JP2021071717A - Liquid crystal aligning agent, liquid crystal alignment film, liquid crystal display device using the same, and diamine and polymer - Google Patents

Liquid crystal aligning agent, liquid crystal alignment film, liquid crystal display device using the same, and diamine and polymer Download PDF

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Abstract

To provide a liquid crystal aligning agent which allows for producing a liquid crystal display device with a good afterimage property and contrast, and high light resistance.SOLUTION: A liquid crystal aligning agent provided herein contains one or more polymers, and at least one of the polymers is obtained by reacting tetracarboxylic dianhydrides, diamines, etc., where at least one of the diamines is a compound represented by a formula (1) below. In the formula (1), X represents an alkylene having 1 to 12 carbon atoms or the like, a through c independently represent integers of 0 to 2, Ra and Rb independently represent a hydrogen atom, -F, a specific formula, etc., and Rc independently represents a hydrogen atom, etc.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、液晶配向剤、液晶配向膜およびこれを用いた液晶表示素子に関する。詳しくは、光配向方式の液晶配向膜(以降、光配向膜と略記することがある)を形成するための液晶配向剤、この液晶配向剤を用いて形成される光配向方式の液晶配向膜、そして、この液晶配向膜を有する液晶表示素子に関する。さらには、前記液晶配向剤に用いられるポリアミック酸等のポリマー、およびその原料となるジアミンに関する。 The present invention relates to a liquid crystal alignment agent, a liquid crystal alignment film, and a liquid crystal display device using the same. Specifically, a liquid crystal alignment agent for forming a photoalignment type liquid crystal alignment film (hereinafter, may be abbreviated as a photoalignment film), a photoalignment type liquid crystal alignment film formed by using this liquid crystal alignment agent, Then, the present invention relates to a liquid crystal display element having this liquid crystal alignment film. Further, the present invention relates to a polymer such as polyamic acid used in the liquid crystal alignment agent, and a diamine as a raw material thereof.

液晶表示素子として、TN(Twisted Nematic)モード、STN(Super Twisted Nematic)モード、IPS(In-Plane Switching)モード、FFS(Fringe Field Switching)モード、垂直配向型のVA(Multi-domain Vertical Alignment)モード等、様々な駆動方式のものが知られている。これらの液晶表示素子は、テレビ、携帯電話等、各種電子機器の画像表示装置に応用されており、さらなる表示品位の向上を目指して開発が進められている。具体的には、液晶表示素子の性能の向上は、駆動方式、素子構造の改良のみならず、素子に使用される構成部材によっても達成される。そして、液晶表示素子に使用される構成部材のなかでも、特に液晶配向膜は表示品位に係わる重要な材料の1つであり、液晶表示素子の高品位化の要求に応えるべく、この液晶配向膜についても盛んに研究が進められている。 As a liquid crystal display element, TN (Twisted Nematic) mode, STN (Super Twisted Nematic) mode, IPS (In-Plane Switching) mode, FFS (Fringe Field Switching) mode, vertical alignment type VA (Multi-domain Vertical Alignment) mode Various drive methods are known. These liquid crystal display elements are applied to image display devices of various electronic devices such as televisions and mobile phones, and are being developed with the aim of further improving display quality. Specifically, the performance improvement of the liquid crystal display element is achieved not only by the improvement of the drive system and the element structure but also by the constituent members used in the element. Among the constituent members used in the liquid crystal display element, the liquid crystal alignment film is one of the important materials related to the display quality, and the liquid crystal alignment film is used to meet the demand for higher quality of the liquid crystal display element. Is also being actively researched.

ここで、液晶配向膜は、液晶表示素子の液晶層の両側に設けられた一対の基板上に、該液晶層に接して設けられ、液晶層を構成する液晶分子を、基板に対して一定の規則性を持って配向させる機能を有する。液晶配向性の高い液晶配向膜を用いることにより、コントラストが高く、残像特性が改善された液晶表示素子を実現することができる(例えば、特許文献1および2参照)。
こうした液晶配向膜の形成には、現在、ポリアミック酸、可溶性のポリイミドもしくはポリアミック酸エステルを有機溶剤に溶解させた溶液(ワニス)が主に用いられている。これらのワニスにより液晶配向膜を形成するには、ワニスを基板に塗布した後、加熱等により塗膜を固化してポリイミド系液晶配向膜を形成し、必要に応じて前述の表示モードに適する配向処理を施す。配向処理方法としては、布などで配向膜の表面を擦ってポリマー分子の方向を整えるラビング法と、配向膜に直線偏光の紫外線を照射することにより、ポリマー分子に光異性化や二量化等の光化学変化を起こさせて膜に異方性を付与する光配向法が知られており、このうち光配向法は、ラビング法に比べて配向の均一性が高く、また、非接触の配向処理法であるため膜に傷が付かないことや、発塵や静電気等の液晶表示素子の表示不良を発生させる原因を低減できる等の利点がある。
Here, the liquid crystal alignment film is provided on a pair of substrates provided on both sides of the liquid crystal layer of the liquid crystal display element in contact with the liquid crystal layer, and the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer are constant with respect to the substrate. It has the function of orienting with regularity. By using a liquid crystal alignment film having high liquid crystal alignment, it is possible to realize a liquid crystal display element having high contrast and improved afterimage characteristics (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
Currently, a solution (varnish) in which a polyamic acid, a soluble polyimide, or a polyamic acid ester is dissolved in an organic solvent is mainly used for forming such a liquid crystal alignment film. To form a liquid crystal alignment film with these varnishes, after applying the varnish to the substrate, the coating film is solidified by heating or the like to form a polyimide-based liquid crystal alignment film, and if necessary, orientation suitable for the above-mentioned display mode. Apply processing. Alignment treatment methods include a rubbing method in which the surface of the alignment film is rubbed with a cloth to adjust the direction of the polymer molecules, and a linearly polarized ultraviolet light is applied to the alignment film to photoisomerize or dimerize the polymer molecules. A photo-orientation method that causes photochemical changes to impart anisotropy to a film is known. Of these, the photo-orientation method has higher orientation uniformity than the rubbing method, and is a non-contact orientation treatment method. Therefore, there are advantages that the film is not scratched and that the causes of display defects of the liquid crystal display element such as dust generation and static electricity can be reduced.

こうした光配向法を用いた液晶配向膜として、例えば、特許文献1〜6には、原料としてジアミノアゾベンゼン等を用い、光異性化の技術を応用することで、アンカリングエネルギーが大きく、液晶配向性が良好な光配向膜を得たことが記載されている。 As a liquid crystal alignment film using such a photo-alignment method, for example, in Patent Documents 1 to 6, diaminoazobenzene or the like is used as a raw material, and by applying a photoisomerization technique, the anchoring energy is large and the liquid crystal orientation is large. It is described that a good photoalignment film was obtained.

特開2010−197999JP 2010-197999 国際公開2013/157463International release 2013/157463 特開2005−275364JP-A-2005-275364 特開2007−248637JP-A-2007-248637 特開2009−069493JP-A-2009-0694993 国際公開2015/016118International release 2015/016118

上記のように、ポリイミド系液晶配向膜に光配向法による配向処理を施して形成した液晶配向膜が知られている。しかしながら、光配向法によるポリイミド系液晶配向膜は、ラビング処理によるポリイミド系液晶配向膜と比較して一般に電気特性が劣り、これによって液晶表示素子の表示品位が損なわれる傾向があった。これは、光化学反応を生じさせるために導入している光反応性基、中でも、アゾ基が光を吸収してラジカルを発生しやすいために、液晶表示素子の電圧保持率(以降、VHRと略記する場合がある。)が低下するためであると考えられる。 As described above, a liquid crystal alignment film formed by subjecting a polyimide-based liquid crystal alignment film to an alignment treatment by a photoalignment method is known. However, the polyimide-based liquid crystal alignment film obtained by the photo-alignment method is generally inferior in electrical characteristics to the polyimide-based liquid crystal alignment film obtained by the rubbing treatment, which tends to impair the display quality of the liquid crystal display element. This is because the photoreactive groups introduced to cause a photochemical reaction, especially the azo group, easily absorbs light and generates radicals, the voltage retention rate of the liquid crystal display element (hereinafter abbreviated as VHR). It is considered that this is because (may be) decreases.

そこで本発明者らは、良好な残像特性およびコントラストを有し、長時間強い光に晒されても、高い電圧保持率が維持されて表示品位が低下しない液晶表示素子を形成できる配向膜を提供すること、そのような液晶配向膜を形成できる液晶配向剤を提供することを目的として鋭意検討を進めた。 Therefore, the present inventors have provided an alignment film having good afterimage characteristics and contrast, capable of forming a liquid crystal display element that maintains a high voltage retention rate and does not deteriorate the display quality even when exposed to strong light for a long time. We have been diligently studying for the purpose of providing a liquid crystal alignment agent capable of forming such a liquid crystal alignment film.

上記の課題を解決するために鋭意検討を行った結果、本発明者らは、液晶配向剤の光化学変化を起こす原料モノマー(感光性モノマーと記載することもある)として、式(1)で表されるジアミンを用いることで、高い異方性を有する配向膜が得られること、そして、この配向膜を用いることで、良好な残像特性およびコントラストを有し、長時間強い光に晒されても、高い電圧保持率が維持されて表示品位が低下しない液晶表示素子を形成できることを見出し、本発明を完成させた。
本発明は以下の構成を含む。
As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventors have represented by the formula (1) as a raw material monomer (sometimes referred to as a photosensitive monomer) that causes a photochemical change in the liquid crystal alignment agent. By using the diamine that is produced, an alignment film with high anisotropy can be obtained, and by using this alignment film, it has good afterimage characteristics and contrast, even if it is exposed to strong light for a long time. The present invention has been completed by finding that it is possible to form a liquid crystal display element in which a high voltage holding ratio is maintained and the display quality is not deteriorated.
The present invention includes the following configurations.

[1] 少なくとも1つのポリマーを含む液晶配向剤であって、前記ポリマーの少なくとも1つがテトラカルボン酸二無水物類とジアミン類を反応させてなるポリマーであり、前記ジアミン類の少なくとも1つが式(1)で表される化合物である液晶配向剤。

Figure 2021071717

式(1)において、Xは炭素数1〜12のアルキレンであり、前記アルキレンの−(CH−の隣り合わない1つ以上が−O−および−NH−のいずれかで置き換えられていてもよく、
a〜cはそれぞれ独立に0〜2の整数であり、
およびRはそれぞれ独立して水素原子、式(P1−1)、式(P1−2)、−CH、−OCH、−CF、−F、または−COOCHであり、
はそれぞれ独立して水素原子、−CH、−OCH、−CF、−Fであり、

Figure 2021071717

式(P1−1)および式(P1−2)において、R6a〜R8aは、それぞれ独立して、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル、置換もしくは無置換のアルカノイル、置換もしくは無置換のアルコキシカルボニル、または置換もしくは無置換のアリールカルボニルであり、R6a〜R8aは互いに同一であっても異なっていてもよく、*は、式(1)におけるベンゼン環への結合位置を表し、
式(1)において、環を構成するいずれかの炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示す。 [1] A liquid crystal alignment agent containing at least one polymer, wherein at least one of the polymers is a polymer obtained by reacting tetracarboxylic dianhydrides with diamines, and at least one of the diamines is of the formula (1). A liquid crystal alignment agent which is a compound represented by 1).

Figure 2021071717

In the formula (1), X is an alkylene having 1 to 12 carbon atoms, and one or more non-adjacent ones or more of − (CH 2 ) 2 − of the alkylene are replaced with either −O− or −NH−. May be
a to c are independently integers of 0 to 2, respectively.
R a and R b are independently hydrogen atoms, formula (P1-1), formula (P1-2), -CH 3 , -OCH 3 , -CF 3 , -F, or -COOCH 3 , respectively.
R c is a hydrogen atom, -CH 3 , -OCH 3 , -CF 3 , and -F, respectively.

Figure 2021071717

In formulas (P1-1) and (P1-2), R 6a to R 8a are independently hydrogen atoms, substituted or unsubstituted alkyls, substituted or unsubstituted alkanoyls, substituted or unsubstituted alkoxys, respectively. It is a carbonyl, or a substituted or unsubstituted arylcarbonyl, and R 6a to R 8a may be the same or different from each other, and * represents the bonding position to the benzene ring in the formula (1).
In formula (1), a group whose bond position is not fixed to any of the carbon atoms constituting the ring indicates that the bond position in the ring is arbitrary.

[2] 前記式(1)で表される化合物の少なくとも1つが、式(1−1)または式(1−2)で表される化合物である、[1]項に記載の液晶配向剤。

Figure 2021071717

式(1−1)において、Xは炭素数1〜12のアルキレンであり、前記アルキレンの−(CH−の隣り合わない1つ以上が−O−および−NH−のいずれかで置き換えられていてもよく、
およびRはそれぞれ独立して水素原子、式(P1−1)、または式(P1−2)であり、RおよびRの少なくとも1つは式(P1−1)または式(P1−2)であり、
cは0〜2の整数であり、Rはそれぞれ独立して水素原子、−CH、−OCH、−CF、または−Fであり、
式(1−2)において、Xは炭素数1〜12のアルキレンであり、前記アルキレンの−(CH−の隣り合わない1つ以上が−O−および−NH−のいずれかで置き換えられていてもよく、
aは0〜2の整数であり、Rはそれぞれ独立して水素原子、−CH、−OCH、−CF、−F、または−COOCHであり、
bは0〜2の整数であり、Rはそれぞれ独立して水素原子、−CH、−OCH、−CF、−F、または−COOCHであり、
cは0〜2の整数であり、Rはそれぞれ独立して水素原子、−CH、−OCH、−CF、または−Fであり、

Figure 2021071717

式(P1−1)および式(P1−2)において、R6a〜R8aは、それぞれ独立して、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル、置換もしくは無置換のアルカノイル、置換もしくは無置換のアルコキシカルボニル、または置換もしくは無置換のアリールカルボニルであり、R6a〜R8aは互いに同一であっても異なっていてもよく、*は、式(1−1)におけるベンゼン環への結合位置を表し、
式(1−1)および式(1−2)において、環を構成するいずれかの炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示す。 [2] The liquid crystal alignment agent according to item [1], wherein at least one of the compounds represented by the formula (1) is a compound represented by the formula (1-1) or the formula (1-2).

Figure 2021071717

In formula (1-1), X is an alkylene having 1 to 12 carbon atoms, and one or more non-adjacent ones or more of − (CH 2 ) 2 − of the alkylene are replaced with either −O− or −NH−. May be
R 1 and R 2 are independently hydrogen atoms, formula (P1-1), or formula (P1-2), and at least one of R 1 and R 2 is formula (P1-1) or formula (P1). -2) and
c is an integer from 0 to 2, and R 4 is independently a hydrogen atom, -CH 3 , -OCH 3 , -CF 3 , or -F.
In formula (1-2), X is an alkylene having 1 to 12 carbon atoms, and one or more non-adjacent ones or more of − (CH 2 ) 2 − of the alkylene are replaced with either −O− or −NH−. May be
a is an integer from 0 to 2, and R 3 is independently a hydrogen atom, -CH 3 , -OCH 3 , -CF 3 , -F, or -COOCH 3 .
b is an integer from 0 to 2, and R 5 is independently a hydrogen atom, -CH 3 , -OCH 3 , -CF 3 , -F, or -COOCH 3 .
c is an integer from 0 to 2, and R 4 is independently a hydrogen atom, -CH 3 , -OCH 3 , -CF 3 , or -F.

Figure 2021071717

In formulas (P1-1) and (P1-2), R 6a to R 8a are independently hydrogen atoms, substituted or unsubstituted alkyls, substituted or unsubstituted alkanoyls, substituted or unsubstituted alkoxys, respectively. It is a carbonyl, or a substituted or unsubstituted arylcarbonyl, and R 6a to R 8a may be the same or different from each other, and * represents the bonding position to the benzene ring in the formula (1-1).
In formulas (1-1) and (1-2), a group whose bond position is not fixed to any of the carbon atoms constituting the ring indicates that the bond position in the ring is arbitrary.

[3] 式(1−1)で表される化合物が、式(1−1−1)〜式(1−1−12)からなる群から選ばれる少なくとも1つの式で表される化合物である、[2]項に記載の液晶配向剤。

Figure 2021071717

Figure 2021071717

式(1−1−1)〜式(1−1−12)において、Rは炭素数1〜4のアルキル基であり、
lは1〜10の整数であり、mは1〜11の整数であり、nは1〜12の整数である。 [3] The compound represented by the formula (1-1) is a compound represented by at least one formula selected from the group consisting of the formulas (1-1-1) to (1-1-12). , The liquid crystal alignment agent according to item [2].

Figure 2021071717

Figure 2021071717

In formulas (1-1-1) to (1-1-12), R 6 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
l is an integer of 1 to 10, m is an integer of 1 to 11, and n is an integer of 1 to 12.

[4] 式(1−2)で表される化合物が、式(1−2−1)〜式(1−2−9)からなる群から選ばれる少なくとも1つの式で表される化合物である、[2]項に記載の液晶配向剤。

Figure 2021071717

式(1−2−1)〜式(1−2−9)において、lは1〜10の整数であり、mは1〜11の整数であり、nは1〜12の整数である。 [4] The compound represented by the formula (1-2) is a compound represented by at least one formula selected from the group consisting of the formulas (1-2-1) to (1-2-9). , The liquid crystal alignment agent according to item [2].

Figure 2021071717

In equations (1-2-1) to (1-2-9), l is an integer of 1 to 10, m is an integer of 1 to 11, and n is an integer of 1 to 12.

[5] すべてのポリマーが、原料として式(1)で表される化合物を少なくとも1つ含む、[1]〜[4]のいずれか1項に記載の液晶配向剤。 [5] The liquid crystal alignment agent according to any one of [1] to [4], wherein all the polymers contain at least one compound represented by the formula (1) as a raw material.

[6] 少なくとも1つのポリマーが、原料として式(1)で表される化合物を含まない、[1]〜[4]のいずれか1項に記載の液晶配向剤。 [6] The liquid crystal alignment agent according to any one of [1] to [4], wherein at least one polymer does not contain a compound represented by the formula (1) as a raw material.

[7] [1]〜[6]のいずれか1項に記載の液晶配向剤から形成される液晶配向膜。 [7] A liquid crystal alignment film formed from the liquid crystal alignment agent according to any one of [1] to [6].

[8] [7]項に記載の液晶配向膜を有する液晶表示素子。 [8] A liquid crystal display element having the liquid crystal alignment film according to item [7].

[9] [1]〜[6]のいずれか1項に記載の液晶配向剤を基板に塗布する工程と、その塗膜に偏光紫外線を照射する工程とを含む、液晶配向膜の製造方法。 [9] A method for producing a liquid crystal alignment film, which comprises a step of applying the liquid crystal aligning agent according to any one of [1] to [6] to a substrate, and a step of irradiating the coating film with polarized ultraviolet rays.

[10] 式(1)で表される化合物。

Figure 2021071717

式(1)において、Xは炭素数1〜12のアルキレンであり、前記アルキレンの−(CH−の隣り合わない1つ以上が−O−および−NH−のいずれかで置き換えられていてもよく、
a〜cはそれぞれ独立に0〜2の整数であり、
およびRはそれぞれ独立して水素原子、式(P1−1)、式(P1−2)、−CH、−OCH、−CF、−F、または−COOCHであり、
はそれぞれ独立して水素原子、−CH、−OCH、−CF、または−Fであり、

Figure 2021071717

式(P1−1)および式(P1−2)において、R6a〜R8aは、それぞれ独立して、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル、置換もしくは無置換のアルカノイル、置換もしくは無置換のアルコキシカルボニルまたは置換もしくは無置換のアリールカルボニルであり、R6a〜R8aは互いに同一であっても異なっていてもよく、*は、式(1)におけるベンゼン環への結合位置を表し、
式(1)において、環を構成するいずれかの炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示す。 [10] A compound represented by the formula (1).

Figure 2021071717

In the formula (1), X is an alkylene having 1 to 12 carbon atoms, and one or more non-adjacent ones or more of − (CH 2 ) 2 − of the alkylene are replaced with either −O− or −NH−. May be
a to c are independently integers of 0 to 2, respectively.
R a and R b are independently hydrogen atoms, formula (P1-1), formula (P1-2), -CH 3 , -OCH 3 , -CF 3 , -F, or -COOCH 3 , respectively.
R c is independently a hydrogen atom, -CH 3 , -OCH 3 , -CF 3 , or -F.

Figure 2021071717

In formulas (P1-1) and (P1-2), R 6a to R 8a are independently hydrogen atoms, substituted or unsubstituted alkyls, substituted or unsubstituted alkanoyls, substituted or unsubstituted alkoxys, respectively. It is a carbonyl or a substituted or unsubstituted arylcarbonyl, and R 6a to R 8a may be the same or different from each other, and * represents the bonding position to the benzene ring in the formula (1).
In formula (1), a group whose bond position is not fixed to any of the carbon atoms constituting the ring indicates that the bond position in the ring is arbitrary.

[11] 式(1−1)または式(1−2)で表される、[10]項に記載の化合物。

Figure 2021071717

式(1−1)において、Xは炭素数1〜12のアルキレンであり、前記アルキレンの−(CH−の隣り合わない1つ以上が−O−および−NH−のいずれかで置き換えられていてもよく、
およびRはそれぞれ独立して水素原子、式(P1−1)、または式(P1−2)であり、RおよびRの少なくとも1つは式(P1−1)または式(P1−2)であり、
cは0〜2の整数であり、Rはそれぞれ独立して水素原子、−CH、−OCH、−CF、または−Fであり、
式(1−2)において、Xは炭素数1〜12のアルキレンであり、前記アルキレンの−(CH−の隣り合わない1つ以上が−O−および−NH−のいずれかで置き換えられていてもよく、
aは0〜2の整数であり、Rはそれぞれ独立して水素原子、−CH、−OCH、−CF、−F、または−COOCHであり、
bは0〜2の整数であり、Rはそれぞれ独立して水素原子、−CH、−OCH、−CF、−F、または−COOCHであり、
cは0〜2の整数であり、Rはそれぞれ独立して水素原子、−CH、−OCH、−CF、または−Fであり、

Figure 2021071717

式(P1−1)および式(P1−2)において、R6a〜R8aは、それぞれ独立して、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル、置換もしくは無置換のアルカノイル、置換もしくは無置換のアルコキシカルボニルまたは置換もしくは無置換のアリールカルボニルであり、R6a〜R8aは互いに同一であっても異なっていてもよく、*は、式(1−1)におけるベンゼン環への結合位置を表し、
式(1−1)および式(1−2)において、環を構成するいずれかの炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示す。 [11] The compound according to item [10], which is represented by the formula (1-1) or the formula (1-2).

Figure 2021071717

In formula (1-1), X is an alkylene having 1 to 12 carbon atoms, and one or more non-adjacent ones or more of − (CH 2 ) 2 − of the alkylene are replaced with either −O− or −NH−. May be
R 1 and R 2 are independently hydrogen atoms, formula (P1-1), or formula (P1-2), and at least one of R 1 and R 2 is formula (P1-1) or formula (P1). -2) and
c is an integer from 0 to 2, and R 4 is independently a hydrogen atom, -CH 3 , -OCH 3 , -CF 3 , or -F.
In formula (1-2), X is an alkylene having 1 to 12 carbon atoms, and one or more non-adjacent ones or more of − (CH 2 ) 2 − of the alkylene are replaced with either −O− or −NH−. May be
a is an integer from 0 to 2, and R 3 is independently a hydrogen atom, -CH 3 , -OCH 3 , -CF 3 , -F, or -COOCH 3 .
b is an integer from 0 to 2, and R 5 is independently a hydrogen atom, -CH 3 , -OCH 3 , -CF 3 , -F, or -COOCH 3 .
c is an integer from 0 to 2, and R 4 is independently a hydrogen atom, -CH 3 , -OCH 3 , -CF 3 , or -F.

Figure 2021071717

In formulas (P1-1) and (P1-2), R 6a to R 8a are independently hydrogen atoms, substituted or unsubstituted alkyls, substituted or unsubstituted alkanoyls, substituted or unsubstituted alkoxys, respectively. It is a carbonyl or a substituted or unsubstituted arylcarbonyl, and R 6a to R 8a may be the same or different from each other, and * represents the bonding position to the benzene ring in the formula (1-1).
In formulas (1-1) and (1-2), a group whose bond position is not fixed to any of the carbon atoms constituting the ring indicates that the bond position in the ring is arbitrary.

[12] 式(1−1)で表される化合物が、式(1−1−1)〜式(1−1−12)からなる群から選ばれる少なくとも1つの式で表される、[11]項に記載の化合物。

Figure 2021071717

Figure 2021071717

式(1−1−1)〜式(1−1−12)において、Rは炭素数1〜4のアルキル基であり、
lは1〜10の整数であり、mは1〜11の整数であり、nは1〜12の整数である。 [12] The compound represented by the formula (1-1) is represented by at least one formula selected from the group consisting of the formulas (1-1-1) to (1-1-12) [11]. ] The compound according to the section.

Figure 2021071717

Figure 2021071717

In formulas (1-1-1) to (1-1-12), R 6 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
l is an integer of 1 to 10, m is an integer of 1 to 11, and n is an integer of 1 to 12.

[13] 式(1−2)で表される化合物が、式(1−2−1)〜式(1−2−9)からなる群から選ばれる少なくとも1つの式で表される、[11]項に記載の化合物。

Figure 2021071717

式(1−2−1)〜式(1−2−9)において、lは1〜10の整数であり、mは1〜11の整数であり、nは1〜12の整数である。 [13] The compound represented by the formula (1-2) is represented by at least one formula selected from the group consisting of the formulas (1-2-1) to (1-2-9) [11]. ] The compound according to the section.

Figure 2021071717

In equations (1-2-1) to (1-2-9), l is an integer of 1 to 10, m is an integer of 1 to 11, and n is an integer of 1 to 12.

[14] テトラカルボン酸二無水物類とジアミン類を反応させてなるポリマーであり、前記ジアミン類は[10]〜[13]のいずれか1項に記載の化合物の少なくとも1つであるポリマー。
[14] A polymer obtained by reacting tetracarboxylic dianhydrides with diamines, wherein the diamines are at least one of the compounds according to any one of [10] to [13].

本発明の光配向用液晶配向剤を使用することにより、高い異方性を有する液晶配向膜を得ることができる。また、この液晶配向膜を用いることにより、残像特性およびコントラストに優れており、長時間強い光に晒されても、高い電圧保持率が維持されて表示品位が低下しない液晶表示素子を実現することができる。 By using the liquid crystal alignment agent for photoalignment of the present invention, a liquid crystal alignment film having high anisotropy can be obtained. Further, by using this liquid crystal alignment film, it is possible to realize a liquid crystal display element which has excellent afterimage characteristics and contrast, maintains a high voltage retention rate even when exposed to strong light for a long time, and does not deteriorate the display quality. Can be done.

以下において、本発明について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、代表的な実施形態や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に限定されるものではない。本発明における「液晶配向剤」は、その膜を基板上に形成したとき、偏光紫外線を照射することで異方性を付与することができる液晶配向剤であり、本明細書中では単に「液晶配向剤」ということもあれば、「光配向用液晶配向剤」ということもある。また、本発明において「テトラカルボン酸二無水物類」とは、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またはテトラカルボン酸ジエステルジハロゲン化物を指す。また本発明においては、ジアミンおよびジヒドラジドを「ジアミン類」と称することもある。 Hereinafter, the present invention will be described in detail. The description of the constituent elements described below may be based on typical embodiments or specific examples, but the present invention is not limited to such embodiments. The "liquid crystal alignment agent" in the present invention is a liquid crystal alignment agent that can impart anisotropy by irradiating polarized ultraviolet rays when the film is formed on a substrate, and is simply "liquid crystal" in the present specification. Sometimes it is called "aligning agent", and sometimes it is called "liquid crystal alignment agent for photo-alignment". Further, in the present invention, "tetracarboxylic dianhydrides" refers to tetracarboxylic dianhydrides, tetracarboxylic dianhydrides or tetracarboxylic dianhydrides. Further, in the present invention, diamines and dihydrazides may be referred to as "diamines".

<式(1)で表される化合物>
本発明の液晶配向剤は、テトラカルボン酸二無水物類とジアミン類を反応させてなるポリマーを含む液晶配向剤であり、前記ジアミン類は以下の式(1)で表される化合物からなる群から選択された少なくとも1つを含む。

Figure 2021071717

式(1)において、Xは炭素数1〜12のアルキレンであり、前記アルキレンの−(CH−の隣り合わない1つ以上が−O−および−NH−のいずれかで置き換えられていてもよく、
a〜cはそれぞれ独立に0〜2の整数であり、
およびRはそれぞれ独立して水素原子、式(P1−1)、式(P1−2)、−CH、−OCH、−CF、−F、または−COOCHであり、
はそれぞれ独立して水素原子、−CH、−OCH、−CF、または−Fであり、

Figure 2021071717

式(P1−1)および式(P1−2)において、R6a〜R8aは、それぞれ独立して、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル、置換もしくは無置換のアルカノイル、置換もしくは無置換のアルコキシカルボニルまたは置換もしくは無置換のアリールカルボニルであり、R6a〜R8aは互いに同一であっても異なっていてもよく、*は、式(1)におけるベンゼン環への結合位置を表し、
式(1)において、環を構成するいずれかの炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示す。 <Compound represented by formula (1)>
The liquid crystal alignment agent of the present invention is a liquid crystal alignment agent containing a polymer obtained by reacting tetracarboxylic dianhydrides with diamines, and the diamines are a group consisting of compounds represented by the following formula (1). Includes at least one selected from.

Figure 2021071717

In the formula (1), X is an alkylene having 1 to 12 carbon atoms, and one or more non-adjacent ones or more of − (CH 2 ) 2 − of the alkylene are replaced with either −O− or −NH−. May be
a to c are independently integers of 0 to 2, respectively.
R a and R b are independently hydrogen atoms, formula (P1-1), formula (P1-2), -CH 3 , -OCH 3 , -CF 3 , -F, or -COOCH 3 , respectively.
R c is independently a hydrogen atom, -CH 3 , -OCH 3 , -CF 3 , or -F.

Figure 2021071717

In formulas (P1-1) and (P1-2), R 6a to R 8a are independently hydrogen atoms, substituted or unsubstituted alkyls, substituted or unsubstituted alkanoyls, substituted or unsubstituted alkoxys, respectively. It is a carbonyl or a substituted or unsubstituted arylcarbonyl, and R 6a to R 8a may be the same or different from each other, and * represents the bonding position to the benzene ring in the formula (1).
In formula (1), a group whose bond position is not fixed to any of the carbon atoms constituting the ring indicates that the bond position in the ring is arbitrary.

本発明の式(1)で表される化合物は、アゾベンゼン構造の片側に、アルキレン等を介してベンゼン環が結合した構造を有する。 The compound represented by the formula (1) of the present invention has a structure in which a benzene ring is bonded to one side of the azobenzene structure via an alkylene or the like.

式(1)で表される化合物をポリマーの原料に用いると、アゾベンゼン構造を有するが、その片側に、アルキレン等およびそれを介したベンゼン環が結合していないモノマー(例えばジアミノアゾベンゼン)をポリマーの原料に用いる場合と比較して、ポリマー全体におけるアゾベンゼン構造の割合が相対的に低下する。そのため、式(1)で表される化合物を原料に用いたポリマーを含む液晶配向剤を用いて液晶配向膜を形成し、この膜を用いて液晶表示素子を形成すると、この膜の形成過程における光照射に起因する液晶表示素子のVHR低下が抑えられると考えられる。 When the compound represented by the formula (1) is used as a raw material for a polymer, a monomer having an azobenzene structure but not having an alkylene or the like and a benzene ring bonded thereto (for example, diaminoazobenzene) is attached to one side of the azobenzene structure. The proportion of the azobenzene structure in the entire polymer is relatively low as compared with the case of using it as a raw material. Therefore, when a liquid crystal alignment film containing a polymer using the compound represented by the formula (1) as a raw material is used to form a liquid crystal alignment film and a liquid crystal display element is formed using this film, the process of forming this film occurs. It is considered that the decrease in VHR of the liquid crystal display element due to light irradiation is suppressed.

もっとも、単純に液晶配向剤の原料におけるアゾベンゼン構造を持つモノマー(例えばジアミノアゾベンゼン)の使用割合を減らしただけでは、VHR低下は抑えられるものの、液晶表示素子の残像特性やコントラストが悪化するおそれがある。 However, simply reducing the proportion of a monomer having an azobenzene structure (for example, diaminoazobenzene) in the raw material of the liquid crystal aligning agent suppresses the decrease in VHR, but may deteriorate the afterimage characteristics and contrast of the liquid crystal display element. ..

これに対し、本発明者らは、式(1)で表される化合物の少なくとも1つを原料として使用することで、アゾベンゼン構造の割合を減らしてVHR低下を抑えるとともに、良好な残像特性およびコントラストが実現できることを見出した。その理由は必ずしも明らかではないが、以下のように考えられる。 On the other hand, the present inventors use at least one of the compounds represented by the formula (1) as a raw material to reduce the proportion of the azobenzene structure, suppress the decrease in VHR, and have good afterimage characteristics and contrast. Was found to be feasible. The reason is not always clear, but it can be considered as follows.

アゾベンゼン構造の光異性化を利用した光配向用液晶配向剤においては、光配向用液晶配向剤を用いて液晶配向膜を形成させる過程で偏光紫外線を照射すると、アゾベンゼン構造が光異性化反応を起こし、最終的にアゾベンゼン構造が一方向(偏向方向に対して垂直方向)に沿って配向する。式(1)で表される化合物を使用したポリアミック酸では、例えばジアミノアゾベンゼンを使用した場合に比べてアゾベンゼン構造の片側にアルキレン等を介してベンゼン環が結合しており、立体的障害が少なく、この光異性化反応が起こりやすいために、アゾベンゼン構造の割合が少なくても良好な残像特性およびコントラストが得られるものと推測される。さらに、ポリマーにおいて、イミド結合や環構造に対するアルキレンの割合が相対的に高くなるので、ポリマー全体も動きやすくなり、高い異方性を発現することも、良好な残像特性およびコントラストが得られる理由の一つであると推測される。 In a liquid crystal alignment agent for photoalignment using photoisomerization of an azobenzene structure, when polarized ultraviolet rays are irradiated in the process of forming a liquid crystal alignment film using the liquid crystal alignment agent for photoalignment, the azobenzene structure undergoes a photoisomerization reaction. Finally, the azobenzene structure is oriented along one direction (vertical to the polarization direction). In the polyamic acid using the compound represented by the formula (1), for example, a benzene ring is bonded to one side of the azobenzene structure via an alkylene or the like as compared with the case where diaminoazobenzene is used, and there are few steric obstacles. Since this photoisomerization reaction is likely to occur, it is presumed that good afterimage characteristics and contrast can be obtained even if the proportion of the azobenzene structure is small. Furthermore, in the polymer, the ratio of alkylene to the imide bond and the ring structure is relatively high, so that the entire polymer can move easily, and high anisotropy is exhibited, which is also the reason why good afterimage characteristics and contrast can be obtained. It is presumed to be one.

本明細書においてアゾベンゼン構造とは、下記式(A)で表される構造を示す。

Figure 2021071717

式(A)において、*は結合手であり、結合手のベンゼン環に対する結合位置はそれぞれ独立して任意であり、ベンゼン環の置換可能な水素は置換基を有していてもよい。 In the present specification, the azobenzene structure means a structure represented by the following formula (A).

Figure 2021071717

In the formula (A), * is a bond, the bond position of the bond with respect to the benzene ring is independent and arbitrary, and the substitutable hydrogen of the benzene ring may have a substituent.

<式(1)で表される化合物>
式(1)で表される化合物としては、以下の式(1−1)または式(1−2)で表される化合物が挙げられる。

Figure 2021071717

式(1−1)において、Xは炭素数1〜12のアルキレンであり、前記アルキレンの−(CH−の隣り合わない1つ以上が−O−および−NH−のいずれかで置き換えられていてもよく、
およびRはそれぞれ独立して水素原子、式(P1−1)、または式(P1−2)であり、RおよびRの少なくとも1つは式(P1−1)または式(P1−2)であり、
cは0〜2の整数であり、Rはそれぞれ独立して水素原子、−CH、−OCH、−CF、または−Fであり、
式(1−2)において、Xは炭素数1〜12のアルキレンであり、前記アルキレンの−(CH−の隣り合わない1つ以上が−O−および−NH−のいずれかで置き換えられていてもよく、
aは0〜2の整数であり、Rはそれぞれ独立して水素原子、−CH、−OCH、−CF、−F、または−COOCHであり、
bは0〜2の整数であり、Rはそれぞれ独立して水素原子、−CH、−OCH、−CF、−F、または−COOCHであり、
cは0〜2の整数であり、Rはそれぞれ独立して水素原子、−CH、−OCH、−CF、または−Fであり、

Figure 2021071717

式(P1−1)および式(P1−2)において、R6a〜R8aは、それぞれ独立して、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル、置換もしくは無置換のアルカノイル、置換もしくは無置換のアルコキシカルボニルまたは置換もしくは無置換のアリールカルボニルであり、R6a〜R8aは互いに同一であっても異なっていてもよく、*は、式(1−1)におけるベンゼン環への結合位置を表し、
式(1−1)および式(1−2)において、環を構成するいずれかの炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示す。 <Compound represented by formula (1)>
Examples of the compound represented by the formula (1) include compounds represented by the following formula (1-1) or formula (1-2).

Figure 2021071717

In formula (1-1), X is an alkylene having 1 to 12 carbon atoms, and one or more non-adjacent ones or more of − (CH 2 ) 2 − of the alkylene are replaced with either −O− or −NH−. May be
R 1 and R 2 are independently hydrogen atoms, formula (P1-1), or formula (P1-2), and at least one of R 1 and R 2 is formula (P1-1) or formula (P1). -2) and
c is an integer from 0 to 2, and R 4 is independently a hydrogen atom, -CH 3 , -OCH 3 , -CF 3 , or -F.
In formula (1-2), X is an alkylene having 1 to 12 carbon atoms, and one or more non-adjacent ones or more of − (CH 2 ) 2 − of the alkylene are replaced with either −O− or −NH−. May be
a is an integer from 0 to 2, and R 3 is independently a hydrogen atom, -CH 3 , -OCH 3 , -CF 3 , -F, or -COOCH 3 .
b is an integer from 0 to 2, and R 5 is independently a hydrogen atom, -CH 3 , -OCH 3 , -CF 3 , -F, or -COOCH 3 .
c is an integer from 0 to 2, and R 4 is independently a hydrogen atom, -CH 3 , -OCH 3 , -CF 3 , or -F.

