていない対向ガラス基板とのそれぞれの面上に、上記(1)で調製した液晶配向剤(AL-17)を、スピンコーターを用いて塗布し、80℃のホットプレート上で1分間加熱した後、庫内を窒素置換した230℃のオーブンで30分間加熱を行い、平均膜厚100nmの塗膜を形成した。この塗膜表面に、ナイロン製の布を巻き付けたロールを有するラビングマシーンを用いて、ロール回転数1000rpm、ステージ移動速度30mm/秒、毛足押し込み長さ0.3mmにて2回ラビング処理を行った。このラビング配向処理が施された塗膜を、超純水中で1分間超音波洗浄した後、100℃のオーブンで10分間乾燥を行い、液晶配向膜を形成した。
(4)FFS型液晶表示素子の製造
上記(3)で作製した液晶配向膜を有する一対の基板について、実施例1と同様にしてFFS型液晶表示素子を製造した。
(5)DC残像特性の評価
上記(4)で製造したFFS型液晶表示素子について、実施例1と同様にしてDC残像特性の評価を行った。その結果、本実施例では「優良」の評価であった。
(2) Evaluation of Optical Properties (Transparency) The liquid crystal aligning agent (AL-17) prepared in (1) above was evaluated for transparency in the same manner as in Example 1. As a result, in this example, the evaluation was "good".
(3) Formation of a liquid crystal alignment film by rubbing method A glass substrate having a flat electrode, an insulating layer, and a comb-shaped electrode laminated in this order on one side thereof, and a counter glass substrate having no electrode, were coated with the liquid crystal alignment agent (AL-17) prepared in (1) above using a spin coater, heated on a hot plate at 80 ° C. for 1 minute, and then heated in an oven at 230 ° C. with the interior of the oven substituted with nitrogen for 30 minutes to form a coating film with an average film thickness of 100 nm. This coating film surface was subjected to rubbing treatment twice using a rubbing machine having a roll wrapped around a nylon cloth, at a roll rotation speed of 1000 rpm, a stage movement speed of 30 mm / sec, and a pile indentation length of 0.3 mm. The coating film subjected to this rubbing alignment treatment was ultrasonically cleaned in ultrapure water for 1 minute, and then dried in an oven at 100 ° C. for 10 minutes to form a liquid crystal alignment film.
(4) Production of FFS-Type Liquid Crystal Display Element An FFS-type liquid crystal display element was produced in the same manner as in Example 1 using a pair of substrates having the liquid crystal alignment film produced in (3) above.
(5) Evaluation of DC Afterimage Characteristics The DC afterimage characteristics of the FFS-type liquid crystal display element manufactured in (4) above were evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the evaluation of this example was "excellent."

[実施例14~15及び比較例5~6]
上記実施例13において、液晶配向剤に含有させる成分を下記表2に示すとおりに変更した以外は実施例13と同様にして、液晶配向剤を調製してラビング法により液晶配向膜を形成するとともに、FFS型液晶表示素子を製造して各種評価を行った。評価結果を下記表2に示した。
[Examples 14 to 15 and Comparative Examples 5 to 6]
In the same manner as in Example 13, except that the components contained in the liquid crystal alignment agent in Example 13 were changed as shown in the following Table 2, a liquid crystal alignment agent was prepared, a liquid crystal alignment film was formed by a rubbing method, and an FFS-type liquid crystal display element was manufactured and various evaluations were performed. The evaluation results are shown in Table 2 below.

[実施例16:PSA型液晶表示素子]
(1)液晶配向剤の調製
重合体成分(固形分換算:重合体(PI-13)95質量部、及び重合体(PSQ-1)5質量部)をNMP及びBCにより希釈することにより、固形分濃度が4.0質量%、溶剤組成比がNMP:BC=50:50(質量比)となる溶液を得た。この溶液を孔径0.2μmのフィルターで濾過することにより液晶配向剤(AL-22)を調製した。
[Example 16: PSA type liquid crystal display element]
(1) Preparation of liquid crystal aligning agent Polymer components (solid content equivalent: polymer (PI-13) 95 parts by mass and polymer (PSQ-1) 5 parts by mass) were diluted with NMP and BC to obtain a solution with a solid content concentration of 4.0 mass% and a solvent composition ratio of NMP:BC = 50:50 (mass ratio). This solution was filtered through a filter with a pore size of 0.2 μm to prepare a liquid crystal aligning agent (AL-22).

(2)液晶組成物の調製
ネマチック液晶(Merck社製、MLC-6608)10gに対し、下記式(L-1)で表される液晶性化合物を5質量%、及び下記式(L-2)で表される光重合性化合物 を0.3質量%添加して混合することにより液晶組成物(LC-1)を得た。
(2) Preparation of Liquid Crystal Composition 5% by mass of a liquid crystal compound represented by the following formula (L-1) and 0.3% by mass of a photopolymerizable compound represented by the following formula (L-2) were added to 10 g of a nematic liquid crystal (MLC-6608, manufactured by Merck) and mixed to obtain a liquid crystal composition (LC-1).

(3)光学特性(透明性)の評価
上記(1)で調製した液晶配向剤(AL-22)について、実施例1と同様にして透明性の評価を行った。その結果、本実施例では「良好」の評価であった。
(4)液晶配向膜の形成
スリット状にパターニングされたITO電極を有するガラス基板2枚のそれぞれの電極面上に、上記(1)で調製した液晶配向剤(AL-22)を、スピンコーターを用いて塗布し、80℃のホットプレート上で1分間加熱した後、庫内を窒素置換した230℃のオーブンで30分間加熱を行い、平均膜厚100nmの塗膜を形成した。この塗膜を、超純水中で1分間超音波洗浄した後、100℃のオーブンで10分間乾燥を行い、液晶配向膜を形成した。なお、使用した電極のパターンは、PSAモードにおける電極パターンと同種のパターンである。
(3) Evaluation of Optical Properties (Transparency) The liquid crystal aligning agent (AL-22) prepared in (1) above was evaluated for transparency in the same manner as in Example 1. As a result, in this example, the evaluation was "good".
(4) Formation of Liquid Crystal Alignment Film The liquid crystal alignment agent (AL-22) prepared in (1) above was applied to each electrode surface of two glass substrates having slit-shaped patterned ITO electrodes using a spin coater, heated on a hot plate at 80°C for 1 minute, and then heated in an oven at 230°C with the interior substituted with nitrogen for 30 minutes to form a coating film with an average film thickness of 100 nm. This coating film was ultrasonically cleaned in ultrapure water for 1 minute and then dried in an oven at 100°C for 10 minutes to form a liquid crystal alignment film. The electrode pattern used was the same type of pattern as the electrode pattern in the PSA mode.

