JP4595417B2 - Phenylenediamine, alignment film formed using the same, and liquid crystal display device including the alignment film - Google Patents

Phenylenediamine, alignment film formed using the same, and liquid crystal display device including the alignment film Download PDF

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本発明は、新規なフェニレンジアミン化合物、該フェニレンジアミンを原料として合成したポリアミック酸、ポリイミド、ポリアミド、またはポリアミドイミドに関する。さらに本発明は、前記ポリアミック酸、ポリイミド、ポリアミドおよびポリアミドイミドから選ばれる少なくとも1つを含有するワニスを用いて形成された配向膜、ならびに該配向膜を有する液晶表示素子に関する。   The present invention relates to a novel phenylenediamine compound, polyamic acid, polyimide, polyamide, or polyamideimide synthesized using the phenylenediamine as a raw material. Furthermore, the present invention relates to an alignment film formed using a varnish containing at least one selected from the polyamic acid, polyimide, polyamide and polyamideimide, and a liquid crystal display device having the alignment film.

液晶表示素子は画面の拡大化やカラー化、コントラストや発色等の表示品位や応答速度向上の要求に伴い、表示原理がツイステッドネマチック方式(Twisted Nematic:TN)から、スーパーツイステッドネマチック方式(Super Twisted Nematic :STN)へ発展し、また駆動方式がパッシブマトリクス方式からアクティブマトリクス方式へ発展してきた。現在では、画素一つ一つに薄膜トランジスタ(Thin Filmed Transistor:TFT)を取り付けたTFT型表示素子が代表的な液晶表示素子となっている。
さらに近年では、TFT型表示素子の駆動方式の改良が進み、例えば視野角をさらに拡大するため、イン−プレ−ン スイッチング(In-Plain Switching:IPS)方式や垂直配向(Vertical Aliment、以下、VAと略す)方式が開発され、さらに動画に対応可能な応答速度を持つ光学補償ベンド(Optically Compensated Bend:OCB)方式が開発されている。
Liquid crystal display elements have been changed from twisted nematic (TN) to super twisted nematic (Super Twisted Nematic) in response to demands for higher display quality and response speed, such as screen enlargement and colorization, contrast and color development. : STN), and the driving system has been developed from the passive matrix system to the active matrix system. At present, a TFT type display element in which a thin film transistor (TFT) is attached to each pixel is a typical liquid crystal display element.
Further, in recent years, improvements in driving methods of TFT display devices have progressed, and in order to further increase the viewing angle, for example, in-plane switching (IPS) method and vertical alignment (hereinafter referred to as VA). In addition, an optically compensated bend (OCB) method having a response speed capable of handling moving images has been developed.

配向膜は、液晶表示素子において基板と液晶の界面に設けられる膜であり、液晶分子を、1)一定方向に配向させること、および2)基板平面に対して傾けること(プレチルト角を付与すること)の2つの役割を果たしている。基板平面に対する液晶分子の傾きの角度を「プレチルト角」と称する。本明細書中でも、以下においてこの名称を使用する。配向膜は、液晶分子の配向の経時的な劣化、化学的な劣化、および熱的な劣化を最小限に抑える必要があるため、配向膜の材料としては、ガラス転移点(Tg)が高く、かつ耐薬品性や耐熱性に優れたポリイミドが主に使用されている。   The alignment film is a film provided at the interface between the substrate and the liquid crystal in the liquid crystal display element, and 1) aligns liquid crystal molecules in a certain direction and 2) tilts the substrate plane (provides a pretilt angle). It plays two roles. The angle of inclination of the liquid crystal molecules with respect to the substrate plane is referred to as “pretilt angle”. This name will be used hereinafter in this specification. Since the alignment film needs to minimize the deterioration of the alignment of liquid crystal molecules over time, chemical deterioration, and thermal deterioration, the alignment film material has a high glass transition point (Tg), In addition, polyimides that are excellent in chemical resistance and heat resistance are mainly used.

配向膜は、通常以下の手順により形成される。
1)ポリアミック酸または可溶性ポリイミドを含む溶液を、スピナー法や印刷法等により電極付ガラス基板に塗布し、
2)その基板を加熱してポリアミック酸を脱水して閉環することによりポリイミドとするか、または可溶性ポリイミド溶液の溶媒を蒸発させることによってポリイミドの薄膜を形成し、
3)さらにラビング等の配向処理工程を施す。
The alignment film is usually formed by the following procedure.
1) A solution containing polyamic acid or soluble polyimide is applied to a glass substrate with an electrode by a spinner method or a printing method,
2) The substrate is heated to dehydrate the polyamic acid to form a polyimide, or a polyimide thin film is formed by evaporating the solvent of the soluble polyimide solution,
3) Further, an alignment treatment process such as rubbing is performed.

このようにして表面に配向膜を形成した基板を、対向させて2枚貼り合わせてセルを組み立て、該セルの内部(2つの基板の間)を減圧にした後、液晶に浸すことで開口部からセル中に液晶を注入させ、液晶表示素子は作製される。しかしながら、この作製方法では液晶の注入に時間がかかり、このことは特に大画面用の表示素子を作製する際の問題となっていた。そこで生産性を向上させるために、液晶を基板上の配向膜の上に直接滴下した後に、基板を貼り合わせて液晶表示素子を作製する、「滴下注入」が最近行われ始めている。   The substrate having the alignment film formed on the surface in this way is bonded to each other so as to assemble the cell, and the inside of the cell (between the two substrates) is decompressed and then immersed in the liquid crystal to open the opening. Then, liquid crystal is injected into the cell to produce a liquid crystal display element. However, in this manufacturing method, it takes time to inject liquid crystal, which is a problem particularly when manufacturing a display device for a large screen. Accordingly, in order to improve productivity, “drop injection” has recently started to be performed, in which liquid crystal is directly dropped onto an alignment film on a substrate and then a substrate is bonded to produce a liquid crystal display element.

配向膜は、液晶表示素子において以下のような効果を発揮し、またそれを含む液晶表示素子は以下のような特性を有することが要求される。
(1)液晶分子に適切なプレチルト角を付与すること。かつ、配向膜をラビング処理した時の押込み強度や、加熱したときの温度の差による該プレチルト角の変化が小さいこと。(2)配向処理をされても、液晶表示素子に配向の欠陥を発生させないこと。
(3)液晶表示素子に適切な電圧保持率(Voltage Holding Ratio: V. H. R.)を与えること。
(4)液晶表示素子に任意の画像を長時間表示させた後、別の画像に変えたときに前の画像が残像として残る「焼き付き」と呼ばれる現象が起きにくいこと。
特に、TFT型表示素子は高い電圧保持率を有し、しかも焼き付き現象を起こしにくいことが要求されるので、該表示素子に用いられる配向膜はそのような要求をみたす高品質な配向膜であることが要求されている。
The alignment film exhibits the following effects in the liquid crystal display element, and the liquid crystal display element including the alignment film is required to have the following characteristics.
(1) Giving an appropriate pretilt angle to liquid crystal molecules. In addition, the change in the pretilt angle due to the difference in indentation strength when the alignment film is rubbed or the temperature when heated is small. (2) Even if the alignment treatment is performed, alignment defects are not generated in the liquid crystal display element.
(3) Give an appropriate voltage holding ratio (Voltage Holding Ratio: VHR) to the liquid crystal display element.
(4) A phenomenon called “burn-in” in which an arbitrary image is displayed on the liquid crystal display element for a long time and then changed to another image and the previous image remains as an afterimage is less likely to occur.
In particular, since TFT type display elements are required to have a high voltage holding ratio and hardly cause image sticking, the alignment film used for the display elements is a high-quality alignment film that meets such requirements. It is requested.

また、垂直配向(VA)方式においては、電圧無印加時に液晶分子を基板に対して垂直に配向させる必要がある。これは通常、配向膜の成分(ポリマー、例えばポリイミド)の原料であるジアミン化合物に、大きな置換基を導入することで達成し得ることが知られている。このような目的を持つ、大きな置換基を導入されたジアミン化合物としては、置換フェニレンジアミン誘導体が適しており、該置換フェニレンジアミン誘導体としては、下記式(6)で表される化合物(特許文献1参照)および下記式(7)で表される化合物(特許文献2参照)が知られている。   In the vertical alignment (VA) method, it is necessary to align liquid crystal molecules perpendicular to the substrate when no voltage is applied. It is known that this can usually be achieved by introducing a large substituent into a diamine compound which is a raw material of a component (polymer, for example, polyimide) of an alignment film. A substituted phenylenediamine derivative is suitable as a diamine compound having such a purpose and having a large substituent introduced therein. The substituted phenylenediamine derivative is a compound represented by the following formula (6) (Patent Document 1). And a compound represented by the following formula (7) (see Patent Document 2) is known.

Figure 0004595417
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Figure 0004595417
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しかしながら、上記した要求特性を満足する配向膜を設計し、また上記した特性を有する液晶表示素子を作製するには、配向膜の成分の原料となる種々のジアミン、すなわち様々な置換基を有するフェニレンジアミン誘導体をさらに開発することが必要である。
国際公開第97/30107号パンフレット 特開2002−327058号公報
However, in order to design an alignment film that satisfies the above-mentioned required characteristics and to produce a liquid crystal display device having the above-described characteristics, various diamines that are raw materials for components of the alignment film, that is, phenylene having various substituents Further development of diamine derivatives is necessary.
WO 97/30107 pamphlet JP 2002-327058 A

本発明の目的は、電圧保持率(VHR)が高く、「焼き付き」が起こりにくいという特性を有する液晶表示素子を提供することである。また、好ましくは、このような特性を満たす垂直配向(VA)方式の液晶表示素子を提供することである。
また、本発明の目的は、液晶表示素子に前記特性をもたらし得る配向膜を提供することであり、例えば、液晶表示素子における配向の欠陥を発生させることなく配向処理するこ
とが可能な配向膜、または液晶分子に適切なプレチルト角を付与することができ、ラビング処理や加熱された場合にも該プレチルト角を変化させにくい配向膜を提供することである。また、好ましくは液晶分子を垂直に配向させることができる配向膜を提供することである。さらには、液晶表示素子において液晶中の可動イオンの密度を低減させうる(例えば該イオンをトラップする)配向膜を提供することである。
さらに、本発明の目的は、前記配向膜を形成するための材料(例えばワニス)、その材料に含まれるポリマー(例えばポリアミック酸、ポリイミド、ポリアミドまたはポリアミドイミド)、そのポリマーの原料となる化合物(フェニレンジアミン)を提供することである。
An object of the present invention is to provide a liquid crystal display element having characteristics that a voltage holding ratio (VHR) is high and “burn-in” hardly occurs. It is also preferable to provide a vertical alignment (VA) liquid crystal display element that satisfies such characteristics.
Another object of the present invention is to provide an alignment film that can bring the above characteristics to the liquid crystal display element. For example, an alignment film that can be subjected to alignment treatment without causing alignment defects in the liquid crystal display element, Alternatively, it is possible to provide an alignment film that can give an appropriate pretilt angle to liquid crystal molecules and hardly change the pretilt angle even when it is rubbed or heated. It is also preferable to provide an alignment film capable of vertically aligning liquid crystal molecules. Furthermore, it is to provide an alignment film capable of reducing the density of movable ions in the liquid crystal (for example, trapping the ions) in the liquid crystal display element.
Furthermore, the object of the present invention is to provide a material (for example, varnish) for forming the alignment film, a polymer (for example, polyamic acid, polyimide, polyamide, or polyamideimide) contained in the material, and a compound (phenylene) that is a raw material of the polymer. Diamine).

本発明者は鋭意研究開発を進めた結果、特定のフェニレンジアミンを原料として製造される特定のポリマーを含むワニスを用いて形成した配向膜が、液晶表示素子において数度〜90゜までのプレチルト角を与え、さらに配向処理(ラビングを含む)や洗浄などの処理が施されても該プレチルト角を変化させないことを見出した。
また、この配向膜を含む液晶表示素子は、液晶分子の配向の安定性が優れており、電圧保持率(VHR)が高く、かつ焼き付きが少ないことを見出し、本発明を完成させた。
As a result of diligent research and development, the present inventors have found that an alignment film formed using a varnish containing a specific polymer produced from a specific phenylenediamine as a raw material has a pretilt angle of several to 90 ° in a liquid crystal display device. It was found that the pretilt angle is not changed even when an alignment process (including rubbing) or a cleaning process is performed.
In addition, the liquid crystal display device including this alignment film has been found to have excellent alignment stability of liquid crystal molecules, high voltage holding ratio (VHR), and low image sticking, and has completed the present invention.

すなわち、本発明は以下から構成される。
[1] 下記一般式(1a)で表されるフェニレンジアミン。一般式(1a)において、R は水素もしくはメチルであり、N−Cycleが以下の一般式(2)で表される基である。一般式(2)において、R は、水素または炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖アルキルであって、但し、該アルキルにおいて任意の−CH −が−CF −、−O−、または−C(=O)−で置換されていてもよいが、連続している−CH −のいずれもが−O−、または−C(=O)−で置換されることはなく、A 、A 、およびA は、それぞれ独立して単結合、1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、または1,4−ビシクロ[2,2,2]オクタニレンであって、但し、該1,4−フェニレンにおいて、ベンゼン環上の1〜2個の水素が、メチル、メトキシ、またはフッ素で置換されていてもよく、B 、B 、およびB は、それぞれ独立して単結合、炭素数1〜4のアルキレン、−O−、−OC(=O)−、−C(=O)O−、−NR C(=O)−、または−C(=O)N(−R )−であって、但し、該アルキレンにおいて、任意の−CH −が−CF
−、−O−、または−C(=O)−で置換されていてもよいが、連続している−CH −のいずれもが−O−、またはC(=O)−で置換されることはなく、かつ該R は水素または炭素数1〜10のアルキルである。
That is, this invention is comprised from the following.
[1] A phenylenediamine represented by the following general formula ( 1a ). In formula (1a), R 1 is hydrogen or methyl, is a group in which the N-Cycle represented by the following general formula (2). In the general formula (2), R 2 is hydrogen or a linear or branched alkyl having 1 to 20 carbon atoms, provided that any —CH 2 — in the alkyl is —CF 2 —, —O—, or -C (= O) - may be substituted with, but, -CH 2 that is continuous - none of -O-, or -C (= O) - not be substituted with, a 1 , A 2 , and A 3 are each independently a single bond, 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, or 1,4-bicyclo [2,2,2] octanylene, provided that In the 1,4-phenylene, 1 to 2 hydrogens on the benzene ring may be substituted with methyl, methoxy, or fluorine, and B 1 , B 2 , and B 3 are each independently Bond, alkylene having 1 to 4 carbon atoms, -O-, -OC (= ) -, - C (= O ) O -, - NR 3 C (= O) -, or -C (= O) N (-R 3) - an A, except that in the alkylene, arbitrary -CH 2- is -CF
2- , -O-, or -C (= O)-may be substituted , but any continuous -CH 2 -is substituted with -O- or C (= O)-. And R 3 is hydrogen or alkyl having 1 to 10 carbons.

Figure 0004595417
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[2] 前記一般式(1a)において、アミノ基(−NH)がアミド基に対して3,5−位に位置する、[1]に記載のフェニレンジアミン。
[3] 前記一般式(1a)において、アミノ基(−NH)がアミド基に対して2,5−位に位置する、[1]に記載のフェニレンジアミン
[2] The phenylenediamine according to [1], wherein in the general formula ( 1a ), the amino group (—NH 2 ) is located at the 3,5-position with respect to the amide group.
[3] The phenylenediamine according to [1], wherein in the general formula ( 1a ), the amino group (—NH 2 ) is located at the 2,5-position with respect to the amide group .