Figure 2021071717

In formulas (P1-1) and (P1-2), R 6a to R 8a are independently hydrogen atoms, substituted or unsubstituted alkyls, substituted or unsubstituted alkanoyls, substituted or unsubstituted alkoxys, respectively. It is a carbonyl or a substituted or unsubstituted arylcarbonyl, and R 6a to R 8a may be the same or different from each other, and * represents the bonding position to the benzene ring in the formula (1-1).
In formulas (1-1) and (1-2), a group whose bond position is not fixed to any of the carbon atoms constituting the ring indicates that the bond position in the ring is arbitrary.

式(1−1)で表される化合物は、当該化合物を含む原料組成物を反応させてポリマーとなした場合、そのポリマーを含む液晶配向剤から液晶配向膜を形成する際の焼成工程において、熱による環化反応を起こす。これにより、アゾベンゼン構造が消失または減少することで、アゾベンゼン構造に由来する400nm付近の光の吸収が抑えられる。よって、式(1−1)で表される化合物は、得られる配向膜の透明性がより高いものとなる。 When the compound represented by the formula (1-1) is reacted with a raw material composition containing the compound to form a polymer, it is used in a firing step for forming a liquid crystal alignment film from a liquid crystal alignment agent containing the polymer. Causes a thermal cyclization reaction. As a result, the azobenzene structure disappears or is reduced, so that the absorption of light near 400 nm derived from the azobenzene structure is suppressed. Therefore, the compound represented by the formula (1-1) has higher transparency of the obtained alignment film.

例えば、式(1−1)において、Rが水素原子、Rが上記式(P1−1)または上記式(P1−2)で表される構造を有する化合物においては、以下のScheme1のように熱による環化反応を起こす。

Figure 2021071717
For example, in the formula (1-1), a compound having a structure in which R 1 is a hydrogen atom and R 2 is represented by the above formula (P1-1) or the above formula (P1-2) is as shown in Scheme 1 below. Causes a thermal cyclization reaction.

Figure 2021071717

式(1−2)で表される化合物は、合成のし易さ、得られる液晶配向膜の異方性の高さから有用である。 The compound represented by the formula (1-2) is useful because of its ease of synthesis and high anisotropy of the obtained liquid crystal alignment film.

式(1−1)で表される化合物は、具体的には、下記の式(1−1−1)〜式(1−1−12)で表される化合物である。

Figure 2021071717

Figure 2021071717

式(1−1−1)〜式(1−1−12)において、Rは炭素数1〜4のアルキル基であり、
lは1〜10の整数であり、mは1〜11の整数であり、nは1〜12の整数である。
の炭素数1〜4のアルキル基の好ましい具体例は、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ターシャリーブチル基である。 Specifically, the compound represented by the formula (1-1) is a compound represented by the following formulas (1-1-1) to (1-1-12).

Figure 2021071717

Figure 2021071717

In formulas (1-1-1) to (1-1-12), R 6 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
l is an integer of 1 to 10, m is an integer of 1 to 11, and n is an integer of 1 to 12.
Preferred specific examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms of R 6 are a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group and a tertiary butyl group.

式(1−2)で表される化合物は、具体的には、下記式(1−2−1)〜式(1−2−9)で表される化合物である。

Figure 2021071717

Figure 2021071717
Specifically, the compound represented by the formula (1-2) is a compound represented by the following formulas (1-2-1) to (1-2-9).

Figure 2021071717

Figure 2021071717

式(1−2−1)〜式(1−2−9)において、lは1〜10の整数であり、mは1〜11の整数であり、nは1〜12の整数である。 In equations (1-2-1) to (1-2-9), l is an integer of 1 to 10, m is an integer of 1 to 11, and n is an integer of 1 to 12.

形成された液晶配向膜の透明性を重視する場合には式(1−1−1)〜式(1−1−12)からなる群から選択される化合物のいずれか1つ以上を用いることがより好ましい。形成された液晶表示素子のコントラストの高さを重視する場合には、式(1−2−1)〜式(1−2−9)からなる群から選択される化合物のいずれか1つ以上を用いることがより好ましい。より異方性の高い液晶配向膜を得ることを重視する場合には、式(1−2−1)〜式(1−2−9)からなる群から選択される化合物のいずれか1つ以上を用いることがより好ましい。
配向処理時において、少ないエネルギー量においても良好な残像特性を有する素子を形成可能な液晶配向膜(つまり感度の高い液晶配向剤)を得ることを重視する場合には、、式(1−2−4)〜式(1−2−9)からなる群から選択される化合物のいずれか1つ以上を用いることがより好ましい。
When the transparency of the formed liquid crystal alignment film is emphasized, one or more of the compounds selected from the group consisting of the formulas (1-1-1) to (1-1-12) may be used. More preferred. When emphasizing the high contrast of the formed liquid crystal display element, one or more of the compounds selected from the group consisting of the formulas (1-2-1) to (1-2-9) are selected. It is more preferable to use it. When it is important to obtain a liquid crystal alignment film having higher anisotropy, one or more of the compounds selected from the group consisting of the formulas (1-2-1) to (1-2-9). Is more preferable to use.
When it is important to obtain a liquid crystal alignment film (that is, a highly sensitive liquid crystal alignment agent) capable of forming an element having good afterimage characteristics even with a small amount of energy during the alignment treatment, the formula (1-2) 4) It is more preferable to use any one or more of the compounds selected from the group consisting of the formulas (1-2-9).

式(1−1)の好ましい具体例は、式(1−1−9)または式(1−1−4)で表される化合物である。これらの中で、式(1−1−9)においてn=2〜6でありRがメチル基またはエチル基である化合物、または式(1−1−4)においてl=2〜6である化合物がより好ましく、式(1−1−9)においてn=2〜6でありRがエチル基である化合物または式(1−1−4)においてl=2〜4である化合物がさらに好ましい。 A preferred specific example of the formula (1-1) is a compound represented by the formula (1-1-9) or the formula (1-1-4). Among these, a compound in which n = 2 to 6 and R 6 is a methyl group or an ethyl group in the formula (1-1-9), or l = 2 to 6 in the formula (1-1-4). The compound is more preferable, and the compound in which n = 2 to 6 and R 6 is an ethyl group in the formula (1-1-9) or the compound in which l = 2 to 4 in the formula (1-1-4) is further preferable. ..

式(1−2)の好ましい具体例は、式(1−2−1)、式(1−2−4)、または式(1−2−7)で表される化合物であり、l=2〜6がより好ましく、l=4がさらに好ましく、式(1−2−1)または式(1−2−4)のl=4が特に好ましい。 A preferred specific example of the formula (1-2) is a compound represented by the formula (1-2-1), the formula (1-2-4), or the formula (1-2-7), and l = 2. ~ 6 is more preferable, l = 4 is more preferable, and l = 4 of the formula (1-2-1) or the formula (1-2-4) is particularly preferable.

<式(1)で表される化合物の製造方法>
本発明の式(1)で表される化合物の製造方法について説明する。
<Method for producing the compound represented by the formula (1)>
A method for producing the compound represented by the formula (1) of the present invention will be described.

[式(1−1)で示される化合物の製造方法]
工程1−1〜工程1−3により、式(1−1)で示される化合物を製造する。ここでは、式(1−1)において、Rが水素原子、Rが式(P1−1)である場合について例示するが、式(1−1)で表される他の化合物も、下記例示を参考に、公知の反応を利用して製造することができる。
[Method for producing compound represented by formula (1-1)]
The compound represented by the formula (1-1) is produced by Steps 1-1 to 1-3. Here, in the formula (1-1), the case where R 2 is a hydrogen atom and R 3 is the formula (P1-1) is illustrated, but other compounds represented by the formula (1-1) are also described below. It can be produced by using a known reaction with reference to the examples.

式(1a)で示されるアニリン誘導体と式(1b)で示されるフェノール誘導体とを反応させる工程1−1(Scheme1−1)により、式(1c)で示されるアゾベンゼン誘導体を製造する。

Figure 2021071717
The azobenzene derivative represented by the formula (1c) is produced by the step 1-1 (Scheme1-1) of reacting the aniline derivative represented by the formula (1a) with the phenol derivative represented by the formula (1b).

Figure 2021071717

式(1a)および式(1c)において、Rは、ニトロ基、置換されていてもよいアリールメチルアミノ基、置換されていてもよいアルキルカルボニルアミノ基、または置換されていてもよいアルコキシカルボニルアミノ基である。
式(1b)および式(1c)において、R6aは、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル、置換もしくは無置換のアルカノイル、置換もしくは無置換のアルコキシカルボニルまたは置換もしくは無置換のアリールカルボニルである。式(1a)および式(1c)において、環を構成するいずれかの炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示す。
In formulas (1a) and (1c), R 9 is a nitro group, an optionally substituted arylmethylamino group, an optionally substituted alkylcarbonylamino group, or an optionally substituted alkoxycarbonylamino. Is the basis.
In formulas (1b) and (1c), R 6a is a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl, a substituted or unsubstituted alkanoyl, a substituted or unsubstituted alkoxycarbonyl or a substituted or unsubstituted arylcarbonyl. In formulas (1a) and (1c), a group whose bond position is not fixed to any of the carbon atoms constituting the ring indicates that the bond position in the ring is arbitrary.

式(1a)で表されるアニリン誘導体と式(1b)で表されるフェノール誘導体との反応(工程1−1の反応)はジアゾカップリング反応であり、ジアゾカップリング反応における一般的な反応条件を採用して行うことができる。例えば、式(1a)で表されるアニリン誘導体からベンゼンジアゾニウム塩を調製し、酢酸ナトリウムや酢酸カリウムのようなカルボン酸塩の存在下、式(1b)で表されるフェノール誘導体と反応を実施することにより、目的物である式(1c)で表されるアゾベンゼン誘導体を収率よく得ることができる。 The reaction between the aniline derivative represented by the formula (1a) and the phenol derivative represented by the formula (1b) (reaction in step 1-1) is a diazo coupling reaction, and is a general reaction condition in the diazo coupling reaction. Can be adopted. For example, a benzenediazonium salt is prepared from the aniline derivative represented by the formula (1a), and the reaction is carried out with the phenol derivative represented by the formula (1b) in the presence of a carboxylate such as sodium acetate or potassium acetate. As a result, the target azobenzene derivative represented by the formula (1c) can be obtained in good yield.

式(1c)で示されるアゾベンゼン誘導体と式(1d)で示されるハロゲン化アルキルベンゼン誘導体とを反応させる工程1−2(Scheme1−2)により、式(1e)で示されるアゾベンゼン誘導体を製造する。

Figure 2021071717
The azobenzene derivative represented by the formula (1e) is produced by the step 1-2 (Scheme1-2) of reacting the azobenzene derivative represented by the formula (1c) with the halogenated alkylbenzene derivative represented by the formula (1d).

Figure 2021071717

式(1c)および式(1e)において、R6aは、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル、置換もしくは無置換のアルカノイル、置換もしくは無置換のアルコキシカルボニル、または置換もしくは無置換のアリールカルボニルである。
式(1c)、式(1d)および式(1e)において、Rは、ニトロ基、置換されていてもよいアリールメチルアミノ基、置換されていてもよいアルキルカルボニルアミノ基、または置換されていてもよいアルコキシカルボニルアミノ基である。
式(1d)におけるY、および式(1e)におけるXは、炭素数1〜12のアルキレンであり、前記アルキレンの−(CH−の隣り合わない1つ以上が−O−および−NH−のいずれかで置き換えられていてもよい。
式(1d)において、Lは、臭素原子もしくはヨウ素原子などのハロゲン原子、またはメタンスルホニルオキシ基、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基、ベンゼンスルホニルオキシ基、もしくはp−トルエンスルホニルオキシ基などのスルホニルオキシ基であり、式(1d)および式(1e)において、cは0〜2の整数であり、Rはそれぞれ独立して水素原子、−CH、−OCH、−CF、または−Fである。
式(1c)、式(1d)および式(1e)において、環を構成するいずれかの炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示す。
In formulas (1c) and (1e), R 6a is a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl, a substituted or unsubstituted alkanoyl, a substituted or unsubstituted alkoxycarbonyl, or a substituted or unsubstituted arylcarbonyl. ..
In formulas (1c), (1d) and (1e), R 9 is a nitro group, an optionally substituted arylmethylamino group, an optionally substituted alkylcarbonylamino group, or an substituted alkylcarbonylamino group. It is also a good alkoxycarbonylamino group.
Y in the formula (1d) and X in the formula (1e) are alkylenes having 1 to 12 carbon atoms, and one or more of the alkylenes − (CH 2 ) 2 − not adjacent to each other are −O− and −NH. It may be replaced by any of −.
In formula (1d), L is a halogen atom such as a bromine atom or an iodine atom, or a sulfonyloxy group such as a methanesulfonyloxy group, a trifluoromethanesulfonyloxy group, a benzenesulfonyloxy group, or a p-toluenesulfonyloxy group. , In formulas (1d) and (1e), c is an integer from 0 to 2, and R 4 is independently a hydrogen atom, -CH 3 , -OCH 3 , -CF 3 , or -F, respectively.
In formulas (1c), (1d) and (1e), a group whose bond position is not fixed to any of the carbon atoms constituting the ring indicates that the bond position in the ring is arbitrary.

式(1c)で表されるアゾベンゼン誘導体と式(1d)で表されるハロゲン化アルキルベンゼン誘導体との反応(工程1−2の反応)はエーテル化反応であり、エーテル化反応における一般的な反応条件を採用して行うことができる。例えば、水酸化ナトリウムや炭酸カリウムのような塩基の存在下で、式(1c)で表されるアゾベンゼン誘導体と式(1d)で表されるハロゲン化アルキルベンゼン誘導体の反応を実施することにより、目的物である式(1e)で表されるアゾベンゼン誘導体を収率よく得ることができる。 The reaction between the azobenzene derivative represented by the formula (1c) and the halogenated alkylbenzene derivative represented by the formula (1d) (reaction in step 1-2) is an etherification reaction, and is a general reaction condition in the etherification reaction. Can be adopted. For example, by carrying out the reaction of the azobenzene derivative represented by the formula (1c) and the halogenated alkylbenzene derivative represented by the formula (1d) in the presence of a base such as sodium hydroxide or potassium carbonate, the target product. The azobenzene derivative represented by the formula (1e) can be obtained in good yield.

式(1e)で示されるアゾベンゼン誘導体のRを工程1−3(Scheme1−3)の反応によりアミノ基に変換することにより、式(1)で示される化合物を製造する。

Figure 2021071717

式(1e)および式(1−1a)において、R6aは、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル、置換もしくは無置換のアルカノイル、置換もしくは無置換のアルコキシカルボニル、または置換もしくは無置換のアリールカルボニルである。
式(1e)において、Rは、ニトロ基、置換されていてもよいアリールメチルアミノ基、置換されていてもよいアルキルカルボニルアミノ基、または置換されていてもよいアルコキシカルボニルアミノ基である。
式(1e)および式(1−1a)において、Xは、炭素数1〜12のアルキレンであり、前記アルキレンの−(CH−の隣り合わない1つ以上が−O−および−NH−のいずれかで置き換えられていてもよく、cは0〜2の整数であり、Rはそれぞれ独立して水素原子、−CH、−OCH、−CF、または−Fである。
式(1e)および式(1−1a)において、環を構成するいずれかの炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示す。 The compound represented by the formula (1) is produced by converting R 9 of the azobenzene derivative represented by the formula (1e) into an amino group by the reaction of Step 1-3 (Scheme 1-3).

Figure 2021071717

In formulas (1e) and (1-1a), R 6a is a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl, a substituted or unsubstituted alkanoyl, a substituted or unsubstituted alkoxycarbonyl, or a substituted or unsubstituted arylcarbonyl. Is.
In formula (1e), R 9 is a nitro group, an optionally substituted arylmethylamino group, an optionally substituted alkylcarbonylamino group, or an optionally substituted alkoxycarbonylamino group.
In formulas (1e) and (1-1a), X is an alkylene having 1 to 12 carbon atoms, and one or more non-adjacent alkylenes- (CH 2 ) 2-are are -O- and -NH. It may be replaced by any of −, where c is an integer from 0 to 2, and R 4 is independently a hydrogen atom, −CH 3 , −OCH 3 , −CF 3 , or −F, respectively.
In formulas (1e) and (1-1a), a group whose bond position is not fixed to any of the carbon atoms constituting the ring indicates that the bond position in the ring is arbitrary.

工程1−3の反応は、式(1e)におけるRに適した方法を利用することにより、式(1−1a)で示されるアゾベンゼン誘導体を収率よく製造することができる。 In the reaction of steps 1-3, the azobenzene derivative represented by the formula (1-1a) can be produced in good yield by using the method suitable for R 9 in the formula (1e).

式(1e)において、Rがニトロ基である場合には、工程1−3の反応は還元反応であり、硫化ナトリウムなどの硫化物、亜ジチオン酸ナトリウムなどの無機塩等を還元剤に用いる試薬による還元や、水素ガス雰囲気下でPd/C触媒、ラネーニッケルなどを用いて還元する接触還元、塩酸、酢酸等の酸存在下で鉄、亜鉛、または塩化スズ等を用いて還元する金属還元など多様な還元法を利用することができるが、アゾ結合の還元を抑制しつつニトロ基を還元できることから、硫化物などの還元剤を用いて行う、試薬による還元によることが好ましい。 In the formula (1e), when R 9 is a nitro group, the reaction in step 1-3 is a reduction reaction, and a sulfide such as sodium sulfide, an inorganic salt such as sodium nitionate, or the like is used as the reducing agent. Reduction with reagents, catalytic reduction with Pd / C catalyst, lane nickel, etc. in a hydrogen gas atmosphere, metal reduction with iron, zinc, tin chloride, etc. in the presence of acids such as hydrochloric acid and acetic acid, etc. Although various reduction methods can be used, since the nitro group can be reduced while suppressing the reduction of the azo bond, reduction with a reagent, which is carried out using a reducing agent such as sulfide, is preferable.

式(1e)において、Rが置換されていてもよいアリールメチルアミノ基である場合には、加水素化分解(例えばH、Pd/C)による脱保護、酸化条件下における脱保護、強酸性条件下における脱保護などを挙げることができる。中でも、酸化条件下における脱保護が好ましく、2,3−ジクロロ−5,6−ジシアノ−p−ベンゾキノン(DDQ)、p−クロラニル、o−クロラニル等のキノン系酸化試薬や硝酸二アンモニウムセリウム(IV)等の酸化剤を用いる温和な酸化条件下における脱保護が、アゾ結合の還元を抑制しつつアリールメチルアミノ基を脱保護できることから、より好ましい。また、強酸性条件下における脱保護には、トリフルオロ酢酸(TFA)や塩酸を用いることができる。 In the formula (1e), if R 9 is aryl methyl amino group which may be substituted, deprotection by hydrogenolysis pressurized (e.g. H 2, Pd / C), deprotection at the oxidation conditions, a strong acid Deprotection under sexual conditions can be mentioned. Of these, deprotection under oxidizing conditions is preferable, and quinone-based oxidizing reagents such as 2,3-dichloro-5,6-dicyano-p-benzoquinone (DDQ), p-chloranyl, and o-chloranyl, and diammonium cerium nitrate (IV). ) And the like under mild oxidizing conditions are more preferable because they can deprotect the arylmethylamino group while suppressing the reduction of the azo bond. In addition, trifluoroacetic acid (TFA) or hydrochloric acid can be used for deprotection under strongly acidic conditions.

式(1e)において、Rが置換されていてもよいアルキルカルボニルアミノ基、または置換されていてもよいアルコキシカルボニルアミノ基である場合には、酸処理することにより、容易に保護基Rを脱保護することができる。脱保護に用いる酸としては、TFAや塩酸を例示することができる。 In the formula (1e), an alkyl carbonyl amino group R 9 may be substituted, or when it is an optionally substituted alkoxycarbonylamino group, by acid treatment, the easily protecting group R 9 Can be deprotected. Examples of the acid used for deprotection include TFA and hydrochloric acid.

上記においては、式(1−1)においてRが水素原子であり、Rが式(P1−1)である化合物の製造方法を示した。式(1−1)で表されるその他の化合物も、類似の製造方法にて合成することができる。
例えば、工程1−1を、式(1f)で表される化合物とフェノール誘導体との反応に置き換えることで、式(1−1)においてRが式(P1−1)であり、Rが水素原子である化合物を得ることができる。また例えば、工程1−1を、式(1f)で表される化合物と式(1b)との反応に置き換えることで、式(1)においてRおよびRが式(P1−1)である化合物を得ることができる。

Figure 2021071717

式(1f)において、Rは、ニトロ基、置換されていてもよいアリールメチルアミノ基、置換されていてもよいアルキルカルボニルアミノ基、または置換されていてもよいアルコキシカルボニルアミノ基であり、R6aは、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル、置換もしくは無置換のアルカノイル、置換もしくは無置換のアルコキシカルボニル、または置換もしくは無置換のアリールカルボニルである。 In the above, a method for producing a compound in which R 1 is a hydrogen atom and R 2 is a formula (P1-1) in the formula (1-1) is shown. Other compounds represented by the formula (1-1) can also be synthesized by a similar production method.
For example, by replacing step 1-1 with the reaction of the compound represented by the formula (1f) with the phenol derivative, R 1 is the formula (P1-1) and R 2 is the formula (1-1). A compound that is a hydrogen atom can be obtained. Further, for example, by replacing step 1-1 with the reaction of the compound represented by the formula (1f) and the formula (1b), R 1 and R 2 in the formula (1) are the formula (P1-1). Compounds can be obtained.

Figure 2021071717

In formula (1f), R 9 is a nitro group, an optionally substituted arylmethylamino group, an optionally substituted alkylcarbonylamino group, or an optionally substituted alkoxycarbonylamino group, and R Reference numeral 6a is a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl, a substituted or unsubstituted alkanoyl, a substituted or unsubstituted alkoxycarbonyl, or a substituted or unsubstituted arylcarbonyl.

[式(1−2)で示される化合物の製造方法]
工程2−1〜工程2−3により、式(1−2)で示される化合物を製造する。
[Method for producing compound represented by formula (1-2)]
The compound represented by the formula (1-2) is produced by Steps 2-1 to 2-3.

式(2a)で示されるアニリン誘導体と式(2b)で示されるフェノール誘導体とを反応させる工程2−1(Scheme2−1)により、式(2c)で示されるアゾベンゼン誘導体を製造する。

Figure 2021071717

式(2a)および式(2c)において、Rは、ニトロ基、置換されていてもよいアリールメチルアミノ基、置換されていてもよいアルキルカルボニルアミノ基、または置換されていてもよいアルコキシカルボニルアミノ基である。
式(2a)、式(2b)および式(2c)において、Rはそれぞれ独立して、水素原子、−CH、−OCH、−CF、−Fまたは−COOCHであり、Rはそれぞれ独立して、水素原子、−CH、−OCH、−CF、−Fまたは−COOCHであり、aは0〜2の整数であり、bは0〜2の整数である。
式(2a)、式(2b)、および式(2c)において、環を構成するいずれかの炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示す。 The azobenzene derivative represented by the formula (2c) is produced by the step 2-1 (Scheme2-1) of reacting the aniline derivative represented by the formula (2a) with the phenol derivative represented by the formula (2b).

Figure 2021071717

In formulas (2a) and (2c), R 9 is a nitro group, an optionally substituted arylmethylamino group, an optionally substituted alkylcarbonylamino group, or an optionally substituted alkoxycarbonylamino. Is the basis.
In formulas (2a), (2b) and (2c), R 3 is independently a hydrogen atom, -CH 3 , -OCH 3 , -CF 3 , -F or -COOCH 3 , and R 5 Are independently hydrogen atoms, -CH 3 , -OCH 3 , -CF 3 , -F or -COOCH 3 , where a is an integer of 0-2 and b is an integer of 0-2.
In formulas (2a), (2b), and (2c), a group whose bond position is not fixed to any of the carbon atoms constituting the ring indicates that the bond position in the ring is arbitrary.

式(2a)で表されるアニリン誘導体と式(2b)で表されるフェノール誘導体との反応(工程2−1の反応)はジアゾカップリング反応であり、例えば、上記の工程1−1を参照することができる。 The reaction between the aniline derivative represented by the formula (2a) and the phenol derivative represented by the formula (2b) (reaction in step 2-1) is a diazo coupling reaction, for example, see step 1-1 above. can do.

式(2c)で示されるアゾベンゼン誘導体と式(2d)で示されるハロゲン化アルキルベンゼン誘導体とを反応させる工程2−2(Scheme2−2)により、式(2e)で示されるアゾベンゼン誘導体を製造する。

Figure 2021071717

式(2c)、式(2d)および式(2e)において、Rは、ニトロ基、置換されていてもよいアリールメチルアミノ基、置換されていてもよいアルキルカルボニルアミノ基、または置換されていてもよいアルコキシカルボニルアミノ基である。
式(2c)および式(2e)において、Rはそれぞれ独立して、水素原子、−CH、−OCH、−CF、−Fまたは−COOCHであり、Rはそれぞれ独立して、水素原子、−CH、−OCH、−CF、−Fまたは−COOCHであり、aは0〜2の整数であり、bは0〜2の整数である。
式(2d)におけるY、および式(2e)におけるXは、炭素数1〜12のアルキレンであり、前記アルキレンの−(CH−の隣り合わない1つ以上が−O−または−NH−のいずれかで置き換えられていてもよい。
式(2d)において、Lは、臭素原子もしくはヨウ素原子などのハロゲン原子、またはメタンスルホニルオキシ基、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基、ベンゼンスルホニルオキシ基、もしくはp−トルエンスルホニルオキシ基などのスルホニルオキシ基であり、cは0〜2の整数であり、Rはそれぞれ独立して水素原子、−CH、−OCH、−CF、または−Fである。
式(2c)、式(2d)および式(2e)において、環を構成するいずれかの炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示す。 The azobenzene derivative represented by the formula (2e) is produced by the step 2-2 (Scheme2-2) of reacting the azobenzene derivative represented by the formula (2c) with the halogenated alkylbenzene derivative represented by the formula (2d).

Figure 2021071717

In formulas (2c), (2d) and (2e), R 9 is a nitro group, an optionally substituted arylmethylamino group, an optionally substituted alkylcarbonylamino group, or an substituted alkylcarbonylamino group. It is also a good alkoxycarbonylamino group.
In formulas (2c) and (2e), R 3 is independently a hydrogen atom, -CH 3 , -OCH 3 , -CF 3 , -F or -COOCH 3 , and R 5 is independent. , Hydrogen atom, -CH 3 , -OCH 3 , -CF 3 , -F or -COOCH 3 , where a is an integer of 0-2 and b is an integer of 0-2.
Y in the formula (2d) and X in the formula (2e) are alkylenes having 1 to 12 carbon atoms, and one or more of the alkylenes − (CH 2 ) 2 − not adjacent to each other are −O− or −NH. It may be replaced by any of −.
In formula (2d), L is a halogen atom such as a bromine atom or an iodine atom, or a sulfonyloxy group such as a methanesulfonyloxy group, a trifluoromethanesulfonyloxy group, a benzenesulfonyloxy group, or a p-toluenesulfonyloxy group. , C are integers from 0 to 2, and R 4 is independently a hydrogen atom, -CH 3 , -OCH 3 , -CF 3 , or -F, respectively.
In formulas (2c), (2d) and (2e), a group whose bond position is not fixed to any of the carbon atoms constituting the ring indicates that the bond position in the ring is arbitrary.

式(2c)で表されるアゾベンゼン誘導体と式(2d)で表されるハロゲン化アルキルベンゼン誘導体との反応(工程2−2の反応)はエーテル化反応であり、例えば、上記の工程1−2を参照することができる。 The reaction between the azobenzene derivative represented by the formula (2c) and the halogenated alkylbenzene derivative represented by the formula (2d) (reaction in step 2-2) is an etherification reaction. Can be referred to.

式(2e)で示されるアゾベンゼン誘導体のRを工程2−3(Scheme2−3)の反応によりアミノ基に変換することにより、式(1−2)で示される化合物を製造する。

Figure 2021071717

式(2e)において、Rは、ニトロ基、置換されていてもよいアリールメチルアミノ基、置換されていてもよいアルキルカルボニルアミノ基、又は置換されていてもよいアルコキシカルボニルアミノ基である。
式(2e)および式(1−2)において、Rはそれぞれ独立して、水素原子、−CH、−OCH、−CF、−Fまたは−COOCHであり、Rはそれぞれ独立して、水素原子、−CH、−OCH、−CF、−Fまたは−COOCHであり、aは0〜2の整数であり、bは0〜2の整数である。
式(2e)および式(1−2)において、Xは、炭素数1〜12のアルキレンであり、前記アルキレンの−(CH−の隣り合わない1つ以上が−O−および−NH−のいずれかで置き換えられていてもよく、cは0〜2の整数であり、Rはそれぞれ独立して水素原子、−CH、−OCH、−CF、または−Fである。
式(2e)および式(1−2)において、環を構成するいずれかの炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示す。
工程2−3の反応は、式(2e)におけるRに適した方法を利用することにより、式(1−2)で示されるアゾベンゼン誘導体を収率よく製造することができる。詳しくは、上記の工程1−3を参照することができる。 The compound represented by the formula (1-2) is produced by converting R 9 of the azobenzene derivative represented by the formula (2e) into an amino group by the reaction of step 2-3 (Scheme2-3).

Figure 2021071717

In formula (2e), R 9 is a nitro group, an optionally substituted arylmethylamino group, an optionally substituted alkylcarbonylamino group, or an optionally substituted alkoxycarbonylamino group.
In formulas (2e) and (1-2), R 3 is independently a hydrogen atom, -CH 3 , -OCH 3 , -CF 3 , -F or -COOCH 3 , and R 5 is independent. Then, it is a hydrogen atom, -CH 3 , -OCH 3 , -CF 3 , -F or -COOCH 3 , where a is an integer of 0 to 2 and b is an integer of 0 to 2.
In formulas (2e) and (1-2), X is an alkylene having 1 to 12 carbon atoms, and one or more non-adjacent ones or more of − (CH 2 ) 2 − of the alkylene are −O− and −NH. It may be replaced by any of −, where c is an integer from 0 to 2, and R 4 is independently a hydrogen atom, −CH 3 , −OCH 3 , −CF 3 , or −F, respectively.
In formulas (2e) and (1-2), a group whose bond position is not fixed to any of the carbon atoms constituting the ring indicates that the bond position in the ring is arbitrary.
In the reaction of steps 2-3, the azobenzene derivative represented by the formula (1-2) can be produced in good yield by using the method suitable for R 9 in the formula (2e). For details, the above steps 1-3 can be referred to.

<ポリマーの種類>
本発明で液晶配向剤に用いるポリマーは、原料として式(1)で表される化合物の少なくとも1つを含むポリアミック酸、ポリイミド、部分ポリイミド、ポリアミック酸エステル、ポリアミック酸−ポリアミドコポリマー、およびポリアミドイミドからなる群から選ばれる少なくとも1つである。本明細書中では、ポリイミド、部分ポリイミド、ポリアミック酸エステル、ポリアミック酸−ポリアミドコポリマー、およびポリアミドイミドを、ポリアミック酸誘導体と称することもある。
<Type of polymer>
The polymer used as the liquid crystal alignment agent in the present invention is composed of polyamic acid, polyimide, partial polyimide, polyamic acid ester, polyamic acid-polyamide copolymer, and polyamideimide containing at least one of the compounds represented by the formula (1) as a raw material. At least one selected from the group of In the present specification, polyimide, partial polyimide, polyamic acid ester, polyamic acid-polyamide copolymer, and polyamideimide may be referred to as polyamic acid derivatives.

以下に、ポリアミック酸およびポリアミック酸誘導体について詳細を説明する。 The details of the polyamic acid and the polyamic acid derivative will be described below.

ここで、ポリアミック酸は、式(DI)で表されるジアミン類と式(AN)で表されるテトラカルボン酸二無水物との重合反応により合成されるポリマーであり、式(PAA)で表される構成単位を有する。ポリアミック酸を含む液晶配向剤は、液晶配向膜を形成させる工程で加熱焼成すると、ポリアミック酸がイミド化され、式(PI)で表される構成単位を有するポリイミド液晶配向膜を形成することができる。

Figure 2021071717

Figure 2021071717
Here, the polyamic acid is a polymer synthesized by a polymerization reaction between a diamine represented by the formula (DI) and a tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (AN), and is represented by the formula (PAA). Has a structural unit to be. When the liquid crystal alignment agent containing the polyamic acid is heated and fired in the step of forming the liquid crystal alignment film, the polyamic acid is imidized, and a polyimide liquid crystal alignment film having a structural unit represented by the formula (PI) can be formed. ..

Figure 2021071717

Figure 2021071717

式(AN)、式(PAA)、および式(PI)において、Xは4価の有機基である。式(DI)、式(PAA)、および式(PI)において、Xは2価の有機基である。Xにおける4価の有機基の好ましい範囲と具体例については、下記の既知のテトラカルボン酸二無水物の欄に記載したテトラカルボン酸二無水物の対応する構造を参照することができる。Xにおける2価の有機基の好ましい範囲と具体例については、式(1)または下記の既知のジアミン類の欄に記載したジアミンまたはジヒドラジドの対応する構造についての記載を参照することができる。 In formula (AN), formula (PAA), and formula (PI), X 1 is a tetravalent organic group. In formula (DI), formula (PAA), and formula (PI), X 2 is a divalent organic group. For the preferred range and specific examples of the tetravalent organic group in X 1 , the corresponding structure of the tetracarboxylic dianhydride described in the column of known tetracarboxylic dianhydride below can be referred to. The preferred ranges and examples of the divalent organic group represented by X 2, can be referred to for the corresponding structure of the diamine or dihydrazide described in the column of the formula (1) or a known diamines below.

ポリアミック酸誘導体は、ポリアミック酸の一部分を他の原子または原子団に置き換えて特性を改変した化合物であり、特に液晶配向剤に用いる溶剤への溶解性を高くしたものであることが好ましい。このようなポリアミック酸誘導体としては、具体的には1)ポリアミック酸のすべてのアミノ基とカルボキシル基とが脱水閉環反応したポリイミド、2)部分的に脱水閉環反応した部分ポリイミド、3)ポリアミック酸のカルボキシル基がエステルに変換されたポリアミック酸エステル、4)テトラカルボン酸二無水物化合物に含まれる酸二無水物の一部を有機ジカルボン酸に置き換えて反応させて得られたポリアミック酸−ポリアミドコポリマー、さらに5)該ポリアミック酸−ポリアミドコポリマーの一部または全部を脱水閉環反応させたポリアミドイミドが挙げられる。これらの誘導体のうち、例えばポリイミドとしては、上記式(PI)で表される構成単位を有するものを挙げることができ、ポリアミック酸エステルとしては、下記式(PAE)で表される構成単位を有するものを挙げることができる。

Figure 2021071717

式(PAE)において、Xは4価の有機基であり、Xは2価の有機基であり、Yはアルキル基である。X、Xの好ましい範囲と具体例については、式(PAA)におけるX、Xについての記載を参照することができる。Yにおいては、炭素数1〜6の直鎖状または分岐状のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、またはターシャリーブチル基がより好ましい。 The polyamic acid derivative is a compound in which a part of the polyamic acid is replaced with another atom or atomic group to modify its properties, and it is particularly preferable that the polyamic acid derivative has high solubility in a solvent used for a liquid crystal alignment agent. Specific examples of such a polyamic acid derivative include 1) a polyimide in which all amino groups and carboxyl groups of a polyamic acid undergo a dehydration ring closure reaction, 2) a partial polyimide in which a partial dehydration ring closure reaction occurs, and 3) a polyamic acid. Polyamic acid ester in which the carboxyl group is converted to an ester, 4) Polyamic acid-polyimide copolymer obtained by replacing a part of the acid dianhydride contained in the tetracarboxylic acid dianhydride compound with an organic dicarboxylic acid and reacting. Further, 5) Polyimideimide obtained by dehydrating and ring-closing a part or all of the polyamic acid-polyimide copolymer can be mentioned. Among these derivatives, for example, polyimide may have a structural unit represented by the above formula (PI), and polyamic acid ester may have a structural unit represented by the following formula (PAE). I can mention things.

Figure 2021071717

In formula (PAE), X 1 is a tetravalent organic group, X 2 is a divalent organic group, and Y is an alkyl group. The preferred ranges and examples of X 1, X 2, can be referred to for X 1, X 2 in the formula (PAA). In Y, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is preferable, and a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, or a tertiary butyl group is more preferable.

ポリアミック酸は、テトラカルボン酸二無水物類と、ジアミン類との重合反応による反応生成物として得ることができる。テトラカルボン酸二無水物類の説明と好ましい範囲、具体例については、下記のテトラカルボン酸二無水物類の欄の記載を参照することができる。ジアミン類の説明と好ましい範囲、具体例については、下記のジアミン類の欄の記載を参照することができる。
ポリアミック酸の合成に用いる、テトラカルボン酸二無水物類およびジアミン類は、それぞれ1種類であっても2種類以上であってもよい。ジアミン類の少なくとも1つに、式(1)で表される化合物を用いることで、本発明のポリアミック酸を得ることができる。
The polyamic acid can be obtained as a reaction product by a polymerization reaction between tetracarboxylic dianhydrides and diamines. For a description of the tetracarboxylic dianhydrides, a preferable range, and specific examples, the description in the column of tetracarboxylic dianhydrides below can be referred to. For a description of diamines, a preferable range, and specific examples, the description in the column of diamines below can be referred to.
The tetracarboxylic dianhydrides and diamines used in the synthesis of the polyamic acid may be one type or two or more types, respectively. The polyamic acid of the present invention can be obtained by using a compound represented by the formula (1) for at least one of the diamines.