(5)PSA型液晶表示素子の製造
上記(4)で作製した基板のうちの1枚の液晶配向膜を有する面の外周に、液晶注入口を残して直径3.5μmの酸化アルミニウム球入りエポキシ樹脂接着剤をディスペンサー塗布した後、一対の基板の液晶配向膜を有する面を対向するように重ね合わせて圧着し、150℃で1時間かけて接着剤を熱硬化させた。次いで、液晶注入口より基板間の間隙に、上記(2)で調製した液晶組成物(LC-1)を充填した後、エポキシ系接着剤で液晶注入口を封止することにより、液晶セルを製造した。
得られた液晶セルについて、電極間に周波数60Hzの交流10Vを印加し、液晶が駆動している状態で、光源にメタルハライドランプを使用した紫外線照射装置を用いて紫外線を10,000mJ/cmの照射量にて照射した。なお、この照射量は、波長365nm基準で計測される光量計を用いて計測した値である。次に、基板の外側両面に、偏光板を、その偏光方向が互いに直交し、かつ、液晶配向膜の配向処理方向と45°の角度をなすように貼り合わせることによりPSA型液晶表示素子を製造した。
(6)DC残像特性の評価
上記(5)で製造した液晶表示素子について、実施例1と同様にしてDC残像特性の評価を行った。その結果、本実施例では「優良」の評価であった。
(5) Production of PSA-type liquid crystal display element An epoxy resin adhesive containing aluminum oxide spheres with a diameter of 3.5 μm was dispensed onto the outer periphery of the surface having the liquid crystal alignment film of one of the substrates prepared in (4) above, leaving a liquid crystal injection port, and then the pair of substrates were overlapped with the surfaces having the liquid crystal alignment films facing each other and pressed together, and the adhesive was thermally cured for 1 hour at 150° C. Next, the liquid crystal composition (LC-1) prepared in (2) above was filled into the gap between the substrates through the liquid crystal injection port, and the liquid crystal injection port was sealed with an epoxy-based adhesive to produce a liquid crystal cell.
The resulting liquid crystal cell was irradiated with ultraviolet light at a dose of 10,000 mJ/ cm² using an ultraviolet irradiation device with a metal halide lamp as a light source while the liquid crystal was in operation. This dose was measured using an actinometer measuring at a wavelength of 365 nm. Next, polarizing plates were attached to both outer surfaces of the substrate so that their polarization directions were perpendicular to each other and at a 45° angle with the alignment treatment direction of the liquid crystal alignment film, thereby producing a PSA-type liquid crystal display element.
(6) Evaluation of DC Afterimage Characteristics The liquid crystal display element manufactured in (5) above was evaluated for DC afterimage characteristics in the same manner as in Example 1. As a result, the liquid crystal display element in this example was evaluated as "excellent."

[実施例17]
上記実施例16において、液晶配向剤に含有させる成分を下記表2に示すとおりに変更した以外は実施例16と同様にして、液晶配向剤を調製して液晶配向膜を形成するとともに、PSA型液晶表示素子を製造して各種評価を行った。評価結果を下記表2に示した。
[Example 17]
In the same manner as in Example 16, except that the components contained in the liquid crystal alignment agent were changed as shown in the following Table 2, a liquid crystal alignment agent was prepared, a liquid crystal alignment film was formed, and a PSA type liquid crystal display element was manufactured and various evaluations were performed. The evaluation results are shown in Table 2 below.

[実施例18:光配向VA型液晶表示素子]
(1)液晶配向剤の調製
重合体及び添加剤成分(固形分換算:重合体(PI-15)85質量部、重合体(PMI-1)10質量部、及び添加剤(AD-4)5質量部)をNMP、GBL、DEDG、及びBCにより希釈することにより、固形分濃度が4.0質量%、溶剤組成比がNMP:GBL:DEDG:BC=30:30:30:10(質量比)となる溶液を得た。この溶液を孔径0.2μmのフィルターで濾過することにより液晶配向剤(AL-24)を調製した。
[Example 18: Photo-aligned VA-type liquid crystal display element]
(1) Preparation of liquid crystal aligning agent The polymer and additive components (solid content equivalent: polymer (PI-15) 85 parts by mass, polymer (PMI-1) 10 parts by mass, and additive (AD-4) 5 parts by mass) were diluted with NMP, GBL, DEDG, and BC to obtain a solution with a solid content concentration of 4.0% by mass and a solvent composition ratio of NMP:GBL:DEDG:BC = 30:30:30:10 (mass ratio). This solution was filtered through a filter with a pore size of 0.2 μm to prepare a liquid crystal aligning agent (AL-24).