] 前記一般式(2)において、
が水素または炭素数1〜20の直鎖もしくは分岐鎖アルキルであり、
、A、およびAは、それぞれ独立して単結合、1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレンであり、
、B、およびBは、それぞれ独立して単結合、炭素数1〜4の直鎖アルキレンである、[]に記載のフェニレンジアミン。
] 前記一般式(2)において、
が炭素数1〜12の直鎖または分岐鎖アルキルであり、
,AおよびAが、それぞれ独立して1,4−シクロへキシレンまたは単結合であって、かつ少なくとも1つが単結合であり、
,BおよびBが、それぞれ独立してエチレンまたは単結合であって、かつ少なくとも2つが単結合であることを特徴とする、[]に記載のフェニレンジアミン。
下記一般式(1b)で表されるフェニレンジアミン。一般式(1b)において、R1は水素もしくはメチルであり、N−Cycleが以下の一般式(3)または一般式(4)で表される環状アミノ基である。一般式(3)および一般式(4)において、XはOまたはSであり、nは1〜6の整数であり、nが2以上の場合は、Xは、OまたはS単独でもこれらの組み合わせでもよい。
[ 4 ] In the general formula (2),
R 2 is hydrogen or a linear or branched alkyl having 1 to 20 carbon atoms,
A 1 , A 2 , and A 3 are each independently a single bond, 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene,
B 1, B 2, and B 3 are each independently a single bond, a straight-chain alkylene having 1 to 4 carbon atoms, phenylene diamine according to [1].
[ 5 ] In the general formula (2),
R 2 is a linear or branched alkyl having 1 to 12 carbon atoms,
A 1 , A 2 and A 3 are each independently 1,4-cyclohexylene or a single bond, and at least one is a single bond,
B 1 , B 2 and B 3 are each independently ethylene or a single bond, and at least two are single bonds, The phenylenediamine according to [ 1 ].
[ 6 ] A phenylenediamine represented by the following general formula (1b). In the general formula (1b), R1 is hydrogen or methyl, a cyclic amino group N -cycle is represented by the following general formula (3) or general formula (4). In General Formula (3) and General Formula (4), X is O or S, n is an integer of 1 to 6, and when n is 2 or more, X may be O or S alone or a combination thereof But you can.

Figure 0004595417
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] [1]〜[]のいずれかに記載のフェニレンジアミンと、テトラカルボン酸二無水物との反応生成物である、ポリアミック酸またはポリイミド。
] [1]〜[]のいずれかに記載のフェニレンジアミンと、ジカルボン酸またはその誘導体との反応生成物である、ポリアミド。
] [1]〜[]のいずれかに記載のフェニレンジアミンと、テトラカルボン酸二無水物およびジカルボン酸もしくはその誘導体との反応生成物、または[1]〜[]のいずれかに記載のフェニレンジアミンと、トリカルボン酸またはその誘導体との反応生成物である、ポリアミドイミド。
10] []に記載のポリアミック酸またはポリイミドを含有するワニス。
11] []に記載のポリアミドを含有するワニス。
12] []に記載のポリアミドイミドを含有するワニス。
13] [10]〜[12]のいずれかに記載のワニスを用いて形成される配向膜。
14] [13]に記載の配向膜を含む液晶表示素子。
[ 7 ] Polyamic acid or polyimide, which is a reaction product of the phenylenediamine according to any one of [1] to [ 6 ] and tetracarboxylic dianhydride.
[ 8 ] A polyamide, which is a reaction product of the phenylenediamine according to any one of [1] to [ 6 ] and a dicarboxylic acid or a derivative thereof.
[ 9 ] A reaction product of the phenylenediamine according to any one of [1] to [ 6 ], tetracarboxylic dianhydride and dicarboxylic acid or a derivative thereof, or any one of [1] to [ 6 ] Polyamideimide, which is a reaction product of the described phenylenediamine and tricarboxylic acid or a derivative thereof.
[10] [7] varnish containing polyamic acid or polyimide according to.
[ 11 ] A varnish containing the polyamide according to [ 8 ].
[ 12 ] A varnish containing the polyamideimide according to [ 9 ].
[ 13 ] An alignment film formed using the varnish according to any one of [ 10 ] to [ 12 ].
[ 14 ] A liquid crystal display device comprising the alignment film according to [ 13 ].

本発明は、新規なフェニレンジアミンを提供することができ、該フェニレンジアミンを原料として新規なポリマー(ポリアミック酸、ポリイミド、ポリアミドおよびポリアミドイミドを含む)を提供することができる。さらに本発明によれば、上記フェニレンジアミンを短い合成ルートで安価に合成することができるので、下記する高機能な液晶表示素子をより安価に提供することが可能となる。
また、本発明によれば、前記ポリマーを含有するワニスを用いて、液晶表示素子において、液晶分子に対して安定したプレチルト角を与えることができる配向膜を形成することができ、かつ配向不良による光抜けを起こしにくくすることができる配向膜を形成することもできる。特に、長い側鎖を有するフェニレンジアミンから製造されるポリマーを含有するワニスを用いることにより、液晶表示素子においてプレチルト角を垂直にすることができる配向膜を形成することもできる。
さらに、本発明によれば、前記配向膜を用いて、電圧保持率(VHR)が高く、かつ/または焼き付きが少ない液晶表示素子を製造することができる。特に前記したプレチルト角を垂直にすることができる配向膜を用いることにより、優れた特性を有する垂直配向(VA)方式の液晶表示素子を製造することができる。
The present invention can provide a novel phenylenediamine, and can provide a novel polymer (including polyamic acid, polyimide, polyamide and polyamideimide) using the phenylenediamine as a raw material. Furthermore, according to the present invention, since the phenylenediamine can be synthesized at a low cost by a short synthesis route, it is possible to provide a high-performance liquid crystal display element described below at a lower cost.
Further, according to the present invention, an alignment film capable of giving a stable pretilt angle to liquid crystal molecules can be formed in a liquid crystal display element using the varnish containing the polymer, and due to poor alignment. An alignment film that can hardly cause light leakage can also be formed. In particular, by using a varnish containing a polymer produced from phenylenediamine having a long side chain, an alignment film that can make the pretilt angle perpendicular to the liquid crystal display element can be formed.
Furthermore, according to the present invention, a liquid crystal display element having a high voltage holding ratio (VHR) and / or little image sticking can be produced using the alignment film. In particular, by using an alignment film that can make the pretilt angle vertical, a vertical alignment (VA) liquid crystal display element having excellent characteristics can be manufactured.

<本発明のフェニレンジアミン>
本発明のフェニレンジアミンは上記一般式(1a又は(1b)(以下、一般式(1a)又は(1b)を一般式(1)とも言う)で表される化合物である。一般式(1)において、2つのアミノ基(−NH)およびRは、それぞれベンゼン環の環炭素に結合している。
一般式(1)においてRは、水素またはメチルであるが、好ましくは水素である。Rは、2つのアミノ基およびアミド基がいずれも結合していない、フェニル環の環炭素のいずれかに結合している。
<Phenylenediamine of the present invention>
The phenylenediamine of the present invention is a compound represented by the general formula ( 1a ) or (1b) (hereinafter, the general formula (1a) or (1b) is also referred to as the general formula (1)) . In the general formula (1), two amino groups (—NH 2 ) and R 1 are each bonded to a ring carbon of a benzene ring.
In the general formula (1), R 1 is hydrogen or methyl, preferably hydrogen. R 1 is bonded to one of the ring carbons of the phenyl ring in which neither of the two amino groups or the amide group is bonded.

一般式()を含むジアミンと、後述するカルボン酸類または酸無水物とを反応させて得られるポリマーの主鎖の直線性を上げるために、一般式(1)における2つのアミノ基はそれぞれ、アミド基が結合したフェニル環の環炭素を1位とした場合に、3位および5位、あるいは2位および5位に結合していることが好ましい。前記主鎖の直線性が低いポリマー(特に分子量が小さいポリマー)を用いて形成される配向膜は、ラビング処理などにより「削れ」が発生することがあり、配向欠陥の原因となる。
In order to increase the linearity of the main chain of the polymer obtained by reacting a diamine containing the general formula ( 1 ) with a carboxylic acid or acid anhydride described later, the two amino groups in the general formula (1) are each When the ring carbon of the phenyl ring to which the amide group is bonded is the 1-position, it is preferably bonded to the 3-position and 5-position, or the 2-position and 5-position. An alignment film formed using a polymer having a low main chain linearity (particularly a polymer having a low molecular weight) may be “scraped” by rubbing or the like, which causes alignment defects.

一般式(1a)において−N−Cycleは環状アミノ基であり、該環状アミノ基の環は非芳香族性の環であることが好ましい。環状アミノ基の環を構成する原子の少なくとも一つは炭素であることが好ましい。環状アミノ基の環を構成する原子としては、炭素の他、窒素、酸素、硫黄などが挙げられる。環状アミノ基の環を構成する炭素原子は一価の有機基を有していてもよい。
なお、環状アミノ基の環の員数は特に限定されず、3員環以上であればよい。
前記一価の有機基が、バルキーな置換基または長鎖状の置換基であるフェニレンジアミンから作製される配向膜は、液晶表示素子において液晶分子を垂直に配向させることができる。従って、垂直配向(VA)方式の液晶表示素子に用いる配向膜を形成する場合は、前記一価の有機基をバルキーな置換基または長鎖状の置換基とすることが好ましい。
-N-Cycle in the general formula (1a) is a cyclic amino group, it is preferably ring cyclic amino group is a non-aromatic ring. At least one of the atoms constituting the ring of the cyclic amino group is preferably carbon. Examples of atoms constituting the ring of the cyclic amino group include nitrogen, oxygen, sulfur and the like in addition to carbon. The carbon atom constituting the ring of the cyclic amino group may have a monovalent organic group.
In addition, the number of members of the cyclic amino group is not particularly limited as long as it is 3 or more.
The alignment film prepared from phenylenediamine in which the monovalent organic group is a bulky substituent or a long-chain substituent can align liquid crystal molecules vertically in a liquid crystal display element. Therefore, in the case of forming an alignment film used for a vertical alignment (VA) liquid crystal display element, the monovalent organic group is preferably a bulky substituent or a long-chain substituent.

前記環状アミノ基としては、N−ピペリジニル基が好ましく例示される。N−ピペリニジニル基の環炭素(好ましくはピペリジニル環の4位の炭素)は、一価の有機基を有することが好ましい。前記環状アミノ基であるN−ピペリジニル基として、具体的に上記一般式(2)で表される基が好ましく例示される。   Preferred examples of the cyclic amino group include an N-piperidinyl group. The ring carbon of the N-piperidinyl group (preferably the carbon at the 4-position of the piperidinyl ring) preferably has a monovalent organic group. As the N-piperidinyl group which is the cyclic amino group, a group specifically represented by the above general formula (2) is preferably exemplified.

一般式(2)においてRは、水素または炭素数1〜20(好ましくは1〜12)のアルキルである。該アルキルは直鎖状または分岐鎖状のアルキルであるが、好ましくは直鎖状のノルマルアルキルである。該アルキルを構成するメチレン(−CH−)はジフルオロメチレン(−CF−)、エーテル基(−O−)またはカルボニル基(−CO−)で置換されていてもよい。但し、連続しているメチレンのいずれもが、エーテル基(−O−)またはカルボニル基(−CO−)で置換されない、すなわち、エーテル基(−O−)またはカルボニル基(−CO−)が互いに隣り合わないことが好ましい。 In the general formula (2), R 2 is hydrogen or alkyl having 1 to 20 (preferably 1 to 12) carbon atoms. The alkyl is a linear or branched alkyl, but is preferably a linear normal alkyl. The methylene (—CH 2 —) constituting the alkyl may be substituted with difluoromethylene (—CF 2 —), an ether group (—O—), or a carbonyl group (—CO—). However, none of the consecutive methylenes are substituted with an ether group (—O—) or a carbonyl group (—CO—), that is, the ether group (—O—) or the carbonyl group (—CO—) are mutually attached. It is preferable not to be adjacent.

一般式(2)においてRが、水素またはアルキル(フルオロアルキルを含む)である環上アミノ基(−N−Cycle)を有するフェニレンジアミンを用いて作製される本発明の液晶表示素子は、高い電圧保持率を有する。
さらに、Rがジフルオロメチレン(−CF−)を含むアルキルであるフェニレンジアミンを用いて形成される配向膜は、Rがフルオロメチレンを含まないアルキルであるフェニレンジアミンを用いて形成される配向膜と比較して、小さい表面エネルギーを有する。配向膜の表面エネルギーを小さくすると、液晶表示素子におけるプレチルト角は大きくなる傾向がある。よって、IPS方式やTN方式の液晶表示素子用途の配向膜を形成させるために使用する場合には、Rがジフルオロメチレン(−CF−)を含むアルキルである環上アミノ基(−N−Cycle)を有するフェニレンジアミンの使用量は、必要最小限の量とするのが好ましい。
The liquid crystal display element of the present invention produced using a phenylenediamine having an on-ring amino group (—N-Cycle) in which R 2 in the general formula (2) is hydrogen or alkyl (including fluoroalkyl) is high. Has a voltage holding ratio.
Furthermore, an alignment film formed using phenylenediamine in which R 2 is alkyl containing difluoromethylene (—CF 2 —) is an alignment film formed using phenylenediamine in which R 2 is alkyl not containing fluoromethylene. Compared to a film, it has a small surface energy. When the surface energy of the alignment film is reduced, the pretilt angle in the liquid crystal display element tends to increase. Therefore, when used for forming an alignment film for IPS mode or TN mode liquid crystal display elements, an amino group on the ring (—N—) in which R 2 is alkyl containing difluoromethylene (—CF 2 —). The amount of phenylenediamine having (Cycle) is preferably the minimum amount necessary.

また、後述のポリマーブレンド(ワニスに複数種のポリマーを含有させること)を行う場合、Rがフルオロメチレンを含むアルキルである環上アミノ基を有するフェニレンジアミンを用いれば、ブレンドされたポリマーのそれぞれの層が形成され、それらの層の分離状態がよくなる。したがって何らかの理由により、ポリマーブレンドを行うには、これらのフェニレンジアミンを用いることが好ましい。 In addition, when performing the polymer blend described later (containing a plurality of types of polymers in the varnish), if phenylenediamine having an amino group on the ring where R 2 is alkyl containing fluoromethylene is used, each of the blended polymers Layers are formed, and the separated state of these layers is improved. Therefore, it is preferable to use these phenylenediamines for polymer blending for some reason.

一般式(2)において、A、A、およびAはそれぞれ独立して、単結合、1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、または1,4−ビシクロ[2,2,2]オクタニレンである。これらのうち、合成が容易であることから1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレンが好適である。また1,4−フェニレンはベンゼン環上の1〜4個(好ましくは1〜2個)の水素が、メチル、メトキシまたはフッ素で置換されていてもよい。 In the general formula (2), A 1 , A 2 , and A 3 are each independently a single bond, 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, or 1,4-bicyclo [2,2,2 ] Octanylene. Of these, 1,4-cyclohexylene or 1,4-phenylene is preferable because of easy synthesis. In 1,4-phenylene, 1 to 4 (preferably 1 to 2) hydrogens on the benzene ring may be substituted with methyl, methoxy or fluorine.

〜Aの一または二以上が、1,4−シクロへキシレン、または1,4−フェニレン(無置換または、ベンゼン環上の水素がメチルもしくはフッ素(好ましくはフッ素)で置換されていてもよい)である環状アミノ基、特に1,4−シクロへキシレンである環状アミノ基を有するフェニレンジアミンを用いて製造される本発明の液晶表示素子は、高い電圧保持率を保つことができ、焼き付き現象を抑えることができる。 One or more of A 1 to A 3 is 1,4-cyclohexylene or 1,4-phenylene (unsubstituted or hydrogen on the benzene ring is substituted with methyl or fluorine (preferably fluorine). The liquid crystal display element of the present invention produced using a phenylenediamine having a cyclic amino group that is a cyclic amino group, particularly 1,4-cyclohexylene, can maintain a high voltage holding ratio, The image sticking phenomenon can be suppressed.