前述の本発明のポリアミック酸を、ポリアミック酸誘導体であるポリイミドとする場合には、得られたポリアミック酸溶液を、脱水剤である無水酢酸、無水プロピオン酸、無水トリフルオロ酢酸などの酸無水物、および脱水閉環触媒であるトリエチルアミン、ピリジン、コリジンなどの三級アミンとともに、温度20〜150℃でイミド化反応させることにより、ポリイミドを得ることができる。あるいは、得られたポリアミック酸溶液から多量の貧溶媒(メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール系溶媒やグリコール系溶媒)を用いてポリアミック酸を析出させ、析出させたポリアミック酸を、トルエン、キシレン等の溶媒中で、上記の脱水剤および脱水閉環触媒とともに、温度20〜150℃でイミド化反応させることにより、ポリイミドを得ることもできる。 When the above-mentioned polyamic acid of the present invention is a polyimide which is a polyamic acid derivative, the obtained polyamic acid solution is an acid anhydride such as acetic anhydride, propionic anhydride, or trifluoroacetic anhydride which is a dehydrating agent. Polyimide can be obtained by subjecting it to an imidization reaction at a temperature of 20 to 150 ° C. with a tertiary amine such as triethylamine, pyridine, or colidin which is a dehydration ring-closing catalyst. Alternatively, a large amount of poor solvent (alcohol-based solvent such as methanol, ethanol, isopropanol, or glycol-based solvent) is used to precipitate the polyamic acid from the obtained polyamic acid solution, and the precipitated polyamic acid is prepared from toluene, xylene, etc. Polyimide can also be obtained by subjecting it to an imidization reaction at a temperature of 20 to 150 ° C. in a solvent together with the above-mentioned dehydrating agent and dehydration ring-closing catalyst.

前記イミド化反応において、脱水剤と脱水閉環触媒の割合は、0.1〜10(モル比)であることが好ましい。脱水剤と脱水閉環触媒の合計使用量は、当該ポリアミック酸の合成に使用したテトラカルボン酸二無水物のモル量の合計に対して1.5〜10倍モルであることが好ましい。このイミド化反応に用いる脱水剤、触媒量、反応温度および反応時間を調整することによって、イミド化の程度を制御することができ、これによりポリアミック酸の一部のみがイミド化した部分ポリイミドを得ることができる。得られたポリイミドは、反応に用いた溶剤と分離し、他の溶剤に再溶解させて液晶配向剤として使用することもできるし、あるいは溶剤と分離することなく液晶配向剤として使用することもできる。 In the imidization reaction, the ratio of the dehydrating agent to the dehydration ring closure catalyst is preferably 0.1 to 10 (molar ratio). The total amount of the dehydrating agent and the dehydrating ring-closing catalyst is preferably 1.5 to 10 times the total molar amount of the tetracarboxylic dianhydride used for the synthesis of the polyamic acid. The degree of imidization can be controlled by adjusting the dehydrating agent, the amount of catalyst, the reaction temperature and the reaction time used in this imidization reaction, thereby obtaining a partial polyimide in which only a part of the polyamic acid is imidized. be able to. The obtained polyimide can be separated from the solvent used in the reaction and redissolved in another solvent to be used as a liquid crystal alignment agent, or can be used as a liquid crystal alignment agent without being separated from the solvent. ..

ポリアミック酸エステルは、ポリアミック酸と水酸基含有化合物、ハロゲン化物、エポキシ基含有化合物等とを反応させることにより合成する方法や、テトラカルボン酸二無水物から誘導されるテトラカルボン酸ジエステルもしくはテトラカルボン酸ジエステルジクロライドと、ジアミン類とを反応させることにより合成する方法により得ることができる。テトラカルボン酸二無水物から誘導されるテトラカルボン酸ジエステルは、例えばテトラカルボン酸二無水物を2当量のアルコールと反応させ開環させて得ることができ、テトラカルボン酸ジエステルジクロライドは、テトラカルボン酸ジエステルを2当量の塩素化剤(例えば塩化チオニルなど)と反応させることで得ることができる。なお、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。ジアミン類の少なくとも1つに、式(1)で表される化合物を用いることで、本発明のポリアミック酸エステルを得ることができる。 The polyamic acid ester can be synthesized by reacting a polyamic acid with a hydroxyl group-containing compound, a halide, an epoxy group-containing compound, or the like, or a tetracarboxylic dianhydride or a tetracarboxylic dianester derived from a tetracarboxylic dianhydride. It can be obtained by a method of synthesizing by reacting dichloride with diamines. The tetracarboxylic dianester derived from the tetracarboxylic dianhydride can be obtained, for example, by reacting the tetracarboxylic dianhydride with 2 equivalents of an alcohol to open the ring, and the tetracarboxylic dianester dichloride is a tetracarboxylic acid. It can be obtained by reacting the diester with 2 equivalents of a chlorinating agent (eg thionyl chloride). The polyamic acid ester may have only an amic acid ester structure, or may be a partial esterified product in which an amic acid structure and an amic acid ester structure coexist. The polyamic acid ester of the present invention can be obtained by using a compound represented by the formula (1) for at least one of the diamines.

式(1)で表される化合物を原料に用いたポリアミック酸またはその誘導体は、ポリイミドの膜の形成に用いられる公知のポリアミック酸またはその誘導体と同様に製造することができる。
テトラカルボン酸二無水物類の総仕込み量は、ジアミン類の合計1モルに対して、0.9〜1.1モルとすることが好ましい。
A polyamic acid or a derivative thereof using the compound represented by the formula (1) as a raw material can be produced in the same manner as a known polyamic acid or a derivative thereof used for forming a polyimide film.
The total amount of tetracarboxylic dianhydride charged is preferably 0.9 to 1.1 mol with respect to 1 mol of the total diamines.

本発明の液晶配向剤はこれらのポリアミック酸、ポリアミック酸エステルおよびこれらをイミド化して得られるポリイミドのうちの1種類のみを含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。 The liquid crystal alignment agent of the present invention may contain only one of these polyamic acids, polyamic acid esters, and a polyimide obtained by imidizing them, or may contain two or more of them.

本発明のポリアミック酸またはその誘導体の分子量は、ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)で、5,000〜500,000であることが好ましく、5,000〜50,000であることがより好ましい。ポリアミック酸またはその誘導体の分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法による測定から求めることができる。 The molecular weight of the polyamic acid or its derivative of the present invention is preferably 5,000 to 500,000, more preferably 5,000 to 50,000, in terms of polystyrene-equivalent weight average molecular weight (Mw). The molecular weight of a polyamic acid or a derivative thereof can be determined by measurement by a gel permeation chromatography (GPC) method.

本発明のポリアミック酸またはその誘導体は、多量の貧溶剤で沈殿させて得られる固形分をIR(赤外分光法)、NMR(核磁気共鳴分析)で分析することによりその存在を確認することができる。またKOHやNaOH等の強アルカリの水溶液による前記ポリアミック酸またはその誘導体の分解物の有機溶剤による抽出物をGC(ガスクロマトグラフィ)、HPLC(高速液体クロマトグラフィ)またはGC−MS(ガスクロマトグラフィ質量分析法)で分析することにより、使用されているモノマーを確認することができる。 The existence of the polyamic acid or its derivative of the present invention can be confirmed by analyzing the solid content obtained by precipitating with a large amount of poor solvent by IR (infrared spectroscopy) and NMR (nuclear magnetic resonance analysis). it can. Further, the extract of the decomposition product of the polyamic acid or its derivative by an aqueous solution of a strong alkali such as KOH or NaOH by an organic solvent is obtained by GC (gas chromatography), HPLC (high performance liquid chromatography) or GC-MS (gas chromatography mass spectrometry). By analyzing with, the monomer used can be confirmed.

テトラカルボン酸二無水物類
本発明のポリマーの原料に用いるテトラカルボン酸二無水物類としては、公知のテトラカルボン酸二無水物類から制限されることなく選択することができる。
Tetracarboxylic dianhydrides The tetracarboxylic dianhydrides used as the raw material of the polymer of the present invention can be selected from known tetracarboxylic dianhydrides without limitation.

以下にテトラカルボン酸二無水物の例を挙げる。これらのテトラカルボン酸二無水物をテトラカルボン酸ジエステルやテトラカルボン酸ジエステルジクロライドに誘導して、ポリマーの原料に用いてもよい。 Examples of tetracarboxylic dianhydrides are given below. These tetracarboxylic dianhydrides may be derived into a tetracarboxylic dianhydride or a tetracarboxylic dianhydride dichloride and used as a raw material for a polymer.

このようなテトラカルボン酸二無水物は、芳香環に直接ジカルボン酸無水物が結合した芳香族系(複素芳香環系を含む)、および芳香環に直接ジカルボン酸無水物が結合していない脂肪族系(複素環系を含む)の何れの群に属するものであってもよい。 Such tetracarboxylic acid dianhydrides include aromatic systems (including heteroaromatic ring systems) in which the dicarboxylic acid anhydride is directly bonded to the aromatic ring, and aliphatic groups in which the dicarboxylic acid anhydride is not directly bonded to the aromatic ring. It may belong to any group of systems (including heterocyclic systems).

このようなテトラカルボン酸二無水物の例として、以下の式(AN−1)〜式(AN−9)、式(AN−11)、式(AN−15)、式(AN−10−1)、式(AN−10−2)、および式(AN−16−1)〜式(AN−16−15)で表される化合物が挙げられる。 Examples of such tetracarboxylic dianhydrides include the following formulas (AN-1) to (AN-9), formulas (AN-11), formulas (AN-15), and formulas (AN-10-1). ), Formulas (AN-10-2), and compounds represented by formulas (AN-16-1) to formulas (AN-16-15).

[式(AN−1)で表されるテトラカルボン酸二無水物]

Figure 2021071717

式(AN−1)において、G11は単結合、炭素数1〜12のアルキレン基、1,4−フェニレン基、または1,4−シクロヘキシレン基である。X11は独立して単結合または−CH−である。G12は独立して下記の3価の基のいずれかである。

Figure 2021071717

12が>CH−であるとき、>CH−の水素原子はメチル基で置換されていてもよい。G12が>N−であるとき、G11は単結合および−CH−であることはなく、X11は単結合であることはない。R11は水素原子またはメチル基である。 [Tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (AN-1)]

Figure 2021071717

In formula (AN-1), G 11 is a single bond, an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, a 1,4-phenylene group, or a 1,4-cyclohexylene group. X 11 is independently single-bonded or -CH 2- . G 12 is independently one of the following trivalent groups.

Figure 2021071717

When G 12 is> CH-, the hydrogen atom of> CH- may be substituted with a methyl group. When G 12 is> N-, G 11 is not single-bonded and -CH 2- , and X 11 is not single-bonded. R 11 is a hydrogen atom or a methyl group.

式(AN−1)で表されるテトラカルボン酸二無水物の例としては、下記の式(AN−1−1)〜式(AN−1−15)で表される化合物を挙げることができる。

Figure 2021071717

式(AN−1−2)および(AN−1−14)において、mはそれぞれ独立して1〜12の整数である。 Examples of the tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (AN-1) include compounds represented by the following formulas (AN-1-1) to (AN-1-15). ..

Figure 2021071717

In the formulas (AN-1-2) and (AN-1-14), m is an integer of 1 to 12 independently.

[式(AN−2)で表されるテトラカルボン酸二無水物]

Figure 2021071717

式(AN−2)において、R61は独立して、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基、またはフェニル基である。 [Tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (AN-2)]

Figure 2021071717

In formula (AN-2), R 61 is independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a phenyl group.

式(AN−2)で表されるテトラカルボン酸二無水物の例としては、下記の式(AN−2−1)〜式(AN−2−3)で表される化合物を挙げることができる。

Figure 2021071717
Examples of the tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (AN-2) include compounds represented by the following formulas (AN-2-1) to (AN-2-3). ..

Figure 2021071717

[式(AN−3)で表されるテトラカルボン酸二無水物]

Figure 2021071717

式(AN−3)において、環A11はシクロヘキサン環またはベンゼン環である。 [Tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (AN-3)]

Figure 2021071717

In formula (AN-3), ring A 11 is a cyclohexane ring or a benzene ring.

式(AN−3)で表されるテトラカルボン酸二無水物の例としては、下記の式(AN−3−1)、式(AN−3−2)で表される化合物を挙げることができる。

Figure 2021071717
Examples of the tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (AN-3) include compounds represented by the following formulas (AN-3-1) and (AN-3-2). ..

Figure 2021071717

[式(AN−4)で表されるテトラカルボン酸二無水物]

Figure 2021071717

式(AN−4)において、G13は単結合、−(CH−、−O−、−S−、−C(CH−、−SO−、−CO−、−C(CF−、または下記式(G13−1)で表される2価の基であり、mは1〜12の整数である。環A11はそれぞれ独立してシクロヘキサン環またはベンゼン環である。G13は環A11の任意の位置に結合してよい。

Figure 2021071717

式(G13−1)において、G13aおよびG13bはそれぞれ独立して、単結合、−O−、−CONH−、または−NHCO−で表される2価の基である。フェニレン基は、1,4−フェニレン基または1,3−フェニレン基であることが好ましい。 [Tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (AN-4)]

Figure 2021071717

In formula (AN-4), G 13 is a single bond,-(CH 2 ) m- , -O-, -S-, -C (CH 3 ) 2- , -SO 2- , -CO-, -C. (CF 3 ) 2- or a divalent group represented by the following formula (G13-1), and m is an integer of 1 to 12. Ring A 11 is independently a cyclohexane ring or a benzene ring. G 13 may be coupled to any position on ring A 11.

Figure 2021071717

In formula (G13-1), G 13a and G 13b are independently divalent groups represented by single bonds, -O-, -CONH-, or -NHCO-, respectively. The phenylene group is preferably a 1,4-phenylene group or a 1,3-phenylene group.

式(AN−4)で表されるテトラカルボン酸二無水物の例としては、下記の式(AN−4−1)〜式(AN−4−31)で表される化合物を挙げることができる。

Figure 2021071717

Figure 2021071717

式(AN−4−17)において、mは1〜12の整数である。 Examples of the tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (AN-4) include compounds represented by the following formulas (AN-4-1) to (AN-4-31). ..

Figure 2021071717

Figure 2021071717

In equation (AN-4-17), m is an integer of 1-12.


Figure 2021071717

Figure 2021071717

Figure 2021071717

Figure 2021071717

[式(AN−5)で表されるテトラカルボン酸二無水物]

Figure 2021071717

式(AN−5)において、R11は独立して水素原子またはメチル基である。2つのR11のうちベンゼン環におけるR11は、ベンゼン環の置換可能な位置のいずれかに結合する。 [Tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (AN-5)]

Figure 2021071717

In formula (AN-5), R 11 is independently a hydrogen atom or a methyl group. Of the two R 11 , R 11 on the benzene ring binds to any of the substitutable positions on the benzene ring.

式(AN−5)で表されるテトラカルボン酸二無水物の例としては、下記の式(AN−5−1)〜式(AN−5−3)で表される化合物を挙げることができる。

Figure 2021071717
Examples of the tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (AN-5) include compounds represented by the following formulas (AN-5-1) to (AN-5-3). ..

Figure 2021071717

[式(AN−6)で表されるテトラカルボン酸二無水物]

Figure 2021071717

式(AN−6)において、X11は独立して単結合または−CH−である。X12は−CH−、−CHCH−または−CH=CH−である。nは1または2である。nが2であるとき、2つのX12は互いに同一であっても異なっていてもよい。 [Tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (AN-6)]

Figure 2021071717

In formula (AN-6), X 11 is independently single bond or −CH 2− . X 12 is -CH 2 -, - CH 2 CH 2 - or -CH = CH-. n is 1 or 2. when n is 2, two X 12 may be the being the same or different.

式(AN−6)で表されるテトラカルボン酸二無水物の例としては、下記の式(AN−6−1)〜式(AN−6−12)で表される化合物を挙げることができる。

Figure 2021071717
Examples of the tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (AN-6) include compounds represented by the following formulas (AN-6-1) to (AN-6-12). ..

Figure 2021071717

[式(AN−7)で表されるテトラカルボン酸二無水物]

Figure 2021071717

式(AN−7)において、X11は単結合または−CH−である。 [Tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (AN-7)]

Figure 2021071717

In formula (AN-7), X 11 is a single bond or −CH 2− .

式(AN−7)で表されるテトラカルボン酸二無水物の例としては、下記の式(AN−7−1)、式(AN−7−2)で表される化合物を挙げることができる。

Figure 2021071717
Examples of the tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (AN-7) include compounds represented by the following formulas (AN-7-1) and (AN-7-2). ..

Figure 2021071717

[式(AN−8)で表されるテトラカルボン酸二無水物]

Figure 2021071717

式(AN−8)において、X11は単結合または−CH−である。R12は水素原子、メチル基、エチル基、またはフェニル基である。環A12はシクロヘキサン環またはシクロヘキセン環である。 [Tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (AN-8)]

Figure 2021071717

In equation (AN-8), X 11 is a single bond or −CH 2− . R 12 is a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or a phenyl group. Ring A 12 is a cyclohexane ring or cyclohexene ring.

式(AN−8)で表されるテトラカルボン酸二無水物の例としては、下記の式(AN−8−1)、式(AN−8−2)で表される化合物を挙げることができる。

Figure 2021071717
Examples of the tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (AN-8) include compounds represented by the following formulas (AN-8-1) and (AN-8-2). ..

Figure 2021071717

[式(AN−9)で表されるテトラカルボン酸二無水物]

Figure 2021071717

式(AN−9)において、rはそれぞれ独立して0または1である。 [Tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (AN-9)]

Figure 2021071717

In equation (AN-9), r is independently 0 or 1, respectively.

式(AN−9)で表されるテトラカルボン酸二無水物の例としては、下記の式(AN−9−1)〜式(AN−9−3)で表される化合物を挙げることができる。

Figure 2021071717
Examples of the tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (AN-9) include compounds represented by the following formulas (AN-9-1) to (AN-9-3). ..

Figure 2021071717

[式(AN−10−1)および式(AN−10−2)で表されるテトラカルボン酸二無水物]

Figure 2021071717
[Tetracarboxylic dianhydride represented by the formulas (AN-10-1) and (AN-10-2)]

Figure 2021071717

[式(AN−11)で表されるテトラカルボン酸二無水物]

Figure 2021071717

式(AN−11)において、環A11は独立してシクロヘキサン環またはベンゼン環である。 [Tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (AN-11)]

Figure 2021071717

In formula (AN-11), ring A 11 is independently a cyclohexane ring or a benzene ring.

式(AN−11)で表されるテトラカルボン酸二無水物の例としては、下記の式(AN−11−1)〜式(AN−11−3)で表される化合物を挙げることができる。

Figure 2021071717
Examples of the tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (AN-11) include compounds represented by the following formulas (AN-11-1) to (AN-11-3). ..

Figure 2021071717

[式(AN−12)で表されるテトラカルボン酸二無水物]

Figure 2021071717

式(AN−12)において、環A11はそれぞれ独立してシクロヘキサン環またはベンゼン環である。 [Tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (AN-12)]

Figure 2021071717

In formula (AN-12), ring A 11 is independently a cyclohexane ring or a benzene ring, respectively.

式(AN−12)で表されるテトラカルボン酸二無水物の例としては、下記の式(AN−12−1)〜式(AN−12−3)で表される化合物を挙げることができる。

Figure 2021071717
Examples of the tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (AN-12) include compounds represented by the following formulas (AN-12-1) to (AN-12-3). ..

Figure 2021071717

[式(AN−15)で表されるテトラカルボン酸二無水物]

Figure 2021071717

式(AN−15)において、wは1〜10の整数である。 [Tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (AN-15)]

Figure 2021071717

In equation (AN-15), w is an integer of 1-10.

式(AN−15)で表されるテトラカルボン酸二無水物の例としては、下記の式(AN−15−1)〜式(AN−15−3)で表される化合物を挙げることができる。

Figure 2021071717
Examples of the tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (AN-15) include compounds represented by the following formulas (AN-15-1) to (AN-15-3). ..

Figure 2021071717

上記以外のテトラカルボン酸二無水物として、下記の式(AN−16−1)〜式(AN−16−15)で表される化合物が挙げられる。

Figure 2021071717
Examples of the tetracarboxylic dianhydride other than the above include compounds represented by the following formulas (AN-16-1) to (AN-16-15).

Figure 2021071717

上記テトラカルボン酸二無水物において、後述する液晶配向膜の各特性を向上させる好適な材料について述べる。液晶配向性をさらに向上させることを重視する場合には、式(AN−1−2)、式(AN−4−17)、式(AN−4−21)、または式(AN−4−29)で表される化合物がより好ましく、式(AN−1−2)においては、m=4〜8が好ましく、式(AN−4−17)においては、m=4〜8が好ましい。 In the above tetracarboxylic dianhydride, a suitable material for improving each property of the liquid crystal alignment film described later will be described. When it is important to further improve the liquid crystal orientation, the formula (AN-1-2), the formula (AN-4-17), the formula (AN-4-21), or the formula (AN-4-29) is used. ) Is more preferable, m = 4 to 8 is preferable in the formula (AN-1-2), and m = 4 to 8 is preferable in the formula (AN-4-17).

液晶表示素子の透過率を向上させることを重視する場合には、式(AN−1−1)、式(AN−1−2)、式(AN−2−1)、式(AN−3−1)、式(AN−4−17)、式(AN−4−30)、式(AN−5−1)、式(AN−7−2)、式(AN−10−1)、式(AN−16−3)、または式(AN−16−4)で表される化合物が好ましく、中でも式(AN−1−2)においては、m=4または8が好ましく、式(AN−4−17)においては、m=4〜8が好ましく、m=8がより好ましい。 When it is important to improve the transmittance of the liquid crystal display element, the formula (AN-1-1), the formula (AN-1-2), the formula (AN-2-1), and the formula (AN-3-3) 1), formula (AN-4-17), formula (AN-4-30), formula (AN-5-1), formula (AN-7-2), formula (AN-10-1), formula (AN-10-1) The compound represented by AN-16-3) or the formula (AN-16-4) is preferable, and in the formula (AN-1-2), m = 4 or 8 is preferable, and the formula (AN-4-4) is preferable. In 17), m = 4 to 8 is preferable, and m = 8 is more preferable.

液晶表示素子のVHRを向上させることを重視する場合には、式(AN−1−1)、式(AN−1−2)、式(AN−3−1)、式(AN−4−17)、式(AN−4−30)、式(AN−7−2)、式(AN−10−1)、式(AN−16−3)、式(AN−16−4)、または式(AN−2−1)で表される化合物が好ましく、式(AN−1−2)においては、m=4または8が好ましく、式(AN−4−17)においては、m=4、または8が好ましく、m=8がより好ましい。 When it is important to improve the VHR of the liquid crystal display element, the formula (AN-1-1), the formula (AN-1-2), the formula (AN-3-1), the formula (AN-4-17) ), Equation (AN-4-30), Equation (AN-7-2), Equation (AN-10-1), Equation (AN-16-3), Equation (AN-16-4), or Equation (AN-16-4). The compound represented by AN-2-1) is preferable, m = 4 or 8 is preferable in the formula (AN-1-2), and m = 4 or 8 in the formula (AN-4-17). Is preferable, and m = 8 is more preferable.

液晶配向膜の体積抵抗値を低下させることにより、液晶配向膜中の残留電荷(残留DC)の緩和速度を向上させることが、焼き付きを防ぐ方法の1つとして有効である。この目的を重視する場合には、式(AN−1−13)、式(AN−3−2)、式(AN−4−21)、式(AN−4−29)、または式(AN−11−3)で表される化合物が好ましい。 Improving the relaxation rate of the residual charge (residual DC) in the liquid crystal alignment film by reducing the volume resistance value of the liquid crystal alignment film is effective as one of the methods for preventing seizure. When this purpose is emphasized, the formula (AN-1-13), the formula (AN-3-2), the formula (AN-4-21), the formula (AN-4-29), or the formula (AN-) The compound represented by 11-3) is preferable.

ジアミン類
本発明のポリマーの原料に用いる、式(1)で表される化合物以外のジアミン類としては、公知のジアミン類から制限されることなく選択することができる。
Diamines Diamines other than the compound represented by the formula (1) used as a raw material for the polymer of the present invention can be selected from known diamines without limitation.

ジアミンはその構造によって2種類に分けることができる。即ち、2つのアミノ基を結ぶ骨格を主鎖として見たときに、主鎖から分岐する基、即ち側鎖基を有するジアミンと側鎖基を持たないジアミンである。以下の説明では、このような側鎖基を有するジアミンを側鎖型ジアミンと称することがある。そして、このような側鎖基を持たないジアミンを非側鎖型ジアミンと称することがある。この側鎖基はプレチルト角を大きくする効果を有する基である。
非側鎖型ジアミンと側鎖型ジアミンを適切に使い分けることにより、それぞれに必要なプレチルト角に対応することができる。
Diamines can be divided into two types according to their structure. That is, when the skeleton connecting two amino groups is viewed as a main chain, it is a group branched from the main chain, that is, a diamine having a side chain group and a diamine having no side chain group. In the following description, a diamine having such a side chain group may be referred to as a side chain type diamine. A diamine that does not have such a side chain group may be referred to as a non-side chain diamine. This side chain group is a group having an effect of increasing the pretilt angle.
By properly using the non-side chain diamine and the side chain diamine properly, it is possible to correspond to the pretilt angle required for each.

側鎖型ジアミンは、本発明の特性を損なわない程度に併用するのが好ましい。また側鎖型ジアミンおよび非側鎖型ジアミンについて、液晶に対する垂直配向性、VHR、および残像特性等の特性を向上させる目的で取捨選択して使用することが好ましい。 The side chain diamine is preferably used in combination to the extent that the characteristics of the present invention are not impaired. Further, it is preferable to select and use the side-chain type diamine and the non-side-chain type diamine for the purpose of improving the characteristics such as vertical orientation with respect to the liquid crystal, VHR, and afterimage characteristics.

既知の側鎖を有さないジアミンを以下の式(DI−1)〜(DI−16)に示す。

Figure 2021071717

上記の式(DI−1)において、G20は、−CH−または式(DI−1−a)で表される基である。G20が−CH−であるとき、m個の−CH−の少なくとも1つは−NH−、−O−に置き換えられてもよく、m個の−CH−の少なくとも1つの水素原子は水酸基またはメチル基で置換されてもよい。mは1〜12の整数である。DI−1におけるmが2以上であるとき、複数のG20は互いに同一であっても異なっていてもよい。ただし、G20が式(DI−1−a)であるとき、mは1である。

Figure 2021071717

式(DI−1−a)において、vはそれぞれ独立して1〜6の整数である。 Diamines having no known side chain are shown in the following formulas (DI-1) to (DI-16).

Figure 2021071717

In the above formula (DI-1), G 20 is a group represented by −CH 2- or the formula (DI-1-a). When it is, m number of -CH 2 - - G 20 is -CH 2 At least one of -NH -, - may be replaced by O-, m-number of -CH 2 - at least one hydrogen atom May be substituted with a hydroxyl group or a methyl group. m is an integer of 1-12. When m in DI-1 is 2 or more, the plurality of G 20s may be the same or different from each other. However, when G 20 is the equation (DI-1-a), m is 1.

Figure 2021071717

In the formula (DI-1-a), v is an integer of 1 to 6 independently.

式(DI−3)、式(DI−6)および式(DI−7)において、G21は独立して単結合、−NH−、−NCH−、−O−、−S−、−S−S−、−SO−、−CO−、−COO−、−CONCH−、−CONH−、−C(CH−、−C(CF−、−(CH−、−O−(CH−O−、−N(CH)−(CH−N(CH)−、−(O−C−O−、−O−CH−C(CF−CH−O−、−O−CO−(CH−CO−O−、−CO−O−(CH−O−CO−、−(CH−NH−(CH−、−CO−(CH−NH−(CH−、−(NH−(CH−NH−、−CO−C−(NH−C−CO−、または−S−(CH−S−であり、mは独立して1〜12の整数であり、kは1〜5の整数であり、nは1または2である。式(DI−4)において、sは独立して0〜2の整数である。 In equations (DI-3), (DI-6) and (DI-7), G 21 is independently single-bonded, -NH-, -NCH 3- , -O-, -S-, -S. -S-, -SO 2- , -CO-, -COO-, -CONCH 3- , -CONH-, -C (CH 3 ) 2- , -C (CF 3 ) 2 -,-(CH 2 ) m -, -O- (CH 2 ) m- O-, -N (CH 3 )-(CH 2 ) k- N (CH 3 )-,-( OC 2 H 4 ) m- O-, -O -CH 2 -C (CF 3) 2 -CH 2 -O -, - O-CO- (CH 2) m -CO-O -, - CO-O- (CH 2) m -O-CO -, - (CH 2) m -NH- (CH 2) m -, - CO- (CH 2) k -NH- (CH 2) k -, - (NH- (CH 2) m) k -NH -, - CO -C 3 H 6- (NH-C 3 H 6 ) n- CO-, or -S- (CH 2 ) m -S-, m is an integer of 1 to 12 independently, and k is 1. It is an integer of ~ 5, and n is 1 or 2. In equation (DI-4), s is an independently integer of 0-2.

式(DI−5)において、G33は単結合、−NH−、−NCH−、−O−、−S−、−S−S−、−SO−、−CO−、−COO−、−CONCH−、−CONH−、−C(CH−、−C(CF−、−(CH−、−O−(CH−O−、−N(CH)−(CH−N(CH)−、−(O−C−O−、−O−CH−C(CF−CH−O−、−O−CO−(CH−CO−O−、−CO−O−(CH−O−CO−、−(CH−NH−(CH−、−CO−(CH−NH−(CH−、−(NH−(CH−NH−、−CO−C−(NH−C−CO−、または−S−(CH−S−、−N(Boc)−(CH−N(Boc)−、−NH−(CH−N(Boc)−、−N(Boc)−(CH−、−(CH−N(Boc)−CONH−(CH−、−(CH−N(Boc)−(CH−、下記式(DI−5−a)または下記式(DI−5−b)で表される基であり、mは独立して1〜12の整数であり、kは1〜5の整数であり、eは2〜10の整数であり、nは1または2である。Bocはt−ブトキシカルボニル基である。 In formula (DI-5), G 33 is a single bond, -NH-, -NCH 3- , -O-, -S-, -S-S-, -SO 2-, -CO-, -COO-, -CONCH 3- , -CONH-, -C (CH 3 ) 2- , -C (CF 3 ) 2 -,-(CH 2 ) m- , -O- (CH 2 ) m- O-, -N ( CH 3 )-(CH 2 ) k- N (CH 3 )-,-( OC 2 H 4 ) m -O-, -O-CH 2- C (CF 3 ) 2- CH 2-O-, -O-CO- (CH 2) m -CO-O -, - CO-O- (CH 2) m -O-CO -, - (CH 2) m -NH- (CH 2) m -, - CO - (CH 2) k -NH- ( CH 2) k -, - (NH- (CH 2) m) k -NH -, - CO-C 3 H 6 - (NH-C 3 H 6) n -CO -, -S- (CH 2 ) m -S-, -N (Boc)-(CH 2 ) e- N (Boc)-, -NH- (CH 2 ) e- N (Boc)-, -N (Boc)-(CH 2 ) e -,-(CH 2 ) m- N (Boc) -CONH- (CH 2 ) m -,-(CH 2 ) m- N (Boc)-(CH 2 ) m- , Is a group represented by the following formula (DI-5a) or the following formula (DI-5b), m is an integer of 1 to 12 independently, and k is an integer of 1 to 5. , E is an integer of 2-10 and n is 1 or 2. Boc is a t-butoxycarbonyl group.

式(DI−6)および式(DI−7)において、G22は独立して単結合、−O−、−S−、−CO−、−C(CH−、−C(CF−、または炭素数1〜10のアルキレン基である。 In formulas (DI-6) and (DI-7), G 22 is independently single-bonded, -O-, -S-, -CO-, -C (CH 3 ) 2- , -C (CF 3). ) 2- or an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms.

式(DI−2)〜式(DI−7)中のシクロヘキサン環およびベンゼン環の少なくとも1つの水素原子は、−F、−Cl、炭素数1〜3のアルキレン基、−OCH、−OH、−CF、−COH、−CONH、−NHC、フェニル基、またはベンジル基で置換されてもよく、加えて式(DI−4)においては、シクロヘキサン環およびベンゼン環の少なくとも1つの水素原子は、下記式(DI−4−a)〜(DI−4−i)のいずれかで表される基の群から選ばれる1つで置換されていてもよく、式(DI−5)においては、G33が単結合の時にはシクロヘキサン環およびベンゼン環の少なくとも1つの水素原子はNHBocまたはN(Boc)で置換されてもよい。 At least one hydrogen atom of the cyclohexane ring and the benzene ring in the formulas (DI-2) to (DI-7) is -F, -Cl, an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, -OCH 3 , -OH, It may be substituted with -CF 3 , -CO 2 H, -CONH 2 , -NHC 6 H 5 , phenyl group, or benzyl group, and in addition, in the formula (DI-4), at least of the cyclohexane ring and the benzene ring. One hydrogen atom may be substituted with one selected from the group of groups represented by any of the following formulas (DI-4-a) to (DI-4-i), and one hydrogen atom may be substituted with one selected from the group represented by the formula (DI-). In 5), when G 33 is a single bond, at least one hydrogen atom of the cyclohexane ring and the benzene ring may be replaced with NHBoc or N (Boc) 2.

環を構成する炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示す。そして、シクロヘキサン環またはベンゼン環への−NHの結合位置は、G21、G22またはG33の結合位置を除く任意の位置である。

Figure 2021071717

Figure 2021071717

式(DI−4−a)および式(DI−4−b)において、R20は独立して水素原子または−CHである。式(DI−4−f)および式(DI−4−g)において、mはそれぞれ独立して0〜12の整数であり、Bocはt−ブトキシカルボニル基である。 A group whose bond position is not fixed to the carbon atom constituting the ring indicates that the bond position in the ring is arbitrary. The bond position of -NH 2 to the cyclohexane ring or the benzene ring is any position except the bond position of G 21 , G 22 or G 33.

Figure 2021071717

Figure 2021071717

In formulas (DI-4-a) and (DI-4-b), R 20 is independently a hydrogen atom or -CH 3 . In formulas (DI-4-f) and formula (DI-4-g), m is an independently integer from 0 to 12, and Boc is a t-butoxycarbonyl group.


Figure 2021071717

式(DI−5−a)において、qはそれぞれ独立して0〜6の整数である。R44は水素原子、−OH、炭素数1〜6のアルキル基、または炭素数1〜6のアルコキシ基である。
Figure 2021071717

In the formula (DI-5a), q is an integer of 0 to 6 independently. R 44 is a hydrogen atom, −OH, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms.


Figure 2021071717

式(DI−11)において、rは0または1である。式(DI−8)〜式(DI−11)において、環に結合する−NHの結合位置は、任意の位置である。
Figure 2021071717

In formula (DI-11), r is 0 or 1. In the formulas (DI-8) to (DI-11), the binding position of −NH 2 to be bonded to the ring is an arbitrary position.


Figure 2021071717

式(DI−12)において、R21およびR22は、それぞれ独立して炭素数1〜3のアルキル基またはフェニル基であり、G23は独立して炭素数1〜6のアルキレン基、フェニレン基またはアルキル基で置換されたフェニレン基であり、wは1〜10の整数である。
式(DI−13)において、R23は独立して炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5のアルコキシ基または−Clであり、pは独立して0〜3の整数であり、qは0〜4の整数である。
式(DI−14)において、環Bは単環の複素環式芳香族基であり、R24は水素原子、−F、−Cl、炭素数1〜6のアルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、アルキニル基であり、qは独立して0〜4の整数である。qが2以上であるとき、複数のR24は互いに同一であっても異なっていてもよい。式(DI−15)において、環Cは複素環式芳香族基または複素環式脂肪族基である。式(DI−16)において、G24は単結合、炭素数2〜6のアルキレン基または1,4−フェニレン基であり、rは0または1である。そして、環を構成する炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示す。式(DI−13)〜式(DI−16)において、環に結合する−NHの結合位置は、任意の位置である。
Figure 2021071717

In the formula (DI-12), R 21 and R 22 are independently alkyl groups or phenyl groups having 1 to 3 carbon atoms, respectively, and G 23 is independently an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms and a phenylene group. Alternatively, it is a phenylene group substituted with an alkyl group, and w is an integer of 1 to 10.
In formula (DI-13), R 23 is independently an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms or −Cl, and p is independently an integer of 0 to 3. q is an integer from 0 to 4.
In the formula (DI-14), ring B is a monocyclic heterocyclic aromatic group, and R 24 is a hydrogen atom, −F, −Cl, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group, an alkenyl group, and the like. It is an alkynyl group, and q is an independently integer from 0 to 4. When q is 2 or more, the plurality of R 24s may be the same or different from each other. In formula (DI-15), ring C is a heterocyclic aromatic group or a heterocyclic aliphatic group. In formula (DI-16), G 24 is a single bond, an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms or a 1,4-phenylene group, and r is 0 or 1. A group whose bond position is not fixed to the carbon atom constituting the ring indicates that the bond position in the ring is arbitrary. In the formulas (DI-13) to (DI-16), the binding position of -NH 2 to be bonded to the ring is an arbitrary position.

式(DI−1)で表されるジアミンの例を以下の式(DI−1−1)〜式(DI−1−9)に示す。

Figure 2021071717

式(DI−1−7)および式(DI−1−8)において、kはそれぞれ独立して、1〜3の整数である。式(DI−1−9)において、vはそれぞれ独立して1〜6の整数である。 Examples of diamines represented by the formula (DI-1) are shown in the following formulas (DI-1-1) to (DI-1-9).

Figure 2021071717

In the formula (DI-1-7) and the formula (DI-1-8), k is an integer of 1 to 3 independently. In the formula (DI-1-9), v is an integer of 1 to 6 independently.

式(DI−2)〜式(DI−3)で表されるジアミンの例を以下の式(DI−2−1)、式(DI−2−2)、式(DI−3−1)〜式(DI−3−3)に示す。

Figure 2021071717
Examples of diamines represented by the formulas (DI-2) to (DI-3) are the following formulas (DI-2-1), formulas (DI-2-2), formulas (DI-3-1) to It is shown in the formula (DI-3-3).