(2)光学特性(透明性)の評価
上記(1)で調製した液晶配向剤(AL-24)について、実施例1と同様にして透明性の評価を行った。その結果、本実施例では「良好」の評価であった。
(3)光配向法による液晶配向膜の形成
ITO電極を有するガラス基板2枚のそれぞれの電極面上に、上記(1)で調製した液晶配向剤(AL-24)を、スピンコーターを用いて塗布し、80℃のホットプレート上で1分間加熱した後、庫内を窒素置換した230℃のオーブンで30分間加熱を行い、平均膜厚100nmの塗膜を形成した。この塗膜表面に、Hg-Xeランプを用いて、直線偏光された313nmの輝線を含む紫外線20mJ/cmを、基板法線から40°傾いた方向から照射して光配向処理を行い、液晶配向膜を形成した。
(4)VA型液晶表示素子の製造
上記(3)で作製した上記基板のうちの1枚の液晶配向膜を有する面の外周に、液晶注入口を残して直径3.5μmの酸化アルミニウム球入りエポキシ樹脂接着剤をディスペンサー塗布した後、一対の基板の液晶配向膜を有する面を対向させ、各基板の紫外線の光軸の基板面への投影方向が逆平行となるように圧着し、150℃で1時間かけて接着剤を熱硬化させた。
次いで、液晶注入口より基板間の間隙にネガ型ネマチック液晶(Merck社製、MLC-6608)を充填した後、エポキシ系接着剤で液晶注入口を封止した。さらに、液晶注入時の流動配向を除くために、120℃で加熱してから室温まで徐冷した。次に、基板の外側両面に、偏光板を、その偏光方向が互いに直交し、かつ、液晶配向膜の配向処理方向と45°の角度をなすように貼り合わせることによりVA型液晶表示素子を製造した。
(5)DC残像特性の評価
上記(4)で製造した液晶表示素子について、実施例1と同様にしてDC残像特性の評価を行った。その結果、本実施例では「良好」の評価であった。
(2) Evaluation of Optical Properties (Transparency) The liquid crystal aligning agent (AL-24) prepared in (1) above was evaluated for transparency in the same manner as in Example 1. As a result, in this example, the evaluation was "good".
(3) Formation of a liquid crystal alignment film by photo-alignment method The liquid crystal alignment agent (AL-24) prepared in (1) above was applied to each electrode surface of two glass substrates having ITO electrodes using a spin coater, heated on a hot plate at 80°C for 1 minute, and then heated in an oven at 230°C with the interior substituted with nitrogen for 30 minutes to form a coating film with an average film thickness of 100 nm. A photo-alignment treatment was performed on the surface of this coating film by irradiating 20 mJ/ cm2 of linearly polarized ultraviolet light containing a 313 nm emission line using an Hg-Xe lamp from a direction tilted 40° from the substrate normal, thereby forming a liquid crystal alignment film.
(4) Manufacturing of VA-type liquid crystal display element An epoxy resin adhesive containing aluminum oxide spheres with a diameter of 3.5 μm was dispensed onto the outer periphery of the surface having the liquid crystal alignment film of one of the substrates prepared in (3) above, leaving a liquid crystal injection port, and then the surfaces of the pair of substrates having the liquid crystal alignment film were placed opposite each other and pressed together so that the projection directions of the optical axes of the ultraviolet rays on each substrate surface were antiparallel, and the adhesive was thermally cured at 150°C for 1 hour.
Next, negative nematic liquid crystal (MLC-6608, manufactured by Merck) was filled into the gap between the substrates through the liquid crystal filling port, which was then sealed with an epoxy adhesive. Furthermore, to remove flow alignment that occurred during liquid crystal injection, the substrate was heated to 120°C and then slowly cooled to room temperature. Next, polarizing plates were attached to both outer surfaces of the substrates so that their polarization directions were perpendicular to each other and at a 45° angle with the alignment treatment direction of the liquid crystal alignment film, thereby producing a VA-type liquid crystal display element.
(5) Evaluation of DC Afterimage Characteristics The liquid crystal display element manufactured in (4) above was evaluated for DC afterimage characteristics in the same manner as in Example 1. As a result, the liquid crystal display element in this example was evaluated as "good."

[実施例19]
上記実施例18において、液晶配向剤に含有させる成分を下記表2に示すとおりに変更した以外は実施例18と同様にして、液晶配向剤を調製して光配向法により液晶配向膜を形成するとともに、VA型液晶表示素子を製造して各種評価を行った。評価結果を下記表2に示した。
[Example 19]
In the same manner as in Example 18, except that the components contained in the liquid crystal alignment agent were changed as shown in the following Table 2, a liquid crystal alignment agent was prepared, a liquid crystal alignment film was formed by a photoalignment method, and a VA-type liquid crystal display element was manufactured and various evaluations were performed. The evaluation results are shown in Table 2 below.

表2中、液晶配向剤の各成分の質量比は、液晶配向剤の調製に使用した重合体成分及び添加剤成分の合計100質量部に対する各化合物の配合割合(質量部)を示す。 In Table 2, the mass ratio of each component of the liquid crystal alignment agent indicates the blending ratio (parts by mass) of each compound per 100 parts by mass of the total of the polymer components and additive components used in preparing the liquid crystal alignment agent.

表2に示すように、重合体(P)を含む実施例1~19の液晶配向剤は、液晶配向膜の光学特性(透明性)が「良好」であり、かつ、液晶表示素子のDC残像特性が「優良」又は「良好」であり、各種特性のバランスが取れていた。これに対して、重合体(P)を含まない比較例1~6の液晶配向剤は、液晶配向膜の光学特性(透明性)及び液晶表示素子のDC残像特性のうち少なくともいずれかが「不良」であり、実施例よりも劣っていた。 As shown in Table 2, the liquid crystal alignment agents of Examples 1 to 19, which contained polymer (P), had "good" optical properties (transparency) of the liquid crystal alignment film and "excellent" or "good" DC image retention characteristics of the liquid crystal display element, demonstrating a good balance of various properties. In contrast, the liquid crystal alignment agents of Comparative Examples 1 to 6, which did not contain polymer (P), had "poor" optical properties (transparency) of the liquid crystal alignment film and/or "poor" DC image retention characteristics of the liquid crystal display element, and were inferior to the Examples.

ここで、実施例1~19、比較例1~6の結果について考察する。
実施例1~19の液晶配向剤では、部分構造(A)を有する重合体(P)を含有している。部分構造(A)が有する縮合環骨格はイオン化ポテンシャルが低く、かつ環状構造により固体中で分子鎖が面内配向(π-πスタッキング)しやすいことから、液晶配向膜としたときに、分子間でのホッピング伝導が促進され、電荷(正孔)輸送性が高くなりやすいと推測される。そのため、液晶表示素子としたときに、蓄積された電荷が緩和しやすく、DC残像特性が良化したと考えられる。
Here, the results of Examples 1 to 19 and Comparative Examples 1 to 6 will be considered.
The liquid crystal alignment agents of Examples 1 to 19 contain a polymer (P) having a partial structure (A). The fused ring skeleton of the partial structure (A) has a low ionization potential, and the cyclic structure facilitates in-plane orientation of molecular chains (π-π stacking) in a solid. Therefore, when formed into a liquid crystal alignment film, it is presumed that intermolecular hopping conduction is promoted, and charge (hole) transport properties are likely to be enhanced. Therefore, when formed into a liquid crystal display device, accumulated charges are likely to be relaxed, and DC image retention characteristics are thought to be improved.