また、A〜Aの一または二以上がフッ素で置換された1,4−フェニレンである環状アミノ基を有するフェニレンジアミンを用いて形成される配向膜は、フッ素で置換されない1,4−フェニレンである環状アミノ基を有するフェニレンジアミンを用いて形成される配向膜と比較して、小さい表面エネルギーを有する。従って、上記と同様の理由で、IPS方式やTN方式の液晶表示阻止用途の配向膜を形成させるために使用する場合は、A〜Aの一または二以上がフッ素で置換された1,4−フェニレンである環状アミノ基を有するフェニレンジアミンの使用量は、必要最小限とするのが好ましい。
また、上記と同様の理由で、ポリマーブレンドを行う場合、ブレンドされるそれぞれのポリマーの層を形成させ、それらの層分離状態を良くするためには、これらのジアミンを用いることが好ましい。
The alignment film formed by using a phenylenediamine having a cyclic amino group is a 1,4-phenylene in which one or more of A 1 to A 3 is substituted by fluorine is not substituted by fluorine 1,4 Compared to an alignment film formed using phenylenediamine having a cyclic amino group which is phenylene, it has a small surface energy. Therefore, for the same reason as described above, when it is used to form an alignment film for liquid crystal display blocking use of IPS mode or TN mode, one or two or more of A 1 to A 3 are substituted with fluorine. The amount of phenylenediamine having a cyclic amino group that is 4-phenylene is preferably minimized.
In addition, when polymer blending is performed for the same reason as described above, it is preferable to use these diamines in order to form layers of each polymer to be blended and improve the layer separation state.

一般式(2)において、B、B、およびBはそれぞれ独立して、単結合、炭素数1〜4のアルキレン、エーテル結合(−O−)、オキシカルボニル基、またはアミノカルボニル基である。
前記炭素数1〜4のアルキレンにおいて、任意のメチレン(−CH−)がジフルオロメチレン(−CF−)、エーテル基(−O−)またはカルボニル基(−C(=O)−)で置換されていてもよい。但し、連続しているメチレンのいずれもが、エーテル基(−O−)またはカルボニル基(−C(=O)−)で置換されない、すなわちエーテル基(−O−)またはカルボニル基(−C(=O)−)は、互いに隣り合わないことが好ましい。
前記オキシカルボニル基は、−C(=O)O−および−OC(=O)−のいずれをも含む。すなわち、例えばBであれば、AおよびAのいずれにカルボニル炭素原子(または酸素原子)が結合していてもよい。
前記アミノカルボニル基は、−C(=O)N(−R)−および−N(−R)C(=O)−のいずれをも含む。すなわち、例えばBであれば、AおよびAのいずれにカルボニル炭素原子(または窒素原子)が結合していてもよい。
In General Formula (2), B 1 , B 2 , and B 3 are each independently a single bond, an alkylene having 1 to 4 carbon atoms, an ether bond (—O—), an oxycarbonyl group, or an aminocarbonyl group. is there.
In the alkylene having 1 to 4 carbon atoms, any methylene (—CH 2 —) is substituted with difluoromethylene (—CF 2 —), an ether group (—O—) or a carbonyl group (—C (═O) —). May be. However, none of the continuous methylenes are substituted with an ether group (—O—) or a carbonyl group (—C (═O) —), that is, an ether group (—O—) or a carbonyl group (—C ( = O)-) are preferably not adjacent to each other.
The oxycarbonyl group includes both —C (═O) O— and —OC (═O) —. That is, for example, for B 1 , a carbonyl carbon atom (or oxygen atom) may be bonded to either A 1 or A 2 .
The aminocarbonyl group includes both —C (═O) N (—R 3 ) — and —N (—R 3 ) C (═O) —. That is, for example, for B 1 , a carbonyl carbon atom (or nitrogen atom) may be bonded to any of A 1 and A 2 .

〜Bは、それぞれ独立して単結合もしくはエチレン(−CHCH−)であることがより好ましい。さらに、BおよびBの少なくとも1つが単結合であることが特に好ましい。B〜Bがこのような結合または基である環状アミノ基を有するフェニレンジアミンを用いて製造された本発明の液晶表示素子は、高い電圧保持率を有し得る。 More preferably, B 1 to B 3 are each independently a single bond or ethylene (—CH 2 CH 2 —). Furthermore, it is particularly preferable that at least one of B 1 and B 2 is a single bond. The liquid crystal display device of the present invention B 1 .about.B 3 was prepared using a phenylenediamine having a cyclic amino group is such a bond or a group may have a high voltage holding ratio.

一般式(2)で表される環状アミノ基のより具体的な例として、(2−1)〜(2−10)で表される環状アミノ基が好ましく挙げられる。さらに、一般式(2)におけるA〜Aがフェニレンであるよりも、1,4−シクロへキシレンであるほうがより好ましいと考えられ、これらのうち、(2−1)〜(2−8)で表される環状アミノ基がより好ましく、(2−1)〜(2−3)で表される環状アミノ基がさらに好ましい。すなわち、(2−10)と比較して、(2−8)または(2−7)がより好ましく、(2−3)はさらに好ましい:(2−9)と比較して、(2−6)または(2−5)がより好ましく、(2−2)はさらに好ましい:(2−4)と比較して(2−1)がより好ましい。
このような環状アミノ基(N−Cycle)を有するフェニレンジアミンを用いて形成される本発明の配向膜を有する液晶表示素子は、より高い電圧保持率を有し、焼き付き現象が抑制されている。
As more specific examples of the cyclic amino group represented by the general formula (2), preferred are cyclic amino groups represented by (2-1) to (2-10). Furthermore, it is considered that A 1 to A 3 in the general formula (2) is more preferably 1,4-cyclohexylene than phenylene, and among these, (2-1) to (2-8) ) Is more preferable, and the cyclic amino groups represented by (2-1) to (2-3) are more preferable. That is, (2-8) or (2-7) is more preferable compared with (2-10), and (2-3) is more preferable: (2-6) compared with (2-9) ) Or (2-5) is more preferred, and (2-2) is more preferred: (2-1) is more preferred compared to (2-4).
The liquid crystal display element having the alignment film of the present invention formed using phenylenediamine having such a cyclic amino group (N-Cycle) has a higher voltage holding ratio and suppresses the image sticking phenomenon.

Figure 0004595417
Figure 0004595417

一般式(2−1)〜(2−10)においてRは、一般式(2)において説明されたRと同様であるが、より好ましくは、水素または炭素数1〜10のアルキルもしくはフルオロアルキルであり、特に好ましくは、水素または炭素数1〜10のアルキルである。Rが水素またはこれらの基である環状アミノ基を有するフェニレンジアミンを用いることで、本発明の配向膜を有する液晶表示素子に、高い電圧保持率を付与することができる。
およびBは、一般式(2)において説明されたBおよびBと同様であるが、好ましくは、それぞれ独立して、単結合、メチレン(−CH−)、エーテル結合(−O−)、エチレン(−CHCH−)、オキシカルボニル基(−C(=O)O−および−OC(=O)−のいずれをも含む。すなわち、例えばBであれば、AおよびAのいずれにカルボニル炭素原子(または酸素原子)が結合していてもよい)、またはアミノカルボニル基(−C(=O)N(−R)−および−N(−R)C(=O)−のいずれをも含む。すなわち、例えばBであれば、AおよびAのいずれにカルボニル炭素原子(または窒素原子)が結合していてもよい)である。
このとき、より高い電圧保持率を配向膜に付与させるには、BおよびBが単結合もしくはエチレン(−CHCH−)であることがより好ましい。またBおよびBの少なくとも1つが単結合であることが特に好ましい。
R 2 in the general formula (2-1) to (2-10) has the general formula (2) is the same as R 2 described in, more preferably, hydrogen or an alkyl or fluoro having 1 to 10 carbon atoms Alkyl, particularly preferably hydrogen or alkyl having 1 to 10 carbons. By using phenylenediamine having a cyclic amino group in which R 2 is hydrogen or these groups, a high voltage holding ratio can be imparted to the liquid crystal display element having the alignment film of the present invention.
B 1 and B 2, the general formula (2) is similar to B 1 and B 2 described in, preferably, each independently a single bond, methylene (-CH 2 -), ether bond (- O-), ethylene (-CH 2 CH 2 -), oxycarbonyl group (-C (= O) O- and -OC (= O) -. including any i.e., if for example B 1, a A carbonyl carbon atom (or oxygen atom) may be bonded to any of 1 and A 2 ), or an aminocarbonyl group (—C (═O) N (—R 3 ) — and —N (—R 3 ) C (═O) — is included, that is, for example, B 1 is a carbonyl carbon atom (or a nitrogen atom may be bonded to any of A 1 and A 2 ).
At this time, in order to impart a higher voltage holding ratio to the alignment film, B 1 and B 2 are more preferably a single bond or ethylene (—CH 2 CH 2 —). Moreover, it is particularly preferable that at least one of B 1 and B 2 is a single bond.

一般式(2)で表される好適な環状アミノ基を、以下の表1中でさらに具体的に例示した。表1において、Bは1,4−フェニレン、Chは1,4−シクロヘキシレン、BOはビシクロ[2,2,2]オクタニレンを表す。
また、表1中、A1におけるB(3F,5F)はR2に対して、A2におけるB(3F,5F)はB1に対して、A3におけるB(3F,5F)はB2に対して、それぞれ3,5−位の水素がフッ素で置換された1,4−フェニレンを表す。また、B(2F,6F)はR2に対して2,6−位の水素がフッ素で置換された1,4−フェニレンを表す。
表1に例示される環状アミノ基(一般式(1a)における−N−Cycle)を有するフェニレンジアミンを用いて形成した配向膜を含む液晶表示素子は、電圧保持率が高く、焼き付きが抑制されており、液晶が垂直配向されているなどの特性を有しうる。
Suitable cyclic amino groups represented by the general formula (2) are illustrated more specifically in the following Table 1. In Table 1, B represents 1,4-phenylene, Ch represents 1,4-cyclohexylene, and BO represents bicyclo [2,2,2] octanylene.
In Table 1, B (3F, 5F) in A 1 is R 2 , B (3F, 5F) in A 2 is B 1 , and B (3F, 5F) in A 3 is B 2. On the other hand, it represents 1,4-phenylene in which the hydrogen in the 3,5-position is substituted with fluorine. B (2F, 6F) represents 1,4-phenylene in which hydrogen at the 2,6-position is substituted with fluorine for R 2 .
The liquid crystal display device comprising an alignment layer formed using the phenylenediamine having cyclic amino group (general formula (1a) -N-Cycle in) illustrated in Table 1, high voltage holding ratio, burn is inhibited In addition, the liquid crystal may have characteristics such as vertical alignment.

Figure 0004595417
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表1におけるNo.1〜30の環状アミノ基(いずれも、A,A,B,Bが全て単結合である)を有するフェニレンジアミンを少なくとも一つの原料として合成したポリマー(ポリアミック酸、ポリイミド、ポリアミドまたはポリアミドイミドを含む)を含有するワニスを用いて形成させた配向膜は、液晶表示素子においてプレチルト角を5〜10度程度に調整することができる。従ってTN用の配向膜を形成するために用いられるフェニレンジアミンとして特に好適である。 No. in Table 1 A polymer (polyamic acid, polyimide, polyamide, or polyamide) having 1 to 30 cyclic amino groups (all of which A 2 , A 3 , B 2 , and B 3 are all single bonds) synthesized from at least one raw material The alignment film formed using a varnish containing (including polyamideimide) can adjust the pretilt angle to about 5 to 10 degrees in the liquid crystal display element. Therefore, it is particularly suitable as a phenylenediamine used for forming an alignment film for TN.

表1におけるNo.30〜154の環状アミノ基(一般式(1a)における−N−Cycle)を有するフェニレンジアミンを原料として合成したポリマー(ポリアミック酸、ポリイミド、ポリアミドまたはポリアミドイミドを含む)を含有するワニスを用いて形成させた配向膜は、液晶表示素子においてプレチルト角を90度近くに保持することができ、また該プレチルト角は非常に安定している。従って、基板に対して垂直に近いプレチルト角が要求される垂直配向(VA)方式の液晶表示素子用の配向膜を形成するために用いられるフェニレンジアミンとして特に好適である。
また、これらのフェニレンジアミンを少なくとも原料の一つとして合成したポリマーを含有するワニスを用いて形成させた配向膜を有する液晶表示素子は、電圧保持率(VHR)が高く、この特性を改善する上でも特に好適である。
No. in Table 1 Synthesized polymers phenylenediamine with 30-154 cyclic amino group (formula (-N-Cycle in 1a)) as a raw material formed by using a varnish containing (polyamic acid, polyimide, including polyamide or polyamideimide) The alignment film thus formed can maintain a pretilt angle close to 90 degrees in the liquid crystal display element, and the pretilt angle is very stable. Therefore, it is particularly suitable as a phenylenediamine used for forming an alignment film for a vertical alignment (VA) type liquid crystal display element that requires a pretilt angle close to perpendicular to the substrate.
In addition, a liquid crystal display element having an alignment film formed using a varnish containing a polymer synthesized using at least one of these phenylenediamines as a raw material has a high voltage holding ratio (VHR). However, it is particularly suitable.

一方、一般式(1b)における−N−Cycleとしては、上記一般式(3)または一般式(4)で表される環状アミノ基も好ましく例示される。
On the other hand, as -N-Cycle in General Formula ( 1b ), the cyclic amino group represented by the said General formula (3) or General formula (4) is also illustrated preferably.

一般式(3)または式(4)で表される環状アミノ基において、XはOまたはSであり、nは1〜6の整数である。好ましくは、一般式(3)または式(4)で表される環状アミノ基において、n=2〜6が好ましく、n=3〜5がより好ましい。式(3)または(4)で表される環状アミノ基は、その環内にイオンを選択的に取り込むことができることが好ましく、取り込むべきイオンに応じて(例えばイオン半径に応じて)nの値を適宜選択すればよい。   In the cyclic amino group represented by formula (3) or formula (4), X is O or S, and n is an integer of 1 to 6. Preferably, in the cyclic amino group represented by the general formula (3) or the formula (4), n = 2 to 6 is preferable, and n = 3 to 5 is more preferable. The cyclic amino group represented by the formula (3) or (4) is preferably capable of selectively incorporating ions into the ring, and the value of n depends on the ion to be incorporated (for example, depending on the ion radius). May be appropriately selected.

また、取り込むべきイオンが、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、またはアンモニウムイオンの場合は、Xとして酸素原子(O)を選択することが好ましく、取り込むべきイオンがその他の金属イオンの場合は、少なくとも1つのXとして硫黄原子(S)を選択することが好ましい。   In addition, when the ion to be incorporated is an alkali metal ion, an alkaline earth metal ion, or an ammonium ion, it is preferable to select an oxygen atom (O) as X, and when the ion to be incorporated is another metal ion, It is preferable to select a sulfur atom (S) as at least one X.

一般式(3)または式(4)で表される環状アミノ基の好適な具体例として、以下の構造式(No.155〜No.163)で表される基が挙げられる。   Preferable specific examples of the cyclic amino group represented by the general formula (3) or the formula (4) include groups represented by the following structural formulas (No. 155 to No. 163).

Figure 0004595417
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前記したように、一般式(3)または式(4)で表される環状アミノ基(−N−Cycle)を有するフェニレンジアミンは、−N−Cycle部位の環内に金属イオンやアンモニウムイオンを補足することができる。従って、このフェニレンジアミンを原料として合成したポリマー(ポリアミック酸、ポリイミド、ポリアミドまたはポリアミドイミドを含む)を含有するワニスから形成される配向膜を含む液晶表示素子において、液晶中のイオン、または配向膜から液晶へ抽出されたイオンは、該配向膜によって除去され得る。液晶中のイオンは、液晶表示素子の電圧保持率(VHR)の低下や焼き付き現象の一因であることが知られている。よって、これらの特性を改善する目的で、一般式(3)または式(4)で表される環状アミノ基を有するフェニレンジアミンを用いて、本発明の液晶表示素子を製造することができる。
好ましくは、一般式(3)または式(4)で表される環状アミノ基を有するフェニレンジアミンから得られる配向膜を有する本発明の液晶表示素子は、電圧保持率が低下しておらず、焼き付きが抑制されており、かつ液晶中のイオン密度が低減している。
As described above, the phenylenediamine having a cyclic amino group (—N-Cycle) represented by the general formula (3) or (4) supplements a metal ion or an ammonium ion in the ring of the —N-Cycle site. can do. Accordingly, in a liquid crystal display element including an alignment film formed from a varnish containing a polymer (including polyamic acid, polyimide, polyamide, or polyamideimide) synthesized from this phenylenediamine as a raw material, from the ions in the liquid crystal or the alignment film The ions extracted into the liquid crystal can be removed by the alignment film. It is known that ions in the liquid crystal contribute to a decrease in voltage holding ratio (VHR) of the liquid crystal display element and a burn-in phenomenon. Therefore, for the purpose of improving these characteristics, the liquid crystal display element of the present invention can be produced using phenylenediamine having a cyclic amino group represented by the general formula (3) or formula (4).
Preferably, the liquid crystal display element of the present invention having an alignment film obtained from a phenylenediamine having a cyclic amino group represented by the general formula (3) or formula (4) does not have a low voltage holding ratio and is burned. Is suppressed, and the ion density in the liquid crystal is reduced.