Figure 2021071717

式(DI−4)で表されるジアミンの例を以下の式(DI−4−1)〜式(DI−4−27)に示す。

Figure 2021071717

Figure 2021071717

Figure 2021071717

Figure 2021071717

Figure 2021071717

Figure 2021071717

式(DI−4−20)および(DI−4−21)において、mはそれぞれ独立して1〜12の整数である。

Figure 2021071717
Examples of diamines represented by the formula (DI-4) are shown in the following formulas (DI-4-1) to (DI-4-27).

Figure 2021071717

Figure 2021071717

Figure 2021071717

Figure 2021071717

Figure 2021071717

Figure 2021071717

In equations (DI-4-20) and (DI-4-21), m is an independent integer of 1-12, respectively.

Figure 2021071717

式(DI−5)で表されるジアミンの例を以下の式(DI−5−1)〜式(DI−5−50)に示す。

Figure 2021071717

式(DI−5−1)において、mは1〜12の整数である。 Examples of the diamine represented by the formula (DI-5) are shown in the following formulas (DI-5-1) to (DI-5-50).

Figure 2021071717

In equation (DI-5-1), m is an integer of 1-12.


Figure 2021071717

式(DI−5−12)および式(DI−5−13)において、mはそれぞれ独立して1〜12の整数である。
Figure 2021071717

In equations (DI-5-12) and (DI-5-13), m is an independent integer of 1-12, respectively.


Figure 2021071717

式(DI−5−16)において、vは1〜6の整数である。
Figure 2021071717

In equation (DI-5-16), v is an integer of 1-6.


Figure 2021071717

式(DI−5−30)において、kは1〜5の整数である。
Figure 2021071717

In formula (DI-5-30), k is an integer of 1-5.


Figure 2021071717

式(DI−5−35)〜式(DI−5−37)、および式(DI−5−39)において、mはそれぞれ独立して1〜12の整数であり、式(DI−5−38)および式(DI−5−39)において、kはそれぞれ独立して1〜5の整数であり、式(DI−5−40)において、nは1または2の整数である。
Figure 2021071717

In formulas (DI-5-35) to (DI-5-37) and formula (DI-5-39), m is an integer of 1 to 12 independently, and formula (DI-5-38). ) And formula (DI-5-39), k is an integer of 1 to 5, respectively, and in formula (DI-5-40), n is an integer of 1 or 2.


Figure 2021071717

式(DI−5−42)〜式(DI−5−44)において、eはそれぞれ独立して2〜10の整数であり、式(DI−5−45)においてR43は水素原子、−NHBoc、または−N(Boc)である。式(DI−5−42)〜式(DI−5−44)において、Bocはt−ブトキシカルボニル基である。
Figure 2021071717

In the formulas (DI-5-42) to (DI-5-44), e is an integer of 2 to 10 independently, and in the formula (DI-5-45), R 43 is a hydrogen atom, -NHBoc. , Or -N (Boc) 2 . In formulas (DI-5-42) to (DI-5-44), Boc is a t-butoxycarbonyl group.


Figure 2021071717

Figure 2021071717

Figure 2021071717

Figure 2021071717

Figure 2021071717

Figure 2021071717

式(DI−6)で表されるジアミンの例を以下の式(DI−6−1)〜式(DI−6−7)に示す。

Figure 2021071717
Examples of the diamine represented by the formula (DI-6) are shown in the following formulas (DI-6-1) to (DI-6-7).

Figure 2021071717

式(DI−7)で表されるジアミンの例を以下の式(DI−7−1)〜式(DI−7−11)に示す。

Figure 2021071717

式(DI−7−3)および式(DI−7−4)において、mはそれぞれ独立して1〜12の整数であり、nは独立して1または2である。 Examples of the diamine represented by the formula (DI-7) are shown in the following formulas (DI-7-1) to (DI-7-11).

Figure 2021071717

In the formulas (DI-7-3) and (DI-7-4), m is an integer of 1 to 12 independently, and n is 1 or 2 independently.


Figure 2021071717

Figure 2021071717

Figure 2021071717

Figure 2021071717

式(DI−8)で表されるジアミンの例を以下の式(DI−8−1)〜式(DI−8−4)に示す。

Figure 2021071717
Examples of diamines represented by the formula (DI-8) are shown in the following formulas (DI-8-1) to (DI-8-4).

Figure 2021071717

式(DI−9)で表されるジアミンの例を以下の式(DI−9−1)〜式(DI−9−3)に示す。

Figure 2021071717
Examples of diamines represented by the formula (DI-9) are shown in the following formulas (DI-9-1) to (DI-9-3).

Figure 2021071717

式(DI−10)で表されるジアミンの例を以下の式(DI−10−1)、式(DI−10−2)に示す。

Figure 2021071717
Examples of the diamine represented by the formula (DI-10) are shown in the following formulas (DI-10-1) and (DI-10-2).

Figure 2021071717

式(DI−11)で表されるジアミンの例を以下の式(DI−11−1)〜式(DI−11−3)に示す。

Figure 2021071717
Examples of diamines represented by the formula (DI-11) are shown in the following formulas (DI-11-1) to (DI-11-3).

Figure 2021071717

式(DI−12)で表されるジアミンの例を以下の式(DI−12−1)に示す。

Figure 2021071717
An example of the diamine represented by the formula (DI-12) is shown in the following formula (DI-12-1).

Figure 2021071717

式(DI−13)で表されるジアミンの例を以下の式(DI−13−1)〜式(DI−13−13)に示す。

Figure 2021071717

Figure 2021071717

Figure 2021071717
Examples of the diamine represented by the formula (DI-13) are shown in the following formulas (DI-13-1) to (DI-13-13).

Figure 2021071717

Figure 2021071717

Figure 2021071717

式(DI−14)で表されるジアミンの例を以下の式(DI−14−1)〜式(DI−14−9)に示す。

Figure 2021071717
Examples of the diamine represented by the formula (DI-14) are shown in the following formulas (DI-14-1) to (DI-14-9).

Figure 2021071717

式(DI−15)で表されるジアミンの例を以下の式(DI−15−1)〜式(DI−5−12)に示す。

Figure 2021071717

Figure 2021071717
Examples of the diamine represented by the formula (DI-15) are shown in the following formulas (DI-15-1) to (DI-5-12).

Figure 2021071717

Figure 2021071717

式(DI−16)で表されるジアミンの例を以下の式(DI−16−1)に示す。

Figure 2021071717
An example of the diamine represented by the formula (DI-16) is shown in the following formula (DI-16-1).

Figure 2021071717

次に、本発明のポリマーの原料に用いるジヒドラジドについて説明する。既知の側鎖を有さないジヒドラジドとしては、以下の式(DIH−1)〜(DIH−3)のいずれかで表される化合物を挙げることができる。

Figure 2021071717

式(DIH−1)において、G25は単結合、炭素数1〜20のアルキレン基、−CO−、−O−、−S−、−SO−、−C(CH−、または−C(CF−である。
式(DIH−2)において、環Dはシクロヘキサン環、ベンゼン環またはナフタレン環であり、この基の少なくとも1つの水素原子はメチル基、エチル基、またはフェニル基で置換されてもよい。式(DIH−3)において、環Eはそれぞれ独立してシクロヘキサン環、またはベンゼン環であり、この基の少なくとも1つの水素原子はメチル基、エチル基、またはフェニル基で置換されてもよい。複数の環Eは互いに同一であっても異なっていてもよい。Yは単結合、炭素数1〜20のアルキレン、−CO−、−O−、−S−、−SO−、−C(CH−、または−C(CF−である。式(DIH−2)および式(DIH−3)において、環に結合する−CONHNHの結合位置は、任意の位置である。 Next, dihydrazide used as a raw material for the polymer of the present invention will be described. Examples of the dihydrazide having no known side chain include compounds represented by any of the following formulas (DIH-1) to (DIH-3).

Figure 2021071717

In formula (DIH-1), G 25 is a single bond, an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, -CO-, -O-, -S-, -SO 2- , -C (CH 3 ) 2- , or. -C (CF 3 ) 2- .
In formula (DIH-2), ring D is a cyclohexane ring, a benzene ring or a naphthalene ring, and at least one hydrogen atom of this group may be substituted with a methyl group, an ethyl group or a phenyl group. In the formula (DIH-3), the ring E is independently a cyclohexane ring or a benzene ring, and at least one hydrogen atom of this group may be substituted with a methyl group, an ethyl group, or a phenyl group. The plurality of rings E may be the same as or different from each other. Y is a single bond, alkylene with 1 to 20 carbon atoms, -CO-, -O-, -S-, -SO 2- , -C (CH 3 ) 2- , or -C (CF 3 ) 2-. .. In the formula (DIH-2) and the formula (DIH-3), the binding position of −CONHNH 2 bonded to the ring is an arbitrary position.

式(DIH−1)〜(DIH−3)のいずれかで表される化合物の例を以下の式(DIH−1−1)、式(DIH−1−2)、式(DIH−2−1)〜式(DIH−2−3)、式(DIH−3−1)〜式(DIH−3−6)に示す。

Figure 2021071717

式(DIH−1−2)において、mは1〜12の整数である。 Examples of compounds represented by any of the formulas (DIH-1) to (DIH-3) are the following formulas (DIH-1-1), formulas (DIH-1-2), formulas (DIH-2-1). )-Formula (DIH-2-3), formula (DIH-3-1) to formula (DIH-3-6).

Figure 2021071717

In the formula (DIH-1-2), m is an integer of 1-12.


Figure 2021071717

Figure 2021071717

Figure 2021071717

Figure 2021071717

プレチルト角を大きくする目的に適したジアミンについて説明する。本発明の化合物は、横電界型液晶表示素子に用いる液晶配向剤に好適に用いることができるが、下記のようなジアミンと併用して、プレチルト角を大きくすることも可能である。プレチルト角を大きくする目的に適した側鎖基をもったジアミンとしては、式(DI−31)〜式(DI−35)、および式(DI−36−1)〜式(DI−36−8)のいずれかで表されるジアミンが挙げられる。

Figure 2021071717
A diamine suitable for the purpose of increasing the pretilt angle will be described. The compound of the present invention can be suitably used as a liquid crystal alignment agent used in a transverse electric field type liquid crystal display element, but it is also possible to increase the pretilt angle by using it in combination with the following diamines. Examples of diamines having side chain groups suitable for increasing the pretilt angle include formulas (DI-31) to (DI-35) and formulas (DI-36-1) to formulas (DI-36-8). ) Can be mentioned.

Figure 2021071717

式(DI−31)において、G26は単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−CO−、−CONH−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、または−(CHma−であり、maは1〜12の整数である。G26の好ましい例は単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−CHO−、および炭素数1〜3のアルキレン基であり、特に好ましい例は単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−CHO−、−CH−および−CHCH−である。R25は炭素数3〜30のアルキル基、フェニル基、ステロイド骨格を有する基、または下記の式(DI−31−a)で表される基である。このアルキル基において、少なくとも1つの水素原子は−Fで置換されてもよく、そして少なくとも1つの−CH−は−O−、−CH=CH−または−C≡C−で置換されていてもよい。このフェニル基の水素原子は、−F、−CH、−OCH、−OCHF、−OCHF2、−OCF3、炭素数3〜30のアルキル基または炭素数3〜30のアルコキシ基で置換されていてもよい。ベンゼン環に結合する−NHの結合位置はその環において任意の位置であることを示すが、その結合位置はメタ位またはパラ位であることが好ましい。即ち、基「R25−G26−」の結合位置を1位としたとき、2つの結合位置は3位と5位、または2位と5位であることが好ましい。 In formula (DI-31), G 26 is a single bond, -O-, -COO-, -OCO-, -CO-, -CONH-, -CH 2 O-, -OCH 2- , -CF 2 O-. , -OCF 2- , or-(CH 2 ) ma- , where ma is an integer of 1-12. Preferred examples of G 26 are single bonds, -O-, -COO-, -OCO-, -CH 2 O-, and alkylene groups having 1-3 carbon atoms, with particularly preferred examples being single bonds, -O-,. -COO -, - OCO -, - CH 2 O -, - CH 2 - and -CH 2 CH 2 -. R 25 is an alkyl group having 3 to 30 carbon atoms, a phenyl group, a group having a steroid skeleton, or a group represented by the following formula (DI-31-a). In the alkyl group, at least one hydrogen atom may be replaced by -F, and at least one -CH 2 - is -O -, - CH = CH- or -C≡C- may be substituted with Good. The hydrogen atom of this phenyl group is -F, -CH 3 , -OCH 3 , -OCH 2 F, -OCHF 2, -OCF 3, an alkyl group having 3 to 30 carbon atoms or an alkoxy group having 3 to 30 carbon atoms. It may be replaced. The bond position of -NH 2 bonded to the benzene ring indicates that it is an arbitrary position in the ring, but the bond position is preferably the meta position or the para position. That is, the group "R 25 -G 26 -" when the binding position of the 1-position, of the two coupling positions 3 and 5 positions, or preferably 2-position and 5-position.


Figure 2021071717

式(DI−31−a)において、G27、G28およびG29は結合基であり、これらは、それぞれ独立して単結合、または炭素数1〜12のアルキレン基であり、このアルキレン基の1以上の−CH−は、−O−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−CH=CH−で置換されていてもよい。環B21、環B22、環B23および環B24は、それぞれ独立して1,4−フェニレン基、1,4−シクロへキシレン基、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基、ピリミジン−2,5−ジイル基、ピリジン−2,5−ジイル基、ナフタレン−1,5−ジイル基、ナフタレン−2,7−ジイル基またはアントラセン−9,10−ジイル基であり、環B21、環B22、環B23および環B24において、少なくとも1つの水素原子は−Fまたは−CHで置換されてもよく、s、t、およびuは、それぞれ独立して0〜2の整数であって、これらの合計は1〜5であり、s、t、またはuが2であるとき、各々の括弧内の2つの結合基は同じであっても異なってもよく、そして、2つの環は同じであっても異なっていてもよい。R26は水素原子、−F、−OH、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数1〜30のフッ素置換アルキル基、炭素数1〜30のアルコキシ基、−CN、−OCHF、−OCHF、または−OCFであり、この炭素数1〜30のアルキル基の少なくとも1つの−CH−は下記式(DI−31−b)で表される2価の基で置換されていてもよい。

Figure 2021071717

式(DI−31−b)において、R27およびR28は、それぞれ独立して炭素数1〜3のアルキル基であり、vは1〜6の整数である。R26の好ましい例は炭素数1〜30のアルキル基および炭素数1〜30のアルコキシ基である。
Figure 2021071717

In the formula (DI-31-a), G 27 , G 28 and G 29 are bonding groups, which are independently single bonds or alkylene groups having 1 to 12 carbon atoms, respectively. One or more −CH 2− may be substituted with −O−, −COO−, −OCO−, −CONH−, −CH = CH−. Ring B 21 , ring B 22 , ring B 23 and ring B 24 are independently 1,4-phenylene group, 1,4-cyclohexylene group, 1,3-dioxane-2,5-diyl group, respectively. Pyrimidine-2,5-diyl group, pyridine-2,5-diyl group, naphthalene-1,5-diyl group, naphthalene-2,7-diyl group or anthracene-9,10-diyl group, ring B 21 , Ring B 22 , Ring B 23 and Ring B 24 , at least one hydrogen atom may be substituted with -F or -CH 3 , where s, t, and u are independently integers of 0-2. And the sum of these is 1-5, and when s, t, or u is 2, the two linking groups in each parenthesis may be the same or different, and the two. The rings may be the same or different. R 26 is a hydrogen atom, -F, -OH, alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a fluorine-substituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, -CN, -OCH 2 F, - It is OCHF 2 or −OCF 3 , and at least one −CH 2 − of the alkyl group having 1 to 30 carbon atoms is substituted with a divalent group represented by the following formula (DI-31-b). May be good.

Figure 2021071717

In the formula (DI-31-b), R 27 and R 28 are independently alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms, and v is an integer of 1 to 6. Preferred examples of R 26 are an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms and an alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms.


Figure 2021071717

式(DI−32)および式(DI−33)において、G30は独立して単結合、−CO−または−CH−であり、R29は独立して水素原子または−CHであり、R30は独立して水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、または炭素数2〜20のアルケニル基である。式(DI−33)におけるベンゼン環の少なくとも1つの水素原子は、炭素数1〜20のアルキル基またはフェニル基で置換されてもよい。そして、環を構成するいずれかの炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示す。式(DI−32)における2つの基「−フェニレン−G30−O−」の一方はステロイド核の3位に結合し、もう一方はステロイド核の6位に結合していることが好ましい。式(DI−33)における2つの基「−フェニレン−G30−O−」のベンゼン環への結合位置は、ステロイド核の結合位置に対して、それぞれメタ位またはパラ位であることが好ましい。式(DI−32)および式(DI−33)において、ベンゼン環に結合する−NHはその環における結合位置が任意であることを示す。
Figure 2021071717

In formulas (DI-32) and (DI-33), G 30 is independently a single bond, -CO- or -CH 2- , and R 29 is independently a hydrogen atom or -CH 3 . R 30 is independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms. At least one hydrogen atom of the benzene ring in the formula (DI-33) may be substituted with an alkyl group or a phenyl group having 1 to 20 carbon atoms. Then, a group whose bond position is not fixed to any of the carbon atoms constituting the ring indicates that the bond position in the ring is arbitrary. It is preferable that one of the two groups "-phenylene-G 30- O-" in the formula (DI-32) is bound to the 3-position of the steroid nucleus and the other is bound to the 6-position of the steroid nucleus. The binding positions of the two groups "-phenylene-G 30- O-" in the formula (DI-33) to the benzene ring are preferably meta-positions or para-positions, respectively, with respect to the binding position of the steroid nucleus. In formulas (DI-32) and (DI-33), -NH 2 bonded to the benzene ring indicates that the bonding position in the ring is arbitrary.


Figure 2021071717

式(DI−34)および式(DI−35)において、G31は独立して−O−または炭素数1〜6のアルキレン基であり、G32は単結合または炭素数1〜3のアルキレン基である。R31は水素原子または炭素数1〜20のアルキル基であり、このアルキル基の少なくとも1つの−CH−は、−O−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよい。R32は炭素数6〜22のアルキル基であり、R33は水素原子または炭素数1〜22のアルキル基である。環B25は1,4−フェニレン基または1,4−シクロヘキシレン基であり、rは0または1である。そしてベンゼン環に結合する−NHはその環における結合位置が任意であることを示すが、独立してG31の結合位置に対してメタ位またはパラ位であることが好ましい。
Figure 2021071717

In formulas (DI-34) and (DI-35), G 31 is independently -O- or an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and G 32 is a single bond or an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms. Is. R 31 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and at least one −CH 2 − of this alkyl group may be replaced with −O−, −CH = CH− or −C≡C−. Good. R 32 is an alkyl group having 6 to 22 carbon atoms, and R 33 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms. Ring B 25 is a 1,4-phenylene group or a 1,4-cyclohexylene group, where r is 0 or 1. Then, -NH 2 bonded to the benzene ring indicates that the bonding position in the ring is arbitrary, but it is preferably in the meta position or the para position independently with respect to the bonding position of G 31.

式(DI−31)で表される化合物の例を以下の式(DI−31−1)〜式(DI−31−55)に示す。

Figure 2021071717
Examples of the compound represented by the formula (DI-31) are shown in the following formulas (DI-31-1) to (DI-31-55).

Figure 2021071717

式(DI−31−1)〜式(DI−31−11)において、R34はそれぞれ独立して炭素数1〜30のアルキル基または炭素数1〜30のアルコキシ基であり、好ましくは炭素数5〜25のアルキル基または炭素数5〜25のアルコキシ基である。R35はそれぞれ独立して炭素数1〜30のアルキル基または炭素数1〜30のアルコキシ基であり、好ましくは炭素数3〜25のアルキル基または炭素数3〜25のアルコキシ基である。

Figure 2021071717
In formulas (DI-31-1) to (DI-31-11), R 34 is independently an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, preferably having 1 to 30 carbon atoms. It is an alkyl group of 5 to 25 or an alkoxy group having 5 to 25 carbon atoms. R 35 is independently an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, preferably an alkyl group having 3 to 25 carbon atoms or an alkoxy group having 3 to 25 carbon atoms.

Figure 2021071717

式(DI−31−12)〜(DI−31−17)において、R36はそれぞれ独立して炭素数4〜30のアルキル基であり、好ましくは炭素数6〜25のアルキル基である。R37はそれぞれ独立して炭素数6〜30のアルキル基であり、好ましくは炭素数8〜25のアルキル基である。

Figure 2021071717

Figure 2021071717

Figure 2021071717

Figure 2021071717

Figure 2021071717
In the formulas (DI-31-12) to (DI-31-17), R 36 is an alkyl group having 4 to 30 carbon atoms independently, preferably an alkyl group having 6 to 25 carbon atoms. Each of R 37 is an alkyl group having 6 to 30 carbon atoms independently, and is preferably an alkyl group having 8 to 25 carbon atoms.

Figure 2021071717

Figure 2021071717

Figure 2021071717

Figure 2021071717

Figure 2021071717

式(DI−31−18)〜式(DI−31−43)において、R38はそれぞれ独立して炭素数1〜20のアルキル基または炭素数1〜20のアルコキシ基であり、好ましくは炭素数3〜20のアルキル基または炭素数3〜20のアルコキシ基である。R39はそれぞれ独立して水素原子、−F、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数1〜30のアルコキシ基、−CN、−OCHF、−OCHFまたは−OCFであり、好ましくは炭素数3〜25のアルキル基、または炭素数3〜25のアルコキシ基である。そしてG33は炭素数1〜20のアルキレン基である。 In formulas (DI-31-18) to (DI-31-43), R 38 is independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, preferably having 1 to 20 carbon atoms. It is an alkyl group of 3 to 20 or an alkoxy group having 3 to 20 carbon atoms. R 39 is independently a hydrogen atom, -F, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, -CN, -OCH 2 F, -OCHF 2 or -OCF 3 , and is preferable. Is an alkyl group having 3 to 25 carbon atoms or an alkoxy group having 3 to 25 carbon atoms. And G 33 is an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms.


Figure 2021071717

Figure 2021071717

Figure 2021071717

Figure 2021071717

Figure 2021071717

Figure 2021071717

Figure 2021071717

Figure 2021071717

式(DI−32)で表される化合物の例を以下の式(DI−32−1)〜式(DI−32−4)に示す。

Figure 2021071717
Examples of the compound represented by the formula (DI-32) are shown in the following formulas (DI-32-1) to (DI-32-4).

Figure 2021071717

式(DI−33)で表される化合物の例を以下の式(DI−33−1)〜式(DI−33−8)に示す。

Figure 2021071717

Figure 2021071717
Examples of the compound represented by the formula (DI-33) are shown in the following formulas (DI-33-1) to (DI-33-8).

Figure 2021071717

Figure 2021071717

式(DI−34)で表される化合物の例を以下の式(DI−34−1)〜式(DI−34−12)に示す。

Figure 2021071717

Figure 2021071717

Figure 2021071717

Figure 2021071717

式(DI−34−1)〜式(DI−34−12)において、R40はそれぞれ独立して水素原子または炭素数1〜20のアルキル基、好ましくは水素原子または炭素数1〜10のアルキル基であり、そしてR41はそれぞれ独立して水素原子または炭素数1〜12のアルキル基である。 Examples of the compound represented by the formula (DI-34) are shown in the following formulas (DI-34-1) to (DI-34-12).

Figure 2021071717

Figure 2021071717

Figure 2021071717

Figure 2021071717

In formulas (DI-34-1) to (DI-34-12), R 40 is independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, preferably an alkyl atom having a hydrogen atom or 1 to 10 carbon atoms. It is a group, and each R 41 is an independent hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms.

式(DI−35)で表される化合物の例を以下の式(DI−35−1)〜式(DI−35−3)に示す。

Figure 2021071717

式(DI−35−1)〜式(DI−35−3)において、R37はそれぞれ独立して炭素数6〜30のアルキル基であり、R41はそれぞれ独立して水素原子または炭素数1〜12のアルキル基である。 Examples of the compound represented by the formula (DI-35) are shown in the following formulas (DI-35-1) to (DI-35-3).

Figure 2021071717

In formulas (DI-35-1) to (DI-35-3), R 37 is an independently alkyl group having 6 to 30 carbon atoms, and R 41 is independently a hydrogen atom or 1 carbon atom. ~ 12 alkyl groups.

式(DI−36−1)〜式(DI−36−8)で表される化合物を以下に示す。

Figure 2021071717

式(DI−36−1)〜式(DI−36−8)において、R42はそれぞれ独立して炭素数3〜30のアルキル基である。 The compounds represented by the formulas (DI-36-1) to (DI-36-8) are shown below.

Figure 2021071717

In formulas (DI-36-1) to (DI-36-8), R 42 is an alkyl group having 3 to 30 carbon atoms independently.

上記ジアミン類において、後述する液晶配向膜の各特性を向上させる好適な材料について述べる。液晶配向性を向上させることを重視する場合には、式(DI−1−3)、式(DI−5−1)、式(DI−5−5)、式(DI−5−9)、式(DI−5−12)、式(DI−5−13)、式(DI−5−29)、式(DI−6−7)、式(DI−7−3)、または式(DI−11−2)で表される化合物を用いるのが好ましい。式(DI−5−1)においては、m=2〜8が好ましく、m=4〜8がより好ましい。式(DI−5−12)においては、m=2〜6が好ましく、m=5がより好ましい。式(DI−5−13)においては、m=1または2が好ましく、m=1がより好ましい。 Among the above diamines, suitable materials for improving each property of the liquid crystal alignment film described later will be described. When it is important to improve the liquid crystal orientation, the formula (DI-1-3), the formula (DI-5-1), the formula (DI-5-5), the formula (DI-5-9), Equation (DI-5-12), Equation (DI-5-13), Equation (DI-5-29), Equation (DI-6-7), Equation (DI-7-3), or Equation (DI- It is preferable to use the compound represented by 11-2). In the formula (DI-5-1), m = 2 to 8 is preferable, and m = 4 to 8 is more preferable. In the formula (DI-5-12), m = 2 to 6 is preferable, and m = 5 is more preferable. In the formula (DI-5-13), m = 1 or 2 is preferable, and m = 1 is more preferable.

透過率を向上させることを重視する場合には、式(DI−1−3)、式(DI−2−1)、式(DI−5−1)、式(DI−5−5)、式(DI−5−24)、または式(DI−7−3)で表されるジアミンを用いるのが好ましく、式(DI−2−1)で表される化合物がより好ましい。式(DI−5−1)においては、m=2〜8が好ましく、m=8がより好ましい。式(DI−7−3)においては、m=2または3、n=1または2が好ましく、m=3、n=1がより好ましい。 When it is important to improve the transmittance, Eq. (DI-1-3), Eq. (DI-2-1), Eq. (DI-5-1), Eq. (DI-5-5), Eq. It is preferable to use the diamine represented by (DI-5-24) or the formula (DI-7-3), and the compound represented by the formula (DI-2-1) is more preferable. In the formula (DI-5-1), m = 2-8 is preferable, and m = 8 is more preferable. In the formula (DI-7-3), m = 2 or 3, n = 1 or 2, is preferable, and m = 3, n = 1 is more preferable.

液晶表示素子のVHRを向上させることを重視する場合には、式(DI−2−1)、式(DI−4−1)、式(DI−4−2)、式(DI−4−10)、式(DI−4−15)、式(DI−4−22)、式(DI−5−1)、式(DI−5−28)、式(DI−5−30)、または式(DI−13−1)で表される化合物を用いるのが好ましく、式(DI−2−1)、式(DI−5−1)、または式(DI−13−1)で表されるジアミンがより好ましい。式(DI−5−1)においては、m=1が好ましい。式(DI−5−30)においては、k=2が好ましい。 When it is important to improve the VHR of the liquid crystal display element, the formula (DI-2-1), the formula (DI-4-1), the formula (DI-4-2), and the formula (DI-4-10) ), Equation (DI-4-15), Equation (DI-4-22), Equation (DI-5-1), Equation (DI-5-28), Equation (DI-5-30), or Equation (DI-5-30), or Equation (DI-5-30). It is preferable to use the compound represented by DI-13-1), and the diamine represented by the formula (DI-2-1), the formula (DI-5-1), or the formula (DI-13-1) is used. More preferred. In the formula (DI-5-1), m = 1 is preferable. In the formula (DI-5-30), k = 2 is preferable.

液晶配向膜の体積抵抗値を低下させることにより、液晶配向膜中の残留電荷(残留DC)の緩和速度を向上させることが、焼き付きを防ぐ方法の1つとして有効である。この目的を重視する場合には、式(DI−4−1)、式(DI−4−2)、式(DI−4−10)、式(DI−4−15)、式(DI−5−1)、式(DI−5−12)、式(DI−5−13)、式(DI−5−28)、式(DI−4−20)、式(DI−4−21)、式(DI−7−12)、または式(DI−16−1)で表される化合物を用いるのが好ましく、式(DI−4−1)、式(DI−5−1)、または式(DI−5−13)で表される化合物がより好ましい。式(DI−5−1)において、m=2〜8が好ましく、m=4〜8がより好ましい。式(DI−5−12)においては、m=2〜6が好ましく、m=5がより好ましい。式(DI−5−13)においては、m=1または2が好ましく、m=1がより好ましい。式(DI−7−12)においては、m=3または4が好ましく、m=4がより好ましい。 Improving the relaxation rate of the residual charge (residual DC) in the liquid crystal alignment film by reducing the volume resistance value of the liquid crystal alignment film is effective as one of the methods for preventing seizure. When this purpose is emphasized, the formula (DI-4-1), the formula (DI-4-2), the formula (DI-4-10), the formula (DI-4-15), the formula (DI-5) -1), formula (DI-5-12), formula (DI-5-13), formula (DI-5-28), formula (DI-4-20), formula (DI-4-21), formula It is preferable to use the compound represented by (DI-7-12) or the formula (DI-16-1), and the formula (DI-4-1), the formula (DI-5-1), or the formula (DI). The compound represented by -5-13) is more preferable. In the formula (DI-5-1), m = 2 to 8 is preferable, and m = 4 to 8 is more preferable. In the formula (DI-5-12), m = 2 to 6 is preferable, and m = 5 is more preferable. In the formula (DI-5-13), m = 1 or 2 is preferable, and m = 1 is more preferable. In the formula (DI-7-12), m = 3 or 4 is preferable, and m = 4 is more preferable.

[原料における式(1)で表される化合物の配合量]
本発明のポリマーの原料として使用する原料組成物において、原料として使用するジアミン類の全量に対して、式(1)で表される化合物は40〜100モル%が好ましく、50〜100モル%がより好ましい。
[Amount of compound represented by formula (1) in the raw material]
In the raw material composition used as a raw material for the polymer of the present invention, the compound represented by the formula (1) is preferably 40 to 100 mol%, preferably 50 to 100 mol%, based on the total amount of diamines used as the raw material. More preferred.

本発明のポリマーの原料として使用する原料組成物において、ジアミン類の一部がモノアミンおよびモノヒドラジドからなる群から選択された少なくとも1つに置き換えられていてもよい。置き換える割合は、ジアミン類に対するモノアミンおよびモノヒドラジドからなる群から選択された少なくとも1つの比率が40モル%以下の範囲であることが好ましい。このような置き換えは、ポリアミック酸を生成する際の重合反応のターミネーションを起こすことができ、それ以上の重合反応の進行を抑えることができる。このため、このような置き換えによって、得られるポリマー(ポリアミック酸またはその誘導体)の分子量を容易に制御することができ、例えば本発明の効果が損われることなく液晶配向剤の塗布特性を改善することができる。モノアミンまたはモノヒドラジドで置き換えられてもよいジアミン類は、本発明の効果が損なわれなければ、1種でも2種以上でもよい。前記モノアミンとしては、例えばアニリン、4−ヒドロキシアニリン、シクロヘキシルアミン、n−ブチルアミン、n−ペンチルアミン、n−ヘキシルアミン、n−ヘプチルアミン、n−オクチルアミン、n−ノニルアミン、n−デシルアミン、n−ウンデシルアミン、n−ドデシルアミン、n−トリデシルアミン、n−テトラデシルアミン、n−ペンタデシルアミン、n−ヘキサデシルアミン、n−ヘプタデシルアミン、n−オクタデシルアミン、n−エイコシルアミン、パラアミノフェニルトリメトキシシラン、および3−アミノプロピルトリエトキシシランが挙げられる。 In the raw material composition used as a raw material for the polymer of the present invention, a part of diamines may be replaced with at least one selected from the group consisting of monoamines and monohydrazides. The replacement ratio is preferably in the range of 40 mol% or less of at least one selected from the group consisting of monoamines and monohydrazides to diamines. Such replacement can cause termination of the polymerization reaction when producing a polyamic acid, and can suppress further progress of the polymerization reaction. Therefore, by such replacement, the molecular weight of the obtained polymer (polyamic acid or a derivative thereof) can be easily controlled, and for example, the coating property of the liquid crystal alignment agent can be improved without impairing the effect of the present invention. Can be done. The diamines which may be replaced with monoamines or monohydrazides may be one kind or two or more kinds as long as the effect of the present invention is not impaired. Examples of the monoamine include aniline, 4-hydroxyaniline, cyclohexylamine, n-butylamine, n-pentylamine, n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine, n-decylamine and n-. Undecylamine, n-dodecylamine, n-tridecylamine, n-tetradecylamine, n-pentadecylamine, n-hexadecylamine, n-heptadecylamine, n-octadecylamine, n-eicosylamine, Paraaminophenyltrimethoxysilane and 3-aminopropyltriethoxysilane can be mentioned.

本発明のポリマーがポリアミック酸またはその誘導体である場合、その原料は、モノマーとしてモノイソシアネート化合物をさらに含んでいてもよい。モノイソシアネート化合物をモノマーに含むことによって、得られるポリアミック酸またはその誘導体の末端が修飾され、分子量が調節される。この末端修飾型のポリアミック酸またはその誘導体を用いることにより、例えば本発明の効果が損われることなく液晶配向剤の塗布特性を改善することができる。モノマー中のモノイソシアネート化合物の含有量は、モノマー中のジアミンおよびテトラカルボン酸二無水物の総量に対して1〜10モル%であることが、前記の観点から好ましい。前記モノイソシアネート化合物としては、例えばフェニルイソシアネート、およびナフチルイソシアネートが挙げられる。 When the polymer of the present invention is a polyamic acid or a derivative thereof, the raw material thereof may further contain a monoisocyanate compound as a monomer. By including the monoisocyanate compound in the monomer, the terminal of the obtained polyamic acid or its derivative is modified and the molecular weight is adjusted. By using this terminal-modified polyamic acid or a derivative thereof, for example, the coating characteristics of the liquid crystal alignment agent can be improved without impairing the effect of the present invention. The content of the monoisocyanate compound in the monomer is preferably 1 to 10 mol% with respect to the total amount of the diamine and the tetracarboxylic dianhydride in the monomer from the above viewpoint. Examples of the monoisocyanate compound include phenyl isocyanate and naphthyl isocyanate.

本発明の効果を損なわない範囲において、本発明の感光性モノマー以外の感光性モノマーを併用することができる。併用することができる感光性モノマーの例を以下に示すが、これに限定されるものではない。

Figure 2021071717

上記各式において、環を構成するいずれかの炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示す。式(V−2)において、Rはそれぞれ独立して−CH、−OCH、−CF、−COOCHであり、aはそれぞれ独立して0〜2の整数である。式(V−4)において、RおよびRは、それぞれ独立して、水素、式(P1−1)または式(P1−2)で表される基であり、RおよびRの少なくとも1つは、式(P1−1)または式(P1−2)で表される基である。式(VII−1)において、RおよびRは、それぞれ独立して炭素数1〜20の直鎖アルキレン、−COO−、−OCO−、−NHCO−、−CONH−、−N(CH)CO−、−CON(CH)−、または単結合であり、RおよびRにおいて、直鎖アルキレンの−CH−の1つまたは隣接しない2つは−O−で置き換えられてもよく、RおよびRは、独立して、単環式炭化水素環、縮合多環式炭化水素環、複素環、または単結合である。

Figure 2021071717

式(P1−1)および式(P1−2)において、R6a〜R8aは、それぞれ独立して、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル、置換もしくは無置換のアルカノイル、置換もしくは無置換のアルコキシカルボニル、または置換もしくは無置換のアリールカルボニルである。R6a〜R8aは互いに同一であっても異なっていてもよい。*は、式(V−4)におけるベンゼン環への結合位置を表す。 A photosensitive monomer other than the photosensitive monomer of the present invention can be used in combination as long as the effect of the present invention is not impaired. Examples of photosensitive monomers that can be used in combination are shown below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 2021071717

In each of the above equations, a group whose bond position is not fixed to any of the carbon atoms constituting the ring indicates that the bond position in the ring is arbitrary. In the formula (V-2), R 6 is independently -CH 3 , -OCH 3 , -CF 3 , and -COOCH 3 , and a is an integer of 0 to 2 independently. In formula (V-4), R 1 and R 2 are independently represented by hydrogen, formula (P1-1) or formula (P1-2), and are at least R 1 and R 2. One is a group represented by the formula (P1-1) or the formula (P1-2). In the formula (VII-1), R 4 and R 6 are each independently a straight-chain alkylene having 1 to 20 carbon atoms, -COO -, - OCO -, - NHCO -, - CONH -, - N (CH 3 ) CO-, -CON (CH 3 )-, or single bond, and in R 4 and R 6 , one or two non-adjacent linear alkylene -CH 2- can be replaced with -O-. Often, R 5 and R 7 are independently monocyclic hydrocarbon rings, fused polycyclic hydrocarbon rings, heterocycles, or single bonds.

Figure 2021071717

In formulas (P1-1) and (P1-2), R 6a to R 8a independently represent a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl, a substituted or unsubstituted alkanoyl, and a substituted or unsubstituted alkoxy. It is a carbonyl, or a substituted or unsubstituted arylcarbonyl. R 6a to R 8a may be the same or different from each other. * Represents the bond position to the benzene ring in the formula (V-4).