また、部分構造(A)は、重合体(P)中で、縮合環に隣接する部位が屈曲した構造又は捩じれた構造をとりやすい。そのため、部分構造(A)中の縮合環骨格では、縮合環のπ共役系が隣接部位に拡張しにくく、可視光領域の光を吸収しにくくなり、その結果、液晶配向膜としたときに光学特性(透明性)が良化したと考えられる。加えて、部分構造(A)中の縮合環骨格は、隣接部位と屈曲又は捩じれた構造をとりやすいため、部分構造(A)中の縮合環が高い平面性を有するにもかかわらず結晶性が低く、ジアミンや重合体としたときに、種々の溶剤に対して優れた溶解性を発現し、液晶配向剤としたときに優れた塗布性(スピンコート性、インクジェット印刷性、オフセット印刷性)や貯蔵安定性を発現したと考えられる。 Furthermore, in polymer (P), partial structure (A) tends to form a bent or twisted structure at the site adjacent to the fused ring. Therefore, in the fused ring skeleton in partial structure (A), the π-conjugated system of the fused ring is less likely to extend to adjacent sites, making it less likely to absorb light in the visible light range. As a result, it is thought that the optical properties (transparency) of the resulting liquid crystal alignment film are improved. In addition, because the fused ring skeleton in partial structure (A) tends to form a bent or twisted structure with adjacent sites, the fused ring in partial structure (A) has low crystallinity despite its high planarity. Therefore, when it is formed into a diamine or polymer, it exhibits excellent solubility in various solvents, and when it is formed into a liquid crystal alignment agent, it is thought that it exhibits excellent coatability (spin coating, inkjet printing, offset printing) and storage stability.

また、重合体(P)は、可視光領域の光を吸収しにくく、バックライト照射下での電気特性(誘電率、抵抗率等)の変化が小さく、液晶表示素子としたときに電荷の蓄積やフリッカーの発生を抑制しやすいと推測される。さらに、高輝度のバックライトを照射した際の液晶配向膜の劣化を抑制することができ、DC残像特性の劣化が抑制された長期信頼性に優れる液晶表示素子を得ることができると考えられる。 In addition, polymer (P) does not easily absorb light in the visible light range, and its electrical properties (dielectric constant, resistivity, etc.) change little when illuminated with a backlight, so it is thought that when used in a liquid crystal display element, it will be easy to suppress charge accumulation and the occurrence of flicker. Furthermore, it is thought that it will be possible to suppress deterioration of the liquid crystal alignment film when illuminated with a high-brightness backlight, and to obtain a liquid crystal display element with excellent long-term reliability and suppressed deterioration of DC afterimage characteristics.

一方、比較例1~3、5の液晶配向剤では、DC残像特性が「不良」であった。これは、イオン化ポテンシャルが高く、液晶配向膜中での電荷輸送性が低いためであると推測される。また、比較例1、2及び5の液晶配向剤では、光学特性(透明性)が「不良」であった。これは、重合体(PI-5)、(PI-6)を用いて得られた液晶配向膜は酸化劣化しやすく、透明性が悪化したと推測される。比較例4、6の液晶配向剤では、光学特性(透明性)が「不良」であった。これは、π共役系が繰り返し単位全体に拡張しやすく、より低エネルギーの光で励起されやすくなり、可視光領域の光を吸収しやすくなったためであると考えられる。 On the other hand, the liquid crystal alignment agents of Comparative Examples 1 to 3 and 5 had "poor" DC afterimage characteristics. This is presumably due to their high ionization potential and low charge transport properties in the liquid crystal alignment film. Furthermore, the liquid crystal alignment agents of Comparative Examples 1, 2 and 5 had "poor" optical properties (transparency). This is presumably due to the liquid crystal alignment films obtained using polymers (PI-5) and (PI-6) being prone to oxidative degradation, resulting in poor transparency. The liquid crystal alignment agents of Comparative Examples 4 and 6 had "poor" optical properties (transparency). This is presumably due to the π-conjugated system easily extending throughout the entire repeating unit, making them more susceptible to excitation by lower-energy light and more likely to absorb light in the visible light range.

<量子化学計算による重合体の評価>
[実施例20]
テトラカルボン酸二無水物(TA-1)とジアミン(DA-1)との重縮合により得られるポリイミド(下記式(PI-20)で表される重合体)について、その繰り返し単位である下記式(SI-1)で表されるビススクシンイミドの量子化学計算を行うことにより重合体の物性を評価した。量子化学計算プログラムとしては、米国Gaussian社製のGaussian 16(Revision B.01)を用い、密度汎関数法(DFT)により計算を行った。
<Polymer evaluation by quantum chemical calculation>
[Example 20]
The physical properties of a polyimide (polymer represented by the following formula (PI-20)) obtained by polycondensation of a tetracarboxylic dianhydride (TA-1) and a diamine (DA-1) were evaluated by performing quantum chemical calculations on its repeating unit, a bissuccinimide represented by the following formula (SI-1). Calculations were performed using density functional theory (DFT) using Gaussian 16 (Revision B.01) manufactured by Gaussian Corporation, USA, as the quantum chemical calculation program.

(1)HOMO準位及びDC残像特性の評価
ビススクシンイミド(SI-1)の真空下での基底状態における最安定構造を、汎関数としてB3LYP、基底関数として6-31G(d)を用いて計算した。また、得られた最安定構造に対して、モンテカルロ法によりファンデルワールス体積V(cm/mol)を求めた。さらに、汎関数としてB3LYP、基底関数として6-311+G(d)を用いて一点エネルギー計算を行い、最高被占分子軌道(HOMO軌道)のエネルギー準位(eV)を算出した。なお、このエネルギー準位がITOの仕事関数(-4.5~-5.0eV)に近いほどITO電極界面からの電荷(正孔)注入が起こりやすく、駆動時の電荷の蓄積が起こりやすくなることが分かっている。また、このエネルギー準位が低いほどイオン化ポテンシャルが高くなり、電荷(正孔)輸送性が低下しやすく、駆動時の電荷の緩和が起こりにくくなることが分かっている。ビススクシンイミド(SI-1)のDC残像特性の評価については、HOMO準位が-5.5eV以上かつ-5.2eV未満であった場合を「良好」、-5.5eV未満又は-5.2eV以上であった場合を「不良」とした。その結果、本実施例では「良好」の評価であった。
(1) Evaluation of HOMO Level and DC Image Lag Characteristics The most stable structure in the ground state of bissuccinimide (SI-1) under vacuum was calculated using B3LYP as the functional and 6-31G(d) as the basis function. Furthermore, the van der Waals volume V (cm 3 /mol) of the obtained most stable structure was determined by the Monte Carlo method. Furthermore, a single-point energy calculation was performed using B3LYP as the functional and 6-311+G(d) as the basis function to calculate the energy level (eV) of the highest occupied molecular orbital (HOMO orbital). It has been found that the closer this energy level is to the work function of ITO (-4.5 to -5.0 eV), the more likely charge (hole) injection from the ITO electrode interface occurs, and charge accumulation during operation is more likely to occur. It has also been found that the lower this energy level is, the higher the ionization potential becomes, the more likely charge (hole) transportability is reduced, and charge relaxation during operation is less likely to occur. Regarding the evaluation of the DC image lag characteristics of bissuccinimide (SI-1), a HOMO level of −5.5 eV or more and less than −5.2 eV was rated as “good,” and a HOMO level of less than −5.5 eV or −5.2 eV or more was rated as “poor.” As a result, the present example was rated as “good.”