本発明のフェニレンジアミン(一般式(1)で表される化合物)は、任意の方法で製造することができるが、例えば以下のスキーム1に示されるような方法で合成することができる。   The phenylenediamine (the compound represented by the general formula (1)) of the present invention can be produced by any method, and can be synthesized by a method as shown in the following scheme 1, for example.

Figure 0004595417
Figure 0004595417

スキーム1における、式(1−a)で表される化合物は環状アミン化合物であり、例えばDE4234627A1等に記載の方法に従って合成することができる。また、式(1−b)で表される化合物はフェニル環に2つのニトロ基およびR(水素またはメチルである)を有するベンゾイルクロリドであり、例えばWO9631462等に記載の方法に従って合成することができる。 The compound represented by the formula (1-a) in Scheme 1 is a cyclic amine compound, and can be synthesized according to the method described in DE 4234627A1, for example. The compound represented by formula (1-b) is benzoyl chloride having two nitro groups and R 1 (which is hydrogen or methyl) on the phenyl ring, and can be synthesized according to the method described in, for example, WO9631462. it can.

式(1−a)で表される化合物と式(1−b)で表される化合物を、塩基存在下で反応させることにより、式(1−c)で表される化合物を合成することができる。用いられる塩基としては、好ましくはトリエチルアミン、ピリジンなどの有機アミンを用いることができるが、その他の塩基(例えば炭酸ナトリウム等)を用いることもできる。また、該反応は、反応溶媒を用いてもよく、好ましくは塩化メチレンなどのハロゲン系溶媒を用いるが、その他の非プロトン性溶媒(例えばテトラヒドロフランやジメチルホルムアミド等)を用いることもできる。反応温度は通常室温以下で行うが、適宜選択すればよい。   The compound represented by the formula (1-c) can be synthesized by reacting the compound represented by the formula (1-a) with the compound represented by the formula (1-b) in the presence of a base. it can. As the base to be used, organic amines such as triethylamine and pyridine can be preferably used, but other bases (for example, sodium carbonate and the like) can also be used. In the reaction, a reaction solvent may be used, and a halogen-based solvent such as methylene chloride is preferably used, but other aprotic solvents (for example, tetrahydrofuran, dimethylformamide, etc.) can also be used. The reaction temperature is usually room temperature or lower, but may be appropriately selected.

得られた式(1−c)で表される化合物を、常法に従って水素添加反応を行うことによって、式(1)で表される化合物を得ることができる。水素添加反応は、例えばPd−Cを触媒とする接触水素化反応である。   A compound represented by the formula (1) can be obtained by subjecting the obtained compound represented by the formula (1-c) to a hydrogenation reaction according to a conventional method. The hydrogenation reaction is a catalytic hydrogenation reaction using Pd—C as a catalyst, for example.

式(1)で表される化合物(本発明のフェニレンジアミン)の製造法は上記の方法に限定されるものではない。また式(1)で表される化合物の合成について、後述の実施例でさらに詳細に説明した。   The production method of the compound represented by the formula (1) (phenylenediamine of the present invention) is not limited to the above method. Further, the synthesis of the compound represented by the formula (1) has been described in more detail in the examples described later.

式(1)で表される化合物(本発明のフェニレンジアミン)を、カルボン酸または酸無水物などと反応させることによりポリマーを製造することができる。例えば、以下のポリマーを製造することができる。
1)式(1)で表される化合物と、酸二無水物(例えばテトラカルボン酸二無水物)とを反応させてポリアミック酸を得ることができ、さらにポリアミック酸を脱水反応させるなどしてポリイミドを得ることができる。
2)式(1)で表される化合物と、酸二無水物(例えばテトラカルボン酸二無水物)およびジカルボン酸類の混合物、またはトリカルボン酸もしくはその誘導体とを反応させる
ことによりポリアミドイミドを得ることができる。
3)式(1)で表される化合物と、ジカルボン酸またはその誘導体とを反応させることによりポリアミドを得ることができる。
A polymer can be produced by reacting the compound represented by formula (1) (the phenylenediamine of the present invention) with a carboxylic acid or an acid anhydride. For example, the following polymers can be produced.
1) A polyamic acid can be obtained by reacting a compound represented by the formula (1) with an acid dianhydride (for example, tetracarboxylic dianhydride), and a polyamic acid is further subjected to a dehydration reaction. Can be obtained.
2) A polyamideimide can be obtained by reacting a compound represented by the formula (1) with a mixture of an acid dianhydride (for example, tetracarboxylic dianhydride) and a dicarboxylic acid, or a tricarboxylic acid or a derivative thereof. it can.
3) A polyamide can be obtained by reacting the compound represented by the formula (1) with a dicarboxylic acid or a derivative thereof.

前記ポリマーの製造において、式(1)で表される化合物は一種単独で、あるいは2種以上を組み合わせて反応させることもできる。また、前記ポリマーの製造において、式(1)で表されるフェニレンジアミンと、式(1)で表される化合物以外のジアミンとを組み合わせて反応させることもできる。   In the production of the polymer, the compound represented by the formula (1) may be reacted alone or in combination of two or more. Moreover, in manufacture of the said polymer, phenylenediamine represented by Formula (1) and diamine other than the compound represented by Formula (1) can also be made to react.

上記したように、ポリマーの製造において、式(1)で表される化合物(本発明のフェニレンジアミン)は、他のジアミンと併用して反応させることができるが、併用することのできるジアミンとしては公知の任意のジアミンが挙げられ、特に限定されない。特に好適な例として、表2に記載するジアミンが例示される。   As described above, in the production of the polymer, the compound represented by the formula (1) (the phenylenediamine of the present invention) can be reacted in combination with other diamines. Any known diamine may be mentioned and is not particularly limited. Particularly preferred examples include the diamines listed in Table 2.

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前記ポリマーの製造において、本発明のフェニレンジアミンと併用することのできるジアミンとしては、上記表2で示されるジアミン以外に、一般式(5)で表されるシロキサン系のジアミンを挙げることができる。   In the production of the polymer, examples of the diamine that can be used in combination with the phenylenediamine of the present invention include siloxane-based diamines represented by the general formula (5) in addition to the diamines shown in Table 2 above.

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一般式(5)において、R10およびR11は炭素数1〜3のアルキルまたはフェニルであり、R10とR11は同じ基であっても異なる基であってもよい。また、R12はメチレン、フェニレンまたはアルキル置換されたフェニレンである。mは1〜6の整数であり、nは1〜10の整数である。 In the general formula (5), R 10 and R 11 are alkyl or phenyl having 1 to 3 carbon atoms, and R 10 and R 11 may be the same group or different groups. R 12 is methylene, phenylene or alkyl-substituted phenylene. m is an integer of 1-6, and n is an integer of 1-10.

なお、本発明のフェニレンジアミン化合物は、液晶表示素子の配向膜用の樹脂(例えばポリイミド樹脂)の原料として用いる以外にも、各種のポリイミドコーティング剤、あるいはポリイミド樹脂成型品、フィルム、または繊維などの原料として利用することができる。さらにはポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリウレア樹脂の原料、あるいはエポキシ樹脂の硬化剤などとして用いることもできる。   In addition, the phenylenediamine compound of the present invention is not only used as a raw material for a resin for alignment films of liquid crystal display elements (for example, polyimide resin), but various polyimide coating agents, polyimide resin molded products, films, fibers, etc. It can be used as a raw material. Furthermore, it can be used as a raw material for polyamide resin, polyamideimide resin, polyurea resin, or a curing agent for epoxy resin.

<本発明のポリマー>
次に、本発明のポリアミック酸、ポリイミド、ポリアミドおよびポリアミドイミド(これらを総称して「本発明のポリマー」とも称する)について説明する。本発明のポリマーは、いずれも上記で説明された式(1)で表される化合物(本発明のフェニレンジアミン)を原料として製造され得る高分子化合物である。
<Polymer of the present invention>
Next, the polyamic acid, polyimide, polyamide, and polyamideimide of the present invention (these are collectively referred to as “the polymer of the present invention”) will be described. The polymer of the present invention is a polymer compound that can be produced using the compound represented by the formula (1) described above (phenylenediamine of the present invention) as a raw material.

前記したように、本発明のポリアミック酸は、式(1)で表されるフェニレンジアミンと酸二無水物(例えばテトラカルボン酸ニ無水物)とを反応させて得られる化合物である。また、本発明のポリイミドはこのポリアミック酸を脱水反応等することによって得られる。本発明のポリアミドイミドは、式(1)で表されるフェニレンジアミンと酸二無水物(例えばテトラカルボン酸二無水物)およびジカルボン酸類の混合物とを反応させて得られる。なお、本発明のポリアミドイミドは、式(1)で表されるフェニレンジアミンとトリカルボン酸またはその誘導体とを反応させることによっても得ることができる。本発明のポリアミドは、式(1)で表されるフェニレンジアミンとジカルボン酸またはその誘導体とを反応させることによって得られる。
なお、式(1)で表されるフェニレンジアミンと反応させる酸二無水物、ジカルボン酸およびその誘導体、ならびにトリカルボン酸またはその誘導体を総称して、「カルボン酸類」とも称する。
As described above, the polyamic acid of the present invention is a compound obtained by reacting phenylenediamine represented by the formula (1) with an acid dianhydride (for example, tetracarboxylic dianhydride). The polyimide of the present invention can be obtained by dehydrating the polyamic acid. The polyamideimide of the present invention can be obtained by reacting a phenylenediamine represented by the formula (1) with a mixture of an acid dianhydride (for example, tetracarboxylic dianhydride) and a dicarboxylic acid. The polyamideimide of the present invention can also be obtained by reacting phenylenediamine represented by the formula (1) with tricarboxylic acid or a derivative thereof. The polyamide of the present invention can be obtained by reacting the phenylenediamine represented by the formula (1) with a dicarboxylic acid or a derivative thereof.
The acid dianhydride, dicarboxylic acid and derivatives thereof, and tricarboxylic acid or derivatives thereof to be reacted with the phenylenediamine represented by the formula (1) are also collectively referred to as “carboxylic acids”.

溶媒への溶解性、印刷性、および既述の削れの問題から、本発明のポリマーの重量平均分子量は1×10〜1×10(より好ましくは1×10〜1×10)であることが好ましい。本発明のポリマーの重量平均分子量は、下述の実施例に記載された方法で測定することができる。 In view of solubility in a solvent, printability, and the problem of abrasion described above, the weight average molecular weight of the polymer of the present invention is 1 × 10 3 to 1 × 10 6 (more preferably 1 × 10 4 to 1 × 10 5 ). It is preferable that The weight average molecular weight of the polymer of the present invention can be measured by the method described in the Examples below.

本発明のポリマー(例えばポリアミック酸、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド)の製造において用いられるテトラカルボン酸二無水物としては、公知の任意のテトラカルボン酸二無水物が挙げられるが、特に好適な例として、表3に記載する化合物が挙げられる。   Examples of the tetracarboxylic dianhydride used in the production of the polymer of the present invention (for example, polyamic acid, polyimide, polyamide, polyamideimide) include any known tetracarboxylic dianhydride. And compounds described in Table 3.

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上記表3中に示された酸二無水物のうち、No.2−2、2−12、2−13、2−14、2−15、2−16、2−17、2−18、2−20、2−21、2−22、2−23、2−24、2−28、2−29、2−30、2−31、2−32、2−38等の、脂環骨格を有する酸二無水物の一種類以上が好ましく選択され得る。
このような酸二無水物(混合物でもよい)と一般式(1)で表される化合物(本発明のフェニレンジアミン)を反応させて得られるポリマーを用いてワニスを調製し、このワニスを用いて基板上に配向膜を形成させ、その配向膜を含む液晶表示素子を作製した場合、該液晶表示素子は高い電圧保持率(VHR)を有する。
Of the acid dianhydrides shown in Table 3 above, no. 2-2, 2-12, 2-13, 2-14, 2-15, 2-16, 2-17, 2-18, 2-20, 2-21, 2-22, 2-23, 2- One or more types of acid dianhydrides having an alicyclic skeleton such as 24, 2-28, 2-29, 2-30, 2-31, 2-32, and 2-38 may be preferably selected.
A varnish is prepared using a polymer obtained by reacting such an acid dianhydride (may be a mixture) and a compound represented by the general formula (1) (the phenylenediamine of the present invention), and this varnish is used. In the case where an alignment film is formed over a substrate and a liquid crystal display element including the alignment film is manufactured, the liquid crystal display element has a high voltage holding ratio (VHR).

また、上記表3中に示された酸二無水物のうち、No.2−1、2−3、2−4、2−5、2−6、2−7、2−8、2−9、2−10、2−11、2−19等の酸二無水物が好ましく選択され得る。これらの酸二無水物とその他の化合物(例えば、ジカルボン酸もしくはトリカルボン酸またはそれらの誘導体など)を適宜組み合わせて、一般式(1)で表される化合物(フェニレンジアミン)と反応させて得られるポリマーを含むワニスを調製し、これを用いて基板に配向膜を形成させ、その配向膜を含む液晶表示素子を作製した場合、該液晶表示素子の焼き付き現象が抑制されている。   Of the acid dianhydrides shown in Table 3, No. Acid dianhydrides such as 2-1, 2-3, 2-4, 2-5, 2-6, 2-7, 2-8, 2-9, 2-10, 2-11, 2-19, etc. It can be preferably selected. Polymers obtained by appropriately combining these acid dianhydrides and other compounds (for example, dicarboxylic acid or tricarboxylic acid or derivatives thereof) and reacting with the compound (phenylenediamine) represented by the general formula (1) When a varnish containing is prepared and an alignment film is formed on the substrate using the varnish to produce a liquid crystal display element including the alignment film, the image sticking phenomenon of the liquid crystal display element is suppressed.

一般式(1)で表されるフェニレンジアミンと反応させることができるカルボン酸類の中には、異性体(エナンチオマーを含む)を有するものがあるが、異性体単独または異性体混合物として式(1)で表されるフェニレンジアミンと反応させることができる。また、一種のカルボン酸類を単独で、または2種以上のカルボン酸類を組み合わせて使用しても良い。
なお、本発明に使用されるカルボン酸類(テトラカルボン酸二無水物を含む)は上記化
合物に限定されないことは言うまでもない。
Some of the carboxylic acids that can be reacted with the phenylenediamine represented by the general formula (1) have isomers (including enantiomers), but the isomers alone or as a mixture of isomers are represented by the formula (1). It can be made to react with the phenylenediamine represented by these. Further, one kind of carboxylic acid may be used alone, or two or more kinds of carboxylic acids may be used in combination.
Needless to say, the carboxylic acids (including tetracarboxylic dianhydride) used in the present invention are not limited to the above compounds.

本発明のポリマーは、一般式(1)で表されるフェニレンジアミンを少なくとも一の原料として用いること以外は、ジアミンとカルボン酸類(酸二無水物、ジカルボン酸、トリカルボン酸など)との反応により製造することができる。ジアミンとカルボン酸類との反応によるポリマーの製造法は、「新高分子実験学3、高分子の合成(2)、共立出版株式会社、1996年発行」等に詳細に記載されている。また、後述の実施例にも記載されている。   The polymer of the present invention is produced by reacting a diamine with a carboxylic acid (such as an acid dianhydride, a dicarboxylic acid, or a tricarboxylic acid) except that the phenylenediamine represented by the general formula (1) is used as at least one raw material. can do. A method for producing a polymer by the reaction of a diamine and a carboxylic acid is described in detail in “New Polymer Experimental Science 3, Polymer Synthesis (2), Kyoritsu Publishing Co., Ltd., 1996”. It is also described in examples described later.