本発明の配向膜の透明性を重視する場合には、式(V−4)で表される感光性モノマーと併用することが好ましい。式(V−4)で表される感光性モノマーのより好ましい例としては、式(V−4−1)、式(V−4−2)があげられる。

Figure 2021071717
When the transparency of the alignment film of the present invention is emphasized, it is preferable to use it in combination with the photosensitive monomer represented by the formula (V-4). More preferable examples of the photosensitive monomer represented by the formula (V-4) include the formula (V-4-1) and the formula (V-4-2).

Figure 2021071717

<液晶配向剤>
以下において、本発明のポリマーによる液晶配向剤について詳細に説明する。
本発明の液晶配向剤は、本発明のポリマー1種類で構成されていてもよく、本発明のポリマーおよび、本発明以外のポリマーが混合されていてもよい。なお、本明細書において、前記のポリマー1種類で構成された液晶配向剤を単層型液晶配向剤と称することがある。前記のポリマーを2種以上混合する液晶配向剤をブレンド型液晶配向剤と称することがある。ブレンド型液晶配向剤は、特にVHR信頼性やその他の電気的特性を重視する場合に用いられる。
<Liquid crystal alignment agent>
Hereinafter, the polymer-based liquid crystal alignment agent of the present invention will be described in detail.
The liquid crystal aligning agent of the present invention may be composed of one kind of the polymer of the present invention, or may be a mixture of the polymer of the present invention and a polymer other than the present invention. In the present specification, the liquid crystal alignment agent composed of one kind of the above polymer may be referred to as a single-layer liquid crystal alignment agent. A liquid crystal alignment agent in which two or more of the above polymers are mixed may be referred to as a blended liquid crystal alignment agent. Blended liquid crystal alignment agents are used especially when VHR reliability and other electrical properties are important.

ブレンド型液晶配向剤に用いる本発明以外のポリマーとしては、ポリアミック酸およびポリアミック酸誘導体のいずれか1つ以上が好ましい。本発明以外のポリマーとしては、ポリアミック酸およびポリアミック酸誘導体に関しては、原料として式(1)で表される化合物を含まないこと以外は、上記の本発明のポリマーの説明を参照することができる。 As the polymer other than the present invention used for the blended liquid crystal alignment agent, any one or more of a polyamic acid and a polyamic acid derivative is preferable. As the polymer other than the present invention, with respect to the polyamic acid and the polyamic acid derivative, the above description of the polymer of the present invention can be referred to except that the compound represented by the formula (1) is not contained as a raw material.

2成分のポリマーを用いる場合、例えば、一方には液晶配向能に優れた性能を有するポリマーを選択し、他方には液晶表示素子の電気的特性を改善するのに優れた性能を有するポリマーを選択する態様があり、液晶配向性と電気特性のバランスの良い配向剤を得るために好適である。 When using a two-component polymer, for example, select a polymer having excellent performance in liquid crystal alignment ability on one side, and select a polymer having excellent performance in improving the electrical characteristics of the liquid crystal display element on the other side. It is suitable for obtaining an orienting agent having a good balance between liquid crystal orientation and electrical characteristics.

この場合、それぞれのポリマーの構造や分子量を制御することにより、これらのポリマーを溶剤に溶解した液晶配向剤を、後述するように、基板に塗布し、予備乾燥を行って薄膜を形成する過程で、液晶配向能に優れた性能を有するポリマーを薄膜の上層に、液晶表示素子の電気的特性を改善するのに優れた性能を有するポリマーを薄膜の下層に偏析させることができる。これには、混在するポリマーにおいて、表面エネルギーの小さなポリマーが上層に、表面エネルギーの大きなポリマーが下層に分離する現象を応用することができる。このような層分離の確認は、形成された液晶配向膜の表面エネルギーが、上層に偏析させることを意図したポリマーのみを含有する液晶配向剤によって形成された膜の表面エネルギーと同じか、または近い値であることで確認することができる。 In this case, by controlling the structure and molecular weight of each polymer, a liquid crystal aligning agent in which these polymers are dissolved in a solvent is applied to a substrate and pre-dried to form a thin film, as described later. A polymer having excellent performance in liquid crystal alignment ability can be segregated in the upper layer of the thin film, and a polymer having excellent performance in improving the electrical characteristics of the liquid crystal display element can be segregated in the lower layer of the thin film. For this, a phenomenon in which a polymer having a small surface energy is separated into an upper layer and a polymer having a large surface energy is separated into a lower layer can be applied to a mixed polymer. The confirmation of such layer separation is that the surface energy of the formed liquid crystal alignment film is equal to or close to the surface energy of the film formed by the liquid crystal alignment agent containing only the polymer intended to segregate in the upper layer. It can be confirmed by the value.

層分離を発現させる方法として、上層に偏析させたいポリマーの分子量を小さくすることも挙げられる。 As a method for expressing layer separation, it is also possible to reduce the molecular weight of the polymer to be segregated in the upper layer.

ポリマー同士の混合からなる液晶配向剤では、上層に偏析させたいポリマーをポリイミドとすることで層分離を発現させることもできる。 In a liquid crystal alignment agent composed of a mixture of polymers, layer separation can be exhibited by using polyimide as the polymer to be segregated in the upper layer.

式(1)で表される化合物は前記薄膜の上層に偏析するポリマーの原料モノマーとして用いられてもよく、薄膜の下層に偏析するポリマーの原料モノマーとして用いられてもよくまた、両方のポリマーの原料モノマーとして用いられてもよいが、薄膜の上層に偏析するポリマーの原料モノマーとして用いることがより好ましい。 The compound represented by the formula (1) may be used as a raw material monomer of a polymer segregating in the upper layer of the thin film, may be used as a raw material monomer of a polymer segregating in the lower layer of the thin film, or may be used as a raw material monomer of a polymer segregating in the lower layer of the thin film. Although it may be used as a raw material monomer, it is more preferable to use it as a raw material monomer for a polymer that segregates on the upper layer of a thin film.

前記薄膜の上層に偏析するポリアミック酸またはその誘導体を合成するために用いられるテトラカルボン酸二無水物としては、上記に例示した公知のテトラカルボン酸二無水物から制限されることなく選択することができる。 The tetracarboxylic dianhydride used for synthesizing the polyamic acid or a derivative thereof that segregates on the upper layer of the thin film can be selected without limitation from the known tetracarboxylic dianhydrides exemplified above. it can.

薄膜の上層に偏析するポリアミック酸またはその誘導体を合成するために用いられるテトラカルボン酸二無水物は、式(AN−1−1)、式(AN−1−2)、式(AN−2−1)、式(AN−3−1)、式(AN−4−5)、式(AN−4−17)、または式(AN−4−21)、で表される化合物が好ましく、式(AN−4−17)または式(AN−4−21)がより好ましい。式(AN−4−17)においては、m=4〜8が好ましい。 The tetracarboxylic dianhydride used for synthesizing the polyamic acid or its derivative that segregates on the upper layer of the thin film is the formula (AN-1-1), the formula (AN-1-2), and the formula (AN-2-). The compound represented by 1), the formula (AN-3-1), the formula (AN-4-5), the formula (AN-4-17), or the formula (AN-4-21) is preferable, and the compound represented by the formula (AN-4-21) is preferable. AN-4-17) or formula (AN-4-21) is more preferred. In the formula (AN-4-17), m = 4 to 8 is preferable.

薄膜の上層に偏析するポリアミック酸またはその誘導体を合成するために用いられる式(1)で表される化合物以外のジアミン類としては、上記に例示した公知のジアミン類から制限されることなく選択することができる。 The diamines other than the compound represented by the formula (1) used for synthesizing the polyamic acid or its derivative segregating on the upper layer of the thin film are selected from the known diamines exemplified above without limitation. be able to.

薄膜の上層に偏析するポリアミック酸またはその誘導体を合成するために用いられるジアミン類としては、式(DI−4−1)、式(DI−4−13)、式(DI−4−15)、式(DI−5−1)、式(DI−7−3)、または式(DI−13−1)で表される化合物を用いるのが好ましい。中でも、式(DI−4−13)、式(DI−4−15)、式(DI−5−1)、または式(DI−13−1)で表される化合物を用いるのがより好ましい。式(DI−5−1)において、m=4〜8が好ましい。式(DI−7−3)においてはm=3、n=1が好ましい。 Examples of diamines used for synthesizing a polyamic acid or a derivative thereof that segregates on the upper layer of a thin film include formulas (DI-4-1), formulas (DI-4-13), and formulas (DI-4-15). It is preferable to use a compound represented by the formula (DI-5-1), the formula (DI-7-3), or the formula (DI-13-1). Of these, it is more preferable to use a compound represented by the formula (DI-4-13), the formula (DI-4-15), the formula (DI-5-1), or the formula (DI-13-1). In the formula (DI-5-1), m = 4 to 8 is preferable. In the formula (DI-7-3), m = 3 and n = 1 are preferable.

薄膜の下層に偏析するポリアミック酸またはその誘導体を合成するために用いられるテトラカルボン酸二無水物としては、上記に例示した公知のテトラカルボン酸二無水物から制限されることなく選択することができる。 The tetracarboxylic dianhydride used for synthesizing the polyamic acid or its derivative segregating in the lower layer of the thin film can be selected without limitation from the known tetracarboxylic dianhydrides exemplified above. ..

薄膜の下層に偏析するポリアミック酸またはその誘導体を合成するために用いられるテトラカルボン酸二無水物としては、式(AN−1−1)、式(AN−1−13)、式(AN−2−1)、式(AN−3−2)、または式(AN−4−21)で表される化合物が好ましく、式(AN−1−1)、式(AN−2−1)、または式(AN−3−2)がより好ましい。 Examples of the tetracarboxylic dianhydride used for synthesizing the polyamic acid or its derivative segregating in the lower layer of the thin film include the formula (AN-1-1), the formula (AN-1-13), and the formula (AN-2). -1), the compound represented by the formula (AN-3-2), or the formula (AN-4-21) is preferable, and the formula (AN-1-1), the formula (AN-2-1), or the formula is preferable. (AN-3-2) is more preferable.

薄膜の下層に偏析するポリアミック酸またはその誘導体を合成するために用いられるテトラカルボン酸二無水物は、テトラカルボン酸二無水物の全量中芳香族テトラカルボン酸二無水物を10モル%以上含むことが好ましく、30モル%以上含むことがより好ましい。 The tetracarboxylic dianhydride used for synthesizing the polyamic acid or its derivative segregating in the lower layer of the thin film shall contain 10 mol% or more of the aromatic tetracarboxylic dianhydride in the total amount of the tetracarboxylic dianhydride. Is preferable, and it is more preferable to contain 30 mol% or more.

薄膜の下層に偏析するポリアミック酸またはその誘導体を合成するために用いられる式(1)で表される化合物以外のジアミン類としては、上記に例示した公知のジアミン類から制限されることなく選択することができる。 The diamines other than the compound represented by the formula (1) used for synthesizing the polyamic acid or its derivative segregating in the lower layer of the thin film are selected from the known diamines exemplified above without limitation. be able to.

薄膜の下層に偏析するポリアミック酸またはその誘導体を合成するために用いられるジアミン類としては、式(DI−4−1)、式(DI−4−2)、式(DI−4−10)、式(DI−4−18)、式(DI−4−19)、式(DI−5−1)、式(DI−5−9)、式(DI−5−28)、式(DI−5−30)、式(DI−13−1)、または式(DIH−1−2)で表される化合物が好ましい。式(DI−5−1)において、m=1または2である化合物が好ましく、式(DI−5−30)において、k=2である化合物が好ましい。中でも、式(DI−4−1)、式(DI−4−18)、式(DI−4−19)、式(DI−5−9)、式(DI−13−1)、または式(DIH−1−2)で表される化合物がより好ましい。 Examples of the diamines used for synthesizing the polyamic acid or its derivative segregating in the lower layer of the thin film include the formula (DI-4-1), the formula (DI-4-2), and the formula (DI-4-10). Equation (DI-4-18), Equation (DI-4-19), Equation (DI-5-1), Equation (DI-5-9), Equation (DI-5-28), Equation (DI-5) -30), the compound represented by the formula (DI-13-1), or the formula (DIH-1-2) is preferable. In the formula (DI-5-1), a compound having m = 1 or 2 is preferable, and in the formula (DI-5-30), a compound having k = 2 is preferable. Among them, the formula (DI-4-1), the formula (DI-4-18), the formula (DI-4-19), the formula (DI-5-9), the formula (DI-13-1), or the formula ( The compound represented by DIH-1-2) is more preferable.

薄膜の下層に偏析するポリアミック酸またはその誘導体を合成するために用いられるジアミン類は、芳香族ジアミンおよび芳香族ジヒドラジドからなる群から選択された少なくとも1つを、全ジアミン類に対して、30モル%以上含むものである事が好ましく、50モル%以上含むものであることがより好ましい。 The diamines used for synthesizing the polyamic acid or its derivative that segregates in the lower layer of the thin film are at least one selected from the group consisting of aromatic diamines and aromatic dihydrazides, and 30 mol with respect to all diamines. It is preferably contained in an amount of% or more, and more preferably contained in an amount of 50 mol% or more.

薄膜の上層に偏析するポリアミック酸またはその誘導体、および薄膜の下層に偏析するポリアミック酸またはその誘導体の合計量に対する薄膜の上層に偏析するポリアミック酸またはその誘導体の割合としては、5重量%〜50重量%が好ましく、10重量%〜40重量%がさらに好ましい。 The ratio of the polyamic acid or its derivative segregated in the upper layer of the thin film to the total amount of the polyamic acid or its derivative segregated in the upper layer of the thin film and the polyamic acid or its derivative segregated in the lower layer of the thin film is 5% by weight to 50% by weight. % Is preferable, and 10% by weight to 40% by weight is more preferable.

本発明のポリアミック酸又はその誘導体は、第1ポリマー鎖と、第1ポリマー鎖とは構造が異なる第2ポリマー鎖を含むブロックポリマーであってもよい。また、ブロックポリマーは、さらに第1ポリマー鎖及び第2ポリマー鎖と構造が異なる他のポリマー鎖を含んでいてもよい。例えば、ポリアミック酸のブロックポリマーは、式(PAA)で示される特定のポリアミック酸(PAA1)の溶液と、ポリアミック酸(PAA1)とX及びXの組み合わせが異なるポリアミック酸(PAA2)の溶液を混合して加熱することにより形成することができる。こうして形成されるポリアミック酸のブロックポリマーは、(PAA1)n1で表されるブロックと(PAA2)n2で表されるブロックを含む。(PAA1)n1及び(PAA2)n2におけるn1及びn2は、各々独立して1以上の整数であり、好ましくは各々独立して2以上の整数である。ブロックポリマーにおいて、式(1)で表される化合物を原料組成物に用いるポリマー鎖は、いずれか1つであってもよいし、2つ以上であってもよいし、全てのポリマー鎖であってもよい。 The polyamic acid of the present invention or a derivative thereof may be a block polymer containing a first polymer chain and a second polymer chain having a structure different from that of the first polymer chain. Further, the block polymer may further contain other polymer chains having a structure different from that of the first polymer chain and the second polymer chain. For example, a block polymer of polyamic acid, a solution of formula (PAA) specific polyamic acid represented by (PAA1), a solution of polyamic acid (PAA1) and X 1 and X combinations of two different polyamic acid (PAA2) It can be formed by mixing and heating. The polyamic acid block polymer thus formed includes a block represented by (PAA1) n1 and a block represented by (PAA2) n2 . (PAA1) n1 and (PAA2) n2 in n1 and n2 are each independently an integer of 1 or more, preferably each independently an integer of 2 or more. In the block polymer, the polymer chains using the compound represented by the formula (1) in the raw material composition may be any one, two or more, or all polymer chains. You may.

ここで、ポリアミック酸ブロックポリマーは、2種以上のポリアミック酸をそれぞれ単独で製造した後に混合し、加熱して合成してもよいし、2種以上のポリアミック酸を同じ反応容器中で合成した後、加熱して合成してもよい。 Here, the polyamic acid block polymer may be synthesized by mixing two or more kinds of polyamic acids independently and then mixing them and heating them, or after synthesizing two or more kinds of polyamic acids in the same reaction vessel. , May be heated and synthesized.

また、本発明の液晶配向剤は、液晶配向剤の塗布性や前記ポリアミック酸またはその誘導体の濃度の調整の観点から、溶剤をさらに含有していてもよい。前記溶剤は、高分子成分を溶解する能力を持った溶剤であれば格別制限なく適用可能である。前記溶剤は、ポリアミック酸、可溶性ポリイミド等の高分子成分の製造工程や用途面で通常使用されている溶剤を広く含み、使用目的に応じて、適宜選択できる。前記溶剤は1種でも2種以上の混合溶剤であってもよい。 Further, the liquid crystal alignment agent of the present invention may further contain a solvent from the viewpoint of the coatability of the liquid crystal alignment agent and the adjustment of the concentration of the polyamic acid or its derivative. The solvent can be applied without any particular limitation as long as it is a solvent having an ability to dissolve a polymer component. The solvent includes a wide range of solvents usually used in the manufacturing process and application of polymer components such as polyamic acid and soluble polyimide, and can be appropriately selected depending on the purpose of use. The solvent may be one kind or a mixed solvent of two or more kinds.

溶剤としては、前記ポリアミック酸またはその誘導体の親溶剤や、塗布性改善を目的とした他の溶剤が挙げられる。 Examples of the solvent include a parent solvent of the polyamic acid or a derivative thereof, and other solvents for the purpose of improving coatability.

ポリアミック酸またはその誘導体に対し親溶剤である非プロトン性極性有機溶剤としては、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、ジメチルイミダゾリジノン、N−メチルカプロラクタム、N−メチルプロピオンアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、ジエチルアセトアミド、N,N−ジメチルイソブチルアミド、γ−ブチロラクトン、およびγ−バレロラクトン等が挙げられる。
これらの中で、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルイミダゾリジノン、γ−ブチロラクトン、またはγ−バレロラクトンが好ましい。
Examples of the aprotic polar organic solvent that is a parent solvent for polyamic acid or a derivative thereof include N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, dimethylimidazolidinone, N-methylcaprolactam, and N-methylpropion. Examples thereof include amide, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, diethylacetamide, N, N-dimethylisobutylamide, γ-butyrolactone, and γ-valerolactone. ..
Of these, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylimidazolidinone, γ-butyrolactone, or γ-valerolactone is preferable.

塗布性改善等を目的とした他の溶剤の例としては、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノターシャリーブチルエーテル等のエチレングリコールモノアルキルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル等のジエチレングリコールモノアルキルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、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ブチルメチルエーテル等のジエチレングリコールジアルキルエーテルが挙げられる。また、プロピレングリコールモノメチルエーテル、1−ブトキシ−2−プロパノール等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル等のジプロピレングリコールモノアルキルエーテル、トリエチレングリコールモノアルキルエーテル、ブチルセロソルブアセテート、フェニルアセテート、およびこれらアセテート類等のエステル化合物が挙げられる。さらにマロン酸ジエチル等のマロン酸ジアルキル、乳酸アルキル、ジイソブチルケトン、ジアセトンアルコール、3−メチル−3−メトキシブタノール、4−メチル−2−ペンタノール、ジイソブチルカルビノール、テトラリン、およびイソホロンが挙げられる。 Examples of other solvents for the purpose of improving coatability include ethylene glycol monobutyl ether such as ethylene glycol monobutyl ether and ethylene glycol monoternary butyl ether, diethylene glycol monoalkyl ether such as diethylene glycol monoethyl ether, and diethylene glycol ethyl methyl ether. , Diethylene glycol dialkyl ether, diethylene glycol butyl methyl ether and the like. In addition, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoalkyl ether such as 1-butoxy-2-propanol, dipropylene glycol monoalkyl ether such as dipropylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoalkyl ether, butyl cellosolve acetate, phenyl acetate, and Examples thereof include ester compounds such as these acetates. Further, examples thereof include dialkyl malonate such as diethyl malonate, alkyl lactate, diisobutyl ketone, diacetone alcohol, 3-methyl-3-methoxybutanol, 4-methyl-2-pentanol, diisobutylcarbinol, tetraline, and isophorone.

これらの中で、ジイソブチルケトン、4−メチル−2−ペンタノール、ジイソブチルカルビノール、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノターシャリーブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、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ブチルメチルエーテル、1−ブトキシ−2−プロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、またはブチルセロソルブアセテートが好ましい。 Among these, diisobutylketone, 4-methyl-2-pentanol, diisobutylcarbinol, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monotersial butyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol ethylmethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol butylmethyl Ether, 1-butoxy-2-propanol, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, or butyl cellosolve acetate are preferred.

本発明の液晶配向剤における固形分濃度は特に限定されるものではなく、下記の種々の塗布法に合わせ最適な値を選べばよい。通常、塗布時のムラやピンホール等を抑えるため、ワニス重量に対し、好ましくは0.1〜30重量%、より好ましくは1〜10重量%である。 The solid content concentration in the liquid crystal alignment agent of the present invention is not particularly limited, and the optimum value may be selected according to the various coating methods described below. Usually, it is preferably 0.1 to 30% by weight, more preferably 1 to 10% by weight, based on the weight of the varnish in order to suppress unevenness and pinholes during coating.

本発明の液晶配向剤の粘度は、塗布する方法、ポリアミック酸またはその誘導体の濃度、使用するポリアミック酸またはその誘導体の種類、溶剤の種類と割合によって好ましい範囲が異なる。例えば、印刷機による塗布の場合は5〜100mPa・s(より好ましくは10〜80mPa・s)である。5mPa・s以上であれば十分な膜厚が得られやすくなり、100mPa・s以下であれば印刷ムラを抑えやすくなる。スピンコートによる塗布の場合は5〜200mPa・s(より好ましくは10〜100mPa・s)が適している。インクジェット塗布装置を用いて塗布する場合は5〜50mPa・s(より好ましくは5〜20mPa・s)が適している。液晶配向剤の粘度は回転粘度測定法により測定され、例えば回転粘度計(東機産業製TVE−20L型)を用いて測定(測定温度:25℃)される。 The viscosity of the liquid crystal aligning agent of the present invention varies in a preferable range depending on the method of application, the concentration of the polyamic acid or its derivative, the type of the polyamic acid or its derivative used, and the type and ratio of the solvent. For example, in the case of coating by a printing machine, it is 5 to 100 mPa · s (more preferably 10 to 80 mPa · s). If it is 5 mPa · s or more, it becomes easy to obtain a sufficient film thickness, and if it is 100 mPa · s or less, it becomes easy to suppress printing unevenness. In the case of application by spin coating, 5 to 200 mPa · s (more preferably 10 to 100 mPa · s) is suitable. When coating using an inkjet coating device, 5 to 50 mPa · s (more preferably 5 to 20 mPa · s) is suitable. The viscosity of the liquid crystal aligning agent is measured by a rotational viscosity measuring method, and is measured using, for example, a rotational viscometer (TVE-20L type manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) (measurement temperature: 25 ° C.).

本発明の液晶配向剤は各種添加剤をさらに含有していてもよい。各種添加剤は、配向膜の各種特性を向上させるために、それぞれの目的に応じて選択して使用することができる。以下に例を示す。 The liquid crystal alignment agent of the present invention may further contain various additives. Various additives can be selected and used according to their respective purposes in order to improve various properties of the alignment film. An example is shown below.

<アルケニル置換ナジイミド化合物>
例えば、本発明の液晶配向剤は、液晶表示素子の電気特性を長期に安定させる目的から、アルケニル置換ナジイミド化合物をさらに含有していてもよい。アルケニル置換ナジイミド化合物は1種で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。アルケニル置換ナジイミド化合物の含有量は、上記の目的から、ポリアミック酸またはその誘導体に対して1〜50重量%であることが好ましく、1〜30重量%であることがより好ましく、1〜20重量%であることがさらに好ましい。アルケニル置換ナジイミド化合物は、本発明で用いられるポリアミック酸またはその誘導体を溶解する溶剤に溶解させることができる化合物であることが好ましい。好ましいアルケニル置換ナジイミド化合物には、特開2008−096979号公報、特開2009−109987号公報、特開2013−242526号公報に開示されているアルケニル置換ナジイミド化合物が挙げられる。特に好ましいアルケニル置換ナジイミド化合物としては、ビス{4−(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)フェニル}メタン、N,N’−m−キシリレン−ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、またはN,N’−ヘキサメチレン−ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)が挙げられる。
<Alkenyl-substituted nadiimide compound>
For example, the liquid crystal alignment agent of the present invention may further contain an alkenyl-substituted nadiimide compound for the purpose of stabilizing the electrical characteristics of the liquid crystal display element for a long period of time. The alkenyl-substituted nadiimide compound may be used alone or in combination of two or more. For the above purpose, the content of the alkenyl-substituted nadiimide compound is preferably 1 to 50% by weight, more preferably 1 to 30% by weight, and 1 to 20% by weight with respect to the polyamic acid or its derivative. Is more preferable. The alkenyl-substituted nadiimide compound is preferably a compound that can be dissolved in a solvent that dissolves the polyamic acid or its derivative used in the present invention. Preferred alkenyl-substituted nadiimide compounds include alkenyl-substituted nadiimide compounds disclosed in JP-A-2008-096979, JP-A-2009-109987, and JP-A-2013-242526. Particularly preferred alkenyl-substituted nadiimide compounds include bis {4- (allylbicyclo [2.2.1] hepto-5-ene-2,3-dicarboxyimide) phenyl} methane, N, N'-m-xylylene-. Bis (allylbicyclo [2.2.1] hept-5-en-2,3-dicarboxyimide) or N, N'-hexamethylene-bis (allylbicyclo [2.2.1] hept-5- En-2,3-dicarboxyimide).

<ラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物>
例えば、本発明の液晶配向剤は、液晶表示素子の電気特性を長期に安定させる目的から、ラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物をさらに含有していてもよい。ラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物は1種の化合物であってもよいし、2種以上の化合物であってもよい。なお、ラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物にはアルケニル置換ナジイミド化合物は含まれない。ラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物には、好ましいものとして、N,N’−メチレンビスアクリルアミド、N,N’−ジヒドロキシエチレン−ビスアクリルアミド、エチレンビスアクリレート、4,4’−メチレンビス(N,N−ジヒドロキシエチレンアクリレートアニリン)、シアヌル酸トリアリル、他に、特開2009−109987号公報、特開2013−242526号公報、国際公報2014/119682、国際公報2015/152014に開示されているラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物が挙げられる。ラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物の含有量は、上記の目的から、ポリアミック酸またはその誘導体に対して1〜50重量%であることが好ましく、1〜30重量%であることがより好ましい。
<Compound with radically polymerizable unsaturated double bond>
For example, the liquid crystal aligning agent of the present invention may further contain a compound having a radically polymerizable unsaturated double bond for the purpose of stabilizing the electrical characteristics of the liquid crystal display element for a long period of time. The compound having a radically polymerizable unsaturated double bond may be one kind of compound or two or more kinds of compounds. The compound having a radically polymerizable unsaturated double bond does not include an alkenyl-substituted nadiimide compound. Compounds having a radically polymerizable unsaturated double bond are preferably N, N'-methylenebisacrylamide, N, N'-dihydroxyethylene-bisacrylamide, ethylenebis acrylate, and 4,4'-methylenebis (N). , N-dihydroxyethylene acrylate aniline), triallyl cyanurate, and radical polymerization disclosed in JP-A-2009-109987, JP-A-2013-242526, International Publication No. 2014/119682, International Publication No. 2015/152014. Examples include compounds having sex unsaturated double bonds. For the above purpose, the content of the compound having a radically polymerizable unsaturated double bond is preferably 1 to 50% by weight, more preferably 1 to 30% by weight, based on the polyamic acid or its derivative. preferable.

<オキサジン化合物>
例えば、本発明の液晶配向剤は、液晶表示素子における電気特性を長期に安定させる目的から、オキサジン化合物をさらに含有していてもよい。オキサジン化合物は1種の化合物であってもよいし、2種以上の化合物であってもよい。オキサジン化合物の含有量は、上記の目的から、ポリアミック酸またはその誘導体に対して0.1〜50重量%であることが好ましく、1〜40重量%であることがより好ましく、1〜20重量%であることがさらに好ましい。
<Oxazine compound>
For example, the liquid crystal aligning agent of the present invention may further contain an oxazine compound for the purpose of stabilizing the electrical characteristics of the liquid crystal display element for a long period of time. The oxazine compound may be one kind of compound or two or more kinds of compounds. For the above purpose, the content of the oxazine compound is preferably 0.1 to 50% by weight, more preferably 1 to 40% by weight, and 1 to 20% by weight with respect to the polyamic acid or its derivative. Is more preferable.

オキサジン化合物は、ポリアミック酸またはその誘導体を溶解させる溶剤に可溶であり、加えて、開環重合性を有するオキサジン化合物が好ましい。好ましいオキサジン化合物には、式(OX−3−1)、式(OX−3−9)、式(OX−3−10)で表されるオキサジン化合物、他に、特開2007−286597号公報、特開2013−242526号公報に開示されているオキサジン化合物が挙げられる。

Figure 2021071717
The oxazine compound is soluble in a solvent that dissolves the polyamic acid or a derivative thereof, and in addition, an oxazine compound having ring-opening polymerizable property is preferable. Preferred oxazine compounds include oxazine compounds represented by the formulas (OX-3-1), formulas (OX-3-9), and formulas (OX-3-10), and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-286597. Examples thereof include oxazine compounds disclosed in JP2013-242526A.

Figure 2021071717

<オキサゾリン化合物>
例えば、本発明の液晶配向剤は、液晶表示素子における電気特性を長期に安定させる目的から、オキサゾリン化合物をさらに含有していてもよい。オキサゾリン化合物はオキサゾリン構造を有する化合物である。オキサゾリン化合物は1種の化合物であってもよいし、2種以上の化合物であってもよい。オキサゾリン化合物の含有量は、上記の目的から、ポリアミック酸またはその誘導体に対して0.1〜50重量%であることが好ましく、1〜40重量%であることがより好ましく、1〜20重量%であることがさらに好ましい。好ましいオキサゾリン化合物には、特開2010−054872号公報、特開2013−242526号公報に開示されているオキサゾリン化合物が挙げられる。より好ましくは、1,3−ビス(4,5−ジヒドロ−2−オキサゾリル)ベンゼンが挙げられる。
<Oxazoline compound>
For example, the liquid crystal aligning agent of the present invention may further contain an oxazoline compound for the purpose of stabilizing the electrical characteristics of the liquid crystal display element for a long period of time. An oxazoline compound is a compound having an oxazoline structure. The oxazoline compound may be one kind of compound or two or more kinds of compounds. For the above purpose, the content of the oxazoline compound is preferably 0.1 to 50% by weight, more preferably 1 to 40% by weight, and 1 to 20% by weight with respect to the polyamic acid or its derivative. Is more preferable. Preferred oxazoline compounds include oxazoline compounds disclosed in JP-A-2010-054872 and JP-A-2013-242526. More preferably, 1,3-bis (4,5-dihydro-2-oxazolyl) benzene can be mentioned.

<エポキシ化合物>
例えば、本発明の液晶配向剤は、液晶表示素子における電気特性を長期に安定させる目的、膜の硬度を向上させる目的、もしくはシール剤との密着性を向上させる目的から、エポキシ化合物をさらに含有していてもよい。エポキシ化合物は1種の化合物であってもよいし、2種以上の化合物であってもよい。エポキシ化合物の含有量は、上記の目的から、ポリアミック酸またはその誘導体に対して0.1〜50重量%であることが好ましく、1〜20重量%であることがより好ましく、1〜10重量%であることがさらに好ましい。
<Epoxy compound>
For example, the liquid crystal alignment agent of the present invention further contains an epoxy compound for the purpose of stabilizing the electrical characteristics of the liquid crystal display element for a long period of time, improving the hardness of the film, or improving the adhesion with the sealant. You may be. The epoxy compound may be one kind of compound or two or more kinds of compounds. For the above purpose, the content of the epoxy compound is preferably 0.1 to 50% by weight, more preferably 1 to 20% by weight, and 1 to 10% by weight with respect to the polyamic acid or its derivative. Is more preferable.

エポキシ化合物としては、分子内にエポキシ環を1つまたは2つ以上有する種々の化合物を用いることができる。
膜の硬度を向上させる目的、もしくはシール剤との密着性を向上させる目的のためには、分子内にエポキシ環を2つ以上有する化合物が好ましく、3つまたは4つ有する化合物がより好ましい。
As the epoxy compound, various compounds having one or more epoxy rings in the molecule can be used.
For the purpose of improving the hardness of the film or improving the adhesion to the sealant, a compound having two or more epoxy rings in the molecule is preferable, and a compound having three or four epoxy rings is more preferable.

エポキシ化合物としては、特開2009-175715号公報、特開2013−242526号公報、特開2016−170409号公報、国際公報2017/217413に開示されているエポキシ化合物が挙げられる。好ましいエポキシ化合物としては、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、(3,3’,4,4’−ジエポキシ)ビシクロヘキシル、1,4−ブタンジオールグリシジルエーテル、イソシアヌル酸トリス(2,3−エポキシプロピル)、1,3−ビス(N,N−ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、またはN,N,N’,N’−テトラグリシジル−m−キシレンジアミンが挙げられる。
上記の他、エポキシ環を有するオリゴマーや重合体を添加することもできる。エポキシ環を有するオリゴマーや重合体は特開2013−242526号公報に開示されているオリゴマーや重合体を使用することができる。
Examples of the epoxy compound include epoxy compounds disclosed in JP-A-2009-175715, JP-A-2013-242526, JP-A-2016-170409, and International Publication No. 2017/217413. Preferred epoxy compounds include N, N, N', N'-tetraglycidyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxy. Silane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, (3,3', 4,4'-diepoxy) bicyclohexyl, 1,4-butanediol glycidyl ether, tris isocyanurate (2,3-) Epoxypropyl), 1,3-bis (N, N-diglycidylaminomethyl) cyclohexane, or N, N, N', N'-tetraglycidyl-m-xylene diamine.
In addition to the above, oligomers and polymers having an epoxy ring can also be added. As the oligomer or polymer having an epoxy ring, the oligomer or polymer disclosed in JP2013-242526A can be used.

<シラン化合物>
例えば、本発明の液晶配向剤は、基板およびシール剤との密着性を向上させる目的から、シラン化合物をさらに含有していてもよい。シラン化合物の含有量は、上記の目的から、ポリアミック酸またはその誘導体に対して0.1〜30重量%であることが好ましく、0.5〜20重量%であることがより好ましく、0.5〜10重量%であることがさらに好ましい。
<Silane compound>
For example, the liquid crystal alignment agent of the present invention may further contain a silane compound for the purpose of improving the adhesion between the substrate and the sealant. For the above purpose, the content of the silane compound is preferably 0.1 to 30% by weight, more preferably 0.5 to 20% by weight, more preferably 0.5, based on the polyamic acid or its derivative. It is more preferably from 10% by weight.

シランカップリング剤としては、特開2013−242526、特開2015−212807号公報、特開2018−173545号公報、国際公報2018/181566に開示されているシランカップリング剤を使用することができる。
好ましいシランカップリング剤として、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、パラアミノフェニルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、または3−ウレイドプロピルトリエトキシシランが挙げられる。
As the silane coupling agent, the silane coupling agents disclosed in JP2013-242526, JP2015-212807, JP2018-173545, and International Publication 2018/181566 can be used.
Preferred silane coupling agents include 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, paraaminophenyltrimethoxysilane, 3-. Aminopropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-isocyanatepropyltriethoxysilane, or 3-ureidopropyltriethoxysilane can be mentioned.

上記記載の添加剤の他、配向膜の強度を上げる目的、または液晶表示素子における電気特性を長期に安定させる目的から、シクロカーボネート基を持つ化合物、ヒドロキシアルキルアミド部位や水酸基を持つ化合物を添加することもできる。具体的化合物としては、特開2016−118753号公報、国際公報2017/110976に開示されている化合物が挙げられる。好ましい化合物としては、以下の式(HD−1)〜式(HD−4)が挙げられる。これらの化合物は、ポリアミック酸またはその誘導体に対して0.5〜50重量%であることが好ましく、1〜30重量%であることがより好ましく、1〜10重量%であることがさらに好ましい。

Figure 2021071717
In addition to the above-mentioned additives, a compound having a cyclocarbonate group, a compound having a hydroxyalkylamide moiety or a hydroxyl group is added for the purpose of increasing the strength of the alignment film or stabilizing the electrical characteristics of the liquid crystal display element for a long period of time. You can also do it. Specific examples of the compound include compounds disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-118753 and International Publication No. 2017/110976. Preferred compounds include the following formulas (HD-1) to (HD-4). These compounds are preferably 0.5 to 50% by weight, more preferably 1 to 30% by weight, still more preferably 1 to 10% by weight, based on the polyamic acid or its derivative.

Figure 2021071717

また、帯電防止の向上を必要とするときは帯電防止剤、低温でイミド化を進行させる場合はイミド化触媒を使用することもできる。イミド化触媒としては、特開2013−242526号公報に開示されているイミド化触媒が挙げられる。 Further, when it is necessary to improve the antistatic property, an antistatic agent can be used, and when the imidization proceeds at a low temperature, an imidization catalyst can be used. Examples of the imidization catalyst include imidization catalysts disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-242526.

<液晶配向膜>
次に、本発明の液晶配向膜について説明する。
本発明の液晶配向膜は、本発明の液晶配向剤を使用して形成されたものである。本発明の液晶配向剤を用いて液晶配向膜を形成させる過程で加熱焼成すると、イミド化反応を起こしてポリイミド系液晶配向膜を形成させることができる。本発明の液晶配向剤は、光配向用の液晶配向剤に適しており、液晶配向膜を形成させる過程における配向処理には光配向法を適用することができる。
<Liquid crystal alignment film>
Next, the liquid crystal alignment film of the present invention will be described.
The liquid crystal alignment film of the present invention is formed by using the liquid crystal alignment agent of the present invention. When heated and fired in the process of forming a liquid crystal alignment film using the liquid crystal alignment agent of the present invention, an imidization reaction can occur to form a polyimide-based liquid crystal alignment film. The liquid crystal alignment agent of the present invention is suitable as a liquid crystal alignment agent for photoalignment, and the photoalignment method can be applied to the alignment treatment in the process of forming the liquid crystal alignment film.