(2)吸収端及び透明性の評価
上記(1)で得られた最安定構造に対して、時間依存密度汎関数法(TD-DFT)により、汎関数としてB3LYP、基底関数として6-311+G(d)を用いて、一重項励起状態を計算した。各電子遷移(励起エネルギー及び振動子強度)に対して、半値半幅を0.25eVとして各波長におけるモル吸光係数ε(L/mol/cm)を算出し、上記(1)で得られたファンデルワールス体積V(cm/mol)を用いて、100nm薄膜での透過率スペクトルを求めた。さらに、得られた透過率スペクトルから、透過率が99%以上となる波長(吸収端)を算出した。計算結果と実測結果を比較すると、この計算条件では吸収端が40nm程度長波長側にずれることが分かっている。ビススクシンイミド(SI-1)の透明性の評価については、吸収端が440nm未満であった場合を「良好」、440nm以上であった場合を「不良」とした。その結果、本実施例では「良好」の評価であった。
(2) Evaluation of Absorption Edge and Transparency For the most stable structure obtained in (1) above, the singlet excited state was calculated using time-dependent density functional theory (TD-DFT) with B3LYP as the functional and 6-311+G(d) as the basis function. For each electronic transition (excitation energy and oscillator strength), the molar extinction coefficient ε (L/mol/cm) at each wavelength was calculated with a half-width at half maximum of 0.25 eV, and the transmittance spectrum in a 100 nm thin film was obtained using the van der Waals volume V (cm 3 /mol) obtained in (1) above. Furthermore, from the obtained transmittance spectrum, the wavelength (absorption edge) at which the transmittance is 99% or more was calculated. Comparing the calculated results with the measured results, it has been found that under these calculation conditions, the absorption edge shifts to the longer wavelength side by about 40 nm. Regarding the evaluation of the transparency of bissuccinimide (SI-1), an absorption edge of less than 440 nm was rated as "good," and an absorption edge of 440 nm or more was rated as "poor." As a result, the present example was evaluated as "good."

[実施例21~23、比較例7~11]
ジアミンの種類を下記表3に記載のとおりに変更した以外は実施例20と同様にしてポリイミド(重合体(PI-21)~(PI-28))の物性評価を行った。評価結果を下記表3に示した。また、図3及び図4に、実施例20~23及び比較例7~11の透過率スペクトルをそれぞれ示した。さらに、図5に、実施例20~23及び比較例7~11における化合物(SI-1)~(SI-9)の分子構造及び分子軌道(HOMO及びLUMO)を示した。
[Examples 21 to 23, Comparative Examples 7 to 11]
The physical properties of polyimides (polymers (PI-21) to (PI-28)) were evaluated in the same manner as in Example 20, except that the type of diamine was changed as shown in Table 3 below. The evaluation results are shown in Table 3 below. Furthermore, Figs. 3 and 4 show the transmittance spectra of Examples 20 to 23 and Comparative Examples 7 to 11, respectively. Furthermore, Fig. 5 shows the molecular structures and molecular orbitals (HOMO and LUMO) of compounds (SI-1) to (SI-9) in Examples 20 to 23 and Comparative Examples 7 to 11.

表3中、ジアミン(DA-3a、DA-18~DA-20)は、それぞれ下記式(DA-3a)、(DA-18)~(DA-20)で表される化合物である。
In Table 3, diamines (DA-3a, DA-18 to DA-20) are compounds represented by the following formulas (DA-3a), (DA-18) to (DA-20), respectively.

表3に示すように、脂肪族テトラカルボン酸二無水物と特定ジアミンとの共重合体を用いた実施例20~23は、ビススクシンイミド体の量子化学計算より、透明性が「良好」で、かつ、DC残像特性が「良好」であり、各種特性のバランスが取れていた。これに対して、脂肪族テトラカルボン酸二無水物と特定ジアミンとの共重合体を用いた比較例7~11は、透明性及びDC残像特性のうち少なくともいずれかが「不良」であり、実施例よりも劣っていた。 As shown in Table 3, Examples 20 to 23, which used a copolymer of an aliphatic tetracarboxylic dianhydride and a specific diamine, had "good" transparency and "good" DC image retention characteristics based on quantum chemical calculations of the bissuccinimide, demonstrating a good balance of various properties. In contrast, Comparative Examples 7 to 11, which used a copolymer of an aliphatic tetracarboxylic dianhydride and a specific diamine, were inferior to the Examples in at least one of transparency and DC image retention characteristics, being "poor."

ここで、実施例20~23、比較例7~11の結果について考察する。実施例22(ジアミン(DA-3a))と比較例10(ジアミン(DA-19))、実施例23(ジアミン(DA-4))と比較例7(ジアミン(DA-6))の結果をそれぞれ比較すると、ビカルバゾール環を有するジアミンを用いた実施例22、23は、DC残像特性が「良好」であったのに対して、ビカルバゾール環に代えてカルバゾール環を有するジアミンを用いた比較例10、7は、DC残像特性が「不良」であった。これは、カルバゾール環を有するジアミンに由来する構造単位を有する重合体では電荷輸送性が十分に発現しなかったのに対し、ビカルバゾール環を有するジアミンに由来する構造単位を有する重合体では電荷輸送性が十分に発現したためであると推測される。 Here, the results of Examples 20-23 and Comparative Examples 7-11 will be considered. Comparing the results of Example 22 (diamine (DA-3a)) with Comparative Example 10 (diamine (DA-19)), and Example 23 (diamine (DA-4)) with Comparative Example 7 (diamine (DA-6)), Examples 22 and 23, which used a diamine having a bicarbazole ring, exhibited "good" DC image retention characteristics, whereas Comparative Examples 10 and 7, which used a diamine having a carbazole ring instead of a bicarbazole ring, exhibited "poor" DC image retention characteristics. This is presumably because the polymer having structural units derived from the diamine having a carbazole ring did not exhibit sufficient charge transport properties, whereas the polymer having structural units derived from the diamine having a bicarbazole ring exhibited sufficient charge transport properties.