<本発明のワニス>
本発明のワニスは、上記した本発明のフェニレンジアミン(他のジアミンを含みうる)とカルボン酸類(例えば酸二無水物)から製造される本発明のポリマー(ポリアミック酸、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミドなど)から選ばれる1つ以上を含有するポリマー溶液である。また、本発明のワニスは、本発明のポリマー以外のポリマー、および任意の成分(有機シリコーン化合物など)をも含有することができる。
<Varnish of the present invention>
The varnish of the present invention is a polymer of the present invention (polyamic acid, polyimide, polyamide, polyamideimide, etc.) produced from the above-described phenylenediamine (which may contain other diamines) and carboxylic acids (for example, acid dianhydrides). Is a polymer solution containing one or more selected from. Moreover, the varnish of this invention can also contain polymers other than the polymer of this invention, and arbitrary components (an organic silicone compound etc.).

本発明のワニスの溶媒は、特に限定されるものではないが、本発明のポリマーを溶解させる溶媒であることが好ましい。例えばN−メチル−2−ピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド(DMAc)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、エチレングリコールモノブチルエーテル(BC)、エチレングリコールモノエチルエーテル、γ−ブチロラクトンなどを挙げることができる。本発明のワニスの溶媒は、一種類の溶媒でもよいが、2種以上の溶媒の混合溶媒であってもよい。   The solvent for the varnish of the present invention is not particularly limited, but is preferably a solvent that dissolves the polymer of the present invention. Examples include N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMAc), dimethyl sulfoxide (DMSO), ethylene glycol monobutyl ether (BC), ethylene glycol monoethyl ether, and γ-butyrolactone. be able to. The solvent of the varnish of the present invention may be one type of solvent, but may be a mixed solvent of two or more types of solvents.

スピンナー法や印刷機によりワニスを基板に塗布する場合は、印刷性の点から、本発明のワニスの粘度は10〜100mPa・s(より好ましくは20〜50mPa・s)であることが好ましく、また最近行われているインクジェット法により塗布する場合は、1〜30mPa・s(より好ましくは5〜20mPa・s)であることが好ましい。なお、本発明のワニスの粘度は、塗布条件により上記の範囲外でもよい。
該粘度は下述の実施例に記載された方法に基づいて測定することができる。
When the varnish is applied to the substrate by a spinner method or a printing machine, the viscosity of the varnish of the present invention is preferably 10 to 100 mPa · s (more preferably 20 to 50 mPa · s) from the viewpoint of printability. In the case of coating by a recently performed ink jet method, it is preferably 1 to 30 mPa · s (more preferably 5 to 20 mPa · s). The viscosity of the varnish of the present invention may be outside the above range depending on the coating conditions.
The viscosity can be measured based on the method described in the examples below.

本発明のワニスは、配向膜、保護膜、絶縁膜等の形成に使用できるが、特に液晶表示素子用の配向膜を形成するためのワニスとして有用である。本発明のワニスから形成される配向膜を有する液晶表示素子は、高いVHRを有し、焼き付き現象を防ぐとともに、高い液晶配向能力を有し得る。従って本発明のワニスは、しきい値電圧が低い液晶組成物を含有し、低電圧で駆動するTFT型表示素子のための配向膜を形成する上で特に有用である。   The varnish of the present invention can be used for forming an alignment film, a protective film, an insulating film and the like, but is particularly useful as a varnish for forming an alignment film for a liquid crystal display element. The liquid crystal display element having an alignment film formed from the varnish of the present invention has a high VHR, can prevent a burn-in phenomenon, and can have a high liquid crystal alignment ability. Therefore, the varnish of the present invention contains a liquid crystal composition having a low threshold voltage, and is particularly useful for forming an alignment film for a TFT display device that is driven at a low voltage.

また、本発明のワニスは、本発明のポリマーの1種類だけを含有してもよいが、2種類以上を任意に混ぜて用いても良い(このような複数のポリマーがブレンドされたワニスを「ポリマーブレンドされたワニス」とも呼ぶ)。ポリマーブレンドされたワニスは、それを用いて形成した配向膜に所望の特性を付与することができる。   Further, the varnish of the present invention may contain only one kind of the polymer of the present invention, but two or more kinds may be arbitrarily mixed and used (a varnish in which such a plurality of polymers are blended is used. Also called “polymer blend varnish”). The polymer-blended varnish can impart desired characteristics to the alignment film formed using the varnish.

例えば、本発明のワニスは、ポリアミドまたはポリアミドイミドと、ポリアミック酸またはポリイミドとがポリマーブレンドされたワニスであることが好ましい。そのようなポリマーブレンドされたワニスを用いて形成した配向膜を有する液晶表示素子は、VHRの低下が抑制され、配向の熱的、機械的な安定性が改善されうる。
このとき、ポリアミドもしくはポリアミドイミドまたはそれらの混合物の添加量は、ポリアミック酸もしくはポリイミドまたはそれらの混合物に対し、0.01〜30重量%であることが好ましく、0.01〜10重量%であることがより好ましい。
For example, the varnish of the present invention is preferably a varnish in which polyamide or polyamideimide and polyamic acid or polyimide are polymer blended. In a liquid crystal display device having an alignment film formed using such a polymer-blended varnish, a decrease in VHR can be suppressed, and thermal and mechanical stability of alignment can be improved.
At this time, the addition amount of polyamide or polyamideimide or a mixture thereof is preferably 0.01 to 30% by weight, and preferably 0.01 to 10% by weight with respect to polyamic acid or polyimide or a mixture thereof. Is more preferable.

さらに、配向膜としてのより良い特性を発現させるため、本発明のワニスは、本発明のポリマーと、公知の任意のポリマーから選ばれる一種類以上とをポリマーブレンドされたワニスでもよい。公知のポリマーとしては、例えば、公知のポリアミドイミド、ポリアミド等の他の高分子化合物が挙げられる。
このとき、全ポリマー中に占める本発明ポリマーの割合は、本発明の効果(電圧保持率の向上、焼き付きが抑制された液晶表示素子を提供することを含む)を効果的に発現させるため、50〜約100重量%の範囲が好ましく、70〜約100重量%の範囲がより好ましい。
Furthermore, in order to develop better properties as an alignment film, the varnish of the present invention may be a varnish obtained by polymer blending the polymer of the present invention and one or more kinds selected from known arbitrary polymers. Examples of known polymers include other polymer compounds such as known polyamideimides and polyamides.
At this time, the proportion of the polymer of the present invention in the total polymer is 50% in order to effectively express the effects of the present invention (including providing a liquid crystal display element with improved voltage holding ratio and image sticking). The range of ˜about 100% by weight is preferred and the range of 70˜about 100% by weight is more preferred.

本発明のワニスに含まれるポリマーの割合は、特に限定されるものではなく、下記するように、配向膜を基板に形成させるために選択されるワニスの塗布法(刷毛塗り法、浸漬法、スピンナー法、スプレー法、印刷法等)に応じて、適宜、最適な値を選べば良い。通常、塗布時のムラやピンホール等を抑えるため、ワニス重量に対するポリマーの割合を、好ましくは0.1〜30重量%、より好ましくは1〜10重量%とする。   The proportion of the polymer contained in the varnish of the present invention is not particularly limited. As described below, a varnish coating method (brush coating method, dipping method, spinner) selected for forming the alignment film on the substrate is used. Method, spray method, printing method, etc.), an optimal value may be selected as appropriate. Usually, in order to suppress unevenness and pinholes during coating, the ratio of the polymer to the varnish weight is preferably 0.1 to 30% by weight, more preferably 1 to 10% by weight.

本発明のワニスは、ポリマー以外の任意の成分を含有することができる。
例えば、本発明のワニスに有機シリコーン化合物を添加することにより、該ワニスを用いて形成される配向膜のガラス基板への密着性や硬さを調節することが可能である。かつ、該形成された配向膜を配向処理(ラビング処理を含む)した場合に、配向膜が削られることに起因する表示不良を改善することができる。
The varnish of this invention can contain arbitrary components other than a polymer.
For example, by adding an organosilicone compound to the varnish of the present invention, it is possible to adjust the adhesion and hardness of the alignment film formed using the varnish to the glass substrate. In addition, when the formed alignment film is subjected to an alignment process (including a rubbing process), display defects caused by the alignment film being scraped can be improved.

本発明のワニスに含有される有機シリコーン化合物は特に限定されるものではないが、例えば、アミノプロピルトリメトキシシラン、アミノプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、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などのシランカップリング剤、ジメチルポリシロキサン、ポリジメチルシロキサン、ポリジフェニルシロキサンなどのシリコーンオイルが挙げられる。   The organic silicone compound contained in the varnish of the present invention is not particularly limited. For example, aminopropyltrimethoxysilane, aminopropyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3 -Aminopropylmethyldimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3- Examples include silane coupling agents such as glycidoxypropylmethyldimethoxysilane and 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, and silicone oils such as dimethylpolysiloxane, polydimethylsiloxane, and polydiphenylsiloxane. It is.

該有機シリコーン化合物のワニス中における含有量は、上記の配向膜に要求される特性を損なうことなく、表示不良を改善することができる範囲であれば特に制限はない。しかしながら、ワニスへの有機シリコーン化合物の含有量が多くなると、形成させた配向膜に液晶の配向不良が生じやすくなる。したがって、本発明のワニスの有機シリコーン化合物の濃度は、ワニスに含有されるポリマーの重量に対して、0.01〜5重量%であることが好ましく、特に好ましくは0.1〜3重量%である。   The content of the organosilicone compound in the varnish is not particularly limited as long as the display defect can be improved without impairing the properties required for the alignment film. However, when the content of the organosilicone compound in the varnish increases, liquid crystal alignment defects tend to occur in the formed alignment film. Therefore, the concentration of the organic silicone compound in the varnish of the present invention is preferably 0.01 to 5% by weight, particularly preferably 0.1 to 3% by weight, based on the weight of the polymer contained in the varnish. is there.

本発明のワニスは、1)本発明のフェニレンジアミンとカルボン酸類(酸二無水物を含む)とを溶媒中で反応させることによって得られたポリマー溶液(すなわち反応溶液)、2)前記反応溶液にさらに溶媒を添加して希釈させることによって得られた溶液、3)前記反応溶液から溶媒を除去して得られるポリマーを、別の溶媒に溶解させて得られる溶液などであり得る。   The varnish of the present invention includes 1) a polymer solution obtained by reacting the phenylenediamine of the present invention and a carboxylic acid (including acid dianhydride) in a solvent (that is, a reaction solution), and 2) Further, it may be a solution obtained by adding and diluting a solvent, and 3) a solution obtained by dissolving a polymer obtained by removing the solvent from the reaction solution in another solvent.

<本発明の配向膜>
第4に、本発明の配向膜について説明する。本発明の配向膜は、前記した本発明のワニスを用いて基板上に形成される配向膜である。本発明の配向膜は、本発明のワニスの中から選ばれた1種を用いて形成されたものであっても良く、既述のように2種以上のワニスの混合物を用いて形成されたものであっても良い。
<Alignment film of the present invention>
Fourth, the alignment film of the present invention will be described. The alignment film of the present invention is an alignment film formed on a substrate using the varnish of the present invention described above. The alignment film of the present invention may be formed using one selected from the varnishes of the present invention, and is formed using a mixture of two or more varnishes as described above. It may be a thing.

本発明の配向膜は基板上に形成されるが、その形成方法は特に限定されない。例えば、下記のステップを有する方法が例示できる。
(1)本発明のワニスを刷毛塗り法、浸漬法、スピンナー法、スプレー法、印刷法等により基板上に塗布する。
(2)50〜150℃、好ましくは80〜120℃で溶媒を蒸発させる。
(3)150〜400℃、好ましくは180〜280℃で加熱し成膜する。
(4)膜表面を布などでラビング処理する。
なお、ワニスの塗布前に基板表面をシランカップリング剤などで処理し、その上に配向膜を成膜すれば、配向膜と基板との接着性が改善される。
The alignment film of the present invention is formed on a substrate, but the formation method is not particularly limited. For example, a method having the following steps can be exemplified.
(1) The varnish of the present invention is applied on a substrate by a brush coating method, a dipping method, a spinner method, a spray method, a printing method or the like.
(2) The solvent is evaporated at 50 to 150 ° C, preferably 80 to 120 ° C.
(3) The film is formed by heating at 150 to 400 ° C., preferably 180 to 280 ° C.
(4) The film surface is rubbed with a cloth or the like.
If the substrate surface is treated with a silane coupling agent or the like before the varnish is applied and an alignment film is formed thereon, the adhesion between the alignment film and the substrate is improved.

本発明の配向膜の厚さは、既述の配向膜に要求される特性を満足させるため、表示素子の作製条件により種々選択することができるが、一般的には10〜200μmであることが好ましい。   The thickness of the alignment film of the present invention can be variously selected depending on the manufacturing conditions of the display element in order to satisfy the characteristics required for the alignment film described above, but generally the thickness is 10 to 200 μm. preferable.

本発明の配向膜はワニスを用いて形成されるが、前記したようにワニスはポリマーブレンドされたワニスでもよい。そこで、表面張力の低い成分と高い成分とをブレンドしたワニスを用いて配向膜を形成させることで、表面張力の低い成分が膜表面に偏析した配向膜とすることができる(この技術に関しては特開平8−43831号公報に記載されている)。
そこで、表面張力の低い本発明のポリマー(ポリアミック酸またはポリイミド)(例えば、式(1)で表されるフェニレンジアミンの環状アミノ基(好ましくは式(2)で表される)にフッ素原子を導入することで表面張力を下げることができる)と、表面張力の高いポリマー(公知のポリマーとすることができる)とを組み合わせたワニスを用いれば、本発明のポリマー成分が膜表面に集中する配向膜を形成することができ、本発明の特徴の一つである安定した液晶配向特性を効果的に発現する配向膜を得ることができる。
あるいは、表面張力の高い本発明のポリマー(例えば式(1)で表されるフェニレンジアミンの環状アミノ基(好ましくは式(2)で表される)を無置換とすることで表面張力を挙げることができる)と、表面張力の低いポリマー(公知のポリマーとすることができる)とを組み合わせれば、本発明のポリマー成分が膜内部に集中するので、本発明の特徴の一つである優れた電気特性(焼き付きの抑制、高い電圧保持率など)を効果的に発現させることができる。
もちろん、表面張力の低いポリマーおよび高いポリマーの両方を、本発明のポリマーとしてもよい。
このようにして、本発明の配向膜の膜表面に液晶配向特性の優れた層を形成させ、バルクに電気特性に優れた層を形成させることができ、いずれの特性にも優れた配向膜を形成させることができる。
The alignment film of the present invention is formed using a varnish, but the varnish may be a polymer-blended varnish as described above. Therefore, by forming an alignment film using a varnish that is a blend of a component having a low surface tension and a component having a high surface tension, an alignment film in which components having a low surface tension are segregated on the film surface can be obtained. (It is described in Kaihei 8-43831).
Therefore, a fluorine atom is introduced into the polymer (polyamic acid or polyimide) of the present invention having a low surface tension (for example, a cyclic amino group of phenylenediamine represented by formula (1) (preferably represented by formula (2)). If the varnish is used, the polymer component of the present invention is concentrated on the film surface. An alignment film that effectively expresses stable liquid crystal alignment characteristics, which is one of the characteristics of the present invention, can be obtained.
Alternatively, the surface tension of the polymer of the present invention having a high surface tension (for example, the cyclic amino group of phenylenediamine represented by the formula (1) (preferably represented by the formula (2) is preferably substituted). In combination with a polymer having a low surface tension (which can be a known polymer), the polymer component of the present invention is concentrated inside the film, which is an excellent feature of the present invention. Electrical characteristics (suppression of burn-in, high voltage holding ratio, etc.) can be effectively expressed.
Of course, both a low surface tension polymer and a high polymer may be used as the polymer of the present invention.
In this manner, a layer having excellent liquid crystal alignment characteristics can be formed on the film surface of the alignment film of the present invention, and a layer having excellent electrical characteristics can be formed in the bulk. Can be formed.