以下において、本発明の光配向用液晶配向剤による液晶配向膜の形成方法について説明する。 Hereinafter, a method for forming a liquid crystal alignment film using the liquid crystal alignment agent for photoalignment of the present invention will be described.

本発明の液晶配向膜は、光配向用液晶配向剤から液晶配向膜を作製する通常の方法によって得ることができる。本発明の液晶配向膜は、例えば、本発明の光配向用液晶配向剤の塗膜を形成する工程と、塗膜を加熱乾燥して液晶配向剤の膜を形成する工程と、液晶配向剤の膜に光を照射して異方性を付与する工程と、異方性を付与した液晶配向剤の膜を加熱焼成する工程を経ることによって得ることができる。本発明の液晶配向膜については、塗膜工程、加熱乾燥工程の後に光を照射して異方性を付与し、その後加熱焼成工程を経るのが好ましい。 The liquid crystal alignment film of the present invention can be obtained by a usual method for producing a liquid crystal alignment film from a liquid crystal alignment agent for photoalignment. The liquid crystal alignment film of the present invention is, for example, a step of forming a coating film of the liquid crystal alignment agent for photoalignment of the present invention, a step of heating and drying the coating film to form a film of the liquid crystal alignment agent, and a liquid crystal alignment agent. It can be obtained by going through a step of irradiating the film with light to impart anisotropy and a step of heating and firing the film of the liquid crystal aligning agent to which the anisotropy is imparted. It is preferable that the liquid crystal alignment film of the present invention is irradiated with light after the coating film step and the heat drying step to impart anisotropy, and then undergoes the heating and firing step.

塗膜は、通常の液晶配向膜の作製と同様に、液晶表示素子における基板に本発明の液晶配向剤を塗布することによって形成することができる。基板には、ITO(IndiumTinOxide)、IZO(In−ZnO)、IGZO(In−Ga−ZnO)電極等の電極やカラーフィルタ等が設けられていてもよいガラス製、窒化ケイ素製、アクリル製、ポリカーボネイト製、ポリイミド製等の基板が挙げられる。 The coating film can be formed by applying the liquid crystal alignment agent of the present invention to the substrate of the liquid crystal display element in the same manner as in the production of a normal liquid crystal alignment film. The substrate may be provided with electrodes such as ITO (Indium TinOxide), IZO (In 2 O 3- ZnO), and IGZO (In-Ga-ZnO 4 ) electrodes, a color filter, and the like. Examples thereof include substrates made of acrylic, polycarbonate, polyimide, and the like.

液晶配向剤を基板に塗布する方法としてはスピンナー法、印刷法、ディッピング法、滴下法、インクジェット法等が一般に知られている。これらの方法は本発明においても同様に適用可能である。 As a method of applying the liquid crystal alignment agent to the substrate, a spinner method, a printing method, a dipping method, a dropping method, an inkjet method and the like are generally known. These methods are similarly applicable to the present invention.

加熱乾燥工程は、オーブンまたは赤外炉の中で加熱処理する方法、ホットプレート上で加熱処理する方法等が一般に知られている。加熱乾燥工程は溶剤の蒸発が可能な範囲内の温度で実施することが好ましく、加熱焼成工程における温度に対して比較的低い温度で実施することがより好ましい。具体的には加熱乾燥温度は30℃〜150℃の範囲であること、さらには50℃〜120℃の範囲であることが好ましい。 As the heat-drying step, a method of heat-treating in an oven or an infrared furnace, a method of heat-treating on a hot plate, and the like are generally known. The heat-drying step is preferably carried out at a temperature within a range in which the solvent can be evaporated, and more preferably carried out at a temperature relatively lower than the temperature in the heating-baking step. Specifically, the heating and drying temperature is preferably in the range of 30 ° C. to 150 ° C., and more preferably in the range of 50 ° C. to 120 ° C.

加熱焼成工程は、ポリアミック酸またはその誘導体がイミド化反応を呈するのに必要な条件で行うことができる。塗膜の焼成は、オーブンまたは赤外炉の中で加熱処理する方法、ホットプレート上で加熱処理する方法等が一般に知られている。これらの方法も本発明において同様に適用可能である。一般に90〜300℃程度の温度で1分間〜3時間行うことが好ましく、120〜280℃がより好ましく、150〜250℃がさらに好ましい。 The heating and firing step can be performed under the conditions necessary for the polyamic acid or a derivative thereof to exhibit an imidization reaction. For firing the coating film, a method of heat-treating in an oven or an infrared furnace, a method of heat-treating on a hot plate, and the like are generally known. These methods are similarly applicable in the present invention. Generally, it is preferably carried out at a temperature of about 90 to 300 ° C. for 1 minute to 3 hours, more preferably 120 to 280 ° C., and even more preferably 150 to 250 ° C.

膜の異方性や、液晶表示素子を作製した際の残像特性を向上させることを重視する場合には、加熱工程の昇温を緩やかに行うことが好ましく、例えば、段階的に温度を上げながら、異なる温度で複数回加熱焼成する、または、低温から高温へと温度を変化させて加熱することができる。また、両方の加熱方法を組み合わせて行ってもよい。 When it is important to improve the anisotropy of the film and the afterimage characteristics when the liquid crystal display element is manufactured, it is preferable to slowly raise the temperature in the heating step, for example, while raising the temperature stepwise. , It can be heated and fired multiple times at different temperatures, or it can be heated by changing the temperature from low temperature to high temperature. Moreover, you may perform by combining both heating methods.

異なる温度で複数回加熱焼成する場合、異なる温度に設定された複数の加熱装置を用いてもよいし、1台の加熱装置を用いて、異なる温度に順次変化させながら行ってもよい。 When heating and firing at different temperatures a plurality of times, a plurality of heating devices set to different temperatures may be used, or one heating device may be used while sequentially changing to different temperatures.

異なる温度で複数回加熱焼成する場合は、初めの焼成温度は90〜180℃で行うのが好ましく、最後の温度は185℃〜300℃で行うのが好ましい。例えば、110℃で加熱焼成した後220℃で加熱焼成、110℃で加熱焼成した後230℃で加熱焼成、130℃で加熱焼成した後220℃で加熱焼成、150℃で加熱焼成した後200℃で加熱焼成、150℃で加熱焼成した後220℃で加熱焼成、150℃で加熱焼成した後230℃で加熱焼成、または170℃で加熱焼成した後200℃で加熱焼成することが好ましい。さらに段階を増やして緩やかに昇温させながら加熱焼成することも好ましい。加熱温度を変えて2段階以上で加熱焼成を行う場合、各加熱工程での加熱時間は5分〜30分であることが好ましい。 When firing at different temperatures a plurality of times, the initial firing temperature is preferably 90 to 180 ° C., and the final firing temperature is preferably 185 ° C. to 300 ° C. For example, after heating and firing at 110 ° C, heating and firing at 220 ° C, heating and firing at 110 ° C, then heating and firing at 230 ° C, heating and firing at 130 ° C, then heating and firing at 220 ° C, heating and firing at 150 ° C, and then 200 ° C. It is preferable to heat-fire at 150 ° C., heat-fire at 220 ° C., heat-fire at 150 ° C., then heat-fire at 230 ° C., or heat-fire at 170 ° C. and then heat-fire at 200 ° C. It is also preferable to heat and bake while increasing the number of steps and gradually raising the temperature. When the heating temperature is changed and the heating and firing is performed in two or more steps, the heating time in each heating step is preferably 5 minutes to 30 minutes.

低温度から高温へと温度を変化させて焼成を行なう場合、初期温度は90〜180℃が好ましい。最終温度は185〜300℃が好ましく、190〜230℃がより好ましい。加熱時間は5分〜60分が好ましく、20分〜60分がより好ましい。昇温スピードは、例えば0.5℃/分〜40℃/分とすることができる。昇温中の昇温スピードは一定でなくともよい。 When firing is performed by changing the temperature from a low temperature to a high temperature, the initial temperature is preferably 90 to 180 ° C. The final temperature is preferably 185 to 300 ° C, more preferably 190 to 230 ° C. The heating time is preferably 5 to 60 minutes, more preferably 20 to 60 minutes. The heating speed can be, for example, 0.5 ° C./min to 40 ° C./min. The temperature rise speed during the temperature rise does not have to be constant.

本発明の液晶配向膜の形成方法において、液晶を水平および/または垂直方向に対して一方向に配向させるために、薄膜へ異方性を付与する手段として、公知の光配向法を好適に用いることができる。 In the method for forming a liquid crystal alignment film of the present invention, a known photoalignment method is preferably used as a means for imparting anisotropy to a thin film in order to orient the liquid crystal in one direction with respect to the horizontal and / or vertical directions. be able to.

光配向法による本発明の液晶配向膜の形成方法について、詳細に説明する。光配向法を用いた本発明の液晶配向膜は、塗膜を加熱乾燥した後の薄膜に、光の直線偏光または無偏光を照射することにより、薄膜に異方性を付与し、その膜を加熱焼成することにより形成することができる。または、塗膜を加熱乾燥し、加熱焼成した後に、薄膜に光の直線偏光または無偏光を照射することにより形成する事ができる。液晶配向性の点から、光の照射工程は加熱焼成工程前に行うのが好ましい。 The method for forming the liquid crystal alignment film of the present invention by the photoalignment method will be described in detail. The liquid crystal alignment film of the present invention using the photoalignment method imparts anisotropy to the thin film by irradiating the thin film after heating and drying the coating film with linearly polarized light or non-polarized light, and forms the film. It can be formed by heating and firing. Alternatively, it can be formed by heating and drying the coating film, heating and firing, and then irradiating the thin film with linearly polarized light or unpolarized light. From the viewpoint of liquid crystal orientation, it is preferable that the light irradiation step is performed before the heating and firing step.

さらに、液晶配向膜の液晶配向能を上げるために、塗膜を加熱しながら光の直線偏光または無偏光を照射することもできる。光の照射は、塗膜を加熱乾燥する工程、または加熱焼成する工程で行ってもよく、加熱乾燥工程と加熱焼成工程の間に行ってもよい。
塗膜を加熱乾燥する工程、または加熱焼成する工程で光を照射する場合の加熱温度は、上記の加熱乾燥工程、または加熱焼成工程の記載を参考にできる。加熱乾燥工程と加熱焼成工程の間に光を照射する場合の加熱温度は、30℃〜150℃の範囲であることが好ましく、50℃〜110℃の範囲であることがさらに好ましい。
Further, in order to increase the liquid crystal alignment ability of the liquid crystal alignment film, it is possible to irradiate the coating film with linearly polarized light or unpolarized light while heating the coating film. The light irradiation may be performed in a step of heating and drying the coating film or a step of heating and firing, or may be performed between the heat drying step and the heating and firing step.
The heating temperature when irradiating light in the step of heating and drying the coating film or the step of heating and firing can refer to the above description of the heating and drying step or the heating and firing step. The heating temperature when irradiating light between the heat-drying step and the heat-baking step is preferably in the range of 30 ° C. to 150 ° C., and more preferably in the range of 50 ° C. to 110 ° C.

光としては、例えば150〜800nmの波長の光を含む紫外線または可視光を用いることができるが、300〜400nmの光を含む紫外線が好ましい。また、直線偏光または無偏光を用いることができる。これらの光は、前記薄膜に液晶配向能を付与することができる光であれば特に限定されないが、液晶に対して強い配向規制力を発現させたい場合、直線偏光が好ましい。 As the light, for example, ultraviolet rays containing light having a wavelength of 150 to 800 nm or visible light can be used, but ultraviolet rays containing light having a wavelength of 300 to 400 nm are preferable. Further, linearly polarized light or unpolarized light can be used. These lights are not particularly limited as long as they can impart a liquid crystal alignment ability to the thin film, but linearly polarized light is preferable when it is desired to exert a strong orientation regulating force on the liquid crystal.

前記光照射工程における直線偏光の照射量は0.05〜10J/cmであることが好ましく、0.1〜5J/cmがより好ましい。また直線偏光の波長は200〜400nmであることが好ましく、300〜400nmであることがより好ましい。直線偏光の膜表面に対する照射角度は特に限定されないが、液晶に対する強い配向規制力を発現させたい場合、膜表面に対してなるべく垂直であることが配向処理時間短縮の観点から好ましい。また、本発明の液晶配向膜は、直線偏光を照射することにより、直線偏光の偏光方向に対して直角方向に液晶を配向させることができる。 Preferably the dose of linearly polarized light in the light irradiation step is 0.05~10J / cm 2, more preferably 0.1~5J / cm 2. The wavelength of linearly polarized light is preferably 200 to 400 nm, more preferably 300 to 400 nm. The irradiation angle of the linearly polarized light on the film surface is not particularly limited, but when it is desired to exert a strong orientation-regulating force on the liquid crystal, it is preferable that the linearly polarized light is perpendicular to the film surface as much as possible from the viewpoint of shortening the orientation processing time. Further, the liquid crystal alignment film of the present invention can orient the liquid crystal in a direction perpendicular to the polarization direction of the linearly polarized light by irradiating the liquid crystal alignment film with linearly polarized light.

光の直線偏光または無偏光を照射する工程に使用する光源には、超高圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、Deep UVランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、ハイパワーメタルハライドランプ、キセノンランプ、水銀キセノンランプ、エキシマランプ、KrFエキシマレーザー、蛍光ランプ、LEDランプ、ナトリウムランプ、マイクロウェーブ励起無電極ランプ、などを制限なく用いることができる。 Light sources used in the process of irradiating linearly polarized or unpolarized light include ultra-high pressure mercury lamps, high pressure mercury lamps, low pressure mercury lamps, Deep UV lamps, halogen lamps, metal halide lamps, high power metal halide lamps, xenon lamps, and mercury. A xenon lamp, an excimer lamp, a KrF excimer laser, a fluorescent lamp, an LED lamp, a sodium lamp, a mercury-excited electrodeless lamp, and the like can be used without limitation.

本発明の液晶配向膜は、前述した工程以外の他の工程をさらに含む方法によって好適に得られる。 The liquid crystal alignment film of the present invention can be preferably obtained by a method further including steps other than the above-mentioned steps.

本発明の液晶配向膜は焼成または光照射後の膜を洗浄液で洗浄する工程は必須としないが、他の工程の都合で洗浄工程を設けることができる。洗浄液による洗浄方法としては、ブラッシング、ジェットスプレー、蒸気洗浄または超音波洗浄等が挙げられる。これらの方法は単独で行ってもよいし、併用してもよい。洗浄液としては純水または、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等の各種アルコール類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、塩化メチレン等のハロゲン系溶剤、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類を用いることができるが、これらに限定されるものではない。もちろん、これらの洗浄液は十分に精製された不純物の少ないものが用いられる。このような洗浄方法は、本発明の液晶配向膜の形成における前記洗浄工程にも適用することができる。 The liquid crystal alignment film of the present invention does not require a step of cleaning the film after firing or light irradiation with a cleaning liquid, but a cleaning step can be provided for the convenience of other steps. Examples of the cleaning method using a cleaning liquid include brushing, jet spraying, steam cleaning, ultrasonic cleaning and the like. These methods may be performed alone or in combination. As the cleaning liquid, pure water or various alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol and isopropyl alcohol, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene, halogen-based solvents such as methylene chloride, and ketones such as acetone and methyl ethyl ketone are used. It can be used, but is not limited to these. Of course, these cleaning liquids are sufficiently purified and have few impurities. Such a cleaning method can also be applied to the cleaning step in forming the liquid crystal alignment film of the present invention.

本発明の液晶配向膜の液晶配向能を高めるために、加熱焼成工程の前後、または、偏光または無偏光の光照射の前後に、熱や光によるアニール処理を用いることができる。該アニール処理において、アニール温度が30〜180℃、好ましくは50〜150℃であり、時間は1分〜2時間が好ましい。また、アニール処理に使用するアニール光には、UVランプ、蛍光ランプ、LEDランプなどが挙げられる。光の照射量は0.3〜10J/cmであることが好ましい。 In order to enhance the liquid crystal alignment ability of the liquid crystal alignment film of the present invention, an annealing treatment with heat or light can be used before and after the heating and firing step, or before and after irradiation with polarized or unpolarized light. In the annealing treatment, the annealing temperature is 30 to 180 ° C., preferably 50 to 150 ° C., and the time is preferably 1 minute to 2 hours. Further, examples of the annealing light used for the annealing treatment include a UV lamp, a fluorescent lamp, and an LED lamp. The irradiation amount of light is preferably 0.3 to 10 J / cm 2.

本発明の液晶配向膜の膜厚は、特に限定されないが、10〜300nmであることが好ましく、30〜150nmであることがより好ましい。本発明の液晶配向膜の膜厚は、段差計やエリプソメータ等の公知の膜厚測定装置によって測定することができる。 The film thickness of the liquid crystal alignment film of the present invention is not particularly limited, but is preferably 10 to 300 nm, and more preferably 30 to 150 nm. The film thickness of the liquid crystal alignment film of the present invention can be measured by a known film thickness measuring device such as a step meter or an ellipsometer.

本発明の液晶配向膜は特に大きな配向の異方性を持つことを特徴とする。このような異方性の大きさは特開2005−275364等に記載の偏光IRを用いた方法で評価する事ができる。またエリプソメトリーを用いた方法によっても評価することができる。詳しくは、分光エリプソメータによって液晶配向膜のリタデーション値を測定することができる。膜のリタデーション値はポリマー主鎖の配向度に比例して大きくなる。 The liquid crystal alignment film of the present invention is characterized by having a particularly large orientation anisotropy. The magnitude of such anisotropy can be evaluated by the method using polarized IR described in JP-A-2005-275364 and the like. It can also be evaluated by a method using ellipsometry. Specifically, the retardation value of the liquid crystal alignment film can be measured by a spectroscopic ellipsometer. The retardation value of the film increases in proportion to the degree of orientation of the polymer main chain.

本発明の液晶配向膜は、スマートフォン、タブレット、車載モニター、テレビ等、液晶ディスプレイ用の液晶組成物の配向制御に用いることができる。液晶ディスプレイ用の液晶組成物の配向用途以外に、光学補償材や液晶を用いたマイクロ波・ミリ波帯の広帯域可変移相器等、その他すべての液晶材料の配向制御に用いることができる。また本発明の液晶配向膜は大きな異方性を有するので、単独で光学補償材用途に使用することができる。 The liquid crystal alignment film of the present invention can be used for controlling the orientation of a liquid crystal composition for a liquid crystal display such as a smartphone, a tablet, an in-vehicle monitor, and a television. In addition to the orientation of liquid crystal compositions for liquid crystal displays, it can be used for orientation control of all other liquid crystal materials such as optical compensating materials and wideband variable phase shifters in the microwave / millimeter wave band using liquid crystals. Further, since the liquid crystal alignment film of the present invention has a large anisotropy, it can be used alone as an optical compensating material.

<液晶表示素子>
次に、本発明の液晶表示素子について説明する。
本発明の液晶表示素子は、本発明の液晶配向膜を有する点に特徴があり、その残像特性およびコントラストの良さから、高い表示品位を実現することができる。
<Liquid crystal display element>
Next, the liquid crystal display element of the present invention will be described.
The liquid crystal display element of the present invention is characterized in that it has the liquid crystal alignment film of the present invention, and high display quality can be realized due to its afterimage characteristics and good contrast.

本発明の液晶表示素子について詳細に説明する。本発明は、対向配置されている一対の基板と、前記一対の基板それぞれの対向している面の一方または両方に形成されている電極と、前記一対の基板それぞれの対向している面に形成された液晶配向膜と、前記一対の基板間に形成された液晶層と、前記対向基板を挟むように設置されている一対の偏光フィルムとバックライトと駆動装置とを有する液晶表示素子において、前記液晶配向膜が本発明の液晶配向膜により構成されている。 The liquid crystal display element of the present invention will be described in detail. The present invention is formed on a pair of substrates arranged to face each other, electrodes formed on one or both of the facing surfaces of the pair of substrates, and facing surfaces of the pair of substrates. In a liquid crystal display element having a liquid crystal alignment film formed, a liquid crystal layer formed between the pair of substrates, a pair of polarizing films installed so as to sandwich the opposing substrates, a backlight, and a driving device. The liquid crystal alignment film is composed of the liquid crystal alignment film of the present invention.

電極は、基板の一面に形成される電極であれば特に限定されない。このような電極には、例えばITOや金属の蒸着膜等が挙げられる。また電極は、基板の一方の面の全面に形成されていてもよいし、例えばパターン化されている所望の形状に形成されていてもよい。電極の前記所望の形状には、例えば櫛型またはジグザグ構造等が挙げられる。電極は、一対の基板のうちの一方の基板に形成されていてもよいし、両方の基板に形成されていてもよい。電極の形成の形態は液晶表示素子の種類に応じて異なり、例えばIPS型液晶表示素子(横電界型液晶表示素子)の場合は前記一対の基板の一方に電極が配置され、その他の液晶表示素子の場合は前記一対の基板の双方に電極が配置される。前記基板または電極の上に前記液晶配向膜が形成される。 The electrode is not particularly limited as long as it is an electrode formed on one surface of the substrate. Examples of such an electrode include an ITO or a metal vapor deposition film. Further, the electrodes may be formed on the entire surface of one surface of the substrate, or may be formed in a desired shape that is patterned, for example. The desired shape of the electrode includes, for example, a comb shape or a zigzag structure. The electrodes may be formed on one of the pair of substrates, or may be formed on both substrates. The form of electrode formation differs depending on the type of liquid crystal display element. For example, in the case of an IPS type liquid crystal display element (transverse electric field type liquid crystal display element), an electrode is arranged on one of the pair of substrates, and the other liquid crystal display element. In the case of, electrodes are arranged on both of the pair of substrates. The liquid crystal alignment film is formed on the substrate or the electrode.

ホモジニアス配向の液晶表示素子(例えばIPS、FFSなど)の場合は、構成として、少なくとも、バックライト側からバックライト、第一の偏光フィルム、第一の基板、第一の液晶配向膜、液晶層、第二の基板、第二の偏光フィルムを有し、前記偏光フィルムの偏光軸は、第一の偏光フィルムの偏光軸(偏光吸収の方向)と第二の偏光フィルムの偏光軸は交差(好ましくは直交)するように設置される。この時、第一の偏光フィルムの偏光軸と液晶配向方向が平行になるように、または直交するように設置することができる。第一の偏光フィルムの偏光軸と液晶配向方向が平行になるように設置した液晶表示素子をO−モード、直交するように設置した液晶表示素子をE−モードと言う。本発明の液晶配向膜は、O-モード、E−モードどちらにも適用でき、目的によって選択することができる。 In the case of a homogeneously oriented liquid crystal display element (for example, IPS, FFS, etc.), at least from the backlight side, the backlight, the first polarizing film, the first substrate, the first liquid crystal alignment film, the liquid crystal layer, It has a second substrate and a second polarizing film, and the polarizing axis of the polarizing film is such that the polarizing axis of the first polarizing film (direction of polarization absorption) and the polarizing axis of the second polarizing film intersect (preferably). It is installed so as to be (orthogonal). At this time, it can be installed so that the polarization axis of the first polarizing film and the liquid crystal orientation direction are parallel to each other or orthogonal to each other. The liquid crystal display element installed so that the polarization axis of the first polarizing film and the liquid crystal orientation direction are parallel to each other is called O-mode, and the liquid crystal display element installed so as to be orthogonal to each other is called E-mode. The liquid crystal alignment film of the present invention can be applied to both O-mode and E-mode, and can be selected according to the purpose.

多くの光異性化型材料には2色性を有する化合物が用いられている。そのため、液晶配向剤に対して異方性を付加させるために照射する偏光の偏光軸を、バックライト側に配置した偏光フィルムからの偏光の偏光軸と平行に揃える(本発明の液晶配向剤を使用した場合には、O−モードの配置とする)と、液晶配向膜の光吸収波長域の透過率が上昇する。その為、液晶表示素子の透過率を更に改善することができる。 Dichroic compounds are used in many photoisomerized materials. Therefore, the polarization axis of the polarized light irradiated to add anisotropy to the liquid crystal alignment agent is aligned with the polarization axis of the polarization from the polarizing film arranged on the backlight side (the liquid crystal alignment agent of the present invention is used. When used, the O-mode arrangement is used), and the transmittance of the liquid crystal alignment film in the light absorption wavelength range increases. Therefore, the transmittance of the liquid crystal display element can be further improved.

前記液晶層は、液晶配向膜が形成された面が対向している前記一対の基板によって液晶組成物が挟持される形で形成される。液晶層の形成では、微粒子や樹脂シート等の、前記一対の基板の間に介在して適当な間隔を形成するスペーサーを必要に応じて用いることができる。 The liquid crystal layer is formed so that the liquid crystal composition is sandwiched between the pair of substrates on which the surfaces on which the liquid crystal alignment film is formed face each other. In the formation of the liquid crystal layer, spacers such as fine particles and resin sheets that are interposed between the pair of substrates to form an appropriate interval can be used as needed.

液晶層の形成方法としては、真空注入法とODF(One Drop Fill)法が知られている。 As a method for forming the liquid crystal layer, a vacuum injection method and an ODF (One Drop Fill) method are known.

真空注入法では、液晶配向膜面が対向するように、空隙(セルギャップ)を設けて、かつ液晶の注入口を残して、シール剤を印刷し、基板を張り合わせる。基板表面およびシール剤により区画されたセルギャップ内に、真空差圧を利用して液晶を注入充填した後、注入口を封止し、液晶表示素子を製造する。 In the vacuum injection method, a gap (cell gap) is provided so that the liquid crystal alignment film surfaces face each other, and the sealant is printed and the substrates are bonded together, leaving the liquid crystal injection port. A liquid crystal display element is manufactured by injecting and filling a liquid crystal in a substrate surface and a cell gap partitioned by a sealant using a vacuum differential pressure, and then sealing the injection port.

ODF法では、一対の基板のうちの一方の液晶配向膜面の外周にシール剤を印刷し、シール剤の内側の領域に液晶を滴下した後、液晶配向膜面が対向するように他方の基板を張り合わせる。そして、液晶を基板の全面に押し広げ、次いで基板の全面に紫外光を照射してシール剤を硬化し、液晶表示素子を製造する。 In the ODF method, a sealant is printed on the outer periphery of the liquid crystal alignment film surface of one of the pair of substrates, liquid crystal is dropped on the inner region of the sealant, and then the other substrate is opposed so that the liquid crystal alignment film surfaces face each other. Stick together. Then, the liquid crystal is spread over the entire surface of the substrate, and then the entire surface of the substrate is irradiated with ultraviolet light to cure the sealant to manufacture a liquid crystal display element.

基板の張り合わせに用いられるシール剤には、UV硬化型以外に熱硬化型も知られている。シール剤の印刷は、例えばスクリーン印刷法により行なうことができる。 As a sealing agent used for bonding substrates, a thermosetting type is also known in addition to the UV curing type. Printing of the sealant can be performed by, for example, a screen printing method.

液晶組成物には、特に制限はなく、誘電率異方性が正または負の各種の液晶組成物を用いることができる。誘電率異方性が正の好ましい液晶組成物には、特許3086228、特許2635435、特表平5−501735、特開平8−157826、特開平8−231960、特開平9−241644(EP885272A1)、特開平9−302346(EP806466A1)、特開平8−199168(EP722998A1)、特開平9−235552、特開平9−255956、特開平9−241643(EP885271A1)、特開平10−204016(EP844229A1)、特開平10−204436、特開平10−231482、特開2000−087040、特開2001−48822等に開示されている液晶組成物が挙げられる。 The liquid crystal composition is not particularly limited, and various liquid crystal compositions having positive or negative dielectric anisotropy can be used. Preferred liquid crystal compositions having a positive dielectric anisotropy include Patent No. 3086228, Patent No. 2635435, No. 5-501735, JP-A-8-157826, JP-A-8-231960, JP-A-9-241644 (EP885272A1), Square root extraction 9-302346 (EP806466A1), JP-A-8-199168 (EP722998A1), Square root extraction 9-235552, Square root extraction 9-255956, Square root extraction 9-241643 (EP885271A1), Square root extraction 10-204016 (EP844229A1), Square root extraction 10 Examples thereof include liquid crystal compositions disclosed in −204436, JP-A-10-231482, JP-A-2000-087404, JP-A-2001-48822 and the like.

前記負の誘電率異方性を有する液晶組成物の好ましい例として、特開昭57−114532、特開平2−4725、特開平4−224885、特開平8−40953、特開平8−104869、特開平10−168076、特開平10−168453、特開平10−236989、特開平10−236990、特開平10−236992、特開平10−236993、特開平10−236994、特開平10−237000、特開平10−237004、特開平10−237024、特開平10−237035、特開平10−237075、特開平10−237076、特開平10−237448(EP967261A1)、特開平10−287874、特開平10−287875、特開平10−291945、特開平11−029581、特開平11−080049、特開2000−256307、特開2001−019965、特開2001−072626、特開2001−192657、特開2010−037428、国際公開2011/024666、国際公開2010/072370、特表2010−537010、特開2012−077201、特開2009−084362等に開示されている液晶組成物が挙げられる。 Preferred examples of the liquid crystal composition having a negative permittivity anisotropy are JP-A-57-114532, JP-A-2-4725, JP-A-4-224885, JP-A-8-40953, JP-A-8-104869, and Japanese Patent Application Laid-Open No. Kaihei 10-168076, JP-A-10-168453, JP-A-10-236998, JP-A-10-236990, JP-A-10-236992, JP-A-10-2369999, JP-A-10-236994, JP-A-10-237000, JP-A-10. -237004, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-237024, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-237035, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-237075, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-237076, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-237448 (EP967261A1) 10-291945, JP-A-11-029581, JP-A-11-080049, JP-A-2000-256307, JP-A-2001-019965, JP-A-2001-072626, JP-A-2001-192657, JP-A-2010-037428, International Publication 2011 / Examples thereof include liquid crystal compositions disclosed in 024666, International Publication 2010/072370, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-537010, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-077201, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-08432.

誘電率異方性が正または負の液晶組成物に1種以上の光学活性化合物を添加して使用することも何ら差し支えない。 It is also permissible to add one or more kinds of optically active compounds to the liquid crystal composition having a positive or negative dielectric anisotropy.

また例えば、本発明の液晶表示素子に用いる液晶組成物は、例えば配向性を向上させる観点から、添加物をさらに添加してもよい。このような添加物は、光重合性モノマー、光学活性な化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、色素、消泡剤、重合開始剤、重合禁止剤などである。好ましい光重合性モノマー、光学活性な化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、色素、消泡剤、重合開始剤、重合禁止剤には、国際公開2015/146330等に開示されている化合物が挙げられる。 Further, for example, in the liquid crystal composition used for the liquid crystal display element of the present invention, additives may be further added from the viewpoint of improving the orientation, for example. Such additives include photopolymerizable monomers, optically active compounds, antioxidants, UV absorbers, dyes, defoamers, polymerization initiators, polymerization inhibitors and the like. Preferred photopolymerizable monomers, optically active compounds, antioxidants, UV absorbers, dyes, defoamers, polymerization initiators, polymerization inhibitors include compounds disclosed in International Publication 2015/146330 and the like. ..

PSA(polymer sustained alignment)モードの液晶表示素子に適合させるために重合可能な化合物を液晶組成物に混合することができる。重合可能な化合物の好ましい例はアクリレート、メタクリレート、ビニル化合物、ビニルオキシ化合物、プロペニルエーテル、エポキシ化合物(オキシラン、オキセタン)、ビニルケトンなどの重合可能な基を有する化合物である。好ましい化合物には、国際公開2015/146330等に開示されている化合物が挙げられる。 Polymerizable compounds can be mixed into the liquid crystal composition to accommodate the liquid crystal display element in PSA (polymer sustained alignment) mode. Preferred examples of the polymerizable compound are compounds having a polymerizable group such as acrylate, methacrylate, vinyl compound, vinyloxy compound, propenyl ether, epoxy compound (oxylane, oxetane) and vinyl ketone. Preferred compounds include compounds disclosed in International Publication 2015/146330 and the like.

以下、本発明を実施例により説明する。なお、実施例において用いる評価法および化合物は次の通りである。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to Examples. The evaluation methods and compounds used in the examples are as follows.

<重量平均分子量(Mw)>
ポリアミック酸の重量平均分子量は、2695セパレーションモジュール・2414示差屈折計(Waters製)を用いてGPC法により測定し、ポリスチレン換算することにより求めた。得られたポリアミック酸をリン酸−DMF混合溶液(リン酸/DMF=0.6/100:重量比)で、ポリアミック酸濃度が約2重量%になるように希釈した。カラムはHSPgel RT MB−M(Waters製)を使用し、前記混合溶液を展開剤として、カラム温度50℃、流速0.40mL/minの条件で測定を行った。標準ポリスチレンは東ソー(株)製TSK標準ポリスチレンを用いた。
<Weight average molecular weight (Mw)>
The weight average molecular weight of the polyamic acid was measured by the GPC method using a 2695 separation module and a 2414 differential refractometer (manufactured by Waters), and was determined by polystyrene conversion. The obtained polyamic acid was diluted with a phosphoric acid-DMF mixed solution (phosphoric acid / DMF = 0.6 / 100: weight ratio) so that the polyamic acid concentration was about 2% by weight. The column used was HSPgel RT MB-M (manufactured by Waters), and the measurement was carried out under the conditions of a column temperature of 50 ° C. and a flow velocity of 0.40 mL / min using the mixed solution as a developing agent. As the standard polystyrene, TSK standard polystyrene manufactured by Tosoh Corporation was used.

<AC残像測定・コントラスト測定>
AC残像は国際公開2000/43833号パンフレットに記載の方法に従って測定した。
具体的には、作製した液晶セルの輝度−電圧特性(B−V特性)を測定し、これをストレス印加前の輝度−電圧特性:B(before)とした。次に、液晶セルに4.5V、60Hzの交流を20分間印加した後、1秒間ショートし、再び輝度−電圧特性(B−V特性)を測定した。これをストレス印加後の輝度−電圧特性:B(after)とした。ここでは、測定した各輝度−電圧特性の電圧1.3Vにおける輝度を用い、下記式にて輝度変化率ΔB(%)を求めた。ΔB(%)の値が小さいほど、AC残像の発生を抑制できること、すなわち残像特性が良好であることを意味する。ΔBは、3%以下であれば残像特性が良好と言えるが、近年残像特性の要望はさらに高まっており、より低いことが好ましい。
ΔB(%)={[B(after)−B(before)]/B(before)}×100
また、ストレス印加前のB−V特性における最小輝度と最大輝度の比を用いてコントラスト(CR)を求めた。CRの値が大きいほど、明暗表示が鮮明であり、コントラストが良好であることを意味し、3000以上で優れたコントラストを有すると言える。
CR=B(before)max/B(before)min
式において、B(before)maxはストレス印加前のB−V特性における最大輝度を示し、B(before)minはストレス印加前のB−V特性における最小輝度を示す。
<AC afterimage measurement / contrast measurement>
The AC afterimage was measured according to the method described in Pamphlet 2000/43833.
Specifically, the luminance-voltage characteristic (BV characteristic) of the produced liquid crystal cell was measured, and this was defined as the luminance-voltage characteristic: B (before) before stress was applied. Next, an alternating current of 4.5 V and 60 Hz was applied to the liquid crystal cell for 20 minutes, short-circuited for 1 second, and the luminance-voltage characteristic (BV characteristic) was measured again. This was defined as the brightness-voltage characteristic after stress application: B (after). Here, the brightness change rate ΔB (%) was calculated by the following formula using the measured brightness of each brightness-voltage characteristic at a voltage of 1.3 V. The smaller the value of ΔB (%), the more the occurrence of AC afterimage can be suppressed, that is, the better the afterimage characteristic. If ΔB is 3% or less, it can be said that the afterimage characteristic is good, but in recent years, the demand for the afterimage characteristic has been further increased, and it is preferable that it is lower.
ΔB (%) = {[B (after) -B (before)] / B (before)} × 100
In addition, the contrast (CR) was determined using the ratio of the minimum brightness to the maximum brightness in the BV characteristics before stress was applied. The larger the CR value, the clearer the light and dark display and the better the contrast, and it can be said that the contrast is excellent at 3000 or more.
CR = B (before) max / B (before) min
In the equation, B (before) max indicates the maximum luminance in the BV characteristic before stress application, and B (before) min indicates the minimum luminance in the BV characteristic before stress application.

<電圧保持率(VHR)信頼性の評価>
液晶表示素子の電圧保持率(VHR)は、「水嶋他、第14回液晶討論会予稿集p78(1988)」に記載の方法に従い、60℃で、波高±5Vの矩形波をセルに印加して測定した。このときのVHRをVHR(before)とした。電圧保持率は、印加した電圧がフレーム周期後どの程度保持されているかを示す指標であり、この値が100%であれば、全ての電荷が保持されていることを意味する。上記セルをLEDバックライトに300時間暴露し、再度VHRを測定した。このときのVHRをVHR(after)とした。
VHR信頼性は、下記の式を用いて算出したVHR低下率にて評価した。VHR低下率が小さい程、VHR信頼性が高く、光に対する安定性が高いと言える。
VHR低下率(%)
={[VHR(after)−VHR(before)]/VHR(before)}×100
<Evaluation of voltage retention (VHR) reliability>
The voltage retention rate (VHR) of the liquid crystal display element is determined by applying a square wave having a wave height of ± 5 V to the cell at 60 ° C. according to the method described in “Mizushima et al. Was measured. The VHR at this time was set to VHR (before). The voltage holding ratio is an index showing how much the applied voltage is held after the frame cycle, and if this value is 100%, it means that all the charges are held. The cell was exposed to an LED backlight for 300 hours and VHR was measured again. The VHR at this time was defined as VHR (after).
The VHR reliability was evaluated by the VHR reduction rate calculated using the following formula. It can be said that the smaller the VHR reduction rate, the higher the VHR reliability and the higher the stability to light.
VHR reduction rate (%)
= {[VHR (after) -VHR (before)] / VHR (before)} x 100

<Re測定>
分光エリプソメーターを用いて、589nmにおけるリタデーション(Re)を測定した。Reが大きいほど、配向膜を形成するポリマー鎖の向きがそろっており、膜の異方性が高いと言える。
<Re measurement>
Ellipsometry at 589 nm was measured using a spectroscopic ellipsometer. It can be said that the larger the Re, the more the directions of the polymer chains forming the alignment film are aligned, and the higher the anisotropy of the film.