また、実施例22(ジアミン(DA-3a))と比較例9(ジアミン(DA-18))の結果を比較すると、ビカルバゾール環の炭素原子に酸素原子が結合したジアミンを用いた実施例22は透明性が「良好」であったのに対して、ビカルバゾール環の炭素原子に窒素原子が結合したジアミンを用いた比較例9は透明性が「不良」であった。これは、比較例9では、窒素原子を介してπ共役系が拡張し、吸収が長波長シフトしたためであると推測される。 Furthermore, when the results of Example 22 (diamine (DA-3a)) and Comparative Example 9 (diamine (DA-18)) were compared, Example 22, which used a diamine in which an oxygen atom was bonded to the carbon atom of the bicarbazole ring, had "good" transparency, whereas Comparative Example 9, which used a diamine in which a nitrogen atom was bonded to the carbon atom of the bicarbazole ring, had "poor" transparency. This is presumably because in Comparative Example 9, the π-conjugated system expanded via the nitrogen atom, shifting the absorption to longer wavelengths.

なお、低エネルギーの電子遷移は、可視光領域の吸収に影響するため重要であり、HOMOからLUMOへの電子遷移の寄与が一般的に大きい。例えば、実施例20では最低エネルギー遷移(S-S遷移)の93%がHOMO-LUMO遷移であった。HOMO-LUMO遷移は、実施例20、21では電荷移動(CT)遷移の寄与が大きく、実施例22、23及び比較例7~11では局所励起(LE)遷移の寄与が大きかった。実施例20、21では、ビカルバゾール環の9,9’-位の窒素原子を介して連結しているため、実施例22、23及び比較例7~11と比較して、電子状態が大きく異なると推測される。 Low-energy electronic transitions are important because they affect absorption in the visible light region, and electronic transitions from HOMO to LUMO generally make a large contribution. For example, in Example 20, 93% of the lowest energy transitions (S 0 -S 1 transitions) were HOMO-LUMO transitions. Regarding HOMO-LUMO transitions, charge transfer (CT) transitions contributed significantly in Examples 20 and 21, while localized excitation (LE) transitions contributed significantly in Examples 22 and 23 and Comparative Examples 7 to 11. In Examples 20 and 21, the bicarbazole rings are linked via nitrogen atoms at the 9,9'-positions, and it is presumed that the electronic states are significantly different compared to Examples 22 and 23 and Comparative Examples 7 to 11.

[合成例26]
ジアミン(DA-1)をNMPに溶解し、ジアミン量に対して2.0モル当量の無水マレイン酸を加え、室温で6時間反応を行い、下記式(AD-5)で表される添加剤(AD-5)の10質量%溶液を得た。
[Synthesis Example 26]
Diamine (DA-1) was dissolved in NMP, and 2.0 molar equivalents of maleic anhydride relative to the amount of diamine was added, followed by a reaction at room temperature for 6 hours to obtain a 10 mass % solution of additive (AD-5) represented by the following formula (AD-5).

[合成例27]
テトラカルボン酸二無水物及びジアミンの種類及びモル比をそれぞれ下記表4に記載のとおりに変更した以外は合成例5と同様にしてポリアミック酸(PI-29)を得た。なお、表4中の数値は、酸二無水物については、合成に使用した酸二無水物の合計量(100モル%)に対する各化合物の使用割合(モル%)を示し、ジアミンについては、合成に使用したジアミンの合計量(100モル%)に対する各化合物の使用割合(モル%)を示す。
[Synthesis Example 27]
Polyamic acid (PI-29) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 5, except that the types and molar ratios of the tetracarboxylic dianhydrides and diamines were changed as shown in Table 4. Note that the values in Table 4 indicate the proportion (mol %) of each compound used relative to the total amount (100 mol %) of the acid dianhydrides used in the synthesis, and the values in Table 4 indicate the proportion (mol %) of each compound used relative to the total amount (100 mol %) of the diamines used in the synthesis.

[合成例28、29]
テトラカルボン酸二無水物及びジアミンの種類及びモル比をそれぞれ下記表4に記載のとおりに変更した以外は合成例23と同様にしてポリイミド(PI-30、PI-31)をそれぞれ得た。
[Synthesis Examples 28 and 29]
Polyimides (PI-30, PI-31) were obtained in the same manner as in Synthesis Example 23, except that the types and molar ratios of the tetracarboxylic dianhydrides and diamines were changed as shown in Table 4 below.

[実施例24~27]
上記実施例1において、液晶配向剤に含有させる成分を下記表5に示すとおりに変更し、溶剤組成比をNMP:BC:NEP:GBL=50:30:10:10(質量比)に変更した以外は実施例1と同様にして、液晶配向剤を調製して光配向法により液晶配向膜を形成するとともに、FFS型液晶表示素子を製造して各種評価を行った。評価結果を下記表5に示した。
[Examples 24 to 27]
In the above Example 1, except that the components contained in the liquid crystal alignment agent were changed as shown in Table 5 below and the solvent composition ratio was changed to NMP:BC:NEP:GBL=50:30:10:10 (mass ratio), a liquid crystal alignment agent was prepared and a liquid crystal alignment film was formed by a photoalignment method in the same manner as in Example 1, and an FFS-type liquid crystal display element was manufactured and various evaluations were performed. The evaluation results are shown in Table 5 below.

[実施例28~30]
上記実施例13において、液晶配向剤に含有させる成分を下記表5に示すとおりに変更し、溶剤組成比をNMP:BC:NEP:GBL=50:30:10:10(質量比)に変更した以外は実施例13と同様にして、液晶配向剤を調製してラビング法により液晶配向膜を形成するとともに、FFS型液晶表示素子を製造して各種評価を行った。評価結果を下記表5に示した。
[Examples 28 to 30]
In the same manner as in Example 13, except that the components contained in the liquid crystal aligning agent were changed as shown in Table 5 below and the solvent composition ratio was changed to NMP:BC:NEP:GBL=50:30:10:10 (mass ratio), a liquid crystal aligning agent was prepared and a liquid crystal alignment film was formed by a rubbing method, and an FFS-type liquid crystal display element was manufactured and various evaluations were performed. The evaluation results are shown in Table 5 below.