上記の表面張力のより小さいポリマー(以下、ポリマー1とする)と表面張力の大きいポリマーとの混合比は、それぞれ1重量%〜99重量%の間で任意に選択できる。しかしながら、良好な液晶配向特性およびプレチルト角を保持したまま良好な電気的特性を発現させるためには、全ポリマー重量に対してポリマー1を、1〜30重量%の間で添加するのが好ましく、5〜15重量%の間で添加するのがより好ましい。   The mixing ratio of the polymer having a lower surface tension (hereinafter referred to as polymer 1) and the polymer having a higher surface tension can be arbitrarily selected between 1 wt% and 99 wt%, respectively. However, in order to develop good electrical properties while maintaining good liquid crystal alignment properties and a pretilt angle, it is preferable to add 1 to 30% by weight of polymer 1 with respect to the total polymer weight, It is more preferable to add between 5 and 15% by weight.

<本発明の液晶表示素子>
第5に、本発明の配向膜を含む液晶表示素子(以下、「本発明の液晶表示素子」とも称する)について説明する。本発明の液晶表示素子は、配向膜として本発明の配向膜を含むこと以外は、公知の任意の液晶表示素子と同様の構成とすることができる。
<Liquid Crystal Display Device of the Present Invention>
Fifth, a liquid crystal display element including the alignment film of the present invention (hereinafter also referred to as “liquid crystal display element of the present invention”) will be described. The liquid crystal display element of this invention can be set as the structure similar to arbitrary well-known liquid crystal display elements except including the alignment film of this invention as an alignment film.

本発明の液晶表示素子は、例えば高い電圧保持率、焼き付きの改善、安定した液晶配向性などの有利な特性を有している。したがって、本発明の液晶表示素子は、例えばTFT
用液晶表示素子とすることが好ましい。TFT用液晶表示素子は、特に高い電圧保持率が要求され、焼き付きを改善する必要性が高いといえるので、本発明の液晶表示素子に含まれる配向膜の効果が特に有効に作用する。
TFT用液晶表示素子に使用される液晶組成物は、特許第3086228号、特許2635435号、特表平5−501735、および特平開9−255956などに記載されている。本発明の液晶表示素子は、これらに記載された液晶組成物を用いることが好ましい。
The liquid crystal display element of the present invention has advantageous characteristics such as a high voltage holding ratio, improved image sticking, and stable liquid crystal orientation. Therefore, the liquid crystal display element of the present invention is, for example, TFT
The liquid crystal display element is preferably used. Since the liquid crystal display element for TFT is required to have a particularly high voltage holding ratio and the need to improve the image sticking is high, the effect of the alignment film included in the liquid crystal display element of the present invention works particularly effectively.
The liquid crystal composition used for the liquid crystal display element for TFT is described in Japanese Patent No. 3086228, Japanese Patent No. 2635435, Japanese Patent Laid-Open No. 5-501735, Japanese Patent Laid-Open No. 9-255956, and the like. The liquid crystal display element of the present invention preferably uses the liquid crystal composition described therein.

また、好ましい形態においては、本発明の液晶表示素子は垂直配向(VA)方式の液晶表示素子としても有利である。VA方式の液晶表示素子は、プレチルト角を大きくする必要があるので、本発明の液晶表示素子に含まれる配向膜が特に効果的に作用しうる。   In a preferred embodiment, the liquid crystal display element of the present invention is also advantageous as a vertical alignment (VA) liquid crystal display element. Since the VA liquid crystal display element needs to have a large pretilt angle, the alignment film included in the liquid crystal display element of the present invention can act particularly effectively.

<実施例>
以下、実施例により、本発明のフェニレンジアミンの合成、およびフェニレンジアミンからの本発明のポリマーの合成、ポリマーを含むワニスの調製、ならびにワニスを用いた液晶配向膜の形成、その液晶配向膜を含む液晶表示素子の製造について具体的に説明する。なお、本発明の範囲がこれらの実施例により限定されることはない。
<Example>
Hereinafter, the synthesis of the phenylenediamine of the present invention, the synthesis of the polymer of the present invention from phenylenediamine, the preparation of the varnish containing the polymer, the formation of the liquid crystal alignment film using the varnish, and the liquid crystal alignment film are included according to examples. The production of the liquid crystal display element will be specifically described. The scope of the present invention is not limited by these examples.

実施例中、NMRはすべて重クロロホルムを溶媒として測定した(500MHz)。分子量はポリスチレンを標準溶液とし、DMFを溶出液とするGPCを用いて測定した。粘度は、回転粘度計(東機産業株式会社製、TV−20)を用いて測定した。   In Examples, all NMR was measured using deuterated chloroform as a solvent (500 MHz). The molecular weight was measured using GPC using polystyrene as a standard solution and DMF as an eluent. The viscosity was measured using a rotational viscometer (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd., TV-20).

<実施例1〜5:フェニレンジアミンの合成>
実施例1:1−(3,5−ジアミノベンゾイル)−4−n−プロピルピペリジン(一般式(1)においてジアミンがアミド基に対し3,5−位にあり、Rが水素であり、N−Cycleが一般式(2)で表される環状アミノ基であって、一般式(2)においてRがプロピルであり、A、A、A、B、B、およびBが単結合である化合物)の合成
<Examples 1 to 5: Synthesis of phenylenediamine>
Example 1: 1- (3,5-diaminobenzoyl) -4-n-propylpiperidine (in formula (1), the diamine is in the 3,5-position with respect to the amide group, R 1 is hydrogen, N -Cycle is a cyclic amino group represented by the general formula (2), in the general formula (2) R 2 is propyl, a 1, a 2, a 3, B 1, B 2, and B 3 Of compounds in which is a single bond)

Figure 0004595417
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DE4234627A1に記載の方法に従って合成した4−n−プロピルピペリジン7.0g(55mmol)、およびトリエチルアミン6.7g(66mmol)の塩化メチレン(100ml)溶液中に、3,5−ジニトロ安息香酸クロリド14g(60mmol)を室温以下で加えた。室温で3時間攪拌した後、純水(30ml)を加えた。有機層を分離した後、有機層をさらに純水(30ml)で洗浄した。得られた有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、ろ過し、得られたろ液の溶媒を減圧留去した。得られた残さをカラムクロマトグラフィー(シリカゲル/トルエン:酢酸エチル=10:1)、および再結晶(エタノール)することによって、目的とする1−(3,5−ニトロベンゾイル)−4−n−プルピルピペリジンを得た。収量14g(収率82%)。
得られた化合物10g(31mmol)をトルエン:エタノール(1:1、v/v)溶媒(100ml)中、Pd/C(5%:500mg)を触媒として水素添加反応することによって、目的とする1−(3,5−ジアミノベンゾイル)−4−n−プルピルピペリジ
ンを得た。収量5.4g(収率66%)。
In a solution of 7.0 g (55 mmol) of 4-n-propylpiperidine synthesized according to the method described in DE 4234627A1 and 6.7 g (66 mmol) of triethylamine in methylene chloride (100 ml), 14 g (60 mmol) of 3,5-dinitrobenzoic acid chloride. ) Was added below room temperature. After stirring at room temperature for 3 hours, pure water (30 ml) was added. After the organic layer was separated, the organic layer was further washed with pure water (30 ml). The obtained organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate and then filtered, and the solvent of the obtained filtrate was distilled off under reduced pressure. By subjecting the obtained residue to column chromatography (silica gel / toluene: ethyl acetate = 10: 1) and recrystallization (ethanol), the desired 1- (3,5-nitrobenzoyl) -4-n-pull is obtained. Pilpiperidine was obtained. Yield 14 g (82% yield).
By subjecting 10 g (31 mmol) of the obtained compound to a hydrogenation reaction in toluene: ethanol (1: 1, v / v) solvent (100 ml) using Pd / C (5%: 500 mg) as a catalyst, the desired 1 -(3,5-Diaminobenzoyl) -4-n-purpyrpiperidine was obtained. Yield 5.4 g (66% yield).

実施例2:1−(3,5−ジアミノベンゾイル)−4−(2−(4−n−プロピルシクロヘキシル)エチル)ピペリジン(一般式(1)において、ジアミンがアミド基に対し3,5−位にあり、Rが水素であり、N−Cycleが一般式(2)で表される環状アミノ機であって、一般式(2)においてRがプロピルであり、Aが1,4−シクロヘキシルであり、Bがエチレンであり、A、A、B、およびBが単結合である化合物)の合成 Example 2: 1- (3,5-Diaminobenzoyl) -4- (2- (4-n-propylcyclohexyl) ethyl) piperidine (in the general formula (1), the diamine is in the 3,5-position with respect to the amide group) R 1 is hydrogen, N-Cycle is a cyclic amino machine represented by the general formula (2), R 2 is propyl in the general formula (2), and A 1 is 1,4- Compound in which cyclohexyl, B 1 is ethylene, and A 2 , A 3 , B 2 , and B 3 are single bonds

Figure 0004595417
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4−n−プロピルピペリジンの代わりに4−(2−(4−n−プロピルシクロヘキシル)エチル)ピペリジンを用いる以外は、実施例1と同様の方法で合成した。   The compound was synthesized in the same manner as in Example 1 except that 4- (2- (4-n-propylcyclohexyl) ethyl) piperidine was used instead of 4-n-propylpiperidine.

実施例3:1−(3,5−ジアミノベンゾイル)−4−(4−(4−n−プロピルシクロヘキシル)シクロヘキシル)ピペリジン(一般式(1)においてジアミンがアミド基に対し3,5−位にあり、Rが水素であり、N−Cycleが一般式(2)で表される環状アミノ基であって、一般式(2)においてRがプロピルであり、AおよびAが1,4−シクロヘキシルであり、A、B、B、およびBが単結合である化合物)の合成 Example 3: 1- (3,5-Diaminobenzoyl) -4- (4- (4-n-propylcyclohexyl) cyclohexyl) piperidine (in formula (1), the diamine is in the 3,5-position with respect to the amide group) R 1 is hydrogen, N-Cycle is a cyclic amino group represented by the general formula (2), R 2 is propyl in the general formula (2), and A 1 and A 2 are 1, 4-cyclohexyl compound in which A 3 , B 1 , B 2 , and B 3 are single bonds

Figure 0004595417
Figure 0004595417

4−n−プロピルピペリジンの代わりに4−(4−(4−n−プロピルシクロヘキシル)シクロヘキシル)ピペリジンを用いる以外は、実施例1と同様の方法で合成した。   The compound was synthesized in the same manner as in Example 1 except that 4- (4- (4-n-propylcyclohexyl) cyclohexyl) piperidine was used instead of 4-n-propylpiperidine.

実施例4:1−(3,5−ジアミノベンゾイル)−4−(2−(4−(4−n−ペンチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)エチル)ピペリジン(一般式(1)においてジアミンがアミド基に対し3,5−位にあり、Rが水素であり、N−Cycleが一般式(2)で表される環状アミノ基であって、一般式(2)においてRがペンチルであり、AおよびAが1,4−シクロヘキシレンであり、A、B、およびBが単結合であり、Bがエチレンである化合物)の合成 Example 4: 1- (3,5-diaminobenzoyl) -4- (2- (4- (4-n-pentylcyclohexyl) cyclohexyl) ethyl) piperidine (3 in the general formula (1) with respect to the amide group , 5-position, R 1 is hydrogen, N-Cycle is a cyclic amino group represented by general formula (2), R 2 is pentyl in general formula (2), and A 1 and Compound in which A 2 is 1,4-cyclohexylene, A 3 , B 1 , and B 3 are single bonds, and B 2 is ethylene)

Figure 0004595417
Figure 0004595417

4−n−プロピルピペリジンの代わりに4−4−(2−(4−(4−n−ペンチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)エチル)ピペリジンを用いる以外は、実施例1と同様の方法で合成した。
融点;257.8−258.8℃.
H−NMRδ(ppm);6.08(d,2H,d=1.85Hz)、6.02(d,1H,d=1.85Hz)、4.62−4.64(m,1H)、3.63−3.80(m,1H)、3.4−3.9(brs、4H)、2.80−2.89(m,1H)、2.64−2.78(m,1H)、0.80−1.90(m,39H).
The compound was synthesized in the same manner as in Example 1 except that 4--4- (2- (4- (4-n-pentylcyclohexyl) cyclohexyl) ethyl) piperidine was used instead of 4-n-propylpiperidine.
Melting point: 257.8-258.8 ° C.
1 H-NMR δ (ppm); 6.08 (d, 2H, d = 1.85 Hz), 6.02 (d, 1H, d = 1.85 Hz), 4.62-4.64 (m, 1H) 3.6-3.80 (m, 1H), 3.4-3.9 (brs, 4H), 2.80-2.89 (m, 1H), 2.64-2.78 (m, 1H), 0.80-1.90 (m, 39H).

実施例5:N−(3,5−ジアミノベンゾイル)−1−アザ−15−クラウン−5(一般式(1)において、ジアミンがアミド基に対し3,5−位にあり、Rが水素であり、N−Cycleが一般式(3)で表される環状アミノ基であって、一般式(3)においてXがすべてOであり、nが4である化合物)の合成 Example 5: N- (3,5-diaminobenzoyl) -1-aza-15-crown-5 (in general formula (1), the diamine is in the 3,5-position with respect to the amide group and R 1 is hydrogen N-Cycle is a cyclic amino group represented by the general formula (3), and in the general formula (3), X is all O and n is 4.

Figure 0004595417
Figure 0004595417

4−n−プロピルピペリジンの代わりに市販の1−アザ−15−クラウン−5を用いる以外は、実施例1と同様の方法で合成した。   Synthesis was performed in the same manner as in Example 1 except that commercially available 1-aza-15-crown-5 was used instead of 4-n-propylpiperidine.

<実施例6〜16:ポリマーの合成、およびワニスの調製>
実施例6:ポリアミック酸の合成
100mlの4つ口フラスコに、実施例2で合成した1−(3,5−ジアミノベンゾイル)−4−(2−(4−n−プロピルシクロヘキシル)エチル)ピペリジン 1.5752g(4.2396mmol)を入れ、NMP25gに溶解した。ここにピロメリット酸無水物(PMDA)0.9247g(4.240mmol)を加え、20℃にて1時間攪拌した。その後、この溶液をBC(エチレングリコールモノブチルエーテル)22.5gで希釈することにより、ポリアミック酸約5重量%の透明溶液が得られた。このポリアミック酸の重量平均分子量は8.2万であった。また、この溶液の25℃での粘度は43mPa・sであった。以下、この溶液をワニスAとする。
<Examples 6 to 16: Synthesis of polymer and preparation of varnish>
Example 6: Synthesis of polyamic acid 1- (3,5-diaminobenzoyl) -4- (2- (4-n-propylcyclohexyl) ethyl) piperidine synthesized in Example 2 was added to a 100 ml four-necked flask. .5752 g (4.2396 mmol) was added and dissolved in 25 g of NMP. Pyromellitic anhydride (PMDA) 0.9247 g (4.240 mmol) was added thereto and stirred at 20 ° C. for 1 hour. Thereafter, this solution was diluted with 22.5 g of BC (ethylene glycol monobutyl ether) to obtain a transparent solution of about 5% by weight of polyamic acid. The weight average molecular weight of this polyamic acid was 82,000. The viscosity of this solution at 25 ° C. was 43 mPa · s. Hereinafter, this solution is referred to as varnish A.