<テトラカルボン酸二無水物>

Figure 2021071717
<Tetracarboxylic dianhydride>

Figure 2021071717

<ジアミン類>

Figure 2021071717

Figure 2021071717

Figure 2021071717

Figure 2021071717

式(1−1−4)、式(1−2−1)、式(1−2−4)、式(DI−5−1)または式(DIH−1−2)におけるl、mの値は、表1または2に記載した。 <Diamines>

Figure 2021071717

Figure 2021071717

Figure 2021071717

Figure 2021071717

Values of l and m in formula (1-1-4), formula (1-2-1), formula (1-2-4), formula (DI-5-1) or formula (DIH-1-2) Are listed in Table 1 or 2.

<溶剤>
NMP: N−メチル−2−ピロリドン
BC: ブチルセロソルブ(エチレングリコールモノブチルエーテル)
<添加剤>
Ad.1:1,3−ビス(4,5−ジヒドロ−2−オキサゾリル)ベンゼン
<Solvent>
NMP: N-methyl-2-pyrrolidone BC: Butyl cellosolve (ethylene glycol monobutyl ether)
<Additives>
Ad. 1: 1,3-bis (4,5-dihydro-2-oxazolyl) benzene

[合成例1]式(1−2−1)、l=4の化合物の合成

Figure 2021071717

4−ニトロフェノール(50.0 g, 359 mmol)、1,4−ジブロモブタン(310.4 g, 1438 mmol)、および炭酸カリウム(74.5 g, 539 mmol)のDMF(500 mL)溶液を60度で2時間反応させた。反応混合物を室温まで冷却し、酢酸エチル(1 L)を加え、水(1 L)で3回洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させた後、溶媒を減圧留去して粗体を得た。この粗体をヘプタン:酢酸エチル=100:1の混合溶媒を溶離液に用いてシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、1−(4−ブロモ−ブトキシ)−4−ニトロベンゼンを収量45.9g、収率47%で得た。 [Synthesis Example 1] Synthesis of compound of formula (1-2-1), l = 4

Figure 2021071717

Reaction of 4-nitrophenol (50.0 g, 359 mmol), 1,4-dibromobutane (310.4 g, 1438 mmol), and potassium carbonate (74.5 g, 539 mmol) in DMF (500 mL) at 60 ° C. for 2 hours I let you. The reaction mixture was cooled to room temperature, ethyl acetate (1 L) was added, the mixture was washed 3 times with water (1 L), dried over sodium sulfate, and the solvent was evaporated under reduced pressure to give a crude product. This crude product was purified by silica gel column chromatography using a mixed solvent of heptane: ethyl acetate = 100: 1 as an eluent, and 1- (4-bromo-butoxy) -4-nitrobenzene was obtained in a yield of 45.9 g and a yield of 47. Obtained in%.


Figure 2021071717

4−ニトロアニリン(29.4 g, 213 mmol)の水(130 mL)溶液に、濃塩酸(53 mL)を氷冷下(氷浴)で加えた。次いで、この溶液に、亜硝酸ナトリウム(14.7 g, 213 mmol)の水(45 mL)溶液を氷冷下(氷浴)で滴下後、30分間撹拌し、4−ニトロベンゼンジアゾニウム塩酸塩の水溶液を調製した。
得られた4−ニトロベンゼンジアゾニウム塩酸塩の水溶液を、氷冷したフェノール(20.0 g, 213 mmol)と酢酸ナトリウム(139.5 g, 1700 mmol)のエタノール(10 mL)と水(400 mL)の混合溶液に撹拌しながらゆっくりと加えた。反応溶液を氷冷下(氷浴)で2時間撹拌した後、ろ過した。得られた固体を酢酸エチル(2 L)に溶解し、水(1 L)で3回洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させた後、溶媒を減圧留去して、アゾベンゼン誘導体1を収量40.1g、収率78%で得た。
Figure 2021071717

To a solution of 4-nitroaniline (29.4 g, 213 mmol) in water (130 mL) was added concentrated hydrochloric acid (53 mL) under ice-cooling (ice bath). Next, a solution of sodium nitrite (14.7 g, 213 mmol) in water (45 mL) was added dropwise to this solution under ice-cooling (ice bath), and the mixture was stirred for 30 minutes to prepare an aqueous solution of 4-nitrobenzenediazonium hydrochloride. did.
The obtained aqueous solution of 4-nitrobenzene diazonium hydrochloride was added to a mixed solution of ice-cooled phenol (20.0 g, 213 mmol), sodium acetate (139.5 g, 1700 mmol) in ethanol (10 mL) and water (400 mL). Add slowly with stirring. The reaction solution was stirred under ice-cooling (ice bath) for 2 hours and then filtered. The obtained solid was dissolved in ethyl acetate (2 L), washed 3 times with water (1 L), dried over sodium sulfate, and the solvent was evaporated under reduced pressure to yield 40.1 g of the azobenzene derivative 1. It was obtained in a yield of 78%.


Figure 2021071717

1−(4−ブロモ−ブトキシ)−4−ニトロベンゼン(20.0 g, 73 mmol)、アゾベンゼン誘導体1(17.7 g, 73 mmol)、および炭酸カリウム(15.1 g, 109 mmol)のDMF(200 mL)溶液を60度で6時間反応させた。反応混合物を室温まで冷却し、ジクロロメタン(4 L)を加え、水(2 L)で3回洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させた後、溶媒を減圧留去して粗体を得た。この粗体を、ジクロロメタンを溶離液に用いてシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、アゾベンゼン誘導体2を収量30.5g、収率96%で得た。
Figure 2021071717

A solution of 1- (4-bromo-butoxy) -4-nitrobenzene (20.0 g, 73 mmol), azobenzene derivative 1 (17.7 g, 73 mmol), and potassium carbonate (15.1 g, 109 mmol) in DMF (200 mL). It was reacted at 60 degrees for 6 hours. The reaction mixture was cooled to room temperature, dichloromethane (4 L) was added, the mixture was washed 3 times with water (2 L), dried over sodium sulfate, and the solvent was evaporated under reduced pressure to give a crude product. This crude product was purified by silica gel column chromatography using dichloromethane as an eluent to obtain an azobenzene derivative 2 in a yield of 30.5 g and a yield of 96%.


Figure 2021071717

アゾベンゼン誘導体2(29.4 g, 67 mmol)のエタノール(60 mL)溶液に、水(60 mL)及び硫化ナトリウム九水和物(97.2 g, 405 mmol)を加え、2時間加熱還流した。反応混合物を室温まで冷却し、減圧濃縮した後、酢酸エチル(3 L)を加え、水(1 L)で3回洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させた後、溶媒を減圧留去して粗体を得た。この粗体をトルエン:酢酸エチル=3:1の混合溶媒を溶離液に用いてシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、式(1−2−1)、l=4の化合物を収量3.9g、収率15%で得た。
1H-NMR (500MHz, DMSO-D6): δ 7.72 (d, J = 8.9Hz, 2H), 7.61 (d, J = 8.7Hz, 2H), 7.05 (d, J = 9.0Hz, 2H), 6.64-6.66 (m, 4H), 6.49 (d, J = 8.8Hz, 2H), 5.97 (br, 2H), 4.59 (br, 2H), 4.09 (t, J = 6.2Hz, 2H) , 3.89 (t, J = 6.1Hz, 2H) , 1.80-1.87 (m, 4H).
Figure 2021071717

Water (60 mL) and sodium sulfide nine hydrate (97.2 g, 405 mmol) were added to a solution of azobenzene derivative 2 (29.4 g, 67 mmol) in ethanol (60 mL), and the mixture was heated under reflux for 2 hours. The reaction mixture is cooled to room temperature, concentrated under reduced pressure, ethyl acetate (3 L) is added, the mixture is washed 3 times with water (1 L), dried over sodium sulfate, and the solvent is distilled off under reduced pressure to prepare a crude product. Got This crude product was purified by silica gel column chromatography using a mixed solvent of toluene: ethyl acetate = 3: 1 as an eluent, and the compound of formula (1-2-1), l = 4 was obtained in a yield of 3.9 g. Obtained at 15%.
1 1 H-NMR (500MHz, DMSO-D 6 ): δ 7.72 (d, J = 8.9Hz, 2H), 7.61 (d, J = 8.7Hz, 2H), 7.05 (d, J = 9.0Hz, 2H), 6.64-6.66 (m, 4H), 6.49 (d, J = 8.8Hz, 2H), 5.97 (br, 2H), 4.59 (br, 2H), 4.09 (t, J = 6.2Hz, 2H), 3.89 (t) , J = 6.1Hz, 2H), 1.80-1.87 (m, 4H).

[合成例2]式(1−2−1)、l=2の化合物の合成

Figure 2021071717

4’−ヒドロキシアセトアニリド(60.0 g, 397 mmol)、1,2−ジブロモエタン(298 g, 1590 mmol)、および炭酸カリウム(82.3 g, 595 mmol)のDMF(600 mL)溶液を80度で8時間反応させた。反応混合物を室温まで冷却し、酢酸エチル(1.5 L)を加え、水(1 L)で3回洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させた後、溶媒を減圧留去して粗体を得た。この粗体をヘプタン:酢酸エチル=2:3の混合溶媒を溶離液に用いてシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、1−(2−ブロモ−エトキシ)−4−アセトアニリドを収量5.95g、収率6%で得た。 [Synthesis Example 2] Synthesis of compound of formula (1-2-1), l = 2

Figure 2021071717

A solution of 4'-hydroxyacetanilide (60.0 g, 397 mmol), 1,2-dibromoethane (298 g, 1590 mmol), and potassium carbonate (82.3 g, 595 mmol) in DMF (600 mL) at 80 ° C. for 8 hours. It was reacted. The reaction mixture was cooled to room temperature, ethyl acetate (1.5 L) was added, the mixture was washed 3 times with water (1 L), dried over sodium sulfate, and the solvent was evaporated under reduced pressure to give a crude product. This crude product was purified by silica gel column chromatography using a mixed solvent of heptane: ethyl acetate = 2: 3 as an eluent, and 1- (2-bromo-ethoxy) -4-acetoanilide was obtained in a yield of 5.95 g and a yield of 6 Obtained in%.


Figure 2021071717

4−アミノアセトアニリド(63.8 g, 425 mmol)の水(250 mL)溶液に、濃塩酸(106 mL)を氷冷下(氷浴)で加えた。次いで、この溶液に、亜硝酸ナトリウム(29.3 g, 425 mmol)の水(90 mL)溶液を氷冷下(氷浴)で滴下後、30分間撹拌し、ジアゾニウム塩の水溶液を調製した。
得られたジアゾニウム塩の水溶液を、氷冷したフェノール(40.0 g, 425 mmol)と酢酸ナトリウム(279 g, 3400 mmol)のエタノール(20 mL)と水(800 mL)の混合溶液に撹拌しながらゆっくりと加えた。反応溶液を氷冷下(氷浴)で2時間撹拌した後、ろ過した。得られた固体を酢酸エチル(4 L)に溶解し、水(2 L)で3回洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させた後、溶媒を減圧留去して、アゾベンゼン誘導体3を収量31.2g、収率29%で得た。
Figure 2021071717

To a solution of 4-aminoacetanilide (63.8 g, 425 mmol) in water (250 mL) was added concentrated hydrochloric acid (106 mL) under ice-cooling (ice bath). Then, a solution of sodium nitrite (29.3 g, 425 mmol) in water (90 mL) was added dropwise to this solution under ice-cooling (ice bath), and the mixture was stirred for 30 minutes to prepare an aqueous solution of a diazonium salt.
The obtained aqueous solution of the diazonium salt is slowly mixed with a mixed solution of ice-cooled phenol (40.0 g, 425 mmol) and sodium acetate (279 g, 3400 mmol) in ethanol (20 mL) and water (800 mL) while stirring slowly. Added. The reaction solution was stirred under ice-cooling (ice bath) for 2 hours and then filtered. The obtained solid was dissolved in ethyl acetate (4 L), washed 3 times with water (2 L), dried over sodium sulfate, and the solvent was evaporated under reduced pressure to yield 31.2 g of the azobenzene derivative 3. Obtained in a yield of 29%.


Figure 2021071717

1−(2−ブロモ−エトキシ)−4−アセトアニリド(5.95 g, 23.1 mmol)、アゾベンゼン誘導体3(5.30 g, 20.8 mmol)、および炭酸カリウム(4.78 g, 34.6 mmol)のDMF(30 mL)溶液を80度で4時間反応させた。反応混合物を室温まで冷却し、水(50 mL)を加え、析出した固形物をろ過し、アゾベンゼン誘導体4を収量8.66g、収率87%で得た。
Figure 2021071717

A solution of 1- (2-bromo-ethoxy) -4-acetanilide (5.95 g, 23.1 mmol), azobenzene derivative 3 (5.30 g, 20.8 mmol), and potassium carbonate (4.78 g, 34.6 mmol) in DMF (30 mL). It was reacted at 80 degrees for 4 hours. The reaction mixture was cooled to room temperature, water (50 mL) was added, and the precipitated solid was filtered to obtain an azobenzene derivative 4 in a yield of 8.66 g and a yield of 87%.


Figure 2021071717

アゾベンゼン誘導体4(8.66 g, 20.0 mmol)のメタノール(90 mL)とTHF(210 mL)の混合溶液に、濃塩酸(41.7 mL)を加え、30時間加熱還流した。反応混合物を室温まで冷却し、1 mol/L水酸化ナトリウム水溶液で塩基性化した。得られた固形分をろ過して粗体を得た。この粗体を酢酸エチルを溶離液に用いてシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、式(1−2−1)、l=2の化合物を収量5.08g、収率73%で得た。
1H-NMR (500MHz, DMSO-D6): δ 7.73 (d, J = 8.9Hz, 2H), 7.61 (d, J = 8.7Hz, 2H), 7.10 (d, J = 9.0Hz, 2H), 6.70 (d, J = 8.7Hz, 2H), 6.65 (d, J = 8.7Hz, 2H),6.51 (d, J = 8.7Hz, 2H), 5.97 (br, 2H), 4.63 (br, 2H), 4.32 (t, J = 4.4Hz, 2H) , 4.18 (t, J = 4.4Hz, 2H).
Figure 2021071717

Concentrated hydrochloric acid (41.7 mL) was added to a mixed solution of azobenzene derivative 4 (8.66 g, 20.0 mmol) in methanol (90 mL) and THF (210 mL), and the mixture was heated under reflux for 30 hours. The reaction mixture was cooled to room temperature and basified with 1 mol / L aqueous sodium hydroxide solution. The obtained solid content was filtered to obtain a crude product. This crude product was purified by silica gel column chromatography using ethyl acetate as an eluent to obtain a compound of formula (1-2-1), l = 2 in a yield of 5.08 g and a yield of 73%.
1 H-NMR (500MHz, DMSO-D 6 ): δ 7.73 (d, J = 8.9Hz, 2H), 7.61 (d, J = 8.7Hz, 2H), 7.10 (d, J = 9.0Hz, 2H), 6.70 (d, J = 8.7Hz, 2H), 6.65 (d, J = 8.7Hz, 2H), 6.51 (d, J = 8.7Hz, 2H), 5.97 (br, 2H), 4.63 (br, 2H), 4.32 (t, J = 4.4Hz, 2H), 4.18 (t, J = 4.4Hz, 2H).

[合成例3]式(1−2−4)、l=4の化合物の合成

Figure 2021071717

4’−ヒドロキシアセトアニリド(60.0 g, 397 mmol)、1,4−ジブロモブタン(343 g, 1590 mmol)、および炭酸カリウム(82.3 g, 595 mmol)のDMF(600 mL)溶液を80度で8時間反応させた。反応混合物を室温まで冷却し、酢酸エチル(1.5 L)を加え、水(1 L)で3回洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させた後、溶媒を減圧留去して粗体を得た。この粗体をヘプタン:酢酸エチル=2:3の混合溶媒を溶離液に用いてシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、1−(4−ブロモ−ブトキシ)−4−アセトアニリドを収量31.9 g、収率28%で得た。 [Synthesis Example 3] Synthesis of compound of formula (1-2-4), l = 4

Figure 2021071717

A solution of 4'-hydroxyacetanilide (60.0 g, 397 mmol), 1,4-dibromobutane (343 g, 1590 mmol), and potassium carbonate (82.3 g, 595 mmol) in DMF (600 mL) at 80 ° C. for 8 hours. It was reacted. The reaction mixture was cooled to room temperature, ethyl acetate (1.5 L) was added, the mixture was washed 3 times with water (1 L), dried over sodium sulfate, and the solvent was evaporated under reduced pressure to give a crude product. This crude product was purified by silica gel column chromatography using a mixed solvent of heptane: ethyl acetate = 2: 3 as an eluent to yield 1- (4-bromo-butoxy) -4-acetoanilide in a yield of 31.9 g and a yield of 28. Obtained in%.


Figure 2021071717

4−アミノアセトアニリド(26.8 g, 178 mmol)の水(130 mL)溶液に、濃塩酸(45 mL)を氷冷下(氷浴)で加えた。次いで、この溶液に、亜硝酸ナトリウム(12.3 g, 178 mmol)の水(40 mL)溶液を氷冷下(氷浴)で滴下後、30分間撹拌し、ジアゾニウム塩の水溶液を調製した。
得られたジアゾニウム塩の水溶液を、氷冷した2−フルオロフェノール(20.0 g, 178 mmol)と酢酸ナトリウム(117 g, 1430 mmol)のエタノール(10 mL)と水(400 mL)の混合溶液に撹拌しながらゆっくりと加えた。反応溶液を氷冷下(氷浴)で3時間撹拌した後、ろ過し、アゾベンゼン誘導体5を収量27.9g、収率57%で得た。
Figure 2021071717

To a solution of 4-aminoacetanilide (26.8 g, 178 mmol) in water (130 mL) was added concentrated hydrochloric acid (45 mL) under ice-cooling (ice bath). Then, a solution of sodium nitrite (12.3 g, 178 mmol) in water (40 mL) was added dropwise to this solution under ice-cooling (ice bath), and the mixture was stirred for 30 minutes to prepare an aqueous solution of a diazonium salt.
The obtained aqueous solution of the diazonium salt is stirred in a mixed solution of ice-cooled 2-fluorophenol (20.0 g, 178 mmol) and sodium acetate (117 g, 1430 mmol) in ethanol (10 mL) and water (400 mL). While adding slowly. The reaction solution was stirred under ice-cooling (ice bath) for 3 hours and then filtered to obtain an azobenzene derivative 5 in a yield of 27.9 g and a yield of 57%.


Figure 2021071717

1−(4−ブロモ−ブトキシ)−4−アセトアニリド(20.0 g, 69.9 mmol)、アゾベンゼン誘導体5(19.1 g, 69.9 mmol)、および炭酸カリウム(14.5 g, 105 mmol)のDMF(100 mL)溶液を80度で4時間反応させた。反応混合物を室温まで冷却し、水(200 mL)を加え、析出した固形物をろ過し、アゾベンゼン誘導体6を収量29.5 g、収率92%で得た。
Figure 2021071717

A solution of 1- (4-bromo-butoxy) -4-acetanilide (20.0 g, 69.9 mmol), azobenzene derivative 5 (19.1 g, 69.9 mmol), and potassium carbonate (14.5 g, 105 mmol) in DMF (100 mL). It was reacted at 80 degrees for 4 hours. The reaction mixture was cooled to room temperature, water (200 mL) was added, and the precipitated solid was filtered to obtain an azobenzene derivative 6 in a yield of 29.5 g and a yield of 92%.


Figure 2021071717

アゾベンゼン誘導体6(29.5 g, 61.6 mmol)のメタノール(300 mL)とTHF(740 mL)の混合溶液に、濃塩酸(128 mL)を加え、170時間加熱還流した。反応混合物を室温まで冷却し、1 mol/L水酸化ナトリウム水溶液で塩基性化した。得られた固形分をろ過して粗体を得た。この粗体を酢酸エチルを溶離液に用いてシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、式(1−2−4)、l=4の化合物を収量13.0g、収率54%で得た。
1H-NMR (500MHz, DMSO-D6): δ 9.78-10.9 (br, 2H), 7.61 (d, J = 8.8Hz, 2H), 7.60 (s, 1H), 7.55 (m, 1H), 7.31 (m, 1H), 7.29 (dd, J = 8.9Hz, 2H), 7.04 (d, J = 8.9Hz, 2H), 6.66 (d, J = 8.8Hz, 2H), 5.95-6.28 (br, 2H), 4.20 (t, J = 5.8Hz, 2H) , 4.07 (t, J = 5.9Hz, 2H), 1.91 (m, 4H).
Figure 2021071717

Concentrated hydrochloric acid (128 mL) was added to a mixed solution of azobenzene derivative 6 (29.5 g, 61.6 mmol) in methanol (300 mL) and THF (740 mL), and the mixture was heated under reflux for 170 hours. The reaction mixture was cooled to room temperature and basified with 1 mol / L aqueous sodium hydroxide solution. The obtained solid content was filtered to obtain a crude product. This crude product was purified by silica gel column chromatography using ethyl acetate as an eluent to obtain a compound of formula (1-2-4) with a yield of 13.0 g and a yield of 54%.
1 H-NMR (500MHz, DMSO-D 6 ): δ 9.78-10.9 (br, 2H), 7.61 (d, J = 8.8Hz, 2H), 7.60 (s, 1H), 7.55 (m, 1H), 7.31 (m, 1H), 7.29 (dd, J = 8.9Hz, 2H), 7.04 (d, J = 8.9Hz, 2H), 6.66 (d, J = 8.8Hz, 2H), 5.95-6.28 (br, 2H) , 4.20 (t, J = 5.8Hz, 2H), 4.07 (t, J = 5.9Hz, 2H), 1.91 (m, 4H).

[合成例4]式(1−1−4)、l=4の化合物の合成

Figure 2021071717

4−ニトロアニリン(55.6 g, 403 mmol)の水(330 mL)溶液に、濃塩酸(100 mL)を氷冷下(氷浴)で加えた。次いで、この溶液に、亜硝酸ナトリウム(27.8 g, 403 mmol)の水(100 mL)溶液を氷冷下(氷浴)で滴下後、30分間撹拌し、4−ニトロベンゼンジアゾニウム塩酸塩の水溶液を調製した。
得られた4−ニトロベンゼンジアゾニウム塩酸塩の水溶液を、氷冷した3−ヒドロキシベンジルアルコール(50.0 g, 403 mmol)と酢酸ナトリウム(264 g, 3220 mmol)のエタノール(30 mL)と水(1000 mL)の混合溶液に撹拌しながらゆっくりと加えた。反応溶液を氷冷下(氷浴)で2時間撹拌した後、ろ過した。得られた固体を酢酸エチル(10 L)に溶解し、水(5 L)で3回洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させた後、溶媒を減圧留去して、アゾベンゼン誘導体7を収量103 g、収率94%で得た。 [Synthesis Example 4] Synthesis of compound of formula (1-1-4), l = 4

Figure 2021071717

To a solution of 4-nitroaniline (55.6 g, 403 mmol) in water (330 mL) was added concentrated hydrochloric acid (100 mL) under ice-cooling (ice bath). Next, a solution of sodium nitrite (27.8 g, 403 mmol) in water (100 mL) was added dropwise to this solution under ice-cooling (ice bath), and the mixture was stirred for 30 minutes to prepare an aqueous solution of 4-nitrobenzenediazonium hydrochloride. did.
The obtained aqueous solution of 4-nitrobenzene diazonium hydrochloride was ice-cooled with 3-hydroxybenzyl alcohol (50.0 g, 403 mmol), sodium acetate (264 g, 3220 mmol) in ethanol (30 mL), and water (1000 mL). Was added slowly to the mixed solution of the above with stirring. The reaction solution was stirred under ice-cooling (ice bath) for 2 hours and then filtered. The obtained solid was dissolved in ethyl acetate (10 L), washed 3 times with water (5 L), dried over sodium sulfate, and the solvent was evaporated under reduced pressure to yield 103 g of the azobenzene derivative 7. Obtained in a yield of 94%.


Figure 2021071717

1−(4−ブロモ−ブトキシ)−4−ニトロベンゼン(50.0 g, 182 mmol)、アゾベンゼン誘導体7(49.8 g, 182 mmol)、および炭酸カリウム(37.8 g, 274 mmol)のDMF(500 mL)溶液を60度で6時間反応させた。反応混合物を室温まで冷却し、酢酸エチル(5 L)を加え、水(3 L)で3回洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させた後、溶媒を減圧留去して粗体を得た。この粗体を、酢酸エチルを溶離液に用いてシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、アゾベンゼン誘導体8を収量26.5g、収率31%で得た。
Figure 2021071717

A solution of 1- (4-bromo-butoxy) -4-nitrobenzene (50.0 g, 182 mmol), azobenzene derivative 7 (49.8 g, 182 mmol), and potassium carbonate (37.8 g, 274 mmol) in DMF (500 mL). It was reacted at 60 degrees for 6 hours. The reaction mixture was cooled to room temperature, ethyl acetate (5 L) was added, the mixture was washed 3 times with water (3 L), dried over sodium sulfate, and the solvent was evaporated under reduced pressure to give a crude product. This crude product was purified by silica gel column chromatography using ethyl acetate as an eluent to obtain an azobenzene derivative 8 in a yield of 26.5 g and a yield of 31%.


Figure 2021071717

アゾベンゼン誘導体8(20.0 g, 43 mmol)のエタノール(300 mL)溶液に、水(100 mL)及び硫化ナトリウム九水和物(41.2 g, 172 mmol)を加え、2時間加熱還流した。反応混合物を室温まで冷却し、ろ過して粗体を得た。この粗体をトルエン:酢酸エチル=4:1の混合溶媒を溶離液に用いてシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、式(1−1−4)、l=4の化合物を収量1.23 g、収率7%で得た。
1H-NMR (500MHz, DMSO-D6): δ 7.59 (d, J = 8.8Hz, 2H), 7.53 (d, J = 8.9Hz, 1H), 7.17 (d, J = 2.8Hz, 1H), 6.87 (dd, J = 2.7, 8.9 Hz, 1H), 6.63-6.66 (m, 4H), 6.49 (d, J = 8.8Hz, 2H), 5.96 (br, 2H), 5.20 (t, J = 5.7Hz, 1H), 4.99 (d, J = 5.7 Hz, 2H), 4.59 (br, 2H), 4.09 (t, J = 6.0Hz, 2H) , 3.89 (t, J = 6.3Hz, 2H) , 1.82-1.88 (m, 4H).
Figure 2021071717

Water (100 mL) and sodium sulfide nine hydrate (41.2 g, 172 mmol) were added to a solution of azobenzene derivative 8 (20.0 g, 43 mmol) in ethanol (300 mL), and the mixture was heated under reflux for 2 hours. The reaction mixture was cooled to room temperature and filtered to obtain a crude product. This crude product was purified by silica gel column chromatography using a mixed solvent of toluene: ethyl acetate = 4: 1 as an eluent, and the compound of formula (1-1-4) and l = 4 was obtained in a yield of 1.23 g. Obtained at 7%.
1 H-NMR (500MHz, DMSO-D 6 ): δ 7.59 (d, J = 8.8Hz, 2H), 7.53 (d, J = 8.9Hz, 1H), 7.17 (d, J = 2.8Hz, 1H), 6.87 (dd, J = 2.7, 8.9 Hz, 1H), 6.63-6.66 (m, 4H), 6.49 (d, J = 8.8Hz, 2H), 5.96 (br, 2H), 5.20 (t, J = 5.7Hz) , 1H), 4.99 (d, J = 5.7 Hz, 2H), 4.59 (br, 2H), 4.09 (t, J = 6.0Hz, 2H), 3.89 (t, J = 6.3Hz, 2H), 1.82-1.88 (m, 4H).

<ワニスの調製>
本実施例で使用したワニスは、下記の手順で調製した。ここで、ワニスの調製例1〜11で調製したワニスA1〜A11は、光反応性を有する少なくとも1つの化合物を原料の一つに用いて反応させて得られたポリアミック酸の溶液である。ワニスの調製例12〜14で調製したブレンド用ワニスB1〜B3は、光反応性を有する化合物を原料に用いないで得られたポリアミック酸の溶液であり、ワニスA1〜A11とブレンドして使用するものである。
<Preparation of varnish>
The varnish used in this example was prepared by the following procedure. Here, the varnishes A1 to A11 prepared in Preparation Examples 1 to 11 of the varnish are a solution of a polyamic acid obtained by reacting with at least one compound having photoreactivity as one of the raw materials. Varnish Preparation Examples 12 to 14 for blending varnishes B1 to B3 are solutions of polyamic acid obtained without using a photoreactive compound as a raw material, and are used by blending with varnishes A1 to A11. It is a thing.

[ワニスの調製例1] ワニスA1の調製
攪拌翼、窒素導入管を装着した100mL3つ口フラスコに、式(1−2−1−2)で表される化合物1.665gを入れ、N−メチル−2−ピロリドンを17.0g加え撹拌した。この溶液に、式(AN−2−1)で表される化合物0.175g、式(AN−1−1)で表される化合物0.263gおよび式(AN−4−17)(m=8)で表される化合物0.899gを加え、12時間室温で攪拌させた。そこにNMP15.0gおよびBC15.0gを加え、溶質のポリマーの重量平均分子量が所望する重量平均分子量になるまで、その溶液を70℃で加熱攪拌して、溶質の重量平均分子量がおよそ13,000であり、樹脂分濃度が6重量%であるワニスA1を得た。
[Varnish Preparation Example 1] Preparation of Varnish A1 1.665 g of the compound represented by the formula (1-2-1-2) was placed in a 100 mL three-necked flask equipped with a stirring blade and a nitrogen introduction tube, and N-methyl was added. -2-Pyrrolidone was added in an amount of 17.0 g, and the mixture was stirred. To this solution, 0.175 g of the compound represented by the formula (AN-2-1), 0.263 g of the compound represented by the formula (AN-1-1) and (AN-4-17) (m = 8). ) Was added, and the mixture was stirred at room temperature for 12 hours. 15.0 g of NMP and 15.0 g of BC are added thereto, and the solution is heated and stirred at 70 ° C. until the weight average molecular weight of the solute polymer reaches the desired weight average molecular weight, and the weight average molecular weight of the solute is about 13,000. A varnish A1 having a resin content of 6% by weight was obtained.

[ワニスの調製例2〜17] ワニスA2〜A14、ワニスB1〜B3の調製
ジアミン類およびテトラカルボン酸二無水物として用いる化合物を、表1に示すように変更したこと以外は、調製例1と同様にして樹脂分濃度が6重量%のワニスA2〜A14を調製した。ジアミン類およびテトラカルボン酸二無水物として用いる化合物を、表2に示すように変更したこと以外は、調製例1と同様にしてワニスB1〜B3を調製した。ワニスB1〜B3においては、ポリマーの重量平均分子量が50,000程度になるように加熱撹拌の条件を調整した。生成したポリマーの重量平均分子量を、調整例1の結果と共に表1および表2に示す。なお、表1において、ジアミン類として2以上の化合物が掲載されている調製例では、その全ての化合物を合わせてジアミン類として使用したことを意味し、テトラカルボン酸二無水物として2以上の化合物が掲載されている調製例では、その全ての化合物を合わせてテトラカルボン酸二無水物として使用したことを意味する。角括弧内の数値は、配合比(モル%)を表し、空欄はその欄に対応する化合物を使用していないことを意味する。表2および表3においても、同様である。
[Preparation Examples 2 to 17 of Varnish] Preparation of Varnish A2 to A14 and Varnish B1 to B3 Preparation Example 1 and the compounds used as diamines and tetracarboxylic dianhydride were changed as shown in Table 1. Similarly, varnishes A2 to A14 having a resin content of 6% by weight were prepared. Varnishes B1 to B3 were prepared in the same manner as in Preparation Example 1 except that the compounds used as diamines and tetracarboxylic dianhydride were changed as shown in Table 2. In the varnishes B1 to B3, the heating and stirring conditions were adjusted so that the weight average molecular weight of the polymer was about 50,000. The weight average molecular weight of the produced polymer is shown in Tables 1 and 2 together with the results of Adjustment Example 1. In addition, in the preparation example in which 2 or more compounds are listed as diamines in Table 1, it means that all the compounds were used together as diamines, and 2 or more compounds as tetracarboxylic dianhydrides. In the preparation examples listed, it means that all the compounds were used together as a tetracarboxylic dianhydride. The numerical value in square brackets represents the compounding ratio (mol%), and the blank means that the compound corresponding to the column is not used. The same applies to Tables 2 and 3.

[表1]

Figure 2021071717
[Table 1]

Figure 2021071717

[表2]

Figure 2021071717
[Table 2]

Figure 2021071717

[ワニスの調製例18] ワニスC1の調製
本調製例では、2段階の重合工程を行ってポリアミック酸のブロックポリマーを合成した。
(1)第1段の重合工程
攪拌翼、窒素導入管を装着した200mLの3つ口フラスコに、ジアミン化合物(DI−5−9)(0.226g)、ジアミン化合物(DI−13−1)(0.910g)、ジアミン化合物(DI−4−19)(0.308g)、及びNMP(20.0g)を加え撹拌した。この溶液に、テトラカルボン酸二無水物(AN−2−1)(0.665g)、テトラカルボン酸二無水物(AN−3−2)(0.740g)、及びNMP(10.0g)を入れ、室温で6時間攪拌を続け、第1のポリアミック酸の溶液を得た。
[Varnish Preparation Example 18] Preparation of Varnish C1 In this preparation example, a polyamic acid block polymer was synthesized by performing a two-step polymerization step.
(1) First-stage polymerization step Diamine compound (DI-5-9) (0.226 g) and diamine compound (DI-13-1) were placed in a 200 mL three-necked flask equipped with a stirring blade and a nitrogen introduction tube. (0.910 g), diamine compound (DI-4-19) (0.308 g), and NMP (20.0 g) were added and stirred. Tetracarboxylic dianhydride (AN-2-1) (0.665 g), tetracarboxylic dianhydride (AN-3-2) (0.740 g), and NMP (10.0 g) were added to this solution. The mixture was charged and stirred at room temperature for 6 hours to obtain a first polyamic acid solution.

(2)第2段の重合工程
第1段の重合を行ったフラスコに、ジアミン化合物(1−2−1、l=4)(1.28g)、ジアミン化合物(V−2−1)(0.120g)、ジアミン化合物(DI−13−1)(0.152g)、テトラカルボン酸二無水物(AN−4−17、m=8)(1.38g)、テトラカルボン酸二無水物(AN−2−1)(0.111g)、テトラカルボン酸二無水物(AN−1−1)(0.112g)、さらにNMP(34.0g)を入れ、室温で24時間攪拌を続け、第1のポリアミック酸と第2のポリアミック酸の混合溶液を得た。この反応溶液にBC(30.0g)を加えて、60℃に加熱しながら、8時間攪拌を行い、ポリマー固形分濃度が6重量%のポリアミック酸ブロックポリマー溶液を得た。このポリアミック酸ブロックポリマー溶液をワニスC1とする。
(2) Second-stage polymerization step Diamine compound (1-2-1, l = 4) (1.28 g) and diamine compound (V-2-1) (0) were placed in the flask subjected to the first-stage polymerization. .120 g), diamine compound (DI-13-1) (0.152 g), tetracarboxylic dianhydride (AN-4-17, m = 8) (1.38 g), tetracarboxylic dianhydride (AN) -2-1) (0.111 g), tetracarboxylic dianhydride (AN-1-1) (0.112 g), and NMP (34.0 g) were added, and stirring was continued at room temperature for 24 hours. A mixed solution of the polyamic acid of No. 1 and the second polyamic acid was obtained. BC (30.0 g) was added to this reaction solution, and the mixture was stirred for 8 hours while heating at 60 ° C. to obtain a polyamic acid block polymer solution having a polymer solid content concentration of 6% by weight. This polyamic acid block polymer solution is referred to as varnish C1.

[ワニスの調製例19〜22] ワニスC2〜C5の調製
ジアミン類及びテトラカルボン酸二無水物として用いる化合物を、表3に示すように変更したこと以外は、調製例18と同様にして樹脂分濃度が6重量%のワニスC2〜C5を調製した。生成したポリマーの重量平均分子量を、調整例18の結果と共に表3に示す。
[Preparation Examples 19 to 22 of Varnish] Preparation of Varnish C2 to C5 Resin content in the same manner as in Preparation Example 18 except that the compounds used as diamines and tetracarboxylic dianhydride were changed as shown in Table 3. Varnishes C2 to C5 having a concentration of 6% by weight were prepared. The weight average molecular weight of the produced polymer is shown in Table 3 together with the results of Adjustment Example 18.