表5中、液晶配向剤の各成分の質量比は、液晶配向剤の調製に使用した重合体成分及び添加剤成分の合計100質量部に対する各化合物の配合割合(質量部)を示す。 In Table 5, the mass ratio of each component of the liquid crystal alignment agent indicates the blending ratio (parts by mass) of each compound per 100 parts by mass of the total of the polymer components and additive components used in preparing the liquid crystal alignment agent.

表5に示すように、重合体(P)を含む実施例24~26、28及び29の液晶配向剤は、液晶配向膜の光学特性(透明性)が「良好」であり、かつ、液晶表示素子のDC残像特性が「優良」であり、各種特性のバランスが取れていた。 As shown in Table 5, the liquid crystal alignment agents of Examples 24 to 26, 28, and 29, which contained polymer (P), had "good" optical properties (transparency) for the liquid crystal alignment film and "excellent" DC image retention characteristics for the liquid crystal display element, demonstrating a good balance of various properties.

また、添加剤(AD-5)を含む実施例27及び30の液晶配向剤についても、液晶配向膜の光学特性(透明性)は「良好」であり、かつ、液晶表示素子のDC残像特性は「良好」であり、重合体(P)を含む液晶配向剤と同様に各種特性のバランスが取れていた。これは、液晶配向膜の形成工程で、添加剤(AD-5)がビスマレイミド化合物に変化するとともに、マレイミド基の二量化反応(カップリング反応)や架橋反応(重合体の重合末端アミノ基とのマイケル付加反応等)が進行し、あるいはマレイミド基間の重合反応により、部分構造(A)を有する重合体が生成されたことに因るものと考えられる。 Furthermore, for the liquid crystal alignment agents of Examples 27 and 30 containing additive (AD-5), the optical properties (transparency) of the liquid crystal alignment film were "good," and the DC image retention characteristics of the liquid crystal display element were "good." Similar to the liquid crystal alignment agent containing polymer (P), the various properties were well-balanced. This is thought to be because, during the liquid crystal alignment film formation process, additive (AD-5) was converted to a bismaleimide compound, and dimerization reactions (coupling reactions) and crosslinking reactions (Michael addition reactions with the polymer's terminal amino groups, etc.) of the maleimide groups proceeded, or a polymer having partial structure (A) was produced by a polymerization reaction between maleimide groups.

以上により、化合物(P)を含有する本開示の液晶配向剤によれば、光学特性(透明性)及びDC残像特性が良好な液晶素子を得ることができることが分かった。 From the above, it was found that the liquid crystal aligning agent of the present disclosure containing compound (P) can produce liquid crystal devices with excellent optical properties (transparency) and DC afterimage properties.

Claims (10)