実施例7:ポリアミドの合成
三口フラスコ(500ml)に実施例2で合成した1−(3,5−ジアミノベンゾイル)−4−(2−(4−n−プロピルシクロヘキシル)エチル)ピペリジン3.7156g
(10.00mmol)、4,4’−ジアミノジフェニルメタン(DDM)0.9913g(5.000mmol)、テレフタル酸(TPA)2.4920g(15.00mmol)、および塩化リチウム3.8g(88mmol)を入れ、NMP(120ml)に溶解させた。ここに亜リン酸トリフェニル11.8g(38mmol)を滴下し、窒素気流中、100℃で4時間反応させた。冷却後反応物をメタノール1Lに加え、ポリマーを沈澱させ、これを濾取した。この粗生成物を、純水500mlで2回、メタノール500mlで1回、各30分間程度、煮沸洗浄した。120℃で7時間真空乾燥させ、ポリアミド5.8gを得た。このポリアミドの重量平均分子量は13万であった。
Example 7 Synthesis of Polyamide 3.7156 g of 1- (3,5-diaminobenzoyl) -4- (2- (4-n-propylcyclohexyl) ethyl) piperidine synthesized in Example 2 in a three-necked flask (500 ml).
(10.00 mmol), 4,4′-diaminodiphenylmethane (DDM) 0.9913 g (5.000 mmol), terephthalic acid (TPA) 2.4920 g (15.00 mmol), and lithium chloride 3.8 g (88 mmol) , Dissolved in NMP (120 ml). To this, 11.8 g (38 mmol) of triphenyl phosphite was added dropwise and reacted at 100 ° C. for 4 hours in a nitrogen stream. After cooling, the reaction product was added to 1 L of methanol to precipitate a polymer, which was collected by filtration. This crude product was boiled and washed twice with 500 ml of pure water and once with 500 ml of methanol for about 30 minutes each. Vacuum drying was performed at 120 ° C. for 7 hours to obtain 5.8 g of polyamide. The weight average molecular weight of this polyamide was 130,000.

三口フラスコに上記ポリアミド5.0gを入れ、NMP(75ml)に溶解させた。ここにナトリウムメトキシド1.89g(35mmol) を加え、室温で3時間攪拌させた。この溶液にヨウ化メチル5.4g(38mmol)を添加し、さらに室温で2時間反応させた。反応物を純水0.5Lに再沈させ、これを濾取し、純水250mLで2回各30分間煮沸洗浄した後、純水/IPA(2−プロパノール)(1/1 w/w)混合溶媒120mlで1回洗浄した。120℃で8時間真空乾燥させポリメチルアミド4.6gを得た。このポリメチルアミドの重量平均分子量は6.3万であり、アミド水素のメチル基への置換率は、NMRの測定から100%であった。   In a three-necked flask, 5.0 g of the above polyamide was placed and dissolved in NMP (75 ml). To this, 1.89 g (35 mmol) of sodium methoxide was added and stirred at room temperature for 3 hours. To this solution, 5.4 g (38 mmol) of methyl iodide was added, and further reacted at room temperature for 2 hours. The reaction product was re-precipitated in 0.5 L of pure water, collected by filtration, and boiled and washed twice with 250 mL of pure water for 30 minutes each, and then purified water / IPA (2-propanol) (1/1 w / w) Washed once with 120 ml of mixed solvent. It was vacuum-dried at 120 ° C. for 8 hours to obtain 4.6 g of polymethylamide. The polymethylamide had a weight average molecular weight of 63,000, and the substitution rate of amide hydrogen to a methyl group was 100% from NMR measurement.

実施例8:ポリアミドイミドの合成
三口フラスコ(500ml)に実施例2で合成した1−(3,5−ジアミノベンゾイル)−4−(2−(4−n−プロピルシクロヘキシル)エチル)ピペリジン3.7156g(10.00mmol)、DDM 0.9913g(5.000mmol)、およびピリジン1.3g(16mmol)の混合物をNMP(50ml)に溶解させ、トリメリット酸塩化物無水物(TMAClA) 3.1585g(15.00mmol)を加え、室温で1晩反応させた。この反応液に無水酢酸1.53g(15.0mmol)およびピリジン1.19g(15.0mmol)を加え、100℃で1時間反応させた。冷却後、反応物をメタノール250mLに加え、ポリマーを再沈澱させ、これを濾取した。この粗生成物を、純水250mlで2回、メタノール250mlで1回、各30分程度煮沸洗浄した。120℃で7時間真空乾燥させポリアミドイミド6.2gを得た。このポリアミドイミドの重量平均分子量は4.8万であった。
Example 8: Synthesis of polyamideimide 3.7156 g of 1- (3,5-diaminobenzoyl) -4- (2- (4-n-propylcyclohexyl) ethyl) piperidine synthesized in Example 2 in a three-necked flask (500 ml). (10.00 mmol), 0.913 g (5.000 mmol) of DDM, and 1.3 g (16 mmol) of pyridine were dissolved in NMP (50 ml) and 3.1585 g of trimellitic acid chloride anhydride (TMAClA) (15 0.000 mmol) was added and allowed to react overnight at room temperature. To this reaction solution, 1.53 g (15.0 mmol) of acetic anhydride and 1.19 g (15.0 mmol) of pyridine were added and reacted at 100 ° C. for 1 hour. After cooling, the reaction was added to 250 mL of methanol to reprecipitate the polymer, which was collected by filtration. This crude product was boiled and washed for about 30 minutes, twice with 250 ml of pure water and once with 250 ml of methanol. Vacuum drying at 120 ° C. for 7 hours gave 6.2 g of polyamideimide. The weight average molecular weight of this polyamideimide was 48,000.

三口フラスコに上記ポリアミドイミド5.0gを入れ、NMP(75ml)に溶解させた。ここにナトリウムメトキシド0.95g(18mmol)を加え、室温で3時間攪拌させた。この溶液にヨウ化メチル2.0g(14mmol)を添加し、さらに室温で2時間反応させた。反応物を純水0.5Lに再沈させ、これを濾取した後、純水250mLで2回各30分間煮沸洗浄した後、純水/IPA(2−プロパノール)(1/1 w/w)混合溶媒120mlで1回洗浄した。120℃で8時間真空乾燥させポリメチルアミドイミド4.1gを得た。このポリメチルアミドイミドの重量平均分子量は2.5万であり、アミド水素のメチル基への置換率は、NMRの測定から93%であった。   The polyamideimide 5.0g was put into the three necked flask, and it was made to melt | dissolve in NMP (75 ml). Sodium methoxide 0.95g (18mmol) was added here, and it was made to stir at room temperature for 3 hours. To this solution, 2.0 g (14 mmol) of methyl iodide was added and further reacted at room temperature for 2 hours. The reaction product was re-precipitated in 0.5 L of pure water, collected by filtration, then boiled and washed twice with 250 mL of pure water for 30 minutes each, and then purified water / IPA (2-propanol) (1/1 w / w ) Washed once with 120 ml of mixed solvent. Vacuum drying at 120 ° C. for 8 hours gave 4.1 g of polymethylamidoimide. This polymethylamidoimide had a weight average molecular weight of 25,000, and the substitution rate of amide hydrogen to a methyl group was 93% as measured by NMR.

実施例9〜12:ポリアミック酸の合成
実施例2のジアミンの代わりに、実施例1、3,4,5のジアミンを用いた(それぞれ実施例9,10,11,12に対応する)以外は、実施例6と同様の方法でポリアミック酸約5重量%の透明溶液を得た。実施例9〜12で得られたポリイミド酸の分子量および25℃における溶液の粘度を表4に記載した。なお、実施例9〜12において得られた溶液をそれぞれワニスB、C、D、Eとする。
Examples 9 to 12: Synthesis of polyamic acid The diamines of Examples 1, 3, 4, and 5 were used in place of the diamine of Example 2 (corresponding to Examples 9, 10, 11, and 12, respectively). A clear solution of about 5% by weight of polyamic acid was obtained in the same manner as in Example 6. Table 4 shows the molecular weight of the polyimide acid obtained in Examples 9 to 12 and the viscosity of the solution at 25 ° C. In addition, let the solutions obtained in Examples 9-12 be varnish B, C, D, and E, respectively.

実施例13〜16:ポリアミック酸の合成
実施例2のジアミンの代わりに、下記するジアミンを用いた以外は、実施例6と同様の方法でポリアミック酸約5重量%の透明溶液を得た。実施例13〜16で得られたポリイミド酸の分子量および25℃における溶液の粘度を表4に記載した。なお、実施例13〜16において得られた溶液をそれぞれワニスF、G、H、Iとする。
・実施例13;実施例1のジアミンと4,4−ジアミノジメタン(DDM)の混合物(実施例1:DDM=90:10(モル比))を用いた。
・実施例14;実施例2のジアミンとDDMの混合物(実施例2:DDM=30:70(モル比))を用いた。
・実施例15;実施例3のジアミンとDDMの混合物(実施例3:DDM=90:10(モル比))を用いた。
・実施例16;実施例4のジアミンとDDMの混合物(実施例4:DDM=90:10(モル比))を用いた。
Examples 13 to 16: Synthesis of polyamic acid A transparent solution of about 5% by weight of polyamic acid was obtained in the same manner as in Example 6 except that the diamine described below was used instead of the diamine of Example 2. Table 4 shows the molecular weight of the polyimide acid obtained in Examples 13 to 16 and the viscosity of the solution at 25 ° C. In addition, let the solutions obtained in Examples 13-16 be varnish F, G, H, and I, respectively.
Example 13: A mixture of the diamine of Example 1 and 4,4-diaminodimethane (DDM) (Example 1: DDM = 90: 10 (molar ratio)) was used.
Example 14: A mixture of the diamine and DDM of Example 2 (Example 2: DDM = 30: 70 (molar ratio)) was used.
Example 15: A mixture of the diamine and DDM of Example 3 (Example 3: DDM = 90: 10 (molar ratio)) was used.
Example 16: A mixture of the diamine and DDM of Example 4 (Example 4: DDM = 90: 10 (molar ratio)) was used.

<比較例1〜3:ポリイミド酸の合成>
比較例1;実施例2のジアミンの代わりにDDMを、かつPMDAの代わりにPMDAと1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物の混合物(モル比50:50)を用いた以外は、実施例6と同様の方法でポリアミック酸約5重量%の透明溶液を得た。
比較例2;実施例2のジアミンの代わりに、3,5−ジアミノ安息香酸 4−n−ペンチルシクロヘキシルフェノレート(以下、「5ChBEB」と略記する。WO9730107に記載の方法に従って合成した。)とDDMの混合物(モル比90:10)を用いた以外は、実施例6と同様の方法でポリアミック酸約5重量%の透明溶液を得た。
比較例3;実施例2のジアミンの代わりに、上記の化合物(7)(特開2002−327058号参照)を用いた以外は、実施例6と同様の方法でポリアミック酸約5重量%の透明溶液を得た。
比較例1〜3で得られたポリアミック酸の分子量および25℃における溶液の粘度を表4に記載した。なお、比較例1〜3において得られた溶液をそれぞれワニスJ〜Lとする。
<Comparative Examples 1-3: Synthesis of polyimide acid>
Comparative Example 1; except that DDM was used instead of the diamine of Example 2, and a mixture of PMDA and 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride (molar ratio 50:50) was used instead of PMDA Obtained a clear solution of about 5% by weight of polyamic acid in the same manner as in Example 6.
Comparative Example 2; 3,5-diaminobenzoic acid 4-n-pentylcyclohexylphenolate (hereinafter abbreviated as “5ChBEB”; synthesized according to the method described in WO9730107) and DDM instead of the diamine of Example 2. A clear solution of about 5% by weight of polyamic acid was obtained in the same manner as in Example 6 except that the mixture (molar ratio 90:10) was used.
Comparative Example 3; a transparent polyamic acid of about 5% by weight in the same manner as in Example 6 except that the above compound (7) (see JP-A No. 2002-327058) was used instead of the diamine of Example 2. A solution was obtained.
Table 4 shows the molecular weight of the polyamic acid obtained in Comparative Examples 1 to 3 and the viscosity of the solution at 25 ° C. In addition, the solution obtained in Comparative Examples 1-3 is set to varnish J-L, respectively.

Figure 0004595417
Figure 0004595417

<実施例17〜23:本発明の配向膜の形成、および液晶表示素子の作製>
実施例17
3つ口フラスコに、ワニスCおよびワニスJをそれぞれ1.82mlおよび18.2ml量り取り、室温で1時間攪拌した。その後、BC12mlを加え、約3重量%の樹脂組成物を得た。片面にITO電極を設けた透明ガラス基板上に、この組成物を滴下し、スピンナー法により塗布した(2500rpm、15秒)。塗布後80℃で5分間溶媒を蒸発させた後、オーブン中250℃で30分間加熱処理を行い、膜厚約60nmの樹脂膜を形成した。この樹脂膜(すなわち配向膜)を形成したガラス基板2枚を合わせ、セル厚20μmの液晶セルを組み立てた。このセル中に下記表に示された液晶組成物Aを注入し、110℃で30分間アイソトロピック処理を行い、室温まで冷却し液晶表示素子を得た。
<Examples 17 to 23: Formation of alignment film of the present invention and production of liquid crystal display element>
Example 17
In a three-necked flask, 1.82 ml and 18.2 ml of varnish C and varnish J were weighed and stirred at room temperature for 1 hour. Thereafter, 12 ml of BC was added to obtain about 3% by weight of a resin composition. This composition was dropped onto a transparent glass substrate provided with an ITO electrode on one side and applied by a spinner method (2500 rpm, 15 seconds). After application, the solvent was evaporated at 80 ° C. for 5 minutes, and then heat treatment was performed in an oven at 250 ° C. for 30 minutes to form a resin film having a thickness of about 60 nm. Two glass substrates on which the resin film (that is, the alignment film) was formed were combined to assemble a liquid crystal cell having a cell thickness of 20 μm. Liquid crystal composition A shown in the following table was injected into this cell, subjected to an isotropic treatment at 110 ° C. for 30 minutes, and cooled to room temperature to obtain a liquid crystal display device.

Figure 0004595417
Figure 0004595417

実施例18
実施例17において、樹脂膜を以下の条件でラビング処理し、ラビング方向が逆平行になるように液晶セルを組み立てた。その後、実施例17と同様の方法で液晶表示素子を作製した。
(ラビング条件;毛先押しこみ量;0.4mm、ローラー回転数;300rpm、ローラー送り速度;30mm/sec、回数;1回)
Example 18
In Example 17, the resin film was rubbed under the following conditions, and a liquid crystal cell was assembled so that the rubbing direction was antiparallel. Thereafter, a liquid crystal display element was produced in the same manner as in Example 17.
(Rubbing condition; hair tip indentation amount: 0.4 mm, roller rotation speed: 300 rpm, roller feed speed: 30 mm / sec, frequency: once)

実施例19
ワニスCの代わりにワニスDを用いた以外は、実施例17と同様の方法で液晶表示素子を製作した。
Example 19
A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 17 except that varnish D was used instead of varnish C.

実施例20および21
ワニスCを以下に示すワニスに変えた以外は実施例17と同様にして液晶表示素子を製作した。
Examples 20 and 21
A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 17 except that the varnish C was changed to the following varnish.

比較例4
ワニスCの代わりにワニスKを用いた以外は、実施例17と同様の方法で液晶表示素子を製作した。
Comparative Example 4
A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 17 except that varnish K was used instead of varnish C.

比較例5
ワニスCの代わりにワニスLを用いた以外は、実施例17と同様な方法で液晶表示素子を製作した。
Comparative Example 5
A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 17 except that varnish L was used instead of varnish C.

実施例22
ワニスCの代わりにワニスGを用い、液晶組成物Aの代わりに下記表6に示された液晶組成物Bを用いた以外は、実施例18と同様な方法で液晶表示素子を製作した。
Example 22
A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 18 except that varnish G was used instead of varnish C, and liquid crystal composition B shown in Table 6 below was used instead of liquid crystal composition A.

Figure 0004595417
Figure 0004595417

実施例23
ワニスJの代わりにワニスEとワニスJの重量比1:10の混合物を用いた以外は、実施例22と同様な方法で液晶表示素子を製作した。
Example 23
A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 22 except that a mixture of varnish E and varnish J in a weight ratio of 1:10 was used instead of varnish J.