[表3]

Figure 2021071717
[Table 3]

Figure 2021071717

[実施例1]
<ワニス調製およびAC残像測定>
ワニスA1を、4重量%になるようにNMP・BC混合溶液(NMP/BC=7/3重量比)で希釈、撹拌し、配向剤1を調製した。
FFS電極付きガラス基板およびカラムスペーサー付きガラス基板に、配向剤1をスピンナー法により塗布した。塗布後、基板を60℃で80秒間加熱し、溶剤を蒸発させた後、ウシオ電機(株)製マルチライトML−501C/Bを用い、基板に対して鉛直方向から、偏光板を介して紫外線の直線偏光を照射した。この時の露光エネルギーは、ウシオ電機(株)製紫外線積算光量計UIT−150(受光器:UVD−S365)を用いて光量を測定し、波長365nmで2.0±0.1J/cmになるよう、露光時間を調整した。その後、220℃にて30分間焼成処理を行い、膜厚およそ100nmの配向膜を形成した。
次いで、これらの配向膜が形成された基板2枚を、液晶配向膜が形成されている面を対向させ、かつ、対向する液晶配向膜の間に液晶組成物を注入するための空隙を設けて貼り合わせた。この時、それぞれの液晶配向膜に照射された直線偏光の偏光方向が平行になるようにした。これらのセルにポジ型液晶組成物Aを注入し、セル厚5μmの液晶セル(液晶表示素子)を作製した。
[Example 1]
<Varnish preparation and AC afterimage measurement>
Varnish A1 was diluted with an NMP / BC mixed solution (NMP / BC = 7/3 weight ratio) so as to be 4% by weight and stirred to prepare an orienting agent 1.
The alignment agent 1 was applied to the glass substrate with the FFS electrode and the glass substrate with the column spacer by the spinner method. After coating, the substrate is heated at 60 ° C. for 80 seconds to evaporate the solvent, and then ultraviolet rays are emitted from the vertical direction with respect to the substrate via a polarizing plate using Multilite ML-501C / B manufactured by Ushio, Inc. Was irradiated with linearly polarized light. The exposure energy at this time was 2.0 ± 0.1 J / cm 2 at a wavelength of 365 nm by measuring the amount of light using an ultraviolet integrated light meter UIT-150 (receiver: UVD-S365) manufactured by Ushio, Inc. The exposure time was adjusted so as to be. Then, it was fired at 220 ° C. for 30 minutes to form an alignment film having a film thickness of about 100 nm.
Next, the two substrates on which these alignment films are formed are opposed to each other on the surfaces on which the liquid crystal alignment films are formed, and a gap for injecting the liquid crystal composition is provided between the facing liquid crystal alignment films. I pasted them together. At this time, the polarization directions of the linearly polarized light applied to each liquid crystal alignment film were made parallel. A positive liquid crystal composition A was injected into these cells to prepare a liquid crystal cell (liquid crystal display element) having a cell thickness of 5 μm.

<ポジ型液晶組成物A>

Figure 2021071717

(物性値)
相転移温度NI:100.1℃、誘電率異方性Δε:5.1、屈折率異方性Δn:0.093、粘度η:25.6mPa・s. <Positive liquid crystal composition A>

Figure 2021071717

(Physical characteristic value)
Phase transition temperature NI: 100.1 ° C., permittivity anisotropy Δε: 5.1, refractive index anisotropy Δn: 0.093, viscosity η: 25.6 mPa · s.

作成した液晶セルを用いて、前述の評価法「AC残像測定・コントラスト測定」に従ってAC残像測定およびコントラスト測定を行った。その結果、ΔBは1.3%、CRは3200であった。 Using the prepared liquid crystal cell, AC afterimage measurement and contrast measurement were performed according to the above-mentioned evaluation method "AC afterimage measurement / contrast measurement". As a result, ΔB was 1.3% and CR was 3200.

<VHR信頼性評価>
IPS電極付きガラス基板およびカラムスペーサー付きガラス基板に配向剤1をスピンナー法により塗布した。塗布後、基板を60℃で80秒間加熱し、溶剤を蒸発させた後、ウシオ電機(株)製マルチライトML−501C/Bを用い、基板に対して鉛直方向から、偏光板を介して紫外線の直線偏光を照射した。この時の露光エネルギーは、ウシオ電機(株)製紫外線積算光量計UIT−150(受光器:UVD−S365)を用いて光量を測定し、波長365nmで2.0±0.1J/cmになるよう、露光時間を調整した。その後、220℃にて30分間焼成処理を行い、膜厚およそ100nmの配向膜を形成した。
<VHR reliability evaluation>
The alignment agent 1 was applied to the glass substrate with the IPS electrode and the glass substrate with the column spacer by the spinner method. After coating, the substrate is heated at 60 ° C. for 80 seconds to evaporate the solvent, and then ultraviolet rays are emitted from the vertical direction with respect to the substrate via a polarizing plate using Multilite ML-501C / B manufactured by Ushio, Inc. Was irradiated with linearly polarized light. The exposure energy at this time was 2.0 ± 0.1 J / cm 2 at a wavelength of 365 nm by measuring the amount of light using an ultraviolet integrated light meter UIT-150 (receiver: UVD-S365) manufactured by Ushio, Inc. The exposure time was adjusted so as to be. Then, it was fired at 220 ° C. for 30 minutes to form an alignment film having a film thickness of about 100 nm.

次いで、液晶配向膜が形成された基板2枚を、液晶配向膜が形成されている面を対向させ、かつ、対向する液晶配向膜の間に液晶組成物を注入するための空隙が形成されるように貼り合わせた。このとき、基板の向きは、光配向処理の際に各液晶配向膜に照射した直線偏光の偏光方向が互いに平行になるような向きにした。この貼り合わせた基板間の空隙に、下記組成のネガ型液晶組成物Aを注入し、セル厚7μmの液晶セル(液晶表示素子)を作製した。 Next, the two substrates on which the liquid crystal alignment film is formed face each other on the surface on which the liquid crystal alignment film is formed, and a gap for injecting the liquid crystal composition is formed between the facing liquid crystal alignment films. It was pasted together. At this time, the orientation of the substrate was set so that the polarization directions of the linearly polarized light irradiated to each liquid crystal alignment film during the photoalignment treatment were parallel to each other. A negative liquid crystal composition A having the following composition was injected into the gap between the bonded substrates to prepare a liquid crystal cell (liquid crystal display element) having a cell thickness of 7 μm.

<ネガ型液晶組成物A>

Figure 2021071717

(物性値)
相転移温度NI:75.7℃、誘電率異方性Δε:−4.1、屈折率異方性Δn:0.101、粘度η:14.5mPa・s. <Negative liquid crystal composition A>

Figure 2021071717

(Physical characteristic value)
Phase transition temperature NI: 75.7 ° C., permittivity anisotropy Δε: -4.1, refractive index anisotropy Δn: 0.101, viscosity η: 14.5 mPa · s.

作成した液晶セルを用いて、前述の評価法「電圧保持率(VHR)信頼性の評価」に従ってVHR信頼性評価を行った。その結果、VHR低下率は−4%であった。 Using the prepared liquid crystal cell, the VHR reliability was evaluated according to the above-mentioned evaluation method "Evaluation of voltage retention (VHR) reliability". As a result, the VHR reduction rate was -4%.

[実施例2]〜[実施例7]、[比較例1]〜[比較例3]
ワニス1の代わりに、表4に記載のワニスを用いた以外は、実施例1と同様の操作を行い、配向剤2〜7、および比較配向剤1〜3を調製した。調製した配向剤を用いて、実施例1と同様の操作を行い、AC残像測定およびコントラスト測定、およびVHR信頼性評価を行った。結果を、実施例1の結果と共に表4に示す。
[Example 2] to [Example 7], [Comparative Example 1] to [Comparative Example 3]
The same operations as in Example 1 were carried out except that the varnishes shown in Table 4 were used instead of the varnish 1, to prepare alignment agents 2 to 7 and comparative alignment agents 1 to 3. Using the prepared alignment agent, the same operation as in Example 1 was carried out, and AC afterimage measurement, contrast measurement, and VHR reliability evaluation were performed. The results are shown in Table 4 together with the results of Example 1.

[表4]

Figure 2021071717
[Table 4]

Figure 2021071717

本発明の化合物を使用した実施例1〜7では、ΔBの値が小さく、優れた残像特性を示した。また、コントラストも高く、優れたコントラストを示した。さらに、VHR低下率も小さく、VHR信頼性の高い液晶表示素子が得られた。一方、ジアミノアゾベンゼンを使用した比較例1ではΔBおよびコントラストは実施例1〜7と同程度であったが、VHR低下率は大きく、高いVHR信頼性は得られなかった。
ジアミノアゾベンゼンと、アルキル鎖構造を持つジアミンを併用した比較例2、3では、アゾベンゼン構造の比率を下げることで、VHR低下率は実施例1〜7と同程度となり、VHR信頼性を改善することはできた。しかしながら、実施例1〜7と比べてΔBの値は大きく、コントラストは低くなり、優れた残像特性、コントラストは得られなかった。
In Examples 1 to 7 using the compound of the present invention, the value of ΔB was small and excellent afterimage characteristics were exhibited. The contrast was also high, showing excellent contrast. Further, a liquid crystal display element having a small VHR reduction rate and high VHR reliability was obtained. On the other hand, in Comparative Example 1 using diaminoazobenzene, ΔB and contrast were about the same as in Examples 1 to 7, but the VHR reduction rate was large and high VHR reliability could not be obtained.
In Comparative Examples 2 and 3 in which diaminoazobenzene and a diamine having an alkyl chain structure are used in combination, the VHR reduction rate becomes about the same as in Examples 1 to 7 by lowering the ratio of the azobenzene structure, and the VHR reliability is improved. I was able to do it. However, the value of ΔB was larger and the contrast was lower than in Examples 1 to 7, and excellent afterimage characteristics and contrast could not be obtained.

[実施例8]
ワニスA1とワニスB1を重量比3:7になるようにブレンドし、さらに4重量%になるようにNMP・BC混合溶液(NMP/BC=7/3重量比)で希釈、撹拌し、配向剤8を調製した。
配向剤8を用いて、実施例1と同様の操作を行い、AC残像測定およびコントラスト測定、およびVHR信頼性評価を行った。
[Example 8]
Varnish A1 and varnish B1 are blended so as to have a weight ratio of 3: 7, further diluted with an NMP / BC mixed solution (NMP / BC = 7/3 weight ratio) to a weight ratio of 4%, stirred, and an orienting agent. 8 was prepared.
Using the aligning agent 8, the same operation as in Example 1 was carried out, and AC afterimage measurement, contrast measurement, and VHR reliability evaluation were performed.

[実施例9]〜[実施例12]、[比較例4]〜[比較例6]
ワニスA1とワニスB1の代わりに、表5に示すワニスを使用し、表5に示すブレンド比に変更した以外は、実施例8と同様にして、配向剤9〜12、および比較配向剤4〜6を調製した。配向剤10には、添加剤として1,3−ビス(4,5−ジヒドロ−2−オキサゾリル)ベンゼンを固形分に対して3重量部加え、これを以降の評価に用いた。調製した配向剤を用いて、実施例8と同様に、AC残像測定、コントラスト測定、およびVHR信頼性評価を行った。使用したワニス、ブレンド比および結果を、実施例8と共に表5に示す。
[Example 9] to [Example 12], [Comparative Example 4] to [Comparative Example 6]
The varnishes shown in Table 5 were used instead of the varnishes A1 and B1, and the blending ratios shown in Table 5 were changed. 6 was prepared. To the alignment agent 10, 3 parts by weight of 1,3-bis (4,5-dihydro-2-oxazolyl) benzene was added as an additive to the solid content, and this was used for the subsequent evaluation. Using the prepared aligning agent, AC afterimage measurement, contrast measurement, and VHR reliability evaluation were performed in the same manner as in Example 8. The varnishes used, blend ratios and results are shown in Table 5 with Example 8.

[表5]

Figure 2021071717
[Table 5]

Figure 2021071717

ブレンド型液晶配向剤においても、本発明の液晶配向剤を用いると、ΔBが小さく、優れた残像特性を示した。また、コントラストも高く優れたコントラストを示した。さらに、VHR低下率も小さく、VHR信頼性の高い液晶表示素子が得られた。一方、本発明の化合物の代わりにジアミノアゾベンゼンを使用した比較例4では同程度のΔB、コントラストの値を示した。しかし、VHR低下率は、ブレンド型としたことで比較例1よりも小さくはなったが、依然として10%の低下があり、高いVHR信頼性は得られなかった。ジアミノアゾベンゼンとアルキル鎖構造を持つジアミンを併用した比較例5では、VHR低下率は本発明の化合物を使用した場合と同程度であったが、ΔBの値は大きく、コントラストは低くなり、残像特性、コントラストが劣る結果となった。本発明の化合物の代わりに式(V−4−2)で表される化合物を使用した比較例6ではVHR低下率およびΔBの値は本発明の化合物を使用した場合と同程度であったが、コントラストが低かった。
このように、本発明の化合物を使用していない比較配向剤では、優れた残像特性、コントラストと高いVHR信頼性を具備した液晶表示素子を得ることはできなかった。
Even in the blended liquid crystal alignment agent, when the liquid crystal alignment agent of the present invention was used, ΔB was small and excellent afterimage characteristics were exhibited. In addition, the contrast was high and the contrast was excellent. Further, a liquid crystal display element having a small VHR reduction rate and high VHR reliability was obtained. On the other hand, in Comparative Example 4 in which diaminoazobenzene was used instead of the compound of the present invention, the same ΔB and contrast values were shown. However, although the VHR reduction rate was smaller than that of Comparative Example 1 due to the blended type, there was still a 10% reduction, and high VHR reliability could not be obtained. In Comparative Example 5 in which diaminoazobenzene and a diamine having an alkyl chain structure were used in combination, the VHR reduction rate was about the same as when the compound of the present invention was used, but the value of ΔB was large, the contrast was low, and the afterimage characteristics were low. The result was that the contrast was inferior. In Comparative Example 6 in which the compound represented by the formula (V-4-2) was used instead of the compound of the present invention, the VHR reduction rate and the value of ΔB were similar to those in the case of using the compound of the present invention. , The contrast was low.
As described above, it was not possible to obtain a liquid crystal display device having excellent afterimage characteristics, contrast and high VHR reliability with the comparative orientation agent not using the compound of the present invention.

[実施例13]〜[実施例16]、[比較例7]
ワニス1の代わりに、表6に記載のワニスを用いた以外は、実施例1と同様の操作を行い、配向剤13〜16、および比較配向剤7を調製した。調製した配向剤を用いて、実施例1と同様の操作を行い、AC残像測定およびコントラスト測定、およびVHR信頼性評価を行った。結果を表6に示す。
[Example 13] to [Example 16], [Comparative Example 7]
The same procedure as in Example 1 was carried out except that the varnishes shown in Table 6 were used instead of the varnish 1, to prepare the aligning agents 13 to 16 and the comparative aligning agent 7. Using the prepared alignment agent, the same operation as in Example 1 was carried out, and AC afterimage measurement, contrast measurement, and VHR reliability evaluation were performed. The results are shown in Table 6.


[表6]

Figure 2021071717

[Table 6]

Figure 2021071717

ブロックポリマーにおいても、本発明の液晶配向剤を用いると、ΔBが小さく、優れた残像特性を示した。また、コントラストも高く優れたコントラストを示した。さらに、VHR低下率も小さく、VHR信頼性の高い液晶表示素子が得られた。一方、本発明の化合物の代わりにジアミノアゾベンゼンを使用した比較例7では同程度のΔB、コントラストの値を示した。しかし、VHRは12%の低下があり、高いVHR信頼性は得られなかった。
このように、本発明の化合物を使用していない比較配向剤では、優れた残像特性、コントラストと高いVHR信頼性を具備した液晶表示素子を得ることはできなかった。
Even in the block polymer, when the liquid crystal alignment agent of the present invention was used, ΔB was small and excellent afterimage characteristics were exhibited. In addition, the contrast was high and the contrast was excellent. Further, a liquid crystal display element having a small VHR reduction rate and high VHR reliability was obtained. On the other hand, in Comparative Example 7 in which diaminoazobenzene was used instead of the compound of the present invention, the same ΔB and contrast values were shown. However, VHR decreased by 12%, and high VHR reliability could not be obtained.
As described above, it was not possible to obtain a liquid crystal display device having excellent afterimage characteristics, contrast and high VHR reliability with the comparative orientation agent not using the compound of the present invention.

[実施例17]
ガラス基板に、配向剤1をスピンナー法により塗布した。塗布後、基板を60℃で80秒間加熱し、溶剤を蒸発させて配向剤の膜を形成した。この基板に直線編光を照射した。照射には、ウシオ電機(株)製マルチライトML−501C/Bを用い、基板に対して鉛直方向から、偏光板を介して紫外線の直線偏光を照射した。この時の露光エネルギーは、ウシオ電機(株)製紫外線積算光量計UIT−150(受光器:UVD−S365)を用いて光量を測定し、波長365nmで1.0±0.1J/cmになるよう、露光時間を調整して行った。その後、220℃にて30分間焼成処理を行い、膜厚およそ100nmの配向膜を形成した。
この基板の589nmにおけるリタデーション値(Re値)を、分光エリプソメーターを用いて測定した。結果、34nmであった。
[Example 17]
The alignment agent 1 was applied to the glass substrate by the spinner method. After coating, the substrate was heated at 60 ° C. for 80 seconds to evaporate the solvent to form a film of alignment agent. This substrate was irradiated with linear knitting light. For irradiation, Multilite ML-501C / B manufactured by Ushio, Inc. was used, and the substrate was irradiated with linearly polarized ultraviolet rays from the vertical direction via a polarizing plate. The exposure energy at this time was 1.0 ± 0.1 J / cm 2 at a wavelength of 365 nm by measuring the amount of light using an ultraviolet integrated light meter UIT-150 (receiver: UVD-S365) manufactured by Ushio, Inc. The exposure time was adjusted so as to be. Then, it was fired at 220 ° C. for 30 minutes to form an alignment film having a film thickness of about 100 nm.
The retardation value (Re value) of this substrate at 589 nm was measured using a spectroscopic ellipsometer. As a result, it was 34 nm.

[比較例8]および[比較例9]
配向剤1の代わりに、表7に記載の配向剤を用いた以外は実施例17と同様の作業を行い、Re値を測定した。測定値を、実施例17の結果と共に表7に示す。
[Comparative Example 8] and [Comparative Example 9]
The same operation as in Example 17 was performed except that the alignment agent shown in Table 7 was used instead of the alignment agent 1, and the Re value was measured. The measured values are shown in Table 7 together with the results of Example 17.

[表7]

Figure 2021071717
[Table 7]

Figure 2021071717

本発明の式(1−2−1)で表される化合物を使用した実施例17では、ジアミノアゾベンゼンを使用した比較例8や、ジアミノアゾベンゼンと、アルキル鎖構造を持つジアミンを併用した比較例9と比較して、大幅に高いRe値を示した。異方性の高い液晶配向膜を得ることを重視する場合には、式(1−2−1)〜式(1−2−9)からなる群から選択される化合物を用いると有効であることが分かった。 In Example 17 using the compound represented by the formula (1-2-1) of the present invention, Comparative Example 8 using diaminoazobenzene and Comparative Example 9 using diaminoazobenzene and a diamine having an alkyl chain structure in combination. The Re value was significantly higher than that of the above. When it is important to obtain a liquid crystal alignment film with high anisotropy, it is effective to use a compound selected from the group consisting of formulas (1-2-1) to (1-2-9). I found out.

[実施例18]
液晶配向剤として配向剤4を用いて、紫外線の直線偏光照射における露光エネルギーを変更した以外は実施例1に準じて液晶セルを作成した。露光エネルギーが、波長365nmでそれぞれ0.5±0.1、1.0±0.1、2.0±0.1J/cmになるよう、露光時間を調整して、3つの液晶セルを作成した。
上記3つの液晶セルを用いて、実施例1に準じてAC残像測定を行った。その結果、ΔBは露光エネルギー0.5±0.1、1.0±0.1、2.0±0.1J/cmの時にそれぞれ1.4%、1.5%、1.1%であった。
[Example 18]
A liquid crystal cell was prepared according to Example 1 except that the alignment agent 4 was used as the liquid crystal alignment agent and the exposure energy in the linearly polarized light irradiation of ultraviolet rays was changed. Adjust the exposure time so that the exposure energy is 0.5 ± 0.1, 1.0 ± 0.1, and 2.0 ± 0.1 J / cm 2 at a wavelength of 365 nm, respectively, and use three liquid crystal cells. Created.
Using the above three liquid crystal cells, AC afterimage measurement was performed according to Example 1. As a result, ΔB was 1.4%, 1.5%, and 1.1%, respectively, when the exposure energies were 0.5 ± 0.1, 1.0 ± 0.1, and 2.0 ± 0.1 J / cm 2. Met.

[比較例10]
液晶配向剤として比較配向剤1を用いて、実施例14と同様にAC残像測定を行った。その結果、ΔBは露光エネルギー0.5±0.1、1.0±0.1、2.0±0.1J/cmの時にそれぞれ4.0%、1.9%、1.0%であった。
[Comparative Example 10]
AC afterimage measurement was performed in the same manner as in Example 14 using the comparative alignment agent 1 as the liquid crystal alignment agent. As a result, ΔB was 4.0%, 1.9%, and 1.0%, respectively, when the exposure energies were 0.5 ± 0.1, 1.0 ± 0.1, and 2.0 ± 0.1 J / cm 2. Met.

実施例18の液晶セルは、0.5、1.0J/cmの比較的低い露光エネルギーでも、比較例10の液晶セルと比べて十分に低いΔBの値を示し、残像特性の良い液晶セルが得られている。液晶配向剤の感度を重視する場合には、式(1−2−4)〜式(1−2−9)からなる群から選択される化合物を用いると有効であることが分かった。 The liquid crystal cell of Example 18 shows a sufficiently low ΔB value as compared with the liquid crystal cell of Comparative Example 10 even at a relatively low exposure energy of 0.5 and 1.0 J / cm 2, and the liquid crystal cell has good afterimage characteristics. Has been obtained. When the sensitivity of the liquid crystal aligning agent is emphasized, it has been found that it is effective to use a compound selected from the group consisting of the formulas (1-2-4) to (1-2-9).

本発明の液晶配向剤を用いて形成される液晶配向膜を使用すれば、良好な残像特性およびコントラストを有し、長時間強い光に晒されても、高い電圧保持率が維持されて表示品位が低下しない液晶表示素子を得ることができる。本発明の液晶配向剤は、横電界型液晶表示素子に好適に適用することができる。また、本発明の液晶配向剤を用いることで、異方性の高い液晶配向膜を得ることができ、光学補償材等に利用可能である。 If a liquid crystal alignment film formed by using the liquid crystal alignment agent of the present invention is used, it has good afterimage characteristics and contrast, and even when exposed to strong light for a long time, a high voltage retention rate is maintained and display quality is maintained. It is possible to obtain a liquid crystal display element that does not decrease. The liquid crystal alignment agent of the present invention can be suitably applied to a transverse electric field type liquid crystal display element. Further, by using the liquid crystal alignment agent of the present invention, a liquid crystal alignment film having high anisotropy can be obtained, and it can be used as an optical compensating material or the like.

Claims (14)

少なくとも1つのポリマーを含む液晶配向剤であって、前記ポリマーの少なくとも1つがテトラカルボン酸二無水物類とジアミン類を反応させてなるポリマーであり、前記ジアミン類の少なくとも1つが式(1)で表される化合物である液晶配向剤。

Figure 2021071717

式(1)において、Xは炭素数1〜12のアルキレンであり、前記アルキレンの−(CH−の隣り合わない1つ以上が−O−および−NH−のいずれかで置き換えられていてもよく、
a〜cはそれぞれ独立に0〜2の整数であり、
およびRはそれぞれ独立して水素原子、式(P1−1)、式(P1−2)、−CH、−OCH、−CF、−F、または−COOCHであり、
はそれぞれ独立して水素原子、−CH、−OCH、−CF、−Fであり、

Figure 2021071717

式(P1−1)および式(P1−2)において、R6a〜R8aは、それぞれ独立して、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル、置換もしくは無置換のアルカノイル、置換もしくは無置換のアルコキシカルボニル、または置換もしくは無置換のアリールカルボニルであり、R6a〜R8aは互いに同一であっても異なっていてもよく、*は、式(1)におけるベンゼン環への結合位置を表し、
式(1)において、環を構成するいずれかの炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示す。
A liquid crystal alignment agent containing at least one polymer, wherein at least one of the polymers is a polymer obtained by reacting tetracarboxylic dianhydrides with diamines, and at least one of the diamines is represented by the formula (1). A liquid crystal alignment agent which is a represented compound.

Figure 2021071717

In the formula (1), X is an alkylene having 1 to 12 carbon atoms, and one or more non-adjacent ones or more of − (CH 2 ) 2 − of the alkylene are replaced with either −O− or −NH−. May be
a to c are independently integers of 0 to 2, respectively.
R a and R b are independently hydrogen atoms, formula (P1-1), formula (P1-2), -CH 3 , -OCH 3 , -CF 3 , -F, or -COOCH 3 , respectively.
R c is a hydrogen atom, -CH 3 , -OCH 3 , -CF 3 , and -F, respectively.

Figure 2021071717

In formulas (P1-1) and (P1-2), R 6a to R 8a are independently hydrogen atoms, substituted or unsubstituted alkyls, substituted or unsubstituted alkanoyls, substituted or unsubstituted alkoxys, respectively. It is a carbonyl, or a substituted or unsubstituted arylcarbonyl, and R 6a to R 8a may be the same or different from each other, and * represents the bonding position to the benzene ring in the formula (1).
In formula (1), a group whose bond position is not fixed to any of the carbon atoms constituting the ring indicates that the bond position in the ring is arbitrary.
前記式(1)で表される化合物の少なくとも1つが、式(1−1)または式(1−2)で表される化合物である、請求項1に記載の液晶配向剤。

Figure 2021071717

式(1−1)において、Xは炭素数1〜12のアルキレンであり、前記アルキレンの−(CH−の隣り合わない1つ以上が−O−および−NH−のいずれかで置き換えられていてもよく、
およびRはそれぞれ独立して水素原子、式(P1−1)、または(P1−2)であり、RおよびRの少なくとも1つは式(P1−1)または式(P1−2)であり、
cは0〜2の整数であり、Rはそれぞれ独立して水素原子、−CH、−OCH、−CF、または−Fであり、
式(1−2)において、Xは炭素数1〜12のアルキレンであり、前記アルキレンの−(CH−の隣り合わない1つ以上が−O−および−NH−のいずれかで置き換えられていてもよく、
aは0〜2の整数であり、Rはそれぞれ独立して水素原子、−CH、−OCH、−CF、−F、または−COOCHであり、
bは0〜2の整数であり、Rはそれぞれ独立して水素原子、−CH、−OCH、−CF、−F、または−COOCHであり、
cは0〜2の整数であり、Rはそれぞれ独立して水素原子、−CH、−OCH、−CF、または−Fであり、

Figure 2021071717

式(P1−1)および式(P1−2)において、R6a〜R8aは、それぞれ独立して、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル、置換もしくは無置換のアルカノイル、置換もしくは無置換のアルコキシカルボニル、または置換もしくは無置換のアリールカルボニルであり、R6a〜R8aは互いに同一であっても異なっていてもよく、*は、式(1−1)におけるベンゼン環への結合位置を表し、
式(1−1)および式(1−2)において、環を構成するいずれかの炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示す。
The liquid crystal alignment agent according to claim 1, wherein at least one of the compounds represented by the formula (1) is a compound represented by the formula (1-1) or the formula (1-2).

Figure 2021071717

In formula (1-1), X is an alkylene having 1 to 12 carbon atoms, and one or more non-adjacent ones or more of − (CH 2 ) 2 − of the alkylene are replaced with either −O− or −NH−. May be
R 1 and R 2 are independently hydrogen atoms, formulas (P1-1), or (P1-2), and at least one of R 1 and R 2 is formula (P1-1) or formula (P1-). 2) and
c is an integer from 0 to 2, and R 4 is independently a hydrogen atom, -CH 3 , -OCH 3 , -CF 3 , or -F.
In formula (1-2), X is an alkylene having 1 to 12 carbon atoms, and one or more non-adjacent ones or more of − (CH 2 ) 2 − of the alkylene are replaced with either −O− or −NH−. May be
a is an integer from 0 to 2, and R 3 is independently a hydrogen atom, -CH 3 , -OCH 3 , -CF 3 , -F, or -COOCH 3 .
b is an integer from 0 to 2, and R 5 is independently a hydrogen atom, -CH 3 , -OCH 3 , -CF 3 , -F, or -COOCH 3 .
c is an integer from 0 to 2, and R 4 is independently a hydrogen atom, -CH 3 , -OCH 3 , -CF 3 , or -F.

Figure 2021071717

In formulas (P1-1) and (P1-2), R 6a to R 8a are independently hydrogen atoms, substituted or unsubstituted alkyls, substituted or unsubstituted alkanoyls, substituted or unsubstituted alkoxys, respectively. It is a carbonyl, or a substituted or unsubstituted arylcarbonyl, and R 6a to R 8a may be the same or different from each other, and * represents the bonding position to the benzene ring in the formula (1-1).
In formulas (1-1) and (1-2), a group whose bond position is not fixed to any of the carbon atoms constituting the ring indicates that the bond position in the ring is arbitrary.
式(1−1)で表される化合物が、式(1−1−1)〜式(1−1−12)からなる群から選ばれる少なくとも1つの式で表される化合物である、請求項2に記載の液晶配向剤。

Figure 2021071717

Figure 2021071717

式(1−1−1)〜式(1−1−12)において、Rは炭素数1〜4のアルキルであり、
lは1〜10の整数であり、mは1〜11の整数であり、nは1〜12の整数である。
Claimed that the compound represented by the formula (1-1) is a compound represented by at least one formula selected from the group consisting of the formulas (1-1-1) to (1-1-12). 2. The liquid crystal alignment agent according to 2.

Figure 2021071717

Figure 2021071717

In formulas (1-1-1) to (1-1-12), R 6 is an alkyl having 1 to 4 carbon atoms.
l is an integer of 1 to 10, m is an integer of 1 to 11, and n is an integer of 1 to 12.
式(1−2)で表される化合物が、式(1−2−1)〜式(1−2−9)からなる群から選ばれる少なくとも1つの式で表される化合物である、請求項2に記載の液晶配向剤。

Figure 2021071717

式(1−2−1)〜式(1−2−9)において、lは1〜10の整数であり、mは1〜11の整数であり、nは1〜12の整数である。
Claimed that the compound represented by the formula (1-2) is a compound represented by at least one formula selected from the group consisting of the formulas (1-2-1) to (1-2-9). 2. The liquid crystal alignment agent according to 2.

Figure 2021071717

In equations (1-2-1) to (1-2-9), l is an integer of 1 to 10, m is an integer of 1 to 11, and n is an integer of 1 to 12.
すべてのポリマーが、原料として式(1)で表される化合物を少なくとも1つ含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の液晶配向剤。 The liquid crystal alignment agent according to any one of claims 1 to 4, wherein all the polymers contain at least one compound represented by the formula (1) as a raw material. 少なくとも1つのポリマーが、原料として式(1)で表される化合物を含まない、請求項1〜4のいずれか1項に記載の液晶配向剤。 The liquid crystal alignment agent according to any one of claims 1 to 4, wherein at least one polymer does not contain a compound represented by the formula (1) as a raw material. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の液晶配向剤から形成される液晶配向膜。 A liquid crystal alignment film formed from the liquid crystal alignment agent according to any one of claims 1 to 6. 請求項7に記載の液晶配向膜を有する液晶表示素子。 A liquid crystal display element having the liquid crystal alignment film according to claim 7. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の液晶配向剤を基板に塗布する工程と、その塗膜に偏光紫外線を照射する工程とを含む、液晶配向膜の製造方法。 A method for producing a liquid crystal alignment film, which comprises a step of applying the liquid crystal alignment agent according to any one of claims 1 to 6 to a substrate and a step of irradiating the coating film with polarized ultraviolet rays. 式(1)で表される化合物。

Figure 2021071717

式(1)において、Xは炭素数1〜12のアルキレンであり、前記アルキレンの−(CH−の隣り合わない1つ以上が−O−および−NH−のいずれかで置き換えられていてもよく、
a〜cはそれぞれ独立に0〜2の整数であり、
およびRはそれぞれ独立して水素原子、式(P1−1)、式(P1−2)、−CH、−OCH、−CF、−F、または−COOCHであり、
はそれぞれ独立して水素原子、−CH、−OCH、−CF、または−Fであり、

Figure 2021071717

式(P1−1)および式(P1−2)において、R6a〜R8aは、それぞれ独立して、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル、置換もしくは無置換のアルカノイル、置換もしくは無置換のアルコキシカルボニルまたは置換もしくは無置換のアリールカルボニルであり、R6a〜R8aは互いに同一であっても異なっていてもよく、*は、式(1)におけるベンゼン環への結合位置を表し、
式(1)において、環を構成するいずれかの炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示す。
A compound represented by the formula (1).

Figure 2021071717

In the formula (1), X is an alkylene having 1 to 12 carbon atoms, and one or more non-adjacent ones or more of − (CH 2 ) 2 − of the alkylene are replaced with either −O− or −NH−. May be
a to c are independently integers of 0 to 2, respectively.
R a and R b are independently hydrogen atoms, formula (P1-1), formula (P1-2), -CH 3 , -OCH 3 , -CF 3 , -F, or -COOCH 3 , respectively.
R c is independently a hydrogen atom, -CH 3 , -OCH 3 , -CF 3 , or -F.

Figure 2021071717

In formulas (P1-1) and (P1-2), R 6a to R 8a are independently hydrogen atoms, substituted or unsubstituted alkyls, substituted or unsubstituted alkanoyls, substituted or unsubstituted alkoxys, respectively. It is a carbonyl or a substituted or unsubstituted arylcarbonyl, and R 6a to R 8a may be the same or different from each other, and * represents the bonding position to the benzene ring in the formula (1).
In formula (1), a group whose bond position is not fixed to any of the carbon atoms constituting the ring indicates that the bond position in the ring is arbitrary.
式(1−1)または式(1−2)で表される、請求項10に記載の化合物。

Figure 2021071717

式(1−1)において、Xは炭素数1〜12のアルキレンであり、前記アルキレンの−(CH−の隣り合わない1つ以上が−O−および−NH−のいずれかで置き換えられていてもよく、
およびRはそれぞれ独立して水素原子、式(P1−1)、または式(P1−2)であり、RおよびRの少なくとも1つは式(P1−1)または式(P1−2)であり、
cは0〜2の整数であり、Rはそれぞれ独立して水素原子、−CH、−OCH、−CF、または−Fであり、
式(1−2)において、Xは炭素数1〜12のアルキレンであり、前記アルキレンの−(CH−の隣り合わない1つ以上が−O−および−NH−のいずれかで置き換えられていてもよく、
aは0〜2の整数であり、Rはそれぞれ独立して水素原子、−CH、−OCH、−CF、−F、または−COOCHであり、
bは0〜2の整数であり、Rはそれぞれ独立して水素原子、−CH、−OCH、−CF、−F、または−COOCHであり、
cは0〜2の整数であり、Rはそれぞれ独立して水素原子、−CH、−OCH、−CF、または−Fであり、

Figure 2021071717

式(P1−1)および式(P1−2)において、R6a〜R8aは、それぞれ独立して、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル、置換もしくは無置換のアルカノイル、置換もしくは無置換のアルコキシカルボニルまたは置換もしくは無置換のアリールカルボニルであり、R6a〜R8aは互いに同一であっても異なっていてもよく、*は、式(1−1)におけるベンゼン環への結合位置を表し、
式(1−1)および式(1−2)において、環を構成するいずれかの炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合位置が任意であることを示す。
The compound according to claim 10, which is represented by the formula (1-1) or the formula (1-2).

Figure 2021071717

In formula (1-1), X is an alkylene having 1 to 12 carbon atoms, and one or more non-adjacent ones or more of − (CH 2 ) 2 − of the alkylene are replaced with either −O− or −NH−. May be
R 1 and R 2 are independently hydrogen atoms, formula (P1-1), or formula (P1-2), and at least one of R 1 and R 2 is formula (P1-1) or formula (P1). -2) and
c is an integer from 0 to 2, and R 4 is independently a hydrogen atom, -CH 3 , -OCH 3 , -CF 3 , or -F.
In formula (1-2), X is an alkylene having 1 to 12 carbon atoms, and one or more non-adjacent ones or more of − (CH 2 ) 2 − of the alkylene are replaced with either −O− or −NH−. May be
a is an integer from 0 to 2, and R 3 is independently a hydrogen atom, -CH 3 , -OCH 3 , -CF 3 , -F, or -COOCH 3 .
b is an integer from 0 to 2, and R 5 is independently a hydrogen atom, -CH 3 , -OCH 3 , -CF 3 , -F, or -COOCH 3 .
c is an integer from 0 to 2, and R 4 is independently a hydrogen atom, -CH 3 , -OCH 3 , -CF 3 , or -F.

Figure 2021071717

In formulas (P1-1) and (P1-2), R 6a to R 8a are independently hydrogen atoms, substituted or unsubstituted alkyls, substituted or unsubstituted alkanoyls, substituted or unsubstituted alkoxys, respectively. It is a carbonyl or a substituted or unsubstituted arylcarbonyl, and R 6a to R 8a may be the same or different from each other, and * represents the bonding position to the benzene ring in the formula (1-1).
In formulas (1-1) and (1-2), a group whose bond position is not fixed to any of the carbon atoms constituting the ring indicates that the bond position in the ring is arbitrary.
式(1−1)で表される化合物が、式(1−1−1)〜式(1−1−12)からなる群から選ばれる少なくとも1つの式で表される、請求項11に記載の化合物。

Figure 2021071717

Figure 2021071717

式(1−1−1)〜式(1−1−12)において、Rは炭素数1〜4のアルキル基であり、
lは1〜10の整数であり、mは1〜11の整数であり、nは1〜12の整数である。
11. The compound according to claim 11, wherein the compound represented by the formula (1-1) is represented by at least one formula selected from the group consisting of the formulas (1-1-1) to (1-1-12). Compound.

Figure 2021071717

Figure 2021071717

In formulas (1-1-1) to (1-1-12), R 6 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
l is an integer of 1 to 10, m is an integer of 1 to 11, and n is an integer of 1 to 12.
式(1−2)で表される化合物が、式(1−2−1)〜式(1−2−9)からなる群から選ばれる少なくとも1つの式で表される、請求項11に記載の化合物。

Figure 2021071717

式(1−2−1)〜式(1−2−9)において、lは1〜10の整数であり、mは1〜11の整数であり、nは1〜12の整数である。
11. The compound according to claim 11, wherein the compound represented by the formula (1-2) is represented by at least one formula selected from the group consisting of the formulas (1-2-1) to (1-2-9). Compound.

Figure 2021071717

In equations (1-2-1) to (1-2-9), l is an integer of 1 to 10, m is an integer of 1 to 11, and n is an integer of 1 to 12.
テトラカルボン酸二無水物類とジアミン類を反応させてなるポリマーであり、前記ジアミン類は請求項10〜13のいずれか1項に記載の化合物の少なくとも1つであるポリマー。 A polymer obtained by reacting tetracarboxylic dianhydrides with diamines, wherein the diamines are at least one of the compounds according to any one of claims 10 to 13.
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