下記式(1)で表される部分構造(A)として下記式(x-1)で表される部分構造、下記式(x-2)で表される部分構造及び下記式(3)で表される部分構造よりなる群から選択される少なくとも1種を有する化合物(P)を含有する、液晶配向剤。
*-Y-A-A-Y-* …(1)
(式(1)中、A及びAは、それぞれ独立して、ピロール環、フラン環、及びチオフェン環よりなる群から選択される少なくとも1種の複素芳香環の2,3-位及び4,5-位のそれぞれに芳香環が縮合した縮合環構造を有する2価の基である。ただし、AとAは、縮合環構造を構成する芳香環の少なくとも1個の炭素原子同士が単結合により結合している。Y及びYは、それぞれ独立して、A又はA中の縮合環構造に対し炭素原子、酸素原子、硫黄原子若しくは*-NR-CO-で結合する2価の有機基であるか、又は*-NR-*である。Rは、水素原子若しくは1価の有機基であるか、又は、他の基に結合して、Rが結合する窒素原子と共に構成される環構造の一部を表す。Rは、水素原子又は1価の有機基である。「*」及び「*」は、A又はA中の縮合環構造に結合する結合手であることを表す。「*」は-CO-に結合する結合手であることを表す。「*」は結合手であることを表す。)
(式(x-1)~式(x-2)中、G 及びG は、それぞれ独立して、-O-又は-S-である。「*」は結合手であることを表す。)
(式(3)中、R は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、又は1価の有機基である。R は、水素原子又は1価の有機基である。Y は、式中の縮合環構造に対し炭素原子、酸素原子、硫黄原子若しくは* -NR -CO-で結合する2価の有機基であるか、又は* -NR -* である。R は、水素原子若しくは1価の有機基であるか、又は、他の基に結合して、R が結合する窒素原子と共に構成される環構造の一部を表す。R は、水素原子又は1価の有機基である。「* 」及び「* 」は、式中の縮合環構造に結合する結合手であることを表す。「* 」は-CO-に結合する結合手であることを表す。a2は、0~3の整数である。式中にR が複数存在する場合、複数のR は、互いに同一又は異なる。式中の複数のY は、互いに同一又は異なる。式中の複数のa2は、互いに同一又は異なる。「*」は結合手であることを表す。)
A liquid crystal aligning agent comprising a compound (P) having, as the partial structure (A) represented by the following formula (1), at least one selected from the group consisting of a partial structure represented by the following formula (x-1), a partial structure represented by the following formula (x-2), and a partial structure represented by the following formula (3):
*-Y 1 -A 1 -A 2 -Y 2 -*...(1)
(In formula (1), A 1 and A 2 are each independently a divalent group having a fused ring structure in which an aromatic ring is fused to the 2,3-position and the 4,5-position of at least one heteroaromatic ring selected from the group consisting of a pyrrole ring, a furan ring, and a thiophene ring. However, in A 1 and A 2 , at least one carbon atom of the aromatic ring constituting the fused ring structure is bonded to each other by a single bond. Y 1 and Y 2 are each independently a carbon atom, an oxygen atom, a sulfur atom, or a divalent organic group bonded to the fused ring structure in A 1 or A 2 via * 5 -NR 5 -CO-, or * 2 -NR 4 -* 3 . R 4 is a hydrogen atom or a monovalent organic group, or is bonded to another group and represents a part of a ring structure formed together with the nitrogen atom to which R 4 is bonded. R 5 is a hydrogen atom or a monovalent organic group. "* 2 " and "* "5 " represents a bond bonded to the fused ring structure in A1 or A2 . "* 3 " represents a bond bonded to -CO-. "*" represents a bond.)
(In formulas (x-1) to (x-2), G 1 and G 2 each independently represent —O— or —S—. “*” represents a bond.)
(In formula (3), R 2 is a halogen atom, a hydroxy group, or a monovalent organic group. R 3 is a hydrogen atom or a monovalent organic group. Y 4 is a carbon atom, an oxygen atom, a sulfur atom, or a divalent organic group bonded to the fused ring structure in the formula via * 5 -NR 5 -CO-, or is * 2 -NR 4 -* 3 . R 4 is a hydrogen atom or a monovalent organic group, or is bonded to another group to represent a part of a ring structure formed together with the nitrogen atom to which R 4 is bonded. R 5 is a hydrogen atom or a monovalent organic group. "* 2 " and "* 5 " represent bonds bonded to the fused ring structure in the formula. "* 3 " represents a bond bonded to -CO-. a2 is an integer of 0 to 3. When there are multiple R 2s in the formula , the multiple R 2s may be the same or different. The multiple Y 4 may be the same or different from each other. Multiple a2's in the formula may be the same or different from each other. "*" represents a bond.
前記部分構造(A)が、下記式(x-1)~式(x-4)よりなる群から選択される少なくとも1種である、請求項1に記載の液晶配向剤。The liquid crystal aligning agent according to claim 1, wherein the partial structure (A) is at least one selected from the group consisting of the following formulas (x-1) to (x-4):
(式(x-1)~式(x-4)中、G(In formulas (x-1) to (x-4), G 1 及びGand G 2 は、それぞれ独立して、-O-又は-S-である。Zare each independently —O— or —S—. 3 及びZand Z 4 は、それぞれ独立して、-O-又は-S-である。Rare each independently —O— or —S—. 1212 及びRand R 1313 は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1~8の1価の有機基である。「*」は結合手であることを表す。)are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 8 carbon atoms. "*" represents a bond.
前記化合物(P)は重合体である、請求項1又は2に記載の液晶配向剤。 The liquid crystal aligning agent according to claim 1 or 2 , wherein the compound (P) is a polymer. 前記化合物(P)は、上記式(x-1)で表される部分構造を有するジアミン、上記式(x-2)で表される部分構造を有するジアミン及び上記式(3)で表される部分構造を有するジアミン(ただし、上記式(3)中、Rは水素原子又は1価の有機基である。)よりなる群から選択される少なくとも1種に由来する構造単位を有する重合体である、請求項1~3のいずれか一項に記載の液晶配向剤。 The compound (P) is a polymer having a structural unit derived from at least one selected from the group consisting of a diamine having a partial structure represented by the above formula (x-1) , a diamine having a partial structure represented by the above formula (x-2), and a diamine having a partial structure represented by the above formula (3) (wherein, in the above formula (3), R 4 is a hydrogen atom or a monovalent organic group). The liquid crystal aligning agent according to any one of claims 1 to 3 . 前記化合物(P)は、下記式(5)で表される部分構造及び下記式(6)で表される部分構造よりなる群から選択される少なくとも1種の部分構造を有する重合体である、請求項1~4のいずれか一項に記載の液晶配向剤。
(式(5)及び式(6)中、Xは4価の有機基である。Xは、記式(x-1、上記式(x-2)又は下記式(8)で表される2価の有機基である。R、R、R10及びR11は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1~8の1価の有機基である。)
(式(8)中、Rは、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、又は1価の有機基である。Rは、水素原子又は1価の有機基である。Yは、単結合であるか、又は、式中の縮合環構造に対し炭素原子、酸素原子、硫黄原子若しくは*-NR-CO-で結合する2価の有機基である。Rは、水素原子又は1価の有機基である。「*」は、式中の縮合環構造に結合する結合手であることを表す。a2は、0~3の整数である。式中にRが複数存在する場合、複数のRは、互いに同一又は異なる。式中の複数のYは、互いに同一又は異なる。式中の複数のa2は、互いに同一又は異なる。「*」は結合手であることを表す。)
The compound (P) is a polymer having at least one partial structure selected from the group consisting of a partial structure represented by the following formula (5) and a partial structure represented by the following formula (6): A liquid crystal aligning agent according to any one of claims 1 to 4.
(In formulas (5) and (6), X1 is a tetravalent organic group. X2 is a divalent organic group represented by the above formula ( x-1 ) , the above formula (x-2) , or the following formula (8). R8 , R9 , R10 , and R11 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 8 carbon atoms.)
(In formula (8), R2 is a halogen atom, a hydroxy group, or a monovalent organic group. R3 is a hydrogen atom or a monovalent organic group. Y6 is a single bond or a divalent organic group bonded to the fused ring structure in the formula via a carbon atom, an oxygen atom, a sulfur atom, or * 5 - NR5 -CO-. R5 is a hydrogen atom or a monovalent organic group. * 5 represents a bond to the fused ring structure in the formula. a2 is an integer of 0 to 3. When there are multiple R2s in the formula, the multiple R2s are the same or different. Multiple Y6s in the formula are the same or different. Multiple a2s in the formula are the same or different. * represents a bond.)
前記Xは、4価の脂肪族炭化水素基である、請求項5に記載の液晶配向剤。 The liquid crystal aligning agent according to claim 5 , wherein the X 1 is a tetravalent aliphatic hydrocarbon group. 重合体成分と添加剤成分とを含有し、
前記化合物(P)は添加剤成分である、請求項1に記載の液晶配向剤。
Contains a polymer component and an additive component,
The liquid crystal aligning agent according to claim 1 , wherein the compound (P) is an additive component.
前記部分構造(A)を有しない重合体を更に含有する、請求項1~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 7 , further comprising a polymer not having the partial structure (A). 請求項1~のいずれか一項に記載の液晶配向剤を用いて形成された液晶配向膜。 A liquid crystal alignment film formed using the liquid crystal aligning agent according to any one of claims 1 to 8 . 請求項に記載の液晶配向膜を備える液晶素子。 A liquid crystal device comprising the liquid crystal alignment film according to claim 9 .
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