<試験例>
実施例17〜23および比較例4および5で製作した液晶表示素子について、1)プレチルト角、2)焼き付き(残留電荷)、3)電圧保持率、4)配向性、5)液晶中のイオン量(イオン密度)について測定または評価した。それぞれについての測定方法または評価方法は以下の通りである。
<Test example>
Regarding the liquid crystal display devices manufactured in Examples 17 to 23 and Comparative Examples 4 and 5, 1) pretilt angle, 2) image sticking (residual charge), 3) voltage holding ratio, 4) orientation, 5) ion amount in liquid crystal (Ion density) was measured or evaluated. The measurement method or evaluation method for each is as follows.

液晶表示素子の評価法
1.プレチルト角
クリスタルローテーション法により測定した。
2.焼き付き(残留電荷)
「三宅他、信学技報、EID91−111,p19」に記載の方法により、液晶セルに50mV、1kHzの交流および周波数0.0036Hzの直流の三角波を重畳させて残留DC電圧を測定した。この残留電荷を焼き付きの指標にした。つまり残留電荷が多いほど焼き付きやすいとした。
3.電圧保持率
「水嶋他、第14回液晶討論会予稿集 p78」に記載の方法により測定した。測定条件は、ゲート幅69μs、周波数60Hz、波高±4.5Vであった。
4.配向性
偏光顕微鏡観察による目視により評価した。
5.液晶中のイオン量測定(イオン密度)
応用物理、第65巻、第10号、1065(1996)に記載の方法に従い、東陽テクニカ社製、液晶物性測定システム6254型を用いて測定した。周波数0.01Hzの三角波を用い、±10Vの電圧範囲で測定した。
Evaluation method of liquid crystal display element Pretilt angle Measured by the crystal rotation method.
2. Burn-in (residual charge)
Residual DC voltage was measured by superimposing 50 mV, 1 kHz alternating current and 0.0036 Hz direct current triangular wave on the liquid crystal cell by the method described in “Miyake et al., Shingaku Giho, EID91-111, p19”. This residual charge was used as an index for image sticking. In other words, the more residual charge, the easier it is to burn.
3. Voltage holding ratio It measured by the method as described in "Mizushima et al. The measurement conditions were a gate width of 69 μs, a frequency of 60 Hz, and a wave height of ± 4.5V.
4). Orientation Evaluated by visual observation under a polarizing microscope.
5). Measurement of ion content in liquid crystal (ion density)
According to the method described in Applied Physics, Vol. 65, No. 10, 1065 (1996), measurement was performed using a liquid crystal property measuring system 6254 type manufactured by Toyo Technica. Measurement was performed in a voltage range of ± 10 V using a triangular wave with a frequency of 0.01 Hz.

<試験例1:実施例17〜21および比較例4〜5の液晶表示素子の試験>
(実施例17の液晶表示素子についての試験)
実施例17の液晶表示素子について、
25℃における残留DCを測定した結果、123mVであった。
20℃、60℃および90℃における電圧保持率(VHR)をそれぞれ測定した結果、99.2%、98.7%および96.8%であった。
プレチルト角を測定した結果、90度であった。
偏光顕微鏡による観察の結果、配向不良による光りぬけは全く観察されなかった
これらの結果を表7において、条件:初期として記載した。
<Test Example 1: Test of liquid crystal display elements of Examples 17 to 21 and Comparative Examples 4 to 5>
(Test on liquid crystal display element of Example 17)
About the liquid crystal display element of Example 17
As a result of measuring the residual DC at 25 ° C., it was 123 mV.
As a result of measuring the voltage holding ratio (VHR) at 20 ° C., 60 ° C. and 90 ° C., they were 99.2%, 98.7% and 96.8%, respectively.
The pretilt angle was measured and found to be 90 degrees.
As a result of observation with a polarizing microscope, no light penetration due to orientation failure was observed. These results are shown in Table 7 as Condition: Initial.

次に、実施例17の液晶表示素子を、110℃にて20時間静置したのち、室温にまで冷却した。冷却後、再び同様の測定および観察を行った。結果残留DCは132mV(25℃)であり、VHRは99.0(20)、98.4(60)、96.7%(90℃)、プレチルト角は90度であった。さらに偏光顕微鏡観察の結果、配向不良による光りぬけは全く観察されなかった。これらの結果を表7において、条件:高温後として記載した。   Next, the liquid crystal display element of Example 17 was allowed to stand at 110 ° C. for 20 hours, and then cooled to room temperature. After cooling, the same measurement and observation were performed again. As a result, the residual DC was 132 mV (25 ° C.), the VHR was 99.0 (20), 98.4 (60), 96.7% (90 ° C.), and the pretilt angle was 90 degrees. Furthermore, as a result of observation with a polarizing microscope, no light penetration due to poor alignment was observed. These results are shown in Table 7 as Condition: After high temperature.

(実施例18〜21および比較例4〜5の液晶表示素子についての試験)
実施例18〜21および比較例4〜5の液晶表示素子について、実施例17の液晶表示素子と同様に、測定および観察を行った。その結果を表7に記載した。
(Test on liquid crystal display elements of Examples 18 to 21 and Comparative Examples 4 to 5)
The liquid crystal display elements of Examples 18 to 21 and Comparative Examples 4 to 5 were measured and observed in the same manner as the liquid crystal display element of Example 17. The results are shown in Table 7.

Figure 0004595417
Figure 0004595417

表7に示されたとおり、実施例17〜21の液晶表示素子は、比較例4、5の液晶表示素子と比較して、残留DCが小さく、電圧保持率(VHR)が高く、その液晶分子が安定なプレチルト角を有しかつ安定に配向していることがわかる。
よって、本発明の配向膜は、液晶表示素子に上記の特性を付与することができることがわかる。
As shown in Table 7, the liquid crystal display elements of Examples 17 to 21 had smaller residual DC and higher voltage holding ratio (VHR) than the liquid crystal display elements of Comparative Examples 4 and 5, and the liquid crystal molecules It can be seen that has a stable pretilt angle and is stably oriented.
Therefore, it can be seen that the alignment film of the present invention can impart the above characteristics to the liquid crystal display element.

<試験例2:実施例22〜23の液晶表示素子の試験>
実施例22〜23の液晶表示素子について、実施例17の液晶表示素子と同様に、測定および観察を行い、さらにイオン密度の測定を行った。その結果を、以下の表8に示す。
<Test Example 2: Test of liquid crystal display elements of Examples 22 to 23>
About the liquid crystal display element of Examples 22-23, it measured and observed similarly to the liquid crystal display element of Example 17, and also measured the ion density. The results are shown in Table 8 below.

Figure 0004595417
Figure 0004595417

表8に示されたとおり、実施例23の液晶表示素子は、実施例22の液晶表示素子と比較して、液晶中のイオン密度が低減されていることがわかる。一方で、残留DCの増加、VHRの低下などの現象が見られず、また、プレチルト角や配向の安定性が損なわれることもないことがわかる。
よって、クラウンエーテル部位(上記一般式(3)で表される環状アミノ基)を有する本発明の液晶配向膜は、液晶表示素子の特性(配向特性および電気特性など)を悪化させることなく、液晶中のイオンを除去することができることがわかる。
As shown in Table 8, it can be seen that the liquid crystal display element of Example 23 has a reduced ion density in the liquid crystal as compared with the liquid crystal display element of Example 22. On the other hand, it can be seen that phenomena such as an increase in residual DC and a decrease in VHR are not observed, and the pretilt angle and the stability of the alignment are not impaired.
Therefore, the liquid crystal alignment film of the present invention having a crown ether moiety (cyclic amino group represented by the above general formula (3)) can be used without deteriorating the characteristics (alignment characteristics, electrical characteristics, etc.) of the liquid crystal display element. It can be seen that the ions therein can be removed.

本発明の一般式(1)で表されるフェニレンジアミン誘導体を原料とする配向膜を用いた液晶表示素子は、VHRが高く焼き付きが少ない。また液晶に対し、安定したプレチルト角を与えることができる。さらに本発明のフェニレンジアミン(1)を用いて液晶表示素子の配向膜を形成させた場合、配向不良による光抜けを抑制することができる。
また本発明のフェニレンジアミン(1)は、短い合成ルートで安価に製造することがで
きるので、高機能な液晶表示素子をより安価に提供することが可能になる。
特に長い側鎖を有するフェニレンジアミン(1a)を用いると、プレチルト角を垂直に近くすることができるため、このものはVA方式の液晶表示素子用途に重要である。一方、特にクラウンエーテル環を有するフェニレンジアミン(1b)を用いると、液晶中のイオン密度を低減させることができる。
A liquid crystal display element using an alignment film made of a phenylenediamine derivative represented by the general formula (1) of the present invention has a high VHR and a low image sticking. Further, a stable pretilt angle can be given to the liquid crystal. Furthermore, when the alignment film of a liquid crystal display element is formed using the phenylenediamine (1) of the present invention, light leakage due to alignment failure can be suppressed.
Moreover, since the phenylenediamine (1) of the present invention can be produced at a low cost by a short synthesis route, a high-performance liquid crystal display element can be provided at a lower cost.
In particular, when phenylenediamine ( 1a ) having a long side chain is used, the pretilt angle can be made nearly vertical, which is important for VA liquid crystal display device applications. On the other hand, in particular the use of phenylenediamine (1b) having a crown ether ring, it is possible to reduce the ion density in the liquid crystal.

Claims (14)

下記一般式(1a)で表されるフェニレンジアミン。
Figure 0004595417
(一般式(1a)において、Rは水素もしくはメチルであり、N−Cycleが以下の一般式(2)で表される基である。)
Figure 0004595417
(一般式(2)において、
は、水素または炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖アルキルであって、但し、該アルキルにおいて任意の−CH−が−CF−、−O−、または−C(=O)−で置換されていてもよいが、連続している−CH−のいずれもが−O−、または−C(=O)−で置換されることはなく、
、A、およびAは、それぞれ独立して単結合、1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、または1,4−ビシクロ[2,2,2]オクタニレンであって、但し、該1,4−フェニレンにおいて、ベンゼン環上の1〜2個の水素が、メチル、メトキシ、またはフッ素で置換されていてもよく、
、B、およびBは、それぞれ独立して単結合、炭素数1〜4のアルキレン、−O−、−OC(=O)−、−C(=O)O−、−NRC(=O)−、または−C(=O
)N(−R)−であって、但し、該アルキレンにおいて、任意の−CH−が−CF−、−O−、または−C(=O)−で置換されていてもよいが、連続している−CH−のいずれもが−O−、またはC(=O)−で置換されることはなく、
かつ該Rは水素または炭素数1〜10のアルキルである。)
Phenylenediamine represented by the following general formula (1a).
Figure 0004595417
(In General Formula (1a), R 1 is hydrogen or methyl, and N-Cycle is a group represented by the following General Formula (2).)
Figure 0004595417
(In general formula (2),
R 2 is hydrogen or a linear or branched alkyl having 1 to 20 carbon atoms, provided that in the alkyl, any —CH 2 — is —CF 2 —, —O—, or —C (═O). - it may be substituted with, but, -CH 2 that is continuous - none of -O-, or -C (= O) - not be substituted with,
A 1 , A 2 , and A 3 are each independently a single bond, 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, or 1,4-bicyclo [2,2,2] octanylene, provided that In the 1,4-phenylene, 1 to 2 hydrogens on the benzene ring may be substituted with methyl, methoxy, or fluorine,
B 1, B 2, and B 3 are each independently a single bond, an alkylene of 1 to 4 carbon atoms, -O -, - OC (= O) -, - C (= O) O -, - NR 3 C (= O)-, or -C (= O
) N (—R 3 ) — provided that in the alkylene, any —CH 2 — may be substituted with —CF 2 —, —O—, or —C (═O) —. , None of the successive —CH 2 — is substituted with —O— or C (═O) —
R 3 is hydrogen or alkyl having 1 to 10 carbons. )
前記一般式(1a)において、アミノ基(−NH)がアミド基に対して3,5−位に位置する、請求項1に記載のフェニレンジアミン。 In Formula (1a), an amino group (-NH 2) is located in the 3,5-position relative to the amide group, phenylene diamine according to claim 1. 前記一般式(1a)において、アミノ基(−NH)がアミド基に対して2,5−位に位置する、請求項1に記載のフェニレンジアミン。 In Formula (1a), an amino group (-NH 2) is located in the 2,5-position relative to the amide group, phenylene diamine according to claim 1. 前記一般式(2)において、
が水素または炭素数1〜20の直鎖もしくは分岐鎖アルキルであり、
、A、およびAは、それぞれ独立して単結合、1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレンであり、
、B、およびBは、それぞれ独立して単結合、炭素数1〜4の直鎖アルキレンである、請求項1に記載のフェニレンジアミン。
In the general formula (2),
R 2 is hydrogen or a linear or branched alkyl having 1 to 20 carbon atoms,
A 1 , A 2 , and A 3 are each independently a single bond, 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene,
The phenylenediamine according to claim 1 , wherein B 1 , B 2 , and B 3 are each independently a single bond and a linear alkylene having 1 to 4 carbon atoms.
前記一般式(2)において、
が炭素数1〜12の直鎖または分岐鎖アルキルであり、
,AおよびAが、それぞれ独立して1,4−シクロへキシレンまたは単結合であって、かつ少なくとも1つが単結合であり、
,BおよびBが、それぞれ独立してエチレンまたは単結合であって、かつ少なくとも2つが単結合であることを特徴とする、請求項1に記載のフェニレンジアミン。
In the general formula (2),
R 2 is a linear or branched alkyl having 1 to 12 carbon atoms,
A 1 , A 2 and A 3 are each independently 1,4-cyclohexylene or a single bond, and at least one is a single bond,
2. The phenylenediamine according to claim 1 , wherein B 1 , B 2 and B 3 are each independently ethylene or a single bond, and at least two are single bonds.
下記一般式(1b)で表されるフェニレンジアミン。
Figure 0004595417
(一般式(1b)において、Rは水素もしくはメチルであり、N−Cycleが以下の構造式(No.155)〜構造式(No.163)で表される環状アミノ基である。)
Figure 0004595417
Phenylenediamine represented by the following general formula (1b).
Figure 0004595417
(In General Formula (1b), R 1 is hydrogen or methyl, and N-Cycle is a cyclic amino group represented by the following structural formula (No. 155) to structural formula (No. 163) .)
Figure 0004595417
請求項1〜6のいずれか一項に記載のフェニレンジアミンと、テトラカルボン酸二無水物との反応生成物であるポリアミック酸またはポリイミド。   A polyamic acid or a polyimide, which is a reaction product of the phenylenediamine according to any one of claims 1 to 6 and tetracarboxylic dianhydride. 請求項1〜6のいずれか一項に記載のフェニレンジアミンと、ジカルボン酸またはその誘導体との反応生成物であるポリアミド。   A polyamide which is a reaction product of the phenylenediamine according to any one of claims 1 to 6 and a dicarboxylic acid or a derivative thereof. 請求項1〜6のいずれか一項に記載のフェニレンジアミンと、テトラカルボン酸二無水物およびジカルボン酸もしくはその誘導体との反応生成物、または
請求項1〜6のいずれか一項に記載のフェニレンジアミンと、トリカルボン酸またはその誘導体との反応生成物
であるポリアミドイミド。
A reaction product of the phenylenediamine according to any one of claims 1 to 6, a tetracarboxylic dianhydride and a dicarboxylic acid or a derivative thereof, or the phenylene according to any one of claims 1 to 6. Polyamideimide which is a reaction product of diamine and tricarboxylic acid or its derivative.
請求項7に記載のポリアミック酸またはポリイミドを含有するワニス。   A varnish containing the polyamic acid or polyimide according to claim 7. 請求項8に記載のポリアミドを含有するワニス。   A varnish containing the polyamide according to claim 8. 請求項9に記載のポリアミドイミドを含有するワニス。   A varnish containing the polyamideimide according to claim 9. 請求項10〜12のいずれか一項に記載のワニスを用いて形成される配向膜。   The alignment film formed using the varnish as described in any one of Claims 10-12. 請求項13に記載の配向膜を含む液晶表示素子。   A liquid crystal display element comprising the alignment film according to claim 13.
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